练酷版高考生物一轮复习 课时跟踪检测（四十二）现代生物科技专题 第1讲 基因工程（选修3）.doc

课时跟踪检测（四十二） 基 因 工 程一、选择题1(2016日照月考)下图为dna分子在不同酶的作用下所发生的变化，图中依次表示限制酶、dna聚合酶、dna连接酶、解旋酶作用的正确顺序是()abc d解析：选c限制酶可在特定位点对dna分子进行切割；dna聚合酶在dna分子复制时将脱氧核苷酸连接成脱氧核苷酸链；dna连接酶可将限制酶切开的磷酸二酯键连接在一起；解旋酶的作用是将dna双链解开螺旋，为复制或转录提供模板。2(2016大庆月考)下列关于载体的叙述，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d载体具有某些标记基因，便于对其进行切割解析：选d标记基因的作用是用于受体细胞的鉴别和筛选。3.(2016邢台月考)如图为某种质粒的简图，小箭头所指分别为限制性核酸内切酶ecor、bamh的酶切位点，p为转录的启动部位。已知目的基因的两端有ecor、bamh的酶切位点，受体细胞是无任何抗药性的原核细胞。下列有关叙述正确的是()a将含有目的基因的dna与质粒分别用ecor酶切，在dna连接酶作用下，生成由两个dna片段之间连接形成的产物有两种bdna连接酶的作用是将酶切后得到的黏性末端连接起来，形成一个重组质粒时形成两个磷酸二酯键c为了防止目的基因反向粘连和质粒自行环化，酶切时可选用的酶是ecor和bamhd能在含青霉素的培养基中生长的受体细胞表明该目的基因已成功导入该细胞解析：选c如果将含有目的基因的dna与质粒分别用ecor酶切，则酶切后二者的黏性末端相同，在dna连接酶作用下，生成由两个dna片段之间连接形成的产物有三种，只有一种符合基因工程的需求；dna连接酶的作用是将酶切后的目的基因和质粒的黏性末端连接起来形成重组质粒，该过程形成4个磷酸二酯键；为了防止目的基因和质粒自行环化，酶切时可选用的酶是ecor和bamh，这样切割后得到的dna片段两侧的黏性末端不同；由于受体细胞为无任何抗药性的原核细胞，因此能在含青霉素的培养基中生长的受体细胞可能是成功导入了目的基因，也可能是只导入了不含目的基因的载体。4(2016盐城模拟)下列关于基因工程的叙述，错误的是()a目的基因和受体细胞均可来自动、植物或微生物b限制性核酸内切酶和dna连接酶是两类常用的工具酶c人胰岛素原基因在大肠杆菌中表达的胰岛素原无生物活性d载体上的抗性基因有利于筛选含重组dna的细胞和促进目的基因的表达解析：选d人的胰岛素原基因可以在大肠杆菌体内表达，但是由于大肠杆菌是原核生物，没有内质网、高尔基体等细胞器的加工，合成的胰岛素原不具有胰岛素的功能，即没有生物活性；标记基因是为了检测并筛选含重组dna的细胞，对于目的基因的表达没有影响。5(2016烟台月考)关于蛋白质工程的说法，正确的是()a蛋白质工程是在分子水平上对蛋白质分子直接进行操作b蛋白质工程能生产出自然界中不曾存在过的新型蛋白质分子c对蛋白质的改造是通过直接改造相应的mrna来实现的d蛋白质工程的流程和天然蛋白质合成的过程是相同的解析：选b蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质。由于基因决定蛋白质，因此，要对蛋白质的结构进行设计改造，还必须从基因入手。与基因工程不同，蛋白质工程能生产出自然界中不曾存在过的新型蛋白质分子。6(2016唐山月考)利用外源基因在受体细胞中表达，可生产人类所需要的产品。下列选项中能说明目的基因完成了在受体细胞中表达的是()a棉花二倍体细胞中检测到细菌的抗虫基因b大肠杆菌中检测到人胰岛素基因及其mrnac山羊乳腺细胞中检测到人生长激素dna序列d酵母菌细胞中提取到人干扰素蛋白解析：选d基因表达的产物是蛋白质，因此，只有在受体细胞中检测或提取到了相应蛋白质才能证明目的基因在受体细胞中完成了表达，a、c项只能说明完成了目的基因的导入，b项只能说明完成了目的基因的导入和目的基因的转录过程。二、非选择题7(2013全国卷)资料甲：科学家将牛生长激素基因导入小鼠受精卵中，得到了体型巨大的“超级小鼠”；科学家采用农杆菌转化法培育出转基因烟草。