高中生物 专题01 基因工程单元双基双测（b卷）（含解析）新人教版选修

“讲忠诚、严纪律、立政德”三者相互贯通、相互联系。忠诚是共产党人的底色，纪律是不能触碰的底线，政德是必须修炼的素养。永葆底色、不碰底线专题1基因工程复习B卷（能力提升）（满分100分，60分钟完成） 班级 姓名 总分 一、单选题（60分，每题3分）1绿叶海天牛（简称甲）吸食滨海无隔藻（简称乙）后，身体就逐渐变绿，这些“夺来”的叶绿体能够在甲体内长期稳定存在，有科学家推测其原因是在甲的染色体DNA上可能存在乙编码叶绿体部分蛋白的核基因。为证实上述推测，以这种变绿的甲为材料进行实验，方法和结果最能支持上述推测的是（ ）A. 通过PCR技术从甲体内的DNA中克隆出属于乙的编码叶绿体蛋白的核基因B. 通过核酸分子杂交技术，在甲体内检测到乙的编码叶绿体蛋白的核基因转录出的RNAC. 给甲提供14CO2，一段时间后检测到其体内的部分有机物出现放射性D. 用乙编码叶绿体蛋白的核基因做探针与甲的染色体DNA杂交，结果显示出杂交带【答案】D2科研人员分别将蛋白C基因和蛋白G（葡萄糖转运蛋白）基因与空质粒连接，构建表达载体。将空质粒和上述两种表达载体分别转入三组蛋白G缺陷细胞，在三种不同浓度的葡萄糖间隔刺激下，测定三组细胞的葡萄糖转运速率，结果如下图。下列分析不正确的是（ ）A. 组实验的目的是排除空质粒对实验结果的影响B. 、组葡萄糖转运速率随葡萄糖浓度增加而减小C. 由实验结果推测蛋白C是一种葡萄糖转运蛋白D. 实验结果表明蛋白C的转运功能强于蛋白G【答案】B【解析】组是空白对照组，目的是排除空质粒对实验结果的影响，A正确；与对照组相比，、组葡萄糖转运速率随葡萄糖浓度增加而增加，B错误；组比组的实验效果明显，说明蛋白C也是一种葡萄糖转运蛋白，且其转运功能强于蛋白G，CD正确。3科研人员以抗四环素基因为标记基因，通过基因工程的方法让大肠杆菌生产鼠的-珠蛋白，治疗鼠的镰刀型细胞贫血症。下列相关实验设计中，不合理的是（ ）A. 用编码序列加启动子、抗四环素基因等元件来构建表达载体B. 利用小鼠DNA分子通过PCR克隆出-珠蛋白基因的编码序列C. 用含有四环素的培养基筛选出已经导入-珠蛋白编码序列的大肠杆菌D. 用Ca2处理大肠杆菌后，将表达载体导入具有四环素抗性的大肠杆菌中【答案】D4下图是某质粒示意图，其中ori为质粒复制所必需的核苷酸序列，amp为氨苄青霉素抗性基因，tet为四环素抗性基因，箭头表示目的基因插入位点。受体大肠杆菌细胞内原来不含有这两种抗生素抗性基因。下列有关叙述正确的是（ ） A. amp和tet是一对等位基因，常作为基因工程的标记基因B. ori是重组质粒得以顺利导入受体细胞所必需的C. 将重组质粒2、4导入不同大肠杆菌，大肠杆菌都不能在含有四环素的培养基上分裂生长D. 将重组质粒1、3导入不同大肠杆菌，大肠杆菌都不能在含有氨苄青霉素的培养基上分裂、生长【答案】D5一环状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. 4 B. 6 C. 7 D. 8【答案】B【解析】由于该DNA分子为环状，此时分三种情况讨论：只被其中一种酶切割：无论被那种酶切割，均是长度为1的环状变成长度为1的链状；被其中两种酶切割：AB切割，产生0.3和0.7长度的线状DNA；AC切割，产生0.2和0.8长度的线状DNA；BC切割，产生两个0.5长度的线状DNA；被三种酶同时切割时，产生0.2、0.3、0.5三种不同长度的线状DNA。