2013届高考生物总复习 专题一 基因工程（单元卷）新人教版选修3

用心 爱心 专心1 20132013 届高考生物总复习届高考生物总复习 专题一专题一 基因工程 人教版选修三单元卷 基因工程 人教版选修三单元卷 1 2011 四川高考 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 下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 中通过逆转录法获得的目的基因 可用于基因工程 但该目的基因不存 在内含子和非编码序列 因此不能用于比目鱼的基因组测序 将多个抗冻基因编码区相连 形成的能表达的新基因可能不再是抗冻基因 利用农杆菌的目的是将重组质粒导入受体细 胞 而不是筛选重组质粒 应用 DNA 探针技术 可以检测受体细胞中是否成功导入了目的 基因 但不能检测目的基因是否完全表达 答案 B 2 2011 浙江高考 将ada 腺苷酸脱氨酶基因 通过质粒 pET28b 导入大肠杆菌并成 功表达腺苷酸脱氨酶 下列叙述错误的是 A 每个大肠杆菌细胞至少含一个重组质粒 B 每个重组质粒至少含一个限制性核酸内切酶识别位点 C 每个限制性核酸内切酶识别位点至少插入一个ada D 每个插入的ada至少表达一个腺苷酸脱氨酶分子 解析 受体大肠杆菌成功表达腺苷酸脱氨酶 说明每个大肠杆菌细胞至少含有一个重 组质粒 且每个 ada 至少指导合成一个腺苷酸脱氨酶分子 重组质粒的形成需先用限制性 核酸内切酶切割目的基因和质粒形成相同的黏性末端 再在 DNA 连接酶的作用下连接起来 连接起来的序列中会含有限制性核酸内切酶的识别位点 不同的限制性核酸内切酶识别位 点不同 不是每个限制性核酸内切酶的识别位点都能插入 ada C 项错误 答案 C 用心 爱心 专心2 3 2011 安徽高考 家蚕细胞具有高效表达外源基因的能力 将人干扰素基因导入家 蚕细胞并大规模培养 可提取干扰素用于制药 1 进行转基因操作前 需用 酶短时处理幼蚕组织 以便获得单个细胞 2 为使干扰素基因在家蚕细胞中高效表达 需要把来自 cDNA 文库的干扰素基因片段 正确插入表达载体的 和 之间 3 采用 PCR 技术可验证干扰素基因是否已经导入家蚕细胞 该 PCR 反应体系的主要成 分应包含 扩增缓冲液 含 Mg2 水 4 种脱氧核糖核苷酸 模板 DNA 和 4 利用生物反应器培养家蚕细胞时 贴壁生长的细胞会产生接触抑制 通常将多孔的 中空薄壁小玻璃珠放入反应器中 这样可以 增加培养的细胞数量 也有利于空气 交换 解析 胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理可以将动物组织分解成单个细胞 基因表达载体包 括启动子 目的基因 终止子 标记基因等 其中启动子和终止子有利于目的基因的表达 标记基因有利于目的基因的检测 PCR 技术中需要原料 4 种脱氧核糖核苷酸 缓冲液 模板 DNA 引物和耐热 DNA 聚合酶等 在生物反应器中放入多孔的中空薄壁小玻璃珠的目 的是 一方面有利于细胞的贴壁生长 避免接触抑制 另一方面有利于气体交换 答案 1 胰蛋白 或胶原蛋白 2 启动子 终止子 3 对干扰素基因特异的 DNA 引物对 TaqDNA 聚合酶 4 扩大细胞贴壁生长的附着面积 4 2011 北京高考 T DNA 可随机插入植物基因组内 导致被插入基因发生突变 用此方法诱导拟南芥产生突变体的过程如下 种植野生型拟南芥 待植株形成花蕾时 将 地上部分浸入农杆菌 其中的 T DNA 上带有抗除草剂基因 悬浮液中以实现转化 在适宜 条件下培养 