2014届高考生物一轮限时规范训练 第1讲 基因工程及其安全性含生物武器（含解析）新人教版选修3

1、选修三现代生物科技专题 第1讲基因工程及其安全性(含生物武器)(时间：45分钟)A级基础演练1(2013·温州测试)下列关于基因工程的叙述中，正确的是()。ADNA连接酶和RNA聚合酶催化生成的化学键相同BDNA连接酶对“缝合”序列不进行特异性识别，无专一性催化特点C受体细菌若能表达质粒载体上抗性基因，即表明重组质粒成功导入D培育转基因油菜，需对受体细胞进行氯化钙处理解析DNA连接酶和RNA聚合酶催化生成的化学键都是磷酸二酯键，故A项正确；酶具有专一性的特点，对于有黏性末端的DNA片段，DNA连接酶只识别连接含有相同黏性末端的DNA片段，故B项错误；有些受体细菌体内本身就含有与质粒上

2、相同的抗性基因，故抗性基因的表达不能作为成功导入的标志，故C项错误；用氯化钙处理大肠杆菌，可增加大肠杆菌细胞壁的通透性，利于重组质粒的导入，对于植物细胞而言，氯化钙不起作用，故D项错误。答案A2对转基因生物的安全性发生争论，与科学发展水平的限制有密切关系。下面关于基因的相关知识中，不可能是争论的原因的是()。A对基因的结构和调控机制等的了解仍相当有限B所转移的基因有不少是异种生物之间的基因转移C外源基因插入宿主基因组的部位往往是随机的DDNA重组技术需要有精心设计的“分子工具”解析在DNA重组技术中使用的“分子工具”包括限制性内切酶、DNA连接酶和运载体，人们可以根据需要选择使用，不可能是争论

3、的原因。答案D3(2013·广东名校质检)下列关于基因成果的概述，错误的是()。A在医药卫生方面，主要用于治疗疾病B在农业上主要是培育高产、稳产、品质优良和具有抗性的农作物C在畜牧养殖业上培育出了体型巨大，品质优良的动物D在环境保护方面主要用于环境监测和对污染环境的净化解析基因成果在医药卫生方面，主要用于生产药物。答案A4(2013·广东四校联考)将人的干扰素基因通过基因定点突变，使干扰素第17位的半胱氨酸改变成丝氨酸，改造后的干扰素比天然干扰素的抗病毒活性和稳定性显著提高，此项技术属于()。A蛋白质工程 B细胞工程C胚胎工程 D生态工程解析蛋白质工程是利用基因工程手段，包

4、括基因的定点突变和基因表达对蛋白质进行改造，以期获得性质和功能更加完善的蛋白质分子。由题意知该技术属于蛋白质工程。答案A5(2012·广雅中学模拟)以下为形成cDNA过程和PCR扩增过程示意图。据图分析，下列说法正确的是()。A催化过程的酶是RNA聚合酶B过程发生的变化是引物与单链DNA结合C催化过程的酶都是DNA聚合酶，都能耐高温D如果RNA单链中A与U之和占该链碱基含量的40%，则一个双链DNA中，A与U之和也占该DNA碱基含量的40%解析由题意可知，分别表示逆转录、DNA的复制、DNA解旋、引物结合到单链DNA及互补链的合成。过程由逆转录酶催化完成，A错；由以上分析知B正确；催

5、化过程的酶都是DNA聚合酶，过程是在7075 的高温条件下进行的，只有该过程中的酶需耐高温，C错；在DNA分子中有T无U，D错。答案B6如图是利用基因工程技术培育转基因植物，生产可食用疫苗的部分过程示意图，其中Pst、Sma、EcoR、Apa为四种限制性核酸内切酶。下列说法错误的是()。A图示过程是基因工程的核心步骤B表达载体构建时需要用到限制酶 SmaC抗卡那霉素基因的存在有利于将含有抗原基因的细胞筛选出来D除图示组成外，表达载体中还应该含有启动子和终止子等结构解析图示过程为基因表达载体的构建过程，是基因工程中的核心步骤。构建过程中需要将目的基因完整切割下来，此时要用到限制酶Pst、EcoR

6、。抗卡那霉素基因是标记基因，目的是便于鉴定和筛选含有目的基因的细胞。基因表达载体包括启动子、目的基因、终止子和标记基因等。答案B7(2011·海南单科，31)回答有关基因工程的问题。(1)构建基因工程表达载体时，用不同类型的限制酶切割DNA后，可能产生黏性末端，也可能产生_末端。若要在限制酶切割目的基因和质粒后使其直接进行连接，则应选择能使二者产生_(相同、不同)黏性末端的限制酶。(2)利用大肠杆菌生产人胰岛素时，构建的表达载体含有人胰岛素基因及其启动子等，其中启动子的作用是_。在用表达载体转化大肠杆菌时，常用_处理大肠杆菌，以利于表达载体进入；为了检测胰岛素基因是否转录出了mRNA

