【步步高】2022届高考生物一轮集训 真题与练出高分 10.37基因工程 新人教版

【步步高】2022届高考生物一轮集训真题与练出高分10.37基因工程新人教版1．(2022·浙江卷，6)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答案　A解析　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错误；连接目的基因与质粒的酶是DNA连接酶，C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错误。2．(2022·浙江卷，6)将ada(腺苷酸脱氨酶基因)通过质粒pET28b导入大肠杆菌并成功表达腺苷酸脱氨酶。下列叙述错误的是(　　)A．每个大肠杆菌细胞至少含一个重组质粒B．每个重组质粒至少含一个限制性核酸内切酶识别位点C．每个限制性核酸内切酶识别位点至少插入一个adaD．每个插入的ada至少表达一个腺苷酸脱氨酶分子答案　C解析　大肠杆菌成功表达出腺苷酸脱氨酶，说明这些大肠杆菌都至少含一个重组质粒，A项正确；作为载体的条件为至少含一个或多个酶切位点，所以作为载体的质粒至少含一个限制性核酸内切酶识别位点，B项正确；作为基因表达载体应包括目的基因、启动子、终止子、标记基因四部分，但并不是每个酶切位点都至少插入一个ada，C项错误；由于这些目的基因成功表达，所以每个ada至少表达一个腺苷酸脱氨酶分子，D项正确。3．(2022·新课标全国卷，40)根据基因工程的有关知识，回答下列问题：(1)限制性内切酶切割DNA分子后产生的片段，其末端类型有____________和____________。(2)质粒运载体用EcoRⅠ切割后产生的片段如下：AATTC……G　　　　　　G……CTTAA为使运载体与目的基因相连，含有目的基因的DNA除可用Eco7\nRⅠ切割外，还可用另一种限制性核酸内切酶切割，该酶必须具有的特点是________________________________________________________________________。(3)按其来源不同，基因工程中所使用的DNA连接酶有两类，即__________DNA连接酶和__________DNA连接酶。(4)反转录作用的模板是______________，产物是______________________。若要在体外获得大量反转录产物，常采用____________技术。(5)基因工程中除质粒外，____________和____________也可作为载体。(6)若用重组质粒转化大肠杆菌，一般情况下，不能直接用未处理的大肠杆菌作为受体细胞，原因是_____________________________________________________________。答案　(1)黏性末端　平末端　(2)切割产生的DNA片段末端与EcoRⅠ切割产生的末端相同(其他合理答案也可)　(3)E·coli　T4　(4)mRNA(或RNA)　cDNA(或DNA)　PCR　(5)噬菌体　动植物病毒(其他合理答案也可)　(6)未处理的大肠杆菌吸收质粒(外源DNA)的能力极弱(其他合理答案也可)解析　(1)DNA分子经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有黏性末端和平末端两种类型。(2)为使运载体与目的基因相连，应使二者被切割后产生的末端相同，故用另一种限制酶切割产生的末端必须与EcoRⅠ切割产生的末端相同。(3)根据酶的来源不同，DNA连接酶分为E·coliDNA连接酶和T4DNA连接酶。(4)mRNA(或RNA)为模板，合成DNA的过程称为逆转录，若要体外获得大量DNA分子，可以使用RCR技术。(5)在基因工程中，通常利用质粒作为运载体，另外噬菌体和动植物病毒也可作为运载体。(6)大肠杆菌作为受体细胞时，常用Ca2＋处理，使之成为能吸收周围环境中DNA分子的感受态细胞。4．(2022·江苏卷，32)图1表示含有目的基因D的DNA片段长度(bp即碱基对)和部分碱基序列，图2表示一种质粒的结构和部分碱基序列。现有MspⅠ、BamHⅠ、MboⅠ、SmaⅠ4种限制性核酸内切酶，它们识别的碱基序列和酶切位点分别为CCGG、GGATCC、GATC、CCCGGG。请回答下列问题：(1)图1的一条脱氧核苷酸链中相邻两个碱基之间依次由______________________连接。(2)若用限制酶SmaⅠ完全切割图1中DNA片段，产生的末端是____________末端，其产物长度为____________。7\n(3)若图1中虚线方框内的碱基对被T－A碱基对替换，那么基因D就突变为基因d。从杂合子中分离出图1及其对应的DNA片段，用限制酶SmaⅠ完全切割，产物中共有____________种不同长度的DNA片段。