2019-2020年高考生物 第37讲 基因工程限时规范特训.doc

2019-2020年高考生物 第37讲 基因工程限时规范特训1.质粒之所以能作为基因工程的载体，其理由是()A含蛋白质从而能完成生命活动B具有环状结构而保持连续性CRNA能指导蛋白质的合成D能够自我复制、能携带目的基因解析：质粒是一种裸露的、结构简单、独立于细菌拟核DNA之外、能自我复制的双链环状DNA分子，其上有一个至多个限制酶切割位点，供外源DNA片段插入其中。携带外源DNA片段的质粒在受体细胞中进行自我复制或整合到染色体DNA上，随染色体DNA进行同步复制，此外，质粒DNA分子上有特殊的遗传标记基因。答案：D2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()ABamH 和EcoR BBamH 和Hind CBamH 和Bgl DEcoR 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：C3结合右图判断，有关基因工程中工具酶功能的叙述中，正确的是()A切断a处的酶简称内切酶，被称为“基因剪刀”B连接a处的酶为DNA聚合酶，被称为“基因针线”CRNA聚合酶可通过识别基因中的特定碱基序列与DNA分子结合D切断和连接b处的酶分别是解旋酶和DNA连接酶解析：基因表达过程中，需要以DNA的一条链为模板转录合成RNA，此时需要RNA聚合酶催化，但RNA聚合酶需通过识别DNA上特定的碱基序列与DNA结合，才能发挥作用，因此C项正确；图中切断a处的是被称为“基因剪刀”的限制性内切酶，简称应为限制酶而不是内切酶，A项错误；连接a处的“基因针线”是DNA连接酶，B项错误；b处为氢键，切断b处的是解旋酶，但b处的连接是通过碱基互补配对实现的，D项错误。答案：C4目的基因导入受体细胞后，是否可以稳定维持和表达其遗传特性，只有通过鉴定和检测才能知道。下列属于目的基因检测和鉴定的是()检测受体细胞是否有目的基因 检测受体细胞是否有致病基因 检测目的基因是否转录mRNA检测目的基因是否翻译蛋白质A B C D解析：目的基因的检测包括：检测转基因生物的染色体DNA上是否插入了目的基因，方法是用DNA分子杂交技术，使DNA探针与基因组DNA杂交；检测目的基因是否转录出了mRNA，方法是用基因探针与mRNA杂交；检测目的基因是否翻译了蛋白质，方法是进行抗原抗体杂交。答案：C5如图是将人的生长激素基因导入细菌B细胞内制造“工程菌”的示意图。已知细菌B细胞内不含质粒A，也不含质粒A上的基因。判断下列说法正确的是()A将重组质粒导入细菌B常用的方法是显微注射法B将完成导入过程后的细菌涂布在含有四环素的培养基上，能生长的只是导入了重组质粒的细菌C将完成导入过程后的细菌涂布在含有氨苄青霉素的培养基上，能生长的就是导入了质粒A的细菌D目的基因成功表达的标志是受体细胞能在含有氨苄青霉素的培养基上生长解析：将目的基因导入到细菌细胞中常用的方法是Ca2处理法；基因必须保持结构的完整性才能得以表达，在含有四环素的培养基上能存活的是导入了质粒A或导入了重组质粒的细菌；由于将人的生长激素基因导入到质粒的抗氨苄青霉素基因上，破坏了抗氨苄青霉素基因的完整性，导入了重组质粒的细菌没有对氨苄青霉素的抗性，在含有氨苄青霉素的培养基上不能存活，能存活的是导入了质粒A的细菌。答案：C6xx合肥一模利用基因工程技术可使大肠杆菌合成人的蛋白质。下列叙述不正确的是()A常用同一种的限制性内切酶处理目的基因和质粒BDNA连接酶和RNA聚合酶是重组质粒形成过程必需的工具酶C可用含抗生素的培养基检测大肠杆菌中是否导入了重组质粒D导入大肠杆菌的目的基因不一定能成功表达解析：切割目的基因和质粒用的是相同的限制酶；重组质粒形成过程必需的工具酶是DNA连接酶和限制酶；重组质粒上存在抗生素的抗性基因，可用含有抗生素的培养基检测大肠杆菌中是否导入了重组质粒；导入大肠杆菌的目的基因不一定能表达。答案：B7xx西安联考如图所示是一项重要生物技术的关键步骤，其中X()A一定是能合成胰岛素的细菌B一定是能合成抗体的人类细胞C有可能是能合成胰岛素的细菌D一定不是能合成抗生素的细菌解析：本题中的目的基因为人胰岛素基因，导入受体细胞后在受体细胞中不一定表达，且由于细胞质中的质粒在细胞分裂时发生随机分配，因此在X细胞中可能含有重组质粒，也可能不含重组质粒，则X可能是能合成人胰岛素的细菌。