（通用版）2020版高考生物一轮复习 课时跟踪检测（四十一）基因工程（含解析）.doc

课时跟踪检测（四十一） 基因工程1(2017北京高考)为了增加菊花花色类型，研究者从其他植物中克隆出花色基因C(图1)，拟将其与质粒(图2)重组，再借助农杆菌导入菊花中。下列操作与实验目的不符的是()A用限制性核酸内切酶EcoR和连接酶构建重组质粒B用含C基因的农杆菌侵染菊花愈伤组织，将C基因导入细胞C在培养基中添加卡那霉素，筛选被转化的菊花细胞D用分子杂交方法检测C基因是否整合到菊花染色体上解析：选C目的基因C和质粒都有可被EcoR切割的酶切位点，另外需要DNA连接酶将切好的目的基因和质粒连接起来；愈伤组织全能性较高，是理想的植物受体细胞，将目的基因导入植物受体细胞的方法通常为农杆菌转化法；质粒中含有潮霉素抗性基因，因此选择培养基中应该加入潮霉素；使用分子杂交方法可检测目的基因是否整合到受体染色体上。2(2014重庆高考)下图为利用基因工程培育抗虫植物的示意图。以下相关叙述，正确的是()A的构建需要限制性核酸内切酶和DNA聚合酶参与B侵染植物细胞后，重组Ti质粒整合到的染色体上C的染色体上若含抗虫基因，则就表现出抗虫性状D只要表现出抗虫性状就表明植株发生了可遗传变异解析：选D构建重组质粒需要用到限制性核酸内切酶和DNA连接酶，不需要DNA聚合酶，含重组Ti质粒的农杆菌侵染植物细胞后，重组Ti质粒的TDNA整合到受体细胞的染色体上，而不是重组Ti质粒整合到受体细胞的染色体上，导入受体细胞的目的基因表达后，转基因植株方能表现出相应性状，若目的基因在受体细胞中不表达，转基因植株不能表现出相应性状，表现出抗虫性状则表明该植株细胞发生了基因重组，基因重组是可遗传变异。3(2014江苏高考)下列关于“DNA的粗提取与鉴定”实验的叙述，错误的是()A酵母和菜花均可作为提取DNA的材料BDNA既溶于2 mol/L NaCl溶液也溶于蒸馏水C向鸡血细胞液中加蒸馏水搅拌，可见玻棒上有白色絮状物DDNA溶液加入二苯胺试剂沸水浴加热，冷却后变蓝解析：选C含DNA的生物材料都可用来提取DNA，只是选用DNA含量高的生物组织，成功的可能性更大；DNA在2 mol/L NaCl溶液和蒸馏水中溶解度都较大；向鸡血细胞液中加蒸馏水搅拌，鸡血细胞会吸水破裂，但在蒸馏水中不会析出DNA；DNA溶液加入二苯胺试剂后需沸水浴加热，待冷却后溶液变蓝。4(2019太原模拟)下面为“DNA的粗提取与鉴定”实验的一些重要操作示意图，据图回答下列有关该实验的问题：(1)正确的操作顺序是_。(2)上图C、E步骤都加入蒸馏水，但其目的不同，分别是_和_。(3)图A步骤中所用酒精必须经过_才能使用，该步骤的目的是_。(4)为鉴定A中所得到的丝状物的主要成分为DNA，可滴加_试剂，沸水浴，如果出现_，则该丝状物的主要成分为DNA。解析：两次加入蒸馏水的作用：第一次是使鸡血细胞吸水涨破，DNA从细胞中释放出来进入滤液；第二次是使溶解于物质的量浓度为2 mol/L的NaCl溶液中的DNA析出，与杂质分离。本题还涉及DNA的鉴定，DNA可在沸水浴条件下与二苯胺试剂作用，被染成蓝色。答案：(1)CBEDA(2)加速鸡血细胞的破裂降低NaCl溶液的浓度，使DNA析出(3)充分冷却提取含杂质少的DNA(4)二苯胺蓝色5(2019贵州模拟)科学家通过利用PCR定点突变技术改造Rubisco酶基因，提高了光合作用过程中Rubisco酶基因对CO2的亲和力，从而显著提高了植物的光合速率。请回答下列问题：(1)PCR过程所依据的原理是_，该过程需要加入的酶是_。利用PCR技术扩增目的基因的前提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列，以便根据这一序列合成_。(2)该技术不直接改造Rubisco酶，而是通过Rubisco酶基因进行改造，从而实现对Rubisco酶的改造，其原因是_。