高中生物 专题1 基因工程检测B 新人教版选修3

1、专题1 基因工程检测b(时间:60分钟,满分:100分)一、选择题(每小题2分,共40分)1下列关于限制性核酸内切酶的叙述,错误的是()a.限制性核酸内切酶可从原核生物中提取b.同一种限制酶切割不同的dna分子产生的末端能够进行碱基互补配对c.限制酶能任意切割dna分子,从而产生大量的dna片段d.每一种限制性核酸内切酶只能识别特定的脱氧核苷酸序列解析限制酶存在于许多原核生物中,可以从中提取。每种限制酶只能识别特定的脱氧核苷酸序列,并在特定的位点上切割dna分子。同一种限制酶切割不同的dna产生的末端能够进行碱基互补配对。答案c2下列有关基因工程中载体的说法,正确的是()a.在基因工程中,被用

2、作载体的质粒都是天然质粒b.所有的质粒都可以作为基因工程中的载体c.质粒是一种独立于细菌染色体外的链状dna分子d.作为载体的质粒dna分子上应有对重组dna进行鉴别和选择的标记基因解析质粒是基因工程的常用载体,要符合载体的含有标记基因、多个酶切位点、能够复制等多个条件。基因工程中被用作载体的质粒是经过人工改造的。质粒是一种裸露的、结构简单、独立于细菌拟核之外,并且具有自我复制能力的很小的双链环状dna分子。答案d3下列关于限制酶的说法,错误的是()a.限制酶主要是从原核生物中分离纯化出来的b.不同的限制酶识别不同的核苷酸序列c.限制酶能识别特定的脱氧核苷酸序列,体现了酶的专一性d.限制酶的作

3、用只是用来提取目的基因解析限制酶的作用是在基因工程中提取目的基因和切割载体,用同一种限制酶切割目的基因和载体,从而产生相同的黏性末端或平末端,使它们能相互结合。答案d4水母发光蛋白由236个氨基酸构成,现已将决定这种蛋白质的基因作为生物转基因的标记基因。在转基因技术中,这种蛋白质的作用是()a.促使目的基因导入受体细胞中b.促使目的基因在受体细胞中复制c.使目的基因容易被检测出来d.使目的基因容易成功表达解析由题干信息可知,该基因为标记基因,其作用是使目的基因容易被检测出来。答案c5质粒是基因工程中最常用的载体,它存在于许多细菌体内,某细菌质粒上的标记基因如图所示,通过标记基因可以推知外源基因

4、(目的基因)是否转移成功。外源基因插入的位置不同,细菌在培养基上的生长情况也不同,如图所示,外源基因在质粒中可插入的位置有a、b、c三点。某同学根据实验现象对其插入的位点进行分析,其中分析正确的是()实验推论实验现象在含青霉素培养基上的生长情况在含四环素培养基上的生长情况目的基因插入位置a能生长能生长ab不能生长能生长bc能生长不能生长cd不能生长不能生长c答案b6下列关于dna连接酶的理解,正确的是()a.其化学本质是蛋白质b.dna连接酶可以恢复dna分子中的氢键c.它不能被反复使用d.在基因工程操作中可以用dna聚合酶代替dna连接酶解析dna连接酶的化学本质是蛋白质。它只可以恢复双链d

5、na片段间的磷酸二酯键,氢键是分子间的静电吸引力,不需要酶的催化形成。dna聚合酶只能将单个脱氧核苷酸加到已有dna片段上。酶都是催化剂,不作为反应物,可被反复使用。答案a7下表所示为常用的限制性核酸内切酶(限制酶)及其识别序列和切割位点,由此推断以下说法,正确的是()限制酶名称识别序列和切割位点限制酶名称识别序列和切割位点bamhggatcckpnggtaccecorcaattcsau3agatchindgtyracsmacccggg注:y=c或t,r=a或g。a.限制酶切割后不一定形成黏性末端b.限制酶的切割位点一定在识别序列的内部c.不同限制酶切割后一定形成不同的黏性末端d.一种限制酶一

