2019版高考生物北京专用一轮作业：第33讲基因工程含解析

1、第 33 讲基因工程A 组基础题组考点一基因工程的操作工具1. （2017 北京师大附中期中）下列关于各种与基因工程有关酶的叙述，不正确的是（）A. DNA 连接酶能将 2 个末端互补的 DNA 片段连接在一起B. 逆转录酶是以核糖核苷酸为原料,以 RNA 为模板合成互补 DNAC. 限制性内切酶可识别一段特殊的核苷酸序列，并在特定位点切割D. PCR 反应体系中的引物可作为 DNA 聚合酶作用的起点2. 构建重组质粒时可选用四种限制酶，其识别序列如图。为防止酶切片段的自身环接，不可选用的限制酶组合是（）GGATCCf；A A T T CA AGCTTAGATCTCCTAQCCTT A AGT

2、TCGAhTCTAGAtftn魁制帼 L触砺刪A. B. C. D.3.图中列出了几种限制酶识别序列及其切割位点，图甲、图乙中箭头表示相关限制酶的酶切位点。下列叙述正确的是（）A.用质粒和外源 DNA 构建重组质粒，不能使用 Smal 切割B.图甲所示的质粒分子在经Smal 酶切割后含有 4 个游离的磷酸基团C. 为获取重组质粒，将切割后的质粒与目的基因片段混合，并加入 DNA 聚合酶D. 用 EcoRI、Hind 川和 BamH中的任意一种酶切割质粒和外源基因都可以考点二基因工程的操作步骤、应用与蛋白质工程4.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

3、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5.（2018 北京西城期末）利用人胰岛 B 细胞构建 cDNA 文库,然后通过核酸分子杂交技术从中筛选目的基因 筛选过程如图所示。下列说法错误的是（）A. cDNA 文库的构建需要用到逆转录酶B. 图中的菌落是通过稀释涂布法获得的C. 核酸分子杂交的原理是碱基互补配对D. 从该文库中可筛选到胰高血糖素基因6.下表有关基因表达的选项中，不可能的是（）基因表达的细胞表达产物A细菌抗虫蛋白基因抗虫棉叶肉细胞

4、细菌抗虫蛋白B人酪氨酸酶基因正常人皮肤细胞人酪氨酸酶C动物胰岛素基因大肠杆菌工程菌细胞动物胰岛素D兔血红蛋白基因兔成熟红细胞兔血红蛋白7.如图表示蛋白质工程的操作过程，下列说法不正确的是（ ）A.蛋白质工程中对蛋白质分子结构的了解是非常关键的工作B.蛋白质工程是完全摆脱基因工程技术的一项全新的生物工程技术C. a、b 过程分别是转录、翻译D. 蛋白质工程中可能构建出一种全新的基因8.在生物工程中，科学家已经可以利用多种类型的生物反应器来生产人类需要的生物产品。下列生物反应器的应用中，必须破坏相应细胞才能获得生物产品的是（）A. 利用单克隆抗体制备技术制作精确诊断SARS 病毒的试剂盒无菌曲审丿

5、仆TB. 利用筛选出来的优质酵母酿造葡萄酒C.利用植物组织培养技术培育人参细胞快速获得大量人参皂葡萄甙D.利用微生物的发酵作用将沼气池中的有机废物转化为沼气B 组提升题组一、选择题1. （2017 北京海淀期末）微生物常被用于基因工程中。下列相关叙述正确的是（）A. 从耐热的细菌中获取PCR 所需的 DNA 连接酶B. 大肠杆菌、酵母菌等是基因工程常用的载体C. 作为载体的 DNA 分子需具有合成抗生素的基因D. 常利用土壤农杆菌将目的基因导入植物细胞2. （2017 北京师大附中期中）土壤农杆菌含有一个大型的Ti 质粒（如图所示）,在侵染植物细胞的过程中其中的 T-DNA 片段转入植物的基因

