【走向高考】2022年高考生物一轮复习 专题1 基因工程强化作业（含解析）新人教版选修3

【走向高考】2022年高考生物一轮复习专题1基因工程强化作业（含解析）新人教版选修31．农业科技工作者在烟草中找到了一抗病基因，现拟采用基因工程技术将该基因转入棉花，培育抗病棉花品系。请回答下列问题：(1)要获得该抗病基因，可采用__________、__________等方法。为了能把该抗病基因转入到棉花细胞中，常用的运载体是__________。(2)要使运载体与该抗病基因连接，首先应使用__________进行切割。假如运载体被切割后，得到的分子末端序列为则能与该运载体连接的抗病基因分子末端是(　　)(3)切割完成后，采用__________将运载体与该抗病基因连接，连接后得到的DNA分子称为__________。(4)再将连接得到的DNA分子导入农杆菌，然后用该农杆菌去__________棉花细胞，利用植物细胞具有的__________性进行组织培养，从培养出的植株中__________出抗病的棉花。(5)该抗病基因在棉花细胞中表达的产物是(　　)A．淀粉B．脂类C．蛋白质D．核酸(6)转基因棉花获得的__________是由该表达产物来体现的。答案　(1)从细胞中分离　化学方法人工合成　Ti质粒(2)限制性内切酶(限制酶)　A(3)DNA连接酶　重组DNA(4)感染　全能　筛选(选择)(5)C　(6)抗病性状解析　7\n基因工程有四步曲，解答本题时就紧扣这四步曲。获得抗病毒基因常用的方法是从细胞中直接分离目的基因或根据mRNA碱基顺序和蛋白质的氨基酸序列人工合成目的基因；在基因工程中，常用的运载体是质粒；可以先用限制性内切酶把目的基因和运载体切出相同的黏性末端；再用DNA连接酶将运载体和目的基因连接起来，构成重组DNA分子；用导入重组DNA分子的农杆菌感染棉花细胞，并用组织培养的方法把这样的棉花细胞培育成个体，从中筛选出有抗病性状的棉花；最后进行鉴定，可把普通棉和抗虫棉在同等条件下让害虫吞食，观察其效果即可。2．(2022·山东高考，35)人类疾病的转基因动物模型常用于致病机理的探讨及治疗药物的筛选。利用正常大鼠制备遗传性高血压转基因模型大鼠的流程如图所示。(1)卵母细胞除从活体输卵管中采集外，还可从已处死的雌鼠________中获取。(2)图中的高血压相关基因作为________，质粒作为________，二者需用________切割后连接成重组载体，该过程与质粒上含有________有关。(3)子代大鼠如果________和________，即可分别在分子水平和个体水平上说明高血压相关基因已成功表达，然后可用其建立高血压转基因动物模型。(4)在上述转基因大鼠的培育过程中，所用到的主要胚胎工程技术是________、早期胚胎培养和胚胎移植。答案　(1)卵巢(2)目的基因　载体　同种限制性核酸内切酶(或：同种限制酶)　限制酶切割位点(3)检测到体内有相关蛋白　出现高血压(4)体外受精解析　本题考查的转基因工程的步骤和胚胎培养的基本技术。(1)在刚处死的雌鼠的卵巢中，含有卵母细胞，可以提取这些细胞，用于培养转基因个体。(2)观察题图可知，高血压相关基因作为目的基因，质粒作为运载体，二者需用同种限制酶切割，产生相同的末端，然后构建基因表达载体。(3)从分子水平上，可检验体内是否有相关蛋白；从个体水平，可观察大鼠是否出现高血压。(4)胚胎工程是指对动物早期胚胎或配子所7\n进行的多种显微操作和处理技术，如体外受精、胚胎移植、胚胎分割、胚胎干细胞培养等技术，结合这一概念，分析本次转基因大鼠的培育过程中，用到的胚胎工程技术主要是体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植。3．如图为基因工程中，利用农杆菌作为载体，培育出新性状植株的过程，请据图分析回答：(1)将携带外源基因的DNA导入植物细胞中所用到的工具酶有______________。(2)图示中，目的基因导入植物细胞后，是否可以稳定维持和表达其遗传特性，可以通过______________来确定。导入目的基因的植物细胞一般需要通过______________的方法，培育成能表现新性状的植株。(3)利用基因工程进行育种，可以培育出具有新性状的植株，这种育种方法的优点是什么？____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)通过基因工程，科学家已经培育出了许多具有抗虫、抗病、抗除草剂等全新性状的农作物，但也有人对转基因产品的安全性提出了疑问，试从正反两方面阐述你对这一问题的认识。____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案　(1)限制性核酸内切酶和DNA连接酶(2)检测转化的植物有没有显示出目的基因控制的性状　植物组织培养(3)①能打破生物种属的界限；②在分子水平上定向改变生物的遗传特性(4)安全：①多环节、严谨的安全性评价，可以保证转基因食品的安全；②转基因农作物要表现其新性状，必须有一定条件；③种植抗虫转基因农作物，可减少农药用量不安全：①可能会出现新的过敏源；②导入转基因生物的外源基因有可能与感染转基因生物的某些细菌或病毒杂交，从而重组出新的病原体；③重组的微生物降解化合物过程中会产生中间产物，造成二次污染7\n解析　本题综合考查了基因工程、细胞工程及转基因的安全性问题。外源基因导入受体细胞用到的工具酶是限制性核酸内切酶和DNA连接酶；若受体细胞是植物细胞，导入目的基因后需经组织培养培育成具有新性状的植株；利用基因工程进行育种能打破生物种属的界限，属于分子水平上对生物遗传特性进行的改造；通过基因工程已培育出了许多具有新性状的农作物，但任何事情都具有两面性。