2019-2020年高中生物专题1基因工程检测A新人教版.doc

2019-2020年高中生物专题1基因工程检测A新人教版一、选择题(每小题2分,共40分)1下列关于DNA连接酶的叙述,正确的是()A.DNA连接酶不需要识别特定的脱氧核苷酸序列B.一种DNA连接酶只能连接一种黏性末端C.将单个脱氧核苷酸加到某DNA片段末端,形成磷酸二酯键D.连接两条DNA链上碱基之间的氢键解析DNA连接酶只能连接DNA片段,DNA聚合酶能连接单个脱氧核苷酸。DNA上的氢键的连接不需要酶催化,DNA连接酶不需要识别特定的脱氧核苷酸序列。答案A2下表关于基因工程中有关基因操作的名词及对应的内容,正确的组合是()供体剪刀针线载体受体A质粒限制性核酸内切酶DNA连接酶提供目的基因的生物大肠杆菌等B提供目的基因的生物DNA连接酶限制性核酸内切酶质粒大肠杆菌等C提供目的基因的生物限制性核酸内切酶DNA连接酶质粒大肠杆菌等D大肠杆菌等DNA连接酶限制性核酸内切酶提供目的基因的生物质粒解析供体在基因工程中是指提供目的基因的个体,受体是指接受目的基因或者重组表达载体的个体或细胞。答案C3基因工程操作中将DNA导入受体细胞称为转化。下列相关叙述不正确的是()A.被转化的细胞吸收外源DNA是转化的实质B.常用CaCl2处理植物细胞使其处于感受态C.动物细胞相对于植物细胞吸收DNA的障碍要小D.显微注射技术一般用于动物细胞的转化解析转化是目的基因导入受体细胞,并在受体细胞内稳定保存和表达,因此,转化的实质是细胞吸收外源DNA;常用CaCl2处理大肠杆菌细胞使其处于感受态;由于植物细胞具有细胞壁,而动物细胞没有,故动物细胞吸收DNA障碍较小;显微注射技术一般用于动物细胞的转化。答案B4下列有关基因工程的叙述,正确的是()A.载体上的标记基因有利于促进目的基因在受体细胞中表达B.用反转录法合成胰岛素基因时只能从胰岛B细胞中提取相关的模板C.目的基因导入受体细胞后,引起受体细胞的变异属于基因突变D.限制性核酸内切酶和DNA聚合酶是基因工程中两类常用的工具酶解析用反转录法合成目的基因,需要先从细胞中提取到相应的mRNA,而胰岛素只能在胰岛B细胞中合成,因而胰岛素基因只能在胰岛B细胞中转录成相应的mRNA。目的基因导入受体细胞后,引起受体细胞的变异属于基因重组。基因工程中不需要DNA聚合酶,而需要DNA连接酶。答案B5下列有关基因工程的叙述,正确的是()A.DNA 连接酶能将碱基互补的两个黏性末端的碱基对连接起来B.获得目的基因一定要使用限制性核酸内切酶C.目的基因和受体细胞均可来自动、植物或微生物D.质粒上的标记基因可用来筛选含重组DNA 的细胞和转基因植物解析DNA连接酶连接的是碱基互补的两个黏性末端的磷酸二酯键,A项错误;目的基因的获取可使用限制性核酸内切酶,也可人工合成,B项错误;目的基因和受体细胞均可来自动、植物或微生物,C项正确;质粒上的标记基因可用来筛选含重组DNA的细胞,转基因植物常采用抗原抗体杂交法进行筛选,D项错误。答案C6用某动物的胰岛素基因制成DNA探针,检测下列物质,不能形成杂交分子的是()A.该动物胰岛A细胞的DNAB.该动物胰岛B细胞的mRNAC.该动物胰岛A细胞的mRNAD.该动物肝细胞的DNA解析胰岛素只能在胰岛B细胞中合成,因而胰岛素基因只能在胰岛B细胞中转录成相应的mRNA,胰岛A细胞的mRNA中不会有胰岛素基因转录出的mRNA,也就无法与胰岛素基因制成的探针杂交。而该动物的所有体细胞中都会有胰岛素基因,因而其所有体细胞的DNA都能与该探针形成杂交分子。