【生物】2020届一轮复习人教版选修3第1讲基因工程作业

【生物】2020届一轮复习人教版选修3第1讲基因工程作业

练案[35]选修三　现代生物科技专题 第一讲　基因工程 一、选择题 ‎1．(2018·青岛质检)下列有关限制酶的叙述正确的是( B )‎ A．用限制酶切割一个DNA分子中部，获得一个目的基因时，被水解的磷酸二酯键有2个 B．限制酶识别序列越短，则该序列在DNA中出现的概率就越大 C．—CATG↓—和—G↓GATCC—序列被限制酶切出的黏性末端碱基数不同 D．只有用相同的限制酶处理含目的基因的片段和质粒，才能形成重组质粒 ‎[解析]　用限制酶切割DNA分子中部获得一个目的基因时，需剪切2次，水解磷酸二酯键4个；限制酶识别序列越短，则该序列在DNA中出现的概率就越大；—CATG↓—和—G↓GATCC—序列被限制酶切出的黏性末端均有4个碱基；切割目的基因和载体并非只能用同一种限制酶，如果不同的限制酶切割DNA分子所产生的末端也存在互补关系，则两末端也可连接。‎ ‎2．(2019·安徽省定远重点中学高三上学期期末) 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( D )‎ 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 ‎[解析]　题干中的某种疫苗是基因疫苗，该疫苗编码的蛋白质可作为抗原引起机体发生免疫反应，故A错误；机体发生免疫反应后，淋巴细胞会迅速增殖分化成相应的效应细胞，其细胞周期变短，故B错误；该疫苗表达产生的抗原能与浆细胞产生的相应抗体发生特异性结合，而不是该疫苗与相应抗体发生特异性结合，故C错误；此疫苗是依据基因工程原理制成的，其表达载体应包括目的基因(抗原基因)、启动子、终止子和标记基因等，故D正确。‎ ‎3．为了增加菊花花色类型，研究者从其他植物中克隆出花色基因C(图1)，拟将其与质粒(图2)重组，再借助农杆菌导入菊花中。‎ 下列操作与实验目的不符的是( C )‎ A．用限制性核酸内切酶EcoRⅠ和连接酶构建重组质粒 B．用含C基因的农杆菌侵染菊花愈伤组织，将C基因导入细胞 C．在培养基中添加卡那霉素，筛选被转化的菊花细胞 D．用分子杂交方法检测C基因是否整合到菊花染色体上 ‎[解析]　目的基因C和质粒都有可被EcoRⅠ切割的酶切位点，另外需要DNA连接酶将切好的目的基因和质粒连接起来；愈伤组织全能性较高，是理想的植物受体细胞，将目的基因导入植物受体细胞的方法通常为农杆菌转化法；质粒中含有潮霉素抗性基因，因此选择培养基中应该加入潮霉素；使用分子杂交方法可检测目的基因是否整合到受体染色体上。‎ ‎4．如图是利用基因工程技术生产可使用疫苗的部分过程，其中PstⅠ、SmaⅠ、EcoRⅠ、ApaⅠ为四种限制性核酸内切酶。下列有关说法正确的是( D )‎ A．图示过程是基因工程的核心步骤，所需的限制性核酸内切酶均来自原核生物 B．图示中构建基因表达载体时，需用到一种限制性核酸内切酶 C．一种限制性核酸内切酶只能识别一种特定的核糖核苷酸序列 D．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 ‎[解析]　图示表示基因表达载体的构建过程，这是基因工程的核心步骤，所需的限制性核酸内切酶主要来自原核生物；此表达载体构建时需要用到EcoRⅠ、PstⅠ限制性核酸内切酶；限制性核酸内切酶具有特异性，即一种限制性核酸内切酶只能识别一种特定的脱氧核苷酸序列并在特定的位点切割；抗卡那霉素基因作为标记基因，主要作用是筛选含有目的基因的受体细胞。‎ ‎5．(2018·海口模拟)利用外源基因在受体细胞中表达，可生产人类所需要的产品。下列选项中能说明目的基因完成了在受体细胞中表达的是( D )‎ A．棉花二倍体细胞中检测到细菌的抗虫基因 B．大肠杆菌中检测到人胰岛素基因及其mRNA C．山羊乳腺细胞中检测到人生长激素DNA序列 D．酵母菌细胞中提取到人干扰素蛋白 ‎[解析]　基因表达的产物是蛋白质，因此，只有在受体细胞中检测或提取到了相应蛋白质才能证明目的基因在受体细胞中完成了表达，A、C项只能说明完成了目的基因的导入，B项只能说明完成了目的基因的导入和目的基因的转录过程。