综上所述，这些DNA分子最多能产生：0.2、0.3、0.5、0.7、0.8、1六种长度不同的线状DNA，故选B。6盐害是全球水稻减产的重要原因之一，中国水稻研究所等单位的专家通过农杆菌中的质粒将CMO基因、BADH基因、mtld基因、gutD基因和SAMDC基因5个耐盐基因导入水稻，获得了一批耐盐转基因植株。有关耐盐转基因水稻培育的分析正确的是（ ）A. 该转基因水稻与原野生型水稻存在生殖隔离B. 该基因工程所需的限制性核酸内切酶可能有多种C. 只要目的基因进入水稻细胞，水稻就会表现出抗盐性状D. 可通过将水稻种植到有农杆菌的土壤中观察目的基因是否表达【答案】B7如图为细胞内某基因（15N标记）局部结构示意图，A占全部碱基的20%，下列说法错误的是（ ）A. 维持该基因结构稳定的主要化学键有磷酸二酯键和氢键B. 在无变异条件下，该基因的碱基C+GA+T的比值为32C. 限制性核酸内切酶作用部位，DNA解旋酶作用于部位D. 将该基因置于15N培养液中复制3次后,含15N的脱氧核苷酸链占14【答案】D【解析】每条链上的脱氧核苷酸之间通过磷酸二酯键连接，两条链之间的碱基通过氢键连接，可见维持DNA双螺旋结构的主要化学键有氢键和磷酸二酯键，A正确；该基因中A占全部碱基的20%，根据碱基互补配对原则，T=A=20%，C=G=50%-20%=30%，则该基因的碱基（G+C）: （A+T）=3:2，B正确；为磷酸二酯键，是限制性核酸内切酶作用的部位；为氢键，是解旋酶作用的位点，C正确；将该基因置于14N培养液中复制3次后得到8个DNA，即16条脱氧核苷酸链，其中只有2条链含15N，因此含15N的脱氧核苷酸链占1/8，D错误。8图1为某种质粒简图，图2表示某外源DNA上的目的基因，小箭头所指分别为限制性核酸内切酶EcoR、BamH、Hind 的酶切位点。下列有关叙述错误的是（ ）A. 在基因工程中若只用一种限制酶完成对质粒和外源DNA的切割，则可选EcoRB. 如果将一个外源DNA分子和一个质粒分别用EcoR酶切后，再用DNA连接酶连接，形成一个含有目的基因的重组DNA，此重组DNA中EcoR酶切点有1个C. 为了防止质粒和含目的基因的外源DNA片段自身环化，酶切时可使用BamH和Hind 两种限制酶同时处理D. 一个图1所示的质粒分子经EcoR切割后，含有2个游离的磷酸基团【答案】B9.某研究所的研究人员将生长激素基因通过质粒介导进入大肠杆菌细胞内，来表达这产生生长激素。己知质粒中存在两个抗性基因：A是抗链霉素基因，B是抗青霉素基因，且目的基因要插入到基因B中，而大肠杆菌不带有任何抗性基因，下列叙述错误的是（ ）A. 大肠杆菌可能未导入质粒B. 导入大肠杆菌的可能是重组质粒，也可能是质粒C. 可用含靑霉素的培养基检测大肠杆菌中是否导入了重组质粒D. 在含青霉素培养基中不能生长，但在含链霉素培养基中能生长的可能是符合生产要求的大肠杆菌【答案】C【解析】大肠杆菌可能没有导入质粒，A正确；导入大肠杆菌的质粒可能为重组质粒，也可能为普通质粒，B正确；由于目的基因要插入到基因B中，即抗氨苄青霉素基因破坏，即工程菌不能抗氨苄青霉素，因此不能用含氨苄青霉素的培养基检测大肠杆菌中是否导入了重组质粒，C错误；据分析可知，在含氨苄青霉素培养基中不能生长，但在含链霉素培养基中能生长的可能是符合生产要求的大肠杆菌，D正确。10.