答案C7将ada(腺苷酸脱氨酶基因)通过质粒pET28b导入大肠杆菌并成功表达腺苷酸脱氨酶。下列叙述错误的是()B.每个重组质粒至少含一个限制性核酸内切酶识别位点C.每个限制性核酸内切酶识别位点至少插入一个adaD.每个插入的ada至少表达一个腺苷酸脱氨酶分子解析将ada通过质粒pET28b导入大肠杆菌并成功表达,则每个大肠杆菌细胞中至少含有一个重组质粒,且每个重组质粒至少含有一个限制酶识别位点,但每个限制酶识别位点只能插入一个ada,插入的ada成功表达,说明每个插入的ada至少表达一个腺苷酸脱氨酶分子。故C项错误。答案C8下表中有关基因表达的选项,不可能的是()基因表达的细胞表达产物A细菌抗虫蛋白基因抗虫棉叶肉细胞细菌抗虫蛋白B人酪氨酸酶基因正常人皮肤细胞人酪氨酸酶C动物胰岛素基因大肠杆菌工程菌细胞动物胰岛素D兔血红蛋白基因兔成熟红细胞兔血红蛋白解析抗虫棉叶肉细胞中存在细菌抗虫蛋白基因,细菌抗虫蛋白基因能够表达产生细菌抗虫蛋白;正常人皮肤细胞中含有人酪氨酸酶基因,人酪氨酸酶基因能够表达产生人酪氨酸酶;大肠杆菌工程菌细胞中存在动物胰岛素基因,动物胰岛素基因能够表达产生动物胰岛素;兔成熟红细胞中无细胞核,无兔血红蛋白基因,所以不能表达产生兔血红蛋白。答案D9人们常选用的细菌质粒分子往往带有一个抗生素抗性基因,该抗性基因的主要作用是()A.提高受体细胞在自然环境中的耐药性B.有利于对目的基因是否导入进行检测C.增加质粒分子的相对分子质量D.便于与外源基因连接解析可以根据被导入细胞是否具有对抗生素的抗性来判断目的基因是否导入。答案B10利用生物工程的方法可以让大肠杆菌生产人胰岛素。下面有关叙述错误的是()A.在进行基因操作时,将人工合成的人胰岛素基因连接到质粒上,再转移到大肠杆菌中B.人胰岛素基因能够在大肠杆菌体内得以表达,是因为这两类生物具有完全相同的代谢方式C.能合成人胰岛素的大肠杆菌从可遗传变异的类型上看属于基因重组D.大肠杆菌制造的胰岛素,需要进一步的加工和提纯才能使用解析人胰岛素基因能够在大肠杆菌体内得以表达,是因为两种生物基因表达的过程类似,并且共用一套遗传密码。答案B11农业科技工作者在烟草中找到了一抗病基因,现拟采用基因工程技术将该基因转入棉花,培育抗病棉花品系。下列叙述错误的是()A.要获得该抗病基因,可采用从细胞中分离、人工合成等方法B.要使载体与该抗病基因连接,首先应使用限制酶进行切割。假如载体被切割后,得到的分子末端序列为AATTCG,则能与之连接的抗病基因分子末端是GCATTTC.限制酶切割完成后,采用DNA连接酶将载体与该抗病基因连接,形成重组DNA分子D.将连接得到的DNA分子导入农杆菌,然后用该农杆菌去感染棉花细胞,利用植物细胞具有的全能性进行组织培养,从培养出的植株中筛选出抗病的棉花解析黏性末端只有互补才能连接。答案B12下图表示利用农杆菌转化法生产转基因植物的主要过程,下列说法错误的是()A.是构建表达载体(目的基因与载体结合)需要用到限制性核酸内切酶和DNA连接酶B.是将重组质粒导入受体细胞C.是利用农杆菌转化作用将重组质粒导入植物细胞,转化前需要割伤叶片D.整个流程中质粒作为载体能够在宿主细胞内稳定存在,目的基因随着质粒的复制而复制解析从题图中可以看出目的基因已经从质粒上转移到宿主细胞的染色体DNA上,此时目的基因的载体是宿主细胞的染色体,因此目的基因能够在宿主细胞内稳定存在并且得以表达。答案D13限制酶可辨识并切割DNA分子上特定的核苷酸序列。下图为四种限制酶BamH 、EcoR、Hind 及Bgl 的辨识序列及每一种限制酶的特定切割部位。