【生物】2021届新高考生物一轮复习人教版基因工程（包括PCR技术）作业

【生物】2021届新高考生物一轮复习人教版基因工程（包括PCR技术）作业

‎2021届 新高考生物 一轮复习 人教版 基因工程（包括PCR技术） 作业 一、单项选择题 ‎1.下列有关基因工程的叙述,正确的是(　　)‎ A.限制性核酸内切酶只在获得目的基因时使用 B.重组质粒的形成是在细胞内完成的 C.目的基因必须整合到受体细胞的DNA中才能复制 D.通过基因工程育种可以定向地改造生物的性状 ‎1.答案　D　构建基因表达载体时用同种限制酶切割目的基因和质粒,A错误;重组质粒是在细胞外构建完成后再导入受体细胞的,B错误;重组质粒上有复制原点,不整合到受体细胞的DNA中也可复制,C错误;由于目的基因是已知的基因,所以可以定向地改变生物的性状,D正确。‎ ‎2.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PstⅠ、SmaⅠ、EcoRⅠ、ApaⅠ为四种限制酶。下列说法错误的是(　　)‎ A.图示过程是基因工程的核心步骤 B.构建基因表达载体时需要用到限制酶SmaⅠ C.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,基因表达载体中还应该含有启动子和终止子等结构 ‎2.答案　B　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,A正确。构建过程中需要将目的基因完整的切割下来,此时要用到限制酶PstⅠ、EcoRⅠ不需要用限制酶SamⅠ,B错误。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,C正确。基因表达载体包括启动子、目的基因、终止子和标记基因等,D正确。‎ ‎3.如图为某种质粒的简图,小箭头所指分别为限制酶EcoRⅠ、BamHⅠ的酶切位点,P为转录的启动部位。已知目的基因的两端有EcoRⅠ、BamHⅠ的酶切位点,受体细胞为无任何抗药性的原核细胞。下列叙述正确的是(　　)‎ A.将含有目的基因的DNA与质粒分别用EcoRⅠ酶切,在DNA连接酶作用下,由两个DNA片段之间连接形成的产物有两种 B.DNA连接酶的作用是将酶切后得到的黏性末端连接起来,形成一个重组质粒,该过程形成两个磷酸二酯键 C.为了防止目的基因反向粘连和质粒自行环化,酶切时可选用的酶是EcoRⅠ和BamHⅠ D.能在含青霉素的培养基中生长的受体细胞表明该目的基因已成功导入该细胞 ‎3.答案　C　如果将含有目的基因的DNA与质粒分别用EcoRⅠ酶切,那么酶切后二者的黏性末端相同,在DNA连接酶作用下,由两个DNA片段之间连接形成的产物有三种,只有一种符合基因工程的需求,A错误;DNA连接酶的作用是将酶切后的目的基因和质粒的黏性末端连接起来形成重组质粒,该过程形成4个磷酸二酯键,B错误;为了防止目的基因和质粒自行环化,酶切时可选用的酶是EcoRⅠ和BamHⅠ,这样切割后得到的DNA片段两侧的黏性末端不同,C正确;由于受体细胞为无任何抗药性的原核细胞,因此能在含青霉素的培养基中生长,可能是目的基因成功导入了受体细胞,也可能是不含目的基因的载体导入了受体细胞,D错误。‎ ‎4.下列关于目的基因导入受体细胞的叙述,不正确的是(　　)‎ A.利用基因枪法将目的基因导入植物细胞的方法比较经济、有效 B.显微注射技术是转基因动物中采用最多的方法 C.