2019高考生物一轮总复习 现代生物科技专题 练案39 基因工程 新人教版选修3.doc

练案39基因工程一、选择题1(2017海口模拟)利用外源基因在受体细胞中表达，可生产人类所需要的产品。下列选项中能说明目的基因完成了在受体细胞中表达的是(D)A棉花二倍体细胞中检测到细菌的抗虫基因B大肠杆菌中检测到人胰岛素基因及其mRNAC山羊乳腺细胞中检测到人生长激素DNA序列D酵母菌细胞中提取到人干扰素蛋白解析基因表达的产物是蛋白质，因此，只有在受体细胞中检测或提取到了相应蛋白质才能证明目的基因在受体细胞中完成了表达，A、C项只能说明完成了目的基因的导入，B项只能说明完成了目的基因的导入和目的基因的转录过程。2天然的玫瑰没有蓝色花，这是由于缺少控制蓝色色素合成的基因B，而开蓝色花的矮牵牛中存在序列已知的基因B。现用基因工程技术培育蓝玫瑰。下列操作正确的是(A)A提取矮牵牛蓝色花的mRNA，经逆转录获得互补的DNA，再扩增基因BB利用限制性核酸内切酶从开蓝色花矮牵牛的基因文库中获取基因BC利用DNA聚合酶将基因B与质粒连接后导入玫瑰细胞D将基因B直接导入大肠杆菌，然后感染并转入玫瑰细胞解析提取矮牵牛蓝色花的mRNA，逆转录得到DNA，然后扩增，可获得大量的基因B，A 正确；从基因文库中获取目的基因，只要根据目的基因的相关信息和基因文库中的信息进行筛选对比即可，不需要用限制酶进行切割，B 错误；目的基因与质粒的连接需要用DNA 连接酶，而不是DNA 聚合酶，C 错误；目的基因需要和运载体连接后形成重组质粒再导入，而且应该用农杆菌进行感染，而不是大肠杆菌，D 错误。3基因工程利用某目的基因(图甲)和P1噬菌体载体(图乙)构建重组DNA。限制性核酸内切酶分别是Bgl、EcoR和Sau3A。下列分析错误的是(D)A构建重组DNA时，可用Bgl和Sau3A切割目的基因所在片段和P1噬菌体载体B构建重组DNA时，可用EcoR和Sau3A切割目的基因所在片段和P1噬菌体载体C图乙中的P1噬菌体载体只用EcoR切割后，含有2个游离的磷酸基团D用EcoR切割目的基因所在片段和P1噬菌体载体，再用DNA连接酶连接，只能产生一种重组DNA解析由题图可知，Bgl、Sau3A及EcoR三种酶在目的基因和P1噬菌体上都有切口，故可用Bgl和Sau3A或EcoR和Sau3A切割目的基因所在片段和P1噬菌体载体；图乙P1噬菌体载体为环状DNA，只用EcoR切割后产生两条反向双螺旋链状DNA，有2个游离的磷酸基团；用EcoR切割目的基因所在片段和P1噬菌体载体，再用DNA连接酶连接，能产生不止一种重组DNA。4(2016信阳模拟)关于蛋白质工程的说法，正确的是(B)A蛋白质工程是在分子水平上对蛋白质分子直接进行操作B蛋白质工程能生产出自然界中不曾存在过的新型蛋白质分子C对蛋白质的改造是通过直接改造相应的mRNA来实现的D蛋白质工程的流程和天然蛋白质合成的过程是相同的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，以满足人类的生产和生活的需求。由于基因决定蛋白质，因此，要对蛋白质的结构进行设计改造，还必须从基因入手。与基因工程不同，蛋白质工程能生产出自然界中不曾存在过的新型蛋白质分子。5下列有关基因表达载体的构建的说法中，不正确的是(B)A需要限制酶和DNA连接酶参与B任何基因表达载体的构建都是一样的，没有差别C可用抗生素基因作为标记基因的种类D基因表达载体的构建是基因工程的核心步骤解析构建基因表达载体时需要用同一种限制性核酸内切酶切割目的基因和载体，以产生相同的黏性末端，然后用DNA连接酶连接；由于受体细胞有植物、动物和微生物之分，以及目的基因导入受体细胞的方法不同，因此，基因表达载体的构建也会有所差别，不可能是千篇一律的；抗生素基因的作用是作为标记基因，鉴别受体细胞中是否导入了目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来；基因表达载体的构建是整个基因工程的核心环节。