（江苏专版）2017版高考生物一轮复习 第十三单元 基因工程（课件+试题）（打包4套）.zip

1第 42 课时 基因工程的应用和蛋白质工程一、选择题1.(2016 江苏阜宁中学调研二,25,3 分)下列有关科研人员建立人乳铁蛋白乳腺生物反应器过程的叙述,正确的是(多选)( )A.从细胞中分离目的基因时必须使用限制酶和 DNA 连接酶B.将目的基因导入受体细胞前必须构建基因表达载体C.应该将目的基因与在乳腺细胞中高效特异表达的基因启动子结合D.运用这一技术生产的人乳铁蛋白具有活性高、易分离、产量高等优点2.(2015 江苏淮安淮海中学期末,6,2 分)科学家已能运用基因工程技术,让羊合成并由乳腺分泌抗体,相关叙述中正确的是( )①该技术将导致定向变异②DNA 连接酶把目的基因与载体黏性末端的碱基对连接起来③蛋白质中的氨基酸序列可为合成目的基因提供依据④受精卵是理想的受体A.①②③④ B.①③④C.②③④ D.①②④3.(2015 江苏泗洪中学段考,15,2 分)动物基因工程前景广阔,最令人兴奋的是利用基因工程技术使哺乳动物成为乳腺生物反应器,以生产所需要的药品,如转基因动物生产人的生长激素。科学家把动物培养成为乳腺生物反应器时( )A.仅仅利用了基因工程技术B.不需要乳腺蛋白基因的启动子C.利用基因枪法将人的生长激素基因导入受精卵中D.需要进入泌乳期才能成为“批量生产药物的工厂”4.(2015 江苏沭阳高中期中,18,2 分)下列有关培育转基因动物的相关叙述,正确的是( )A.整个培育过程的设计和施工都是在细胞水平上进行的B.培育转基因动物所需的目的基因都是从供体细胞中直接分离得到的C.转基因动物的培育成功,表明科学家可打破物种界限,定向改造生物性状D.转基因动物与原动物相比,由于发生了基因突变而使其基因型发生了改变5.生物技术安全性和伦理问题是社会关注的热点。下列叙述,错误的是( )2A.应严格选择转基因植物的目的基因,避免产生对人类有害的物质B.当今社会的普遍观点是禁止克隆人的实验,但不反对治疗性克隆C.反对设计试管婴儿的原因之一是有人滥用此技术选择性设计婴儿D.生物武器是用微生物、毒素、干扰素及重组致病菌等来形成杀伤力6.(2015 江苏南京外国语学校模拟,15,2 分)对转基因生物的安全性发生争论,与科学发展水平的限制有密切关系。下面关于基因的相关知识中,不可能是争论的原因的是( )A.对基因的结构和调控机制等的了解仍相当有限B.所转移的基因有不少是异种生物之间的基因转移C.外源基因插入宿主基因组的部位往往是随机的D.DNA 重组技术需要有精心设计的“分子工具”7.(2015 江苏宿迁剑桥国际学校月考,15,2 分)蛋白质工程中需要直接进行操作的对象是( )A.氨基酸结构 B.蛋白质空间结构C.肽链结构 D.基因结构8.(2015 江苏苏 、锡、常、镇二模,8,2 分)核酸疫苗又称基因疫苗,能将编码某种抗原的外源基因与质粒构建成重组质粒作为疫苗导入机体细胞,由宿主细胞 的表达系统合成抗原蛋白,诱导宿主产生对该抗原蛋白的免疫应答。以下关于核酸疫苗的叙述中,错误的是( )A.核酸疫苗的表达载体中除了目的基因外,还必须有启动子、终止子等B.核酸疫苗的外源基因一定不会整 合到宿主染色体中,因此更加安全稳定C.核酸疫苗导入机体后,可以诱导机体产生特异性免疫D.核酸疫苗的免疫具有持久性,一次接种可获得长期免疫力9.(2015 江苏扬州期中测试,25,3 分)抗菌肽对治疗癌症有一定作用,下图表示抗菌肽合成过程。相关说法不正确的是(多选)( )克隆目的基因 → 导入毕赤酵母菌 → 筛选菌种 → 甲醇诱导抗菌肽表达 → 分离纯化 → 功能研究A.用 PCR 克隆目的基因不需要 DNA 解旋酶B.基因表达载体包含起始密码和终止密码C.用显微注射法导入基因表达载体D.筛选菌种时用基因探针检测相关蛋白质10.(2015 江苏清江中学阶段测试,12,2 分)利用细菌大量生产人类干扰素,下列叙述错误的是( )A.