2020版高考生物一輪復(fù)習(xí) 課后定時檢測案41 基因工程（含解析）

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1、課后定時檢測案41　基因工程 基礎(chǔ)對點(diǎn)練——考綱對點(diǎn)·夯基礎(chǔ) 1．下列關(guān)于基因工程的敘述，錯誤的是(　　) A．人目的基因和受體細(xì)胞均可來自動、植物或微生物 B．限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶是兩類常用的工具酶 C．人胰島素原基因在大腸桿菌中表達(dá)的胰島素原無生物活性 D．載體上的抗性基因有利于篩選含重組DNA的細(xì)胞和促進(jìn)目的基因的表達(dá) 解析：人目的基因和受體細(xì)胞均可來自動植物或微生物，A正確；限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶是兩類常用的工具酶，B正確；胰島素具有生物活性，胰島素原不具有生物活性，所以人胰島素原基因在大腸桿菌中表達(dá)的胰島素原無生物活性，C正確；載體上的抗性基因是可

2、用于篩選含重組DNA的細(xì)胞，但不能促進(jìn)目的基因的表達(dá)，D錯誤。故選D。 答案：D 2．關(guān)于蛋白質(zhì)工程的說法，正確的是(　　) A．蛋白質(zhì)工程是在分子水平上對蛋白質(zhì)分子直接進(jìn)行操作 B．蛋白質(zhì)工程能生產(chǎn)出自然界中不曾存在過的新型蛋白質(zhì)分子 C．對蛋白質(zhì)的改造是通過直接改造相應(yīng)的mRNA來實(shí)現(xiàn)的 D．蛋白質(zhì)工程的流程和天然蛋白質(zhì)合成的過程是相同的 解析：由概念可知：蛋白質(zhì)工程是在分子水平上對現(xiàn)有蛋白質(zhì)的基因分子進(jìn)行操作，改選基因即改選蛋白質(zhì)，而且可以遺傳，故A錯誤；由概念可知：蛋白質(zhì)工程能生產(chǎn)出自然界中不曾存在過的新型蛋白質(zhì)分子，故B正確；對蛋白質(zhì)的改造是通過直接改造現(xiàn)有蛋白質(zhì)的基因

3、來實(shí)現(xiàn)的，故C錯誤；蛋白質(zhì)工程的流程和天然蛋白質(zhì)合成的過程是不完全相同的，故D錯誤。故選B。 答案：B 3．下列有關(guān)生物技術(shù)安全性和倫理問題的觀點(diǎn)，不合理的是(　　) A．對于轉(zhuǎn)基因技術(shù)，我們應(yīng)該趨利避害，理性看待 B．我國禁止生殖性克隆和治療性克隆 C．我國不發(fā)展、不生產(chǎn)、不儲存生物武器，并反對其擴(kuò)散 D．對于基因檢測應(yīng)該保護(hù)個人遺傳信息隱私權(quán) 答案：B 4．在DNA的粗提取實(shí)驗(yàn)過程中，對DNA提取量影響較小的是(　　) A．使雞血細(xì)胞在蒸餾水中充分破裂，釋放出DNA等核物質(zhì) B．?dāng)嚢钑r要用玻璃棒沿一個方向輕緩攪動 C．在析出DNA黏稠物時，要緩緩加入蒸餾水，直至黏稠物

4、不再增多 D．要用冷酒精沉淀DNA，甚至可將混合液再放入冰箱中冷卻 解析：A項(xiàng)的做法是為了充分釋放出核中的DNA分子，使進(jìn)入濾液中的DNA盡量的多；C項(xiàng)是讓DNA充分沉淀，保證DNA的量；D項(xiàng)的道理同C項(xiàng)；而B項(xiàng)的操作并不能使DNA增多或減少。 答案：B 提能強(qiáng)化練——考點(diǎn)強(qiáng)化·重能力 5．[經(jīng)典高考]北極比目魚中有抗凍基因，其編碼的抗凍蛋白具有11個氨基酸的重復(fù)序列，該序列重復(fù)次數(shù)越多，抗凍能力越強(qiáng)，下圖是獲取轉(zhuǎn)基因抗凍番茄植株的過程示意圖，有關(guān)敘述正確的是(　　) A．過程①獲取的目的基因，可用于基因工程和比目魚基因組測序 B．將多個抗凍基因編碼區(qū)依次相連形成能表達(dá)的