6、定只能识别一种核苷酸序列解析由表中信息可知,hind能识别4种不同的核苷酸序列,d项错误;sau3a酶的切割位点在识别序列的外部,b项错误;bamh酶与sau3a酶切割后能形成相同的黏性末端,c项错误;sma酶切割后产生的是平末端,a项正确。答案a8下列关于基因工程中有关酶的叙述,不正确的是()a.限制酶水解相邻核苷酸间的化学键打断dnab.dna连接酶可将末端碱基互补的两个dna片段连接c.dna聚合酶能够从引物末端延伸dna或rnad.逆转录酶以一条rna为模板合成互补的dna解析dna聚合酶只能从引物末端延伸dna而不能延伸rna;限制酶水解相邻核苷酸间的磷酸二酯键打断dna;dna连接

7、酶可将末端碱基互补的两个dna片段连接;逆转录酶以一条rna为模板合成互补的dna。答案c9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反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

8、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b10科学家依据基因工程的原理最新研制的某种疫苗是用病原微生物编码抗原的基因制成的,这个基因编码的产物能诱导机体产生免疫反应。该疫苗()a.引起人体特异性免疫的原因是dna分子上具有抗原b.引起免疫反应后相应淋巴细胞增多,细胞周期将变长c.能与浆细胞产生的相应抗体发生特异性结合d.包括抗原基因、启动子、终止子和标记基因等

9、解析用病原微生物编码抗原的基因制成的基因疫苗,其本质是dna,导入机体后通过转录和翻译合成抗原蛋白,进而刺激机体产生相应的抗体和效应t细胞,发挥免疫效应,a、c两项错误。当抗原引起免疫反应后,淋巴细胞增殖分化,细胞周期变短,b项错误。该疫苗是以基因表达载体的形式导入机体的,含有目的基因、启动子、终止子、标记基因等,d项正确。答案d11 下图是利用基因工程培育抗虫植物的示意图。以下相关叙述,正确的是()a.的构建需要限制性核酸内切酶和dna聚合酶参与b.侵染植物细胞后,重组ti质粒整合到的细胞质dna上c.的染色体上若含抗虫基因,则就表现出抗虫性状d.只要表现出抗虫性状就表明植株发生了可遗传变异

10、解析本题考查基因工程的原理和操作。构建基因表达载体时,需要限制性核酸内切酶和dna连接酶参与,a项错误;携带外源dna片段的质粒进入受体细胞后,整合到染色体dna上,随染色体dna进行同步复制,b项错误;抗虫基因在转基因植株中正常表达才能使其表现出抗虫性状,c项错误;植株抗虫性状的出现是由于获得了外源基因,属于基因重组导致的可遗传变异,d项正确。答案d12利用基因工程技术生产羧酸酯酶(care)制剂的流程如下图所示,下列叙述正确的是()a.过程需使用dna聚合酶b.过程需使用解旋酶和pcr获取目的基因c.过程使用的感受态细胞可用nacl溶液制备d.过程可利用dna分子杂交鉴定目的基因是否已导入

11、受体细胞解析由mrna获得dna的过程是反转录,需要逆转录酶,a项错误。过程表示用pcr扩增目的基因,此过程不需要解旋酶,通过控制温度达到解旋的目的,b项错误。过程感受态的大肠杆菌是使用cacl2处理得到的,c项错误。鉴定目的基因是否导入受体细胞,可以采用dna分子杂交技术,d项正确。答案d13下列关于基因工程技术的叙述,正确的是()a.切割质粒的限制性核酸内切酶均特异性地识别6个核苷酸序列b.pcr反应中温度的周期性改变是为了dna聚合酶催化不同的反应c.载体质粒通常采用抗生素合成基因作为标记基因d.抗虫基因即使成功地插入到植物细胞染色体上也未必能正常表达解析本题考查基因工程相关内容。每种限

12、制酶分别识别特定的核苷酸序列,大多数限制酶的识别序列由6个核苷酸组成,也有少数限制酶识别的核苷酸序列由4,5或8个核苷酸组成,故a项错误。pcr技术中温度在9095 时,dna解旋为单链;温度为5560 时,引物与作为模板的单链dna上特定部位相互配对并结合;温度为7075 时,4种脱氧核苷酸在dna聚合酶作用下,合成新的dna链,故b项错误。作为标记基因的通常是抗生素抗性基因,故c项错误。抗虫基因成功导入受体细胞,也未必能正常表达,是否表达需要分子水平和个体水平上的检测和鉴定,故d项正确。答案d14来自宿主植物的信使rna进入根瘤菌菌体,并在菌体内翻译合成了“豆血红蛋白”。当豌豆被不同种的根

