【名师一号】高考生物一轮复习 （基础回扣+考点整合+命题研析+课内外训练） 专题一 基因工程专讲专练（含详解）新人教版选修3.doc

【名师一号】2014届高考生物一轮复习 （基础回扣+考点整合+命题研析+课内外训练） 专题一 基因工程专讲专练（含详解）1(2012江苏单科)下列关于转基因生物安全性的叙述，错误的是()a种植转基因作物应与传统农业种植区隔离b转基因作物被动物食用后，目的基因会转入动物体细胞中c种植转基因植物有可能因基因扩散而影响野生植物的遗传多样性d转基因植物的目的基因可能转入根际微生物解析本题主要考查转基因生物安全性的相关问题，种植转基因作物时为了避免基因污染，应与传统农业种植区隔离，故a对；转基因作物被动物食用后，目的基因会被动物消化，不会转入动物体细胞中，故b错；转基因植物有可能将基因扩散至野生植物中，从而影响野生植物的遗传多样性，故c对；转基因植物的目的基因可能转入微生物，故d对。答案b2(2012浙江理综)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bb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bc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mrna，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a3(2011浙江五校高三联考)基因治疗是指()a对有基因缺陷的细胞提供营养，从而使其恢复正常，达到治疗疾病的目的b把健康的外源基因导入到有基因缺陷的细胞中，达到治疗疾病的目的c运用人工诱变的方法，使有基因缺陷的细胞发生基因突变恢复正常d运用基因工程技术，把有缺陷的基因切除，达到治疗疾病的目的解析基因缺陷疾病是无法通过改善营养治疗的，目前也不能对缺陷基因进行切除治疗，基因突变具有不定向性。答案b4(2011南京二模)利用外源基因在受体细胞中表达，可生产人类所需的产品。下列选项中能说明目的基因完成表达的是()a棉花细胞中检测到载体上的标记基因b山羊乳腺细胞中检测到人生长激素的基因c大肠杆菌中检测到人胰岛素基因的mrnad酵母菌细胞中提取到人的干扰素解析基因的表达即控制蛋白质的合成，包括转录和翻译，仅仅转录出mrna还不能叫表达，只有合成了相应的蛋白质才能证明目的基因完成了在受体细胞中的表达。答案d5(2012东城区检测)下列一般不作为基因工程中的标记基因的是()a四环素抗性基因b绿色荧光蛋白基因c产物具有颜色反应的基因d贮藏蛋白的基因解析标记基因位于运载体(质粒)上，以利于重组dna的鉴定和选择，如四环素抗性基因、绿色荧光蛋白基因、产物具有颜色反应的基因等。答案d6(2012湘潭二模)下列关于转基因生物与环境安全的叙述错误的是()a重组的微生物在降解污染物的过程中可能产生二次污染b种植抗虫棉可以减少农药的使用量，对环境没有任何负面影响c如果转基因植物的花粉中有毒蛋白或过敏蛋白，可能会通过食物链传递到人体内d转基因生物所带来的环境安全问题在今后有可能得到解决解析种植抗虫棉可以减少农药的使用量，但也会改变生态系统中的能量流动和物质循环，可能对环境造成负面影响。答案b7ch1l基因是蓝细菌拟核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基因的基本组成单位是脱氧核苷酸b过程中使用限制酶的作用是将dna分子的磷酸二酯键打开c过程中都要使用dna聚合酶d若操作成功，可用含红霉素的培养基筛选出该变异株解析基因的基本组成单位是脱氧核苷酸，故a正确；限制酶作用于质粒和目的基因的磷酸二酯键，使它们形成相同的黏性末端，故b正确；过程都要使用限制酶和dna连接酶，故c错误；若操作成功，在无ch1l基因的蓝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，故d正确。答案c8(2013全国信息卷)在基因工程中，可依据受体细胞的类型及其生理特性来选择合适的载体，既能高效地携带目的基因进入受体细胞，又能方便地进行检测。已知有以下几类含有不同标记基因的质粒，不可做为侵入大肠杆菌的载体的是(已知青霉素可杀死细菌，四环素可杀死支原体)()a. b.c. d.