5、新基因，不能得到抗凍性增強(qiáng)的抗凍蛋白 C．過程②構(gòu)成的重組質(zhì)粒缺乏標(biāo)記基因，需要轉(zhuǎn)入農(nóng)桿菌才能進(jìn)行篩選 D．應(yīng)用DNA探針技術(shù)，可以檢測轉(zhuǎn)基因抗凍番茄植株中目的基因的存在及其完全表達(dá) 解析：過程①獲得的目的基因已不含非編碼區(qū)和內(nèi)含子，因此不能用于比目魚基因組測序，A錯誤；多個抗凍基因編碼區(qū)依次相連形成的新基因表達(dá)的是多個抗凍蛋白的重復(fù)序列，而不是抗凍蛋白中11個氨基酸的重復(fù)序列，因此不能得到抗凍性增強(qiáng)的抗凍蛋白，B正確；導(dǎo)入農(nóng)桿菌是為了擴(kuò)增和更易導(dǎo)入番茄細(xì)胞，C錯誤；DNA探針技術(shù)不能檢測基因是否完全表達(dá)，目的基因的完全表達(dá)應(yīng)該檢測表達(dá)產(chǎn)物蛋白質(zhì)，D錯誤。 答案：B 6．如圖為某種質(zhì)

6、粒的簡圖，小箭頭所指分別為限制性核酸內(nèi)切酶EcoRⅠ、BamHⅠ的酶切位點(diǎn)，P為轉(zhuǎn)錄的啟動部位。已知目的基因的兩端有EcoRⅠ、BamHⅠ的酶切位點(diǎn)，受體細(xì)胞為無任何抗藥性的原核細(xì)胞。下列有關(guān)敘述，正確的是(　　) A．將含有目的基因的DNA與質(zhì)粒分別用EcoRⅠ酶切，在DNA連接酶作用下，生成由兩個DNA片段之間連接形成的產(chǎn)物有兩種 B．DNA連接酶的作用是將酶切后得到的黏性末端連接起來，形成一個重組質(zhì)粒時形成兩個磷酸二酯鍵 C．為了防止目的基因反向粘連和質(zhì)粒自行環(huán)化，酶切時可選用的酶是EcoRⅠ和BamHⅠ D．能在含青霉素的培養(yǎng)基中生長的受體細(xì)胞表明該目的基因已成功導(dǎo)入該細(xì)胞

7、 解析：DNA連接酶只能將具有相同黏性末端的DNA片段連接起來，因此將含有目的基因的DNA與質(zhì)粒分別用EcoRⅠ酶切，在DNA連接酶作用下，生成由兩個DNA片段之間連接形成的產(chǎn)物有3種，即質(zhì)粒與質(zhì)粒連接、目的基因與目的基因連接、目的基因與質(zhì)粒連接，A錯誤；DNA連接酶的作用是將酶切后得到的具有相同末端的DNA片斷連接起來，形成一個重組質(zhì)粒時形成4個磷酸二酯鍵，B錯誤；EcoRⅠ和BamHⅠ切割形成的黏性末端不同，而DNA連接酶只能將具有相同黏性末端的DNA片段連接起來，因此為了防止目的基因反向粘連和質(zhì)粒自行環(huán)化，酶切時可選用的酶是EcoRⅠ和BamHⅠ，C正確；導(dǎo)入普通質(zhì)粒的大腸桿菌和導(dǎo)入重

8、組質(zhì)粒的大腸桿菌都能在含青霉素的培養(yǎng)基中生長，因此能在含青霉素的培養(yǎng)基中生長的受體細(xì)胞不一定含有目的基因，D錯誤。故選C。 答案：C 7．2018年1月30日，加拿大食品檢驗(yàn)局批準(zhǔn)了第三種耐褐變轉(zhuǎn)基因蘋果品種上市。研究人員通過RNA沉默技術(shù)，特異性降低蘋果細(xì)胞內(nèi)多酚氧化酶基因的表達(dá)水平，使蘋果被切開后即使長時間暴露在空氣中也不會被氧化褐變。如圖是此過程原理示意圖，下列有關(guān)的敘述錯誤的是(　　) A．細(xì)胞內(nèi)多酚氧化酶基因的表達(dá)包括圖示中的①②過程 B．將目的基因成功導(dǎo)入蘋果細(xì)胞中需限制酶、DNA連接酶和RNA聚合酶 C．“RNA沉默”的含義是mRNA不能翻譯產(chǎn)生多酚氧化酶

