2020版人教版高考生物一轮复习课后限时集训含解析38：基因工程

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1、课后限时集训( 三十八)(建议用时：40 分钟)A 组 基础达标1下列关于各种酶作用的叙述，不正确的是( )ADNA 连接酶能使不同脱氧核苷酸的磷酸与脱氧核糖连接BRNA 聚合酶能与基因的特定位点结合，催化遗传信息的转录C一种限制酶能识别多种核苷酸序列，切割出多种目的基因D限制酶将一个 DNA 分子片段切割成两个片段需消耗两个水分子C DNA 连接酶能在磷酸与脱氧核糖之间形成磷酸二酯键；RNA 聚合酶可以识别基因上的特定位点；一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列；限制酶切割一个 DNA分子时需水解两个磷酸二酯键。 2下图为基因表达载体的模式图。下列有关基因工程中载体的说法，错误的是( )A基

2、因工程的核心步骤是基因表达载体构建B任何基因表达载体的构建都是一样的，没有差别C图中启动子位于基因的首端，是 RNA 聚合酶识别和结合的部位D抗生素抗性基因的作用是作为标记基因，用于鉴别受体细胞中是否导入了目的基因B 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式不同，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。3下列有关 PCR 技术的叙述中，正确的是( )A作为模板的 DNA 序列必须不断地加进每一次的扩增当中B作为引物的脱氧核苷酸序列必须不断地加进每一次的扩增当中C反应需要的 DNA 聚合酶必须不断地加进反应当中D反应需要的 DNA 连接酶必须不断地加

3、进反应当中B 作为引物的脱氧核苷酸序列必须不断地加进每一次的扩增当中，而不是不断地加进其他的物质。4(2019福建三明市高三质检)用噬菌体抗体库技术获得人的单克隆抗体，方法是将人抗体基因插入噬菌体载体，然后让该噬菌体感染大肠杆菌，抗体可能和病毒蛋白以融合蛋白的形式，附着在噬菌体表面，也可能通过大肠杆菌分泌出去。回答下列问题：(1)获取人抗体基因时，可从人的_(填“B” 或 “T”或“体”)细胞中获取总 RNA，逆转录成 cDNA，再通过 PCR 技术扩增出抗体基因。在 PCR 反应体系中，加入 dNTP(dCTP、dATP、dGTP 和 dTTP)的作用是_。(2)在噬菌体抗体库的构建过程中，

4、理论上可以不利用 Ca2 处理大肠杆菌，依据是_。(3)从噬菌体抗体库中筛选特异性抗体的方法是_，原理是_。(4)在抗体基因与噬菌体基因之间设计了一个终止密码子(UAG)的对应序列，在终止密码子突变型的菌株表达时，抗体基因的表达产物是_(填“融合蛋白”或“分泌型抗体”)。(5)与利用杂交瘤技术生产的单克降抗体相比，用该技术省去了_(步骤) ，使制备更简单易行。解析：(1)抗体基因在 B 细胞中表达，在 T 细胞、体细胞中均不表达，因此只能从 B 细胞中才能获取到人的抗体基因的 mRNA。dNTP 断裂两个高能磷酸键后可以得到 4 种脱氧核苷酸和能量，因此在 PCR 技术中，dNTP 的作用是提

5、供合成 DNA 的原料和能量。(2)Ca2 处理大肠杆菌的目的是使大肠杆菌易于吸收周围环境中的 DNA 分子，但由于噬菌体可以侵染大肠杆菌，可将重组 DNA 分子注入大肠杆菌，因此在噬菌体抗体库的构建过程中，理论上可以不利用 Ca2 处理大肠杆菌。(3)由于抗原和抗体特异性结合，因此可以采用抗原抗体杂交技术从噬菌体抗体库中筛选特异性抗体。(4)在抗体基因与噬菌体基因之间设计了一个终止密码子(UAG)的对应序列，终止密码子为翻译的终点，由于终止密码子突变型菌株转录的产物无原来设计的终止密码子，因此抗体基因的表达产物是融合蛋白(抗体和噬菌体的蛋白质)。(5)由于利用杂交瘤技术生产的单克降抗体，需要

