2018届高考生物总复习现代生物科技专题10_35基因工程限时训练.docx

10-35 基因工程(时间：40分钟分值：100分)一、选择题(共5小题，每小题5分，共25分)1(2018北京海淀区海淀实验中学高三月考)科研人员利用相关技术改变了胰岛素B链的第9位氨基酸，从而避免了胰岛素结合成无活性的二聚体形式。下列相关叙述中，不正确的是()A该过程的操作对象是胰岛素分子 B可通过测定DNA序列确定突变是否成功C对胰岛素结构的改造属于蛋白质工程 D胰岛素的本质是蛋白质不宜口服使用【解析】 蛋白质工程从属于基因工程，蛋白质工程的操作对象是基因，A错误；可通过测定DNA的序列确定突变是否成功，B正确；对胰岛素结构的改造属于蛋白质工程，C正确；胰岛素的本质是蛋白质，只能注射，不宜口服使用，D正确。【答案】 A2下列关于载体的叙述中，错误的是()A载体与目的基因结合后，实质上就是一个重组DNA分子B对某种限制酶而言，载体最好只有一个切点，但还要有其他多种酶的切点C目前常用的载体有质粒、噬菌体的衍生物和动植物病毒等D载体具有某些标记基因，便于对其进行切割【解析】 载体必须具备的条件有：对受体细胞无害，不影响受体细胞正常的生命活动；具有自我复制能力，或能整合到受体细胞的染色体DNA上，随染色体DNA的复制而同步复制；具有一个至多个限制酶切点，以便目的基因可以插入到载体中；带有特殊的标记基因，如抗生素抗性基因，以便于对外源基因是否导入进行检测；载体DNA分子大小适合，以便于提取和进行体外操作。【答案】 D3(2018天津市耀华中学高三上学期月考)在基因工程的操作中，为了防止酶切产物自身环化，构建表达载体需用2种限制酶，选择的原则是()质粒内，每种限制酶只有一个切割位点目的基因编码蛋白质的序列中，每种限制酶只有一个切割位点酶切后，目的基因形成的两个黏性末端序列不相同酶切后，质粒形成的两个黏性末端序列相同ABC D【解析】 为防止酶切产物自身环化，构建表达载体需用2种限制酶，则质粒内每种限制酶只有一个切割位点，正确；含目的基因DNA内每种限制酶也只有一个切割位点，目的基因内不能有限制酶切割位点，错误；为防止酶切产物自身环化，则酶切后的两个黏性末端序列不同，正确、错误。故选A。【答案】 A4(2017北京西城十三中高三月考)关于下图所示黏性末端的叙述中，正确的是()A与由相同限制酶切割产生BDNA连接酶可催化与的拼接C经酶切形成需要脱去2个水分子 D中的化学键均为相同化学键【解析】 不同限制酶切割生成的黏性末端也有可能会相同，因此与不一定是由相同限制酶切割产生的，A错误；由于与的黏性末端相同，所以DNA连接酶可催化与的拼接，B正确；形成需要断裂两个磷酸二酯键，因此需要消耗2分子的水，而不是脱去2个水分子，C错误；中的化学键有氢键和磷酸二酯键，D错误。【答案】 B5(2018天津市新华中学高三上学期月考)ch1L基因是蓝藻拟核DNA上控制叶绿素合成的基因。为研究该基因对叶绿素合成的控制，需要构建该种生物缺失ch1L基因的变异株细胞，技术路线如下图所示，对此描述错误的是()Ach1L基因的编码区是连续不间断的B过程应使用同一种DNA限制性内切酶C过程都要使用DNA连接酶D若操作成功，可用含红霉素培养基筛选出该变异株【解析】 ch1L基因是蓝藻拟核DNA上控制叶绿素合成的基因，为原核基因，其编码区是连续的，不间断的，A正确；图中过程插入的目的基因不同，因此使用的限制酶是不同的，B错误；图中过程都是插入目的基因的过程，都需要用DNA连接酶，C正确；若操作成功，在无ch1L基因蓝藻细菌中含有红霉素抗性基因，因此能够用含红霉素的培养基筛选出该变异株，D正确。