高三生物选修3二轮复习练习题解析.docx

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高三生物选修3二轮复习练习题解析

1．（2016上海卷.九）回答下列有关遗传信息传递与表达的问题。

在图27所示的质粒PZHZ11（总长为3.6kb，1kb=1000对碱基因）中，lacZ基因编码β-半乳糖苷酶，后者催化生成的化合物能将白色的大肠杆菌染成蓝色。

（1）若先用限制酶BamHI切开pZHZ11，然后灭活BamHI酶，再加DNA连接酶进行连接，最后将连接物导入足够数量的大肠杆菌细胞中，则含3.1kb质粒的细胞颜色为；含3.6kb质粒的细胞颜色为。

（2）若将两端分别用限制酶BamHI和BglHI切开的单个目的基因片段置换pZHZ11中0.5kb的BamHI酶切片段，形成4.9kb的重组质粒，则目的基因长度为kb。

（3）述4.9kb的重组质粒有两种形式，若用BamHI和EcoRI联合酶切其中一种，只能获得1.7kb和3.2kb两种DNA片段；那么联合酶切同等长度的另一种重组质粒，则可获得

kb和kb两种DNA片段。

（4）若将人的染色体DNA片段先导入大肠杆菌细胞中克隆并鉴定目的基因，然后再将获得的目的基因转入植物细胞中表达，最后将产物的药物蛋白注入小鼠体内观察其生物功能是否发挥，那么上述过程属于。

A.人类基因工程B.动物基因工程C.植物基因工程D.微生物基因工程

【来源】专题16现代生物科技

【答案】

（1）白色白色和蓝色/白色或蓝色

（2）1.8

（3）1.43.5

（4）C

【解析】

（1）3.1kb质粒lacZ基因被破坏，含3.1kb质粒的细胞颜色为白色；加DNA连接酶进行连接，被切下的片段可能反向连接，所含3.6kb质粒的细胞可能含有正常质粒和异常质粒，也可能只含有正常质粒或异常质粒，颜色为白色和蓝色（白色或蓝色）。

（2）pZHZ11中0.5kb的BamHI酶切片段被切除后，剩余3.1kb，将两端分别用限制酶BamHI和BglHI切开的单个目的基因插入，形成4.9kb的重组质粒，则目的基因大小为4.9-3.1=1.8kb。

（3）限制酶BamHI和BglHI切割产生的黏性末端可以进行连接，但连接后不能被两者中的任何一个识别并切割，用BamHI切割4.9kb的重组质粒，只有一个切割位点。

用BamHI和EcoRI联合酶切其中一种，只能获得1.7kb和3.2kb两种DNA片段；联合酶切同等长度的另一种重组质粒，可获得1.7+1.8=3.5kb和3.2-18=1.4kb两种DNA片段。

（4）题干所述目的是让人的基因在植物细胞中表达，属于植物基因工程。

【考点定位】本题主要考查基因工程。

【名师点睛】本题考查限制酶和DNA连接酶的使用，属于较难题。

解答本题的关键是明确DNA连接酶在进行连接时，插入的片段可能有正反两种插入方式。

本题68题第二空、70题容易发生错误，错因在于未能考虑到上述情况。

2．（2016江苏卷.33）（9分）下表是几种限制酶识别序列及其切割位点，图1、图2中标注了相关限制酶的酶切位点，其中切割位点相同的酶不重复标注。

请回答下列问题：

（1）用图中质粒和目的基因构建重组质粒，应选用______两种限制酶切割，酶切后的载体和目的基因片段，通过__________酶作用后获得重组质粒。

为了扩增重组质粒，需将其转入处于__________________态的大肠杆菌。

（2）为了筛选出转入了重组质粒的大肠杆菌，应在筛选平板培养基中添加__________，平板上长出的菌落，常用PCR鉴定，所用的引物组成为图2中_____________。