答案：C8下列关于“DNA粗提取与鉴定实验”的叙述，正确的是()A洗涤剂能瓦解细胞膜并增加DNA在NaCl溶液中的溶解度B将DNA丝状物放入二苯胺试剂中沸水浴后冷却变蓝C常温下菜花匀浆中有些酶类会影响DNA的提取D用玻棒缓慢搅拌滤液会导致DNA获得量减少解析：DNA在NaCl溶液中的溶解度与洗涤剂无关；向溶解有DNA的试管中加入少量二苯胺试剂，混匀后沸水浴加热，溶液变蓝，而不是冷却后变蓝；细胞中可能含有分解DNA的酶，从而影响到DNA的提取；DNA可以吸附在玻璃棒上，用玻璃棒缓慢搅拌可以增加DNA的提取量。答案：C9科学家将干扰素基因进行定点突变后导入大肠杆菌，表达出的干扰素的第十七位氨基酸由半胱氨酸变成了丝氨酸，新表达的干扰素不仅大大提高了干扰素的抗病活性，还提高了其储存稳定性。该生物技术为()A基因工程 B蛋白质工程C基因突变 D细胞工程解析：基因工程是通过对基因的操作，将符合人们需要的目的基因导入适宜的生物体，使其高效表达，获得所需的蛋白质，得到的蛋白质仍然为天然存在的蛋白质；而蛋白质工程是对控制蛋白质合成的基因进行改造，从而实现对其编码的蛋白质的改变，所得到的已不是天然的蛋白质。题目中的干扰素基因经过改造，已经不是原来的基因，其合成的干扰素也不是天然干扰素，而是经过改造的，是人类所需优质的蛋白质，因而整个过程利用的生物技术应为蛋白质工程。答案：B10下图是获得抗虫棉的技术流程示意图。卡那霉素抗性基因(kanR)常作为标记基因，只有含卡那霉素抗性基因的细胞才能在卡那霉素培养基上生长。下列叙述正确的是()A构建重组质粒过程中需要限制性内切酶和DNA连接酶B愈伤组织的分化产生了不同基因型的植株C卡那霉素抗性基因(kanR)中有该过程所利用的限制性内切酶的识别位点D抗虫棉有性生殖后代能保持抗虫性状的稳定遗传解析：质粒与目的基因结合时需要用相同的限制性内切酶切割，切出的黏性末端相同，再用DNA连接酶连接；愈伤组织由相同的细胞分裂形成，分化后产生的是相同基因型的植株；卡那霉素抗性基因作为标记基因不能有限制性内切酶的切割位点，标记基因被切断后就不能再表达，从而失去作用；抗虫棉为杂合子，其有性生殖后代会发生性状分离，抗虫性状不一定能稳定遗传。答案：A11下列关于蛋白质工程和基因工程的比较，不合理的是()A基因工程原则上只能生产自然界已存在的蛋白质，而蛋白质工程可以对现有蛋白质进行改造，从而制造一种新的蛋白质B蛋白质工程是在基因工程的基础上发展起来的，蛋白质工程最终还是要通过基因修饰或基因合成来完成C当得到可以在70 条件下保存半年的干扰素后，在相关酶、氨基酸和适宜的温度、pH条件下，干扰素可以大量自我合成D基因工程和蛋白质工程产生的变异都是可遗传的解析：基因工程原则上只能生产自然界已存在的蛋白质，而蛋白质工程可以对现有蛋白质进行改造，从而制造一种新的蛋白质；蛋白质工程是在基因工程的基础上发展起来的，蛋白质工程最终还是要通过基因修饰或基因合成来完成，这样产生的改变才能遗传下去；蛋白质不能自我合成；由于基因工程和蛋白质工程都是对基因进行操作，因此，基因工程和蛋白质工程产生的变异都是可遗传的。答案：C12如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：(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_、_、_三种。(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。由图示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)13xx淮安三调下面是将乙肝病毒控制合成病毒表面主蛋白的基因HBsAg导入巴斯德毕赤酵母菌生产乙肝疫苗的过程及有关资料，请分析回答下列问题。资料1：巴斯德毕赤酵母菌是一种甲基营养型酵母菌，能将甲醇作为其唯一碳源，此时AOX1基因受到诱导而表达5AOX1和3AOX1(TT)分别是基因AOX1的启动子和终止子。资料2：巴斯德毕赤酵母菌体内无天然质粒，所以科学家改造出了pPIC9K质粒用作载体，其与目的基因形成的重组质粒经酶切后可以与酵母菌染色体发生同源重组，将目的基因整合于染色体中以实现表达。(1)如果要将HBsAg基因和pPIC9K质粒重组，应该在HBsAg基因两侧的A和B位置接上_、_限制酶识别序列，这样设计的优点是避免质粒和目的基因自身环化。