【答案】 B二、非选择题(共5小题，共75分)6(15分)(2018天津市新华中学高三上学期月考)口蹄疫是由口蹄疫病毒引起的一种偶蹄目动物传染病，目前常用接种弱毒疫苗的方法预防。此疫苗的主要成分是该病毒的一种结构蛋白VPI。科学家尝试利用转基因番茄来生产口蹄疫疫苗，过程如下图所示。请据图回答下列问题。(1)口蹄疫病毒的VPI蛋白在免疫反应中称之为_；口蹄疫基因在植物体细胞中也能表达出相同产物的原因是_。(2)过程的培养基中除了加入各种必需营养物质和植物激素外，还需要添加_以便筛选出含有重组质粒的叶片小段。(3)在制作含有VPI基因的表达载体时，所选用的载体中有限制酶E、F，G、H的切点各一个。若用两种识别切割序列完全不同的限制酶E和F从含有VPI目的基因的DNA上进行切割，并将之取代质粒pZHZ1(3.7 kb，1 kb1 000对碱基)上相应的EF区域(0.2 kb)，图解如下图2。若再用限制酶G和H各切割一份重组质粒pZHZ2样品，酶切结果如表1所示，试判断VPI目的基因的大小为_kb，酶G和酶H都能将重组质粒切割出两段的原因是_。(4)获得表达VPI蛋白的番茄植株以后，需要进行免疫效力的测定。具体方法是：将转基因番茄叶片提取液注射到豚鼠体内，每半个月注射一次，三次后检测豚鼠血液内产生的_的量。为了使相应的结论可信，应增设两个对照组，分别注射_和_。【解析】 据图分析是获取目的基因，是基因表达载体构建，是将目的基因导入受体细胞，是农杆菌感染植物细胞，并将目的基因导入到番茄叶片的染色体中，是脱分化，是再分化。(1)口蹄疫病毒的VPI蛋白对于动物体而言是外来物，在免疫反应中作为抗原；口蹄疫基因在植物体细胞中也能表达出相同产物，说明不同的生物共用一套密码子。(2)从图中可以看出标记基因为卡那霉素抗性基因，故培养基中要添加卡那霉素从而筛选出含重组DNA的受体细胞。(3)pZHZ1(3.7 kb，1 kb1 000对碱基)上相应的EF区域(0.2 kb)剩余3.70.23.5 kb，经G、H切割后基因长度是1.63.11.23.54.7 kb，则VPI的长度是4.73.51.2 kb；酶G和酶H都能将重组质粒切割出两段的原因是在VPI基因中含有酶G和酶H的酶切位点各一个，同时在质粒上含有酶G和酶H的酶切位点各一个。(4)每半个月注射一次，三次后检测豚鼠血液内产生的特异性抗体的数量，数量越多，说明VPI蛋白免疫效力越高；但要考虑番茄叶片提取液是否影响，所以需要做一组对照实验，分别注射向动物体未转基因的番茄叶片提取液和弱毒疫苗，从而对照排除。【答案】 (1)抗原(疫苗)不同生物共用一套密码子(2)卡那霉素(3)1.2在VPI基因中含有酶G和酶H的酶切位点各一个(4)特异性抗体未转基因的番茄叶片提取液弱毒疫苗7(15分)(2018北京市西城区北师大实验中学高三阶段测试)请结合植物光合作用及细胞的相关知识，回答下列问题。(1)植物光合作用的产物在叶片产生，通常会以蔗糖的形式运输到叶片以外的其他部位，因此如果需要用叶片干重变化反映(净)光合作用强度需要选取_(离体/不离体)叶片。如果植物光合作用产物不能正常运出叶片，产物在细胞中积累将直接抑制光合作用的_阶段。