9、D．目的基因的表達(dá)序列與多酚氧化酶基因的表達(dá)序列互補(bǔ)，且要同時在同一細(xì)胞內(nèi)表達(dá) 解析：圖示中的①②過程分別為轉(zhuǎn)錄、翻譯，多酚氧化酶基因的表達(dá)指多酚氧化酶基因控制多酚氧化酶合成的過程，需要經(jīng)過轉(zhuǎn)錄、翻譯兩個過程，A項(xiàng)正確；將目的基因成功導(dǎo)入蘋果細(xì)胞中需要構(gòu)建基因表達(dá)載體，該過程需要限制酶、DNA連接酶，不需要RNA聚合酶，B項(xiàng)錯誤；據(jù)圖可知，目的基因轉(zhuǎn)錄形成的mRNA可以和多酚氧化酶基因轉(zhuǎn)錄形成的mRNA互補(bǔ)配對，形成RNA雙鏈，使mRNA不能與核糖體結(jié)合，從而阻止了翻譯過程，C項(xiàng)正確；使目的基因轉(zhuǎn)錄形成的mRNA和多酚氧化酶基因轉(zhuǎn)錄形成的mRNA互補(bǔ)配對，應(yīng)使目的基因的表達(dá)序列與多酚氧化酶基

10、因的表達(dá)序列互補(bǔ)，且要同時在同一細(xì)胞內(nèi)表達(dá)，D項(xiàng)正確。 答案：B 大題沖關(guān)練——綜合創(chuàng)新·求突破 8．干旱是影響植物生長發(fā)育的重要因素，脫落酸(ABA)在植物應(yīng)對干旱逆境方面發(fā)揮重要的作用?？茖W(xué)家從堿蓬細(xì)胞克隆出ABA基因(圖甲)，將其與質(zhì)粒(圖乙)重組，再轉(zhuǎn)入水稻植株內(nèi)。分析并回答問題： (1)對獲取的ABA基因常用________技術(shù)來擴(kuò)增數(shù)量，該過程需要DNA模板、________、________和________等物質(zhì)。 (2)據(jù)圖分析，構(gòu)建重組質(zhì)粒的過程中，需要________酶處理ABA基因和質(zhì)粒。常用________法將目的基因?qū)胨居鷤M織的細(xì)胞中。要將成

11、功導(dǎo)入ABA基因并表達(dá)的水稻愈傷組織細(xì)胞篩選出來需________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：(1)對目的基因可用PCR技術(shù)進(jìn)行體外擴(kuò)增；該技術(shù)所用原理是DNA復(fù)制，因此該過程需要條件有：DNA模板、原料(四種脫氧核苷酸)、酶(Taq酶)、引物等。(2)根據(jù)甲圖和乙圖可知，目的基因所在DNA片段和運(yùn)載體質(zhì)粒上都有共同的限制酶切點(diǎn)，可用Ec

12、oRⅠ分別處理ABA基因和質(zhì)粒，再用DNA連接酶連接獲得重組質(zhì)粒；用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將目的基因?qū)胨居鷤M織的細(xì)胞中。根據(jù)重組質(zhì)粒中所含標(biāo)記基因進(jìn)行篩選，即在愈傷組織細(xì)胞的培養(yǎng)基上添加一定濃度的青霉素，能存活的細(xì)胞即是成功導(dǎo)入ABA基因并表達(dá)的細(xì)胞。 答案：(1)PCR(多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng))　四種脫氧核苷酸　Taq酶(耐高溫的DNA聚合酶)　引物 (2)EcoRⅠ　農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化　在愈傷組織細(xì)胞的培養(yǎng)基上添加一定濃度的青霉素，能存活的細(xì)胞即是成功導(dǎo)入ABA基因并表達(dá)的細(xì)胞 9．[2019·湖南長郡月考]菊天牛是菊花的主要害蟲之一。科研人員將抗蟲基因轉(zhuǎn)入菊花，培育出抗蟲菊花。下圖是獲得轉(zhuǎn)基因菊花的技

