高考生物 易错点点睛与高考突破 专题17 人类基因组研究与基因工程.doc

2013年高考生物 易错点点睛与高考突破 专题17 人类基因组研究与基因工程【2013高考预测】1.人类基因组研究2.基因的结构3.基因工程简介4.基因工程的成果与应用5.基因测序与转基因技术的综合运用 【难点突破】难点1 基因测序与转基因技市的综合运用 1人类基因组计划的首要目标是测定人类dna中的碱基排列顺序，测序的方法有多种。化学修饰法是一种传统的dna序列分析法，是由美国哈佛大学的maxam和gilbert发明的。其基本原理是：用特制的化学试剂处理末端具放射性标记的dna片段，造成碱基的特异性切割，由此产生一组由各种不同长度的dna链组成的混合物。将上述混合物经凝胶电泳处理(类似于纸层析法分离色素)，将不同长度的dna链按大小分离。再经放射自显影后，根据x光底片上所显现的相应的谱带，读出待测dna片段上的碱基排列顺序。下面是测定dna片段中胞嘧啶位置的过程示意图： (1)下列有关上图的叙述中，错误的一项是 a图中化学试剂的作用是破坏胞嘧啶脱氧核苷酸 b图中所示的混合物是由五种不同的dna片段组成的 c凝胶电泳的作用是将不同长度(大小)的dna片段分离开来 d根据放射自显影的结果可判定胞嘧啶在该dna片段上的位置 (2)若要判断鸟嘌呤在该段dna片段上的位置，在采用上述方法时， 用来切割dna的化学试剂应有什么特点? 。 用该化学试剂处理后，获得的混合物中，被标记的有几种? 。 (3)从理论上分析，按化学修饰法来测定一段dna(双链)中的全部碱基顺序，最少要按上图所示模式操作几次?请简要说明理由。 。【易错点点睛】易错点1人类基因组研究 1类基因组计划”中的基因测序工作是指测定adna的碱基对排列顺序b信使rna的碱基排列顺序c蛋白质的氨基酸排列顺序ddna的基因排列顺序。基因排列顺序属于遗传图谱、物理图谱的绘制，而序列图是测定出dna脱氧核苷酸对(碱基对)的全部序列，即基因的脱氧核苷酸的排列顺序。【正确解答】 a【特别提醒】 (1)人类基因组是指人体dna分子所携带的全部遗传信息。人类的单倍体基因组由24条双链 dna分子组成(包括x、y染色体的dna)，共有 30亿个碱基对，估计有335万个基因。(2)人类基因组计划的研究工作对人的基因组进行分组(如根据染色体不同可以分为24组)对人的基因组进行标记，即在每条染色体或更小的区域找到待定dna序列作为标志。利用已知的标记序列，将已克隆的基因组 dna排序克隆并测定人的基因组全部序列具体研究每一个基因的结构、功能；表达、调控等性质。 (3)应当关注人类基因组研究的最新成果如：克隆步移法等。【变式探究】1、请回答关于人类基因组计划的有关问题： (1)自然科学史上的三大计划是指 、 、 。 (2)中国参与人类基因组计划，测定1序列的意义是 。中国科学家测定的是3号染色体短臂上 万个碱基对的序列任务。 (3)人类基因组计划的研究，还包括5种模式生物基因组的研究，这5种模式生物是指 、 、 、 、 。 (4)美国塞莱拉遗传信息公司发现：基因数量少得惊人，人类约3万个左右；人类基因组中的14的区域是无基因的片段；353的基因组包含重复的序列；地球上人与人之间9999的基因密码是相同的。据上述材料总结基因与dna的关系。 。答案：(1)人类基因组计划 曼哈顿原子弹子计划 阿波罗登月计划(2)关系到我国21世易错点2 基因的结构 1设一种细菌dna某基因的编码区有360个核苷酸对，它所编码的蛋白质长度是：a约360个氨基酸b约1 080个氨基酸c整120个氨基酸d少于120个氨基酸2的某个基因发生了突变，导致该基因编码的蛋白质肽链中一个氨基酸替换成了另一个氨基酸，那么突变的碱基是在基因的什么位置。 