（3）若BamHI酶切的DNA末端与BclI酶切的DNA末端连接，连接部位的6个碱基对序列为，对于该部位，这两种酶（填“都能”、“都不能”或“只有一种能”）切开。

（4）若用Sau3AI切图1质粒最多可能获得种大小不同的DNA片段。

【来源】专题16现代生物科技

【答案】

（1）BclI和HindⅢ连接感受

（2）四环素引物甲和引物丙

（3）

都不能（4）7

【解析】

（1）选择的限制酶应在目的基因两端存在识别位点，但BamHI可能使质粒中启动子丢失，因此只能选BclI和HindⅢ。

酶切后的载体和目的基因片段，通过DNA连接酶酶作用后获得重组质粒。

为了扩增重组质粒，需将其转入处于感受态的大肠杆菌。

（2）为了筛选出转入了重组质粒的大肠杆菌，根据质粒上的抗性基因，应在筛选平板培养基中添加四环素。

PCR技术要求两种引物分别和目的基因的两条单链结合，沿相反的方向合成子链。

（3）根据BamHI和BclI的酶切位点，BamHI酶切的DNA末端与BclI酶切的DNA末端连接，连接部位的6个碱基对序列为

，与两种酶的酶切位点均不同。

（4）根据BamH、BclI和Sau3AI的酶切位点，Sau3AI在质粒上有三个酶切位点，完全酶切可得到记为A、B、C三种片段，若部分位点被切开，可得到AB、AC、BC、ABC四种片段，所以用Sau3AI切图1质粒最多可能获得7种大小不同的DNA片段。

【考点定位】基因工程，限制酶，连接酶，重组质粒

【名师点睛】此题是对基因工程的考查，解答本题的关键在于理解重组质粒中标记基因的作用，在插入目的基因时不能破坏标记基因，故选择限制酶须注意；PCR扩增基因时，两种引物结合的部位相反，延伸的方向相反；限制酶具有特异性，不同的限制酶识别不同的序列，判断某种限制酶能否切割某片段，应根据该片段中是否含有限制酶的识别序列。

3．（2016课标1卷.40）某一质粒载体如图所示，外源DNA插入到Ampr或Tetr中会导致相应的基因失活（Ampr表示氨苄青霉素抗性基因，Tetr表示四环素抗性基因）。

有人将此质粒载体用BamHI酶切后，与用BamHI酶切获得的目的基因混合，加入DNA连接酶进行连接反应，用得到的混合物直接转化大肠杆菌，结果大肠杆菌有的未被转化，有的被转化。

被转化的大肠杆菌有三种，分别是含有环状目的基因、含有质粒载体、含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌。

回答下列问题：

（1）质粒载体作为基因工程的工具，应具备的基本条件有______________（答出两点即可）。

而作为基因表达载体，除满足上述基本条件外，还需具有启动子和终止子。

（2）如果用含有氨苄青霉素的培养基进行筛选，在上述四种大肠杆菌细胞中，未被转化的和仅含有环状目的基因的细胞是不能区分的，其原因是______________；并且______________和______________的细胞也是不能区分的，其原因是_____________。

在上述筛选的基础上，若要筛选含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌的单菌落，还需使用含有是_____________的固体培养基。

（3）基因工程中，某些噬菌体经改造后可以作为载体，其DNA复制所需的原料来自于_____________

【来源】专题16现代生物科技

【答案】

（1）能够自我复制、具有标记基因、具有一个至多个限制酶切割位点（答出两点即可）

（2）二者均不含氨苄青霉素抗性基因，在该培养基上都不能生长含有质粒载体含有插入了目的基因的重组质粒（或答含有重组质粒）二者都含氨苄青霉素抗性基因，在该培养基上均能生长