4．如图表示从苏云金芽孢杆菌分离出来的杀虫晶体蛋白质基因(简称Bt基因)及形成转基因抗虫植物的图解。请回答：(1)在下列含有ATP和有关的酶的试管中，大量而快捷的获取Bt基因的最佳方案是如图所示中的(　　)(2)写出b过程表达式：___________________________________。(3)活化的毒性物质应是一种______________分子，活化的毒性物质全部或部分嵌合于昆虫的细胞膜上，使细胞膜产生孔道，导致细胞由于______________平衡的破坏而破裂。(4)我国在“863”计划资助下开展Bt抗虫棉育种等研究，这将对________、________和农业可持续发展产生巨大影响。(5)胰岛素是治疗依赖型糖尿病的特效药物，但是天然胰岛素在人体内寿命只有几小时，重症病人每天得注射好几次药物，给病人增加了不便和痛苦。通过蛋白质工程改变胰岛素的空间结构，以延长胰岛素的半衰期，得到长效胰岛素；还可以在不改变胰岛素活性部位结构的前提下，增强其他部位的结合强度，使之难以被酶破坏，从而增强其稳定性。①若要利用大肠杆菌生产上述长效胰岛素，需用到的生物工程有______________、______________和______________。②用蛋白质工程生产的胰岛素，与天然胰岛素比较，显著的优点是______________。答案　(1)D7\n(2)Bt基因mRNA原毒素(3)多肽　渗透(4)农业害虫防治　环境保护(5)①发酵工程　基因工程　蛋白质工程　②具有长效性解析　应用基因工程技术，从苏云金芽孢杆菌中提取杀虫晶体蛋白基因(目的基因)导入棉花细胞中形成转基因抗虫棉，Bt基因的表达使棉花细胞中合成了原毒素，使采食棉花的昆虫中毒死亡。蛋白质工程的实质是生产出自然界原本不存在的蛋白质，所以需对原有的胰岛素进行改造，改造好的目的基因需通过基因工程生产基因产物，并且在生产过程中要借助工程菌，所以还需要进行发酵。5．(2022·青岛)ω－3脂肪酸是深海“鱼油”的主要成分，它对风湿性关节炎以及糖尿病等有很好的预防和辅助治疗作用。科学家从一种线虫中提取出相应基因，然后将该基因导入猪胚胎干细胞，以期得到富含ω－3脂肪酸的转基因猪。分析回答：(1)在基因工程中，从线虫中提取的上述相关基因称为________，提取该基因需要特定的________酶。(2)为了尽快获得更多的上述相关基因，常采用________技术进行扩增，构建重组DNA时，常用的运载体是________。(3)上述相关基因进入受体细胞并在受体细胞内稳定维持和表达的过程，称为________。培养含有上述基因的胚胎干细胞的培养基中，必须加入________等天然成分。(4)为获得更多的转基因猪，通常将胚胎干细胞培养到________期后，采用胚胎分割技术获得更多胚胎，然后再采用________等技术将胚胎移到不同母猪子宫内。答案　(1)目的基因限制(2)PCR质粒(3)转化动物血清(4)桑椹胚或囊胚胚胎移植6．人类在预防与诊疗传染性疾病过程中，经常使用疫苗和抗体。已知某传染性疾病的病原体为RNA病毒，该病毒表面的A蛋白为主要抗原，且疫苗生产和抗体制备的流程之一如下图。7\n请回答：(1)过程①代表的是_____________________________________。(2)过程②构建A基因表达载体时，必须使用________和_______两种工具酶。(3)过程③采用的实验技术是________，获得的X是________。(4)对健康人进行该传染病免疫预防时，可选用图中基因工程生产的________所制备的疫苗。对该传染病疑似患者确诊时，可以从疑似患者体内分离病毒与已知病毒进行________比较；或用图中的________进行特异性结合检测。答案　(1)逆(反)转录(2)限制性核酸内切酶(限制性内切酶、限制酶)　DNA连接酶(注：两空顺序可颠倒)(3)细胞融合　杂交瘤细胞(4)A蛋白　核酸(基因)序列　抗A蛋白的单克隆抗体7．(2022·山东烟台质检)国际水稻研究所人员从产量低的耐淹水稻中找到一种耐淹的基因，将其移入到高产热带水稻中，终于培育出耐水淹的高产水稻品系，其产量比高产热带水稻产量还要高。耐淹基因移入的方法可通过转基因技术实现。请回答下列相关问题：(1)转基因过程中构建含耐淹基因的表达载体时，用到的酶主要是________。(2)质粒是基因工程中最常用的________，质粒的基本组成单位是________。(3)耐淹的基因导入高产热带水稻中常采用的方法是________。(4)在基因工程中，使用标记基因的目的是：________；鉴定培育出的高产耐水淹水稻植株，最直接的方法是________。(5)将导入耐淹基因的高产水稻细胞培养成植株时，要用人工配制的培养基培养。为防止感染，器皿、培养基与植物组织等必须进行________处理。在植物组织培养的再分化过程中，若要将愈伤组织诱导出根，则植物生长调节剂的浓度配比应为：生长素浓度________细胞分裂素浓度(填“大于”、“小于”或“等于”)。7\n(6)蛋白质工程中，要对蛋白质结构进行设计改造，必须通过基因修饰或基因合成来完成，而不直接改造蛋白质的原因是___________________________________________________________________。答案　(1)限制性内切酶、DNA连接酶(2)运载体　脱氧核苷酸(3)农杆菌转化法(4)筛选出含有目的基因(或重组DNA分子)的受体细胞　检测是否抗水淹(5)灭菌、消毒　大于(6)改造基因易于操作且改造后能够遗传7