用适当的酶对运载体与人类干扰素基因进行切割与黏合B.用适当的化学物质处理受体细菌表面,将重组 DNA 导入受体细菌3C.通常通过检测目的基因产物来检测重组 DNA 是否已导入受体细菌D.受体细菌内能合成人类干扰素说明目的基因完成了表达11.如图显示:人体细胞内抑制癌症发生的 p53(P+)基因有两个部位能被 E 酶识别;癌症患者的 p53 基因突变后为 P-。现有某人的 p53 基因部分区域经限制酶 E 完全切割后,共出现 170、220、290 和 460 个碱基对的四种片段,那么该人的基因型是( )A.P+P+ B.P+P- C.P-P- D.P+P+P-12.(2013 江苏单科,15,2 分)下列关于转基因生物安全性的叙述中,错误的是( )A.我国已经对转基因食品和转基因农产品强制实 施了产品标识制度B.国际上大多数国家都在转基因食品标签上警示性注明可能的危害C.开展风险评估、预警跟踪和风险管理是保障转基因生物安全的前提D.目前对转基因生物安全性的争论主要集中在食用安全性和环境安全性上二、非选择题13.已知生物体内有一种蛋白质(P),该蛋白质是一种转运蛋白,由 305 个氨基酸组成。如果将 P 分子中158 位的丝氨酸变成亮氨酸,240 位的谷氨酰胺变成苯丙氨酸,改变后的蛋白质(P 1)不但保留 P 的功能,而且具有了酶的催化活性。回答下列问题:(1)从上述资料可知,若要改变蛋白质的功能,可以考虑对蛋白质的 进行改造。 (2)以 P 基因序列为基础,获得 P1基因的途径有修饰 基因或合成 基因。所获得的基因表达时是遵循中心法则的,中心法则的全部内容包括 的复制;以及遗传信息在不同分子之间的流动,即: 。 (3)蛋白质工程也被称为第二代基因工程,其基本途径是从预期蛋白质功能出发,通过 和 ,进而确定相对应 的脱氧核苷酸序列,据此获得基因,再经表达、纯化获得蛋白质,之后还需要对蛋白质的生物 进行鉴定。 14.植物甲具有极强的耐旱性,其耐旱性与某个基因有关。若从该植物中获得该耐旱基因,并将其转移到耐旱性低的植物乙中,有可能提高后者的耐旱性。回答下列问题:(1)理论上,基因组文库含有生物的 基因;而 cDNA 文库中含有生物的 基因。 4(2)若要从植物甲中获得耐旱基因,可首先建立该植物的基因组文库,再从中 出所需的耐旱基因。 (3)将耐旱基因导入农杆菌,并通过农杆菌转化法将其导入植物 的体细胞中,经过一系列的过程得到再生植株。要确认该耐旱基因是否在再生植株中正确表达,应检测此再生植株中该基因的 ,如果检测结果呈阳性,再在田间试验中检测植株的 是否得到提高。 (4)假如用得到的二倍体转基因耐旱植株自交,子代中耐旱与不耐旱植株的数量比为 3∶1 时,则可推测该耐旱基因整合到了 (填“同源染色体的一条上”或“同源染色体的两条上”)。15.(2016 江苏扬州中学开学检测,26,8 分)科研人员利用胚胎干细胞(ES 细胞)对干扰素基因缺失小鼠进行基因治疗,其技术流程如图 1:图 1图 2图 3(1)步骤①的技术名称是 。 (2)将基因导入 ES 细胞而不是导入上皮细胞是因为 ES 细胞具有 。 (3)步骤③中,需要构建含有干扰素基因的 。由于 DNA 复制时,子链只能由 5'向 3'方向延伸,故构建前利用 PCR 技术扩增干扰素基因时,可以从图 2 A、B、C、D 四种单链 DNA 片段中选取 作为引物。对干扰素基因片段和质粒进行酶切时,可选用限制酶的组合为 或 。 5(4)将步骤③获得的 ES 细胞在荧光显微镜下观察,选择发 色荧光的细胞进行体外诱导。为检测干扰素基因是否表达,可以采用 的方法。 6答案全解全析一、选择题1.BCD 从细胞中分离目的基因时必须使用限制酶,但不需要使用 DNA 连接酶,A 错误;基因工程步骤中将目的基因导入受体细胞前必须构建基因表达载体,B 正确;启动子是一段有特殊结构的 DNA 片段,位于基因的首端,是 RNA 聚合酶识别和结合的部位,能驱动基因转录出 mRNA,最终获得所需的蛋白质,所以目的基因要与启动子结合,C 正确;生物反应器生产的蛋白质具有活性高、易分离、产量高等优点,D 正确。