6、对骨髓瘤细胞和 B 淋巴细胞进行融合，然后筛选出能产生特异性抗体的杂交瘤细胞，最后获得单克隆抗体。但用噬菌体抗体库技术获得人的单克隆抗体无需动物细胞融合，使制备更简单易行。答案：(1)B 提供合成 DNA 的原料和能量 (2) 噬菌体可以侵染大肠杆菌，可将重组 DNA 分子注入大肠杆菌 (3)抗原抗体杂交 抗原和抗体特异性结合 (4)融合蛋白 (5) 动物细胞融合5透明质酸酶在临床上常用作药物渗透剂，目前主要从动物组织中提取。科研人员尝试将透明质酸酶基因转入大肠杆菌，使其得到高效表达。如图中Nco 和 Xho 为限制酶，重叠延伸 PCR 是一种定点突变技术。据图回答下列问题：(1)步骤的目的是

7、为了保护_，PCR 的原理是_；PCR扩增的过程是：目的基因 DNA 受热变性后解链为单链，引物与单链相应互补序列结合，然后_，如此重复循环。(2)若图中的透明质酸酶基因来自 cDNA 文库，则在进行步骤 之前需在其前、后端分别接上特定的_，否则该基因就不能转录。步骤需要用_( 酶) 切割质粒。(3)图中 A 是 _；早期实验人员利用大肠杆菌作为受体，后来发现用毛霉或酵母菌作受体更具优势，从生物体结构角度分析，最可能的原因是_。(4)目的基因导入受体细胞后，是否可以稳定地维持和表达其遗传特性，只有通过检测和鉴定才能知道。检测转基因生物 DNA 上是否插入了目的基因的方法是_。解析：(1)分析图

8、解可知，图中目的基因的中间存在 Nco限制酶的切割位点，因此步骤的目的是为了保护透明质酸酶基因，防止 Nco 限制酶破坏目的基因。PCR 的原理是 DNA 双链复制；PCR 扩增的过程是：高温变性低温退火中温延伸。即目的基因 DNA 受热变性后解链为单链，引物与单链相应互补序列结合，然后在 DNA 聚合酶作用下延伸，如此重复循环。(2)cDNA 文库是用 mRNA 逆转录得到的 DNA，只含有编辑对应蛋白质的信息，不含启动子、终止子及内含子等，因此在进行步骤之前需在透明质酸酶基因前、后端分别接上特定的启动子、终止子。步骤需要用 Nco 和 Xho 切割质粒。(3)据图可知，图中 A 是基因表达

9、载体。大肠杆菌为原核生物，细胞中只含核糖体一种细胞器，毛霉或酵母菌为真核生物，含有内质网和高尔基体等，可对蛋白质进行加工、修饰等。(4)检测转基因生物 DNA 上是否插入了目的基因的方法是利用目的基因制作成的探针进行 DNA 分子杂交。答案：(1)透明质酸酶基因，防止 Nco 限制酶破坏目的基因 DNA 双链复制 在 DNA 聚合酶作用下延伸 (2)启动子、终止子 Nco 和 Xho (3) 基因表达载体 毛霉或酵母菌是真核细胞，细胞内有内质网和高尔基体加工蛋白质 (4)利用目的基因制作成的探针进行 DNA 分子杂交6(2018东莞市高三二模)香港大学的研究人员将某印度芥菜的 HMGS 基因编

10、码的蛋白质的第 359 位氨基酸“丝氨酸”替换成“丙氨酸”后形成 s359a蛋白，通过一定的方法获得新 HMGS 基因，然后将其导入番茄细胞，获得类胡萝卜素增加 111%的转基因番茄，该番茄具有强抗氧化性。请回答下列问题：(1)请按照蛋白质工程的原理写出获得新 HMGS 基因的基本途径：_。(2)如图的 4 种质粒中， E 表示 EcoR 的切割位点，将这些质粒用 EcoR 充分切割后，产生的线性双链 DNA 片段的种类分别为_个，接着将新HMGS 基因分别与这 4 组酶切产物、DNA 连接酶在适宜环境下混合，编号为1、2、3、4 组，结果发现除第_组外，其余 3 组都有含新 HMGS 基因的

11、基因表达载体(重组质粒)出现。基因表达载体的组成除目的基因和标记基因外，还包括_及复制原点。(3)若质粒 3 是农杆菌的 Ti 质粒，则图示 E 所处的位置在 Ti 质粒上的_，将含新 HMGS 基因的重组 Ti 质粒的农杆菌导入番茄细胞，成功获得含新 HMGS 基因的转基因番茄，将其果实色素提取法分离后，用_法分离，可发现滤纸条上_(填颜色)的条带比第 4 组的宽。解析：(1)蛋白质工程的原理为从预期的蛋白质功能出发设计预期的蛋白质结构推测应有的氨基酸序列找到相对应的脱氧核苷酸序列(基因)，由此可写出获得新 HMGS 基因的基本途径：从 s359a 蛋白的功能出发设计 s359a蛋白的结构将

