2020年高中生物专题1基因工程专题达标检测新人教版选修3

2020年高中生物专题1基因工程专题达标检测新人教版选修3

1 专题 1 基因工程 专题达标检测(一) (时间 45 分钟，满分 100 分) 一、选择题(共 12 小题，每小题 5 分，共 60 分) 1．下列有关基因工程技术的叙述，正确的是(　　) A．重组 DNA 技术所用的工具酶是限制酶、DNA 连接酶和载体 B．所有的限制酶都只能识别同一种特定的核苷酸序列 C．只要是细菌中的质粒都可以直接作为基因工程中的载体 D．载体必须具备的条件之一是有一个至多个限制酶切割位点，以便与外源基因进行连接 解析：载体不属于酶。不同的限制酶识别不同的核苷酸序列。天然质粒大多不符合要求，要 进行改造。 答案：D 2．利用细菌大量生产人的胰岛素，下列叙述错误的是(　　) A．用适当的酶对载体与人的胰岛素基因进行切割与黏合 B．用适当的化学物质处理受体细菌表面，将重组 DNA 导入受体细菌 C．通常通过检测目的基因产物来检测重组 DNA 是否已导入受体细菌 D．重组 DNA 必须能在受体细菌内进行复制与转录，并合成人的胰岛素 解析：检测重组 DNA 是否已导入受体细菌，需要对载体的标记基因进行检测，检测目的基因 的表达产物是检测目的基因是否表达的常用方法。 答案：C 3．科学家已能运用基因工程技术，让羊合成并分泌抗体。下列叙述不正确的是(　　) A．该技术将导致定向的变异 B．受精卵是理想的受体细胞 C．垂体分泌的促性腺激素能促进浆细胞产生抗体 D．可采用人工合成法获得目的基因 解析：促性腺激素作用于性腺，促进性腺的生长发育及性激素的合成和分泌。 答案：C 4．GFP 在紫外光的照射下会发出绿色荧光。依据 GFP 的特性，你认为该蛋白在生物工程中 的应用价值是(　　) A．作为标记基因，研究基因的表达 B．作为标记蛋白，研究细胞的转移 C．注入肌肉细胞，繁殖发光小白鼠 D．标记噬菌体外壳，示踪 DNA 路径 解析：绿色荧光蛋白基因在基因工程中常作为标记基因，其产物可作为标记蛋白，用于研究 2 细胞的转移。 答案：B 5．天然的玫瑰没有蓝色花，这是由于缺少控制蓝色色素合成的基因 B，而开蓝色花的矮牵 牛中存在序列已知的基因 B。现用基因工程技术培育蓝玫瑰，下列操作正确的是(　　) A．提取矮牵牛蓝色花的 mRNA，经逆转录获得互补的 DNA，再扩增基因 B B．利用限制性核酸内切酶从开蓝色花矮牵牛的基因文库中获取基因 B C．利用 DNA 聚合酶将基因 B 与质粒连接后导入玫瑰细胞 D．将基因 B 直接导入大肠杆菌，然后感染并转入玫瑰细胞 解析：控制蓝色色素合成的基因 B 即为我们所需要的目的基因，可通过逆转录法获得基因 B，再进行扩增以增加其数量；基因文库中保存的是各基因片段，提取时无须使用限制性核 酸内切酶；为使目的基因在受体细胞中稳定存在且能向下一代遗传，应先在体外使用 DNA 连 接酶构建基因表达载体，然后再导入大肠杆菌。 答案：A 6．科学家利用生物技术将人的生长激素基因导入小鼠受精卵的细胞核中，经培育获得一种 转基因小鼠，其膀胱上皮细胞可以合成人的生长激素并分泌到尿液中，在医学研究及相关疾 病治疗方面都具有重要意义。下列有关叙述错误的是(　　) A．选择受精卵作为外源基因的受体细胞是因为这种细胞具有全能性 B．采用 DNA 分子杂交技术可检测外源基因在小鼠细胞内是否成功表达 C．人的生长激素基因能在小鼠细胞表达，说明遗传密码在不同种生物中可以通用 D．将转基因小鼠体细胞进行核移植(克隆)，可以获得多个具有外源基因的后代 解析：受精卵的全能性最高；采用 DNA 分子杂交技术可检测受体细胞是否含目的基因；人的 生长激素基因能在小鼠细胞中表达，说明生物共用一套遗传密码；通过克隆产生的细胞相同。 答案：B 7．基因工程中，需使用特定的限制酶切割目的基因和质粒，便于重组和筛选。已知限制酶Ⅰ 的识别序列和切点是—G↓GATCC—，限制酶Ⅱ的识别序列和切点是—↓GGATC—。据图分析， 下列有关说法正确的是(　　) A．该质粒分子由四种碱基组成 B．构建该表达载体的工具酶是限制酶和耐高温的 DNA 聚合酶 C．本实验应采用 GeneⅡ作为载体的标记基因 D．