（江蘇專版）2020版高考生物一輪復(fù)習(xí) 課時(shí)跟蹤檢測（四十二）基因工程（含解析）.doc

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基因工程 一、選擇題 1．在某種生物中檢測不到綠色熒光，將水母綠色熒光蛋白基因轉(zhuǎn)入該生物體內(nèi)后，結(jié)果可以檢測到綠色熒光。由此可知(　　) A．該生物的基因型本來是雜合的 B．該生物與水母有很近的親緣關(guān)系 C．綠色熒光蛋白基因在該生物體內(nèi)得到了表達(dá) D．改變綠色熒光蛋白基因的1個(gè)核苷酸對，就不能檢測到綠色熒光 解析：選C　該生物原來沒有熒光表現(xiàn)，加入熒光基因后，表現(xiàn)出熒光現(xiàn)象，但不能確定該生物原來的基因型；基因工程可以實(shí)現(xiàn)不同生物間的基因重組，因此，該生物與水母不一定有很近的親緣關(guān)系；該生物出現(xiàn)熒光現(xiàn)象，說明綠色熒光蛋白基因在該生物體內(nèi)得到了表達(dá)；由于密碼子的簡并性，改變綠色熒光蛋白基因的1個(gè)核苷酸對，有可能檢測到綠色熒光。 2．(2019南通考前卷)iPS細(xì)胞是利用病毒將四個(gè)基因(Oct4、Sox2、Klf4和cMyc)導(dǎo)入動(dòng)物體細(xì)胞使其轉(zhuǎn)化為類似胚胎干細(xì)胞的一種細(xì)胞。在iPS細(xì)胞培育過程中(　　) A．運(yùn)用了基因工程、動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)等現(xiàn)代生物技術(shù) B．病毒的作用只是通過侵染將基因?qū)塍w細(xì)胞中 C．使用的工具酶主要有DNA聚合酶和DNA連接酶 D．僅有Oct4、Sox2、Klf4和cMyc能夠轉(zhuǎn)錄、翻譯 解析：選A　根據(jù)題干信息分析，在iPS細(xì)胞培育過程中，先利用基因工程技術(shù)獲得含有四個(gè)基因的動(dòng)物細(xì)胞，再利用動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)獲得iPS細(xì)胞；病毒的作用是通過侵染將基因?qū)塍w細(xì)胞，同時(shí)使目的基因在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在并表達(dá)；使用的工具酶是限制酶和DNA連接酶；除了Oct4、Sox2、Klf4和cMyc能夠表達(dá)(轉(zhuǎn)錄、翻譯)，動(dòng)物體細(xì)胞中原來的許多基因也能夠表達(dá)。 3．下列關(guān)于核酸分子雜交和抗原—抗體雜交的敘述，正確的是(　　) A．核酸分子雜交是指兩條脫氧核苷酸鏈的雜交 B．抗原—抗體雜交的原理為堿基互補(bǔ)配對原則 C．核酸分子雜交可檢測目的基因的存在和轉(zhuǎn)錄 D．抗原—抗體雜交常以目的基因產(chǎn)物作為抗體 解析：選C　核酸分子雜交可以是兩條脫氧核苷酸鏈的雜交，也可以是 DNA單鏈和RNA的雜交；抗原—抗體雜交的原理是抗體能與對應(yīng)的抗原發(fā)生特異性結(jié)合；核酸分子雜交可檢測目的基因的存在和轉(zhuǎn)錄；抗原—抗體雜交中目的基因產(chǎn)物常作為抗原。 4．(2019揚(yáng)州一模)某種線性DNA含有限制性核酸內(nèi)切酶EcoRⅠ的1個(gè)酶切位點(diǎn)。該DNA樣品(甲)經(jīng)EcoRⅠ酶切后，在DNA連接酶催化下形成產(chǎn)物乙。則反應(yīng)液中產(chǎn)物乙共有(　　) A．1種　　　　　　　　　　 B．2種 C．3種 D．