7、，可用标记的胰岛素基因片段作探针与mRNA杂交，该杂交技术称为_。为了检测胰岛素基因转录的mRNA是否翻译成_，常用抗原抗体杂交技术。(3)如果要将某目的基因通过农杆菌转化法导入植物细胞，先要将目的基因插入农杆菌Ti质粒的_中，然后用该农杆菌感染植物细胞，通过DNA重组将目的基因插入植物细胞的_上。解析(1)DNA分子经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式：黏性末端和平末端。当限制酶在它识别序列的中心轴两侧将DNA切开时，产生的是黏性末端，而当限制酶在它识别序列的中心轴线切开时，产生的是平末端。要使目的基因和质粒直接进行连接，应使用同种限制酶切割目的基因和质粒，使二者产生相同黏性末端。

8、(2)一个基因表达载体的组成，除含有目的基因外，还必须有启动子、终止子和标记基因。启动子是一段有特殊结构的DNA片段，位于基因首端，是RNA聚合酶识别和结合部位，可以驱动目的基因转录出mRNA。在用表达载体转化大肠杆菌时，为便于表达载体进入，常用CaCl2处理大肠杆菌。要检测目的基因是否转录出对应的mRNA，可采用分子杂交技术，即用目的基因片段作探针，与mRNA杂交，如果显示出杂交带，则表明目的基因转录出了mRNA。(3)运用农杆菌转化法将目的基因导入植物细胞时，要先将目的基因插入农杆菌Ti质粒的TDNA中，然后将该农杆菌感染植物细胞，通过DNA重组将目的基因插入到植物细胞的染色体DNA上。答

9、案(1)平相同(2)驱动胰岛素基因转录出mRNACaCl2溶液(或Ca2)分子杂交技术蛋白质(3)TDNA染色体DNAB级智能提升8(新题快递)请阅读下列几段文字后回答问题。资料1有人把蚕的DNA分离出来，用一种酶“剪切”下制造丝蛋白的基因，再从细菌细胞中提取一种叫“质粒”的DNA分子，把它和丝蛋白基因拼接在一起再送回细菌细胞中，结果，此细菌就有生产蚕丝的本领。资料2法国科学家发现，玉米、烟草等植物含有类似人体血红蛋白的基因，如加入“Fe”原子，就可以制造出人的血红蛋白，从而由植物提供医疗中所需要的人体血液。(1)所有这些实验统称为_工程，所有这些实验的结果，有没有生成前所未有的新型蛋白质？_

10、。(2)资料1中实验结果的细菌能生产蚕丝，说明_。在将质粒导入大肠杆菌时，一般要用_处理该菌，以使之处于_细胞状态，以便吸收周围环境中的DNA分子。(3)资料2中由玉米、烟草的基因生产人类血红蛋白为什么要加入“Fe”原子？_。植物中含类似人类血红蛋白基因，从进化上看，说明_。解析(1)这些实验统称为基因工程，生产的蛋白质都是自然界已有的。基因工程不能生产自然界没有的蛋白质，只能生产自然界已有的蛋白质。(2)细菌能生产蚕丝，说明蚕的丝蛋白基因在细菌体内能够表达。将质粒导入细菌时，一般需将Ca2处理细菌，使之处于感受态，以便吸收周围环境中的DNA分子。(3)由于血红蛋白中含有Fe2，所以由玉米、烟

11、草基因生产人类血红蛋白时要加入“Fe”原子。由于不同的生物能够生产出相同的物质，从进化上看，说明不同的生物之间具有一定的亲缘关系。答案(1)基因没有(2)蚕的丝蛋白基因在细菌体内得以表达Ca2感受态(3)人类的血红蛋白是一种含Fe2的特殊蛋白质不同生物之间具有一定的亲缘关系9(新题快递)人外周血单核细胞能合成白介素2(IL2)。该蛋白可增强机体免疫功能，但在体内易被降解。研究人员将IL2基因与人血清白蛋白(HSA)基因拼接成一个融合基因，并在酵母菌中表达，获得具有IL2生理功能、且不易降解的IL2HSA融合蛋白。其技术流程如图。请回答下列问题。(1)培养人外周血单核细胞的适宜温度为_；图中表示