四环素

（3）受体细胞

【解析】（1质粒载体作为基因工程的工具，应具备的基本条件有：

能够自我复制、具有标记基因、具有一个至多个限制酶切割位点等。

（2）依题意可知，目的基因插入后，导致四环素抗性基因（Tetr）失活，而氨苄青霉素抗性基因（Ampr）仍能行使正常功能。

如果用含有氨苄青霉素的培养基进行筛选，在上述四种大肠杆菌细胞中，未被转化的和仅含有环状目的基因的细胞，因二者均不含氨苄青霉素抗性基因，在该培养基上都不能生长，所以是不能区分的；含有质粒载体和含有插入了目的基因的重组质粒的细胞，因二者都含氨苄青霉素抗性基因，在该培养基上都能生长，因此也是不能区分的。

在上述筛选的基础上，若要筛选含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌的单菌落，还需使用含有四环素的固体培养基；因目的基因插入后，导致四环素抗性基因（Tetr）失活，含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌在该培养基中不能生长，而含有质粒载体的则能正常生长。

（3）噬菌体是专门寄生在细菌细胞中的病毒，在侵染细菌时，噬菌体的DNA进入到细菌细胞中，而蛋白质外壳仍留在细胞外；在噬菌体的DNA的指导下，利用细菌细胞中的物质来合成噬菌体的组成成分，据此可推知：

基因工程中，某些噬菌体经改造后可以作为载体，其DNA复制所需的原料来自于受体细胞。

【考点定位】基因工程

【名师点睛】本题以图文结合的形式，综合考查学生对基因工程技术的熟记和理解能力。

解决此类问题的关键是，熟记并理解相关的基础知识、形成知识网络，从题图中挖掘出隐含的信息，据此结合每个问题情境进行图文转换、实现对知识的整合和迁移。

4．（2016新课标Ⅲ卷.40）图（a）中的三个DNA片段上依次表示出了EcoRI、BamHI和Sau3AI三种限制性内切酶的识别序列与切割位点，图（b）为某种表达载体示意图（载体上的EcoRI、Sau3AI的切点是唯一的）。

根据基因工程的有关知识，回答下列问题：

（1）经BamHI酶切割得到的目的基因可以与上述表达载体被____________酶切后的产物连接，理由是____________。

（2）若某人利用图（b）所示的表达载体获得了甲、乙、丙三种含有目的基因的重组子，如图（c）所示。

这三种重组子中，不能在宿主细胞中表达目的基因产物的有____________，不能表达的原因是____________。

（3）DNA连接酶是将两个DNA片段连接起来的酶，常见的有____________和____________，其中既能连接黏性末端又能连接平末端的是____________。

【来源】专题16现代生物科技

【答案】

（1）Sau3AⅠ两种梅切割后产生的片段具有相同的黏性末端

（2）甲和丙甲中目的基因插入在启动子的上游，丙中目的基因插入在终止子的下游，两者目的基因均不能转录

（3）E·coliDNA连接酶T4DNA连接酶T4DNA连接酶

【解析】

（1）由于限制酶Sau3AⅠ与BamHⅠ切割后产生的片段具有相同的黏性末端，所以经BamHI酶切割得到的目的基因可以与上述表达载体被Sau3AⅠ酶切后的产物连接。

（2）启动子是一段有特殊序列的DNA片段，它是RNA聚合酶识别和结合的部位，有了它才能驱动基因转录出mRNA，最终获得所需要的蛋白质。

终止子也是一段有特殊结构的DNA短片段，相当于一盏红色信号灯，使转录在所需要的地方停止下来。

在基因表达载体中，启动子应位于目的基因的首端，终止子应位于目的基因的尾端，这样目的基因才能表达。

而图甲中目的基因插入在启动子的上游，丙中目的基因插入在终止子的下游，两者目的基因均不能转录，所以都不能表达目的基因的产物。

（3）常见DNA连接酶的有E·coliDNA连接酶和T4DNA连接酶，其中既能连接黏性末端又能连接平末端的是T4DNA连接酶。

【考点定位】基因工程的原理及技术

【名师点睛】1．确定限制酶的种类

（1）根据目的基因两端的限制酶切点确定限制酶的种类

①应选择切点位于目的基因两端的限制酶，如图甲可选择PstⅠ。

②不能选择切点位于目的基因内部的限制酶，如图甲不能选择SmaⅠ。

③为避免目的基因和质粒的自身环化和随意连接，也可使用不同的限制酶切割目的基因和质粒，如图甲也可选择用PstⅠ和EcoRⅠ两种限制酶（但要确保质粒上也有这两种酶的切点）。