4種 解析：選C　分析題圖和題意可知，線性DNA含有限制性核酸內(nèi)切酶EcoRⅠ的1個(gè)酶切位點(diǎn)，因此經(jīng)過該酶切割后會形成兩個(gè)相同的黏性末端，切割后形成的兩個(gè)DNA片段若分別用a和b表示，由于a和b具有相同的黏性末端，因此利用DNA連接酶催化后，能夠產(chǎn)生aa連接、bb連接、ab連接3種產(chǎn)物。 5．下列關(guān)于基因工程應(yīng)用的敘述，正確的是(　　) A．基因治療就是把缺陷基因誘變成正?；? B．基因診斷的基本原理是DNA分子雜交 C．一種基因探針能檢測水體中的所有病毒 D．原核基因不能用來進(jìn)行真核生物的遺傳改良 解析：選B　基因治療是把健康的外源基因?qū)胗谢蛉毕莸募?xì)胞中，達(dá)到治療的目的，并不是把缺陷基因誘變成正?；?；基因診斷是用放射性同位素、熒光分子等標(biāo)記的DNA分子作探針，利用DNA分子雜交的原理，鑒定被檢測標(biāo)本上的遺傳信息，達(dá)到檢測疾病的目的；基因探針具有專一性，一般來說，一種基因探針只能檢測水體中的一種相應(yīng)的病毒；原核生物的基因也是DNA，可以用于真核生物的遺傳改良。 6．如圖表示利用細(xì)菌中抗蟲基因培育抗蟲玉米的過程，其中①～⑧表示操作步驟，a、b表示相關(guān)分子，c～e表示培養(yǎng)過程，其中d過程表示細(xì)菌與玉米細(xì)胞混合培養(yǎng)。下列有關(guān)敘述正確的是(　　) A．圖中需要用到限制酶的是步驟①②③ B．圖中導(dǎo)入目的基因的是步驟④ C．步驟⑤的主要目的是擴(kuò)增目的基因 D．脫分化和再分化的步驟分別是⑦和⑧ 解析：選C　圖中需要用到限制酶的是步驟①②，步驟③需要用到DNA連接酶；步驟④⑤⑥表示將目的基因通過農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法導(dǎo)入玉米細(xì)胞，步驟④僅僅是將目的基因轉(zhuǎn)入細(xì)菌；步驟⑦表示植物組織培養(yǎng)過程，包括脫分化和再分化，步驟⑧表示植物的生長發(fā)育過程。 7．小鼠雜交瘤細(xì)胞表達(dá)的單克隆抗體用于人體試驗(yàn)時(shí)易引起過敏反應(yīng)，為了克服這個(gè)缺陷，可選擇性擴(kuò)增抗體的可變區(qū)基因(目的基因)后再重組表達(dá)。下列相關(guān)敘述正確的是(　　) A．設(shè)計(jì)擴(kuò)增目的基因的引物時(shí)不必考慮表達(dá)載體的序列 B．用PCR方法擴(kuò)增目的基因時(shí)需要知道基因的全部序列 C．PCR體系中G－C堿基對含量將影響使DNA解鏈的所需溫度 D．PCR體系中一定要添加從受體細(xì)胞中提取的DNA聚合酶 解析：選C　設(shè)計(jì)擴(kuò)增目的基因的引物時(shí)，要考慮表達(dá)載體相關(guān)序列，從而保證目的基因能與表達(dá)載體相連接及正常表達(dá)；用PCR方法擴(kuò)增目的基因的前提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列，以便根據(jù)這一序列合成引物，但不需要知道基因的全部序列；在每個(gè)雙鏈DNA分子中，堿基對A與T之間有2個(gè)氫鍵，C與G之間有3個(gè)氫鍵， 且DNA分子含有的氫鍵數(shù)越多，其熱穩(wěn)定性就越高，因此PCR體系中G－C堿基對含量將影響DNA解鏈的溫度；PCR體系中一定要添加耐高溫的熱穩(wěn)定DNA聚合酶，而從受體細(xì)胞內(nèi)提取的DNA聚合酶不耐高溫。 8．(2018北京高考)用XhoⅠ和SalⅠ兩種限制性核酸內(nèi)切酶分別處理同一DNA片段，酶切位點(diǎn)及酶切產(chǎn)物分離結(jié)果如圖。以下敘述不正確的是(　　) A．圖1中兩種酶識別的核苷酸序列不同 B．圖2中酶切產(chǎn)物可用于構(gòu)建重組DNA C．泳道①中是用SalⅠ處理得到的酶切產(chǎn)物 D．