13、術(shù)流程，請據(jù)圖回答下列問題： (注：卡那霉素抗性基因KanR為標(biāo)記基因，菊花葉片對卡那霉素高度敏感) (1)質(zhì)粒是基因工程中最常用的載體，其化學(xué)本質(zhì)是________________。 (2)限制酶M和N切割后產(chǎn)生的相同黏性末端是______，連接它們所需要的基本工具是________。 (3)為了促進(jìn)對重組質(zhì)粒的吸收，可用________處理土壤農(nóng)桿菌，使其處于感受態(tài)。 (4)將愈傷組織轉(zhuǎn)移到添加一定濃度植物激素、營養(yǎng)物質(zhì)以及________的固體培養(yǎng)基中，在適宜條件下進(jìn)行培養(yǎng)，篩選轉(zhuǎn)基因菊花。 (5)用PCR方法檢測轉(zhuǎn)基因菊花是否含有目的基因時，需根據(jù)抗蟲基因(

14、目的基因)兩端的部分堿基序列設(shè)計(jì)特異引物，若其中一種引物共用了31個，則目的基因最多擴(kuò)增了________次。 (6)將轉(zhuǎn)基因菊花嫩莖及葉片與人工飼料以適當(dāng)比例混合后飼喂菊天牛2齡幼蟲，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表所示。請據(jù)表回答： 組別 處理 菊天牛死亡率(%) 實(shí)驗(yàn)組 飼喂轉(zhuǎn)基因菊花植株的嫩莖及葉片與人工飼料混合物 53.33 對照組 13.33 ①對照組應(yīng)飼喂______________與人工飼料混合物。 ②實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示______________差異顯著，說明轉(zhuǎn)基因菊花對菊天牛2齡幼蟲有較強(qiáng)的毒殺作用。 解析：(1)質(zhì)粒是小型環(huán)狀DNA分子，是基因工程采用的運(yùn)載體。(2)根

15、據(jù)圖示限制酶M和N的識別序列可知，它們切割產(chǎn)生的黏性末端都是GATC(CTAG)；DNA連接酶能將具有相同黏性末端的DNA片段連接形成重組DNA分子。(3)將目的基因?qū)胛⑸锛?xì)胞(農(nóng)桿菌)時，常采用感受態(tài)細(xì)胞法，即用Ca2＋(或CaCl2)處理農(nóng)桿菌細(xì)胞，使其處于易于吸收周圍環(huán)境中DNA分子的感受態(tài)。(4)由圖可知，標(biāo)記基因是卡那霉素抗性基因，因此可用含有卡那霉素的培養(yǎng)基來篩選轉(zhuǎn)基因菊花。(5)用PCR方法檢測轉(zhuǎn)基因菊花是否含有目的基因時，需根據(jù)抗蟲基因(目的基因)兩端的部分堿基序列設(shè)計(jì)特異引物，假設(shè)目的基因擴(kuò)增了n次，則需要引物的對數(shù)為2n－1，已知其中一種引物共用了31個，則2n－1＝3

16、1，n＝5。 (6)①實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)要遵循對照原則和單一變量原則，本實(shí)驗(yàn)的目的是探究轉(zhuǎn)基因菊花對菊天牛2齡幼蟲的作用，可見自變量為是否加入轉(zhuǎn)基因菊花嫩莖及葉片，因此對照組應(yīng)飼喂等量的非轉(zhuǎn)基因菊花嫩莖及葉片與人工飼料混合物。 ②據(jù)表分析，實(shí)驗(yàn)組與對照組菊天牛死亡率差異顯著，說明轉(zhuǎn)基因菊花對菊天牛2齡幼蟲有較強(qiáng)的毒殺作用。 答案：(1)環(huán)狀DNA (2)GATC　DNA連接酶 (3)氯化鈣溶液(Ca2＋) (4)卡那霉素 (5)5 (6)等量非轉(zhuǎn)基因菊花嫩莖及葉片　實(shí)驗(yàn)組與對照組菊天牛死亡率 10．[2019·江西新余模擬]科學(xué)家將人的生長激素基因與pBR322質(zhì)粒進(jìn)行重組，得到的重組質(zhì)