‎ ‎6．(2019·信阳模拟)关于蛋白质工程的说法，正确的是( B )‎ A．蛋白质工程是在分子水平上对蛋白质分子直接进行操作 B．蛋白质工程能生产出自然界中不曾存在过的新型蛋白质分子 C．对蛋白质的改造是通过直接改造相应的mRNA来实现的 D．蛋白质工程的流程和天然蛋白质合成的过程是相同的 ‎[解析]　蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需求。由于基因决定蛋白质，因此，要对蛋白质的结构进行设计改造，还必须从基因入手。与基因工程不同，蛋白质工程能生产出自然界中不曾存在过的新型蛋白质分子。‎ 二、非选择题 ‎7．(2018·山东、湖北部分重点中学高考模拟)如图所示为培育二倍体转基因抗虫玉米的两种思路。EcoRⅠ、SmaⅠ、BamHⅠ为限制酶(箭头所指为酶切位点)。回答下列问题：‎ ‎(1)据图，获取目的基因时不能选择SmaⅠ的原因是它破坏目的基因的结构。选择EcoRⅠ和BamHⅠ的优点是可避免目的基因与质粒反向连接。‎ ‎(2)与思路1相比，思路2的最大优点是获得的转基因抗虫玉米都是纯合子(或答不发生性状分离)。‎ ‎(3)培育转基因抗虫玉米的核心步骤是基因表达载体的构建，其目的是使目的基因在受体细胞中稳定存在并可遗传给下一代，同时使目的基因能够表达和发挥作用。‎ ‎(4)将重组质粒导入受精卵，采用最多的方法是农杆菌转化法，这跟农杆菌的Ti质粒上具有T－DNA有关。‎ ‎(5)操作⑤常用的方法是用秋水仙素处理幼苗。‎ ‎8．(2018·山东省菏泽市高三期末)糖尿病发病率在我国近30年来增长极为迅速，发病的年龄大大提前，这与人们不健康的生活方式有关，同时也与患者体内胰岛素的缺乏有关。生产速效胰岛素以及利用转基因技术实现胰岛素的批量生产就成为了目前治疗糖尿病的新思路，回答下列有关问题：‎ ‎(1)速效胰岛素的获得是科学家将胰岛素B链的第28与第29个氨基酸调换顺序后实现的。该过程中，需要对胰岛素基因(填“胰岛素”、“胰岛素基因”或“胰岛”)进行定向改造。‎ ‎(2)利用转基因技术实现胰岛素的批量生产，其关键操作环节是基因表达载体的构建。‎ ‎(3)对于胰岛素基因的获取，一是通过胰岛B从细胞中提取合成的胰岛素mRNA，经过逆转录过程合成；二是通过分析胰岛素的氨基酸序列，进行人工合成。利用上述两种方法获得的基因结构不同(填“相同”或“不同”)。‎ ‎(4)为了将改造后的分子顺利导入大肠杆菌体内，一般需要用CaCl2处理大肠杆菌细胞，使之成为感受态细胞。若将重组的DNA导入植物细胞可采用的方法有农杆菌转化法、基因枪法、花粉管通道法(写出两种)。‎ ‎9．(2018·山东省实验中学高三一模)某质粒上有SalⅠ、Hind Ⅲ、BamHⅠ三种限制酶切割位点，同时还含有抗四环素基因和抗氨苄青霉素基因。利用此质粒获得转基因抗盐烟草的过程如图所示，请回答下列问题。‎ ‎(1)抗盐某基因是否在烟草细胞中稳定遗传的关键是抗盐基因(目的基因)是否插入到烟草的染色体DNA上。‎ ‎(2)在构建重组质粒时， 应选用HindⅢ和SalⅠ两种酶对目的基因和质粒进行切割，以保证重组DNA序列的唯一性。‎ ‎(3)将目的基因导入植物细胞采用最多的方法是农杆菌转化法。含有目的基因的农杆菌可根据标记基因进行筛选。若农杆菌在含有氨苄青霉素和四环素的培养基上都可以生长繁殖，农杆菌中是否已含有目的基因？否(是/否)。为什么？含有目的基因的质粒抗四环素的基因被破坏。‎ ‎(4)愈伤组织经再分化形成完整植株，这一过程需要再转接到分化培养基上进行培养，该过程的实质是基因的选择性表达。‎ ‎10．(2018·安徽省芜湖市高三上学期期末)请回答基因工程方面的问题：‎ ‎(1)基因工程中目的基因的来源是从生物材料中分离和人工合成目的基因。‎ ‎(2)实践中常用某些病毒载体作为基因工程工具，除具备普通“质粒载体”的条件外，还应具有的条件是对靶细胞具有较高的转化效率、在宿主细胞中不会引起免疫排斥(答出两点即可)。