圖中被酶切的DNA片段是單鏈DNA 解析：選D　通過圖1可知，兩種限制性核酸內(nèi)切酶切割DNA分子的不同部位，說明兩種限制性核酸內(nèi)切酶識別的核苷酸序列不同；圖2中的酶切產(chǎn)物是DNA分子片段，可用于構(gòu)建重組DNA；觀察圖1可知，該DNA片段有3個(gè)SalⅠ酶切位點(diǎn)，故用SalⅠ處理后，可形成4個(gè)DNA分子片段，電泳后出現(xiàn)4條電泳帶，與電泳條帶①對應(yīng)；限制性核酸內(nèi)切酶作用的是雙鏈DNA片段，因此圖中被酶切的DNA片段應(yīng)是雙鏈DNA。 9．(2019南通二模，多選)據(jù)報(bào)道，研究人員將口蹄疫病毒結(jié)構(gòu)蛋白VP1的某一活性肽基因片段導(dǎo)入胡蘿卜愈傷組織細(xì)胞培育轉(zhuǎn)基因胡蘿卜，用于生產(chǎn)可直接口服的口蹄疫疫苗。下列相關(guān)敘述正確的是(　　) A．胡蘿卜愈傷組織細(xì)胞可利用胡蘿卜體細(xì)胞誘導(dǎo)脫分化獲得 B．可將活性肽基因片段直接導(dǎo)入胡蘿卜愈傷組織細(xì)胞 C．可利用PCR、DNA分子雜交等技術(shù)鑒定目的片段是否已整合到胡蘿卜染色體中 D．轉(zhuǎn)基因是否成功需要對愈傷組織再分化形成的植株進(jìn)行活性肽含量測定 解析：選ACD　可利用胡蘿卜韌皮部的一些細(xì)胞，放入含有植物激素、無機(jī)鹽和糖類等物質(zhì)的培養(yǎng)液中培養(yǎng)，這些離體的植物組織細(xì)胞，經(jīng)過脫分化，可以形成愈傷組織；外源基因如果直接導(dǎo)入受體細(xì)胞，將無法進(jìn)行自我復(fù)制以及基因的表達(dá)，因此活性肽基因片段必須要經(jīng)由運(yùn)載體導(dǎo)入胡蘿卜愈傷組織細(xì)胞，才能表達(dá)；可利用PCR、DNA分子雜交等技術(shù)鑒定目的片段是否已整合到胡蘿卜染色體中；如果轉(zhuǎn)基因成功，轉(zhuǎn)基因胡蘿卜就會進(jìn)行基因表達(dá)產(chǎn)生相應(yīng)的VP1的某一活性肽，否則就不會產(chǎn)生或產(chǎn)生量少，因此對愈傷組織再分化形成的植株進(jìn)行活性肽含量測定，就可知道轉(zhuǎn)基因是否成功。 10．(多選)利用基因工程技術(shù)生產(chǎn)羧酸酯酶(CarE)制劑的流程如圖所示，下列有關(guān)敘述正確的是(　　) A．過程①需使用逆轉(zhuǎn)錄酶 B．過程②利用PCR擴(kuò)增CarE基因需使用解旋酶和耐高溫的DNA聚合酶 C．過程③可用NaCl溶液處理大腸桿菌，使之成為感受態(tài)細(xì)胞 D．過程④可利用DNA分子雜交法鑒定目的基因是否已導(dǎo)入受體細(xì)胞 解析：選AD　利用PCR擴(kuò)增基因時(shí)，通過高溫使DNA解旋，不需要解旋酶，但需要耐高溫的DNA聚合酶；用CaCl2溶液處理大腸桿菌，使其成為感受態(tài)細(xì)胞。 11．(2019蘇錫常鎮(zhèn)一模，多選)從唾液腺細(xì)胞中提取全部mRNA，以此為模板合成相應(yīng)的單鏈DNA(TcDNA)，利用該TcDNA與來自同一個(gè)體漿細(xì)胞中的全部mRNA(JmRNA)進(jìn)行分子雜交。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(　　) A．TcDNA分子中嘌呤堿基與嘧啶堿基數(shù)目相等 B．唾液腺細(xì)胞中的RNA與TcDNA都能進(jìn)行分子雜交 C．唾液腺細(xì)胞不能分泌抗體是因?yàn)槿狈幋a抗體的相關(guān)基因 D．