2020高三生物一轮复习：专题25　基因工程

2020高三生物一轮复习：专题25　基因工程

专题25　基因工程 ‎ ‎ 考点1　基因工程的原理与技术 ‎　1.下列关于基因工程的叙述，错误的是( D )‎ A．目的基因和受体细胞均可来自动物、植物或微生物 B．限制性核酸内切酶和DNA连接酶是两类常用的工具酶 C．人胰岛素原基因在大肠杆菌中表达的胰岛素原无生物活性 D．载体上的抗性基因有利于筛选含重组DNA的细胞和促进目的基因的表达 解析：基因工程中目的基因和受体细胞均可来自动、植物或微生物。常用的工具酶是限制性核酸内切酶和DNA连接酶。人胰岛素原基因在大肠杆菌中表达的胰岛素原无生物活性，只有经过一定的物质激活以后，才有生物活性。载体上的抗性基因主要是有利于筛选含重组DNA的细胞，不能促进目的基因的表达。所以D错误。‎ ‎　2.2008年诺贝尔化学奖授予了“发现和发展了水母绿色荧光蛋白”的三位科学家。将绿色荧光蛋白基因的片段与目的基因连接起来组成一个融合基因，再将该融合基因转入真核生物细胞内，表达出的蛋白质就会带有绿色荧光。绿色荧光蛋白在该研究中的主要作用是( C )‎ A．追踪目的基因在细胞内的复制过程 B．追踪目的基因插入到染色体上的位置 C．追踪目的基因编码的蛋白质在细胞内的分布 D．追踪目的基因编码的蛋白质的空间结构 解析：水母的绿色荧光蛋白的应用应该说是生物科学研究手段的进步，像同位素原子示踪法一样，可以更直观地揭示微观世界的运动规律。‎ ‎　3.(2012·上海卷)若用两种识别切割序列完全不同的限制酶E和F从基因组DNA上切下目的基因，并将之取代质粒pZHZ1(3.7kb,1kb＝1000对碱基)上相应的E－F区域(0.2 kb)，那么所形成的重组质粒pZHZ2( A )‎ A．既能被E也能被F切开 B．能被E但不能被F切开 C．既不能被E也不能被F切开 D．能被F但不能被E切开 解析：用限制酶从基因组DNA上切下目的基因，并取代质粒pZHZ1(3.7 kb,1kb＝1000对碱基)上相应的E—F区域(0.2 kb)，用DNA连接酶连接后形成重组质粒，则在重组质粒中仍然含有限制酶E和限制酶F的切割位点，形成的重组质粒pZHZ2既能被E也能被F切开，故本题选A。‎ ‎　4.(2013·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( B )‎ A．催化①过程的酶是RNA聚合酶 B．④过程发生的变化是引物与单链DNA结合 C．催化②⑤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%‎ 4‎ 解析：①②为形成cDNA，①为逆转录需要逆转录酶，②为常温下DNA复制形成cDNA，③④⑤为PCR扩增，③为高温解旋，④为冷却退火，DNA单链与引物结合，⑤为以DNA单链为模板延伸，70～75 ℃扩增合成DNA。DNA中无U。‎ ‎　5.下图为基因表达载体的模式图。下列有关基因工程中载体的说法错误的是( B )‎ A．基因工程的核心步骤是基因表达载体的构建 B．任何基因表达载体的构建都是一样的，没有差别 C．图中启动子位于基因的首端，是RNA聚合酶识别和结合的部位 D．抗生素抗性基因的作用是作为标记基因，用于鉴别受体细胞中是否导入了目的基因 解析：由于受体细胞有植物、动物和微生物之分，以及目的基因导入受体细胞的方式不同，因此，基因表达载体的构建也会有所差别，不可能是千篇一律的。‎ ‎　6.下表中列出了几种限制酶识别序列及其切割位点，图1、图2中箭头表示相关限制酶的酶切位点。请回答下列问题：‎ 限制酶 BamHⅠ HindⅢ EcoRⅠ SmaⅠ 识别序列及 切割位点 ATCC CCTA GCTT TTCG ATTC CTTA CCGG GGCC ‎(1)一个图1所示的质粒分子经SmaⅠ切割前后，分别含有　0、2　个游离的磷酸基团。‎ ‎(2)若对图中质粒进行改造，插入的SmaⅠ酶切位点越多，质粒的热稳定性越　高　。‎ ‎(3)用图中的质粒和外源DNA构建重组质粒，不能使用SmaⅠ切割，原因是　SmaⅠ会破坏质粒的抗性基因、外源DNA中的目的基因　。‎ ‎(4)与只使用EcoRⅠ相比较，使用BamHⅠ和HindⅢ两种限制酶同时处理质粒、外源DNA的优点在于可以防止　质粒和含目的基因的外源DNA片段自身环化　。‎ ‎(5)为了获取重组质粒，将切割后的质粒与目的基因片段混合，并加入　DNA连接　酶。‎ ‎(6)重组质粒中抗生素抗性基因的作用是为了　鉴别和筛选含有目的基因的细胞　。‎ ‎(7)为了从cDNA文库中分离获取蔗糖转运蛋白基因，将重组质粒导入丧失吸收蔗糖能力的大肠杆菌突变体，然后在　以蔗糖为唯一含碳营养物质　的培养基中培养，以完成目的基因表达的初步检测。