高考生物一轮复习习题：选修3专题1基因工程.doc

选修三　专题一
一、选择题
1．(2015·江苏盐城质检)抗菌肽对治疗癌症有一定作用，下图表示抗菌肽合成过程。下列有关叙述错误的是(　　)
⇨⇨⇨⇨⇨
A．用PCR克隆目的基因不需要DNA解旋酶
B．基因表达载体含有启动子和终止子
C．筛选菌种时用基因探针检测相关蛋白质
D．分离纯化的目的是获得较纯净的抗菌肽
答案　C
解析　检测相关蛋白质利用抗原抗体杂交法。
2.(2014·无锡调研)一环状DNA分子，设其长度为1，已知某种限制性核酸内切酶在该分子上有3个酶切位点，如图中A、B、C三处。如果该DNA分子在3个酶切位点上都被该酶切断，则会产生0.2、0.3、0.5三种不同长度的DNA片段。现有多个上述DNA分子，若在每个分子上至少有1个酶切位点被该酶切断；则从理论上讲，经该酶切后，这些DNA分子最多能产生长度不同的线状DNA的种类数是(　　)
A．4 B．8
C．6 D．7
答案　C
解析　本题考查限制酶的作用，在此环状DNA上可以切1～3个位点，切1个位点得到长度为1的片段，切2个位点可以得到长度为0.5、0.2、0.8、0.3、0.7共5种片段，切3个位点可以得到0.2、0.3、0.5共3种长度的片段，总共能获得6种不同的DNA片段。
3．(2015·汕头质检)下列关于转基因动物的描述，不正确的是(　　)
A．可将外源生长激素基因导入动物细胞内，提高动物的生长速率
B．可将肠乳糖酶基因导入奶牛基因组，降低乳汁中乳糖的含量，进而改善畜产品的品质
C．可利用转基因技术制成乳腺生物反应器，使哺乳动物的产奶量增加
D．可以利用转基因动物作为器官移植的供体
答案　C
解析　可利用转基因技术制成乳腺生物反应器，使哺乳动物本身变成“批量生产药物的工厂”，选项C错误。
4.如图表示化学方法合成目的基因Ⅰ的过程。据图分析下列叙述正确的是(　　)

A．过程①需要DNA连接酶
B．过程②需要限制性核酸内切酶
C．目的基因Ⅰ的碱基序列是已知的
D．若某质粒能与目的基因Ⅰ重组，则该质粒与Ⅰ的碱基序列相同
答案　C
解析　DNA连接酶是将两个DNA分子的黏性末端或平末端的”缝隙”连接起来，而过程①是两条链的碱基互补配对，不需要DNA连接酶，A项错误；限制性核酸内切酶是用来切割DNA的，而过程②不需要，B项错误；当某质粒与目的基因用限制酶切割后有互补的黏性末端，就可以形成重组DNA分子，D项错误。
5．(2014·海淀期末)下列有关蛋白质工程的叙述，不正确的是(　　)
A．收集大量的蛋白质分子结构的信息，以便分析结构与功能之间的关系
B．可以预测具有一定氨基酸序列的蛋白质的空间结构和生物功能
C．根据特定的生物功能，设计蛋白质的氨基酸序列和空间结构
D．根据人们的需要，直接对氨基酸的分子结构进行重新设计
答案　D
解析　蛋白质工程是按照以下思路进行的：确定蛋白质的功能→蛋白质应有的高级结构→蛋白质应具备的折叠状态→应有的氨基酸序列→应有的碱基序列→创造出自然界不存在的蛋白质，因此A、B、C项正确；蛋白质工程是通过对基因的改造来实现对蛋白质的改造，而不是直接对氨基酸的分子结构进行重新设计，D项错误。
二、非选择题
6．许多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存在下，可以产生蓝色沉淀，使菌落呈现蓝色，否则菌落呈现白色。基因工程中常利用该原理从导入质粒的受体细胞中筛选出真正导入重组质粒的细胞，过程如下图所示。请据图回答：