能與TcDNA互補(bǔ)的JmRNA中含有編碼呼吸酶的mRNA 解析：選ABC　TcDNA分子是單鏈的，因此其分子中的嘌呤堿基與嘧啶堿基數(shù)目不一定相等；TcDNA是以從唾液腺細(xì)胞中提取全部mRNA為模板合成的，而唾液腺細(xì)胞中還有rRNA、tRNA，因此唾液腺細(xì)胞中的RNA與TcDNA并不能都進(jìn)行分子雜交；唾液腺細(xì)胞不能分泌抗體是因?yàn)榫幋a抗體的相關(guān)基因沒有表達(dá)；由于所有細(xì)胞中呼吸酶基因都表達(dá)，因此能與TcDNA互補(bǔ)的JmRNA中含有編碼呼吸酶的mRNA。 二、非選擇題 12．(2018天津高考)甲型流感病毒為RNA病毒，易引起流感大規(guī)模流行。我國科學(xué)家在2017年發(fā)明了一種制備該病毒活疫苗的新方法，主要環(huán)節(jié)如下。 (1)改造病毒的部分基因，使其失去在正常宿主細(xì)胞內(nèi)的增殖能力。以病毒RNA為模板，逆轉(zhuǎn)錄成對應(yīng)DNA后，利用________技術(shù)擴(kuò)增，并將其中某些基因(不包括表面抗原基因)內(nèi)個(gè)別編碼氨基酸的序列替換成編碼終止密碼子的序列。與改造前的基因相比，改造后的基因表達(dá)時(shí)不能合成完整長度的________，因此不能產(chǎn)生子代病毒。將該改造基因、表面抗原等其他基因分別構(gòu)建重組質(zhì)粒，并保存。 (2)構(gòu)建適合改造病毒增殖的轉(zhuǎn)基因宿主細(xì)胞。設(shè)計(jì)合成一種特殊tRNA的基因，其產(chǎn)物的反密碼子能與(1)中的終止密碼子配對結(jié)合，并可攜帶一個(gè)非天然氨基酸(Uaa)。將該基因與________連接后導(dǎo)入宿主細(xì)胞。提取宿主細(xì)胞的________進(jìn)行分子雜交鑒定，篩選獲得成功表達(dá)上述tRNA的轉(zhuǎn)基因宿主細(xì)胞。 (3)利用轉(zhuǎn)基因宿主細(xì)胞制備疫苗。將(1)中的重組質(zhì)粒導(dǎo)入(2)中的轉(zhuǎn)基因宿主細(xì)胞，并在補(bǔ)加______________的培養(yǎng)基中進(jìn)行培養(yǎng)，則該宿主細(xì)胞能利用上述特殊tRNA，翻譯出改造病毒基因的完整蛋白，產(chǎn)生大量子代病毒，用于制備疫苗。特殊tRNA基因轉(zhuǎn)錄時(shí)，識別其啟動(dòng)子的酶是________(單選)。 A．病毒的DNA聚合酶 B．宿主的DNA聚合酶 C．病毒的RNA聚合酶 D．宿主的RNA聚合酶 (4)上述子代病毒不能在正常宿主細(xì)胞中增殖，沒有致病性，因此不經(jīng)滅活或減毒即可制成疫苗。與不具侵染性的流感病毒滅活疫苗相比，該病毒活疫苗的優(yōu)勢之一是可引起________免疫，增強(qiáng)免疫保護(hù)效果。 解析：(1)體外進(jìn)行DNA擴(kuò)增采用的技術(shù)手段是多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(PCR技術(shù))。將基因內(nèi)個(gè)別編碼氨基酸的序列改造成編碼終止密碼子的序列后，在翻譯時(shí)終止密碼子提前出現(xiàn)，不能合成完整長度的多肽(或蛋白質(zhì))。(2)為了使目的基因能夠在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在并正常表達(dá)，需要將目的基因與載體(運(yùn)載體)連接后導(dǎo)入受體細(xì)胞。利用分子雜交技術(shù)，鑒定篩選獲得成功表達(dá)目的RNA的細(xì)胞時(shí)，需提取宿主細(xì)胞的總RNA。(3)將(1)中的重組質(zhì)粒導(dǎo)入(2)中的轉(zhuǎn)基因宿主細(xì)胞，宿主細(xì)胞內(nèi)由于沒有Uaa，翻譯將會在終止密碼子處停止，將不能翻譯出改造病毒基因的完整蛋白，所以要想翻譯出完整蛋白，需要在培養(yǎng)基中加入U(xiǎn)aa。