17、粒導(dǎo)入牛的受精卵，使其發(fā)育為轉(zhuǎn)基因牛，再通過細(xì)胞工程培育為轉(zhuǎn)基因克隆牛。pBR322質(zhì)粒含有兩個抗生素抗性基因和5個限制酶切點(diǎn)(如圖2)。將重組質(zhì)粒導(dǎo)入大腸桿菌，并成功地在大腸桿菌中得以表達(dá)。請據(jù)圖回答問題。 (1)圖1中顯示的人的生長激素基因是通過人工合成的，圖中①過程需要的酶是________。該過程所依據(jù)的堿基互補(bǔ)配對原則是__________________________(用字母和箭頭表示)。 (2)圖1中的mRNA是從人體的____________細(xì)胞中獲取。 (3)重組質(zhì)粒形成與否需要鑒定和篩選，方法是將重組質(zhì)粒的DNA分子導(dǎo)入大腸桿菌，通過含抗生素的培養(yǎng)基進(jìn)行培養(yǎng)，觀

18、察大腸桿菌的生長、繁殖情況進(jìn)行判斷，如圖3所示： ①如果受體菌在培養(yǎng)基A上能生長、繁殖形成菌落，而不能在培養(yǎng)基B上生長、繁殖，則使用限制酶a的切點(diǎn)是圖2中的__________________，即目的基因插入了____________________中。 ②如果受體菌在培養(yǎng)基A上不能生長、繁殖形成菌落，而在培養(yǎng)基B上能生長、繁殖，則使用限制酶a的切點(diǎn)是圖2中的________，即目的基因插入了______________中。 ③如果受體菌在培養(yǎng)基A和培養(yǎng)基B上都能生長、繁殖形成菌落，則使用限制酶a的切點(diǎn)是圖2中的____________。 解析：(1)根據(jù)圖1分析，目的基因是通過m

19、RNA逆轉(zhuǎn)錄形成的，需要逆轉(zhuǎn)錄酶的催化；RNA中的堿基是A、U、C、G，DNA中的堿基是A、T、C、G，所以配對方式是A→T、U→A、G→C、C→G。(2)根據(jù)題意，生長激素基因是目的基因，該基因表達(dá)產(chǎn)物由垂體細(xì)胞分泌，所以需要從垂體細(xì)胞中提取相應(yīng)的mRNA。(3)①根據(jù)題意，受體菌能在含青霉素的培養(yǎng)基上生存，不能在含四環(huán)素的培養(yǎng)基上生存，所以限制酶切點(diǎn)位于抗四環(huán)素基因內(nèi)部，由圖可知，是切點(diǎn)3、4、5。②根據(jù)題意，受體菌不能在含青霉素的培養(yǎng)基上生存，能在含四環(huán)素的培養(yǎng)基上生存，所以限制酶切點(diǎn)位于抗氨芐青霉素基因內(nèi)部，由圖可知，是切點(diǎn)1。③根據(jù)題意，受體菌能在含青霉素的培養(yǎng)基上生存，也能在含四環(huán)

20、素的培養(yǎng)基上生存，所以這兩個基因都沒有被破壞，由圖可知，是切點(diǎn)2。 答案：(1)逆轉(zhuǎn)錄酶　A→T　U→A　G→C　C→G (2)垂體 (3)①切點(diǎn)3或切點(diǎn)4或切點(diǎn)5　抗四環(huán)素基因?、谇悬c(diǎn)1　抗氨芐青霉素基因?、矍悬c(diǎn)2 11．大腸桿菌pUC18質(zhì)粒是基因工程中常用的運(yùn)載體，某限制酶在此質(zhì)粒上的唯一酶切位點(diǎn)位于LacZ基因中，如果沒有插入外源基因，LacZ基因便可表達(dá)出β-半乳糖苷酶，當(dāng)培養(yǎng)基中含有IPTG和X-gal時，X-gal便會被β-半乳糖苷酶水解成藍(lán)色，大腸桿菌將形成藍(lán)色菌落，反之，則形成白色菌落。如圖表示利用此質(zhì)粒實(shí)施基因工程的主要流程。 (1)已獲得的目的基因可利用__