a外显子 b编码区 crna聚合酶结合的位点 d非编码区【特别提醒】 (1)真核生物的基因中编码区由于包含外显子和内含子部分，在控制相同数目的氨基酸的蛋白质合成时真核生物基因中碱基对数目必然多于原核生物。 (2)在已知基因中碱基对数目计算：所能控制合成蛋白质中氨基酸数目，或知道蛋白质中氨基酸数目，推算基因中碱基对数目都是在不考虑非编码区、内含子、控制起始密码子、终止密码子的碱基序列的不确切计算，一般应用“少于”或“多于”表示这种关系。 (3)真核生物基因中编码区的外显子与内含子；相间隔存在，外显子比内含子多一个；外显子含碱基对数目与内含子不同；内含子在转最后要被切除，将对外显子的转录部分拼接起来，才得到成熟：的信使rna。【变式训练】1 以下关于基因结构中“与rna聚合酶结合位点”的说法错误的是 a“与rna聚合酶结合位点”是起始密码 b“与rna聚合酶结合位点”是转录rna时rna聚合酶的一个结合点 c“与rna聚合酶结合位点”能够使酶准确地识别转录的起始点并开始转录 d“与rna聚合酶结合位点”在转录mrna时，起调控作用2 在一个真核细胞基因的编码区中，有两个外显子和一个内含子，测得一个外显子有126个碱基，另一个外显子有180个碱基；内含子含36个碱基，那么这个编码区的碱基编码序列最多能编码的氨基酸个数是 a114个 b57个 c171个 d51个答案： d 解析：最多编码氨基酸的个数是：(126+180)651易错点3 基因t酲简介 1基因工程的方法培育抗虫棉，下列导人目的基因的做法，正确的是将毒素蛋白注射到棉受精卵中；将编码毒素蛋白的dna序列，注射到棉受精卵中；将编码毒素蛋白的dna序列，与质粒重组，导人细菌中，用该细菌感染棉的体细胞，再进行组织培养；将编码毒素蛋白的dna序列，与质粒重组，注射到棉的子房并进入受精卵 a b c d2家通过基因工程的方法，能使马铃薯块茎含有人奶主要蛋白。以下有关该基因工程的叙述，错误的是a采用反转录的方法得到的目的基因有内含子b基因非编码区对于目的基因在块茎中的表达是不可缺少的c马铃薯的叶肉细胞可作为受体细胞d用同一种限制酶，分别处理质粒和含有目的基因的dna，可产生黏性末端而形成重组dna分子【特别提醒】 (1)应熟悉基因操作过程的工具：限制性内切酶的特点、种类。dna连接酶连接的位点；运载体的特点与种类。 (2)掌握得到目的基因的方法：很多抗虫、抗病毒的基因用直接分离基因的方法获得到，而获取真核细胞的基因时一般用人工合成基因的方法，人工合成目的基因的两种途径是：反转录法、化学合成法。 (3)应理解目的基因与运载结合的过程，目的基因导入受体细胞、目的基因的检测和表达的过程和方法。【变式训练】1 有关基因工程的叙述，正确的是 a基因工作是细胞水平上的生物工程 b基因工程的产物对人类都是有益的 c基因工程产生的变异属于人工诱变 d基因工程育种的优点之一是目的性强2 日本近畿大学人谷明教授等把菠菜的基因植入猪的受精卵内，最近培育出不饱和脂肪酸含量高的猪。在对这种猪的脂肪组织进行分析后发现，它们体内的不饱和脂肪酸要比一般猪高大约20。植入猪受精卵里的波菜基因控制菠菜根部的一种酶*，这种酶能够将饱和脂肪酸转换为不饱和脂肪酸。请根据以上材料，回答下列问题： (1)高不饱和脂肪酸猪的诞生，运用了 技术手段。 (2)菠菜基因之所以能植入猪细胞内，并大量繁殖的物质基础是 。 (3)具有菠菜基因的猪，体内不饱和脂肪酸要比一般猪高大约20，说明 。 (4)植物和动物间基因移植成功，说明生物间合成蛋白质的方式 ，并且共用一套 。从进化角度看，菠菜和猪具有 。 (5)猪的dna分子被“嫁接”上菠菜基因，并不影响猪体内其他基因的表达，说明 。 3、物基因工程中，用土壤农杆菌中的ti质粒作为运载体，把目的基因重组人ti质粒上的tdna片段中。再将重组的tdna插入植物细胞的染色体dna中。 (1)科学家在进行上述基因操作时，要用同一种分别切割质粒和目的基因，质粒的黏性末端与目的基因dna片段的黏性末端就可能通过而黏合。 (2)将携带抗除草剂基因的重组ti质粒导人二倍体油菜细胞，经培养、筛选获得一株有抗除草剂特性的转基因植株。经分析，该植株含有一个携带目的基因的tdna片段，因此可以把它看作是杂合子。理论上，在该转基因植株自交代中，仍具有抗除草剂特性的植株占总数的 ，原因是 。 (3)种植上述转基因油菜，它所携带的目的基因可以通过花粉传递给近缘物种，造成“基因污染”。如果把目的基因导人叶绿体dna中，就可以避免“基因污染”，原因是 。易错点4基因工程的成果与应用 1型细胞贫血症的病因是血红蛋白基因的碱基序列发生了改变。检测这种碱基序列改变必须使用的酶是 a解旋酶 bdna连接酶 c限制性内切酶 drna聚合酶2技术依据dna分子杂交原理的是用dna分子探针诊断疾病b淋巴细胞与骨髓瘤细胞的杂交快速灵敏地检测饮用水中病毒的含量目的基因与运载体结合形成重组dna分子 a b c d3转基因育种与单倍体育种、多倍体育种、杂交育种、诱变育种相比，最突出的特点是 a打破种间隔离 b缩短育种年限 c实现种间遗传性状的定向改造 d提高突变频率【错误答案】a4下列各项不属于基因工程在实际中应用的是 a转基因抗虫棉的培育成功 b利用dna探针检测饮用水中有无病毒 c利用工程菌使之产生胰岛素 d将植物叶绿体移人植物细胞内【特别提醒】 (1)利用工程菌生产基因工程药品往往需要基因工程和发酵工程或酶工程的联合，其中基因工程是上游技术，发酵工程是下游技术。 (2)基因诊断是用放射性同位素(如)，荧光分子等标记的dna分子做探针，利用dna分子杂交的原理，鉴定被测标本上的遗传信息，可以快速简便地检测体内的病毒，诊断遗传性疾病和肿瘤。 (3)基因治疗是将外源的正常基因导入患者特定细胞内，纠正或补偿缺陷基因的功能而达到治疗的目的。导入的基因可以是与缺陷基因相对应的正常同源基因或是与缺陷基因无关的治疗基因。目前对缺陷基因的矫正和置换尚无体内成功的报道，都是采用基因增补的方法将外源基因导入体细胞，通过非定点整合和表达产物来补偿缺陷基因的功能而获得治疗效果，因靶细胞的不同，基因治疗分为体细胞基因治疗和生殖细胞基因治疗。前者是用一定的方法把外源基因直接导入或先导入离体细胞后，再回输给患者特定的组织达到治疗目的。后者是将外源目的基因导入受精卵或早期胚体，纠正生殖细胞的遗传缺陷，使后代发育成正常个体。【变式训练】1 上海医学遗传研究所成功培育出第一头携带人白蛋白基因的转基因牛。他们还研究出一种可大大提高基因表达水平的新方法，使转基因动物乳汁中的药物蛋白含量提高30多倍，标志着我国转基因研究向产业化的目标又迈进了一大步。以下与此有关的叙述中，正确的是 a“转基因动物”是指体细胞中出现了新基因的动物 b所谓“提高基因表达水平”是指设法使牛的乳腺细胞中含有更多的人白蛋白基因 c人们只有在转基因牛的乳汁中才能获取人白蛋白，是因为人白蛋白基因只在转基因牛的乳腺细胞中是纯合的，而在其他细胞中则是杂合的 d因牛的肌肉细胞中也有人白蛋白基因，但因种种原因，不发生转录、翻译，故不合成人白蛋白答案： d 解析：转基因牛的体细胞中虽都含有蛋白质基因，但只有在乳腺细胞中才能表达。a项中，“转基因动物”所得到的目的基因是指原来就存在其他生物体内的正常基因，并非是“新”基因。