【优质文档】高三一轮复习选修三基因工程经典习题.pdf

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1、优秀学习资料欢迎下载 课时考点训练 题组一、基因工程的原理及工具 1(20XX 年高考安徽卷 )下图为通过DNA 分子杂交鉴定含有某特定DNA 的细菌克隆 示意图。下列叙述正确的是() A根据培养皿中菌落数可以准确计算样品中含有的活菌实际数目 B外源 DNA 必须位于重组质粒的启动子和终止子之间才能进行复制 C重组质粒与探针能进行分子杂交是因为DNA 分子脱氧核糖和磷酸交替连接 D放射自显影结果可以显示原培养皿中含有特定DNA 的细菌菌落位置 解析：本题考查细菌培养和DNA 杂交等有关知识。 通过菌落数只能大约推测出活菌数， 不能准确计算活菌数；外源DNA 可以随质粒复制而复制，依赖于质粒上的

2、复制原点，而启 动子和终止子与基因表达有关；DNA 杂交是利用碱基互补配对原则进行的；因为放射性标 记的 DNA 探针能与相应的DNA 杂交，产生放射自显影， 而只有特定的DNA 才与探针相结 合，所以可以显示原培养皿中含有特定DNA 的细菌菌落位置。 答案： D 2(20XX 年高考新课标全国卷)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EcoR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EcoR切割外，还可用另 一种限制性内切酶切割，该酶必须

3、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_也可作为运载体。 (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 优秀学习资料欢迎下载 细胞，原因是 _ _ 。 解析： 此题考查基因工程应用的相关知识。(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

4、割产生的末端必须与EcoR 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 coli DNA 连接酶和T4DNA 连接酶。 (4)以 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PCR 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Ca 2 处理，使之成为能吸收周围环境中DNA 分 子的感受态细胞。 答案： (1)黏性末端平末端 (2)切割产生的DNA 片段末端与EcoR切割产生的相同 (3)大肠杆菌T4 (4)mRNA( 或 RNA)cDNA( 或

5、DNA)PCR (5)噬菌体动植物病毒 (6)未处理的大肠杆菌吸收质粒(外源 DNA) 的能力极弱 题组二、基因工程的基本操作程序及应用 3(20XX 年高考广东卷)从某海洋动物中获得一基因，其表达产物为一种抗菌性和溶血 性均较强的多肽P1。目前在 P1 的基础上研发抗菌性强但溶血性弱的多肽药物，首先要做的 是() A合成编码目的肽的DNA 片段 B构建含目的肽DNA 片段的表达载体 C依据 P1 氨基酸序列设计多条模拟肽 D筛选出具有优良活性的模拟肽作为目的肽 解析： 由题中信息 “在 P1 的基础上研发抗菌性强但溶血性弱的多肽药物”可推知本题 考查蛋白质工程的相关知识。根据蛋白质工程的基本

6、途径：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 )，可推知 答案为 C。 答案： C 优秀学习资料欢迎下载 4(20XX 年高考福建卷 )肺细胞中的let7 基因表达减弱，癌基因RAS 表达增强，会 引发肺癌。 研究人员利用基因工程技术将let7 基因导入肺癌细胞实现表达，发现肺癌细胞 的增殖受到抑制。该基因工程技术基本流程如图1。 图 1 图 2 请回答： (1)进行过程时，需用 _酶切开载体以插入let7 基因。载体应有RNA 聚合酶 识别和结合的部位，以驱动let 7 基因转录，该部位称为_。 (2)进行过程时，需用_酶处理贴附在培

7、养皿壁上的细胞，以利于传代培养。 (3)研究发现， let7 基因能影响癌基因RAS的表达，其影响机理如图2。据图分析，可 从细胞中提取 _进行分子杂交， 以直接检测let7 基因是否转录。 肺癌细胞增殖受到抑 制，可能是由于细胞中 _ (RAS mRNA/RAS蛋白 )含量减少引起的。 解析： 此题考查基因工程应用的相关知识。(1)构建基因表达载体时，需要用同种限制 酶切割目的基因和载体，使之产生相同的黏性末端。载体应有启动子、终止子和标记基因， 其中启动子是RNA 聚合酶识别和结合部位，驱动基因转录。(2)动物细胞培养时，常用胰蛋 白酶处理贴壁的细胞，使之相互分离，以利于传代培养。(3)检