轉(zhuǎn)錄時(shí)，識別啟動(dòng)子的酶為RNA聚合酶，因?yàn)檗D(zhuǎn)錄在宿主細(xì)胞中進(jìn)行，所以轉(zhuǎn)錄用的酶為宿主細(xì)胞的RNA聚合酶。(4)不具有感染性的滅活病毒不能進(jìn)入人體細(xì)胞內(nèi)，只會引發(fā)體液免疫，而減毒的活疫苗雖然不能在人體細(xì)胞內(nèi)正常增殖，但可以侵入人體細(xì)胞，能引起人體產(chǎn)生細(xì)胞免疫，增強(qiáng)免疫保護(hù)效果。 答案：(1)PCR　多肽(或蛋白質(zhì))　(2)載體　總RNA (3)非天然氨基酸(Uaa)　D　(4)細(xì)胞 13．人參是一種名貴藥材，具有良好的滋補(bǔ)作用?？诜粮蓴_素在慢性乙肝、丙肝及部分腫瘤的治療中有一定療效。下圖為科研人員制備能合成干擾素的人參愈傷組織細(xì)胞的流程，①～④表示相關(guān)的操作，EcoRⅠ、BamHⅠ為限制酶，它們的識別序列及切割位點(diǎn)如下表所示。請回答下列問題： (1)步驟①中，利用PCR技術(shù)擴(kuò)增干擾素基因時(shí)，設(shè)計(jì)引物序列的主要依據(jù)是______________________________?？蒲腥藛T還在兩種引物的一端分別加上______________和________________序列，以便于后續(xù)基因的剪切和連接。 (2)過程②所構(gòu)建的基因表達(dá)載體中未標(biāo)注出的必需元件還有________，過程③中需先用________處理根瘤農(nóng)桿菌，以便將基因表達(dá)載體導(dǎo)入細(xì)胞。 (3)過程④中，科研人員提取愈傷組織細(xì)胞的RNA后，先通過________過程獲得DNA，再進(jìn)行PCR擴(kuò)增，若最終未能檢測出干擾素基因，其可能原因是_______________________ ________________________。 (4)科研人員認(rèn)為，將轉(zhuǎn)干擾素基因的人參愈傷組織加工成的藥物比單純干擾素的療效要好，其依據(jù)是__________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：(1)PCR技術(shù)的前提條件是要有一段已知目的基因的核苷酸序列，以便根據(jù)這一序列合成引物。因此，合成引物時(shí)主要依據(jù)目的基因(干擾素基因)兩端的部分核苷酸序列。同時(shí)，便于后續(xù)的剪切和連接，設(shè)計(jì)引物時(shí)還需加上相關(guān)限制酶的識別序列，本題中限制酶EcoRⅠ、BamHⅠ的識別序列分別是GAATTC、GGATCC。(2)基因表達(dá)載體的組成有目的基因、啟動(dòng)子、終止子、復(fù)制原點(diǎn)和標(biāo)記基因等。用原核細(xì)胞作為受體細(xì)胞時(shí)，常用Ca2＋(CaCl2)處理，使其成為感受態(tài)。(3)從愈傷組織細(xì)胞提取RNA后，經(jīng)逆轉(zhuǎn)錄獲得DNA。PCR技術(shù)獲得較多的DNA片段進(jìn)行檢測篩選，不能檢測出干擾素基因，說明在愈傷組織細(xì)胞中不含干擾素基因轉(zhuǎn)錄形成的RNA，可能是干擾素基因未能導(dǎo)入，也可能是導(dǎo)入的干擾素基因未轉(zhuǎn)錄。(4)單純干擾素只起治療的作用，而轉(zhuǎn)干擾素基因的人參愈傷組織加工成的藥物既有干擾素的治療作用，又有人參的滋補(bǔ)作用。 答案：(1)干擾素基因兩端的部分核苷酸序列　GAATTC　GGATCC　(2)復(fù)制原點(diǎn)　Ca2＋(CaCl2)　(3)逆轉(zhuǎn)錄　導(dǎo)入人參愈傷組織細(xì)胞的干擾素基因未能轉(zhuǎn)錄(或干擾素基因未能導(dǎo)入人參愈傷組織細(xì)胞)　(4)藥物既有干擾素治療的作用，又有人參的滋補(bǔ)作用