2 如果科学家通过转基因工程，成功地把一名女性血友病患者的造血干细胞进行改造，使其凝血功能恢复正常，那么，后来她所生的儿子中 a全部正常 b一半正常 c全部有病 d不能确定【2013高考突破】1、人的糖蛋白必须经内质网和高尔基体进一步加工合成。通过转基因技术，可以使人的的糖蛋白折基因得以表达的受体细胞是 a大肠杆菌 b酵母菌 c噬菌体 d质粒dna答案： b 解析：只有酵母菌细胞中才具有内质网和高尔基体。2、原核生物中某一基因的编码区起始端插入了一个碱基对。在插入位点的附近，再发生下列哪种情况可以对其编码的蛋白质结构影响最小a置换单个碱基对 b增加4个碱基对c缺失3个碱基对 d缺失4个碱基对3、植物学家在培育抗虫棉时，对目的基因作了适当的修饰，使得目的基因在棉花植株的整个生长发育期都表达，以防止害虫侵害。这种对目的基因所作的修饰发生在 a内含子 b外显子 c编码区 d非编码区4、下图为果绳染色体图，若要对此果蝇进行染色体的脱氧核苷酸序列的测定，那么需要测定的染色体是a、y b、y c、y d、y5、随着转基因技术的发展，“基因污染”应运而生，关于基因污染的下列说法不正确的是 a转基因作物可能过花粉扩散到它的近亲作物上，从而污染生物基因库 b杂草害虫从它的近亲获得抗性基因，可能破坏生态系统的稳定性 c基因污染是一种不可增殖的污染 d基因污染难以清除6、切取某动物合成生长素的基因，用某种方法将此基因转移到鲇鱼的受精卵中，从而使鲇鱼比同类个体大34倍，此项研究遵循的原理是 a基因突变 dnarna蛋白质 b基因工程 dnarna蛋白质 c细胞工程 dnarna蛋白质 d基因工程 rnadna蛋白质答案： b 解析：基因工程中将一种生物的基因转移到另一种生物体内实现了基因重组，这种基因的表达要通过中心法则来体现。7、关于真核细胞基因结构的表达中，正确的是 a不同基因中外显子的碱基对在整个基因碱基对中所占比例很大 b外显子所含碱基对一般多于内含子 c内含子是不能转录、不能编码蛋白质的序列 d非编码区对基因的表达起调控作用8、在遗传学研究中，常用信使rna进行基因的克隆 (即形成许多完全相同的dna)，这种快速克隆基因的步骤依次是转录 dna复制 逆转录 遗传密码的翻译 a b c d9、下列有关基因工程的叙述中，错误的是 adna连接相互本酶将黏性末端的碱基对连接起来 b基因探针是指用放射性同位素或荧：光分子等标记的dna分子 c基因治疗主要是对有缺陷的细胞进行修复 d蛋白质中氨基酸序列可为合成目的基因提供资料10、美籍华裔科学家、华东师大生物系84级毕业生钱卓博士最近成功地利用基因工程技术培养出一批聪明的老鼠，这项在遗传工程领域的重大突破，为人类在神秘而黑暗的大脑科学研究领域开启了一扇天窗。下面有关基因和基因工程的一些叙述，正确的是 孟德尔早在十九世纪六十年代就提出了遗传因子(即现在称为基因)的论点 人工诱变可以使基因的结构改变，从而选育出入类需要的优良品种 基因工程和遗传工程两个概念相似 钱卓博士的工作意味着人类在不远的将来，借助此技术生育出智商高的婴儿，同时借助此技术研究和治疗与年龄有关的记忆丧失及老年痴呆症 a b c d答案：a 解析：人工诱变诱发基因突变，使基因分子结构改变。11、下列叙述符合基因工程概念的是a.b淋巴细胞与肿瘤细胞融合，杂交瘤细胞中含有b淋巴细胞中的抗体基因b.将人的干扰素基因重组到质粒后导入大肠杆菌，获得能产生人干扰素的菌株c.用紫外线照射青霉菌，使其dna发生改变，通过筛选获得青霉素高产菌株d.