21、______技術(shù)進(jìn)行擴(kuò)增。 (2)目的基因插入質(zhì)粒構(gòu)建重組質(zhì)粒的過程中，需要DNA連接酶恢復(fù)________鍵。 (3)將試管Ⅰ中的物質(zhì)和大腸桿菌共同置于試管Ⅱ的目的是__________________；大腸桿菌需事先用Ca2＋進(jìn)行處理，目的是________________________________________________。 (4)將試管Ⅱ中的菌液接種于選擇培養(yǎng)基上培養(yǎng)，培養(yǎng)基中應(yīng)含有大腸桿菌必需的營養(yǎng)物質(zhì)，如________和生長因子，還應(yīng)加入IPTG、X-gal以及氨芐青霉素，其中加入氨芐青霉素的作用是篩選出_____________________________

22、_____________。 (5)若觀察到培養(yǎng)基上出現(xiàn)________色菌落，則說明大腸桿菌中已成功導(dǎo)入了重組質(zhì)粒。如果作為受體細(xì)胞的大腸桿菌也含有LacZ基因，則不利于重組質(zhì)粒的篩選，原因是______________________________________________。 解析：(1)PCR技術(shù)能在短時間內(nèi)大量擴(kuò)增目的基因，所以已獲得的目的基因可利用PCR技術(shù)進(jìn)行擴(kuò)增。(2)DNA連接能將雙鏈DNA片斷“縫合”起來，恢復(fù)被限制酶切開的磷酸二酯鍵。(3)試管Ⅰ中含有重組質(zhì)粒，將試管Ⅰ中的物質(zhì)和大腸桿菌共同置于試管Ⅱ的目的是使目的基因進(jìn)入受體細(xì)胞(大腸桿菌)內(nèi)，并在受體細(xì)胞內(nèi)維

23、持穩(wěn)定和表達(dá)，即進(jìn)行轉(zhuǎn)化；大腸桿菌需事先用Ca2＋進(jìn)行處理，增大細(xì)胞壁的通透性，使之處于易于吸收周圍環(huán)境中DNA分子的感受態(tài)。(4)培養(yǎng)大腸桿菌的培養(yǎng)基必需的營養(yǎng)物質(zhì)包括碳源、氮源、無機(jī)鹽、水和生長因子，由于是選擇培養(yǎng)基，還應(yīng)加入IPTG、X-gal以及氨芐青霉素；由于質(zhì)粒上含有氨芐青霉素抗性基因，因此導(dǎo)入質(zhì)粒的大腸桿菌能在含氨芐青霉素的培養(yǎng)基上生長，所以培養(yǎng)基中加入氨芐青霉素的作用是篩選出導(dǎo)入pUC18質(zhì)粒的大腸桿菌。(5)分析題圖：大腸桿菌pUC18質(zhì)粒含有氨芐青霉素抗性基因和LacZ基因，由于限制酶在此質(zhì)粒上的唯一酶切位點(diǎn)位于LacZ基因中，所以構(gòu)建成功的重組質(zhì)粒上的LacZ基因被破壞，不能產(chǎn)生β-半乳糖苷酶，若大腸桿菌中已成功導(dǎo)入了重組質(zhì)粒，則其在含有IPTG和X-gal的培養(yǎng)基中形成白色菌落。如果作為受體細(xì)胞的大腸桿菌也含有LacZ基因，則無論大腸桿菌中是否導(dǎo)入重組質(zhì)粒，都會表達(dá)出β-半乳糖苷酶，故均會呈現(xiàn)藍(lán)色菌落。 答案：(1)PCR (2)磷酸二酯 (3)進(jìn)行轉(zhuǎn)化　使大腸桿菌細(xì)胞處于感受態(tài) (4)碳源、氮源、無機(jī)鹽、水　導(dǎo)入pUC18質(zhì)粒的大腸桿菌 (5)白　無論大腸桿菌是否導(dǎo)入重組質(zhì)粒，均會呈現(xiàn)藍(lán)色菌落 7