收获种子 称为 T1代 1 为促进植株侧枝发育以形成更多的花蕾 需要去除 因为后者产生的 会抑制侧芽的生长 2 为筛选已转化的个体 需将 T1代播种在含 的培养基上生长 成熟后自交 收获种子 称为 T2代 3 为筛选出具有抗盐性状的突变体 需将 T2代播种在含 的培养基上 获得 所需个体 4 经过多代种植获得能稳定遗传的抗盐突变体 为确定抗盐性状是否由单基因突变引 起 需将该突变体与 植株进行杂交 再自交 代后统计性状分离比 5 若上述 T DNA 的插入造成了基因功能丧失 从该突变体的表现型可以推测野生型 基因的存在导致植物的抗盐性 用心 爱心 专心3 6 根据 T DNA 的已知序列 利用 PCR 技术可以扩增出被插 入的基因片段 其过程是 提取 植株的 DNA 用限制酶处 理后 再用 将获得的 DNA 片段连接成环 如右图 以此为 模板 从图中 A B C D 四种单链 DNA 片段中选取 作为 引物进行扩增 得到的片段将用于获取该基因的全序列信息 解析 要使侧枝发育 需摘掉顶芽破坏其顶端优势 减少顶芽 产生的生长素对侧芽的抑制作用 要筛选出符合要求的个体就需要 在相应的条件下培养 培养抗除草剂的个体就需在培养基中添加一 定浓度的除草剂 培养抗盐的个体就需在培养基中添加一定浓度的盐溶液 若是单基因突 变引起性状改变 则突变体与野生型个体进行杂交产生的子一代都为显性性状的个体 再 自交一代后 子二代会发生性状分离 插入 T DNA 可破坏原有的基因结构 多代培养获得 能稳定遗传的抗盐突变体 可见原野生型基因的存在导致植物抗盐性降低 目的基因需从 突变体植株中提取 目的基因与载体的结合需要 DNA 连接酶 PCR 扩增时需要引物 由图 中箭头方向以及两条链反向可知 选取引物 B 环的内链为模板 C 环的外链为模板 答案 1 顶芽 生长素 2 一定浓度的 除草剂 3 一定浓度的 盐 4 野生型 1 5 降低 6 突变体 DNA 连接酶 B C 课时达标检测 一 选择题 1 2012 南京模拟 下图中的供体 DNA 中含有无限增殖调控基因 该基因能激发动物 细胞的分裂 图示是利用该基因制备新型单克隆抗体的过程 相关叙述错误的是 A 经酶 A 处理后 与质粒具有相同的黏性末端 B 是已免疫的 B 淋巴细胞 C 既能无限增殖又能分泌特异性抗体 D 该过程涉及转基因技术和动物细胞融合技术 解析 由图可知 该过程只涉及转基因技术 没有动物细胞融合技术 答案 D 2 限制酶Mun 和限制酶EcoR 的识别序列及切割位点分别是 C AATTG 和 G AATTC 下图表示四种质粒和目的基因 其中 箭头所指部位为酶的识别位点 质粒 用心 爱心 专心4 的阴影部分表示标记基因 适于作为图示目的基因运载体的质粒是 解析 由图可知 质粒 B 上无标记基因 不适合作为运载体 质粒 C 和 D 的标记基因 上都有限制性内切酶的识别位点 质粒 A 有标记基因且Mun 的切点不在标记基因上 答案 A 3 下列关于 cDNA 文库和基因组文库的说法中 不正确的是 A cDNA 文库中只含有某种生物的部分基因 基因组文库中含有某种生物的全部基因 B 如果某种生物的 cDNA 文库中的某个基因与该生物的基因组文库中的某个基因控制 的性状相同 则这两个基因的结构也完全相同 C cDNA 文库中的基因都没有启动子 D 一种生物的 cDNA 文库可以有许多种 但基因组文库只有一种 解析 cDNA 文库中的 DNA 来源于 mRNA 的反转录过程 所以该 DNA 或基因 与该生物体 内的原 DNA 在结构上是有区别的 如不含有启动子 内含子等 答案 B 4 基因工程中 需使用特定的限制酶切割目的基因和质粒 