解析a质粒携带目的基因是否进入大肠杆菌，可用含有青霉素的培养基培养大肠杆菌，如果大肠杆菌不死亡，说明这些大肠杆菌已含有了a质粒上的标记基因表达出的性状，进一步说明目的基因已被携带进入大肠杆菌细胞内。b质粒由于抗四环素标记基因对大肠杆菌无影响，所以不能用于对目的基因是否进入大肠杆菌的检测。c和d质粒上的标记基因均可明显指示目的基因是否进入大肠杆菌细胞内。答案b9下列是四种限制酶切割形成的8个末端，你是否能用dna连接酶将它们连接起来？(1)ctgca(2)ac(3)gc g tg cg(4)g(5)g(6)gc cttaa acgtc cg(7)gt (8)aattc ca g解析1、4、5、8都是错切形成的黏性末端，据碱基排列顺序可确定4和8、1和5具有相同的黏性末端，能连接成功；2、3、6、7都是平切形成的平末端，据碱基排列顺序可确定2和7；3和6分别为相同限制酶切割，可连接成功。答案2和7能连接形成acgt tgca 4和8能连接形成 gaattc cttaag 3和6能连接形成 gcgc cgcg 1和5能连接形成 ctgcag gacgtc10(2012江苏)图表示含有目的基因d的dna片段长度(bp即碱基对)和部分碱基序列，图表示一种质粒的结构和部分碱基序列。现有mps、bamh、mbo、sma4种限制性核酸内切酶，它们识别的碱基序列和酶切位点分别为ccgg、ggatcc、gatc、cccggg。请回答下列问题：(1)图的一条脱氧核苷酸链中相邻两个碱基之间依次由_连接。(2)若用限制酶sma 完全切割图中dna片段，产生的末端是_末端，其产物长度为_。(3)若图中虚线方框内的碱基对被ta碱基对替换，那么基因d就突变为基因d。从杂合子中分离出图及其对应的dna片段，用限制酶sma完全切割，产物中共有_种不同长度的dna片段。(4)若将图中质粒和目的基因d通过同种限制酶处理后进行连接，形成重组质粒，那么应选用的限制酶是_。在导入重组质粒后，为了筛选出含重组质粒的大肠杆菌，一般需要用添加_的培养基进行培养。经检测，部分含有重组质粒的大肠杆菌菌株中目的基因d不能正确表达，其最可能的原因是_。解析(1)一条脱氧核苷酸链中相邻的两个碱基之间是通过“脱氧核糖磷酸脱氧核糖”相连的，要注意与两条脱氧核苷酸链的相邻碱基之间通过氢键相连进行区分。(2)从sma的识别序列和切点可见，其切割后产生的是平末端，图中dna片段有sma的两个识别序列，故切割后产生的产物长度为537(5343)bp、790(79633)bp和661(6583)bp三种。(3)图示方框内发生碱基的替换后，形成的d基因失去了1个sma的识别序列，故d基因、d基因用sma完全切割后产物中除原有的3种长度的dna片段外，还增加一种537790bp的dna片段。(4)目的基因的两端都有bamh的识别序列，质粒的启动子后抗生素a抗性基因上也有bamh的识别序列，质粒的启动子后抗生素a抗性基因上也有bamh的识别序列，故应选用的限制酶是bamh，此时抗生素b抗性基因作为标记基因，故筛选时培养基中要添加抗生素b。若重组质粒已导入了受体细胞却不能表达，很可能是因为用同种限制酶切割后，目的基因和质粒有两种连接方式，导入受体细胞的重组质粒是目的基因和质粒反向连接形成的。答案(1)脱氧核糖、磷酸、脱氧核糖(2)平537 bp、790 bp、661 bp(3)4(4)bamh抗生素b同种限制酶切割形成的末端相同，部分目的基因d与质粒反向连接11(2012山东泰安一模)普通番茄细胞中含有多聚半乳糖醛酸酶基因，控制细胞产生多聚半乳糖醛酸酶，该酶能破坏细胞壁，使番茄软化，不耐贮藏。科学家们通过基因工程技术，培育出了抗软化、保鲜时间长的番茄新品种，操作流程如图。请据图回答：(1)在番茄新品种的培育过程中，将目的基因导入受体细胞采用最多的方法是_，筛选出含重组dna的土壤农杆菌时通常依据质粒上的_的表达。(2)为促使图中、过程的顺利完成，需要在_条件下进行。要快速繁殖转基因抗软化番茄植株，目前常用的科技方法是_。为获得这种番茄的脱毒苗，应用其_进行培养。(3)除了图示培育方法外，还可通过蛋白质工程技术，对_的结构进行特定的改变，从而获得抗软化的番茄品种，关键的操作是对_进行定向改造。(4)为防止转基因番茄通过花粉将抗多聚半乳糖醛酸酶基因传播给其他植物而造成基因污染，可将抗多聚半乳糖醛酸酶基因导入番茄植物细胞的_(结构)中。