6、组。若想用基因工程并通过土壤农杆菌向某种植物中导入抗旱基因以下分析不合理的是（）A. 若用 Ti 质粒作为抗旱基因的载体，目的基因的插入位置应该在T-DNA 片段内，且要保证复制起始点和用于转移 T-DNA 的基因片段不被破坏B. 将重组 Ti 质粒导入土壤农杆菌中时，可以用 Ca2+#理细菌C. 用含有重组 Ti 质粒的土壤农杆菌去感染植物细胞，可以通过植物组织培养成具有抗旱基因的植物D. 若能够在植物细胞中检测到抗旱目的基因，则说明该基因工程项目获得成功3.如图表示一项重要生物技术的关键步骤，X 是获得外源基因并能够表达的细胞。下列说法不正确的是A.X 是能合成人胰岛素的细胞B.质粒通常有

7、标记基因和多个限制酶切点C.基因与载体的重组只需要 DNA 连接酶D.该受体细胞的性状被定向改造4.科学家在河南华溪蟹中找到了金属硫蛋白基因，并以农杆菌的质粒为载体，采用转基因方法培育出了汞吸收能力极强的转基因烟草。下列有关该烟草培育的说法正确的是（）A. 金属硫蛋白基因需插入质粒的T-DNA 上，才能转移到受体细胞中B. 为培育出转基因烟草植株，应选择的受体细胞一定是烟草的受精卵C. 同种限制酶既可以切割目的基因又可以切割质粒，因此不具有专一性D. 转基因烟草与原烟草相比基因组成发生变化，导致两者出现生殖隔离5.利用基因工程手段将 Myc 和 Ras 两种癌基因导入小鼠体内，检测转基因小鼠的

8、癌症发病率，结果如下图所示。研究同时发现，乳腺和唾液腺的癌变率较高。结合图示结果分析，下列说法正确的是（）A. 可用农杆菌转化法将癌基因导入小鼠体内B. 两种癌基因共同作用使细胞更易发生癌变C.只要有 Myc 或 Ras 基因，细胞就会癌变D.Myc 和 Ras 基因的表达没有组织特异性6.如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 质粒整合到的染色体上C. 的染色体上若含抗虫基因，则一定会表现出抗虫性状轡 0)|_-老tfE鑒AT的TWAARElTiJJlti的我朴谕D. 只要表现出抗虫性

9、状就表明植株发生了可遗传变异、非选择题7.(2018 北京西城期末)杂交子代在生长、成活、繁殖能力等方面优于双亲的现象称为杂种优势。研究者 以两性花植物一一大豆为材料进行实验，探究其杂种优势的分子机理。(1)以甲、乙两品系作为亲本进行杂交实验获得Fi,分别测定亲代和 R 的茎粗、一株粒重、脂肪含量、蛋白质的含量，结果如表 1。表 1:亲代及 Fi的相关数据、-、 指标品系甲乙甲父X乙早F1甲早X乙父F1茎粗(mm)7.97.412.513.5一株粒重(g)19.113.450.258.4脂肪(%)19.421.920.620.8蛋白质(%)36.534.536.837.0结果表明,杂交子代 F

10、1在_等方面表现出了杂种优势。相同两种品系的大豆正反交所得子代相关性状不一致,推测可能与 _ 中的遗传物质调控有关。(2)进一步研究大豆杂种优势的分子机理,发现在大豆基因组 DNA 上存在着很多的 5-CCGG-3位点,其中 的胞嘧啶在 DNA 甲基转移酶的催化下发生甲基化后转变成 5-甲基胞嘧啶。细胞中存在两种甲基化模式，如下图所示。CH,-CCCC-CCCG-GGCC- -GOCC-ILll;大豆某些基因启动子上存在的5-CCGG-3位点被甲基化,会引起基因与 _酶相互作用方式的改变，通过影响转录过程而影响生物的 _ (填“基因型”或“性状”),去甲基化则诱导了基因的重新活化。基因甲基化模