2.B 基因工程技术可将控制特定性状的外源基因导入受体细胞,从而定向改造生物的性状,导致定向变异,①正确;DNA 连接酶把目的基因与载体黏性末端之间的磷酸二酯键连接起来,②错误;人工合成目的基因的常用方法有逆转录法和化学合成法,化学合成法就是利用了蛋白质中的氨基酸序列可为合成目的基因提供依据,③正确;受精卵体积大,操作方便,全能性高,能够发育成动物个体,因此是动物基因工程中的理想受体细胞,④正确。3.D 科学家培养转基因动物时利用基因工程、胚胎工程等现代 生物技术;生产生长激素时需要将人的生长激素基因与乳腺蛋白基因的启动子等调控组件重组在一起,通过显微注射法导入哺乳动物的受精卵中,培养至适宜的胚胎阶段,移植到母体内,使其生长发育成转基因动物。4.C 转基因动物培育的转基因过程是在分子水平上进行操作的;目的基因可以从自然界中已有的物种中分离出来,也可以用化学方法合成;转基因技术的原理是基因重组。5.D 在获得转基因植物时,要严格选择目的基因,避免产生对人类有害的毒性蛋白或过敏蛋白等物质,A正确;当今社会的普遍观点是禁止有关人类的生殖性克隆,但不反对治疗性克隆,B 正确;反对设计试管婴儿的原因之一是有人将此技术用于设计婴儿性别,C 正确;生物武器包括致病菌、病毒、生化毒剂及经过基因重组的致病菌等,干扰素不属于生物武器,D 错误。6.D 在 DNA 重组技术中使用的“分子工具”包括限制性内切酶、DNA 连接酶和运载体,人们可以根据需要选择使用,不可能是争论的原因。7.D 蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其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,因此它直接需要进行操作的对象是基因,故 D 正确。8.B 为了使目的基因在宿主细胞内正确表达,在构建重组质粒时,应在目的基因前后分别插入启动子和终止子,故 A 正确;核酸疫苗中的外源基因可能会整合到宿主细胞的染色体上,存在一定风险,故 B 错误;核酸疫苗导入机体细胞后,在细胞内表达出相应抗原,使机体产生特异性免疫,故 C 正确;核酸疫苗导入7机体细胞的是 DNA 片段,可长期存在于细胞内,并能随细胞的增殖而增殖,因 此具有长期免疫力,故 D 正确。9.BCD 利用 PCR 技术扩增目的基因片段时,不需要解旋酶,而是采用高温的方法使 DNA 解旋,故 A 正确;基因表达载体包括启动子和终止子,但不包括起始密码和终止密码,故 B 错;目的基因导入微生物细胞中不使用显 微注射法,故 C 错;筛选菌种时,用基因探针检测目的基因或转录出的 mRNA,故 D 错。10.C 需要用限制酶对运载体与含有人类干扰素基因的 DNA 分子进行切割,并用 DNA 连接酶将两者连接形成重组 DNA 分子,A 正 确;将目的基因导入受体细菌时,要用 CaCl2处理细菌细胞使之处于易于吸收周围环境中 DNA 分子的感受态,B 正确;通常通过检测目的基 因产物来检验重组 DNA 是否表达,而用 DNA 分子杂交技术检测重组 DNA 是否已导入受体细菌,C 错误;受体细菌内能合成人类干扰素,说明目的基因完成了表达,D 正确。11.B 根据题干分析,正常的抑癌基因能被限制酶 E 切割成 3 种片段,分别含有 290、170 和 220 个碱基对,而突变的抑癌基因由于碱基序列的改变,导致限制酶 E 不能识别第一个部位,则只能切割成 2 种片段,分别含有 460 和 220 个碱基对。由于该人的 p53 基因被限制酶 E 切割后形成了 4 种片段,说明该人既含有正常的抑癌基因,也含有突变的抑癌基因,故 B 正确。12.B 本题考查了转基因生物安全性的有关知识。