8、验目的基因是否表达，常用 分子杂交法。从被导入目的基因的细胞内提取RNA ，与目的基因单链杂交，如果出现杂交 带，说明目的基因已转录。由图2 知，当 let7 基因转录出来的miRNA 与癌基因RAS转录 优秀学习资料欢迎下载 出的 mRNA 杂交时，就会抑制RAS 蛋白的产生，故肺癌细胞增殖受到抑制，可能是由于细 胞中 RAS 蛋白含量减少引起的。 答案： (1)限制性核酸内切(或限制 )启动子 (2)胰蛋白(3)RNARAS 蛋白 课时高效训练 一、选择题 120XX年诺贝尔化学奖授予了“发现和发展了水母绿色荧光蛋白”的三位科学家。 将绿色荧光蛋白基因的片段与目的基因连接起来组成一个融合基

9、因，再将该融合基因转入真 核生物细胞内， 表达出的蛋白质就会带有绿色荧光。绿色荧光蛋白在该研究中的主要作用是 () A追踪目的基因在细胞内的复制过程 B追踪目的基因插入到染色体上的位置 C追踪目的基因编码的蛋白质在细胞内的分布 D追踪目的基因编码的蛋白质的空间结构 解析：将绿色荧光蛋白基因的片段与目的基因连接起来组成一个融合基因，将该融合基 因转入真核生物细胞内，表达出的蛋白质带有绿色荧光，从而可以追踪目的基因编码的蛋白 质在细胞内的分布。 答案： C 2(20XX 年高考大纲卷)下列实践活动包含基因工程技术的是() A水稻 F1花药经培养和染色体加倍，获得基因型纯合新品种 B抗虫小麦与矮秆小

10、麦杂交，通过基因重组获得抗虫矮秆小麦 C将含抗病基因的重组DNA 导入玉米细胞，经组织培养获得抗病植株 D用射线照射大豆使其基因结构发生改变，获得种子性状发生变异的大豆 解析： 本题考查遗传、变异等基础知识在生产中的应用。A 项属于单倍体育种，原理是 染色体变异，不包含基因工程技术；B 项属于杂交育种，原理是基因重组，不包含基因工程 技术； C 项中将含有目的基因的重组DNA 导入受体细胞， 属于基因工程， 原理是基因重组； D 项属于诱变育种，原理是基因突变，不包含基因工程技术。 答案： C 3(20XX 年高考江苏卷 )(多选 )小鼠杂交瘤细胞表达的单克隆抗体用于人体试验时易引 起过敏反应

11、， 为了克服这个缺陷，可选择性扩增抗体的可变区基因(目的基因 )后再重组表达。 下列相关叙述正确的是() 优秀学习资料欢迎下载 A设计扩增目的基因的引物时不必考虑表达载体的序列 B用 PCR 方法扩增目的基因时不必知道基因的全部序列 CPCR 体系中一定要添加从受体细胞中提取的DNA 聚合酶 D一定要根据目的基因编码产物的特性选择合适的受体细胞 解析： 利用 PCR 技术扩增目的基因的前提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列，以 便根据这一序列设计引物，但不需知道目的基因的全部序列，需要考虑载体的序列；因 PCR 反应在高温条件下进行，故反应体系中需加入耐高温的DNA 聚合酶；因某些目的基因编码

12、 的产物需经特殊的加工修饰过程。故一定要根据目的基因编码产物的特性选择合适的受体细 胞。 答案： BD 4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B B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B C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 解析： 此题考查基因工程及其应用的相关知识。获取目的基因B，可先提取矮牵牛蓝色 花的 mR

13、NA ，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。 答案： A 二、非选择题 5(20XX 年潍坊联考 )为提高我国稻米的含铁量，通过农杆菌介导将菜豆的铁结合蛋白 基因导入了一个高产粳稻品种中。获得了高含铁量转基因水稻株系，下图为培育过程。请分 析并回答问题： (1)获取重组载体用到的“手术刀”是 优秀学习资料欢迎下载 _ 。

14、 过程用 _法将重组载体导入愈伤组织细胞。 (2)重组载体中的标记基因的作用是_。检测目的基因是否转录，需用_ 作探针。 (3)图中过程须在_条件下进行，培养基中除加入营养物质外，还需添加 植物激素，作用是_。 (4)过程除了用秋水仙素或低温诱导来处理，还可以采用_技术，该技术常用 的诱导剂是 _。 解析： 将目的基因导入植物细胞常用的方法是农杆菌转化法，检测目的基因的转录，常 用分子杂交的方法，基因探针就是用同位素标记的目的基因，该题的目的基因是铁结合蛋白 基因。 过程是植物组织培养须在无菌条件下进行，培养基中的植物激素主要是生长素 和细胞分裂素， 主要用于促进细胞的生长和分化，通过植物体细

