届高考生物二训练X31基因工程.docx

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届高考生物二训练X31基因工程

1.【题文】

下列关于基因工程的叙述，错误的是（　　）

A．目的基因和受体细胞均可来自动植物或微生物

B．限制性核酸内切酶和DNA连接酶是基因工程中常用的工具酶

C．人胰岛素基因可以在大肠杆菌中表达

D．载体上的抗性基因有利于筛选含重组DNA的细胞并可促进目的基因的表达

【解析】

基因工程中目的基因和受体细胞均可来自动植物或微生物；基因工程中常用的工具酶是限制性核酸内切酶和DNA连接酶；载体上的抗性基因有利于筛选含重组DNA的细胞，但不能促进目的基因的表达。

【答案】

D

2.【题文】

一环状DNA分子，设其长度为1，已知某种限制性核酸内切酶在该分子上有3个酶切位点，如图中A、B、C三处。

如果该DNA分子在3个酶切位点上都被该酶切断，则会产生0.2、0.3、0.5三种不同长度的DNA片段。

现有多个上述DNA分子，若在每个分子上至少有1个酶切位点被该酶切断；则从理论上讲，经该酶切后，这些DNA分子最多能产生长度不同的线状DNA的种类数是（　　）

A．4B．8

C．6D．7

【解析】

本题考查限制酶的作用，在此环状DNA上可以切1～3个位点，切1个位点得到长度为1的片段，切2个位点可以得到长度为0.5、0.2、0.8、0.3、0.7共5种片段，切3个位点可以得到0.2、0.3、0.5共3种长度的片段，总共能获得6种不同的DNA片段。

【答案】

C

3．【题文】

下列信息中能为我们从基因文库中获取目的基因提供依据的是（　　）

①基因的核苷酸序列　②基因的功能　③基因在染色体上的位置　④基因的转录产物mRNA　⑤基因翻译产物蛋白质

A．①②③④⑤B．②③④⑤

C．①④⑤D．①②⑤

【解析】

本题考查基因工程中目的基因的获取的相关问题。

要从基因文库中得到我们需要的目的基因，需要根据目的基因的有关信息，例如，根据基因的核苷酸序列、基因的功能、基因在染色体上的位置、基因的转录产物mRNA，以及基因翻译产物蛋白质等特性来获取目的基因。

【答案】

A

4．【题文】

下列有关基因表达载体的构建的说法中，不正确的是（　　）

A．需要限制酶和DNA连接酶参与

B．任何基因表达载体的构建都是一样的，没有差别

C．可用抗生素基因作为标记基因

D．基因表达载体的构建是基因工程的核心步骤

【解析】

构建基因表达载体时需要用同一种限制性核酸内切酶切割目的基因和载体，以产生相同的黏性末端，然后用DNA连接酶连接；由于受体细胞有植物、动物和微生物之分，以及目的基因导入受体细胞的方法不同，因此，基因表达载体的构建也会有所差别，不可能是千篇一律的；抗生素基因的作用是作为标记基因，鉴别受体细胞中是否导入了目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来；基因表达载体的构建是整个基因工程的核心环节。

【答案】

B

5．【题文】

如图表示化学方法合成目的基因Ⅰ的过程。

据图分析下列叙述正确的是（　　）

A．过程①需要DNA连接酶

B．过程②需要限制性核酸内切酶

C．目的基因Ⅰ的碱基序列是已知的

D．若某质粒能与目的基因Ⅰ重组，则该质粒与Ⅰ的碱基序列相同

【解析】

DNA连接酶是将两个DNA分子的黏性末端或平末端的“缝隙”连接起来，而过程①是两条链的碱基互补配对，不需要DNA连接酶，A项错误；限制性核酸内切酶是用来切割DNA的，而过程②不需要，B项错误；当某质粒与目的基因用限制酶切割后有互补的黏性末端，就可以形成重组DNA分子，D项错误。

【答案】

C

6.【题文】

下列有关蛋白质工程的叙述，不正确的是（　　）

A．收集大量的蛋白质分子结构的信息，以便分析结构与功能之间的关系

B．可以预测具有一定氨基酸序列的蛋白质的空间结构和生物功能

C．根据特定的生物功能，设计蛋白质的氨基酸序列和空间结构

D．根据人们的需要，直接对氨基酸的分子结构进行重新设计

【解析】

蛋白质工程是按照以下思路进行的：

确定蛋白质的功能→蛋白质应有的高级结构→蛋白质应具备的折叠状态→应有的氨基酸序列→应有的碱基序列→创造出自然界不存在的蛋白质，因此A、B、C项正确；蛋白质工程是通过对基因的改造来实现对蛋白质的改造，而不是直接对氨基酸的分子结构进行重新设计，D项错误。