一些器官接受蔗糖前先要用蔗糖酶将蔗糖水解为_才能吸收。(2)番茄中INVIN编码一种与蔗糖代谢有关的蛋白质，利用RNAi技术构建INVIN蛋白产生受抑制的转基因植株INVINsi，测量获得的番茄果实中含糖量如下图所示，与野生型植株相比转基因植株含糖量较_，说明INVIN蛋白可以_糖在番茄果实中的积累。(3)为探究INVIN基因作用机理，将细胞分裂素响应启动子Lin6与INVIN基因连接，利用_法转入烟草，构建Lin6：INVIN转基因植株，用细胞分裂素处理可以诱导INVIN基因表达。将细胞分裂素涂抹在叶片的某一部位，另一部位涂抹等量的蒸馏水，测定野生型植株和转基因植株不同部位的含糖量如下图所示，通过该图可以判断INVIN可能是通过抑制_，影响糖在果实中的积累。为验证这一判断需测定_(用出现过的番茄植株名称填空)中的_。【解析】 本题考查光合作用的过程和基因工程等相关知识点，通过分析光合作用的过程，再结合题意作答。(1)植物光合作用的产物在叶片产生，通常会以蔗糖的形式运输到叶片以外的其他部位，因此需要用叶片干重变化反映(净)光合作用强度需要选取离体叶片，防止光合作用产生的蔗糖运输到叶片以外的其他部位。有机物是暗反应产生的，如果植物光合作用产物不能正常运出叶片，产物在细胞中积累将直接抑制光合作用的暗反应阶段。二糖不能被细胞直接吸收，组成蔗糖的单糖为葡萄糖和果糖，因此一些器官接受蔗糖前先要用蔗糖酶将蔗糖水解为葡萄糖和果糖才能吸收。(2)由图可知，与野生型植株相比，转基因植株含糖量较低，说明INVIN蛋白可以抑制糖在番茄果实中的积累。(3)为探究INVIN基因作用机理，将细胞分裂素响应启动子Lin6与INVIN基因连接，利用农杆菌介导法转入烟草，构建Lin6，INVIN转基因植株，用细胞分裂素处理可以诱导INVIN基因表达。由图可知，Lin6，INVIN转基因植株中果糖和葡萄糖含量减少，说明INVIN可能是通过抑制蔗糖水解，影响糖在果实中的积累。NVIN可能通过抑制蔗糖酶的活性，从而抑制蔗糖的水解，为验证这一判断，需测定转基因植株INVINsi中蔗糖酶的活性。【答案】 (1)离体碳(暗)葡萄糖和果糖(2)低抑制(3)农杆菌介导蔗糖水解INVINsi蔗糖酶活性8(15分)(2018天津市南开中学高三上学期月考)如图表示科学家培养转绿色荧光蛋白基因植物的过程，请回答下列问题： (1)利用打孔器从烟草叶片上取多个大小相等的小圆片与重组农杆菌共培养一昼夜后，接种在含卡那霉素的培养基上，为筛选出被农杆菌感染的小圆片，作为运载体的Ti质粒应含有_基因，运载体上的_是RNA聚合酶识别和结合的位点。为了将目的基因整合到烟草细胞的_上，目的基因应插入Ti质粒的_片段上。(2)图中小圆片周围长出的结构A称为_，此后需要将生长良好的结构A转移到分化培养基上。图中过程为_。本实验可使用特殊的仪器在A中检测目的基因的表达情况，请预测观察到的现象是_。【解析】 分析题图：图示表示科学家培养转绿色荧光蛋白基因植物的过程，是利用打孔器从植物叶片上取多个大小相等的小圆片；是将植物小圆片与重组农杆菌共同培养；表示脱分化过程，其中A为愈伤组织；表示再分化过程，B为胚状体。(1)作为运载体的Ti质粒应含有标记基因，即卡那霉素抗性基因，以便于筛选出被农杆菌感染的小圆片；运载体上的启动子是RNA聚合酶识别和结合的位点。