13、瘤菌侵染时,形成相同的豆血红蛋白;当豌豆与蚕豆分别被同一种根瘤菌侵染时,形成的豆血红蛋白有差异。对于上述现象,正确的说法是()a.豌豆与蚕豆的豆血红蛋白基因的序列相同b.豌豆被不同种根瘤菌侵染时,控制合成豆血红蛋白的基因相同c.不同种根瘤菌侵染豌豆时,影响豆血红蛋白合成的基因不同d.豌豆与蚕豆的豆血红蛋白基因表达不受根瘤菌生活状况的影响解析通过对题述材料的分析可以得出下列结论:豌豆与蚕豆的豆血红蛋白基因的序列不同,导致合成的信使rna也不同,最终合成的豆血红蛋白有差别;豌豆被不同种根瘤菌侵染时,合成的豆血红蛋白都相同,说明控制合成豆血红蛋白的基因相同;豌豆与蚕豆的豆血红蛋白基因表达受根瘤菌生活

14、状况的影响,代谢越旺盛,合成的豆血红蛋白越多。答案b15下列有关基因工程的说法,不正确的是()a.基因治疗遵循基因突变的原理b.将目的基因与载体结合在一起,需要用到两种工具酶c.基因工程技术可从根本上改变作物特性d.即使检测出受体细胞中含有目的基因,也不能说明基因工程就一定成功解析基因治疗是将正常基因导入病人体内,使该基因的表达产物发挥功能,从而达到治疗疾病的目的。其遵循的原理为基因重组,而不是基因突变。答案a16限制性核酸内切酶ecor对dna的识别序列是gaattc,当用它处理环状dna分子时,可形成()a.两端相同的线性dna,有黏性末端b.两端相同的线性dna,无黏性末端c.两端不同的

15、线性dna,一端有黏性末端,一端无黏性末端d.两种末端无法判断解析限制酶ecor在它识别序列的中心轴线两侧进行切割,产生黏性末端;用该酶处理环状dna时,会形成两端具有相同黏性末端的线性dna,黏性末端为aattcg。答案a17下列有关基因工程的叙述,错误的是()a.最常用的载体是大肠杆菌的质粒b.工具酶主要有限制性核酸内切酶和dna连接酶c.该技术人为地增加了生物变异的范围,实现种间遗传物质的交换d.基本原理是dna具有双螺旋结构以及遗传信息传递和表达方式相同解析基因工程的基本原理是基因重组,不同生物的dna具有相同的结构以及遗传信息传递和表达方式相同是基因工程赖以完成的基础。基因工程中的工

16、具酶是限制性核酸内切酶和dna连接酶,最常用的载体是大肠杆菌的质粒。该技术可克服生殖隔离现象,实现种间遗传物质交换,按照人的意愿使生物发生变异。答案d18下图是获得抗虫棉的技术流程示意图。卡那霉素抗性基因(kanr)常作为标记基因,只有含卡那霉素抗性基因的细胞才能在含卡那霉素的培养基上生长。下列叙述正确的是()a.构建重组质粒过程中需要限制性核酸内切酶和dna连接酶b.愈伤组织的分化产生了不同基因型的植株c.卡那霉素抗性基因(kanr)中有该过程所利用的限制性核酸内切酶的识别位点d.抗虫棉有性生殖后代能保持抗虫性状的稳定遗传解析质粒与目的基因结合时一般需要用同一种限制性核酸内切酶切割,用dna

17、连接酶连接;愈伤组织由相同细胞分裂形成,分化后产生相同基因型的植株;卡那霉素抗性基因作为标记基因不能有限制性核酸内切酶的切割位点;抗虫棉有性生殖后代可能会发生性状分离,抗虫性状不一定能稳定遗传。答案a19下列关于基因工程的叙述,正确的是()a.终止密码不属于基因表达载体的组成部分b.限制酶和dna连接酶都能识别特定的核苷酸序列,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具有生物活性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终止子属于基因表达载体的组成部分,终止密码是mrna上终止蛋白质合成的密码子;基因工程中常用的工具酶有限制酶和dna连接酶,

18、前者能识别特定的核苷酸序列;大肠杆菌为原核生物,不含有内质网和高尔基体等细胞器,不能对蛋白质进行加工,其合成的胰岛素原无生物活性;载体中的抗性基因为标记基因,其作用是有利于筛选含重组dna的细胞,不能促进目的基因的表达。答案a20下列有关人胰岛素基因表达载体的叙述,正确的是()a.表达载体中的胰岛素基因可通过人肝细胞mrna反转录获得b.表达载体的复制和胰岛素基因的表达均启动于复制原(起)点c.借助抗生素抗性基因可将含胰岛素基因的受体细胞筛选出来d.启动子和终止密码子均在胰岛素基因的转录中起作用解析目的基因可通过反转录(逆转录)获得,但在人的肝细胞中胰岛素基因不能表达,因此没有胰岛素基因的mr