解析(1)将目的基因导入植物细胞采用最多的方法是农杆菌转化法。标记基因的作用是为了鉴定受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来，因此筛选出含重组dna的土壤农杆菌时通常依据质粒上标记基因的表达。(2)和过程是植物组织培养，该过程只有在无菌和人工条件下才能顺利完成。运用植物组织培养技术可以快速繁殖优良品种，该技术又称植物的微型繁殖技术。植物分生区附近如茎尖的病毒极少，可以切取一定大小的茎尖进行组织培养，从而获得脱毒苗。(3)蛋白质工程的目标是根据人们对蛋白质功能的特定需求，对蛋白质的结构进行分子设计。但由于基因决定蛋白质，要对蛋白质的结构进行设计改造，最终还必须通过改造基因来完成。人们要获得抗软化的番茄品种，就必须对多聚半乳糖醛酸酶基因进行定向改造，从而达到对多聚半乳糖醛酸酶的结构进行特定的改变。(4)细胞质基因遗传表现为母系遗传，因此将抗多聚半乳糖醛酸酶基因导入番茄植物细胞的线粒体或叶绿体中可防止转基因番茄通过花粉将抗多聚半乳糖醛酸酶基因传播给其他植物而造成基因污染。答案(1)农杆菌转化法标记基因(2)无菌和人工控制植物组织培养(微型繁殖)茎尖(3)多聚半乳糖醛酸酶多聚半乳糖醛酸酶基因(4)线粒体或叶绿体12(2012福建普高毕业班质检)人外周血单核细胞能合成白介素2(il2)。该蛋白可增强机体免疫功能，但在体内易被降解。研究人员将il2基因与人血清白蛋白(hsa)基因拼接成一个融合基因，并在酵母菌中表达，获得具有il2生理功能、且不易降解的il2hsa融合蛋白。其技术流程如图。请回答：(1)培养人外周血单核细胞的适宜温度为_ ；图中表示_过程。(2)表达载体1中的位点_，应为限制酶bgl的识别位点，才能成功构建表达载体2。(3)表达载体2导入酵母菌后，融合基因转录出的mrna中，与il2蛋白对应的碱基序列不能含有_(起始、终止)密码子，才能成功表达出il2hsa融合蛋白。(4)应用_杂交技术可检测酵母菌是否表达出il2hsa融合蛋白。解析(1)人体的体温是37 左右，因此培养人体细胞的最适宜温度就是37 。由mrna到cdna过程是逆转录过程。(2)根据图解可知目的基因的两端分别是由限制酶ecor、bgl切割的，一般用同一限制酶切割才能形成相同的黏性末端，表达载体1中的位点a具有ecor的识别位点，因此位点a应为限制酶bgl的识别位点，用其切割才能成功构建表达载体2。(3)mrna中如果含有终止密码子，则会导致翻译终止，不能合成出目的蛋白。(4)抗原、抗体的结合具有特异性，抗原抗体杂交技术可以迅速检测出酵母菌是否表达出il2hsa融合蛋白。答案(1)37(或36.50.5)反(或逆)转录(2)a(3)终止(4)抗原抗体 13.科学家通过基因工程方法，将苏云金芽孢杆菌的bt毒蛋白基因转入普通棉株细胞内，并成功实现了表达，从而培育出了能抗棉铃虫的棉花植株抗虫棉。其过程大致如图所示。根据题意，回答下列问题：(1)基因工程的操作程序主要包括的四个步骤是：_、_、_、_。(2)ti质粒是农杆菌中的一种质粒，其上有tdna，把目的基因插入ti质粒的tdna中是利用tdna的_的特点。(3)bt毒蛋白基因转入普通棉株细胞内并成功实现表达的过程，在基因工程中称为_。(4)将目的基因导入受体细胞的方法有很多种，该题中涉及的是_。(5)目的基因能否在棉株体内稳定维持和表达其遗传特性的关键是_，这需要通过检测才能知道，检测采用的方法是_。解析本题以抗虫棉的培育为背景，考查了运用基因工程技术生产转基因作物的步骤、方法。农杆菌转化法是将目的基因导入植物细胞的常用方法，利用它能在自然条件下感染双子叶植物和祼子植物，以及其ti质粒上的tdna能转移至受体细胞，并且整合到受体细胞染色体dna上的特点，可以把目的基因插入其ti质粒的tdna中，借助其作用使目的基因成功导入受体细胞。答案(1)目的基因的获取基因表达载体的构建将目的基因导入受体细胞目的基因的检测与鉴定(2)可转移至受体细胞并且整合到受体细胞染色体dna上(3)转化(4)农杆菌转化法(5)目的基因是否插入到了受体细胞的染色体dna上dna分子杂交技术教 师 备 用 资 源1.(2012东城示范校联考)降钙素是一种多肽类激素，临床上用于治疗骨质疏松症等。人的降钙素活性很低，半衰期较短。