【答案】

D

7．【题文】

如图为基因表达载体模式图，下列相关叙述正确的是（　　）

A．甲表示启动子，位于基因的首端，它是DNA聚合酶识别、结合的部位

B．乙表示终止密码子，位于基因的尾端，作用是使转录过程停止

C．丙表示目的基因，其作用是获得人们所需要的性状

D．复制原点的存在有利于目的基因在宿主细胞中扩增

【解析】

甲表示启动子，位于基因的首端，它是RNA聚合酶识别、结合的部位，A项错误；乙表示终止子，位于基因的尾端，作用是使转录过程停止，B项错误；丙表示标记基因，其作用是鉴定受体细胞中是否含有目的基因，C项错误。

【答案】

D

8．【题文】

下列关于转基因动物的描述，不正确的是（　　）

A．可将外源生长激素基因导入动物细胞内，提高动物的生长速率

B．可将肠乳糖酶基因导入奶牛基因组，降低乳汁中乳糖的含量，进而改善畜产品的品质

C．可利用转基因技术制成乳腺生物反应器，使哺乳动物的产奶量增加

D．可以利用转基因动物作为器官移植的供体

【解析】

可利用转基因技术制成乳腺生物反应器，使哺乳动物本身变成“批量生产药物的工厂”，选项C错误。

【答案】

C

9.【题文】

科学家将发光基因导入烟草细胞内，培育出了发光的烟草（如图），下列有关该过程中应用的技术的叙述，不正确的是（　　）

A．该技术是在DNA水平上进行设计和施工的

B．该技术的操作环境是在生物体内

C．该技术的原理是基因重组

D．该技术的优点是定向产生人类需要的生物类型

【解析】

本题以发光烟草为素材命题，主要考查基因工程概念的内涵和外延。

根据图中信息可知培育发光烟草应用的技术为基因工程，该技术的操作环境是在生物体外，B错误。

【答案】

B

10．【题文】

目的基因导入受体细胞后，是否可以稳定维持和表达其遗传特性，只有通过鉴定和检测才能知道。

下列属于目的基因检测和鉴定的是（　　）

①检测受体细胞是否有目的基因　②检测受体细胞是否有致病基因　③检测目的基因是否转录mRNA　④检测目的基因是否翻译蛋白质

A．①②③B．②③④

C．①③④D．①②④

【解析】

目的基因的检测包括：

检测转基因生物的染色体DNA上是否插入了目的基因，方法是用DNA分子杂交技术，使DNA探针与基因组DNA杂交；检测目的基因是否转录出了mRNA，方法是用基因探针与mRNA杂交；检测目的基因是否翻译了蛋白质，方法是进行抗原—抗体杂交。

【答案】

C

11．【题文】

如图表示基因工程中目的基因的获取示意图，请据图回答下列问题：

（1）图中①表示__________，②表示用__________切割，③表示__________。

（2）构建基因文库时，需要将cDNA或一定大小范围的DNA片段分别与__________连接起来，导入__________储存。

（3）若获取的目的基因相同，则图中基因组文库__________（填“小于”、“等于”或“大于”）cDNA文库。

（4）除图中所示方法外，目的基因还可以通过____________________________的方法获取。

【解析】

（1）mRNA是通过反转录形成cDNA的。

切割DNA的酶是限制性核酸内切酶。

无论是cDNA还是从生物材料中获取的DNA分子都可以通过PCR技术获得大量的目的基因。

（2）将某生物的cDNA或一定大小范围的DNA分子分别与载体连接起来，导入受体菌的群体中储存，各个受体菌中含有这种生物的不同基因，这个受体菌群体组成了基因文库。

（3）由图示可知，mRNA是DNA上的基因选择性转录获得的产物，因此二者对应的文库大小情况是基因组文库大于cDNA文库。

（4）目的基因可以从自然界已有的物种中分离出来，也可以通过人工合成的方法获取。

【答案】

（1）反转录　限制性核酸内切酶（或限制酶）　PCR扩增

（2）载体　受体菌的群体中

（3）大于

（4）人工合成

12．【题文】

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MpsⅠ、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________。

（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________________。

【解析】

（1）在一条脱氧核苷酸链上，相邻两个脱氧核苷酸之间通过3,5磷酸二酯键相连，所以相邻碱基之间通过脱氧核糖、磷酸、脱氧核糖相连接。

（2）SmaⅠ识别并切割的序列为CCC↓GGG，所以产生的末端为平末端，经SmaⅠ切割后，DNA片段会形成三个小的DNA片段，按切割位点计算分别是：

534bp＋3bp＝537bp；796bp－3bp－3bp＝790bp；658bp＋3bp＝661bp。

（3）杂合子基因型为Dd。

用SmaⅠ切割基因D，会形成537bp、790bp、661bp三种类型。

题图①中虚线方框内C—G被T—A替换，失去了一个酶切位点，则会被切割成534bp＋796bp－3bp＝1327bp和658bp＋3bp＝661bp。

所以一共会得到4种类型的片段。

（4）如果要获得完整的目的基因可用BamHⅠ和MboⅠ切割，但是MboⅠ会破坏抗生素A抗性基因和抗生素B抗性基因，质粒会失去标记基因，无法筛选，所以只能用BamHⅠ切割。