大肠杆菌最常用的转化方法是:使细胞的生理状态发生改变 D.农杆菌转化法是将目的基因导入植物细胞最常用的方法 ‎4.答案　A　将目的基因导入植物细胞常用的方法是农杆菌转化法,该方法比较经济、有效。此外,将目的基因导入植物细胞的方法还有基因枪法和花粉管通道法,A错误,D正确;目的基因导入动物细胞常用的方法是显微注射技术,B正确;大肠杆菌细胞最常用的转化方法是用钙离子处理细胞,使细胞的生理状态发生改变,从而完成转化过程,C正确。‎ ‎5.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。如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①是获取抗冻基因的过程,用到的酶只有限制酶 B.在重组质粒上,抗冻基因首端和末端一定具有启动子和终止子,启动和终止翻译的进程 C.过程②用到的质粒是农杆菌的Ti质粒,要将重组质粒转入农杆菌才能进行筛选 D.根据抗冻基因制作的DNA探针,可以用来检测转基因抗冻番茄植株中目的基因的存在 ‎5.‎ 答案　D　据题图可知,该转基因技术操作中,获取目的基因的方法是利用抗冻基因(目的基因)的mRNA进行逆转录产生DNA,需要的酶是逆转录酶和限制酶,A项错误;目的基因首端和末端的启动子和终止子均是DNA片段,分别启动和终止转录的进程,B项错误;重组质粒转入农杆菌的目的是通过农杆菌转化法将目的基因导入番茄细胞中,C项错误;检测目的基因是否导入受体细胞,通常是用DNA探针进行检测,即所谓DNA分子杂交技术,D项正确。‎ ‎6.下列关于核酸分子杂交和抗原—抗体杂交的叙述,正确的是(　　)‎ A.核酸分子杂交是指两条脱氧核苷酸链的杂交 B.抗原—抗体杂交的原理为碱基互补配对原则 C.核酸分子杂交可检测目的基因的存在和转录 D.抗原—抗体杂交常以目的基因产物作为抗体 ‎6.答案　C　核酸分子杂交可以是两条脱氧核苷酸链的杂交,也可以是DNA单链和RNA单链的杂交,A错误;抗原—抗体杂交的原理是抗体能与对应的抗原发生特异性结合,B错误;核酸分子杂交可检测目的基因的存在和转录,C正确;抗原—抗体杂交中目的基因产物常作为抗原,D错误。‎ ‎7.聚合酶链式反应(PCR)是一种体外迅速扩增DNA片段的技术,PCR过程一般经历下述30多次循环:95 ℃下使模板DNA变性、解链→55 ℃下复性(引物与DNA模板链结合)→72 ℃下引物链延伸(形成新的脱氧核苷酸链)。下列有关PCR过程的叙述中不正确的是(　　)‎ A.变性过程中破坏的是DNA分子内碱基对之间的氢键,也可利用解旋酶实现 B.复性过程中引物与DNA模板链的结合是依靠碱基互补配对原则完成的 C.延伸过程中需要DNA聚合酶、ATP、四种核糖核苷酸 D.PCR与细胞内DNA复制相比所需酶的最适温度较高 ‎7.答案　C　变性过程中破坏的是DNA分子内碱基对之间的氢键,也可以利用解旋酶实现,A正确;复性过程中引物与DNA模板链的结合是依靠碱基互补配对原则完成的,B正确;延伸过程中需要DNA聚合酶,ATP、四种脱氧核糖核苷酸,C错误;PCR与细胞内DNA复制相比,所需酶的最适温度较高,D正确。‎ ‎8.下列关于基因治疗的说法正确的是(　　)‎ A.基因治疗只能治疗一些传染病,如艾滋病 B.基因治疗的主要方法是让患者口服一些健康的外源基因 C.基因治疗的主要原理是引入健康基因并使之表达 D.基因治疗在发达国家已成为一种常用的临床治疗手段 ‎8.