下列关于基因工程的叙述，错误的是（ ）A. cDNA文库中的基因可以进行物种间的基因交流B. 转基因棉花是否具抗虫特性可通过检测棉花对某种害虫的抗性来确定C. 外源DNA必须位于重组质粒的起始密码和终止密码之间才能进行表达D. 抗虫棉的抗虫基因可通过花粉传递至近缘作物，从而造成基因污染【答案】C11某生物中发现一种基因的表达产物是具有较强抗菌性和溶血性的多肽P1，科研人员预期在P1的基础上研发抗菌性强但溶血性弱的蛋白质药物，下一步要做的是（ ）A合成编码多肽P1的DMA片段B构建含目的肽DNA片段的表达载体C设计抗菌性强但溶血性弱的蛋白质结构D利用抗原抗体杂交的方法对表达产物进行检测【答案】C【解析】已经获得该目的基因片段，不需要合成编码目的肽的DNA片段，A错误；需要构建含目的肽的DNA片段的表达载体，但这不是下一步，B错误；蛋白质工程的第一步是根据蛋白质的功能，设计P1氨基酸序列，从而推出其基因序列，C正确；利用抗原-抗体杂交的方法对表达产物进行检测是蛋白质工程最后一步，D错误。13MyoD是成肌细胞分化为骨骼肌细胞过程中的一种关键蛋白。将MyoD基因转入体外培养的成纤维细胞中表达，成纤维细胞就能表现出骨骼肌细胞的特征。下列说法正确的是（ ）A可用Ca2+处理成纤维细胞使其成为感受态BMyoD基因只存在于骨骼肌细胞中C骨骼肌细胞只表达MyoD的基因DMyoD基因在正常成纤维细胞中不表达【答案】D14.以下为形成cDNA过程和PCR扩增过程示意图。据图分析，下列说法正确的是（ ）A催化过程的酶是DNA聚合酶B过程发生的变化是引物与单链DNA结合C催化过程的酶都必须能耐高温D过程需要解旋酶【答案】B【解析】分析题图：图示为形成cDNA过程和PCR扩增过程示意图，其中是由RNA形成单链DNA的过程，为逆转录过程；是以单链DNA合成双链DNA的过程，是DNA分子复制过程；催化过程的酶都必须能耐高温；是多聚酶链式反应扩增DNA片段，其中是变性、是复性、是延伸阶段。加热使DNA变性，不需要解旋酶。15.若要利用某目的基因（见图甲）和P1噬菌体载体（见图乙）构建重组DNA（见图丙），限制性核酸内切酶的酶切位点分别是Bgl（AGATCT）、EcoR（GAATTC）和Sau3A（GATC）。下列分析合理的是（ ）A用EcoR切割目的基因和P1噬菌体载体B用Bgl和EcoR切割目的基因和P1噬菌体载体C用Bgl和Sau3A切割目的基因和P1噬菌体载体D用EcoR和Sau3A切割目的基因和P1噬菌体载体【答案】D16.某环状DNA分子共含2000个碱基，其中腺嘌呤占30%，用限制性核酸内切酶BamHI（识别序列为）完全切割该DNA分子后产生2个片段，则下列有关叙述中，正确的是（ ）A一个该DNA分子连续复制2次，共需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸1600个B含BamH I的溶液中加入双缩脲试剂A震荡后即出现紫色C一个该DNA分子含有2个BamHI的识别序列D一个该DNA分子经BamHI完全切割后产生的核酸片段，共含有8个游离的磷酸基团【答案】C【解析】DNA分子共含2000个碱基，其中腺嘌呤占30%，则胞嘧啶=2000（1-30%2）/2=400个，则一个DNA分子复制两次得到4个DNA分子，所以需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸4003=1200个，A错误；BamHI的溶液中含有酶，化学本质是蛋白质，加入双缩脲试剂A无色，再加3-4滴双缩脲试剂B成紫色，B错误；环状DNA分子被切成两个DNA分子片段说明，含有2个BamHI的识别序列，C正确；两个DNA分子片段4个磷酸二酯键断裂，共有4个磷酸基团，D错误。