目前对转基因生物安全性的争论主要集中在食用安全性和环境安全性两个方面;因对转基因生物的安全性还处于争论阶段,故不可能在转基因食品标签上警示性注明可能的危害;我国已对转基因食品和转基因农产品强制实施了产品标识制度,以维护消费者对转基因产品的知情权和选择权;开展风险评估、预警跟踪和风险管理是保障转基因生物安全的前提。二、非选择题13. 答案 (1)氨基酸序列(或结构 )(其他合理答案也给分)(2)P P 1 DNA 和 RNA(或遗传物质) DNA→RNA、RNA→DNA、RNA→蛋白质(或转录、逆转录、翻译)(3)设计蛋白质的结构 推测氨基酸序列 功能解析 (1)蛋白质的功能与结构相关 ,若要改变蛋白质的功能,需要对其结构进行改造。(2)确定目的基因的碱基序列后,可通过对现有基因进行改造或者重新合成来获得目的基因。中心法则的内容包括遗传信息的复制、转录、逆转录和翻译。(3)蛋白质工程的基本途径是从预期蛋白质功能出发,通过设计蛋白质的结构和推测氨基酸序列,进而确定相对应的脱氧核苷酸序列。获得蛋白质之后要对蛋白质的生物功能进行鉴定。14. 答案 (1)全部 部分(其他合理答案也给分 )(2)筛选(其他合理答案也给分)(3)乙 表达产物(其 他合理答案也给分) 耐旱性8(4)同源染色体的一条上解析 (1)基因组文库包含某种生物的全部基因 ,cDNA 文库又称为部分基因文库,含有生物的部分基因。(2)植物甲基因组文库中有该种植物的全部基因,从中可筛选出耐旱基因。(3)植物乙的 耐旱性低,所以植物乙体细胞作为受体细胞;要确定耐旱基因是否正确表达,应检测该基因的表 达产物,对于个体水平的检测,应在干旱的田间进行试验,检测植物乙耐旱性是否得到了提高。(4)将耐旱基因看作 A,不耐旱基因看作 a,Aa×Aa→耐旱与不耐旱数量比为 3∶1,则耐旱基因整合到了同源染色体的一条上。15. 答案 (1)核移植 (2)全能性 (3)基因表达载体 B 和 C HindⅢ和 PstⅠ EcoRⅠ和 PstⅠ (4)绿 抗原—抗体杂交解析 (1)核移植是将体细胞核移植到去核的卵母细胞中,所以实验前要去除卵母细胞的细胞核。(2)将基因导入 ES 细胞而不是导入上皮细胞是因为 ES 细胞具有全能性。(3)步骤③是将目的基因导入 ES细胞,该过程之前需要构建基因表达载体;DNA 复制时,子代只能从 5'向 3'延伸,因此构建前利用 PCR 技术扩增干扰素基因时,可以从图 2 A、B、C、D 四种单链 DNA 片段中选取 B 和 C 作为引物。由图可知,SmaⅠ酶的识别序列和切割位点位于目的基因上,用该酶切割会破坏目的基因,因此对干扰素基因片段和质粒进行酶切时,可选用限制酶 HindⅢ和 PstⅠ或 EcoRⅠ和 PstⅠ。(4)用限制酶 HindⅢ和 PstⅠ或EcoRⅠ和 PstⅠ切割时会破坏红色荧光蛋白基因,但不会破坏绿色荧光蛋白基因,因此将步骤③获得的ES 细胞在荧光显微镜下观察,选择发绿色荧光的细胞进行体外诱导 。为检测干扰素基因是否表达,可以采用抗原—抗体杂交法。1第 41 课时 基因工程概述一、选择题1.(2016 江苏阜宁中学调研二,10,2 分)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2.(2015 江苏东台期末,15,2 分)下列有关基因工程和酶的相关叙述,正确的是( )A.同种限制酶既可以切割目的基因又可以切割质粒,因此不具备专一性B.运 载体的化学本质与载体蛋白相同C.限制酶不能切割烟草花叶病毒的核酸D.DNA 连接酶可催化脱氧核苷酸链间形成氢 键3.下列有关人胰岛素基因表达载体的叙述,正确的是( )A.表达载体中的胰岛素基因可通过人肝细胞 mRNA 逆转录获得B.表达载体的复制和胰岛素基因的表达均启动于复制原(起)点C.借助抗生素抗性基因可将含胰岛素基因的受体细胞筛选出来D.启动子和终止密码子均在胰岛素基因的转录中起作用4.