(4)若将图2中质粒和目的基因D通过同种限制酶处理后进行连接，形成重组质粒，那么应选用的限制酶是____________。在导入重组质粒后，为了筛选出含重组质粒的大肠杆菌，一般需要用添加____________的培养基进行培养。经检测，部分含有重组质粒的大肠杆菌菌株中目的基因D不能正确表达，其最可能的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案　(1)脱氧核糖、磷酸、脱氧核糖(2)平　537bp、790bp、661bp　(3)4(4)BamHⅠ　抗生素B　同种限制酶切割形成的末端相同，部分目的基因D与质粒反向连接解析　(1)一条脱氧核苷酸链中相邻的两个碱基之间是通过“—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—”相连的，要注意两条脱氧核苷酸链的相邻碱基之间通过氢键相连进行区分。(2)从SmaⅠ的识别序列和切点可见，其切割后产生的是平末端，图1中DNA片段有SmaⅠ的两个识别序列，故切割后产生的产物长度为537(534＋3)bp、790(796－3－3)bp和661(658＋3)bp三种。(3)图示方框内发生碱基对的替换后，形成的d基因失去了1个SmaⅠ的识别序列，故D基因、d基因用SmaⅠ完全切割后产物中除原有的3种长度的DNA片段外，还增加一种537＋790bp的DNA片段。(4)目的基因的两端都有BamHⅠ的识别序列，质粒的启动子后的抗生素A抗性基因上也有BamHⅠ的识别序列，故应选用的限制酶是BamHⅠ，此时抗生素B抗性基因作为标记基因，故筛选时培养基中要添加抗生素B。若重组质粒已导入了受体细胞却不能表达，很可能是因为用同种限制酶切割后，目的基因和质粒有两种连接方式，导入受体细胞的重组质粒是目的基因和质粒反向连接形成的。u1．下列一般不作为基因工程中的标记基因的是(　　)A．四环素抗性基因B．绿色荧光蛋白基因C．产物具有颜色反应的基因D．贮藏蛋白的基因答案　D解析　标记基因位于载体(质粒)上，以利于重组DNA的鉴定和选择，如四环素抗性基因、绿色荧光蛋白基因、产物具有颜色反应的基因等。2．若要利用某目的基因(图甲)和P1噬菌体载体(图乙)构建重组DN7\nA(图丙)，限制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噬菌体载体答案　D解析　解答本题的关键是要看准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。3．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连接酶的参与答案　C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。4．研究人员将鱼的抗冻基因导入番茄体内，获得抗冻能力明显提高的番茄新品种。下列操作合理的是(　　)A．设计相应DNA单链片段作为引物，利用PCR技术扩增目的基因B．利用限制酶和DNA聚合酶构建基因表达载体C．将基因表达载体导入番茄细胞之前需用Ca2＋处理细胞D．运用DNA分子杂交技术检测抗冻基因是否在番茄细胞中表达答案　A解析　利用限制性核酸内切酶和DNA连接酶构建基因表达载体；将基因表达载体导入原核细胞之前需用Ca2＋处理，番茄细胞为真核细胞；运用抗原—抗体杂交技术可检测抗冻基因是否在番茄细胞中表达。5．如图是从酵母菌中获取某植物需要的某种酶的基因的流程，结合所学知识及相关信息回答下列问题：7\n(1)图中cDNA文库________________基因组文库(大于、等于、小于)。(2)①过程提取的DNA需要____________的切割，B过程是____________过程。(3)为在短时间内大量获得目的基因，可用的技术是______________________，其原理是________________________________________________________________________。(4)目的基因获取之后，需要进行____________________，其组成必须有____________________________及标记基因等，此步骤是基因工程的核心。(5)将该目的基因导入某双子叶植物细胞，常采用的方法是__________，其能否在此植物体内稳定遗传的关键是________________，可以用____________________技术进行检测。答案　(1)小于　(2)限制酶　逆转录(3)PCR　DNA复制(4)基因表达载体的构建　启动子、终止子、目的基因(复制原点可不答)(5)农杆菌转化法　目的基因是否整合到植物细胞的染色体上　DNA分子杂交解析　(1)基因组文库是指将某生物的全部基因组DNA切割成一定长度的DNA片段克隆到某种载体上形成的集合；cDNA文库是由mRNA经逆转录形成的基因组成的，由于基因的选择性表达，cDNA文库小于基因组文库。