答案　C　基因治疗是治疗遗传病的有效手段,A错误;基因治疗的主要方法是把正常基因导入病人体内有缺陷的细胞中,口服外源基因不能起作用,B错误;基因治疗的主要原理是引入健康基因并使之表达,以治疗患者因基因缺陷导致的疾病,C正确;目前,基因治疗还处于初期的临床试验阶段,D错误。‎ ‎9.(2018山东烟台质检)下列有关基因工程和蛋白质工程的叙述,不正确的是(　　)‎ A.将基因表达载体导入小鼠的受精卵中常用显微注射法 B.设计扩增目的基因的引物时,不必考虑表达载体的序列 C.蛋白质工程是通过基因修饰或基因合成,对现有蛋白质进行改造,或制造一种新蛋白质的技术 D.蛋白质工程可合成自然界中不存在的蛋白质 ‎9.答案　B　将基因表达载体导入小鼠的受精卵中常用显微注射法,A正确;设计的引物应能与表达载体两端的序列互补配对,B不正确;蛋白质工程是指以分子生物学相关理论为基础,通过基因修饰或基因合成,对现有的蛋白质进行改造,或制造一种新的蛋白质的技术,C正确;通过蛋白质工程可合成自然界中不存在的蛋白质,D正确。‎ 二、不定项选择题 ‎10.(2019江苏扬州高三上学期模拟)目前,欧洲、亚洲许多国家都发现了禽流感疫情,并引起了人体感染,造成多人死亡。科学工作者经研究,发现了数种快速检验禽流感病原体的方法,以正确诊断禽流感。下列与禽流感病原体研究、诊断有关的说法中正确的是(　　)‎ A.镜检法:在光学显微镜下直接观察病人的痰液或血液,以发现病原体 B.PCR技术:体外基因复制技术,可在几十分钟内把病原体的基因扩增到数百万倍 C.抗原—抗体法:用特殊制备的病原体蛋白质与病人血清中的相关抗体特异性结合,发现病原体 D.DNA探针技术:用放射性同位素、荧光因子等标记的DNA分子作探针,利用DNA分子杂交原理来检测病原体 ‎10.答案　BCD　病毒在光学显微镜下无法看到,只有在电子显微镜下才能观察到,A错误;PCR用于体外快速扩增特定基因或DNA序列,B正确;病原体进入人体后会刺激机体产生特异性免疫反应,产生相应抗体,由于抗体与抗原结合具有特异性,因此用特殊制备的病原体蛋白质与病人血清中的相关抗体特异性结合,可发现病原体,C正确;可以利用DNA分子作为探针,通过DNA分子杂交技术检测病原体,D正确。‎ ‎11.(2020山东模拟)研究人员用三种基因探针,通过分子杂交技术分别对某动物三种细胞中的mRNA进行检测,结果如下表所示。下列说法错误的是(　　)‎ 杂交带　　　细胞 探针　　　　　　‎ 输卵管细胞 未成熟红细胞 胰岛B细胞 卵清蛋白基因探针 有 无 无 β-珠蛋白基因探针 无 有 无 胰岛素基因探针 无 无 有 A.三种探针的核苷酸序列不同 B.有杂交带出现表明相应基因发生了转录 C.用上述探针分别检测三种细胞的DNA,实验结果不变 D.可用mRNA逆转录产生的DNA制作相应基因的探针 ‎11.答案　C　由于基因不同,三种探针的核苷酸序列也不相同,A正确;由题意可知,用基因探针检测的是三种细胞的mRNA,若出现杂交带说明该细胞中出现mRNA,即细胞发生了特定基因的转录,B正确;三种细胞来自同一生物体,则三种细胞所含DNA相同,若用上述探针检测三种细胞中的DNA,均会出现杂交带,C错误;分子探针可以通过逆转录过程获得,D正确。‎ 三、非选择题 ‎12.大肠杆菌的质粒上含有lacZ基因,其编码的产物β-半乳糖苷酶在X-gal和IPTG同时存在时,可以产生蓝色沉淀,使菌落呈现蓝色,否则菌落呈现白色。