11、式可采用限制酶切割和电泳技术检测。限制酶Hpan和 Mspl 作用特性如表 2。表 2:Hpan和 Mspl 的作用特性5-CCGG-3甲基化模式HpanMspl未甲基化+半甲基化+-全甲基化-+(备注：“ +”表示能切割，“-”表示不能切割)1相同序列的 DNA 同一位点经过 Hpan和 Mspl 两种酶的识别切割，切割出的片段 _ (填“相同”或“不同”或“不一定相同”)。通过比较两种酶对DNA 的切割结果进而可以初步判断_ 。2用两种酶分别对甲、 乙两亲本及 F 基因组 DNA 进行酶切,设计特定的 _,利用 PCR 技术对酶切产物进行扩增,分析扩增产物特异性条带,统计 5-CCGG-3

12、位点的甲基化情况,结果如表 3。表 3:亲代及 Fi5-CCGG-3位点的甲基化统计结果品系总甲基化位点数(%)半甲基化位点数(%)全甲基化位点数(%)甲769(56.92%)330(24.43%)439(32.49%)乙722(58.89%)281(22.92%)441(35.97%)甲父X乙早F1603(48.86%)255(20.66%)348(28.20%)甲早X乙父F1611(48.23%)264(20.84%)347(27.39%)表 3 中所列数据说明正反交的杂种Fi均出现了 _ 的现象，从而使相关基因的活性_ ,使 Fi出现杂种优势。8.(2017 北京海淀期末)近年来研究发现

13、,H5 亚型禽流感能突破种间屏障感染人类。因此，在流感疫苗开发中考虑对人流感和禽流感主要亚型进行共预防具有重要意义。科研人员针对人流感病毒H3 以及禽流感病毒 H5 进行了相关研究。(1) H 蛋白是构成流感病毒的主要成分，可以作为 _ 制成疫苗，接种到小鼠体内，使小鼠产生 _免疫。(2) 研究人员利用 p 质粒构建 P-H5/H3 共表达的重组质粒(如下图)。设计思路是：获得 H5 基因和 H3 基因,先将 H5 基因整合到 p 质粒(仅含有 Nhel 和 XhoI酶切位点)上,再将 H3 基因插入,获得重组质粒。为达 到实验目的，需要在目的基因两端引入酶切位点，在 H5 基因两端需要引入

14、_ 酶切位点。!tiuTCh I伽 I而L卄汕卩|r；gl (3) 为研究共表达重组质粒的免疫效果，研究人员在第 0、21 和 35 天给实验组小鼠注射一定浓度的重组质粒 P-H5/H3，对小鼠进行免疫；对照组处理是_。分别测定实验组和对照组的抗体含量。随着免疫次数的增加,实验组小鼠体内针对 H5 和 H3 的抗体浓度迅速增加,说明 P-H5/H3 免疫后诱导小鼠产生了针对H5 和 H3 的_免疫。(4)研究人员分离了实验组小鼠的脾脏淋巴细胞,分别加入 进行特异性刺激,发现 P-H5/H3 免疫后 T 淋巴细胞增殖明显,且产生了大量的干扰素,说明免疫后诱导小鼠产生了 _免疫。科研人员研制的 P

15、-H5/H3 DNA 疫苗与传统疫苗相比具有的优点是 _(至少写出两点)。答案全解全析A 组基础题组考点一基因工程的操作工具1. B DNA 连接酶能连接 2 个末端互补的 DNA 片段之间的磷酸二酯键,A 正确;逆转录酶是以脱氧核糖核苷酸为原料，以 RNA 为模板合成互补 DNA,B 错误；限制酶能够识别双链 DNA 分子的某种特定核苷酸序列，并 且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断裂,C 正确；PCR 反应体系中的引物可作为DNA聚合酶作用的起点，D 正确。2. C 为防止酶切片段的自身环接，需要用不同的限制酶进行切割，而且不同的限制酶切割后产生的黏性末端要不同。限制酶和切