便于重组和筛选 已知限 制酶 的识别序列和切点是 G GATCC 限制酶 的识别序列和切点是 GATC 根据 图判断下列操作正确的是 A 目的基因和质粒均用限制酶 切割 B 目的基因和质粒均用限制酶 切割 C 质粒用限制酶 切割 目的基因用限制酶 切割 D 质粒用限制酶 切割 目的基因用限制酶 切割 解析 因为目的基因要切下而质粒只要切开 酶 识别序列和切点是 GATC 单独 使用时可以把目的基因和质粒都切断 限制酶 的识别序列和切点是 G GATCC 只能 把它们切开 单独使用时不能切下 所以切目的基因用限制酶 切割 质粒用限制酶 切 割 因为用限制酶 切割质粒时破坏了 Gene 所以只能用 Gene 作为标记基因 答案 D 用心 爱心 专心5 5 下面是获得抗虫棉的技术流程示意图 有关叙述错误的是 A 重组质粒构建过程中需要限制性内切酶和 DNA 连接酶 B 图中愈伤组织分化产生的再生植株的基因型一般都相同 C 卡那霉素抗性基因中含有相关限制性内切酶的识别位点 D 转基因抗虫棉有性生殖的后代不能稳定保持抗虫性状 解析 卡那霉素抗性基因是标记基因 在构建目的基因的表达载体时 不能被限制性 核酸内切酶破坏 不应有相关限制酶的识别位点 愈伤组织分化产生再生植株是通过有丝 分裂来实现的 再生植株的基因型一般都相同 通过土壤农杆菌转化法将目的基因导入棉 花细胞后 在有性生殖过程中 目的基因不一定能通过生殖细胞传给子代 故不能稳定保 持抗虫性状 答案 C 6 下列关于蛋白质工程的说法 错误的是 A 蛋白质工程能定向改造蛋白质分子的结构 使之更加符合人类需要 B 蛋白质工程是在分子水平上对蛋白质分子直接进行操作 定向改变分子的结构 C 蛋白质工程能产生自然界中不曾存在的新型蛋白质分子 D 蛋白质工程与基因工程密不可分 又称为第二代基因工程 解析 由于基因的结构决定蛋白质的结构 因此 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 而不是直接对蛋白质分子进行操作 答案 B 二 非选择题 7 2012 南通一模 下图为某转基因小鼠培育过程示意图 表示相关过程 请 回答 用心 爱心 专心6 1 过程 注射的 A 物质是 目的是 2 过程 让结扎公鼠与母鼠交配的目的是 3 基因表达载体构建的目的是 4 过程 常用的方法是 过程 通常采用的筛选方法是 5 转基因小鼠由于含有一个携带目的基因的 DNA 片段 因此可以把它看做是杂合子 理论上 转基因小鼠杂交后代中 丧 失转基因性状的小鼠占总数的 解析 1 为了促进供体母鼠超数排卵 需要给其注射促性腺激素 2 结扎的公鼠与母鼠交配后 可以让受体母鼠与供体母鼠处于相同生理状态 3 由于目的基因单独导入受体细胞时 不能稳定存在 因此需要构建基因表达载体 4 过程 是将基因表达载体导入受体细胞 将目的基因导入动物受体细胞一般采用显 微注射法 过程 是筛选出含有目的基因的受体细胞 一般采用 DNA 分子杂交技术 5 用 A 表示目的基因 a 表示没有目的基因 杂合子 Aa 相互交配后 丧失目的基因 aa 的小鼠占 1 4 答案 1 促性腺激素 超数排卵 2 让受体母鼠的子宫做好接受胚胎的准备 3 在使目的基因在受体细胞中稳定存在 并遗传给后代 在后代中进行表达和发挥作 用 4 显微注射法 DNA 分子杂交 5 1 4 8 2012 长沙调研 下图是从酵母菌中获取某植物需要的控制某种酶合成的基因的流 程 结合所学知识及相关信息回答下列问题 用心 爱心 专心7 1 图中 cDNA 文库 基因组文库 填 大于 等于 或者 小于 2 过程提取的 DNA 需要 