【名师一号 模块新课标】2023高考生物总复习 专题1 基因工程计时双基练 新人教版选修3

计时双基练(三十六)　基因工程(计时：45分钟　满分：100分)一、选择题(每小题5分，共40分)1．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．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　此题考查基因工程及其应用的相关知识。获取目的基因B，可先提取矮牵牛蓝色花的mRNA，经逆转录获得互补的DNA，再经PCR技术扩增，A项正确；基因文库构建时是将目的基因与载体连接起来，形成重组载体，再导入受体菌中储存和扩增，提取目的基因时不需使用限制酶，B项错误；连接目的基因与质粒的酶是DNA连接酶，C项错误；将目的基因导入植物细胞，常用农杆菌转化法，不使用大肠杆菌，D项错误。答案　A2．下列关于cDNA文库和基因组文库的说法中，正确的是(　　)A．同一物种的cDNA文库只有1种B．某真核生物的cDNA文库中的某基因一定比基因组文库中的该基因短C．可以利用反转录法获取cDNA文库和基因组文库D．只有cDNA文库的基因可实现物种间的基因交流解析　本题考查基因文库，意在考查考生的理解能力。在同一个体的不同发育时期获得的cDNA文库不同，因此，一个物种可以有多个cDNA文库，但一个物种的基因组文库只有1个，A错误；cDNA文库的基因是由mRNA经过逆转录获得的，所以，cDNA文库的基因和基因组文库的基因相比，缺少基因中启动子和内含子，因此，cDNA文库的基因要短一些，B正确；只有cDNA文库可通过反转录法进行构建，C错误；cDNA文库的基因可实现物种间的基因交流，而基因组文库的部分基因可实现物种间的基因交流。D错误。答案　B3．利用外源基因在受体细胞中表达，可生产人类所需的产品。下列选项中能说明目的基因完成表达的是(　　)A．棉花细胞中检测到载体上的标记基因B．山羊乳腺细胞中检测到人生长激素的基因C．大肠杆菌中检测到人胰岛素基因的mRNAD．酵母菌细胞中提取到人的干扰素解析　9\n基因的表达即控制蛋白质的合成，包括转录和翻译，仅仅转录出mRNA还不能叫表达，只有合成了相应的蛋白质才能证明目的基因完成了在受体细胞中的表达。答案　D4．若要利用某目的基因(见图甲)和P1噬菌体载体(见图乙)构建重组DNA(见图丙)，限制性核酸内切酶的酶切位点分别是BglⅡ(A↓GATCT)、EcoRⅠ(G↓AATTC)和Sau3AⅠ(↓GATC)。下列分析合理的是(　　)A．用EcoRⅠ切割目的基因和P1噬菌体载体B．用BglⅡ和EcoRⅠ切割目的基因和P1噬菌体载体C．用BglⅡ和Sau3AⅠ切割目的基因和P1噬菌体载体D．用EcoRⅠ和Sau3AⅠ切割目的基因和P1噬菌体载体解析　解答本题的关键是要看清切割后目的基因插入的方向，只有用EcoRⅠ和Sau3AⅠ切割目的基因和P1噬菌体载体，构建的重组DNA中RNA聚合酶在插入的目的基因上的移动方向才一定与图丙相同。答案　D5．在基因工程中，可依据受体细胞的类型及其生理特性来选择合适的载体，既能高效地携带目的基因进入受体细胞，又能方便地进行检测。已知有以下几类含有不同标记基因的质粒，不可作为侵入大肠杆菌的载体的是(已知青霉素可杀死细菌，四环素不能杀死大肠杆菌)(　　)A.B.C.9\nD.解析　A质粒携带目的基因是否进入大肠杆菌，可用含有青霉素的培养基培养大肠杆菌，如果大肠杆菌不死亡，说明这些大肠杆菌已含有了A质粒上的标记基因表达出的性状，进一步说明目的基因已被携带进入大肠杆菌细胞内。B质粒大肠杆菌含有抗四环素基因与否，都能在含四环素的培养基上生长，所以不能用于对目的基因是否进入大肠杆菌的检测。C和D质粒上的标记基因均可明显指示目的基因是否进入大肠杆菌细胞内。答案　B6．如图表示利用农杆菌转化法获得某种转基因植物的部分操作步骤。以下说法错误的是(　　)A．利用含有四环素的培养基可将含Ⅱ的细菌筛选出来B．Ⅲ是农杆菌，通过步骤③将目的基因导入植株C．⑥可与多个核糖体结合，并可以同时翻译出多种蛋白质D．①过程的完成需要限制酶和DNA连接酶的参与解析　⑥是一个mRNA分子，可与多个核糖体结合形成多聚核糖体，由于翻译的模板是同一个mRNA分子，故翻译出的是同一种蛋白质。答案　C7．为获得抗病的马铃薯往往采用转基因技术，将相关抗病基因转移到马铃薯体内。其过程大致如下图所示。下列相关叙述，正确的是(　　)A．