（2）根据质粒的特点确定限制酶的种类

①所选限制酶要与切割目的基因的限制酶相一致，以确保具有相同的黏性末端。

②质粒作为载体必须具备标记基因等，所以所选择的限制酶尽量不要破坏这些结构，如图乙中限制酶SmaⅠ会破坏标记基因；如果所选酶的切点不止一个，则切割重组后可能丢失某些片段，若丢失的片段含复制起点区，则切割重组后的片段进入受体细胞后不能自主复制。

2．基因表达载体中启动子、终止子的来源

（1）如果目的基因是从自然界中已有的物种中分离出来的，在构建基因表达载体时，不需要在质粒上目的基因的前后端接上特定的启动子、终止子，因为目的基因中已含有启动子、终止子。

（2）如果目的基因是通过人工方法合成的，或通过cDNA文库获得的，则目的基因是不含启动子和终止子的。

若只将基因的编码序列导入受体生物中，目的基因没有启动子、终止子，是无法转录的，因此，在构建基因表达载体时，需要在与质粒结合之前，在目的基因的前后端接上特定的启动子、终止子。

5．（2016天津卷.7）人血清白蛋白（HSA）具有重要的医用价值，只能从血浆中制备。

下图是以基因工程技术获取重组HSA（rHSA）的两条途径。

（1）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，采用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的空间结构才能有活性。