(2015 江苏宿迁三校 3 月检测,11,2 分)某种线性 DNA 含有限制性核酸内切酶 EcoRⅠ的 1 个酶切位点。该 DNA 样品(甲)经 EcoRⅠ酶切后,在 DNA 连接酶催化下形成产物乙。则反应液中产物乙共有( )A.1 种 B.2 种 C.3 种 D.4 种5.(2015 江苏苏州高三 2 月调研,18,2 分)下列关于基因工程技术的说法,正确的是( )A.切割质粒的限制酶均只能特异性地识别 3~6 个核苷酸序列B.PCR 反应中两种引物的碱基间应互补以保证与模板链的正常结合C.载体质粒通常采用抗生素抗性基因作为标记基因D.目的基因必须位于重组质粒的启动子和终止子之间才能进行复制6.(2015 江苏南通二模,17,2 分)下列有关基因工程的叙述,错误的是( )A.基因工程可以克服不同物种之间的生殖隔离,实现生物的定向变异B.在同一 DNA 分子中,限制酶的识别序列越长,酶切点出现的概率越大C.基因载体上有一个或多个限制酶的切割位点,供外源 DNA 插入2D.以大肠杆菌为受体细胞时,先要用 Ca2+处理细胞以使其处于感受态7.(2015 江苏宿迁剑桥国际学校月考,6,2 分)如图所示,若用两种识别切割序列完全不同的限制酶 E 和F 从基因组 DNA 上切下目的基因,并将之取代质粒 pZHZ1(3.7 kb,1 kb=1 000 对碱基)上相应的 E~F 区域(0.2 kb),那么所形成的重组质粒 pZHZ2( )A.既能被 E 也能被 F 切开B.能被 E 但不能被 F 切开C.既不能被 E 也不能被 F 切开D.能被 F 但不能被 E 切开8.(2016 江苏扬州上学期期中,19,2 分)下列有关基因工程的叙述正确的是( )A.质粒上的目的基因必须整合到受体细胞的 DNA 上才能不被分解B.以蛋白质的氨基酸序列为依据合成的目的基因与原基因的碱基序列相同C.没有与目的基因重组的质粒也可以进入受体细胞D.质粒运载体可能是由细菌或者病毒的 DNA 改造的9.(2015 江苏宿迁剑桥国际学校月考,17,2 分)下列获取目的基因的方法中需要模板的是( )①从基因文库中获取目的基因 ②利用 PCR 技术扩增目的基因 ③逆转录法 ④通过 DNA 合成仪利用化学方法人工合成 DNAA.①②③④ B.①②③ C.②③④ D.②③10.(2015 江苏扬州、南通、泰州三模,16,2 分)科学家利用基因工程技术将鱼的抗冻蛋白基因导入番茄,使番茄的耐寒能力大大提高。在培育转基因番茄的过程中,下列操作不合理的是( )A.可用 PCR 技术或逆转录法获得抗冻蛋白基因B.将抗冻蛋白基因与相应载体连接构建基因表达载体C.利用农杆菌转化法将基因表达载体导入番茄体细胞D.在低温条件下筛选已导入抗冻蛋白基因的番茄细胞11.(2015 江苏东台期末,13,2 分)如图是将人的生长激素基因导入细菌 B 细胞内制造“工程菌”的示意图。已知细菌 B 细胞内不含质粒 A,也不含质粒 A 上的基因。判断下列说法正确的是( )3A.将重组质粒导入细菌 B 常用的方法是显微注射法B.将完成导入过程后的细菌涂布在含有氨苄青霉素的培养基上,能生长的只是导入了重组质粒的细菌C.将完成导入过程后的细菌涂布在含有四环素的培养基上,能生长的就是导入了质粒 A 的细菌D.目的基因成功表达的标志是受体细胞能在含有氨苄青霉素的培养基上生长12.(2016 江苏阜宁中学调研二,12,2 分)已知限制性内切酶 XmaⅠ和 SmaⅠ的识别序列分别为 C↓ CCGGG和 CCC↓ GGG。有关这两种酶及应用的叙述,错误的是( )A.这两种酶作用的底物都是双链 DNAB.DNA 中出现这两种酶识别序列的几率不同C.XmaⅠ切割 DNA 形成的黏性末端是—GGCCD.使用这两种酶时需注意控制反应温度、时间等13.