其中切割出来的DNA片段末端可以互补结合的两种限制酶是()A.BamH 和EcoR B.BamH 和Hind C.BamH 和Bgl D.EcoR 和Hind 解析BamH 和Bgl 切出的黏性末端碱基能互补配对,互补序列都含有GATC。答案C14下列有关蛋白质工程和基因工程的叙述,错误的是()A.基因工程是通过基因操作把外源基因转入适当的生物体内,并在其中进行表达,它的产品还是该基因编码的天然存在的蛋白质B.蛋白质工程的产品已不再是天然的蛋白质,而是经过改造的、具有了人类所需要的优点的蛋白质C.蛋白质工程利用基因工程的手段,按照人类自身的需要,定向地改造天然的蛋白质,甚至于创造出全新的蛋白质分子D.蛋白质工程是在分子水平上对蛋白质分子直接进行操作,定向改变分子的结构解析蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础,通过基因修饰或基因合成,对现有蛋白质进行改造或制造一种新的蛋白质,以满足人类生产和生活的需求。其目标是根据人们对蛋白质功能的特定需求,对蛋白质结构进行分子设计,但因为基因决定蛋白质,因此对蛋白质的结构进行设计改造,归根到底,还需对相应的基因按要求进行修饰加工改造,使之能控制合成人类需要的蛋白质。答案D15棉花产业在我国国民经济发展中占有举足轻重的地位,为了抵抗虫害,我国育成了拥有自主知识产权的转基因抗虫棉,棉田生态环境得到改善。下列判断抗虫基因是否成功转入棉花基因组的方法中,不属于分子检测的是()A.通过观察害虫吃棉叶是否死亡B.检测目的基因片段与DNA探针能否形成杂交带C.检测目的基因转录形成的mRNA与DNA探针能否形成杂交带D.检测目的基因的表达产物蛋白质能否与特定抗体形成杂交带解析A项属于个体生物学水平的鉴定,不是分子检测。B、C两项为分子检测,利用DNA分子杂交技术,观察目的基因及目的基因转录形成的mRNA能否与DNA探针进行杂交,形成杂交带;D项也为分子检测,利用抗原与抗体杂交的原理,检测目的基因的表达产物能否与特定抗体形成杂交带。 答案A16科学家已能运用基因工程技术,让羊合成并由乳腺分泌抗体,下列相关叙述正确的是()该技术将导致定向变异DNA连接酶把目的基因与载体黏性末端的碱基对连接起来蛋白质中的氨基酸序列可为合成目的基因提供依据受精卵是理想的受体A.B.C.D.解析基因工程可将控制特定性状的外源基因导入受体细胞,从而定向改造生物的性状,而且此过程不受亲缘关系远近的制约,即克服远缘杂交不亲和的障碍。DNA连接酶只能催化形成磷酸二酯键。由蛋白质中的氨基酸序列可推知相应的mRNA中的核糖核苷酸序列,进而可推测相应基因中的脱氧核苷酸序列,从而可以用化学合成方法人工合成目的基因。转基因羊的乳腺细胞及全身所有的组织细胞均来自受精卵的有丝分裂,遗传物质都与受精卵完全相同,而受精卵体积较大,操作较容易,也能保障发育成的个体所有细胞都含有外源基因。答案B17下列有关基因导入方式、受体细胞以及基因导入后获得个体的说法不正确的是()A.将目的基因导入动物细胞目前最常用的,也是最为有效的方式是显微注射技术B.将目的基因导入植物细胞采用最多的方法是农杆菌转化法C.转基因动物的受体细胞必须是受精卵,然后利用胚胎移植技术获得转基因动物D.转基因植物的受体细胞必须是受精卵,然后利用植物组织培养技术获得转基因植株解析转基因植物的受体细胞可以是体细胞或受精卵,因为植物细胞的全能性比较强,利用植物组织培养很容易获得转基因植株。而转基因动物则必须用受精卵作为受体细胞,通过胚胎移植技术获得转基因动物。答案D18下列说法不正确的是()A.