12、 HMGS 蛋白的第 359 位丝氨酸替换成丙氨酸找到并改造HMGS 基因的脱氧核苷酸序列。(2)图中质粒 1、2、3、4 上的限制酶 EcoR 切割位点分别为 3、2、1、0，用 EcoR充分切割后，产生的线性双链 DNA 片段的种类分别为 3、2、1、0。第 4 组无 EcoR 切割位点，因此无法构建基因表达载体。基因表达载体的组成包括目的基因、标记基因、启动子、终止子以及复制原点。(3)Ti 质粒上的 TDNA可将目的基因转移到受体细胞且整合到受体细胞染色体的 DNA 上。色素的提取方法为纸层析法。新 HMGS 基因导入番茄细胞，获得的类胡萝卜素增加，因此滤纸条上橙黄色和黄色的条带比第

13、4 组的宽。答案：(1)从 s359a 蛋白的功能出发设计 s359a 蛋白的结构将 HMGS 蛋白的第 359 位丝氨酸替换成丙氨酸找到并改造 HMGS 基因的脱氧核苷酸序列(或者从预期的蛋白质功能出发设计预期的蛋白质结构推测应有的氨基酸序列找到相对应的脱氧核苷酸序列(基因) (2)3 、 2、1、0 4 启动子和终止子(3)TDNA 纸层析 橙黄色和黄色7S 多肽是构成乙肝病毒的主要成分，现利用基因工程制造乙肝疫苗。回答下列问题：(1)利用 PCR 技术扩增 S 基因前，需根据 S 基因的核苷酸序列设计_种引物，进行 PCR 时需加热至 9095 然后冷却至 55 60 C，此操作的目的是

14、_。(2)将 S 基因插入 Ti 质粒中(如图所示)构建基因表达载体时，需要在 S 基因前后两端分别引入_的酶切位点， 目的是_(答出一点即可)。(3)用分子杂交技术检测 S 基因是否转录出 mRNA 的具体操作过程是_，若_，则表明转录出了 mRNA。(4)乙肝疫苗的接种需要在一定时期内间隔注射 3 次，其目的是使机体产生更多的_。解析：(1)利用 PCR 技术扩增 S 基因前，需根据 S 基因的核苷酸序列设计 2种引物。PCR 技术扩增目的基因的过程包括高温变性、低温退火、中温延伸等，因此加热至 9095 C 的目的：使 DNA 解链，冷却至 5560 C 的目的：使引物结合到互补 DNA

15、 链上。(2)通常用一种限制酶切割目的基因和载体时，由于切割后产生相同的末端，目的基因易发生自身环化，因此为防止 S 基因的自身环化、防止 S 基因的反向连接，图示中分别引入 Xba 和 Sac 的酶切位点。(3)用分子杂交技术检测 S 基因是否转录出 mRNA 的具体操作过程是从受体细胞中提取 mRNA，用标记的 S 基因作探针，与 mRNA 杂交，若出现基因探针与 mRNA 的杂交带，说明已经转录出了 mRNA。(4)乙肝疫苗的接种需要在一定时期内间隔注射 3 次，其目的是使机体产生更多的抗体和记忆细胞。答案：(1)2(两) 使 DNA 解链，然后使引物结合到互补 DNA 链上 (2)Xb

16、a 和 Sac 防止目的基因(S 基因)自身环化、防止目的基因(S 基因)反向连接 (3)从受体细胞中提取 mRNA，用标记的 S 基因作探针，与 mRNA 杂交 显示出杂交带 (4)抗体和记忆(B)细胞B 组 能力提升8(2019广东省惠州一中等六校联考)我国某些地区常年干旱少雨，将小麦耐旱基因 TaLEA3 导入到不耐旱的药用植物丹参中，可提高后者的耐旱性。回答下列问题：(1)TaLEA3 基因是种子成熟后期大量表达的一类基因，请推测该基因所表达蛋白的主要功能是_。(答出两点即可)(2)为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，再在田间实验