19、na,a项错误。表达载体的复制启动于复制原点,但胰岛素基因的表达则开始于启动子,b项错误。表达载体中含标记基因,作用是将含目的基因的受体细胞筛选出来,常用的标记基因是抗生素抗性基因,c项正确。启动子在胰岛素基因的转录中起作用,而终止密码子在胰岛素基因的翻译中起作用,d项错误。答案c二、非选择题(共60分)21(11分)(2017全国理综)真核生物基因中通常有内含子,而原核生物基因中没有,原核生物没有真核生物所具有的切除内含子对应的rna序列的机制。已知在人体中基因a(有内含子)可以表达出某种特定蛋白(简称蛋白a)。回答下列问题。(1)某同学从人的基因组文库中获得了基因a,以大肠杆菌作为受体细胞

20、却未得到蛋白a,其原因是   。 (2)若用家蚕作为表达基因a的受体,在噬菌体和昆虫病毒两种载体中,不选用作为载体,其原因是。 (3)若要高效地获得蛋白a,可选用大肠杆菌作为受体。因为与家蚕相比,大肠杆菌具有(答出两点即可)等优点。 (4)若要检测基因a是否翻译出蛋白a,可用的检测物质是(填“蛋白a的基因”或“蛋白a的抗体”)。 (5)艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验为证明dna是遗传物质做出了重要贡献,也可以说是基因工程的先导,如果说他们的工作为基因工程理论的建立提供了启示,那么,这一启示是。 解析(1)人的基因a

21、含有内含子,其转录出的rna需切除内含子对应的rna序列后才能翻译出蛋白a,大肠杆菌是原核生物,其没有切除内含子对应的rna序列的机制,故将人的基因a导入大肠杆菌无法表达出蛋白a。(2)噬菌体是一种专门寄生在细菌体内的病毒,无法寄生在家蚕中。(3)大肠杆菌繁殖快、容易培养,常用作基因工程的受体。(4)在分子水平检测目的基因是否表达应用抗原抗体杂交法,即用蛋白a与蛋白a的抗体进行杂交。(5)艾弗里的肺炎双球菌转化实验的原理是基因重组,通过重组使得s型细菌的dna在r型细菌中表达,这种思路为基因工程理论的建立提供了启示。答案(1)基因a有内含子,在大肠杆菌中,其初始转录产物中与内含子对应的rna序

22、列不能被切除,无法表达出蛋白a(2)噬菌体噬菌体的宿主是细菌,而不是家蚕(3)繁殖快、容易培养(4)蛋白a的抗体(5)dna可以从一种生物个体转移到另一种生物个体22(12分)已知生物体内有一种蛋白质(p),该蛋白质是一种转运蛋白,由305个氨基酸组成。如果将p分子中158位的丝氨酸变成亮氨酸,240位的谷氨酰胺变成苯丙氨酸,改变后的蛋白质(p1)不但保留p的功能,而且具有了酶的催化活性。回答下列问题。(1)从上述资料可知,若要改变蛋白质的功能,可以考虑对蛋白质的进行改造。 (2)以p基因序列为基础,获得p1基因的途径有修饰基因或合成基因。所获得的基因表达时是遵循中心法则的,中心法则

23、的全部内容包括的复制;以及遗传信息在不同分子之间的流动,即:。 (3)蛋白质工程也被称为第二代基因工程,其基本途径是从预期蛋白质功能出发,通过和,进而确定相对应的脱氧核苷酸序列,据此获得基因,再经表达、纯化获得蛋白质,之后还需要对蛋白质的生物进行鉴定。 解析(1)由题干信息可知,改造蛋白质的功能可通过改变蛋白质的结构实现。(2)依据蛋白质工程的定义及题中信息可知,获得p1基因的途径有修饰现有(p)基因或合成新(p1)基因。中心法则的全部内容包括dna的复制、rna的复制、转录、逆转录和翻译。(3)蛋白质工程的基本途径:从预期的蛋白质功能出发设计预期的蛋白质结构推测应有的氨基