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。

【来源】专题16现代生物科技

【答案】（12分）

（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）HAS

【解析】

（1）合成总cDNA需提取细胞中所有的mRNA，然后通过逆转录过程。

采用PCR技术扩增HSA基因时，两条引物分别与模板链的5’端结合，扩增方向相反。

（2）根据启动子通常具有物种及组织特异性，在水稻胚乳细胞内特异表达rHSA，需选择水稻胚乳细胞启动子。

（3）农杆菌转化水稻受体细胞的过程中，酚类物质可以吸引农杆菌移向水稻受体细胞，有利于目的基因的转移。

（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，而大肠杆菌是原核生物，细胞中不具有膜结构的细胞器。

（5）为证明rHSA具有医用价值，须确认rHSA与天然的HSA生物学功能一致。

【考点定位】本题考查基因工程相关内容。

【名师点睛】本题结合生产rHSA的实例考查目的基因的获取、基因表达载体的构建、转化方法、受体细胞的选择、目的基因的检测与鉴定。

属于容易题。

解题关键是明确PCR技术的原理，明确两条引物结合位置和合成子链的方向相反。

6．（2016新课标2卷.40）下图表示通过核移植等技术获得某种克隆哺乳动物（二倍体）的流程。

回答下列问题：

（1）图中A表示正常细胞核，染色体数为2n，则其性染色体的组成可为____________。

过程①表示去除细胞核，该过程一般要在卵母细胞培养至适当时期再进行，去核时常采用_______的方法。

②代表的过程是__________。

（2）经过多次传代后，供体细胞中______的稳定性会降低，因此，选材时必须关注传代次数。

（3）若获得的克隆动物与供体动物性状不完全相同，从遗传物质的角度分析其原因是______。

（4）与克隆羊“多莉（利）”培养成功一样，其他克隆动物的成功获得也证明了__________。

【来源】专题16现代生物科技

【答案】（15分）

（1）XX或XY显微操作（去核法）胚胎移植

（2）遗传物质

（3）卵母细胞的细胞质中的遗传物质会对克隆动物的形状产生影响

（4）已经分化的动物体细胞核具有全能性。

【解析】

（1）提供体细胞的供体可能为雌性，也可能为雄性，因此图中A（正常细胞核）的性染色体组成为XX或XY。

常采用显微操作去核法来去除卵母细胞的细胞核。

②过程表示将早期胚胎移入受体，其过程为胚胎移植。

（2）取供体动物的体细胞培养，一般选用传代10代以内的细胞，因为10代以内的细胞一般能保持正常的二倍体核型，保证了供体细胞正常的遗传基础。

超过10代继续培养，则其遗传物质（或核型）的稳定性会降低。

（3）克隆动物的细胞核基因来自供体，因此大部分性状与供体相同，但细胞质基因来源于受体（或提供卵母细胞的个体），即卵母细胞的细胞质中的遗传物质会对克隆动物的形状产生影响，这就决定了克隆动物的性状与供体不完全相同。

（4）克隆动物的培育采用的是核移植技术，核移植技术的原理是：

已经分化的动物体细胞核具有全能性。

【考点定位】核移植技术、动物细胞培养技术、胚胎移植

【名师点睛】本题以“获得某种克隆哺乳动物（二倍体）的流程图”为情境，综合考查学生对核移植技术、动物细胞培养技术、胚胎移植的熟记和理解能力。

解决此类问题的关键是，熟记并理解相关的基础知识、形成知识网络，“读懂”流程图中的每个箭头的含义，据此结合每个问题情境进行图文转换、实现对知识的整合和迁移。

7．（2016海南卷.31）基因工程又称为DNA重组技术，回答相关问题：

（1）在基因工程中，获取目的基因主要有两大途径，即______和从_______中分离。

（2）利用某植物的成熟叶片为材料，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______。

（3）在基因表达载体中，启动子是______聚合酶识别并结合的部位。

若采用原核生物作为基因表达载体的受体细胞，最常用的原核生物是______。

（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_____和______颗粒。

【来源】专题16现代生物科技

【答案】

（1）人工合成生物材料（每空2分，共4分，其他合理答案可酌情给分）

（2）cDNA文库中只含有叶细胞已转录（或已表达）的基因，而基因组文库中含有该植物的全部基因（5分，其他合理答案可酌情给分）

（3）RNA（2分）大肠杆菌（或答细菌）（2分）

（4）金粉钨粉（每空1分，共2分）

【解析】

（1）获取目的基因主要有两大途径，即人工合成和从自然界已有的物种中分离。

（2）植物的成熟叶片中基因选择性表达，因此由所有RNA逆转录形成的cDNA文库中只含有叶细胞已转录（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。

采用原核生物作为基因表达载体的受体细胞，由于易于培养，最常选用大肠杆菌（或细菌）。

（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颗粒。

【考点定位】基因工程

【名师点睛】

（1）目的基因的获取有从基因文库中获取和人工合成两类方法。

（2）基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因。

（3）目的基因导入植物细胞常用农杆菌转化法；导入动物细胞常用显微注射技术，导入微生物细胞常用感受态细胞法。

8．（2016届江苏省四校高三5月联考生物试卷）下面是将乙肝病毒控制合成病毒表面主蛋白基因HBsAg导入巴斯德毕赤酵母菌生产乙肝疫苗的过程及有关资料，请分析回答下列问题。

资料1巴斯德毕赤酵母菌是一种甲基营养型酵母菌，能将甲醇作为其唯一碳源，此时AOX1基因受到诱导而表达[5'AOX1和3'AOX1（TT）分别是基因AOX1的启动子和终止子]。

资料2巴斯德毕赤酵母菌体内无天然质粒，所以科学家改造出了图1所示的pPIC9K质粒用作载体，其与目的基因形成的重组质粒经酶切后可以与酵母菌染色体发生同源重组，可以将目的基因整合于染色体中以实现表达。