(2015 江苏泰州一模,21,3 分)下图所示为某质粒被 BamHⅠ切割后得到一个线性载体 DNA,经过末端核苷酸转移酶作用将多个相同的脱氧核苷三磷酸(dATP 或 dTTP 或 dCTP 或 dGTP)连续加到切割后的两个黏性末端上。相关说法正确的是(多选)( )A.末端核苷酸转移酶作用时不需要模板链B.末端核苷酸转移酶的作用是催化形成磷酸二酯键C.末端核苷酸转移酶的作用特点与 DNA 连接酶相同D.该技术的重要意义是防止线性载体 DNA 自身环化14.如图是利用基因工程培育抗虫植物的示意图。以下相关叙述,正确的是( )4A.②的构建需要限制性核酸内切酶和 DNA 聚合酶参与B.③侵染植物细胞后,重组 Ti 质粒整合到④的染色体上C.④的染色体上若含抗虫基因,则⑤就表现出抗虫性状D.⑤只要表现出抗虫性状就表明植株发生了可遗传变异二、非选择题15.(2015 江苏南京、盐城二模,33,8 分)科学家研究发现绒山羊的羊绒质量与毛角蛋白Ⅱ型中间丝(KIFⅡ )基因密切相关,获得转 KIFⅡ 基因的高绒质绒山羊的简单流程如图 1 所示。图 2 表示 KIFⅡ 基因与 pZHZ1 质粒构建重组质粒的过程,A、B、C、D 为四种识别切 割序列完全不同的限制酶的酶切位点。已知质粒 pZHZ1 的长度为 3.7 kb(1 kb=1 000 对碱基),其中 A~B 区域长度为 0.8 kb,B~C 区域长度为 0.2 kb,C~D 区域长度为 0.5 kb。请回答下列问题:图 1图 2(1)图 1 中构建的重组表达载体,目的基因的上游应有 ,它是 酶识别和结合的部位,驱动基因的转录。 (2)在图 1 过程③中,用 激素处理以获取更多的卵(母)细胞,这些卵(母)细胞需在体外培养到 ,方可进行过程④的操作。 (3)图 1 中过程④采用的生物技术是 ,得到的重组细胞发育为早期胚胎后,可通过 技术获得较多胚胎。 5(4)现分别用限制酶 A、D 切割图 2 中重组质粒 pZHZ2 样品,结果被酶 A 切割成 1.7 kb 和 3.4 kb 两个片段,被酶 D 切割成 1.9 kb 和 3.2 kb 两个片段。据此判断 KIFⅡ 基因大小为 ,并请将目的基因内部的酶 D 切割位点用相应的字母(D)标注在图 3 中。 图 316.(2012 江苏单科,32,9 分)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:图 1图 2(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 。 6答案全解全析一、选择题1.D 四环素抗性基因可作为基因工程中的标记基因,筛选重组 DNA 分子;绿色荧光蛋白基因也可以用作基因工程中的标记基因;产物具有颜色反应的基因也可以作为基因工程中的标记基因,可根据颜色反应与否筛选重组 DNA 分子;贮藏蛋白的基因不能用于筛选重组 DNA 分子,故 D 符合题意。2.C 一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列,并在特定的切 点上切割 DNA 分子,因此具有专一性;运载体有质粒、噬菌体和动植物病毒等,成分不单一,载体蛋白本质是蛋白质;烟草花叶病毒的核酸为RNA,限制酶不能切割; DNA 连接酶可催化黏性末端黏合后的磷酸二酯键形成。3.C 由于人肝细胞中胰岛素基因不能表达,所以无法利用人肝细胞 mRNA 逆转录获得胰岛素基因,A 项错误;表达载体的复制 启动于复制原点,胰岛素基因的转录启动于启动子,B 项错误;抗生素抗性基因是标记基因,作用是检测受体细胞中是否含有目的基因,从而将含有胰岛素基因的受体细胞筛选出来,C 项正确;启动子是 RNA 聚合酶识别和结合的部位,是转录的起点,而终止密码子位于 mRNA 上,在翻译中起作用,D项错误。4.C 分析题图和题意可知,线性 DNA 含有限制性核酸内切酶 EcoRⅠ的 1 个酶切位点,因此经过该酶切割后会形成两个相同的黏性末端,切割后形成的两个 DNA 片段若分别用 a 和 b 表示,由于 a 和 b 具有相同的黏性末端,因此利用 DNA 连接酶催化后,能够产生 aa 连接、bb 连接、ab 连接三种产物,故 C 正确。