农杆菌中的Ti质粒上的TDNA 可转移至受体细胞，并且整合到受体细胞染色体的DNA上。为了将目的基因整合到烟草细胞的染色体(核DNA)上，以上DNA片段都必须在Ti质粒的TDNA片段上。(2)由以上分析可知，图中小圆片周围长出的结构A为愈伤组织；结构B为胚状体，图中AB的过程中需要加入生长素和细胞分裂素，称为再分化，再经和形成植株。用特殊的仪器在A中检测目的基因的表达情况，若目的基因(绿色荧光蛋白基因)已经成功导入受体细胞并表达，应该会观察到绿色荧光。【答案】 (1)卡那霉素抗性基因启动子染色体(核DNA)TDNA(2)愈伤组织再分化(愈伤组织边缘或局部细胞)发出绿色荧光9(15分)(2018河北省衡水中学高三大联考)水稻具有较强的分蘖能力，但只有早期的分蘖才是有效分蘖，才能够成穗。某农科所科技人员欲通过对水稻某种蛋白质的改造，提升水稻早期分蘖，促进水稻高产。请回答下列问题：(1)科技人员先从“促早蘖”这一功能出发，预期构建出“促早蘖”_的结构，再推测出目的基因对应的_序列，从而_出“促早蘖”基因。(2)科技人员为获得大量的“促早蘖”基因，在体外通过_对该基因进行了大量扩增。(3)“促早蘖”基因只有导入水稻细胞的_中，才能确保“促早蘖”基因在水稻细胞中得以稳定遗传，科技人员利用农杆菌转化法，将“促早蘖”基因插入_中，实现了上述目标。(4)在通过基因工程获得“促早蘖”植株后，为了确保育种成功，科研人员不仅要采取_技术检测“促早蘖”基因是否导入，还要通过_从个体水平加以鉴定。【解析】 本题以改造水稻某种蛋白质为载体考查了基因工程和蛋白质工程的相关知识。蛋白质工程的基本途径是：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)，之后再通过基因工程将改造好的目的基因导入到受体细胞，培育转基因生物。可据此答题。(1)科技人员先从“促早蘖”这一功能出发，预期构建出“促早蘖”蛋白质的结构，再推测出目的基因对应的脱氧核苷酸序列，从而人工合成出“促早蘖”基因。(2)可利用PCR技术在体外对目的基因进行大量扩增。(3)“促早蘖”基因只有导入水稻细胞的染色体DNA中，才能确保“促早蘖”基因在水稻细胞中得以稳定遗传，利用农杆菌转化法，将“促早蘖”基因插入到Ti质粒的TDNA中，可实现上述目标。(4)为了确保育种成功，可用DNA分子杂交技术检测转基因水稻的DNA上是否插入了“促早蘖”基因；除了分子检测外，还需要通过观察“促早蘖”植株早期的分蘖情况从个体水平加以鉴定。【答案】 (1)蛋白质脱氧核苷酸人工合成(2)PCR技术(3)染色体DNATi质粒的TDNA(4)DNA分子杂交观察“促早蘖”植株早期的分蘖情况10(15分)绞股蓝细胞中含有抗烟草花叶病毒(TMV)基因，可以合成一种抗TMV蛋白，叶片对TMV具有抗感染性。烟草是重要的经济作物，由于TMV的感染会导致大幅度减产。研究人员利用转基因技术培育出了抗TMV的烟草，主要流程如图所示。(1)科学家首先从绞股蓝细胞中提取抗TMV基因转录的RNA，然后合成目的基因。图中过程表示_，获得的DNA必须在两侧添加_和_。(2)过程构建重组Ti质粒时，必须使用_和_两种工具酶。(3)由图分析，在过程构建的重组Ti质粒上应该含有卡那霉素抗性基因作为_，重组Ti质粒导入烟草体细胞的方法是_。(4)在过程培养基中除含有卡那霉素及植物必需的各种营养成分外，还必须添加_