的切割 B 过程是 3 为在短时间内大量获得目的基因 可用 扩增的方法 其原理是 4 目的基因获取之后 需要进行 其组成必须有 以及标记基因等 此步骤是基因工程的核心 5 将该目的基因导入某双子叶植物细胞 常采用的方法是 其能否在此植物 体内稳定遗传的关键是 可以用 技术进行检测 6 如果要想使该酶活性更强或具有更强的耐受性 需要对现有蛋白质进行改造 这要 通过蛋白质工程 首先要设计预期的 再推测应有的氨基酸序列 找到相对应的 7 除植物基因工程硕果累累之外 在动物基因工程 基因工程药物和基因治疗等方面 也取得了显著成果 请列举出至少两方面的应用 解析 cDNA 文库为部分基因 它小于代表该物种全部基因的基因组文库 获取目的基 因的方法包括直接分离法 人工合成法及用 PCR 技术直接扩增目的基因等 目的基因导入 双子叶植物常用的方法为农杆菌感染法 目的基因导入后可用 DNA 分子杂交法进行检测 答案 1 小于 2 限制酶 逆转录 3 PCR 技术 DNA 复制 4 基因表达载体的构 建 启动子 终止子 目的基因 复制原点可不答 5 农杆菌转化法 目的基因是否整合 到植物细胞的染色体上 DNA 分子杂交 6 蛋白质结构 脱氧核苷酸序列 7 乳腺生物 反应器 体外基因治疗复合型免疫缺陷综合症 其他合理答案也可 9 土壤农杆菌是一种细菌 在转基因植物研究上有很重要的应用 下图是某植物转基 因技术流程示意图 用心 爱心 专心8 1 形成重组 DNA 的过程需要的酶有 和 2 所谓农杆菌转化是指让其侵染植物组织细胞从而把目的基因导入植物细胞 在这个 过程中 是 不是 所有细胞都导入了目的基因 3 培养基中除含有必要的营养物质 琼脂和激素 如 和 外 还必 须加入 解析 在基因工程中必须先用同一种限制酶分别处理目的基因和运载体以获得相同的 黏性末端 再加入 DNA 连接酶获得重组 DNA 农杆菌侵入植物组织过程中 并不是所有的 农杆菌都能进入 所以并不是所有的受体细胞都导入了目的基因 卡那霉素抗性基因是标 记基因 培养基中加入卡那霉素以便进行筛选 答案 1 限制酶 DNA 连接酶 2 不是 3 生长素 细胞分裂素 卡那霉素 10 2012 南昌模拟 请回答有关下图的问题 1 图甲中 所示的生物工程为 该工程是指以 作为基础 通过 修饰或基因合成 对现有 进行改造 或制造出一种新的蛋白质 以满足人类的生产和生活的需求 2 图甲中序号 所示过程叫做 该过程遵循的碱基互补配对原则不同于翻译 过程的是 请将模板碱基写在前 3 如图乙 一个基因表达载体的组成 除了目的基因外 在基因尾 端还必须有 2 图中 3 的作用是为了鉴别受体细胞 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 4 若预期蛋白质欲通过乳腺生物反应器生产 则构建基因表达载体 时 图乙中序号 1 代表的是 且在图甲中 过程之前 要 对精子进行筛选 保留含性染色体 的精子 5 为获得较多的受精卵进行研究 图甲中 过程一般用激素对供体做 处理 为提高培育成功率 进行 过程之前 要对 动物做 处理 若图甲中的卵 母细胞来自从屠宰场收集的卵巢 则其在 之前需进行体外培养到 期方能受精 6 用 技术处理发育到 期或囊胚期的早期胚胎 可获得同卵双胎或 用心 爱心 专心9 多胎 若是对囊胚进行处理 要注意将 均等分割 解析 基因表达载体的结构可包括目的基因 启动子 终止子及标记基因等 图乙中 序号 1 代表启动子 欲得到同卵双胎或多胎 可采用胚胎分割技术对桑椹胚或囊胚的胚胎 予以分割 但对囊胚分割时 需将内细胞团均等分割 答案 1 蛋白质工程 蛋白质分子的