5.C 少数限制酶的识别序列由 4、5 或 8 个核苷酸组成,A 错误;PCR 反应中两种引物的碱基与目的基因的单链上相应互补序列结合,B 错误;目的基因在重组质粒的启动子和终止子之间,复制由复制原点控制,D 错误。6.B 基因工程可以突破生殖隔离,实现不同物种之间的基因交流,A 正确;限制性核酸内切酶识别序列越短,则该序列在 DNA 中出现的几率就越大,B 错误;基因载体上有一个或多个限制酶的切割位点,供外源DNA 插入,C 正确;以大肠杆菌为受体细胞时,先要用 Ca2+处理细胞以使其处于感受态,以便于目的基因的导入,D 正确。7.A 用限制酶从基因组 DNA 上切下目的基因,并取代质粒 pZHZ1(3.7 kb,1 kb=1 000 对碱基)上相应的E~F 区域(0.2 kb),用 DNA 连接酶连接后形成重组质粒,则在重组质粒中仍然含有限制酶 E 和限制酶 F 的切割位点,形成的重组质粒 pZHZ2 既能被 E 也能被 F 切开,故 A 正确。8.C 用质粒作为运载体时,质粒上的目的基因不需要整合到受体细胞的 DNA 上,用病毒或噬菌体作为运载体时,目的基因需整合到受体细胞 DNA 上,A 错 误;真核生物基因有编码区和非编码区之分,并且编码区7包括外显子和内含子,而以蛋白质的氨基酸序列为依据合成的目的基因只包含外显子,没有内含子和非编码序列,因此与原基因的碱基序列不同,B 错误;没有与目的基因重组的普通质粒也可以进入受体细胞,C 正确;质粒运载体一般来自于细菌或真菌,不是噬菌体 DNA 改造的,D 错误。9.D PCR 技术利用的是 DNA 复制的原理,即将 DNA 双链之间的氢键打开,变成单链 DNA,作为聚合反应的模板;逆转录法则是以目的基因转录成的 mRNA 为模板,在逆转录酶的作用下,先逆转录形成互补的单链DNA,再合成双链 DNA,①④则不需要模板。故 D 正确。10.D 获取目的基因的方法有从基因文库中获取、通过 PCR 技术扩增、通过化学方法人工合成,A 正确;将目的基因导入受体细胞之前必须先构建基因表达载体,B 正确;将目的基因导入植物细胞常用的方法是农杆菌转化法,C 正确;在低温条件下筛选表达出耐寒性状的番茄细胞,D 错误。11.C 将重组质粒导入细菌 B 常用的方法是 Ca2+处理细菌使其变成感受态细胞。将完成导入过程后的细菌涂布在含有氨苄青霉素的培养基上,能生长的是导入了重组质粒和普通质粒的细菌。目的基因成功表达的标志是细菌产生人的生长激素。12.B 从两种酶识别的序列及限制性内切酶的作用可判断这两种酶作用的底物都是双链 DNA;不同 DNA分子中碱基序列不同,是否存在题中的两种酶识别的序列及序列多少,没有固定的比例关系,因此 DNA 中不存在出现这两种酶识别序列的几率的问题;根据题干中给出的识别序列,可推测 XmaⅠ切割 DNA 形成的黏性末端是—GGCC;温度会影响酶活性,因此使用这两种酶时需注意控制无关变量。13.ABD 由题意可知,末端核苷酸转移酶可以将多个相同的脱氧核苷三磷酸连续加到切割后的两个黏性末端上,该过程不需要模板链,可以催化形成磷酸二酯键,起到 防止线性载体 DNA 自身环化的作用,A、B、D 正确;DNA 连接酶是将两个 DNA 片段连接在一起,C 错误。14.D ②的构建需要限制性核酸内切酶和 DNA 连接酶参与,A 错误;③侵染植物细胞后,通过农杆菌的转化作用,使目的基因进入植物细胞并整合到④的染色体上,B 错误;④的染色体上含有目的基因(抗虫基因)但不一定表达,C 错误;基因工程依据的原理是基因重组,基因重组属于可遗传变异,D 正确。二、非选择题15. 答案 (1)启 动子 RNA 聚合(2)促性腺 减数第二次分裂中期(3)细胞核移植 胚胎分割(4)1.6 kb8解析 (1)基因表达载体的组成包括启动子、目的基因、终止子、标记基因等。