2014届高三生物一轮复习 第35讲 基因工程（含解析）浙科版

1 第第 3535 讲讲 基因工程基因工程 基础巩固 20 世纪 70 年代 创立了一种新兴的生物技术 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 2 如图 K35 1 为 DNA 分子的某一片段 其中 分别表示某种酶的作用部位 则相 应的酶依次是 图 K35 1 A DNA 连接酶 限制性核酸内切酶 解旋酶 B 限制性核酸内切酶 解旋酶 DNA 连接酶 C 解旋酶 限制性核酸内切酶 DNA 连接酶 D 限制性核酸内切酶 DNA 连接酶 解旋酶 3 2012 宁波月考基因工程中常用细菌等原核生物作受体细胞的原因不包括 A 繁殖速度快 B 遗传物质相对较少 C 多为单细胞 操作简便 D DNA 为单链 变异少 4 1970 年 特明和巴尔德摩证实了 RNA 病毒能依赖 RNA 合成 DNA 的过程 并发现了 催化此过程的酶 下面为形成 DNA 的过程和 PCR 扩增过程示意图 请根据图解分析 下列 说法不正确的是 图 K35 2 A 催化 过程的酶是逆转录酶 B 从图示可以看出要将碱基对之间的氢键断开可以用核酸酶 H 和高温处理 C 从图中信息分析可知 过程为 DNA 复制 催化 过程的酶能耐高温 D 如果 RNA 单链中有碱基 100 个 其中 A 占 25 U 占 15 则通过该过程合成的一 个双链 DNA 片段中有胞嘧啶 30 个 5 下列关于基因工程应用的叙述 正确的是 A 基因治疗就是把缺陷基因诱变成正常基因 B 基因诊断的基本原理是 DNA 分子杂交 C 一种基因探针能检测水体中的各种病毒 D 原核基因不能用来进行真核生物的遗传改良 2 能力提升 6 2012 浙江调研限制性核酸内切酶能识别特定的 DNA 序列并进行剪切 不同的限制 性核酸内切酶可以对不同的核酸序列进行剪切 现以 3 种不同的限制性核酸内切酶对 6 2 kb 大小的线状 DNA 进行剪切后 用凝胶电泳分离各核酸片段 实验结果如图 K35 3 所示 请问 3 种不同的限制性核酸内切酶在此 DNA 片段上相应切点的位置是 图 K35 3 A B C D 7 2012 宁波统考科学家在某种农杆菌中找到了抗枯萎病的基因 并以质粒为载体 采用转基因方法培育出了抗枯萎病的金茶花新品种 下列有关叙述正确的是 A 质粒是最常用的载体之一 质粒的存在与否对宿主细胞的生存有决定性的作用 B 为了保证金茶花植株抗枯萎病 只能以受精卵细胞作为基因工程的受体细胞 C 抗枯萎病基因进入金茶花细胞后 其传递和表达不再遵循中心法则 D 通过该方法获得的抗枯萎病金茶花 将来产生的花粉中不一定含有抗病基因 8 2010 江苏卷 下表中列出了几种限制性核酸内切酶识别序列及其切割位点 图 1 图 2 中箭头表示相关限制性核酸内切酶的酶切位点 请回答下列问题 限制性核 酸内切酶 BamH Hind EcoR Sma 识别序 列及切 割位点 G GATCC CCTAG G A AGCTT TTCGA A G AATTC CTTAA G CCC GGG GGG CCC 图 1 图 2 图 K35 4 1 一个图 1 所示的质粒分子经Sma 切割前后 分别含有 个游离的磷酸基团 3 2 若对图中质粒进行改造 插入的Sma 酶切位点越多 质粒的热稳定性越 3 用图中的质粒和外源 DNA 构建重组质粒 不能使用Sma 切割 原因是 4 与只使用EcoR 相比较 使用BamH 和Hind 两种限制性核酸内切酶同时处理质 粒 外源 DNA 的优点在于可以防止 5 为了获取重组质粒 将切割后的质粒与目的基因片段混合 并加入 酶 6 重组质粒中抗生素抗性基因的作用是为了 7 为了从 cDNA 文库中分离获取蔗糖转运蛋白基因 将重组质粒导入丧失吸收蔗糖能 