基因治疗是把正常基因导入病人体内,使该基因的表达产物发挥功能,从而达到治疗疾病的目的B.基因文库包括基因组文库、cDNA文库等C.基因工程的核心是基因表达载体的构建D.外源基因插入转基因生物染色体DNA上后就能够表达解析外源基因插入染色体上后不一定表达,所以需进行基因工程的第四步:目的基因的检测与鉴定,来确定外源基因是否表达。答案D19采用基因工程的方法培育抗虫棉,下列导入目的基因的做法正确的是()将毒素蛋白注射到棉受精卵中将编码毒素蛋白的DNA序列注射到棉受精卵中将编码毒素蛋白的DNA序列与质粒重组导入土壤农杆菌细胞中,用该细菌感染棉花体细胞,再进行组织培养将编码毒素蛋白的DNA序列与质粒重组,借助花粉管进入棉花子房,并进入受精卵A.B.C.D.解析将毒素蛋白直接注射到棉受精卵中,没有获得目的基因,子代细胞不会有抗虫性状,错误;将编码毒素蛋白的DNA序列直接注射到棉受精卵中,而没有将目的基因与载体结合,这样目的基因是不会被保留下来的,很容易被水解掉,错误;在植物基因工程中,可利用农杆菌转化法将目的基因导入受体细胞,然后通过植物组织培养技术将植物细胞培养成完整植株,正确;在植物基因工程中,可以利用花粉管通道法将目的基因导入受精卵中,然后发育为转基因植株,正确。答案C20质粒之所以能作为基因工程的载体,是因为()A.它能够自我复制、能携带目的基因B.它含蛋白质从而能完成生命活动C.RNA能指导蛋白质的合成D.它具有环状结构而保持连续性解析质粒具有自我复制能力,且有一个至多个限制酶切割位点,供外源DNA片段(基因)插入其中。答案A二、非选择题(共60分)21(12分)阅读下面的资料并回答问题。资料一科学家将牛生长激素基因导入小鼠受精卵中,得到了体型巨大的“超级小鼠”;科学家采用农杆菌转化法培育出转基因烟草。资料二T4溶菌酶在温度较高时易失去活性。科学家对编码T4溶菌酶的基因进行了改造,使其表达的T4溶菌酶第3位的异亮氨酸变为半胱氨酸,在该半胱氨酸与第97位的半胱氨酸之间形成了一个二硫键,提高了T4溶菌酶的耐热性。(1)资料一属于基因工程的范畴。将基因表达载体导入小鼠的受精卵中常用法。构建基因表达载体常用的工具酶是和。在培育有些转基因植物时,常用农杆菌转化法,农杆菌的作用是。(2)资料二中的技术属于工程的范畴,该工程是指以分子生物学相关理论为基础,通过基因修饰或基因合成,对进行改造,或制造一种的技术。在该实例中,引起T4溶菌酶空间结构改变的原因是组成该酶肽链的序列发生了改变。解析(1)基因工程中,将目的基因导入动物细胞常用显微注射法。构建基因表达载体常用的工具酶是限制性核酸内切酶(限制酶)和DNA连接酶。当植物体受到损伤时,伤口处的细胞会分泌大量的酚类化合物,吸引农杆菌移向这些细胞,农杆菌中Ti质粒上的T-DNA可转移至受体细胞,并整合到受体细胞的染色体DNA上,因此用农杆菌转化法将目的基因导入植物细胞时,农杆菌的作用是将目的基因导入受体细胞。(2)资料二中是对T4溶菌酶进行改造,属于蛋白质工程。蛋白质工程是指以分子生物学相关理论为基础,通过基因修饰或基因合成,对现有蛋白质进行改造,或制造一种新蛋白质的技术。改造后的T4溶菌酶和原T4溶菌酶相比,第3位的异亮氨酸变为半胱氨酸,即肽链中的氨基酸序列发生了改变。答案(1)显微注射限制性核酸内切酶DNA连接酶可感染植物,将目的基因转移到受体细胞中(2)蛋白质现有的蛋白质新蛋白质氨基酸22(10分)在某些深海鱼中发现的抗冻蛋白基因afp对提高农作物的抗寒能力有较好的应用价值。下图所示是获得转基因莴苣的技术流程,请据图回答下列问题。