12、_过程。(2)表达载体1中的位点_，应为限制酶Bgl的识别位点，才能成功构建表达载体2。(3)表达载体2导入酵母菌后，融合基因转录出的mRNA中，与IL2蛋白对应的碱基序列不能含有_(起始、终止)密码子，才能成功表达出IL2HSA融合蛋白。(4)应用_杂交技术可检测酵母菌是否表达出IL2HSA融合蛋白。解析(1)人体的体温是37 左右，因此培养人体细胞的最适宜温度就是37 。由mRNA到cDNA过程是逆转录过程。(2)根据图解可知目的基因的两端分别是由限制酶EcoR I、Bgl切割的，一般用同一限制酶切割才能形成相同的黏性末端，表达载体1中的位点a具有EcoR I的识别位点，因此位点a应为限制

13、酶Bgl 的识别位点，才能成功构建表达载体2。(3)mRNA中如果含有终止密码子，则会导致翻译终止，不能合成出目的蛋白。(4)抗原、抗体的结合具有特异性，抗原抗体杂交技术可以迅速检测出酵母菌是否表达出IL2HSA融合蛋白。答案(1)37(或36.5±0.5)反(或逆)转录(2)a(3)终止(4)抗原抗体10(新题快递)ch1L基因是蓝细菌(蓝藻)DNA上控制叶绿素合成的基因，为研究该基因对叶绿素合成的控制，需要构建该种生物缺失ch1L基因的变异株细胞。技术路线如图甲所示，请据图分析回答问题。(1)与真菌相比较，蓝细菌在结构上最主要的特点是_，在功能上最主要的特点是_。(2)过程中均使

14、用的工具酶有_。(3)构建重组质粒B在整个操作过程中的目的是_和_。(4)若含有ch1L基因的DNA片段和选用的质粒上的限制酶切割位点如图乙所示。请回答问题。构建含ch1L基因的重组质粒A时，应选用的限制酶是_，对_进行切割。同时用酶1和酶4切割图乙中的质粒，则产生含有1 800对碱基和8 200对碱基的两种片段；用图中四种酶同时切割此质粒，则产生含有600对碱基和8 200对碱基的两种片段；若换用酶1和酶3同时切割此质粒，则产生_。解析(1)蓝细菌为原核生物，与真核生物相比最主要的特点是无核膜包被的细胞核。从功能上分析，蓝细菌有光合色素能够进行光合作用。(4)含ch1L基因的DNA片段没有酶

15、4的切割位点，其中酶2的切割位点在ch1L基因中，所以只能用酶1和酶3同时切割含ch1L基因的DNA片段和质粒。用酶1和酶4切割质粒，质粒被切成l 800对碱基和8 200对碱基的两种片段，说明酶1酶2酶3酶4，总长为1 800对碱基；用四种酶同时切割得到600对碱基和8 200对碱基的两种片段，说明酶1酶2，酶2酶3，酶3酶4，长度均为600对碱基。故用酶1和酶3同时切割质粒，产生含有1 200对碱基和8 800对碱基的两种片段。答案(1)没有核膜包被的细胞核能够进行光合作用(2)限制性核酸内切酶和DNA连接酶(3)破坏ch1L基因操作成功后筛选出该变异株(4)酶1和酶3质粒和含ch1L基因

16、的DNA含有1 200对碱基和8 800对碱基的两种片段11(2012·新题快递)用小鼠进行DNA重组研究中形成的“基因敲除”技术，能“敲除”DNA分子上的特定基因。该技术的主要过程如下：第一步：分离小鼠胚胎干细胞，这些细胞中含有需要改造的基因，称“靶基因”。第二步：获取与“靶基因”同源的DNA片段，利用特定技术在该DNA片段上插入neoR基因(新霉素抗性基因)成为突变DNA(如图)，使该片段上的靶基因失活。第三步：将插入neoR基因(新霉素抗性基因)的靶基因转移入胚胎干细胞，再通过同源互换，用失活靶基因取代两个正常靶基因中的一个，完成对胚胎干细胞的基因改造。第四步：将第三步处理后的

17、胚胎干细胞，转移到特定培养基中筛选培养。其基本原理如下图所示：(1)第二步中neoR基因插入靶基因使用的工具酶是_。neoR基因不仅能使靶基因失活，还是_；“靶基因失活”的含义是_。(2)从研究者成功获得如上图所示的“敲除”一个靶基因的胚胎干细胞，到将该细胞培育成“基因敲除”小鼠，运用到的生物技术有_、_、_等。(3)科学家可以通过“基因敲除”技术来治疗疾病，上题中获得的基因敲除小鼠，能否直接用来研究基因功能并说明原因_，_。解析(1)将neoR基因插入靶基因需要用限制酶处理获得相同的黏性末端，再加入DNA连接酶进行连接，故使用的工具酶是基因工程中的限制酶、DNA连接酶；neoR基因是新霉素抗性基因，可作为标记基因；“靶基因失活”的含