力的大肠杆菌突变体 然后在 的培养基中培养 以完成目的基因 表达的初步检测 9 2012 南平二模 转基因大米可以帮助人们补充每天必需的维生素 A 由于其含 有可以生成维生素 A 的 胡萝卜素 呈现金黄色泽 故称 金色大米 金色大米 的 培育流程如图 K35 5 所示 请回答下列问题 已知限制性核酸内切酶 的识别序列和切点 是 G GATCC 限制性核酸内切酶 的识别序列和切点是 GATC 图 K35 5 1 图中 a b 所示获得目的基因的方法是 2 据图分析 在构建 c 的过程中 需用 切割目的基因 为检验重组质粒是否 导入受体细胞 需要利用的标记基因是 3 过程 e 运用了细胞工程中的 技术 新个体是否符合要求 在个体水平上检 测 10 2012 海南卷 已知甲种农作物因受到乙种昆虫危害而减产 乙种昆虫食用某种 原核生物分泌的丙种蛋白质后死亡 因此 可将丙种蛋白质基因转入到甲种农作物体内 使甲种农作物获得抗乙种昆虫危害的能力 回答下列问题 1 为了获得丙种蛋白质的基因 在已知丙种蛋白质氨基酸序列的基础上 推测出丙种 蛋白质的 序列 据此可利用 方法合成目的基因 获得丙种蛋白质的基因 还可用 方法 2 在利用上述丙种蛋白质基因和质粒载体构建重组质粒的过程中 常需使用 酶和 酶 4 3 将含有重组质粒的农杆菌与甲种农作物的愈伤组织共培养 筛选出含有丙种蛋白质 的愈伤组织 由该愈伤组织培养成的再生植株可抵抗 的危害 4 若用含有重组质粒的农杆菌直接感染甲种农作物植株叶片伤口 则该植株的种子 填 含有 或 不含 丙种蛋白质基因 挑战自我 11 1 抗胰蛋白缺乏症是一种在北美较为常见的单基因遗传病 患者成年后会出现 肺气肿及其他疾病 严重者甚至死亡 对于该致病患者常可采用注射人 1 抗胰蛋白酶 来缓解症状 1 图 1 表示获取人 1 抗胰蛋白酶基因的两种方法 请回答下列问题 图 1 图 2 图 K35 6 a 过程是在 的作用下完成的 该酶的作用特点是 c 料过程称为 该过程需要的原是 要确定获得的基因是否是所需的目的基因 可以从分子水平上利用 技 术检测该基因的碱基序列 2 利用转基因技术将控制该酶合成的基因导入羊的受精卵 最终培育出能在乳腺细 胞表达人 1 抗胰蛋白酶的转基因羊 从而更易获得这种酶 简要过程如图 2 获得目的基因后 常利用 技术在体外将其大量扩增 载体上绿色荧光蛋白 GFP 基因的作用是便于 若要使转基因羊的后代均保持其特有的性状 理论上应选用 技术进行繁殖 5 1 D 解析 基因工程是指按照人们的愿望 进行严格的设计 并通过体外 DNA 重组 和转基因等技术 赋予生物以新的遗传特性 从而创造出更符合人们需要的新的生物类型 和生物产品 其最终目的是定向改造生物的遗传性状 2 C 解析 使碱基对内氢键断裂的是解旋酶 限制性核酸内切酶将特定部位的相邻 的两个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键断开 连接 DNA 片段间磷酸二酯键的是 DNA 连接酶 3 D 解析 原核生物繁殖快 多为单细胞 遗传物质相对较少 有利于目的基因的 复制与表达 因此常采用大肠杆菌等原核生物作为受体细胞 4 D 解析 由题干可知通过反转录过程合成的一条双链 DNA 片段中有胞嘧啶 60 个 核酸酶 H 和高温都可以解开螺旋 5 B 解析 基因工程是生物工程技术的核心内容 能够按照人们的意愿 定向地改 造生物的遗传性状 基因治疗是把正常的基因导入有基因缺陷的细胞 从而使其表达 达 到治疗目的 基因诊断常用基因探针来进行 其遵循的原理是 DNA 分子杂交 基因探针具 有很强的特异性 因此一种探针只能检测水体中的一种 类 病毒 所有生物共用一套遗传 密码 所以原核基因也能用来进行真核生物的遗传改良 6 D 解析 A 酶能将 DNA 切为长度不等的三段 可以推知 A 