17、中检测植株的_是否得到提高。(3)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 31 时， 则可推测该耐旱基因的整合情况是_。(4)叶绿体内大多数基因的排列方式、转录与翻译系统均与_(填“原核生物”或“真核生物)相似，将目的基因导入到叶绿体基因组内能避免传统基因工程所带来的基因污染，其原因是_。解析：(1)TaLEA3 基因属于小麦耐旱基因，其表达的蛋白质可以保护细胞中的酶免受细胞脱水而损伤、保护细胞器如线粒体免受细胞脱水而损伤、保护细胞膜免受细胞脱水而损伤。(2)检测小麦耐旱基因是否正确表达，可利用抗原抗体杂交实验，因此应检测此再生植株中该基因的表达产物。如果检测结

18、果呈阳性，还需要进行个体生物学水平鉴定。即需要在田间实验中检测植株的耐旱性是否得到提高。(3)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 31时，说明其亲本为杂合体，则可推测一个耐旱基因整合到了不耐旱植株的一条染色体上，而另一条染色体上无耐旱基因。(4)叶绿体内的 DNA 未与蛋白质结合形成染色体，与原核生物相似。因此叶绿体大多数基因的排列方式、转录与翻译系统均与原核生物相似。将目的基因导入到叶绿体基因组内能避免传统基因工程所带来的基因污染，其原因是叶绿体基因组不会进入花粉中，随花粉传递，而可能造成的“基因逃逸”问题。答案：(1)保护细胞中的酶免受细胞脱水而损伤 保护细胞器如线

19、粒体免受细胞脱水而损伤 保护细胞膜免受细胞脱水而损伤 (2)表达产物 耐旱性 (3)一个耐旱基因整合到了不耐旱植株的一条染色体上 (4)原核生物 叶绿体基因组不会进入花粉中，随花粉传递，而可能造成的“基因逃逸”问题9(2019贵州市高三模拟)人抗凝血酶是人体血液中一种重要的抗凝血因子，具有抑制血液中凝血酶活性的作用，利用人工合成的人抗凝血酶对治疗抗凝血酶缺失症有显著效果。如图表示利用乳腺生物反应器生产人抗凝血酶的过程。回答下列问题：(1)乳腺生物反应器是指将目的基因与_的启动子等调控组件重组在一起，通过显微注射导入哺乳动物受精卵，最终获得转基因动物。转基因动物进入哺乳期后，可以通过分泌乳汁来生

20、产所需要的药品。若将上述过程中受体细胞改为大肠杆菌，生产出来的人抗凝血酶往往不具有生物活性，原因是_。(2)人抗凝血酶基因导入受精卵需要“分子运输车”(载体)。 “分子运输车”应具备的条件是_。(3)完成过程 所需的技术是_；早期胚胎能够在代孕羊体内存活的原因是_。(4)为了能从乳汁中分离出人抗凝血酶，需要对转基因羊进行性别鉴定，在胚胎移植前，最好取囊胚中_的细胞进行性别鉴定。转基因羊只有乳腺细胞分泌的乳汁中含有人抗凝血酶， 其根本原因是_。解析：(1)该过程中目的基因是人抗凝血酶基因，利用基因工程技术最终通过分泌乳汁来生产所需要的人抗凝血酶，因此应该将该目的基因与乳腺蛋白基因的启动子等调控组

21、件重组在一起。若将受体细胞改为大肠杆菌，由于大肠杆菌没有内质网和高尔基体，不能对蛋白质进行加工和修饰，因此生产出来的人抗凝血酶往往不具有生物活性。(2)基因工程中，作为运输目的基因的载体必须具备的条件有：自我复制的能力、有一个或多个限制酶的切割位点、带有标记基因、分子大小适宜等。(3)过程表示早期胚胎培养技术；由于受体细胞对外来胚胎一般不发生免疫排斥，因此早期胚胎能够在代孕羊体内存活。(4)用囊胚期胚胎进行性别鉴定时，可用分割针分割部分滋养层细胞进行性别鉴定；由于人抗凝血酶基因只能在乳腺细胞中选择性表达，所以转基因羊只有乳腺细胞分泌的乳汁中含有人抗凝血酶。答案：(1)乳腺蛋白基因 大肠杆菌不含内质网和高尔基体，不能对蛋白质进行加工和修饰 (2)自我复制的能力、有一个或多个限制酶的切割位点、带有标记基因、分子大小适宜 (3)早期胚胎培养 受体对外来胚胎一般不发生免疫排斥 (4)滋养层 人抗凝血酶基因只能在乳腺细胞中选择性表达