和传统基因工程技术相比较，定点突变最突出的优点是获得的产物一般是自然界中_(填“存在的”或“不存在的”)，PCR定点突变技术属于_工程的范畴。(3)可利用定点突变的DNA构建基因表达载体，常用_法将基因表达载体导入植物细胞，将该细胞经植物组织培养技术培育成幼苗，从细胞水平分析所依据的原理是_。解析：(1)PCR过程所依据的原理是DNA双链复制，该过程需要加入的酶是耐高温的DNA聚合酶。利用PCR技术扩增目的基因的前提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列，以便根据这一序列合成引物。(2)该技术不直接改造Rubisco酶，而是通过对Rubisco酶基因进行改造，从而实现对Rubisco酶的改造，其原因是蛋白质空间结构较为复杂，改造困难。和传统基因工程技术相比较，定点突变最突出的优点是获得的产物一般是自然界中不存在的，PCR定点突变技术属于蛋白质工程的范畴。(3)可利用定点突变的DNA构建基因表达载体，常用农杆菌转化法将基因表达载体导入植物细胞，将该细胞经植物组织培养技术培育成幼苗，从细胞水平分析所依据的原理是植物细胞的全能性。答案：(1)DNA双链复制耐高温的DNA聚合酶(或Taq酶)引物(2)蛋白质空间结构较为复杂，改造困难不存在的蛋白质(3)农杆菌转化植物细胞的全能性6(2017全国卷)真核生物基因中通常有内含子，而原核生物基因中没有，原核生物没有真核生物所具有的切除内含子对应的RNA序列的机制。已知在人体中基因A(有内含子)可以表达出某种特定蛋白(简称蛋白A)。回答下列问题：(1)某同学从人的基因组文库中获得了基因A，以大肠杆菌作为受体细胞却未得到蛋白A，其原因是_。(2)若用家蚕作为表达基因A的受体，在噬菌体和昆虫病毒两种载体中，不选用_作为载体，其原因是_。(3)若要高效地获得蛋白A，可选用大肠杆菌作为受体。因为与家蚕相比，大肠杆菌具有_(答出两点即可)等优点。(4)若要检测基因A是否翻译出蛋白A，可用的检测物质是_(填“蛋白A的基因”或“蛋白A的抗体”)。(5)艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验为证明DNA是遗传物质做出了重要贡献，也可以说是基因工程的先导，如果说他们的工作为基因工程理论的建立提供了启示，那么，这一启示是_。解析：(1)人为真核生物，从人的基因组文库中获取的基因A含有内含子，基因A转录出的产物中有与内含子对应的RNA序列。大肠杆菌为原核生物，没有真核生物所具有的切除内含子对应的RNA序列的机制，因此以大肠杆菌作为受体细胞，不能切除内含子对应的RNA序列，无法表达出蛋白A。(2)噬菌体和动物病毒均可作为基因工程的载体，但它们的宿主细胞不同。题中受体为家蚕，是一种昆虫，因此，选择昆虫病毒作为载体，噬菌体的宿主是细菌，不适合作为该实验的载体。(3)大肠杆菌具有繁殖快、容易培养、单细胞、遗传物质少等优点，因此，常作为基因工程的受体细胞。(4)常用抗原抗体杂交的方法检测目的基因是否表达，故能用于检测蛋白A的物质为蛋白A的抗体。(5)艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验中，S型菌的DNA转移到了R型菌体内，其对基因工程理论的建立提供的启示是DNA可以从一种生物个体转移到另一种生物个体。答案：(1)基因A有内含子，在大肠杆菌中，其初始转录产物中与内含子对应的RNA序列不能被切除，无法表达出蛋白A(2)噬菌体噬菌体的宿主是细菌，而不是家蚕(3)繁殖快、容易培养(4)蛋白A的抗体(5)DNA可以从一种生物个体转移到另一种生物个体7.(2017全国卷节选)编码蛋白甲的DNA序列(序列甲)由A、B、C、D、E五个片段组成，编码蛋白乙和丙的序列由序列甲的部分片段组成，如图所示。回答下列问题：(1)现要通过基因工程的方法获得蛋白乙，若在启动子的下游直接接上编码蛋白乙的DNA序列(TTCGCTTCTCAGGAAGGA)，则所构建的表达载体转入宿主细胞后不能翻译出蛋白乙，原因是_。