酶的切点有 2 个 同理 B 酶有一个切点 C 酶有 2 个切点 再根据切割得到的 DNA 片段的长度的信息 逐一排除 可知答案为 D 7 D 解析 作为载体的条件之一是能够在宿主细胞中保存并大量复制 且对受体细 胞无害 不影响受体细胞正常的生命活动 转基因植物通常以植物体细胞作为受体细胞 任何基因到另外一个细胞后 其传递和表达仍然遵循中心法则 8 1 0 2 2 高 3 Sma 会破坏质粒的抗性基因 外源 DNA 中的目的基因 4 质粒和含目的基因的外源 DNA 片段自身环化 5 DNA 连接 6 鉴别和筛选含有目的基因的细胞 7 蔗糖为唯一含碳营养物质 解析 1 质粒切割前是双链环状 DNA 分子 所有磷酸基团均参与形成磷酸二酯键 故不含游离的磷酸基团 从图 1 可以看出 质粒上只含有一个Sma 的切点 因此被该酶 切割后 质粒变为线性双链 DNA 分子 因每条链上含有一个游离的磷酸基团 因此切割后 含有两个游离的磷酸基团 2 由题目可知 Sma 识别的 DNA 序列只有 G 和 C 而 G 和 C 之间可以形成三个氢键 A 和 T 之间可以形成二个氢键 所以Sma 酶切位点越多 热稳定 性就越高 3 质粒抗生素抗性基因为标记基因 由图 2 可知 标记基因和外源 DNA 目的基 因中均含有Sma 酶切位点 都可以被Sma 破坏 故不能使用该酶剪切质粒和含有目的基 因的 DNA 4 只使用EcoR 则质粒和目的基因两端的粘性末端相同 用 DNA 连接酶连接 时 会产生质粒和目的基因自身连接物 而利用BamH 和Hind 剪切时 质粒和目的基 因两端的粘性末端不同 用 DNA 连接酶连接时 不会产生自身连接产物 5 质粒和目的基 因连接后获得重组质粒 该过程需要 DNA 连接酶作用 故混合后加入 DNA 连接酶 6 质粒 上的抗性基因为标记基因 用于鉴别和筛选含有重组质粒的受体细胞 7 目的基因为蔗糖 转运蛋白基因 所用的受体细胞为丧失吸收蔗糖能力的大肠杆菌突变体 若将重组质粒导 入了受体细胞 则受体细胞应能从培养基中吸收蔗糖 故应在以蔗糖为唯一碳源的培养基 上进行培养 9 1 反转录法 2 限制性核酸内切酶 基因 3 植物组织培养 大米中是否含有可以生成维生素 A 的 胡萝卜素 6 解析 1 图中 a b 所示获得目的基因的方法是由 RNA 到 DNA 的过程 是反转录法 2 据图可知 目的基因插入的位置是质粒中的基因 因此在构建 c 的过程中 需用限制 性核酸内切酶 切割目的基因 为检验重组质粒是否导入受体细胞 需要利用的标记基因 是基因 3 过程 e 是由组织细胞到植物体的过程 应运用植物组织培养技术 新个体是 否符合要求 应在个体水平上检测大米中是否含有可以生成维生素 A 的 胡萝卜素 10 1 基因 化学 基因文库 PCR 其他合理答案也给分 2 限制 DNA 连接 3 乙种昆虫 4 不含 解析 1 在已知蛋白质的氨基酸序列的情况下 可根据氨基酸和碱基的对应关系 推出合成该蛋白质的基因序列 然后用 DNA 合成仪通过化学方法来合成目的基因 此外也 可以从基因文库中获取目的基因 也可通过 PCR 方法获取目的基因 2 构建重组质粒时 需要用限制性核酸内切酶将载体切开 并用 DNA 连接酶将目的基因连接到载体上 从而构 建基因表达载体 3 愈伤组织中含有丙种蛋白 说明丙种蛋白的基因得到了表达 在培养 成的植株体内也含有丙种蛋白 乙昆虫食用丙种蛋白后会死亡 则该植株可抵抗乙种昆虫 的危害 4 用含有重组质粒的农杆菌直接感染甲种农作物植株叶片伤口 仅仅在该叶片内 部分细胞中能合成丙种蛋白 该植株的种子和其他的营养器官均不含有重组质粒 也就不 含有丙种蛋白质的基因 11 1 限制性核酸内切酶 识别特定的核苷酸序列 并在特定的切点上切割 DNA 分 子 反转录 4 种脱氧核苷酸 DNA 分子杂交 2 PCR 筛选