自然界中存在的噬菌体自行感染细菌后其dna整合到细菌dna上12、某实验室做了下图所示的实验研究，下列相关叙述，正确的是a与纤维母细胞相比，过程形成的诱导干细胞的全能性较低b过程是诱导干细胞的结构和遗传物质发生稳定性差异的过程c每个y细胞只产生一种抗体，故过程不需要选择性培养基进行筛选d过程产生的单抗，不需细胞膜上载体蛋白的协助就能释放到细胞外【解析】选d。诱导干细胞的全能性高于纤维母细胞，a错误；过程是细胞的分化过程，也即基因的选择性表达过程，但遗传物质一般不会变化,b错误；病毒蛋白质外壳上有多个抗原决定簇，刺激的b细胞产生的抗体不一定是需要的抗体，因此仍需筛选，c错误；抗体的分泌是外排作用，而不是跨膜运输，不需要细胞膜上的载体蛋白协助，d正确。13、回答下列两个小题为提高小麦的抗旱性，有人将大麦的抗旱基因（hva）导入小麦，筛选出hva基因成功整合到染色体上的高抗旱性t。植株（假定hva基因都能正常表达）。（1）某t。植株体细胞含一个hva基因。让该植株自交，在所得种子中，种皮含hva基因的种子所占比例为_，胚含hva基因的种子所占比例为_.。（2）某些t。植株体细胞含两个hva基因，这两个基因在染色体上的整合情况有下图所示的三种类型（黑点表示hva基因的整合位点）。 将t。植株与非转基因小麦杂交：若子代高抗旱性植株所占比例为50%，则两个hva基因的整合位点属于图_类型；若子代高抗旱性植株所占的比例为100%，则两个hva基因的整合位点属于图_类型。 让图c所示类型的t。植株自交，子代中高抗旱性植株所占比例为_。【答案】 .（1）100% 75% （2）b a 15/1611、目前，转基因技术已广泛地应用于农业，转基因食品已近在咫尺，甚至已收我们的餐桌。有一种芽暝蛾，科学家将这一控制毒素合成的基因(bt基因)导人玉米体内，培育出了具有抗虫能力的玉米 bt转基因玉米。英国权威科学杂志自然1999年5月发表了一篇令世人震惊的论文，文中说，研究人员将bt转基因玉米”的花粉撒在苦莴苣菜叶上，然后让蝴蝶幼虫啃食这些菜叶，4天之后，44的幼虫死亡；而另一组幼虫啃食撒有普通玉米花粉的菜叶，基本没有出现死亡。请分析上述材料反回答问题： (1)培育转基因农作物过程中，进行基因操作的基本步骤有： 、 、 、 。 (2)蝴蝶幼虫啃食撒有bt转基因玉米花粉的菜叶造成死亡的原因是 。 (3)我国相关机构已尼明确要求，凡是由转基因农作物生产的产品在其包装上必须加明确标注是转基因产品，并说明此产品是否含有转基因成分。这里讲的“转基因成分”是指 。 14、我国科学家韩斌博士等采用克隆步移法，完成了对品种为“日本晴”水稻梗稻基因组第4号染色体全长序列的精确测定，拼接后总长为3 500万个碱基对，精确度为 9999，覆盖染色体全长序列98(仅留下7个小的空洞)，达到了国际公认的基因组测序完成图的标准。我国科学家在完成测序精确测定的同时，还对水稻基因组第4号染色体进行了结构和功能分析，并鉴定厂4 658个基因，并注释在染色体的准确位置上，完整地测定了4号染色体的着丝粒的序列，这是迄今为止首次完成的整个高等植物染色体着丝粒序列的测定。同时还完成厂对品种为“广陆矮”水稻的第4号染色体序列的测定报道了水稻这两个主要栽培品种在基因组成、顺序及dna序列水平的一些异同。根据以上材料回答： (1)我国科学家采用了 法，完成了水稻第4号染色体上的基因组的精确测定。研究过程中需要经常使用的主要工具酶为 。 (2)水稻梗稻基因组共有 个基因，这些基因序列的总长为 个碱基对。 (3)水稻第4号染色体着丝粒的化学本质是 。 (4)对“日本晴”和“广陆矮”的基因组成、顺序及 dna序列水平异同的研究，有助于揭示两者之间的 关系。15下表中列出了几种限制酶识别序列及其切割位点，图1、图2中箭头表示相关限制酶的酶切位点。请回答下列问题：(1)一个图1所示的质粒分子经sma切割