(2)某同学在用PCR技术获取DNA片段B或D的过程中，在PCR反应体系中加入了DNA聚合酶、引物等，还加入了序列甲作为_，加入了_作为合成DNA的原料。解析：(1)若在启动子的下游直接接上编码蛋白乙的DNA序列(TTCGCTTCTCAGGAAGGA)，则转录出的mRNA上缺少起始密码子，故不能翻译出蛋白乙。(2)使用PCR技术获取DNA片段时，应在PCR反应体系中添加引物、耐高温的DNA聚合酶、模板、dNTP作为原料。答案：(1)编码乙的DNA序列起始端无ATG(TAC)，转录出的mRNA无起始密码子(2)模板dNTP(脱氧核苷酸)8(2018常德一模)真核生物基因中通常含有内含子，而原核生物基因中没有，原核生物没有真核生物所具有的切除内含子对应的RNA序列的机制。如图表示从基因文库提取胰岛素基因的过程。回答下列问题：(1)从基因结构分析，与基因组文库中的基因相比，cDNA文库中获得的目的基因少了_等结构(至少写两个)。(2)将获得的胰岛素基因导入受体菌内，并在受体菌内维持稳定和表达的过程，在基因工程中称为_。(3)过程需将纤维素膜上的细菌裂解，释放出_，再用32P标记的_作为探针进行杂交。依据杂交结果，应选取培养基上_(填字母)菌落继续培养，才能获得含有胰岛素基因的受体菌。(4)经过目的基因的检测和表达，从大肠杆菌中获得的“胰岛素”未能达到期待的生物活性，导致这种差异的原因可能是_。(5)与从基因组文库获取目的基因相比，图示方法获得的目的基因在受体菌中更容易表达，原因是_。解析：(1)cDNA文库是由mRNA经逆转录而来，成熟的mRNA已经切除了内含子对应的碱基序列，且mRNA不含有启动子、终止子对应的碱基序列，因此cDNA文库中获得的目的基因少了启动子、终止子、内含子等结构。(2)将获得的胰岛素基因导入受体菌内，并在受体菌内维持稳定和表达的过程，在基因工程中称为转化。(3)过程用32P标记的目的基因(或胰岛素基因)单链作为探针检测受体菌中是否含有目的基因，首先需将纤维素膜上的细菌裂解，释放出DNA。培养基上a菌落对应位置出现杂交带，说明a菌落是由含有胰岛素基因的受体菌形成的。(4)大肠杆菌中没有内质网、高尔基体等细胞器，无法对核糖体合成的肽链进行有效的折叠、加工，所以从大肠杆菌中获得的“胰岛素”未能达到期待的生物活性。(5)cDNA文库中获得的目的基因没有内含子，转录出的RNA不需要经过加工，可直接作为合成蛋白质的模板，所以在受体菌中更容易表达。答案：(1)启动子、终止子、内含子(2)转化(3)DNA目的基因(或胰岛素基因)a(4)受体菌中基因表达获得的蛋白质未加工(5)cDNA中不含有内含子，转录出的RNA不需要经过加工，可直接作为合成蛋白质的模板9(2019昆明调研)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。如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_，理由是_。(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_。将重组质粒导入香蕉细胞最常用的方法是_。(3)为了鉴别受体细胞中是否含有CBFl基因，可用含_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_处理，鉴定两组之间的抗寒性差异，如果_，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)据图分析可知，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。答案：(1)Sac、Xba用相同限制酶切割来源不同的DNA后，可产生相同的末端(2)启动子和终止子农杆菌转化法(3)氨苄青霉素(4)低温实验组的抗寒能力明显高于对照组10(2019大连模拟)某生物兴趣小组开展DNA粗提取的相关探究活动。