15、胞杂交技术可以培育多倍体， 常用聚乙二醇作诱导剂，也可以用离心、振动、电刺激等物理手段诱导。 答案： (1)限制性核酸内切酶农杆菌转化 (2)检测目的基因是否导入受体细胞同位素标记的铁结合蛋白基因 (3)无菌促进细胞分裂、生长、分化 (4)植物体细胞杂交聚乙二醇 6下图是利用基因工程方法培育抗虫棉的过程。请回答相关问题： Ti质粒 抗虫基因 A重组 质粒 B土壤 农杆菌 C含重组质粒 的土壤农杆菌 D棉花 细胞 E 抗虫棉 (1)从苏云金芽孢杆菌的DNA 上获取抗虫基因，需要用到的工具是_，此工具主 要是从 _生物中分离纯化出来的，它能够识别双链DNA 分子的某种特定核苷酸序列， 并且使每一条

16、链中特定部位的两个脱氧核苷酸之间的_键断开。 (2)构建重组质粒时，常用Ti 质粒作为载体，是因为Ti 质粒上具有 _，它能把目 的基因整合到受体细胞_。 (3)E 过程是利用 _技术完成的， 要确定抗虫基因导入棉花细胞后，是否赋予了棉 花抗虫特性，在个体水平上还需要做_实验。 (4)将目的基因导入植物细胞，除采用上图中的方法外，还可采用_法和花粉管 通道法。 解析： (1)限制酶用于切割DNA 分子，获取目的基因。限制酶主要从原核生物细胞中获 优秀学习资料欢迎下载 取。限制酶可断开磷酸二酯键，将DNA 分子切开。 (2)Ti 质粒可将整合到植物细 胞的染色体DNA 上，故将目的基因借助Ti

17、质粒导入植物细胞中。(3)E 过程利用了植物组织 培养技术。可把害虫接种到转基因植株上，以检测转基因植株的抗虫基因是否正常表达。 答案： (1)限制酶原核磷酸二酯 染色体 DNA (3)植物组织培养抗虫的接种 (4)基因枪 7下图为利用农杆菌转化法培育转基因抗虫棉的技术流程图。请据图回答： (1)图中A 为 _，在构建该结构时，Bt 毒蛋白基因与Ti 质粒结合的部位是 _。 (2)过程是 _，利用农杆菌的优点在于_。 (3)过程为 _，包括 _和_过程。 解析： 基因表达载体的构建是基因工程的核心内容。质粒上插入目的基因的位置是在 片段内。农杆菌可以感染受伤的植物细胞，通过基因转化把上的外源基

18、 因导入植物细胞并整合到受体细胞核基因组上。植物组织培养主要包括脱分化和再分化两个 过程。 答案： (1)基因表达载体片段内 (2)将基因表达载体转移到农杆菌细胞内农杆菌可以感染受伤的植物细胞，通过基因 转化把上的外源基因导入植物细胞并整合到受体细胞核基因上 (3)植物组织培养脱分化再分化 8转基因生物可作为生物反应器，用来生产人们所需的药用蛋白，如激素、抗体、疫 苗、酶等，甲图是通过生物工程培育能产生人胰岛素的烟草的过程。 优秀学习资料欢迎下载 (1)构建表达载体的A 过程中，可选用不同限制酶，如乙图所示过程，采用EcoR和 EcoRV 酶切含有目的基因的DNA 和质粒，这样可以防止酶切产物

19、在加入DNA 连接酶后， 出现 _ ； 若在图中只使用一种DNA连接酶，应选用_(填“ E coliDNA连接酶”或“T4 DNA 连接酶” )。 (2)D 过程采用的方法是_，如受体细胞是单子叶植物体细胞一般不采用该方法， 原因是 _ ； E 过程体现的生物学原理是_。 (3) 如 果 利 用DNA分 子 杂 交 原 理 对 再 生 植 株 进 行 检 测 ， F过 程 应 该 用 _ 作 为 探 针。 解析： (1)用不同的限制性核酸内切酶切割质粒和目的基因，形成的黏性末端不同，再 用 DNA 连接酶连接，可以防止质粒和含目的基因的外源DNA 自身环化。若在图中只使用 一种 DNA 连接酶

20、， 应选用 T4DNA 连接酶， 因为 T4DNA 连接酶既可以连接黏性末端，也可 以连接平末端。(2)图中目的基因导入植物细胞用的是农杆菌转化法。受体细胞若是单子叶 植物体细胞一般不采用农杆菌转化法，因为大多数农杆菌对单子叶植物没有感染能力。植物 组织培养的理论基础是细胞的全能性。(3)检测目的基因是否导入受体细胞时，应用放射性 同位素标记的人胰岛素基因作探针。 优秀学习资料欢迎下载 答案： (1)质粒和含目的基因的外源DNA 片段自身环化T4DNA 连接酶 (2)农杆菌转 化法单子叶植物伤口处细胞不分泌酚类物质，不能吸引农杆菌移向这些细胞(或大多数农 杆菌对单子叶植物没有感染能力)细胞全能

