2019-2020年高考生物大一轮复习 1.1.1基因工程的原理考题演练 中图版选修3.doc

2019-2020年高考生物大一轮复习 1.1.1基因工程的原理考题演练 中图版选修31.(xx济南模拟)chlL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chlL基因的变异株细胞。技术路线如图甲所示，请据图分析回答：(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chlL基因的DNA片段和选用的质粒上的限制性内切酶切割位点如图乙所示。请回答：构建含chlL基因的重组质粒A时，应选用的限制性内切酶是_，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，没有由核膜包被的细胞核，其体内含有光合色素，能进行光合作用。(2)表达载体构建时需限制性内切酶和DNA连接酶等工具酶。(3)由题干信息“构建该种生物缺失chlL基因的变异株细胞”知构建重组质粒B的目的在于破坏chlL基因并筛选出变异株细胞。(4)由图乙知，获得chlL基因需酶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切割处理，以便构建重组质粒A。由题意知四种酶同时切割时含600对碱基的片段共有3个。若用酶1和酶3同时切割时，产生的片段有8 200+600=8 800对碱基；另一为6002=1 200对碱基。答案：(1)没有由核膜包被的细胞核能够进行光合作用(2)限制性内切酶和DNA连接酶(3)破坏chlL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chlL基因的DNA含有1 200对碱基和8 800对碱基的两种片段2.(xx新课标全国卷改编)根据基因工程的有关知识，回答下列问题：(1)质粒载体用EcoR切割后产生的片段如下：AATTCGGCTTAA为使载体与目的基因相连，含有目的基因的DNA除可用EcoR切割外，还可用另一种限制性内切酶切割，该酶必须具有的特点是_。(2)反转录作用的模板是_，产物是_。若要在体外获得大量反转录产物，常采用_技术。(3)基因工程中除质粒外，_和_也可作为载体。(4)若用重组质粒转化大肠杆菌，一般情况下，不能直接用未处理的大肠杆菌作为受体细胞，原因是_。【解题指南】解答本题需掌握以下关键点：(1)限制性内切酶的作用和特点。(2)DNA连接酶的种类。(3)载体的类型。(4)受体细胞的选择原理。【解析】(1)为使载体与目的基因相连，不同的限制性内切酶应该切出相同的黏性末端。(2)反转录是指以RNA为模板在反转录酶的作用下合成DNA的过程，可以在体外短时间内大量扩增DNA的技术叫PCR(聚合酶链式反应)。(3)基因工程中可以作为载体的除质粒外，还有噬菌体、动植物病毒等。(4)大肠杆菌细胞有细胞壁和细胞膜，能阻止质粒(外源DNA)等物质的进入，只能通过Ca2+处理细胞，使细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态(这种细胞称为感受态细胞)才能作为受体细胞。答案：(1)切割产生的DNA片段末端与EcoR切割产生的相同(2)mRNA(或RNA)cDNA(或DNA)PCR(3)噬菌体动植物病毒(4)未处理的大肠杆菌吸收质粒(外源DNA)的能力极弱3.(xx福建高考)肺细胞中的let-7基因表达减弱，癌基因RAS表达增强，会引发肺癌。研究人员利用基因工程技术将let-7基因导入肺癌细胞实现表达，发现肺癌细胞的增殖受到抑制。该基因工程技术基本流程如图1所示。请回答：(1)进行过程时，需用_酶切开载体以插入let-7基因。载体应有RNA聚合酶识别和结合的部位，以驱动let-7基因转录，该部位称为_。