资料乙：t4溶菌酶在温度较高时易失去活性。科学家对编码t4溶菌酶的基因进行了改造，使其表达的t4溶菌酶第3位的异亮氨酸变为半胱氨酸，在该半胱氨酸与第97位的半胱氨酸之间形成了一个二硫键，提高了t4溶菌酶的耐热性。回答下列问题：(1)资料甲属于基因工程的范畴。将基因表达载体导入小鼠的受精卵中常用_法。构建基因表达载体常用的工具酶是_和_。在培育有些转基因植物时，常用农杆菌转化法，农杆菌的作用是_。(2)资料乙中的技术属于_工程的范畴，该工程是指以分子生物学相关理论为基础，通过基因修饰或基因合成，对_进行改造，或制造一种_的技术。在该实例中，引起t4溶菌酶空间结构改变的原因是组成该酶肽链的_序列发生了改变。解析：(1)将目的基因导入动物细胞常用显微注射法；构建基因表达载体需要限制性内切酶对目的基因所在的dna和载体进行切割，还需要dna连接酶将目的基因与载体结合；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，故可用农杆菌感染植物，将目的基因导入植物细胞。(2)资料乙中的技术属于蛋白质工程的范畴，通过改造基因，对t4溶菌酶这种蛋白质进行了改造，使组成该酶的氨基酸序列发生了改变，从而提高了t4溶菌酶的耐热性。答案：(1)显微注射限制性内切酶dna连接酶农杆菌可感染植物，将目的基因转移到受体细胞中(2)蛋白质现有的蛋白质新蛋白质氨基酸8(2016石家庄模拟)据下图表回答问题：几种限制酶识别序列切割位点表限制酶smaecorpst切割位点cccggggggcccgaattccttaagctgcaggacgtc(1)假设所用的限制酶均能将所识别的位点完全切开，采用ecor和pst酶切含有目的基因的dna，能得到_种dna片段。如果将质粒载体和含目的基因的dna片段只用ecor酶切，酶切产物再加入dna连接酶，其中由两个dna片段之间连接形成的产物有_、_、_。(2)为了防止目的基因和质粒表达载体酶切后的末端任意连接，酶切时应该选用的酶是_、_。解析：(1)含目的基因的dna分子上含有2个ecor和1个pst的酶切位点，3个切点全部切开，则形成4种dna片段。质粒与含目的基因的dna片段都用ecor切割，目的基因两端和质粒的切口处的黏性末端相同，只考虑两个dna片段相连，则会形成3种连接产物，即质粒与质粒相连、质粒与目的基因相连、目的基因与目的基因相连。(2)为了防止任意连接，可选用ecor和sma两种酶同时切割。答案：(1)4质粒载体质粒载体连接物目的基因目的基因连接物质粒载体目的基因连接物(2)ecorsma9(2016开封模拟)我国科学家张道远先生通过从耐旱灌木白花柽柳中克隆得到tsod基因，利用转基因技术转化到棉花中，获得了具备更强抗旱性的t4代转基因棉花株系。下图为转基因抗旱棉花的培育过程，请据图回答：(1)过程表示用_扩增目的基因的方法。过程用到的工具酶有_。步骤一般用_处理农杆菌，使其易吸收周围环境中的dna分子。(2)将重组质粒导入棉花细胞除步骤所示的方法外，还可采用_。如果受体细胞是动物的受精卵，则一般采用的方法是_。(3)外植体培养成为试管苗的过程采用了_技术，利用了_的原理，步骤表示_。(4)为了确定抗旱转基因棉花是否培育成功，可先用放射性同位素标记的_作探针进行分子水平鉴定，再_进行个体水平鉴定棉花植株的抗旱性。解析：(1)过程表示用pcr技术扩增目的基因。过程用到的工具酶有限制酶(限制性核酸内切酶)、dna连接酶。步骤一般用ca2(或cacl2)处理农杆菌，使其易吸收周围环境中的dna分子。(2)将重组质粒导入棉花细胞除步骤所示的方法外，还可采用花粉管通道法(基因枪法)。如果受体细胞是动物的受精卵，则一般采用的方法是显微注射法。(3)外植体培养成为试管苗的过程采用了植物组织培养技术，利用了植物细胞的全能性的原理，步骤表示脱分化、再分化。(4)为了确定抗旱转基因棉花是否培育成功，可先用放射性同位素标记的抗旱基因(tsod基因、目的基因)作探针进行分子水平鉴定，再移栽到干旱土地中进行个体水平鉴定棉花植株的抗旱性。