6下列有关限制性核酸内切酶的叙述，正确的是(B)A用限制性核酸内切酶切割一个DNA分子中部，获得一个目的基因时，被水解的磷酸二酯键有2个B限制性核酸内切酶识别序列越短，则该序列在DNA中出现的概率就越大CCATG和GGATCC序列被限制酶切出的黏性末端碱基数不同D只有用相同的限制性核酸内切酶处理含目的基因的片段和质粒，才能形成重组质粒解析用限制酶切割DNA分子中部获得一个目的基因时，需剪切2次，水解磷酸二酯键4个；限制酶识别序列越短，则该序列在DNA中出现的概率就越大；CATG和GGATCC序列被限制酶切出的黏性末端均有4个碱基；切割目的基因和载体并非只能用同一种限制酶，如果不同的限制酶切割DNA分子所产生的末端也存在互补关系，则两末端也可连接。7下列关于载体的叙述，错误的是(D)A载体与目的基因结合后，实质上就是一个重组DNA分子B对某种限制酶而言，载体最好只有一个切点，但还要有其他多种酶的切点C目前常用的载体有质粒、噬菌体的衍生物和动植物病毒D载体具有某些标记基因，便于对其进行切割解析标记基因的作用是用于受体细胞的鉴别和筛选。8科学家采用基因工程技术将矮牵牛中控制蓝色色素合成的基因a转移到玫瑰中，以培育蓝玫瑰，下列操作正确的是(A)A利用DNA分子杂交技术从矮牵牛的基因文库中获取基因aB用氯化钙溶液处理玫瑰叶肉细胞，使其处于感受态C用含四环素的培养基筛选转基因玫瑰细胞D将基因a导入玫瑰细胞的液泡中，防止其经花粉进入野生玫瑰解析将目的基因导入微生物细胞时，用氯化钙溶液处理受体细胞，可使其处于感受态，利于目的基因的导入。由于不知道标记基因的种类，用含四环素的培养基不一定能筛选出转基因玫瑰细胞。将目的基因导入玫瑰叶肉细胞的叶绿体基因组中，可防止其经花粉进入野生玫瑰，液泡中无DNA。二、填空题9(2017云南昆明摸底调研)科学家将拟南芥的抗寒基因(CBFl)，转入香蕉以获得抗寒的香蕉品种。下图是某质粒载体上的Sac、Xba、EcoR、Hind四种限制酶的切割位点示意图。据图回答问题：(1)在该实验中为构建基因表达载体，用Sac、Xba切下CBFl基因后，对质粒载体进行切割的限制酶是_Sac、Xba_，理由是_用相同限制酶切割来源不同的DNA后，可产生相同的末端_。(2)连接CBFl基因到该质粒载体后，作为基因表达载体的组成还必须有_启动子和终止子_。将重组质粒导入香蕉细胞最常用的方法是_农杆菌转化法_。 (3)为了鉴别受体细胞中是否含有CBFl基因，可用含_氨苄青霉素_的培养基进行筛选。(4)科学家将生长健壮、苗龄一致的转基因香蕉(实验组)与非转基因香蕉(对照组)进行_低温_处理，鉴定两组之间的抗寒性差异，如果_实验组的抗寒能力明显高于对照组_，则说明获得了抗寒的香蕉优质品种。 解析(1)在基因工程中，用相同限制酶切割来源不同的DNA后，可产生相同的末端，所以和含目的基因的DNA一样，质粒也应使用Sac、Xba进行切割。(2)基因表达载体的组成包括启动子、终止子、标记基因、目的基因等。香蕉细胞是植物细胞，将目的基因导入植物细胞常用农杆菌转化法。(3)据图分析，质粒上的标记基因是氨苄青霉素抗性基因，所以为了鉴别受体细胞中是否含有CBFl基因，可用含氨苄青霉素的培养基进行筛选。(4)根据题干信息已知目的基因是抗寒基因，所以科学家将生长健壮、苗龄一致的转基因香蕉(实验组)与非转基因香蕉(对照组)进行低温处理，鉴定两组之间的抗寒性差异，如果实验组的抗寒能力明显高于对照组，则说明获得了抗寒的香蕉优质品种。10(2017重庆八中第一次适应性考试，40)科学家利用基因工程(DNA重组技术)成功培育出一种能够表达人类乳汁中常见蛋白的转基因水稻，使大米及其制品具有一定的抗菌作用。请回答下列相关问题：(1)在基因工程中，常用到的工具酶是_限制性核酸内切酶和DNA连接酶_。 (2)利用水稻的成熟叶片为材料，同时构建cDNA文库和基因组文库，两个文库相比，cDNA文库中含有的基因数目比基因组文库中的少，其原因是_cDNA文库中只含有叶肉细胞已转录(或已表达)的基因，而基因组文库中含有该植物的全部基因_。