用BamHⅠ切割后破坏了抗生素A抗性基因，所以质粒上存在的标记基因是抗生素B抗性基因，因此，在加入抗生素B的培养基上进行培养、筛选，经过同种限制酶切割后会产生相同的末端，部分目的基因与质粒反向连接导致基因无法正常表达。

【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

13．【题文】

如图是从酵母菌中获取棉株需要的某种酶基因的流程，结合所学知识及相关信息回答下列问题。

（1）图中cDNA文库________（填“大于”、“等于”或者“小于”）基因组文库。

（2）①过程提取的DNA需要__________的切割，B是______________过程。

（3）为在短时间内大量获得目的基因，可用________扩增的方法，其原理是________________________________________________________________________。

（4）农杆菌中的Ti质粒上的T—DNA具有________________________________________________________________________

________的特点。

目的基因能否在棉株体内稳定遗传的关键是______________，可以用________技术进行检测。

（5）如果要想使该酶活性更高或具有更强的耐受性，需要对现有蛋白质进行改造，这要利用基因工程的延伸——蛋白质工程。

首先要设计预期的________，再推测应有的氨基酸序列，找到相对应的________。

【解析】

（1）一个基因组文库中包含了一种生物所有的基因，而一个cDNA文库中只包含了一种生物的一部分基因，故cDNA文库小于基因组文库。

（2）从酵母菌中提取目的基因，需用限制性核酸内切酶；以mRNA为模板合成cDNA的过程属于反转录。

（3）PCR技术是一项在生物体外复制特定DNA片段的核酸合成技术，其依据的原理是DNA双链复制。

（4）农杆菌中的Ti质粒上T—DNA具有可转移至受体细胞并且整合到受体细胞染色体的DNA上的特点。

目的基因能否在棉株体内稳定遗传的关键是目的基因是否整合到植物细胞染色体的DNA上，可以用DNA分子杂交技术进行检测。

（5）蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需求。

【答案】

（1）小于

（2）限制酶　反转录

（3）PCR技术　DNA双链复制

（4）可转移至受体细胞并且整合到受体细胞染色体的DNA上　目的基因是否整合到植物细胞染色体的DNA上　DNA分子杂交

（5）蛋白质结构　脱氧核苷酸序列

14．【题文】

大肠杆菌pUC18质粒是基因工程中常用的运载体。

某限制酶在此质粒上的唯一酶切位点位于LacZ基因中，如果没有插入外源基因，LacZ基因便可表达出β－半乳糖苷酶。

当培养基中含有IPTG和X－gal时，X－gal便会被β－半乳糖苷酶水解成蓝色，大肠杆菌将形成蓝色菌落，反之，则形成白色菌落。

如图表示利用此质粒实施基因工程的主要流程。

请分析并回答：

（1）已获得的目的基因可利用________技术进行扩增。

（2）目的基因插入质粒构建重组质粒的过程中，需要DNA连接酶恢复________键。

（3）将试管Ⅰ中的物质和大肠杆菌共同置于试管Ⅱ的目的是________；大肠杆菌需事先用Ca2＋进行处理，目的是________________________________________________________________________。

（4）将试管Ⅱ中的菌液接种于选择培养基上培养，培养基中应含有大肠杆菌必需的营养物质________________和生长因子，还应加入IPTG、X－gal以及氨苄青霉素，其中加入氨苄青霉素的作用是筛选出________________________________________________________________________。

（5）若观察到培养基上出现________色菌落，则说明大肠杆菌中已成功导入了重组质粒。

如果作为受体细胞的大肠杆菌也含有LacZ基因，则不利于重组质粒的筛选，原因是________________________________________________________________________。

【解析】

（1）PCR技术是一种体外扩增DNA的方法。

（2）DNA连接酶作用于磷酸二酯键。

（3）将试管Ⅰ中的物质和大肠杆菌共同置于试管Ⅱ的目的是进行转化；大肠杆菌需事先用Ca2＋进行处理，使其转变为一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态——感受态。

（4）培养基中应含有大肠杆菌必需的营养物质，包括碳源、氮源、无机盐、水和生长因子，氨苄青霉素抗性基因作为标记基因，作用是筛选出导入pUC18质粒的大肠杆菌。

（5）若观察到培养基上出现白色菌落，则说明大肠杆菌中已成功导入了重组质粒。

如果作为受体细胞的大肠杆菌也含有LacZ基因，则无论大肠杆菌是否导入重组质粒，均会呈现蓝色菌落，故不利于重组质粒的筛选。

【答案】

（1）PCR

（2）磷酸二酯

（3）进行转化　使大肠杆菌细胞处于感受态

（4）碳源、氮源、无机盐、水　导入pUC18质粒的大肠杆菌

（5）白　无论大肠杆菌是否导入重组质粒，均会呈现蓝色菌落