如图为利用该质粒进行的转基因过程,请据图回答下列相关问题:‎ ‎(1)图中切割目的基因时用到　　　种限制酶,而切割质粒时用到的限制酶是　 　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(2)在基因工程的“四步曲”中,　　　　　　是基因工程的核心步骤,　　　　阶段没有碱基互补配对现象。 ‎ ‎(3)图中的受体细胞是　　　　　　,其作为受体细胞的优点是　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(至少答出两点)。 ‎ ‎(4)在培养基中加入X-gal和IPTG的目的是　　　　　　　;结合题干信息,菌落①②③的颜色分别是　　　　、　　　　、　　　　。 ‎ ‎12.答案　(1)2　EcoRⅠ　(2)基因表达载体的构建　将目的基因导入受体细胞　(3)大肠杆菌　繁殖快、遗传物质相对较少、易培养等　(4)筛选导入了重组质粒的大肠杆菌　蓝色　蓝色　白色 解析　(1)由图可知,处理目的基因时用到了EcoRⅠ和SmaⅠ两种限制酶,而切割质粒时用到的限制酶是EcoRⅠ。(2)在基因工程的“四步曲”中,基因表达载体的构建是基因工程的核心步骤,将目的基因导入受体细胞的阶段没有碱基互补配对现象。(3)图中的受体细胞是大肠杆菌,其作为受体细胞的优点是繁殖快、遗传物质相对较少、易培养等。(4)根据题干信息可知,加入X-gal和IPTG的培养基属于选择培养基,因此加入X-gal和IPTG的目的就是将导入了重组质粒的大肠杆菌筛选出来;在同时具有X-gal和IPTG的培养基中,如果大肠杆菌中导入了完整的lacZ基因,则该基因就可以控制合成β-半乳糖苷酶,菌落就呈现蓝色,否则菌落呈现白色,因此,菌落①和②均呈现蓝色,而菌落③呈现白色。‎ ‎13.科学家将动物体内能够合成胰岛素的基因与大肠杆菌的DNA分子重组,并且在大肠杆菌体内表达成功。请据图回答下列问题:‎ ‎(1)图中①DNA是以　　　　　　　为模板,　　　　形成单链DNA,在酶的作用下合成双链DNA,从而获得了所需要的基因。 ‎ ‎(2)图中②代表的是　　　　　　　　　　,在它的作用下将质粒(　　　　DNA)切出　 　　　末端。 ‎ ‎(3)图中④表示将　　　　　　　　　　。⑤表示　　　随大肠杆菌的繁殖而进行　　　　。 ‎ ‎(4)采用蛋白质工程可以对胰岛素进行改造,使之起效时间缩短,保证餐后血糖高峰和血液中胰岛素高峰一致。如果你是科研工作者,请写出研制速效胰岛素的思路。　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(5)下列关于蛋白质工程的说法,不正确的是(　　)‎ A.蛋白质工程能将人抗体某些区段替代鼠单克隆抗体的区段,降低鼠单克隆抗体免疫原性 B.蛋白质工程可对酶的催化活性、底物专一性、抗氧化性、热变性、碱变性等加以改变 C.理论上通过对关键氨基酸的转换与增删是进行蛋白质工程的唯一方法 D.蛋白质工程的崛起主要是工业生产和基础理论研究的需要 ‎13.答案　(1)原胰岛素mRNA　逆转录 ‎(2)特定的限制性核酸内切酶　环状　黏性或平　(3)目的基因导入受体细胞　重组DNA　扩增　(4)预期蛋白质的功能→蛋白质应有的高级结构→蛋白质应具备的折叠状态→推测应有的氨基酸序列→应有的脱氧核苷酸序列　(5)C 解析　(1)图中①DNA是以原胰岛素mRNA为模板,逆转录形成单链DNA,在酶的作用下合成双链DNA,从而获得所需的基因。(2)图中②代表的是特定的限制性核酸内切酶,在它的作用下将质粒(环状DNA)切出黏性末端或平末端。(3)图中④表示将目的基因导入受体细胞。