(2)酶切获取HBsAg基因后，需用_将其连接到pPIC9K质粒上，形成重组质粒，并将其导入大肠杆菌以获取_。(3)步骤3中应选用限制酶_来切割重组质粒获得重组DNA，然后将其导入巴斯德毕赤酵母菌细胞。(4)为了确认巴斯德毕赤酵母菌转化是否成功，在培养基中应该加入卡那霉素以便筛选，转化后的细胞中是否含有HBsAg基因，可以用_方法进行检测。解析：(1)重组质粒上的目的基因若要表达，需要目的基因的首尾分别含有启动子和终止子。而SnaB 、Avr识别的序列在启动子与终止子之间，只要在目的基因两侧A和B位置分别接上这两种序列，并用SnaB 、Avr这两种限制酶对质粒和目的基因同时切割，便会各自出现相同的黏性末端，便于重组与表达，同时防止自身环化，因此在HBsAg基因两侧的A和B位置接上SnaB 和Avr限制酶的识别序列。(2)用DNA连接酶将切割后的HBsAg基因和pPIC9K质粒连接成重组质粒；导入大肠杆菌体内，目的是利用大肠杆菌无性繁殖速度快，短时间内可获取大量的重组质粒。(3)Bgl 限制酶不会破坏目的基因两侧的启动子、终止子。答案：(1)SnaB Avr (2)DNA连接酶 大量重组质粒 (3)Bgl (4)DNA分子杂交14已知SARS是由一种RNA病毒感染所引起的疾病。SARS病毒表面的S蛋白是主要的病毒抗原，在SARS病人康复后的血清中有抗S蛋白的特异性抗体。某研究小组为研制预防SARS病毒的疫苗开展了前期研究工作，其简要的操作流程如下：(1)实验步骤需要一种特殊的酶，该酶是_。(2)步骤构建重组表达载体A和重组表达载体B必须使用的酶有_和_。为了使S基因和载体结合，需要注意的是_，原因是_。(3)经过、产生的S蛋白_(填“一样”或“不一样”)，原因是_。(4)为了检验步骤所表达的S蛋白是否与病毒S蛋白有相同的免疫反应特性，可用_与_进行抗原抗体特异性反应实验。解析：(1)实验步骤是由RNA合成DNA，所以需要的特殊酶是逆转录酶。(2)要使目的基因与载体结合，必须使用同种限制酶处理它们，以获得相同的黏性末端。(3)虽然图解中使用了不同的受体细胞，但由于目的基因相同，所以表达出的蛋白质也相同。(4)生产的S蛋白相当于抗原，若其与病毒S蛋白有相同的免疫反应特性，应能与SARS康复患者血清中的抗体发生特异性结合。答案：(1)逆转录酶 (2)限制性核酸内切酶 DNA连接酶用同种限制酶处理S基因和载体 只有这样才能使目的基因和载体具有相同的黏性末端，它们才能得以重组 (3)一样所用的目的基因携带的遗传信息相同 (4)大肠杆菌中表达的S蛋白 SARS康复病人的血清15胰岛素可以用于治疗糖尿病，但是胰岛素被注射到人体后，会堆积在皮下，要经过较长的时间才能进入血液，而进入血液的胰岛素又容易分解，因此，治疗效果受到影响。如图是用蛋白质工程设计速效型胰岛素的生产过程，请据图回答有关问题：(1)构建新的蛋白质模型是蛋白质工程的关键，图中构建新的胰岛素模型的主要依据是_。(2)通过DNA合成形成的新基因应与_结合后转移到_中才能得到准确表达。(3)若要利用大肠杆菌生产速效胰岛素，需用到的生物工程有_、_和发酵工程。(4)图解中从新的胰岛素模型到新的胰岛素基因的基本思路是什么？解析：(1)蛋白质工程的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，因此，图中构建新的胰岛素模型的依据是预期速效型胰岛素的功能。(2)合成的目的基因应与载体构建成基因表达载体后导入受体细胞中才能得以表达。(3)利用蛋白质工程生产自然界原本不存在的新的胰岛素，需对原有的胰岛素进行改造，根据新的胰岛素中氨基酸的序列推测出其基因中的脱氧核苷酸序列，再人工合成新的胰岛素基因，形成目的基因。改造好的目的基因需通过基因工程来生产基因产物，并且在生产过程中要借助工程菌，所以还需要进行发酵，因此该过程涉及蛋白质工程、基因工程和发酵工程。(4)由新的蛋白质模型到构建新的基因，其基本设计思路是根据新的蛋白质中氨基酸的序列，推测出其基因中的脱氧核苷酸序列，然后用DNA合成仪直接合成出新的基因。答案：(1)蛋白质的预期功能 (2)载体 大肠杆菌等受体细胞 (3)蛋白质工程 基因工程 (4)根据新的胰岛素中氨基酸的序列，推测出其基因中的脱氧核苷酸序列，然后利用DNA合成仪来合成出新的胰岛素基因。