17.如图为细胞内某基因（15N标记）局部结构示意图，A占全部碱基的20%，下列说法错误的是（ ）A维持该基因结构稳定的主要化学键有磷酸二酯键和氢键B在无变异条件下，该基因的碱基的比值为C限制性核酸内切酶作用部位，DNA解旋酶作用于部位D将该基因置于15N培养液中复制3次后,含15N的脱氧核苷酸链占【答案】D18.从某海洋动物中获得一基因，其表达产物为一种抗菌体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. 筛选出具有优良火性的模拟肽作为目的肽【答案】C【解析】已经获得该目的基因片段，不需要合成编码目的肽的DNA片段，A错误；是需要构建含目的肽DNA片段的表达载体，但这不是第一步，B错误；蛋白质工程的第一步是根据蛋白质的功能，设计P1氨基酸序列，从而推出其基因序列，C正确；该基因表达产物为一种抗菌体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，而目的多肽是抗菌性强但溶血性弱，所以必需对其改造，保持其抗菌性强，抑制其溶血性，D错误。19.下列有关基因治疗的叙述，不正确的是（ ）A基因治疗是把正常基因导入病人体内B相对体外基因治疗，体内基因治疗效果较为可靠C基因治疗一般只能治疗隐形遗传病D科学家对一例遗传性囊性纤维化病完成了体内基因治疗【答案】B【解析】基因治疗是把正常基因导入病人体内，使该基因的表达产物发挥功能，从而达到治疗疾病的目的，A正确；体外基因治疗效果较为可靠，B错误；因为基因治疗并不能改正或替换致病基因,只能是导入正常基因,正常基因表达出产物,从而治疗疾病,因此正常基因需要是显性,致病基因是隐性,这样正常基因才能表现出来,C正确；科学家对一例遗传性囊性纤维化病完成了体内基因治疗，D正确。20.日本下村修、美国沙尔非和钱永健因在发现绿色荧光蛋白（GFP）等研究方面作出突出贡献，获得诺贝尔化学奖。GFP在紫外光的照射下会发出绿色荧光。依据GFP的特性，你认为该蛋白在生物工程中的应用价值是（ ）A、作为标记基因，研究基因的表达B、作为标记基因，研究细胞的转移C、注入肌肉细胞，繁殖发光小鼠D、标记噬菌体外壳，示踪DNA途径【答案】B二、非选择题（40分）21.（9分） 基因编辑技术指对目标基因进行“编辑”，实现对特定DNA片段的敲除、加入等。继CRSPRI/Cas9系统基因编辑技术风靡全球实验至后，我国韩春雨研究团队提出了NgAgo-gDNA基因编辑工具，但却引起了科学界的质疑。为了探究NgAgo-gDNA系统能否引发斑马鱼的Fabplla基因发生突变导致其眼睛发育缺陷，复旦大学和南通大学联合进行了研究。请回答下列问题.（1）探究一:NgAgo - gDNA系统能否使斑马鱼眼睛缺陷？方法:首先推测构成NgAgo蛋白的_，在试管中合成mRNA，并将其与单链gDNA混合后注射到斑马鱼胚胎细胞中，进行胚胎培养。培养液需含有葡萄糖、氨基酸、核苷酸、无机盐、有机盐、维生素和_等。小斑马鱼的形成_(填“需要，或“不需要”）进行胚胎移植。单链gDNA与Fabplla基因的碱基互补配对与Fabplla基因转录时的碱基互补配对相比，区别是_。