⑤表示重组DNA随大肠杆菌的繁殖而进行扩增。(4)研制速效胰岛素的思路:预期蛋白质的功能→蛋白质应有的高级结构→蛋白质应具备的折叠状态→推测应有的氨基酸序列→应有的脱氧核苷酸序列。(5)蛋白质工程能将人抗体某些区段替代鼠单克隆抗体的区段,降低鼠单克隆抗体免疫原性,A正确;蛋白质工程可对酶的催化活性、底物专一性、抗氧化性、热变性、碱变性等加以改变,B正确;通过关键氨基酸的转换与增删不是蛋白质工程的唯一方法,C错误;蛋白质工程的崛起主要是工业生产和基础理论研究的需要,D正确。‎ ‎14.(2019陕西咸阳二模)科学家从某细菌中提取抗盐基因,转入烟草并培育成转基因抗盐烟草。如图是转基因抗盐烟草的培育过程,含目的基因的DNA和质粒上的实线箭头表示相关限制酶的酶切位点,虚线箭头表示转录的方向。请分析回答下列问题:‎ ‎(1)在该过程中,研究人员首先获取了抗盐基因(目的基因),并采用　　　　技术对目的基因进行扩增,该技术需要的条件是　　　　、酶、原料、模板,该技术必须用的酶是　　　　　　　　;然后构建基因表达载体,基因表达载体中除了具有目的基因、启动子和终止子之外,还需具有　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(2)用图中的质粒和目的基因构建重组质粒,不能使用SmaⅠ酶切割,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　。图中①②过程为防止质粒和含目的基因的外源DNA片段自身环化,应选用　　　　　　　　　　　　　　　酶对外源DNA、质粒进行切割。 ‎ ‎(3)为确定转基因抗盐烟草是否培育成功,可用放射性同位素标记的　　　　　　作为探针进行分子杂交检测,还需要在个体水平上鉴定,后者具体过程是　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎14.答案　(1)PCR(或多聚酶链式反应)　引物　耐热的DNA聚合酶(或热稳定性的DNA聚合酶或TaqDNA聚合酶)　标记基因　(2)SmaⅠ会破坏质粒的抗性基因和外源DNA中的目的基因　BamHⅠ和HindⅢ　(3)抗盐基因(或目的基因)　将培育的烟草幼苗栽培于含有一定盐的土壤中,观察该烟草植株的生长状态 解析　(1)在该过程中,研究人员首先获取了抗盐基因(目的基因),并采用PCR(多聚酶链式反应)技术对目的基因进行扩增,该技术需要的条件是引物、酶、原料、模板,该技术必须用耐热的DNA聚合酶(或热稳定性的DNA聚合酶或Taq DNA聚合酶);然后构建基因表达载体,基因表达载体中除了具有目的基因、启动子和终止子之外,还需具有标记基因。(2)从图中信息可知,SmaⅠ酶的切割位点位于目的基因和M抗生素抗性基因上。分析抗盐基因的DNA片段,可知该DNA含四种限制酶切位点,SmaⅠ酶的切割位点位于目的基因和质粒的抗性基因上,不宜采用。EcoRⅠ酶的切割位点位于目的基因两侧,若用EcoRⅠ切割,则目的基因会自身环化。BamHⅠ与HindⅢ酶的切割位点位于目的基因两端,且质粒中也有相应的适合的切割位点,因此用BamHⅠ和HindⅢ才能完整地切下该抗盐基因,同时保证目的基因与质粒连接方式的唯一性,防止自身环化。(3)为确定转基因抗盐烟草是否培育成功,既要用放射性同位素标记的抗盐基因(或目的基因)作为探针进行分子杂交检测,又要在个体水平上鉴定,后者具体过程是将培育的烟草幼苗栽培于含有一定盐的土壤中,观察该烟草植株的生长状态。‎