在基因表达载体中，启动子的功能是RNA聚合酶识别并结合的部位，启动转录过程。定性检测目的基因表达产物可采用抗原—抗体杂交的方法。‎ ‎(3)让人干扰素基因在大肠杆菌细胞中正确表达，需要将该目的基因中内含子除去；若将该基因表达载体导入牛受精卵细胞常用方法是显微注射法。‎ ‎(4)假设以大肠杆菌质粒作为运载体，以同种限制酶切割运载体与目的基因，将切割后的运载体、目的基因片段和DNA连接酶混合。在适宜条件下可能产生的环状 DNA 分子有运载体自连、目的基因片段自连、运载体与目的基因片段相连。‎ ‎11．(2018·云南昆明摸底调研)科学家将拟南芥的抗寒基因(CBFl)，转入香蕉以获得抗寒的香蕉品种。下图是某质粒载体上的SacⅠ、XbaⅠ、EcoRⅠ、HindⅢ四种限制酶的切割位点示意图。‎ 据图回答问题：‎ ‎(1)在该实验中为构建基因表达载体，用SacⅠ、XbaⅠ切下CBFl基因后，对质粒载体进行切割的限制酶是SacⅠ、XbaⅠ，理由是用相同限制酶切割来源不同的DNA后，可产生相同的末端。‎ ‎(2)连接CBFl基因到该质粒载体后，作为基因表达载体的组成还必须有启动子和终止子。将重组质粒导入香蕉细胞最常用的方法是农杆菌转化法。‎ ‎ (3)为了鉴别受体细胞中是否含有CBFl基因，可用含氨苄青霉素的培养基进行筛选。‎ ‎(4)科学家将生长健壮、苗龄一致的转基因香蕉(实验组)与非转基因香蕉(对照组)进行低温处理，鉴定两组之间的抗寒性差异，如果实验组的抗寒能力明显高于对照组，则说明获得了抗寒的香蕉优质品种。 ‎ ‎[解析]　(1)在基因工程中，用相同限制酶切割来源不同的DNA后，可产生相同的末端，所以和含目的基因的DNA一样，质粒也应使用SacⅠ、XbaⅠ进行切割。(2)基因表达载体的组成包括启动子、终止子、标记基因、目的基因等。香蕉细胞是植物细胞，将目的基因导入植物细胞常用农杆菌转化法。(3)据图分析，质粒上的标记基因是氨苄青霉素抗性基因，所以为了鉴别受体细胞中是否含有CBFl基因，可用含氨苄青霉素的培养基进行筛选。(4)根据题干信息已知目的基因是抗寒基因，所以科学家将生长健壮、苗龄一致的转基因香蕉(实验组)与非转基因香蕉(对照组)进行低温处理，鉴定两组之间的抗寒性差异，如果实验组的抗寒能力明显高于对照组，则说明获得了抗寒的香蕉优质品种。‎ ‎12．(2018·重庆八中第一次适应性考试)科学家利用基因工程(DNA重组技术)成功培育出一种能够表达人类乳汁中常见蛋白的转基因水稻，使大米及其制品具有一定的抗菌作用。请回答下列相关问题：(1)在基因工程中，常用到的工具酶是限制性核酸内切酶和DNA连接酶。 ‎ ‎(2)利用水稻的成熟叶片为材料，同时构建cDNA文库和基因组文库，两个文库相比，cDNA文库中含有的基因数目比基因组文库中的少，其原因是cDNA文库中只含有叶肉细胞已转录(或已表达)的基因，而基因组文库中含有该植物的全部基因。‎ ‎(3)在基因表达载体中，启动子是RNA聚合酶识别并结合的部位，导入该水稻中的基因表达载体除启动子和目的基因外，还应含有标记基因和终止子等。若采用原核生物作为基因表达载体的受体细胞，常用的原核生物是大肠杆菌。‎ ‎(4)将目的基因通过基因枪法导入植物细胞时，常用的携带目的基因的金属颗粒有金粉和 钨粉粒子。 ‎ ‎(5)由转基因水稻生产的相关大米制品有一定的抗菌作用，是因为制品中含有溶菌酶(或抗体)。‎ ‎[解析]　(1)基因工程中常用到限制酶和DNA连接酶。(2)cDNA文库中含有某种生物的部分基因，而基因组文库含有某种生物的全部基因，本题中cDNA文库中只含有叶肉细胞已转录(或已表达)的基因，而基因组文库中含有该植物的全部基因。(3)在基因表达载体中，启动子是RNA聚合酶识别和结合的部位。基因表达载体中除了启动子和目的基因外还需要有标记基因、终止子等。如果采用原核生物作为基因表达载体的受体细胞，常用的原核生物是大肠杆菌。(4)将目的基因通过基因枪法导入植物细胞时，常用的携带目的基因的金属颗粒有金粉和钨粉粒子。(5)由转基因水稻生产的相关大米制品有一定的抗菌作用，是因为制品中含有抗菌的物质溶菌酶或抗体。‎