（1）如果要将HBsAg基因和pPIC9K质粒重组，应该在HBsAg基因两侧的A和B位置接上、限制酶识别序列，这样设计的优点是避免质粒和目的基因自身环化。

（2）酶切获取HBsAg基因后，需用将其连接到pPIC9K质粒上，形成重组质粒，并将其导入大肠杆菌以获取。

（3）步骤3中应选用限制酶来切割重组质粒获得重组DNA，然后将其导入巴斯德毕赤酵母菌细胞。

（4）为了确认巴斯德毕赤酵母菌转化是否成功，在培养基中应该加入卡拉霉素以便筛选，转化后的细胞中是否含有HBsAg基因，可以用方法进行检测。

（5）转化的酵母菌在培养基上培养一段时间后，需要向其中加入以维持其生活，同时诱导HBsAg基因表达。

（6）与大肠杆菌等细菌相比，用巴斯德毕赤酵母菌细胞作为基因工程的受体细胞，其优点是在蛋白质合成后，细胞可以对其进行并分泌到细胞外，便于提取。

【来源】专题16现代生物科技

【答案】

（1）SnaBⅠAvrⅡ

（2）DNA连接酶大量重组质粒（重组质粒不得分）（3）BglⅡ

（4）DNA分子杂交（5）甲醇（6）加工（修饰）

【解析】

（1）重组质粒上的目的基因若要表达，目的基因的首端和尾端需含有启动子和终止子。

而SnaBⅠ、AvrⅡ识别的序列在启动子与终止子之间，只要在目的基因两侧的A和B位置分别接上这两种序列，并用SnaBⅠ、AvrⅡ这两种限制酶对质粒和目的基因同时进行切割，便会各自出现相同的黏性末端，便于重组与表达，同时可防止自身环化，因此在HBsAg基因两侧的A和B位置应接上SnaBⅠ和AvrⅡ限制酶的识别序列。

（2）用DNA连接酶可将切割后的HBsAg基因和pPIC9K质粒连接成重组质粒；将重组质粒导入大肠杆菌体内的目的是：

利用大肠杆菌的无性繁殖，短时间内获取大量的重组质粒。

（3）重组DNA的两侧分别是启动子和终止子，除BglⅡ外，其他限制酶均会破坏含有启动子、终止子的目的基因。

所以步骤3中应选用限制酶BglⅡ来切割重组质粒获得重组DNA，然后将其导入巴斯德毕赤酵母菌细胞。

（4）可用DNA分子杂交技术检测巴斯德毕赤酵母菌内是否导入了目的基因。

（5）资料1显示，甲醇为该酵母菌的唯一碳源，同时可诱导HBsAg基因表达，据此可知：

转化的酵母菌在培养基上培养一段时间后，需要向其中加入甲醇以维持其生活，同时诱导HBsAg基因表达。

（6）大肠杆菌等细菌为原核生物，细胞内没有对分泌蛋白进行加工修饰的内质网和高尔基体，而巴斯德毕赤酵母菌为真核生物，其细胞内有内质网和高尔基体等复杂的细胞器。

所以与大肠杆菌等细菌相比，用巴斯德毕赤酵母菌细胞作为基因工程的受体细胞，其优点是在蛋白质合成后，细胞可以对其进行加工修饰并分泌到细胞外，便于提取。

【考点定位】基因工程、微生物的培养、原核细胞与真核细胞。

9．（2016届江西九江高三下第三次模拟考试理综生物试卷）基因疫苗是指将编码外源性抗原的基因导入人和动物体内，让其在宿主细胞中表达抗原蛋白,诱导机体产生免疫应答。

某科研所计划采用基因工程和胚胎工程技术培育具有口蹄疫免疫特性的高产奶牛。

请回答下列问题：

（1）基因表达载体的构建是基因工程的核心，一个完整的基因表达载体至少包括启动子、________、________、________。

启动子位于基因的________________，有了它才可以驱动基因转录。

（2）制备基因疫苗的基因可以从基因文库中获取，基因文库实际上是含有某种生物不同基因的许多DNA片段的________________群体。

（3）检测高产奶牛体内是否出现口蹄疫病毒的抗原蛋白，在分子水平上的检测方法是_______