质粒用限制酶Ⅰ切割，目的基因用限制酶Ⅱ切割 解析：由两种限制酶的识别序列和切点可知，限制酶Ⅱ可以识别并切割限制酶Ⅰ的切点，但 3 限制酶 I 不能识别并切割酶Ⅱ的切点，故质粒只能用限制酶Ⅰ切割，以保证至少保留一个标 记基因(Gene Ⅰ)，而目的基因应用限制酶Ⅱ切割。质粒是由四种脱氧核苷酸组成的，而非 四种碱基。构建该表达载体的工具酶是限制酶和 DNA 连接酶。 答案：D 8．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 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 解析：哺乳动物成熟的红细胞已失去合成蛋白质的能力。 答案：D 9．如图为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．②的构建需要限制性核酸内切酶和 DNA 聚合酶参与 B．③侵染植物细胞后，重组 Ti 质粒整合到④的染色体上 C．④的染色体上若含抗虫基因，则⑤就表现出抗虫性状 D．⑤只要表现出抗虫性状就表明植株发生了可遗传变异 解析：构建基因表达载体时，需要限制性核酸内切酶和 DNA 连接酶参与，A 项错误；携带外 源 DNA 片段的质粒进入受体细胞后，整合到染色体 DNA 上，随染色体 DNA 进行同步复制，B 项错误；抗虫基因在转基因植株中正常表达才能使其表现出抗虫性状，C 项错误；植株抗虫 性状的出现是由于获得了外源基因，属于基因重组导致的可遗传变异，D 项正确。 答案：D 10．某线性 DNA 分子含有 3 000 个碱基对(bp)，先用限制酶 a 切割，再把得到的产物用限制 酶 b 切割，得到的 DNA 片段大小如下表。限制酶 a 和 b 的识别序列和切割位点如图所示。下 列有关说法正确的是 (　　) a 酶切割产物(bp) b 酶再次切割产物(bp) 1 600；1 100；300 800；300 4 A.在该 DNA 分子中，a 酶与 b 酶的识别序列分别有 3 个和 2 个 B．a 酶与 b 酶切出的黏性末端不能相互连接 C．a 酶与 b 酶切断的化学键不同 D．用这两种酶和 DNA 连接酶对该 DNA 分子进行反复切割、连接操作，若干循环后， —AGATCC— —TCTAGG—序列会明显增多 解析：由表中信息可知，a 酶的识别序列有 2 个，b 酶的识别序列是 2 个。a 酶与 b 酶切断 的化学键相同。a 酶与 b 酶切出的黏性末端可以互补。 答案：D 11．降钙素是一种多肽类激素，临床上用于治疗骨质疏松症等。人的降钙素活性很低，半衰 期较短。某科学机构为了研发一种活性高、半衰期长的新型降钙素，从预期新型降钙素的功 能出发，推测相应的脱氧核苷酸序列，并人工合成了两条 72 个碱基的 DNA 单链，两条链通 过 18 个碱基对形成部分双链 DNA 片段，再利用 Klenow 酶补平，获得双链 DNA，过程如下图： 获得的双链 DNA 经 EcoRⅠ(识别序列和切割位点—↓GAATTC—)和 BamHⅠ(识别序列和切割 位点—G↓GATCC—)双酶切后插入大肠杆菌质粒中。 下列有关分析错误的是(　　) A．Klenow 酶是一种 DNA 聚合酶 B．合成的双链 DNA 有 72 个碱基对 C．EcoRⅠ和 BamH Ⅰ双酶切的目的是保证目的基因和运载体的定向连接 D．筛选重组质粒需要大肠杆菌质粒中含有标记基因 解析：合成的单链 DNA 有 72 个碱基，从题图看出两条单链并未左右两端对齐配对，只通过 18 个碱基对形成部分双链 DNA 片段，因此获得的双链 DNA 有碱基对 72＋72－18＝126 个碱基对。 答案：B 12．下表列举了部分限制酶及其识别的核苷酸序列和切点，有关叙述错误的是(　　) 5 限制酶 识别的核苷酸序列和酶切位点 ApaⅠ GGGCC↓C C↑CCGGG BciT130Ⅰ MvaⅠ BstOⅠ CC↓(A/T)GG GG(T/A)↑CC Eco72Ⅰ CAC↓GTG GTG↑CAC PspOMⅠ G↓GGCCC CCCGG↑G A.ApaⅠ与 PspOMⅠ识别的核苷酸序列相同，但两者切割 DNA 形成的黏性末端不同 B．不同限制酶可识别相同的核苷酸序列，同一种限制酶也可识别不同的核苷酸序列 C．