(2)从供体细胞的DNA中获取目的基因，首先应用限制酶将目的基因从其所在的DNA分子上切割下来；B过程是以mRNA为模板合成DNA的过程，应为逆转录过程。(3)PCR技术是一种体外扩增DNA的方法，其原理为DNA复制，能将得到的目的基因在细胞外大量扩增。(4)基因表达载体包括目的基因、标记基因、启动子和终止子，其构建是基因工程的核心。(5)将目的基因导入某双子叶植物细胞常采用的方法是农杆菌转化法，目的基因只有整合到植物细胞的染色体上才能在植物体内稳定遗传，可通过DNA分子杂交的方法对目的基因是否整合到染色体上进行检测。6．在某些深海鱼中发现的抗冻蛋白基因afp对提高农作物的抗寒能力有较好的应用价值。如图所示是获得转基因莴苣的技术流程，请据图回答下列问题：(1)获取目的基因的主要途径包括从自然界已有的物种中分离和__________。(2)①过程需要的酶有____________、____________________。7\n(3)重组质粒除了带有抗冻蛋白基因afp，还必须含有启动子、终止子和____________，这样才能构成一个完整的基因表达载体。(4)如果受体细胞C1是土壤农杆菌，则将目的基因导入它的目的是利用农杆菌的______________，使目的基因进入受体细胞C2，并将其插入到受体细胞C2中______________________上，使目的基因的遗传特性得以稳定维持和表达，形成转基因莴苣。经②过程获得的转基因莴苣中的目的基因是否表达，在分子水平上可用____________法进行检测，如果出现杂交带，说明目的基因已经表达蛋白质产品，转基因莴苣培育成功。答案　(1)(用逆转录等方法进行)人工合成　(2)限制酶　DNA连接酶　(3)标记基因　(4)转化作用　染色体的DNA　抗原—抗体杂交解析　(1)获取目的基因的主要途径有从自然界已有的物种中分离和人工合成。(2)①过程为基因表达载体的构建过程，需要用到限制酶和DNA连接酶。(3)一个完整的基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因。(4)农杆菌转化法利用的是农杆菌的转化作用，将目的基因整合到受体细胞染色体的DNA上，进而使目的基因能够稳定遗传和表达。检测目的基因是否成功表达可采用抗原—抗体杂交法。7．科学家从预期人的生长激素的功能出发，推测相应的脱氧核苷酸序列，并人工合成了双链DNA片段，获得双链DNA。科学家将人的生长激素基因与大肠杆菌的质粒进行重组，并使其成功地在大肠杆菌中表达。已知限制酶Ⅰ的识别序列和切点是—GGATCC—，限制酶Ⅱ的识别序列和切点是—GATC—。据图回答：(1)为了精确地获取图中的重组质粒，应用____________切割质粒，用____________切割目的基因。(2)将基因表达载体导入大肠杆菌B之前，要将大肠杆菌B放入一定浓度的____________溶液中处理，使之成为感受态的大肠杆菌。(3)人的基因之所以能与大肠杆菌的质粒进行重组并发挥其功能，是因为二者都是_______________。人的生长激素基因能在细菌体内成功表达是因为______________。(4)将得到的大肠杆菌B涂布在一个含有氨苄青霉素的培养基上能够生长，说明该菌已导入了__________________，反之则没有导入。(5)上述方法制备人的生长激素，运用的现代生物技术是____________。答案　(1)限制酶Ⅰ　限制酶Ⅱ　(2)CaCl2　(3)规则的双螺旋结构　二者共用一套(遗传)密码子　(4)普通质粒或重组质粒　(5)蛋白质工程7\n解析　(1)根据图示分析可知，目的基因插在了质粒中含抗四环素基因的部位，而该位置有限制酶Ⅰ和Ⅱ的识别位点，但限制酶Ⅱ会同时在GeneⅠ和Ⅱ处切开，因此在构建基因表达载体过程中，应用限制酶Ⅰ切割质粒。目的基因的两侧均含有能被限制酶Ⅱ识别的碱基序列，所以用限制酶Ⅱ切割目的基因，能够露出两端的黏性末端。因此，为了精确地获取图中的重组质粒，应分别用限制酶Ⅰ和限制酶Ⅱ切割质粒和目的基因。(2)将基因表达载体导入大肠杆菌B之前，要将大肠杆菌B放入一定浓度的CaCl2溶液中处理，使之成为感受态的大肠杆菌。(3)人的基因之所以能与大肠杆菌的DNA分子进行重组，是因为人的基因与大肠杆菌DNA分子的双螺旋结构相同。人的生长激素基因能在细菌体内成功表达是因为人和细菌共用一套(遗传)密码子。(4)将得到的大肠杆菌B涂布在一个含有氨苄青霉素的培养基上能够生长，说明该菌已导入了普通质粒或重组质粒，因为普通质粒或重组质粒中都含抗氨苄青霉素基因。(5)科学家从预期人的生长激素的功能出发，推测相应的脱氧核苷酸序列，并人工合成了双链DNA片段，获得双链DNA，从而合成人的生长激素，这运用了现代生物技术中的蛋白质工程。7