16、割后产生的黏性末端不同，可选用，与题意不符，A 错误;限制酶和切割后产生的黏性末端也不同，可选用，与题意不符，B 错误；限制酶和切割后产生的黏性末端相同，不可选用，与题意相符，C 正确；限制酶和切割后产生的黏性末端不同，可选用，与题意不符，D 错误。3. A 基因表达载体必须具备目的基因、启动子、终止子、标记基因，图中质粒的标记基因为抗生素抗性基因，而 Smal 的切割位点就在该标记基因上，目的基因中也有 Smal 的切割位点，因此用质粒和外源 DNA构建重组质粒，不能使用 Smal 切割，A 正确。质粒切割前是双链环状DNA 分子，所有磷酸基团都参与形成磷酸二酯键，故不含游离的磷酸基团。 从

17、图甲可以看出，质粒上只含有一个 Smal 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，B 错误。质粒和目的基因连接后获得重组质粒，该过程需要 DNA 连接酶的作用，故混合后加入 DNA 连接酶，C 错误。只使用 EcoRI 切割后，质粒和目的基因两端的黏性末端相同，用 DNA 连接酶连接时，就会产生质粒、目的基因自身连接物，而单独利用 BamH 或 Hi nd 川剪切时，在目的基因上只有一个酶切位点，因此不能切割目的基因，D 错误。考点二基因工程的操作步骤、应用与蛋白质工程4. C 由于人肝细胞中胰岛素基因不能

18、表达，所以无法利用肝细胞 mRNA 反转录获得胰岛素基因，A 项错误；表达载体的复制启动于复制原点，胰岛素基因的转录启动于启动子，B 项错误；抗生素抗性基因是标记基因，作用是检测受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有胰岛素基因的受体细胞筛选出来，C 项正确；启动子是 RNA 聚合酶识别和结合的部位，是转录的起点，而终止密码子位于 mRNAh，在翻译中起作用，D 项 错误。5. D cDNA 是由 mRNA 逆转录获得的，需要逆转录酶催化，A 正确；由图可知，培养基上的单菌落均匀分布，可见图中菌落是通过稀释涂布平板法获得的，B 正确；核酸分子杂交时，严格遵循碱基互补配对原则，C 正 确；该文库为

19、 cDNA 文库，由人胰岛素 B 细胞的 mRNA 逆转录获得，而胰岛 B 细胞分泌胰岛素，不分泌胰高血糖素,从而不会产生指导胰高血糖素合成的mRNA 故不能从该文库中获得胰高血糖素基因，D 错误。6. D 兔成熟红细胞无细胞核不能表达兔血红蛋白基因，D 符合题意。正常人皮肤细胞中有人酪氨酸酶基因，可以表达出人酪氨酸酶，B 不符合题意，通过基因工程可以实现不同生物之间的基因表达，A、C 不符合题意。7. B 蛋白质工程中了解蛋白质分子结构如蛋白质的空间结构、氨基酸的排列顺序等，对于合成或改造基因至关重要；蛋白质工程的进行离不开基因工程，对蛋白质的改造是通过对基因的改造来完成的；图中 a、b 过

20、程分别是转录、翻译过程；蛋白质工程中可根据已经明确的蛋白质的结构构建出一种全新的基因。8. C 单克隆抗体是由杂交瘤细胞分泌的蛋白质，生产时不需要破坏细胞，A 错误;酵母菌无氧呼吸产生的酒精可以排出细胞外，不需要破坏细胞，B 错误；人参皂甙位于人参细胞内，获得该物质需要破坏细胞，C 正 确；微生物发酵产生的沼气能直接排到细胞外，D 错误。B 组提升题组一、选择题1. D 可以从耐热的细菌中获取耐高温的 DNA 聚合酶，PCR 扩增需要耐高温的 DNA 聚合酶，A 错误；基因工 程常用的载体是质粒、 动植物病毒、噬菌体衍生物等，大肠杆菌和酵母菌是常用受体菌，B 错误；基因工程 的载体需要有标记基