其中启动子是 RNA 聚合酶识别并结合的位点,驱动基因的转录。(2)图 1 过程③是获得卵母细胞的过程,通常用促性腺激素处理以获取更多的卵(母)细胞,这些卵(母)细胞需在体外培养到减数第二次分裂中期,方可进行过程④的操作。(3)图 1 中过程④是将导入目的基因的细胞与卵母细胞重组成重组细胞的过程,这一过程采用的是细胞核移植技术。得到的重组细胞发育为早期胚胎后,若要获得较多胚胎,可采用胚胎分割技术。(4)根据题干的信息,质粒 pZHZ1 的长度为 3.7 kb,其中的 A~B 区域长度为 0.8 kb,B~C 区域长度为 0.2 kb,C~D 区域长度为 0.5 kb。假设目的基因的长度为 X,结合图解分析,KIF Ⅱ 基因与 pZHZ1 质粒构建的重组质粒的长度为(3.7-0.2)+X,又重组质粒 pZHZ2 样品被酶 A 切割,能得到 1.7 kb 和 3.4 kb 两个片段,被酶 D 切割成 1.9 kb 和 3.2 kb 两个片段,可判断重组质粒 pZHZ2 的长度是 5.1 kb。由此求得目的基因长度 X=5.1-(3.7-0.2)=1.6(kb)。根据题中信息“被酶 A 切割成 1.7 kb 和 3.4 kb 两个片段,被酶 D切割成1.9 kb 和 3.2 kb 两个片段”,说明重组质粒 pZHZ2 中每种限制酶各有 2 个切割位点,而原质粒中每种各有 1 个酶切位点,由此可确定在目的基因中还各有一个 A、D 酶切位点。根据“被酶 D 切割成 1.9 kb 和3.2 kb 两个片段”及原质粒的特点,可推测出目的基因中的酶 D 切割位点离原质粒中酶 A 切割位点有3.2-2.2=1.0(kb)。在图中标酶 D 切割 位点时,注意方向。图解如下:16. 答案 (1)脱氧核糖、磷酸、脱氧核糖(2)平 537 bp、790 bp、661 bp(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 本题主要考查基因工程中限制酶的作用原理和重组质粒构建的相关知识。(1)通过分析 DNA 分子结构的特点可知,在 DNA 的一条链中,相邻两个碱基依次由脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖连接。(2)限制酶 SmaⅠ的识别序列和酶切位点为 CCC￿ GGG,酶切位点位于识别序列的中轴线上,所以酶切后形成的末端是平末端。在图 1DNA 片 段中,有两个 SmaⅠ的识别序列,完全切割后形成的产物长度分别为:534+3=537(bp);796-3-3=790(bp);658+3=661(bp)。(3)D 基因突变为 d 基因后,其碱基序列中只含有一个 SmaⅠ的识别序列,此时用 SmaⅠ完全切割该 DNA 片段后产物的长度有两种,分别为:534+796-3=1 327(bp);658+3=661(bp)。所以,从杂合子(Dd)中分离出的 D、d 基因如图 1 对应的 DNA 片段被 SmaⅠ完9全切割,产物中有 537 bp、790 bp、661 bp、1 327 bp 4 种不同长度的 DNA 片段。(4)分析图 1 DNA 片段上的限制酶酶切位点可知,为了防止目的基因被破坏,并将目的基因从 DNA 片段中切下来,可选择用BamHⅠ或 MboⅠ对目的基因进行处理。质粒用 MboⅠ处理后抗生素 A 抗性基因和抗生素 B 抗性基因都会被破坏,质粒用 BamHⅠ处理后,会破坏抗生素 A 抗性基因,但抗生素 B 抗性基因正常,所以应选用的限制酶是 BamHⅠ。筛选含重组质粒的大肠杆菌时,一般需用添加抗生素 B 的培养基进行培养。因为用同种限制酶处理后目的基因和质粒上形成的黏性末端完全相同,所以部分目的基因 D 可能会反向连接在质粒上,此类重组质粒上的目的基因 D 将不能正确表达。