(1)基因工程中，构建基因表达载体的目的是______________________________。
(2)限制酶EcoR Ⅰ的识别序列和切割位点是－G↓AATTC－，Sma Ⅰ的识别序列和切割位点是－CCC↓GGG－。图中目的基因被切割下来和质粒连接之前，需在目的基因的右侧连接相应的末端，连接的末端序列是__________，连接过程中需要的基本工具是__________。
(3)转化过程中，大肠杆菌应先用________处理，使其处于能吸收周围DNA的状态。
(4)菌落颜色为白色的是________，原因是__________________________________
________________________________________________________________________。
(5)菌落③中的目的基因是否表达，可采用的检测办法是______________________。
答案　(1)使目的基因在受体细胞中稳定存在，能遗传给后代，并表达和发挥作用　(2)－TTAA　DNA连接酶　(3)Ca2＋　(4)菌落③　lacZ标记基因区插入外源基因后被破坏，不能表达出β－半乳糖苷酶，故菌落为白色　(5)抗原—抗体杂交
解析　(1)基因工程中，构建基因表达载体的目的是使目的基因在受体细胞中稳定存在，能遗传给后代，并表达和发挥作用。
(2)根据限制酶EcoR Ⅰ和Sma Ⅰ的识别序列和切割位点和图解判断，图中目的基因被切割下来和质粒连接之前，需在目的基因的右侧连接相应的末端，连接的末端序列是－TTAA，连接过程中需要的基本工具是DNA连接酶。
(3)转化过程中，大肠杆菌应先用Ca2＋处理，使其处于能吸收周围DNA的状态。
(4)由于lacZ标记基因区插入外源基因后被破坏，不能表达出β－半乳糖苷酶，故菌落③为白色菌落。
(5)可采用抗原—抗体杂交的办法检测菌落③中的目的基因是否表达。
7．根据基因工程的有关知识，回答下列问题：
(1)限制性内切酶切割DNA分子后产生的片段，其末端类型有________和________。
(2)质粒运载体用EcoRⅠ切割后产生的片段如下：

为使运载体与目的基因相连，含有目的基因的DNA除可用EcoRⅠ切割外，还可用另一种限制性内切酶切割，该酶必须具有的特点是________。
(3)按其来源不同，基因工程中所使用的DNA连接酶有两类，即________DNA连接酶和________DNA连接酶。
(4)反转录作用的模板是________，产物是________。若要在体外获得大量反转录产物，常采用________技术。
(5)基因工程中除质粒外，______和______也可作为运载体。
(6)若用重组质粒转化大肠杆菌，一般情况下，不能直接用未处理的大肠杆菌作为受体细胞，原因是________。
答案　(1)黏性末端　平末端
(2)切割产生的DNA片段末端与EcoRⅠ切割产生的相同
(3)大肠杆菌　T4
(4)mRNA(或RNA)　cDNA(或DNA)　PCR
(5)λ－噬菌体的衍生物　动植物病毒
(6)未处理的大肠杆菌吸收质粒(外源DNA)的能力极弱
解析　(1)DNA分子经限制性内切酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式，即黏性末端和平末端。(2)若用不同的酶切割目的基因，形成的末端一定要与EcoR I切割运载体产生的末端相同，这样才能相互互补连接。(3)根据酶的来源，可将DNA连接酶分为大肠杆菌DNA连接酶和T4DNA连接酶两类。(4)以mRNA为模板，合成互补的DNA，称为反转录；通过PCR技术，可以在短时间内大量扩增目的基因。(5)基因工程中常用的运载体有质粒、λ噬菌体的衍生物和动植物病毒等。(6)大肠杆菌细胞外有细胞壁和细胞膜，能阻止其他物质的进入，只能通过Ca2＋处理细胞，使细胞处于能吸收周围环境中DNA分子的生理状态，这种细胞称为感受态细胞。
8．(2015·常州质检)如图为某种质粒表达载体简图，小箭头所指分别为限制性核酸内切酶EcoR Ⅰ、BamH Ⅰ的酶切位点，ampR为青霉素抗性基因，tetR为四环素抗性基因，P为启动子，T为终止子，ori为复制原点。已知目的基因的两端分别有包括EcoRⅠ、BamHⅠ在内的多种酶的酶切位点。
据图回答：
(1)将含有目的基因的DNA与质粒表达载体分别用EcoRⅠ酶切，酶切产物用DNA连接酶进行连接后，其中由两个DNA片段之间连接形成的产物有________、________、________三种。
(2)用上述3种连接产物与无任何抗药性的原核宿主细胞进行转化实验。之后将这些宿主细胞接种到含四环素的培养基中，能生长的原核宿主细胞所含有的连接产物是________；若接种到含青霉素的培养基中，能生长的原核宿主细胞所含有的连接产物是__________________。
(3)目的基因表达时，RNA聚合酶识别和结合的位点是________，其合成的产物是________。
(4)在上述实验中，为了防止目的基因和质粒自身环化，酶切时应选用的酶是________。
答案　(1)目的基因—载体连接物　载体—载体连接物
目的基因—目的基因连接物　(2)载体—载体连接物
目的基因—载体连接物、载体—载体连接物
(3)启动子　mRNA　(4)EcoRⅠ和BamHⅠ(不能只答一种酶)
解析　将含有目的基因的DNA与质粒表达载体分别用EcoRⅠ酶切，所产生的黏性末端相同，用DNA连接酶处理后，不同的片段随机结合，由两个DNA片段之间连接可形成3种不同的产物。将这3种连接产物导入受体菌后，可根据不同连接产物所携带抗性基因的差异选择不同的选择培养基进行筛选。由图示和题目中提供的信息可知，同时应用EcoRⅠ和BamHⅠ进行酶切可有效防止目的基因和质粒自身环化。
9．(2015·江西联考)如图表示基因工程中目的基因的获取示意图，请据图回答下列问题：