BciT130Ⅰ将其识别的核苷酸序列切开后，形成的黏性末端都能连接在一起 D．Eco72Ⅰ切割的化学键和 RNA 聚合酶、DNA 聚合酶催化合成的化学键相同 解析：ApaⅠ与 PspOMⅠ识别的序列都是GGGCCC CCCGGG，由于切点不同，形成的黏性末端也就不同； 从表格第二栏中的信息可知，B 正确；BciT130Ⅰ可识别CCATGG GGTACC和CCTAGG GGATCC序列，经切割后形 成的黏性末端不能互连；Eco72Ⅰ切割的是磷酸二酯键，RNA 聚合酶、DNA 聚合酶催化合成的 也是磷酸二酯键。 答案：C 二、非选择题(共 3 小题，共 40 分) 13．(2016·高考天津卷)(14 分)人血清白蛋白(HSA)具有重要的医用价值，只能从人血浆中 制备。下图是以基因工程技术获取重组 HSA(rHSA)的两条途径。 (1)为获取 HSA 基因，首先需采集人的血液，提取________合成总 cDNA，然后以 cDNA 为模 板，使用 PCR 技术扩增 HSA 基因。下图中箭头表示一条引物结合模板的位置及扩增方向，请 用箭头在方框内标出另一条引物的位置及扩增方向。 (2)启动子通常具有物种及组织特异性，构建在水稻胚乳细胞内特异表达 rHSA 的载体，需要 选择的启动子是________(填写字母，单选)。 A．人血细胞启动子　　 B．水稻胚乳细胞启动子 6 C．大肠杆菌启动子 D．农杆菌启动子 (3) 利 用 农 杆 菌 转 化 水 稻 受 体 细 胞 的 过 程 中 ， 需 添 加 酚 类 物 质 ， 其 目 的 是 ________________________________________________________________________。 (4)人体合成的初始 HSA 多肽，需要经过膜系统加工形成正确空间结构才有活性。与途径Ⅱ 相比，选择途径Ⅰ获取 rHSA 的优势是______________________________。 (5)为证明 rHSA 具有医用价值，须确认 rHSA 与________的生物学功能一致。 解析：(1)要想合成总 cDNA，需要采集人的血液获得总 RNA。由于 DNA 的复制只能从脱氧核 苷酸单链的 5′端向 3′端延伸，因而引物均应结合在 DNA 单链的 3′端，而 DNA 的两条链 反向平行，由此可以确定引物在另一条脱氧核苷酸单链的位置和方向。(2)若要从水稻胚乳 细胞内获得目的产物，需要控制该目的基因只在水稻胚乳细胞内表达。由题干中的信息“启 动子通常具有物种及组织特异性”可知，此处需要选择水稻胚乳细胞启动子。(3)酚类物质 能吸引农杆菌，因此在水稻受体细胞中添加该类物质，能吸引农杆菌移向水稻受体细胞，有 利于目的基因的成功转化。(4)途径Ⅰ和Ⅱ的主要区别是途径Ⅰ的受体细胞是真核细胞，途 径Ⅱ的受体细胞是原核细胞。由于人体合成的初始 HSA 多肽需要经膜系统加工形成正确的空 间结构才有生物活性，所以选择途径Ⅰ获取 rHSA 更具有优势。(5)rHSA 是基因工程的产物， 其是否具有医用价值，还需要在个体水平上进一步确认其与 HSA 的生物学功能是否一致。 答案：(1)总 RNA(或 mRNA) (2)B　(3)吸引农杆菌移向水稻受体细胞，有利于目的基因成功转化　(4)水稻是真核生物， 具有膜系统，能对初始 rHSA 多肽进行高效加工　(5)HSA 14．(10 分)为探究 SHH 基因与角化囊肿发生的相关性，科研人员利用 SHH 基因的非模板链 转录合成的 RNA 作为探针，进行分子杂交实验，以检测 SHH 基因在角化囊肿中的表达情况。 其基本流程如下图：(Amp 表示氨苄青霉素抗性基因；LacZ 基因被 SHH 基因插入后不表达) 请回答： (1)重组载体中 SHH 基因转录合成 RNA 探针时，________(填“需要”或“不需要”)启动子。 (2)步骤②中，用 Ca2＋处理大肠杆菌，使之成为________细胞，然后导入重组载体。实验中， 用添加氨苄青霉素的培养基培养大肠杆菌，未导入质粒的细菌将会死亡，原因是这些细菌不 含有________基因。 (3)能表达 LacZ 基因的大肠杆菌在含有 IPTG 和 X­gal 的培养基上会形成蓝色菌落，易于识 7 别。