21、性(3)放射性同位素标记的人胰岛素基因 9(20XX 年上海奉贤区模拟)下图表示培育能产生人生长激素的工程菌的基本过程。图 中 pBR322 是大肠杆菌的一种质粒，Ampr表示氨苄青霉素抗性基因，Tet r 表示四环素抗性基 因；BamH位点是BamH限制酶的切割位点；A、B 是含有特定抗生素的培养基。目的基 因如果插入某抗性基因中，将使该基因失活，而不再具有相应的抗性。为了筛选出运载体导 入原本没有Ampr和 Tetr的大肠杆菌 (受体细胞 )，首先将大肠杆菌培养在通用培养基上，再将 其菌落原位转移到A、B 培养基上培养(如图中 )，得到如图结果：黑点表示菌落，A 中空 圈表示 B 的菌落在

22、A 中不能生长的位置。据此分析并回答： (1) “ pBR322”的化学本质是_，在自然情况下可通过_过程进行扩增。 (2)图中过程表示的获得目的基因的方法是_， 过程中DNA 连接酶的作用是 _ 。 过程是 _。 (3)根据用途，右图中A、 B 所用培养基属于_。所需大肠杆菌的菌落位于 _(填“ A”或“ B”)上，理由是 _ _ 。 (4)基因工程的理论基础是中心法则，根据右图遗传信息表达可用公式(图解 )表示为 _ 。 解析： 本题考查基因工程获得转基因工程菌的过程和对工程菌的选择。(1)pBR322 是大 肠杆菌的一种质粒，质粒是细菌细胞内的一种小型的环状DNA 分子，因此化学本质是D

23、NA 分子。质粒的特点之一就是能自我复制，通过复制进行扩增。(2)获取目的基因的方法有两 种：一种是从生物材料中获取，另一种是人工合成，左图中表示的是用限制酶切割外源基因 获得目的基因，属于从生物材料中获取目的基因。DNA连接酶的作用是将目的基因与运载 优秀学习资料欢迎下载 体结合构建基因表达载体。图中是将重组质粒导入受体细胞的过程。(3)A 、B 两个培养基 分别含有四环素和氨苄青霉素，分别筛选抗四环素的大肠杆菌和抗氨苄青霉素的大肠杆菌。 从左图分析， 四环素抗性基因被破坏，重组质粒中标记基因只有结构完整的氨苄青霉素基因， 在 B 中能存活说明含有抗氨苄青霉素的基因，说明大肠杆菌导入了重组质

24、粒。(4)基因工程 中基因的复制、 转录和翻译都要依据中心法则，右图包括复制、转录和翻译过程，遗传信息 的表达只包括转录和翻译过程。 答案： (1)DNA自我复制(2)从生物体细胞中分离将目的基因与运载体结合形成重 组 DNA将重组质粒导入受体细胞(3)选择培养基B导入目的基因后四环素抗性基因 被破坏，重组质粒中应该只含氨苄青霉素抗性基因，所以能在B 上存活但不能在A 上存活 的大肠杆菌，说明含有重组质粒(答案合理即可)(4)DNA 转录 RNA 翻译 蛋白质 10下图为培育转基因抗虫棉的技术流程，请据图回答： (1)质粒上标记基因的作用是 _ 。 (2) 过 程 是 _ ， 这 是 基 因

25、工 程 的 核 心 步 骤 ， 其 目 的 是 _ 。 (3)过程采用最多的方法是_， 检测抗虫基因是否整合到棉花细胞DNA 分子上 的方法是 _ _ 。 (4)过程的培养基除含有必需的营养物质、琼脂外，还需要添加_，过程的 实质是 _。 解析： (1)基因工程中运载体上的标记基因的作用主要是可以通过标记基因检测目的基 因是否导入成功。(2)过程 是基因表达载体的构建过程，主要的目的是使目的基因在受体 细胞中稳定保存并遗传给后代，同时能够使目的基因能够表达和发挥作用。(3)过程 是将 重组质粒导入受体细胞，最常用的方法是采用农杆菌转化法，检测抗虫基因是否整合到棉花 优秀学习资料欢迎下载 细胞 DNA 分子上采用DNA 分子杂交的方法。(4)是植物组织培养的脱分化过程，在培养 过程中必须要添加植物激素。过程是再分化过程，实质是基因的选择性表达。 答案： (1)检测受体细胞中是否含有目的基因(2)基因表达载体的构建使目的基因在 受体细胞中稳定存在，并且可以遗传给下一代，同时使目的基因能够表达和发挥作用(3) 农杆菌转化法DNA 分子杂交(4)植物激素基因的选择性表达