具体步骤如下：材料处理：称取新鲜的菜花、辣椒和蒜黄各2份，每份10 g。剪碎后分成两组，一组置于20 ，另一组置于20 条件下，保存24 h。DNA粗提取：第一步：将上述材料分别放入研钵中，各加入15 mL研磨液，充分研磨。用两层纱布过滤，取滤液备用。第二步：先向6只小烧杯中分别注入10 mL滤液，再加入20 mL体积分数为95%的冷酒精溶液，然后用玻璃棒缓缓地向一个方向搅拌，使絮状物缠绕在玻璃棒上。第三步：取6支试管，分别加入等量的2 mol/L的NaCl溶液溶解上述絮状物。DNA检测：在上述试管中各加入4 mL二苯胺试剂。混合均匀后，置于沸水中加热5 min，待试管冷却后比较溶液的颜色深浅，结果如表所示：材料保存温度菜花辣椒蒜黄20 20 注：“”越多表示蓝色越深。分析上述实验过程，回答下列问题：(1)该探究性实验课题名称是_。 (2)第二步中“缓缓地”搅拌，这是为了减少_。 (3)根据实验结果，得出结论并分析。结论1：与20 相比，相同实验材料在20 条件下保存，DNA的提取量较多。结论2：_。 针对结论1，请提出合理的解释：_。 (4)氯仿密度大于水，能使蛋白质变性沉淀，与水和DNA均不相溶，且对DNA影响极小。为了进一步提高DNA纯度，依据氯仿的特性，在DNA粗提取第三步的基础上继续操作的步骤是：_。然后用体积分数为95%的冷酒精溶液使DNA析出。解析：(1)从题目实验步骤看出，该实验的课题是探究不同材料和不同保存温度对DNA提取量的影响。(2)在第二步中，为了防止DNA断裂，要用玻璃棒“缓缓地”搅拌。(3)从题表中结果看出，相同材料在低温保存下的DNA提取量大，这是由于低温抑制了相关酶的活性，DNA降解速度慢；在相同条件下，蒜黄组蓝色最深，说明相同条件下从蒜黄中提取的DNA量最大。(4)由于氯仿密度比水大，可使蛋白质变性沉淀，而与水和DNA均不相溶，故可将第三步获得的溶液与等量的氯仿充分混合，静置一段时间，吸取上清液。答案：(1)探究不同材料和不同保存温度对DNA提取量的影响(2)DNA断裂(3)等质量的不同实验材料，在相同的保存温度下，从蒜黄中提取的DNA量最多低温抑制了相关酶的活性，DNA降解速度慢(4)将第三步获得的溶液与等量的氯仿充分混合，静置一段时间，吸取上清液11干扰素是动物或人体细胞受到病毒感染后产生的一种糖蛋白，具有抗病毒、抑制细胞增殖及抗肿瘤的作用。培育转干扰素基因马铃薯植株的大致流程如图所示。请回答下列问题：(1)过程中剪切质粒和目的基因时所需要的工具酶是_，使用上述酶的优点是_(答两点)。(2)过程中将重组质粒导入根瘤农杆菌时，常用_处理根瘤农杆菌，使其成为感受态细胞，最终使干扰素基因插入马铃薯细胞的_上。(3)在分子水平上检测转基因是否成功包括三个方面：_。解析：据图分析可知，过程表示构建基因表达载体，需要使用的工具酶有限制酶和DNA连接酶；过程表示将重组质粒导入植物细胞，利用的是农杆菌转化法；过程表示脱分化形成愈伤组织；过程表示再分化形成胚状体，进而发育成完整植株的过程。(1)过程中剪切质粒和目的基因时所需要的工具酶是Pst、EcoR，分别使用这两种限制酶，可以防止目的基因被破坏，确保目的基因以唯一方式和质粒连接。(2)图中将重组质粒(含有目的基因)导入根瘤农杆菌时，常用Ca2处理根瘤农杆菌，使其成为感受态细胞，以便重组质粒的导入，最终使干扰素基因插入马铃薯细胞的染色体DNA上。(3)在分子水平上检测转基因是否成功包括目的基因、mRNA和蛋白质的检测，即检测转基因生物的DNA是否插入干扰素基因，检测干扰素基因是否转录出mRNA，检测干扰素基因是否翻译出干扰素。答案：(1)Pst、EcoR可防止目的基因被破坏；确保目的基因以唯一方式和质粒连接(2)Ca2染色体DNA(3)检测转基因生物的DNA是否插入干扰素基因，检测干扰素基因是否转录出mRNA，检测干扰素基因是否翻译出干扰素