根据上述原理可以初步判断________(填“蓝色”或“白色”)菌落中的大肠杆菌为重组 菌。 (4)将制备的探针加入角化囊肿切片中，探针将与________形成杂交带，进而判断 SHH 基因 的转录情况。 解析：(1)重组载体中 SHH 基因表达需要启动子。(2)大肠杆菌细胞用 Ca2＋处理后就成为感 受态细胞；能在添加氨苄青霉素的培养基上生存的细菌含有氨苄青霉素抗性基因，没有氨苄 青霉素抗性基因的细菌将会死亡。(3)能表达 LacZ 基因的大肠杆菌在含有 IPTG 和 X­gal 的 培养基上会形成蓝色菌落，重组菌中 LacZ 基因被 SHH 基因插入后不表达，重组菌在含有 IPTG 和 X­gal 的培养基上会形成白色菌落。(4)判断 SHH 基因的转录情况，也就是判断 SHH 基因是否转录出 mRNA。 答案：(1)需要 (2)感受态　Amp(或氨苄青霉素抗性或抗性) (3)白色 (4)SHH 转录的 mRNA 15．(16 分)请阅读下列几段文字后完成下列问题： A．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。 B．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。 C．1991 年，我国复旦大学遗传所科学家成功地进行了世界上首例用基因疗法治疗血友病的 临床实验。 D．江苏农科院开展转基因抗虫棉花的研究，得到的棉花新品种对棉铃虫等害虫毒杀效果高 达 80%～100%。 (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？______________________________________。 (2)A 段实验表明细菌能生产蚕丝，说明____________________________。在将质粒导入大 肠杆菌时，一般要用________处理该菌，以便细胞吸收周围环境中的 DNA 分子。 (3)B 段 中 由 玉 米 、 烟 草 的 基 因 生 产 人 类 血 红 蛋 白 ， 要 加 入 Fe 原 子 的 原 因 是 ________________ 。 植 物 中 含 类 似 人 类 血 红 蛋 白 基 因 ， 从 进 化 上 看 ， 说 明 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)人类基因组计划(HGP)测定了人体中________条染色体的双链 DNA 分子的脱氧核苷酸序 8 列，C 段中血友病的基因疗法中有关的染色体是________染色体。 (5)“转基因抗虫棉”抗害虫的遗传信息传递可以表示为________________，该项科技成果 在环境保护上的重要作用是________________，科学家预言，此种“转基因抗虫棉”独立种 植若干代以后，也将出现不抗虫的植株，此现象来源于________________。 解析：(1)基因工程就是按照人们的主观意愿，把一种生物的个别基因复制出来，加以修饰 改造，然后放到另一种生物的细胞里，定向地改造生物的遗传性状，因此并没有产生新的基 因来控制合成新的蛋白质。 (2)细菌能生产蚕丝，说明蚕的丝蛋白基因在细菌体内得以表达。在将质粒导入大肠杆菌， 一般要用 Ca2＋处理该菌，使该菌处于感受态，以便细胞吸收周围环境的 DNA 分子。 (3)人类血红蛋白是一种含有 Fe 的特殊蛋白。从进化上看，不同生物之间具有一定亲缘关系， 具有相同的起源。 (4)人类基因组计划测定了人体中 24 条(22 条常染色体＋X＋Y)染色体的双链 DNA 分子的脱 氧核苷酸序列。 (5)“转基因抗虫棉”抗害虫的遗传信息可表示为DNA→RNA→蛋白质，该成果可以减轻农药 对环境的污染。 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＋　(3)人类的血红蛋 白 是 一 种 含 Fe 的 特 殊 蛋 白 质 　 不 同 生 物 之 间 具 有 一 定 的 亲 缘 关 系 　 (4)24 　 X　 (5)DNA→RNA→蛋白质　减轻农药对环境的污染　基因突变