答案：(1)pcr技术限制酶(限制性核酸内切酶)、dna连接酶ca2 (或cacl2)(2)花粉管通道法(基因枪法)显微注射法(3)植物组织培养植物细胞的全能性脱分化、再分化(4)抗旱基因(tsod基因、目的基因) 移栽到干旱土地中10(2015邢台二模)基因工程自20世纪70年代兴起之后，在短短40年间得到了飞速发展，目前已成为生物科学核心技术，在农牧业、工业、环境、能源和医药卫生等方面展示出美好的前景，据相关资料回答下列有关问题：(1)如图是转基因抗冻番茄培育过程的部分示意图(ampr为抗氨苄青霉素基因)，甲、乙表示相关结构或细胞。pst酶和sma酶切割基因后将产生不同的黏性末端。图中甲代表的是_，乙可代表_，可用_和_提取鱼的抗冻蛋白基因以避免目的基因末端发生任意连接，用此二酶切割质粒产生的dna片段有_种。(2)重症联合免疫缺陷症(简称scid)是代表一种体液和细胞免疫严重缺陷的综合征。患者先天腺苷酸脱氨酶(ada)基因缺乏，运用现代生物技术进行治疗，可以使患者的免疫功能得到很大的修复。如图表示治疗scid的过程，在这个实例中，携带人正常ada基因的细菌相当于_，充当“分子运输车”的是_，目的基因是_，受体细胞是_，该种治疗方法称为_。解析：(1)由题图知，用pst酶和sma酶提取鱼的抗冻蛋白基因可避免目的基因末端发生任意连接，用这两种酶切割质粒，能得到2种dna片段。(2)由图示信息可知，携带人正常ada基因的细菌相当于基因文库，病毒相当于分子运输车，目的基因是正常ada基因，受体细胞是患者体内的t淋巴细胞，该种治疗方法称为体外基因治疗。答案：(1)基因表达载体(或重组质粒)番茄细胞pst酶sma酶2(2)基因文库病毒腺苷酸脱氨酶(ada)基因患者体内分离的t淋巴细胞体外基因治疗11(2015长春模拟)转基因草莓中有能表达乙肝病毒表面抗原的基因，由此可获得用来预防乙肝的一种新型疫苗，其培育过程如下图所示(至代表过程，a至c代表结构或细胞)：(1)在图中基因表达载体的构建过程中，为了使目的基因正常表达，目的基因的首端必须有_识别和结合的部位。若选择的限制酶切出的dna片段是平末端，应选择_进行连接。(2)将目的基因导入受体细胞的方法很多，在该题中涉及的方法是_，之所以要把目的基因插入ti质粒的tdna中，这是利用tdna_的特点。(3)过程的具体操作是：先用_处理农杆菌，使其处于感受态；再将含乙肝病毒表面抗原基因的重组ti质粒溶于缓冲液中与经处理的农杆菌混合，完成转化过程。(4)图中和过程分别叫做_，将叶盘培养成草莓幼苗所依据的原理是_。(5)乙肝病毒表面抗原的基因能否在草莓植株体内维持稳定遗传的关键是_，通常采用_的方法进行检测。解析：(1)基因表达载体由启动子、目的基因、终止子和标记基因等组成，其中启动子是rna聚合酶识别和结合位点；根据酶的来源不同，dna连接酶分为两类：ecolidna连接酶和t4dna连接酶，这二者都能连接黏性末端，但是t4dna连接酶还可以连接平末端。(2)将目的基因导入受体细胞的方法很多，在该题中涉及的方法是农杆菌转化法。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。(3)图中过程是将重组质粒导入农杆菌，由于受体细胞是细菌，常用ca2处理使其处于感受态，以完成转化过程。(4)图中过程是让叶盘细胞脱分化形成愈伤组织，进而再经再分化形成幼苗，此过程叫做植物组织培养，原理是植物细胞的全能性。(5)乙肝病毒表面抗原的基因能否在草莓植株体内维持稳定遗传的关键是目的基因是否插入了受体细胞的染色体dna上，通常采用dna分子杂交的方法进行检测。答案：(1)rna聚合酶t4dna连接酶(2)农杆菌转化法可转移至受体细胞并整合到受体细胞的染色体dna上(3)ca2(4)脱分化和再分化植物细胞的全能性(5)目的基因是否插入了受体细胞的染色体dna上dna分子杂交12(2016威海模拟)人类在预防与诊疗传染性疾病的过程中，经常使用疫苗和抗体。已知某传染性疾病的病原体为rna病毒，该病毒表面的a蛋白为主要抗原，疫苗生产和抗体制备的部分流程如下图：(1)过程代表的是_。(2)过程构建a基因重组载体时，必须使用限制性核酸内切酶和_两种工具酶。由过程构建a基因重组载体，其组成除了目的基因外，还必须有启动子、_以及复制原点等。(3)过程要检测a基因是否进入受体细胞，常用的方法是_法；要检测a基因在受体细胞内是否翻