图中①过程涉及两种工具酶，目的基因插入的位置为TDNA所在的区段B．图中②过程，农杆菌需经镁离子溶液处理，处理后的细胞处于感受态9\nC．图中③④过程，所用培养基中应添加两种激素，添加顺序对细胞的分化方向无影响D．检测相关抗病基因是否在受体细胞内转录，可采用抗原—抗体杂交法解析　本题考查基因工程的知识，意在考查考生的理解能力。图中②过程，农杆菌需经钙离子溶液处理，B错误；植物组织培养所用激素的先后使用顺序及其比例都会影响细胞的分化方向，C错误；检测相关基因是否在受体细胞内转录，可采用DNA—RNA杂交法，而抗原—抗体杂交法检测的是目的基因是否翻译为蛋白质，D错误。答案　A8．(多选)右图表示细胞膜上乙酰胆碱(一种神经递质)受体基因的克隆技术操作过程，下列相关分析中错误的是(　　)A．获得该mRNA的最佳材料是受精卵B．构建基因表达载体最可能使用的载体是大肠杆菌C．完成过程①②必不可少的酶分别是逆转录酶、DNA聚合酶D．探针筛选的目的是淘汰被感染的细菌，获得未被感染的细菌解析　该受体基因在神经细胞中表达，获得该mRNA的最佳材料是神经细胞。构建基因表达载体最可能使用的载体是质粒。探针筛选的目的是检测是否存在cDNA。答案　ABD二、非选择题(共60分)9．(15分)(2014·北京四中期中)科学家从某细菌中提取抗盐基因，转入烟草并培育成转基因抗盐烟草。下图是转基因抗盐烟草的培育过程，含目的基因的DNA和质粒上的箭头表示相关限制酶的酶切位点。请分析回答下列问题：9\n(1)①过程获得的抗盐基因可用PCR技术进行扩增，该技术必须用________酶，所需的原料是________。(2)已知几种限制酶识别序列及其切割位点如表：用图中的质粒和目的基因构建重组质粒，不能使用SmaⅠ酶切割，原因是____________________________。图中①②过程为防止质粒和含目的基因的外源DNA片段自身环化，应选用_____________酶对外源DNA、质粒进行切割。(3)图中⑤、⑥依次表示组织培养过程中抗盐烟草细胞的________、________过程。(4)为确定转基因抗盐烟草是否培育成功，既要用放射性同位素标记的________作探针进行分子杂交检测，又要在个体水平上鉴定，后者具体过程是_____________________________________________________。解析　理解转基因技术的步骤、成果是解题的关键。(1)PCR技术所需的原料是合成DNA的四种脱氧核苷酸。根据PCR反应原理，每次循环可分为在95℃时进行变性，在55℃时进行复性，在72℃时延伸，该过程需要耐热的DNA聚合酶。(2)从图中信息可知，Sma9\nⅠ酶的切割位点位于目的基因和M抗生素抗性基因上。分析抗盐基因的DNA片段，可知该DNA含四种限制酶切点，其中SmaⅠ位于目的基因上，不宜采用。EcoRⅠ位于目的基因两侧，若用EcoRⅠ切割则目的基因会自身环化。BamHⅠ与HindⅢ位于目的基因两端，且质粒中也有相应的适合的切割位点，因此用BamHⅠ和HindⅢ才能完整地切下该抗盐基因，同时保证目的基因与质粒连接方式的唯一性，防止自身环化。(3)转基因后的植物细胞，经脱分化产生愈伤组织，经再分化形成根、芽等，进而产生新的植株。答案　(1)耐热的DNA聚合　四种脱氧核苷酸(2)SmaⅠ会破坏质粒的抗性基因和外源DNA中的目的基因　BamHⅠ和HindⅢ(3)脱分化　再分化(4)抗盐基因(或目的基因)　将培育的烟草幼苗栽培于含有一定盐的土壤中，观察该烟草植株的生长状态10.(15分)随着科学技术的发展，人们可以根据需求来改造生物的性状。如图是利用奶牛乳汁生产人类血清白蛋白的图解，据图回答问题。(1)在此过程中涉及的细胞水平现代生物技术手段主要有_____、________。(2)在②进入③之前要用________、________和DNA连接酶等工具来构建基因表达载体。基因工程中所使用的DNA连接酶有两类，其中既可以连接双链DNA平末端又能连接互补的黏性末端的是________DNA连接酶。能实现②进入③的常用方法是____________。(3)图中①一般经________或________处理可以得到③，从③到④的过程中一般利用去核后未受精的卵细胞作为受体，而不用普通的体细胞，原因是___________________________________________。(4)把⑤送入⑥的最佳时期是________或________。