(2)进行过程时，需用_酶处理贴附在培养皿壁上的细胞，以利于传代培养。(3)研究发现，let-7基因能影响癌基因RAS的表达，其影响机理如图2所示。据图分析，可从细胞中提取_进行分子杂交，以直接检测let-7基因是否转录。肺癌细胞增殖受到抑制，可能是由于细胞中_(RAS mRNA/RAS蛋白)含量减少引起的。【解题指南】解答本题的关键是：(1)目的基因和载体需用同一种限制性内切酶切割。(2)题干信息“let-7基因导入肺癌细胞实现表达，发现肺癌细胞的增殖受到抑制”，由此推出肺癌细胞增殖受到抑制的原因是let-7基因翻译抑制。【解析】(1)基因工程中目的基因和载体需要同一种限制性内切酶切割产生相同的黏性末端，使目的基因与载体结合，载体中与RNA聚合酶识别和结合的部位是启动子。(2)原代培养产生的细胞需用胰蛋白酶处理，分散成单个细胞，以利于传代培养。(3)检测目的基因是否转录需提取受体细胞中的RNA进行分子杂交；由图2可知let-7基因翻译抑制则不能产生RAS蛋白，因此RAS蛋白减少，肺癌细胞的增殖就受到抑制。答案：(1)限制性内切启动子(2)胰蛋白(3)RNARAS蛋白4.(xx潍坊模拟)质粒是基因工程中最常用的载体，质粒上有标记基因，如图所示，通过标记基因可推知外源基因插入的位置，插入位置不同，细菌在培养基上的生长情况也不同。如图表示外源基因的插入位置(插入点有a、b、c)。.(1)质粒的基本组成单位是_。(2)将细菌放在含有四环素、氨苄青霉素的培养基中培养，属于基因工程操作中的_步骤。.设计实验探究外源基因插入的位置。(3)步骤：将导入外源基因的细菌进行培养产生大量细菌。分组：将细菌平均分成两组并标号为1、2。培养：将第1组细菌放入_中培养，将第2组细菌放入_中培养。观察并记录结果。(4)预测实验结果及结论：若1组、2组均能正常生长，则外源基因插入点是_；若1组能正常生长，2组不能生长，则外源基因插入点是_；若1组不能生长，2组能正常生长，则外源基因插入点是_。【解析】(1)质粒是小型环状DNA分子，其基本组成单位是脱氧核苷酸。(2)抗四环素基因和抗氨苄青霉素基因都属于标记基因，其目的是便于目的基因的检测与鉴定。(3)分别将导入外源基因的细菌放在含氨苄青霉素的培养基和含四环素的培养基中进行培养，观察能否生长。(4)若目的基因插入a点，则受体细胞既具有抗四环素的能力，又具有抗氨苄青霉素的能力；若目的基因插入b点，则受体细胞只具有抗四环素的能力；若目的基因插入c点，则受体细胞只具有抗氨苄青霉素的能力。以此可判断目的基因插入的位置。答案：(1)脱氧核苷酸(2)目的基因的检测与鉴定(3)含氨苄青霉素的培养基含四环素的培养基(4)acb5.(xx江苏高考改编)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、Sma4种限制性内切酶，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)若用限制性内切酶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T-A碱基对替换，那么基因D就突变为基因d。从杂合体中分离出图1及其对应的DNA片段，用限制性内切酶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通过同种限制性内切酶处理后进行连接，形成重组质粒，那么应选用的限制性内切酶是_。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不能正确表达，其最可能的原因是_。【解题指南】解答本题特别关注以下三点：(1)明确碱基、磷酸和脱氧核糖之间的连接关系。(2)准确识别各种限制性内切酶的切割位点。(3)知道重组质粒中最少含有一种抗性基因。