(3)在基因表达载体中，启动子是_RNA聚合酶_识别并结合的部位，导入该水稻中的基因表达载体除启动子和目的基因外，还应含有_标记基因和终止子_等。若采用原核生物作为基因表达载体的受体细胞，常用的原核生物是_大肠杆菌_。(4)将目的基因通过基因枪法导入植物细胞时，常用的携带目的基因的金属颗粒有_金粉_和_钨粉_粒子。 (5)由转基因水稻生产的相关大米制品有一定的抗菌作用，是因为制品中含有_溶菌酶(或抗体)_。解析(1)基因工程中常用到限制酶和DNA连接酶。(2)cDNA文库中含有某种生物的部分基因，而基因组文库含有某种生物的全部基因，本题中cDNA文库中只含有叶肉细胞已转录(或已表达)的基因，而基因组文库中含有该植物的全部基因。(3)在基因表达载体中，启动子是RNA聚合酶识别和结合的部位。基因表达载体中除了启动子和目的基因外还需要有标记基因、终止子等。如果采用原核生物作为基因表达载体的受体细胞，常用的原核生物是大肠杆菌。(4)将目的基因通过基因枪法导入植物细胞时，常用的携带目的基因的金属颗粒有金粉和钨粉粒子。(5)由转基因水稻生产的相关大米制品有一定的抗菌作用，是因为制品中含有抗菌的物质溶菌酶或抗体。11(2017唐山一模)如图为培育转基因山羊生产人酪蛋白的流程图。请回答下列问题：(1)过程为基因工程中的_构建基因表达载体_，人酪蛋白基因为_目的基因_，可从基因文库中获取，基因文库包括_基因组文库和部分基因文库_。(2)过程指的是胚胎移植过程，一般选取_桑椹胚时期或者囊胚期_的胚胎进行胚胎移植，不选用原肠胚时期的胚胎。(3)过程为加速转基因动物的繁育，可以采用_胚胎分割移植_、_体细胞核移植(或克隆技术)_等方法。(4)过程指的是目的基因的表达，包括_转录与翻译_两个阶段，在分子水平上检测目的基因是否在转基因山羊体内成功表达的方法是_抗原抗体杂交_。解析(1)由图可知，为基因表达载体的构建，人酪蛋白基因为目的基因，基因文库包括基因组文库和部分基因文库。(2)一般选取桑椹胚或囊胚时期的胚胎进行胚胎移植。(3)为获得更多的转基因动物，可以采用胚胎分割移植和体细胞核移植(克隆)等方法。(4)基因表达包括转录和翻译两个阶段，在分子水平上检测目的基因是否在转基因山羊体内成功表达的方法是抗原抗体杂交。12(2016潍坊模拟)胰岛素可以用于治疗糖尿病，但是胰岛素被注射入人体后，会堆积在皮下，要经过较长时间才能进入血液，而进入血液的胰岛素又容易分解，治疗效果受到影响。如图是用蛋白质工程设计的速效胰岛素的生产过程，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_蛋白质的预期功能_。(2)图中从新的胰岛素模型到新的胰岛素基因的基本思路是_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合成仪来合成新的胰岛素基因_。(3)新的胰岛素基因与载体(质粒)结合过程中需要限制性核酸内切酶和DNA连接酶。已知限制性核酸内切酶I的识别序列和切点是GGATCC。请画出质粒被限制性核酸内切酶I切割后所形成的黏性末端：_。DNA连接酶对所连接的DNA两端碱基序列是否有专一性要求？_否_(填“是”或“否”)。(4)若将含有新的胰岛素基因的表达载体导入植物细胞中，最常用的方法是_农杆菌转化法_。(5)若要利用大肠杆菌生产速效胰岛素，需用到的生物工程有_蛋白质工程_、_基因工程_和发酵工程。解析(1)构建新的胰岛素模型的主要依据是蛋白质的预期功能。(2)根据蛋白质的预期功能，推测新的胰岛素中氨基酸的序列，进而推断基因中的脱氧核苷酸序列来合成新的胰岛素基因。(3)将目的基因导入植物细胞中，最常用的转化方法是农杆菌转化法。(4)限制性核酸内切酶识别特定的核苷酸序列，产生特定的黏性末端或平末端，而DNA连接酶对所连接的DNA两端碱基序列却没有专一性要求。(5)生产自然界中本来没有的蛋白质需要用到蛋白质工程、基因工程等技术。