‎ 解析：(1)质粒切割前是双链环状DNA分子，故不含游离的磷酸基团。从图1可知，质粒上只含有一个SmaⅠ 4‎ 酶的切点，被该酶切割后含有两个游离的磷酸基团。(2)G和C含量越多，热稳定性就越高。(3)构建重组质粒时标记基因和目的基因应保持完整。(4)只使用EcoRⅠ，则质粒和目的基因两端的黏性末端相同，用连接酶连接时，除会产生重组质粒外，还会产生质粒与质粒、目的基因与目的基因自身连接物。(7)将重组质粒导入丧失吸收蔗糖能力的大肠杆菌突变体后，含有重组质粒的个体才能吸收蔗糖。‎ 考点2　基因工程的应用与发展 考点3　蛋白质工程 ‎　1.(2011·四川卷)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。下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( B )‎ A．过程①获取的目的基因，可用于基因工程和比目鱼基因组测序 B．将多个抗冻基因编码区依次相连成能表达的新基因，不能得到抗冻性增强的抗冻蛋白 C．过程②构成的重组质粒缺乏标记基因，需要转入农杆菌才能进行筛选 D．应用DNA探针技术，可以检测转基因抗冻番茄植株中目的基因的存在及其完全表达 解析： 通过①过程获得的目的基因只是比目鱼基因组的部分基因，无法据此测定基因组碱基序列；由于每个抗冻基因的编码区在转录时，均会在其产物mRNA中出现终止密码子，故得不到抗冻能力增强的抗冻蛋白；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；检测目的基因在番茄植株内是否完全表达，应进行抗原－抗体杂交实验或个体生物学水平检测。‎ ‎　2.(2013·南师大附中学情分析)蛋白质工程中，直接需要进行操作的对象是( D )‎ A．氨基酸结构 B．蛋白质空间结构 C．肽链结构 D．基因结构 解析：蛋白质工程是通过基因定点诱变或DNA重组技术改造基因，以定向改造天然蛋白质或创造新蛋白质的过程。‎ ‎　3.(2013·山东德州模拟)利用转基因植物作为生物反应器生产药用蛋白的研究逐渐受到各国的重视。下图为我国科研人员利用转基因植物反应器生成丙肝病毒(HCV)抗原蛋白的流程。请据图回答：‎ ‎(1)a过程中需要使用的工具酶是　限制酶　，b表示　基因表达载体的构建　过程。在(运)载体中至少含　1　个限制酶识别位点。‎ ‎(2)d过程所采用的导人受体细胞的方法是　农杆菌转化法　，检测抗原基因是否整合到染色体上所用的方法是　DNA分子杂交　。‎ ‎(3)f过程利用了　植物组织培养　技术，该过程得以实现的根本原因是　生物体的每个细胞都含有该物种的全部遗传信息　。‎ ‎(4)为了检测HCV抗原蛋白基因在植物体内是否已经表达，常用　抗原—抗体杂交　技术检测。‎ 解析：本题考查利用转基因植物工程生产丙肝病毒(HCV)抗原蛋白的过程。‎ ‎　4.(2012·海南卷)已知甲种农作物因受到乙种昆虫危害而减产，乙种昆虫食用某种原核生物分泌的丙种蛋白质后死亡。因此，可将丙种蛋白质基因转入到甲种农作物体内，使甲种农作物获得抗乙种昆虫危害的能力。‎ 回答下列问题：‎ ‎(1)为了获得丙中蛋白质的基因，在已知丙种蛋白质氨基酸序列的基础上，推测出丙中蛋白质的 4‎ ‎　基因　序列，据此可利用　化学　方法合成目的基因。获得丙中蛋白质的基因还可用　基因文库　、　PCR　方法。‎ ‎(2)在利用上述丙中蛋白质基因和质粒载体构建重组质粒的过程中，常需使用　限制　酶和　DNA连接　酶。‎ ‎(3)将含有重组质粒的农杆菌与甲种农作物的愈伤组织共同培养，筛选出含有丙种蛋白质的愈伤组织，由该愈伤组织培养成的再生植株可抵抗　乙种昆虫　的危害。‎ ‎(4)若用含有重组质粒的农杆菌直接感染甲种农作物植株叶片伤口，则该植株的种子　不含　(填“含有”或“不含”)丙种蛋白质基因。‎ 解析：(1)在已知蛋白质的氨基酸序列的情况下，可根据氨基酸和碱基的对应关系，推出合成该蛋白质的基因序列，然后用DNA合成仪通过化学方法来合成目的基因。此外也可以从基因文库中获取目的基因，也可通过PCR方法获取目的基因。‎ ‎(2)构建重组质粒时，需要用限制酶将运载体切开，并用DNA连接酶将目的基因连接到运载体上，从而构建基因表达载体。‎ ‎(3)愈伤组织中含有丙蛋白，说明丙蛋白的基因得到了表达，在培养成的植株体内也含有丙蛋白，乙昆虫食用丙蛋白后会死亡，则该植株可抵抗乙昆虫的危害。‎ ‎(4)直接用含有重组质粒的农杆菌直接感染甲种农作物植株叶片伤口，仅仅在该叶片内部分细胞中能合成丙蛋白，该植株的种子和其他的营养器官均不含有重组质粒，也就不含有丙中蛋白质的基因 。‎ 4‎