21、因，如抗生素抗性基因等，C 错误；农杆菌转化法是目的基因导入植物细胞的常用方法，D 正确。2. D 土壤农杆菌含有一个大型的Ti 质粒，在侵染植物细胞的过程中，其中的 T-DNA 片段转入植物的基因组，所以若用 Ti 质粒作为抗旱基因的载体，目的基因的插入位置应该在 T-DNA 片段内，且要保证复制起始 点和用于转移 T-DNA 的基因片段不被破坏，故 A 正确；将目的基因导入细菌时，需要用 Ca2+#理细菌，使其 成为易于吸收周围环境中DNA 分子的感受态，故 B 正确；用含有重组 Ti 质粒的土壤农杆菌去感染植物细胞，再通过植物组织培养技术将受体细胞培养成具有抗旱基因的植物，故 C 正确；

22、能够在植物细胞中检测到抗旱目的基因，只能说明目的基因导入成功，不能说明该基因工程项目获得成功，故 D 错误。3. C 由题干信息和图可知，X 具有人胰岛素基因并能合成人胰岛素，A 正确；质粒通常有标记基因和多个限制酶切点，B 正确；基因与载体的重组除了需要DNA 连接酶外，还需要限制酶，C 错误；基因工程能定向改造生物的性状，该受体细胞是运用基因工程技术培育而成的，其性状已被定向改造，D 正确。4. A T-DNA 是农杆菌中的 Ti 质粒上的一段 DNA，可转移至受体细胞中，外源基因需插入质粒的T-DNA 上，才能转移到受体细胞中，A 正确；为培育出转基因烟草植株，应选择的受体细胞是烟草的体

23、细胞或受精卵,B 错误；同种限制酶既可以切割目的基因又可以切割质粒，切割以后它们具有相同的黏性末端，因此限制酶具有专一性,C 错误；转基因烟草与原烟草相比，基因组成发生变化,但未发生生殖隔离，D 错误。答案 是 A。5. B 农杆菌转化法适用于将目的基因导入植物细胞，将目的基因导入动物细胞常用的方法是显微注射法，A 错误；题图显示含有 Myc 和 Ras 两种基因的小鼠中，无肿瘤小鼠的比例最低，说明两种癌基因共同作 用使细胞更易发生癌变，B 正确；含有 Myc 或 Ras 基因的小鼠中，无肿瘤小鼠的比例都大于0，即含有 Myc或 Ras 基因的小鼠中，都有一部分没有发生癌变，C 错误;根据题意

24、，小鼠乳腺和唾液腺的癌变率较高，说明Myc 和 Ras 基因的表达有组织特异性，D 错误。6. D 的构建需要限制性核酸内切酶和DNA 连接酶参与，A 错误;侵染植物细胞后，重组 Ti 质粒上的T-DNA 整合到的染色体上，B 错误;的染色体上含有目的基因（抗虫基因）但不一定表达，C 错误;基因工程依据的原理是基因重组，基因重组属于可遗传变异，若表现出抗虫性状，则说明基因工程操作成功，D 正确。二、非选择题7. 答案（1）茎粗、一株粒重细胞质（线粒体、叶绿体）（2）RNA 聚合性状（3）不一定相同是否甲基化及甲基化模式（甲基化模式）引物 总（半+全）甲基化水平较双亲降低（去甲基化,只答全甲基化

25、或半甲基化不给分）增强t解析 根据题干和表 1 知,F1相比于甲和乙两亲本，有明显变化的是茎粗和一株粒重，而脂肪和蛋白质含量变化不明显。植物进行杂交时，细胞质中的遗传物质来自母本，后代表现型因母本不同而不同。表1 中的正反交实验结果不完全相同，这很有可能是细胞质中的遗传物质或其他调控物质有差异造成的。（2）根据题干得知基因位点的甲基化主要影响了DNA 的转录，因此受影响的酶应是 RNA 聚合酶。生物的基因型未受影响，但转录产物的改变影响翻译过程，造成蛋白质种类和含量的差异，最终影响生物的性状。根据题干知，甲基化程度不同，两种限制酶的切割结果也不相同，因此相同的 DNA 切出的片段不同，因此我们可以根据切割片段的不同来判断DNA 的甲基化程度。PCR 过程扩增 D