【解析】(1)两条脱氧核苷酸链之间的碱基通过氢键相连，一条脱氧核苷酸链中相邻的碱基通过脱氧核糖-磷酸-脱氧核糖连接。(2)根据限制性内切酶Sma识别的碱基序列可知，限制性内切酶Sma切割产生的末端为平末端。在图1序列中共有2个Sma的切割位点，切割后形成3种不同长度的产物，分别为537 bp、790 bp、661 bp。(3)图1中有Sma的两个识别序列，完全切割后产生3个不同长度的DNA片段，若虚线方框中的碱基对被T-A碱基对替换，再经Sma识别并完全切割后会产生2个DNA片段，其中1个DNA片段与未替换前完全切割的相同，因此经完全切割后共产生4种不同长度的DNA片段。(4)切割目的基因可选用限制性内切酶BamH和限制性内切酶Mbo，但限制性内切酶Mbo可将质粒中的抗生素A抗性基因和抗生素B抗性基因都破坏，而限制性内切酶BamH只破坏抗生素A抗性基因，因此只能选用限制性内切酶BamH；重组质粒中含有抗生素B抗性基因，因此可在含抗生素B的培养基上培养。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同种限制性内切酶切割形成的末端相同，部分目的基因D与质粒反向连接【延伸探究】(1)若本题(1)中“一条”换为“两条”，则依靠什么结构连接？提示：DNA两条链通过碱基互补配对形成氢键的方式连接在一起。(2)对图2所示的质粒用Mbo限制性内切酶切割后，放在含有抗生素A的培养基中培养，能否生长？为什么？提示：不能生长。因为抗生素A抗性基因中含有GATC序列，一旦用Mbo限制性内切酶切割该质粒后，会破坏该基因，从而无法抵抗抗生素A。6.(xx德州模拟)某同学以菜花为实验材料，进行“DNA的粗提取与鉴定”实验，步骤如下：步骤一：称取30 g菜花，去梗取花，切碎。步骤二：将碎菜花放入研钵中，倒入10 mL研磨液，充分研磨10 min。步骤三：在漏斗中垫上滤纸，将菜花研磨液过滤到烧杯中。在冰箱中放置几分钟，取上清液。步骤四：将一倍体积的上清液倒入两倍体积的某溶液中，并用玻璃棒缓缓地、轻轻地搅拌溶液，将絮状物缠绕在玻璃棒上。请回答下列问题：(1)请指出并改正该同学实验操作中的错误：_。(2)步骤二不能采用加入蒸馏水使细胞吸水涨破的方法，原因是_；为使研磨充分，可以加入_；为溶解DNA，加入的研磨液中氯化钠浓度应为_。(3)步骤四中所用两倍体积的某溶液为_。(4)简要说明鉴定步骤四所得絮状物是DNA的基本实验设计思路：_。(5)该同学在上述实验的基础上，想进一步探究絮状物中是否含有蛋白质。他还需要准备的试剂有_、_。请你帮助该同学对步骤四的絮状物中是否含有蛋白质给予鉴定。分组实验操作实验结果实验组_+1 mL蒸馏水各加入_两组都呈现_色，说明_；实验组_，对照组_，说明_对照组_+1 mL蒸馏水【解析】本实验与用鸡血细胞提取DNA的方法相似，只是由于植物细胞具有细胞壁，所以使细胞破裂释放出DNA的方法是不同的，要进行步骤二充分研磨。加入二氧化硅可以使研磨较为充分，DNA在2 mol/L NaCl溶液中溶解度最大。析出DNA时所加入的某溶液应是体积分数为95%的冷酒精，因为DNA不溶于酒精溶液；鉴定DNA时，可将其溶解在0.015 mol/L NaCl溶液中，加入二苯胺试剂，沸水浴加热，观察溶液颜色是否变蓝。鉴定蛋白质需要双缩脲试剂，设计实验时需要设置对照实验，所以需要添加蛋白质标准样液，通过观察溶液颜色变化确定絮状物中是否含有蛋白质。答案：(1)滤纸改为纱布(或尼龙布)(2)植物细胞具有细胞壁，吸水后不会涨破二氧化硅2 mol/L(3)体积分数为95%的冷酒精(4)将絮状物溶于0.015 mol/L的NaCl溶液中，加入二苯胺试剂，沸水浴加热，若溶液颜色变蓝，则絮状物是DNA(5)蛋白质标准样液双缩脲试剂A液、B液絮状物蛋白质标准样液双缩脲试剂紫絮状物中含有蛋白质不变紫色出现紫色絮状物中不含有蛋白质