某科学机构为了研发一种活性高、半衰期长的新型降钙素，从预期新型降钙素的功能出发，推测相应的脱氧核苷酸序列，并人工合成了两条72个碱基的dna单链，两条链通过18个碱基对形成部分双链dna片段，再利用klenow酶补平，获得双链dna，过程如图：获得的双链dna经ecor(识别序列和切割位点attc)和bamh(识别序列和切割位点atcc)双酶切后插入大肠杆菌质粒中。下列有关分析错误的是()aklenow酶是一种dna聚合酶b合成的双链dna有72个碱基对cecor和bamh双酶切的目的是保证目的基因和运载体的定向连接d筛选重组质粒需要大肠杆菌质粒中含有的标记基因解析合成的单链dna有72个碱基，从题图看出两条单链并未左右两端对齐配对，只通过18个碱基对形成部分双链dna片段，因此获得的双链dna有碱基对727218126个碱基对。答案b2(2011四川)北极比目鱼中有抗冻基因，其编码的抗冻蛋白具有11个氨基酸的重复序列，该序列重复次数越多，抗冻能力越强。如图是获取转基因抗冻番茄植株的过程示意图，有关叙述正确的是()a过程获取的目的基因，可用于基因工程和比目鱼基因组测序b将多个抗冻基因编码区依次相连成能表达的新基因，不能得到抗冻性增强的抗冻蛋白c过程构成的重组质粒缺乏标记基因，需要转入农杆菌才能进行筛选d应用dna探针技术，可以检测转基因抗冻番茄植株中目的基因的存在及其完全表达解析过程为逆转录过程获得目的基因，缺少相应的内含子，所以用这种方法获得的基因不能用于比目鱼基因组测序。将多个抗冻基因编码区依次相连成能表达的新基因，得到的可能不再是抗冻基因。重组质粒上有标记基因，并不是转入农杆菌才能筛选，而是用农杆菌转化法，有利于重组质粒导入受体细胞。应用dna探针技术，可以检测目的基因是否在受体细胞中存在，并不能检测其是否表达。答案b3近年来基因工程的发展非常迅猛，科学家可以用dna探针和外源基因导入的方法进行遗传病的诊断和治疗，下列做法中不正确的是()a用dna探针检测镰刀型细胞贫血症b用dna探针检测病毒性肝炎c用导入外源基因的方法治疗半乳糖血症d用基因替换的方法治疗21三体综合征解析镰刀型细胞贫血症是由于基因突变引起的疾病，用珠蛋白的dna探针可以检测到；用dna探针也可以很方便地检测出肝炎患者的病毒；半乳糖血症是由于体内缺少半乳糖苷转移酶，将控制半乳糖苷转移酶合成的基因导入半乳糖血症患者的体内，可以治疗这种疾病；21三体综合征是由于患者多了一条21号染色体，不能用基因替换的方法治疗。答案d4现有一长度为3 000碱基对(bp)的线性dna分子，用限制性核酸内切酶酶切后，进行凝胶电泳，使降解产物分开。用酶h单独酶切，结果如图；用酶b单独酶切，结果如图；用酶h和酶b同时酶切，结果如图。该dna分子的结构及其酶切图谱是()解析本题用排除法做比较容易，即在a、b、c、d四选项中分别去掉一种酶切点后，再和相应的酶切图、进行比较。答案a5下面是5种限制性核酸内切酶对dna分子的识别序列和剪切位点图(表示剪切点，切出的断面为黏性末端)：限制酶1：gatc限制酶2：catg限制酶3：ggatcc限制酶4：ccgcgg限制酶5：ccagg请指出下列哪项表述正确()a限制酶2和4识别的序列都包含4个碱基对b限制酶3和5识别的序列都包含5个碱基对c限制酶1和3剪出的黏性末端相同d限制酶1和2剪出的黏性末端相同解析本题考查基因工程的工具限制性核酸内切酶及学生的推理能力、综合运用知识分析解决问题的能力。限制酶2、3、4、5所识别的碱基对分别是4个、6个、6个和5个，因此a、b表达错误；限制酶1剪出的黏性末端是、gatc，限制酶2剪出的黏性末端是、，限制酶3剪出的黏性末端是、gatcc g，其中限制酶1和3剪出的黏性末端相同，而限制酶1和2剪出的黏性末端不同，故c正确，d错误。答案c6科学家们经过多年的努力，创立了一种新兴生物技术基因工程，实施该工程的最终目的是()a定向提取生物体的dna分子b定向地对dna分子进行人工“剪切”c在生物体外对dna分子进行改造d定向地改造生物的遗传性状解析这种技术可对基因进行定向改造和重组，产生出人们所需要的基因产物。答案d7下列有关质粒的叙述，正确的是()a质粒是广泛存在于细菌细胞的一种颗粒状细胞器b质粒是细菌细胞质中能自我复制的小型环状dna分子c质粒只有在侵入宿主细胞后才能在宿主细胞内复制d细菌质粒的复制过程一定是在宿主细胞外独立进行的解析质粒是许多细菌及酵母菌等生物中能够自我复制的很小的环