(1)获取目的基因的主要途径包括从自然界已有的物种中分离和。(2)过程需要的酶有、。(3)重组质粒除了带有抗冻蛋白基因afp以外,还必须含有启动子、终止子和等,这样才能构成一个完整的基因表达载体。(4)如果受体细胞C1是土壤农杆菌,则将目的基因导入它的目的是利用农杆菌的,使目的基因进入受体细胞C2,并将其插入受体细胞C2中的上,使目的基因的遗传特性得以稳定维持和表达,形成转基因莴苣。经过程获得的转基因莴苣中的目的基因是否表达,在分子水平上可用法进行检测,如果出现杂交带,说明目的基因已经表达蛋白质产品,转基因莴苣培育成功。解析(1)获取目的基因的主要途径有从自然界已有的物种中分离和人工合成。(2)过程为基因表达载体的构建过程,需要用到限制性核酸内切酶和DNA连接酶。(3)一个完整的基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。(4)农杆菌转化法利用的是农杆菌的转化作用,将目的基因整合到受体细胞的染色体DNA上,进而使目的基因能够稳定遗传和表达。检测目的基因是否成功表达可采用抗原抗体杂交法。答案(1)人工合成(2)限制性核酸内切酶DNA连接酶(3)标记基因(4)转化作用染色体DNA抗原抗体杂交23(12分)ch1L基因是蓝藻DNA上控制叶绿素合成的基因,为研究该基因对叶绿素合成的控制,需要构建该种生物缺失ch1L基因的变异株细胞。技术路线如图甲所示,请据图分析回答问题。甲乙(1)与真菌相比较,蓝藻在结构上最主要的特点是,在功能上最主要的特点是。(2)过程中均使用的工具酶有。(3)构建重组质粒B在整个操作过程中的目的是和。(4)若含有ch1L基因的DNA片段和选用的质粒上的限制酶切割位点如图乙所示。请回答下列问题。构建含ch1L基因的重组质粒A时,应选用的限制酶是,对进行切割。同时用酶1和酶4切割图乙中的质粒,则产生含有1 800对碱基和8 200对碱基的两种片段;用图中四种酶同时切割此质粒,则产生含有600对碱基和8 200对碱基的两种片段;若换用酶1和酶3同时切割此质粒,则产生的片段是。解析(1)蓝藻为原核生物,没有以核膜为界限的细胞核,其体内含有光合色素,能进行光合作用。(2)构建基因表达载体时需限制酶和DNA连接酶等工具酶。(3)由题干信息“构建该种生物缺失ch1L基因的变异株细胞”可知,构建重组质粒B的目的在于破坏ch1L基因并筛选出变异株细胞。(4)由图乙知,要获得ch1L基因,需用酶1和酶3对此基因所在的DNA进行切割,同时对质粒也要用同种酶进行切割处理,以便构建重组质粒A。由题意知用四种酶同时切割时,会产生3个含600对碱基的片段。若用酶1和酶3同时切割,产生的片段有8 200+600=8 800对碱基;另一片段有6002=1 200对碱基。答案(1)没有以核膜为界限的细胞核能够进行光合作用(2)限制性核酸内切酶和DNA连接酶(3)破坏ch1L基因操作成功后筛选出该变异株细胞(4)酶1和酶3质粒和含ch1L基因的DNA含有1 200对碱基和8 800对碱基的两种片段24(12分)下图为某种质粒表达载体简图,小箭头所指分别为限制性核酸内切酶EcoR 、BamH 的酶切位点,ampR为青霉素抗性基因,tetR为四环素抗性基因,P为启动子,T为终止子,ori为复制原点。已知目的基因的两端分别有包括EcoR 、BamH 在内的多种酶的酶切位点。据图回答下列问题。(1)将含有目的基因的DNA与质粒表达载体分别用EcoR酶切,酶切产物用DNA连接酶进行连接后,其中由两个DNA片段之间连接形成的产物有、3种。