(1)图中①表示________，②表示用________切割，③表示________。
(2)构建基因文库时，需要将cDNA或一定大小范围的DNA片段分别与________连接起来，导入________储存。
(3)若获取的目的基因相同，则图中基因组文库________(填“小于”、“等于”或“大于”)cDNA文库。
(4)除图中所示方法外，目的基因还可以通过________________________的方法获取。
答案　(1)反转录　限制性核酸内切酶(或限制酶)　PCR扩增　(2)载体　受体菌的群体中　(3)大于　(4)人工合成
解析　(1)mRNA是通过反转录形成cDNA的。切割DNA的酶是限制性核酸内切酶。无论是cDNA还是从生物材料中获取的DNA分子都可以通过PCR技术获得大量的目的基因。(2)将某生物的cDNA或一定大小范围的DNA分子分别与载体连接起来，导入受体菌的群体中储存，各个受体菌中含有这种生物的不同基因，这个受体菌群体组成了基因文库。(3)由图示可知，mRNA是DNA上的基因选择性转录获得的产物，因此二者对应的文库大小情况是基因组文库大于cDNA文库。(4)目的基因可以从自然界已有的物种中分离出来，也可以通过人工合成的方法获取。
10．(2015·日照)如图是从酵母菌中获取棉株需要的某种酶基因的流程，结合所学知识及相关信息回答下列问题。

(1)图中cDNA文库________(填“大于”、“等于”或者“小于”)基因组文库。
(2)①过程提取的DNA需要________的切割，B是________过程。
(3)为在短时间内大量获得目的基因，可用________扩增的方法，其原理是____________________。
(4)农杆菌中的Ti质粒上的T－DNA具有________________________的特点。目的基因能否在棉株体内稳定遗传的关键是______________________，可以用________技术进行检测。
(5)如果要想使该酶活性更高或具有更强的耐受性，需要对现有蛋白质进行改造，这要利用基因工程的延伸——蛋白质工程。首先要设计预期的________，再推测应有的氨基酸序列，找到相对应的________。
答案　 (1)小于　(2)限制酶　反转录
(3)PCR技术　DNA双链复制
(4)可转移至受体细胞并且整合到受体细胞染色体的DNA上　目的基因是否整合到植物细胞染色体的DNA上　DNA分子杂交
(5)蛋白质结构　脱氧核苷酸序列
解析　(1)一个基因组文库中包含了一种生物所有的基因，而一个cDNA文库中只包含了一种生物的一部分基因，故cDNA文库小于基因组文库。(2)从酵母菌中提取目的基因，需用限制性核酸内切酶；以mRNA为模板合成cDNA的过程属于反转录。(3)PCR技术是一项在生物体外复制特定DNA片段的核酸合成技术，其依据的原理是DNA双链复制。(4)农杆菌中的Ti质粒上T－DNA具有可转移至受体细胞并且整合到受体细胞染色体的DNA上的特点。目的基因能否在棉株体内稳定遗传的关键是目的基因是否整合到植物细胞染色体的DNA上，可以用DNA分子杂交技术进行检测。(5)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。
11．现代生物技术并不是各自独立的，而是相互联系、相互渗透的。下图表示利用乳腺生物反应器生产某种动物蛋白的流程示意图，请分析回答；

(1)该生产流程中应用到的现代生物技术有________、________。(写出其中两种)
(2)图中A、B分别表示________、________。
(3)为提高培育成功率，进行②过程之前，对早期胚胎的处理是取其部分细胞用目的基因探针进行__________________检测，对受体动物的处理是用________进行同期发情处理。
(4)蛋白质工程中，要对蛋白质结构进行设计改造，必须通过基因修饰或基因合成来完成，而不直接改造蛋白质，原因是____________________________。
答案　(1)蛋白质工程　基因工程　胚胎移植技术(任写两种)　(2)推测应有的氨基酸序列　基因表达载体　(3)DNA(核酸)分子杂交　相关激素　(4)改造后的基因能够遗传(且改造基因易于操作)
解析　(1)由图分析知该生产流程中应用到的现代生物技术有蛋白质工程、基因工程、胚胎移植技术等。
(2)图中A、B分别表示推测应有的氨基酸序列、基因表达载体。
(3)为提高培育成功率，进行②过程之前，对早期胚胎的处理是取其部分细胞用目的基因探针进行DNA分子杂交，对受体动物的处理是用相关激素进行同期发情处理。
(4)由于改造后的基因能够遗传(且改造基因易于操作)，因此蛋白质工程中，要对蛋白质结构进行设计改造，必须通过基因修饰或基因合成来完成，而不直接改造蛋白质。