(5)如果②的数量太少，常用________的方法。如果基因较小，核苷酸序列又已知，也可以通过________用化学方法直接人工合成。要实现⑦批量生产血清白蛋白，则要求③的性染色体组成是________。答案　(1)核移植技术　动物细胞培养(2)限制酶　运载体　T4　显微注射法(3)胰蛋白酶　胶原蛋白酶　卵细胞大，易操作，分化程度低，体细胞的细胞核在卵细胞质中才能表现出全能性9\n(4)桑椹胚　囊胚(5)PCR技术扩增　DNA合成仪　XX11．(15分)(2014·山西四校联考)口蹄疫是由RNA病毒引起的一种偶蹄动物传染病。科学家尝试利用转基因番茄来生产口蹄疫疫苗(主要成分：该病毒的一种结构蛋白VP1)，过程如图所示。请据图回答下列问题：(1)在上述实验过程中所涉及的生物技术工程有________、________，如图所示②成功构建重组质粒的过程中，需要用到的工具酶有________和________。(2)⑤过程代表的是________，经过该过程形成的细胞具有________________________的特点，⑥过程所用的两种重要的植物激素是________和________。(3)若要检测转化成功的番茄植株，除检测标记基因产物外，还可采用________技术检测目的基因在番茄体内是否转录。(4)该过程运用的原理有________、________等。(5)在该过程中，研究人员首先获取了目的基因，并采用________技术对目的基因进行扩增，该技术需要的条件是________、酶、原料、模板；然后构建基因表达载体，基因表达载体中除了具有目的基因、启动子和终止子之外，还需具有________。答案　(1)基因工程　植物细胞工程(或植物组织培养)　限制性核酸内切酶　DNA连接酶(2)脱分化　分裂能力强，分化程度低　细胞分裂素　生长素(3)分子杂交(4)基因重组　植物细胞的全能性(5)PCR(聚合酶链式反应)　引物　标记基因12．(15分)下图是我国利用基因工程方法生产人生长激素的示意图。图中的质粒是基因工程中常选用的载体——pBR322质粒，ampR表示青霉素抗性基因，tetR9\n表示四环素抗性基因，限制酶PstⅠ、EcoRⅠ和HindⅢ切割形成的末端均不相同。据图回答下列问题：(1)为了使目的基因和质粒定向连接并且有利于受体细胞的筛选，③过程采用的酶是__________，④过程采用的酶是________。(2)为了提高⑤过程的成功率，常用________溶液处理大肠杆菌。作为受体的大肠杆菌细胞内，应不含________________________基因，以利于筛选出含重组质粒的受体菌。(3)如果用限制酶PstⅠ、EcoRⅠ和HindⅢ同时对质粒进行切割，假设同时只有任意两个位点被切断且每次机会相等，则形成的DNA片段有________种，其中含有完整四环素抗性基因的DNA片段占________。(4)按照图示的操作，将三角瓶中的大肠杆菌先接种到甲培养基上，然后分别接种到乙和丙两个培养基的相同位置，一段时间后，菌落的生长状况如图所示。接种到甲培养基上的目的是筛选________的大肠杆菌。(5)能否利用人的皮肤细胞来完成①过程？________。为什么？_________________________________________________________。解析　本题考查基因工程的知识，意在考查考生的知识运用能力。②③④过程需要的酶分别为逆转录酶、限制酶、DNA连接酶；ampR表示青霉素抗性基因，tetR9\n表示四环素抗性基因，都是质粒上的标记基因。标记基因在受体细胞内不存在，如在受体细胞中存在，就起不到标记基因的作用；限制酶PstⅠ和HindⅢ在切割质粒时，分别破坏青霉素抗性基因和四环素抗性基因，因此在切割质粒时，这两种酶不能同时使用，只能使用PstⅠ酶和EcoRⅠ酶，或HindⅢ酶和EcoRⅠ酶，根据③过程的提示，已使用了PstⅠ酶，所以切割质粒时只能使用PstⅠ酶和EcoRⅠ酶；用限制酶PstⅠ、EcoRⅠ和HindⅢ同时对质粒进行切割，假设同时只有任意两个位点被切断且每次机会相等，则切割产生的DNA片段有6种，有HindⅢ酶参与切割的话，四环素抗性基因会被破坏。答案　(1)PstⅠ酶和EcoRⅠ酶　DNA连接酶(2)CaCl2　青霉素抗性基因和四环素抗性(3)6　1/6(4)含四环素抗性基因(5)不能　人的皮肤细胞内存在生长激素基因，但由于基因的选择性表达，人的皮肤细胞内不能生成人生长激素mRNA9