结果:实验组斑马鱼胚胎出现了严重的眼睛缺陷。（2）探究二:斑马鱼眼睛缺陷是否是由Fabplla基因发生突变引起的?方法:从异常眼部表现型的斑马鱼胚胎细胞中提取Fabplla基因，对其使用PCR技术进行扩增，并研究该基因在斑马鱼胚胎发育中的功能。PCR技术扩增Fabplla基因时，需要提供模板、原料、_、引物等条件。将模板DNA加热至9095，该处理的目的是_。结果：NgAgo-gDNA系统引发的眼睛缺陷可通过外源添加Fabplla基因的mRNA来恢复，而且对Fabplla基因测序结果发现其序列与对照组相同。初步结论:_。（3）转基因技术是一把双刃剑，引发了人们在食物安全、生物安全和_三个方面发生激烈的争论。在食物安全方面，绝大多数科学家都能遵守科学道德，如对外源DNA进行选择，避免产生对人体有毒害或过敏的_。【答案】（1） 氨基酸序列 动物血清（或动物血桨） 不需要 前者碱基AT配对，后者碱基AU配对 （2）热稳定DNA聚合酶（或Taq酶） 使目的基因DNA受热变性后解旋为单链 斑马鱼眼睛缺陷是由 Fabplla基因转录受阻导致的，而非基因突变引起的 （3）环境安全 蛋白质（1）首先推测构成NgAgo蛋白的氨基酸序列，在试管中合成mRNA，并将其与单链gDNA混合后注射到斑马鱼胚胎细胞中。胚胎培养时的培养液需加入动物血清。斑马鱼的胚胎是在体外发育的，所以不需要进行胚胎移植。单链gDNA与Fabplla基因的碱基互补配对时，A与T互配，而Fabplla基因转录时，A与U配对。（2）PCR技术的原理是DNA复制，需要一定的条件，包括模板DNA、四种脱氧核苷酸、一对引物、热稳定DNA聚合酶（Taq酶）。将模板DNA加热至9095的目的是使目的基因DNA受热变性后解旋为单链。根据实验结果，预测实验的结论为：斑马鱼眼睛缺陷是由 Fabplla基因转录受阻导致的，而非基因突变引起的。（3）转基因技术的安全性问题包括食物安全、生物安全和环境安全，其中在食物安全方面，科学家都一定要遵守科学道德，如对外源DNA进行选择，避免产生对人体有毒害或过敏的蛋白质。22.（9分）某研究所根据植物“偏爱”的密码子设计，通过人工合成若干DNA片段，将其拼接成为人胰岛素基因，并将该基因置于CaMV35S启动子和果实专一性启动子2A12的驱动之下，通过农杆菌介导的方法转人番茄中，在番茄的果实中表达人胰岛素。并且在胰岛素一COOH端加上KDEL内质网滞留序列，避免胰岛素在植物细胞中的降解。回答下列问题：（1）该科研所使用的人胰岛素基因是采用_的方法获得。要想在体外获得大量该目的基因的片段，可以采用_技术。该技术中使用的关键酶是_ 。（2）根据上述描述，转基因操作时所用的载体是_，载体上的_可以转移至受体细胞，并且整合到受体细胞染色体的DNA上。构建的基因表达载体中应含有的结构有CaMV35S启动子、终止子、复制原点、果实专一性启动子、_。（3）如果要检测在受体细胞中是否存在目的基因可采用_技术。该技术中使用的基因探针也可以用来检测_ 。（4）吃这种转基因番茄不能治疗人类的I型糖尿病（由体内胰岛素分泌不足引起），从人体相关生理分析原因可能是_。【答案】 （1） 人工合成 PCR 热稳定性DNA聚合酶（或Taq酶） （2）农杆菌的Ti质粒 T-DNA 标记基因、目的基因 （2） DNA分子杂交 目的基因是否转录出mRNA （3） 胰岛素是蛋白质，易被消化道内蛋白酶水解成氨基酸，不能起到治疗的作用（2）根据题干信息可知，该过程中采用了农杆菌转化法，其原理是农杆菌中的Ti质粒上的T-DNA可转移至受体细胞，并且整合到受体细胞染色体的DNA上。