24、酸序列找到相应的脱氧核苷酸序列。通过蛋白质工程合成的蛋白质还需要进行生物活性的鉴定即功能鉴定,看是否达到人们的需求。 答案(1)氨基酸序列(或结构)(其他合理答案也给分)(2)pp1dna和rna(或遗传物质)dnarna、rnadna、rna蛋白质(或转录、逆转录、翻译)(3)设计蛋白质的结构推测氨基酸序列功能23(14分)已知sars是由一种rna病毒感染所引起的疾病。sars病毒表面的s蛋白是主要的病毒抗原,在sars病人康复后的血清中有抗s蛋白的特异性抗体。某研究小组为研制预防sars病毒的疫苗开展了前期研究工作,其简要的操作流程如下图:(1)实验步骤需要一种特殊的酶,该酶是。

25、0;(2)步骤构建重组表达载体a和重组表达载体b必须使用的酶有和。为了使s基因和载体结合,需要注意的是,原因是 。 (3)经过和产生的s蛋白(填“一样”或“不一样”),原因是 。 (4)为了检验步骤所表达的s蛋白是否与病毒s蛋白有相同的免疫反应特性,可用与进行抗原抗体特异性反应实验。 解析(1)实验步骤是由rna合成dna,所以需要的特殊酶是逆转录酶。(2)要使目的基因与载体结合,必须使用同种限制酶处理它们,以获得相同的黏性末端。(3)虽然题图中使用了不同的受体细胞,但由于目的基因相同,所以表达出的蛋白质也相同。(4)生产的s蛋白相当于抗原,若

26、其与病毒s蛋白有相同的免疫反应特性,应能与sars康复患者血清中的抗体发生特异性结合。答案(1)逆转录酶(2)限制性核酸内切酶dna连接酶用同种限制酶处理s基因和载体只有这样才能使目的基因和载体具有相同的黏性末端,它们才能得以重组(3)一样所用的目的基因携带的遗传信息相同(4)大肠杆菌中表达的s蛋白sars康复病人的血清24(11分)质粒是基因工程中最常用的载体,质粒上有标记基因,如下图所示,通过标记基因可推知外源基因插入的位置,插入位置不同,细菌在培养基上的生长情况也不同。下图表示外源基因的插入位点(插入点有a、b、c)。.(1)质粒的基本组成单位是。 (2)将细菌放在含有四环素、

27、氨苄青霉素的培养基中培养,属于基因工程操作中的步骤。 (3)在插入外源基因过程中用到的工具酶有。 .设计实验探究外源基因插入的位置。(1)步骤:将导入外源基因的细菌进行培养产生大量细菌。分组:将细菌平均分成两组并标号为1、2。培养:将第1组细菌放入中培养,将第2组细菌放入中培养。 观察并记录结果。(2)预测实验结果及结论:若第1组、第2组均能正常生长,则外源基因的插入点是; 若第1组能正常生长,第2组不能生长,则外源基因的插入点是; 若第1组不能生长,第2组能正常生长,则外源基因的插入点是。 解析.(1)质粒是小型环状dna分子,其基

28、本组成单位是脱氧核苷酸。(2)四环素抗性基因和氨苄青霉素抗性基因都属于标记基因,其目的是便于目的基因的检测与鉴定。.(1)分别将导入外源基因的细菌放在含氨苄青霉素的培养基和含四环素的培养基中进行培养,观察能否生长。(2)若目的基因插入a点,则受体细胞既具有抗四环素的能力,又具有抗氨苄青霉素的能力;若目的基因插入b点,则受体细胞只具有抗四环素的能力;若目的基因插入c点,则受体细胞只具有抗氨苄青霉素的能力。以此可判断目的基因插入的位点。答案.(1)脱氧核苷酸(2)目的基因的检测与鉴定(3)限制性核酸内切酶、dna连接酶.(1)含氨苄青霉素的培养基含四环素的培养基(2)acb25(12分)(2016江苏高考)下表是几种限制酶识别序列及其切割位点,图1、图2中标注了相关限制酶的酶切位点,其中切割位点相同的酶不重复标注。请回答下列问题。限制酶bamh bcl sau3a hind 识别序列及切割位点(1)用图中质粒和目的基因构建重组质粒,应选用两种限制酶切割,酶切后的载体和目的基因片段,通过酶作用后获得重组质粒。为了扩增重组质粒,需将其转入处于态的大肠杆菌。 (2)为了筛选出转入