(2)用上述3种连接产物与无任何抗药性的原核宿主细胞进行转化实验。之后将这些宿主细胞接种到含四环素的培养基中,能生长的原核宿主细胞所含有的连接产物是;若接种到含青霉素的培养基中,能生长的原核宿主细胞所含有的连接产物是。(3)目的基因表达时,RNA聚合酶识别和结合的位点是,其合成的产物是。(4)在上述实验中,为了防止目的基因和质粒自身环化,酶切时应选用的酶是。解析将含有目的基因的DNA与质粒表达载体分别用EcoR 酶切,所产生的黏性末端相同,用DNA连接酶处理后,不同的片段随机结合,由两个DNA片段之间连接可形成3种不同的产物。将这3种连接产物导入受体菌后,可根据不同连接产物所携带抗性基因的差异选择不同的选择培养基进行筛选。由题图和题目中提供的信息可知,同时应用EcoR 和BamH 进行酶切可有效防止目的基因和质粒自身环化。答案(1)目的基因载体连接物载体载体连接物目的基因目的基因连接物(2)载体载体连接物目的基因载体连接物、载体载体连接物(3)启动子mRNA(4)EcoR 和BamH (不能只答一种酶)25(14分)图1表示含有目的基因D的DNA片段长度(bp即碱基对)和部分碱基序列,图2表示一种质粒的结构和部分碱基序列。现有Msp 、BamH 、Mbo 、Sma 4 种限制性核酸内切酶,它们识别的碱基序列和酶切位点分别为CCGG、GGATCC、GATC、CCCGGG。请回答下列问题。(1)图1的一条脱氧核苷酸链中相邻两个碱基之间依次由连接。(2)若用限制酶Sma 完全切割图1中DNA片段,产生的末端是末端,其产物长度为。(3)若图1中虚线方框内的碱基对被TA碱基对替换,那么基因D就突变为基因d。从杂合子中分离出图1及其对应的DNA片段,用限制酶Sma完全切割,产物中共有种不同长度的DNA片段。(4)若将图2中质粒和目的基因D通过同种限制酶处理后进行连接,形成重组质粒,那么应选用的限制酶是。在导入重组质粒后,为了筛选出含重组质粒的大肠杆菌, 一般需要用添加的培养基进行培养。经检测,部分含有重组质粒的大肠杆菌菌株中目的基因D不能正常表达,其最可能的原因是。解析(1)在一条脱氧核苷酸链上,相邻两个脱氧核苷酸之间通过磷酸二酯键相连,所以相邻碱基之间通过脱氧核糖、磷酸、脱氧核糖相连接。(2)Sma 识别并切割的序列为CCCGGG,所以产生的末端为平末端,经Sma 切割后,DNA片段会形成三个小的DNA片段,按切割位点算分别是:534 bp+3 bp=537 bp;796 bp-3 bp-3 bp=790 bp;658 bp+3 bp=661 bp。(3)杂合子基因型为Dd。用Sma 切割基因D,会形成537 bp、790 bp、661 bp 3种长度的DNA片段。题图1中虚线方框内CG被TA替换,失去了一个酶切位点,则会被切割成534 bp+796 bp-3 bp=1 327 bp 和658 bp+3 bp=661 bp。所以一共会得到4种长度的DNA片段。(4)如果要获得完整的目的基因可用BamH 或Mbo 切割,但是Mbo 会破坏抗生素A抗性基因和抗生素B抗性基因,质粒会失去标记基因,无法筛选,所以只能用BamH切割。用BamH切割后破坏了抗生素A抗性基因,所以质粒上存在的标记基因是抗生素B抗性基因,因此,在加入抗生素B的培养基上进行培养、筛选。经过同种限制酶切割后质粒和目的基因会产生相同的末端,部分目的基因与质粒反向连接导致基因无法正常表达。答案(1)脱氧核糖、磷酸、脱氧核糖(2)平537 bp、790 bp、661 bp(3)4(4)BamH抗生素B同种限制酶切割形成的末端相同,部分目的基因D与质粒反向连接