根据农杆菌的这一特点，如果将目的基因插入到Ti质粒的T-DNA上，通过农杆菌的转化作用，就可以把目的基因整合到植物细胞中染色体的DNA上。基因表达载体包括启动子、目的基因、标记基因和终止子。（3）检测受体细胞中是否存在目的基因可采用DNA分子杂交技术该技术中使用的基因探针也可以用来检测目的基因是否转录出mRNA。（4）胰岛素是蛋白质，易被消化道内蛋白酶水解成氨基酸，不能起到治疗的作用，所以吃这种转基因番茄不能治疗人类的I型糖尿病（由体内胰岛素分泌不足引起）。23.（8分）白细胞介素是一类淋巴因子。研究人员将人白细胞介素的基因导入到酵母细胞中，使其分泌出有活性的白细胞介素。（1）为增加白细胞介素基因的数量，可使用_技术，但前提是必须知道基因的已知序列，目的是_。（2）在重组载体导入酵母菌细胞之前，需用_处理酵母菌，白细胞介素基因进入酵母菌细胞内，并且在其细胞内维持稳定和表达的过程，称为_。在表达过程中，启动子需与_识别和结合，从而驱动转录过程。（3）在体液免疫过程中，白细胞介素是由_细胞分泌的，为了能成功表达出白细胞介素，不使用细菌，而使用酵母细胞作为受体细胞，可能原因是_。（4）在分泌型表达载体和白细胞介素基因所在的DNA分子上均有多个限制酶的酶切位点，图示过程获得有效表达的重组栽体使用了EcoRl和EcoR52两种限制酶，比使用单一的限制酶，其优点是_。【答案】 （1） PCR 设计引物 （2） Ca2+ 转化 RN A聚合酶 （3）T淋巴 细菌细胞中无内质网和高尔基体等加工白细胞介素的细胞器 （4） 防止目的基因、表达载体发生自身环化或者防止目的基因反向接入到分泌型表达载体中【解析】（1）基因工程中，扩增目的基因的方法为PCR技术，但前提是必须知道基因的已知序列，以便设计引物。（2）在重组载体导入酵母菌细胞之前，需用Ca2+处理酵母菌，使酵母菌称为感受态细胞，白细胞介素基因进入酵母菌细胞内，并且在其细胞内维持稳定和表达的过程，称为转化在表达过程中，启动子需与RNA聚合酶识别和结合，从而驱动转录过程。（3）在体液免疫过程中，白细胞介素是由T淋巴细胞分泌的；由于细菌属于原核生物，细胞中无内质网和高尔基体等加工白细胞介素的细胞器，因此为了能成功表达出白细胞介素，不使用细菌，而使用酵母细胞作为受体细胞。24. （8分）黑麦草具有抗除草剂草甘麟的能力，是因为黑麦草拥有编码抗草甘麟酶的基因。科学家利用该基因.通过转基因技术获得了抗除草剂草甘磷的玉米新品种。培育新品种过程中用到了PCR技术(如图所示)，请回答下列问题: (1)通过反转录法得到_文库，从中选取抗草甘磷酶的基因。该方法获得的目的基因缺少基因表达所需的调控序列，即_。(2)体外获得大量编码抗草甘麟酶的基因要利用PCR技术，该技术所依据的原理为_，图中物质A是_，B酶是_。(3)将目的基因导入植物细胞有多种方法，最常用的是_。(4)若需要对转入抗草甘麟基因的玉米进行个体生物学水平的鉴定，需要对玉米做_ 操作。(5)若实验结果不理想，为了提高抗草甘麟酶活性，可以通过_工程设计和改造编码抗草甘麟酶的基因。【答案】 （1） cDNA 启动子 （2）DNA双链复制 引物 Taq （或“耐高温的DNA聚合”） （3）农杆菌转化法 喷洒草甘膦 （4） 蛋白质【解析】（1）通过反转录法得到的DNA不含非编码