优化探究新课标高考生物一轮复习 专题1 基因工程随堂训练 新人教版选修3Word格式文档下载.docx

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由mRNA形成cDNA需要逆转录酶，A正确；

②过程需要使用限制酶和PCR技术获得并扩增目的基因，B错误；

过程③使用的感受态细胞可用CaCl2溶液制备，C错误；

工程菌是指用基因工程方法，使外源基因得到高效表达的菌类细胞株系，所以过程④可利用DNA分子杂交鉴定目的基因是否已导入受体细胞，D正确。

AD

3．（2014年新课标全国卷Ⅱ）植物甲具有极强的耐旱性，其耐旱性与某个基因有关。

若从该植物中获得该耐旱基因，并将其转移到耐旱性低的植物乙中，有可能提高后者的耐旱性。

回答下列问题：

（1）理论上，基因组文库含有生物的________基因；

而cDNA文库中含有生物的________基因。

（2）若要从植物甲中获得耐旱基因，可首先建立该植物的基因组文库，再从中________出所需的耐旱基因。

（3）将耐旱基因导入农杆菌，并通过农杆菌转化法将其导入植物________的体细胞中，经过一系列的过程得到再生植株。

要确认该耐旱基因是否在再生植株中正确表达，应检测此再生植株中该基因的________，如果检测结果呈阳性，再在田间试验中检测植株的________是否得到提高。

（4）假如用得到的二倍体转基因耐旱植株自交，子代中耐旱与不耐旱植株的数量比为3∶1时，则可推测该耐旱基因整合到了________________（填“同源染色体的一条上”或“同源染色体的两条上”）。

（1）基因组文库包含某种生物的全部基因，cDNA文库又称为部分基因文库，含有生物的部分基因。

（2）植物甲基因组文库中有该种植物的全部基因，从中可筛选出耐旱基因。

（3）植物乙的耐旱性低，所以植物乙体细胞作为受体细胞；

要确定耐旱基因是否正确表达，应检测该基因的表达产物，对于个体水平的检测，应在干旱的田间进行试验，检测植物乙耐旱性是否得到了提高。

（4）将耐旱基因看作A，不耐旱基因看作a，Aa×

Aa→耐旱与不耐旱数量比为3∶1，则耐旱基因整合到了同源染色体的一条上。

（1）全部　部分　

（2）筛选　（3）乙　表达产物　耐旱性　（4）同源染色体的一条上

4．（2014年高考山东卷）人组织纤溶酶原激活物（htPA）是一种重要的药用蛋白，可在转htPA基因母羊的羊乳中获得。

流程如下：

（1）htPA基因与载体用________________切割后，通过DNA连接酶连接，以构建重组表达载体。

检测目的基因是否已插入受体细胞DNA，可采用________技术。

（2）为获取更多的卵（母）细胞，要对供体母羊注射促性腺激素，使其________。

采集的精子需要经过________，才具备受精能力。

（3）将重组表达载体导入受精卵常用的方法是________。

为了获得母羊，移植前需对已成功转入目的基因的胚胎进行________。

利用胚胎分割和胚胎移植技术可获得多个转基因个体，这体现了早期胚胎细胞的________。

（4）若在转htPA基因母羊的羊乳中检测到________，说明目的基因成功表达。

（1）目的基因和载体先用同种限制酶切割后，再用DNA连接酶连接，以构建基因表达载体；

判断受体细胞的DNA是否插入目的基因可采用DNA分子杂交技术。

（2）利用促性腺激素处理供体母羊可使其产生更多的卵母细胞；

精子必须获能后才具备受精能力。

（3）将重组表达载体导入动物受精卵常用的方法是显微注射法。

为了获得母羊，移植前需对已成功转入目的基因的胚胎进行性别鉴定。

（4）若在转htPA基因母羊的羊乳中检测到人组织纤溶酶原激活物，说明目的基因成功表达。

（1）同种限制性核酸内切酶（或同种限制酶）　DNA分子杂交（或核酸探针）　

（2）超数排卵　获能（处理）　（3）显微注射法　性别鉴定　全能性　（4）htPA（或人组织纤溶酶原激活物）

5．（2014年高考天津卷）嗜热土壤芽孢杆菌产生的β葡萄糖苷酶（BglB）是一种耐热纤维素酶，为使其在工业生产中更好地应用，开展了以下试验：

Ⅰ.利用大肠杆菌表达BglB酶

（1）PCR扩增bglB基因时，选用______________基因组DNA作模板。

（2）上图为质粒限制酶酶切图谱。

bglB基因不含图中限制酶识别序列。

为使PCR扩增的bglB基因重组进该质粒，扩增的bglB基因两端需分别引入________和________不同限制酶的识别序列。

（3）大肠杆菌不能降解纤维素，但转入上述构建好的表达载体后则获得了降解纤维素的能力，这是因为________________________。

Ⅱ.温度对BglB酶活性的影响

（4）据图1、2可知，80℃保温30分钟后，BglB酶会________；

为高效利用BglB酶降解纤维素，反应温度最好控制在________（单选）。

A．50℃　　　　　　　B．60℃

C．70℃D．80℃

Ⅲ.利用分子育种技术提高BglB酶的热稳定性

在PCR扩增bglB基因的过程中，加入诱变剂可提高bglB基因的突变率。

经过筛选，可获得能表达出热稳定性高的BglB酶的基因。

（5）与用诱变剂直接处理嗜热土壤芽孢杆菌相比，上述育种技术获取热稳定性高的BglB酶基因的效率更高，其原因是在PCR过程中________（多选）。

A．仅针对bglB基因进行诱变

B．bglB基因产生了定向突变

C．bglB基因可快速累积突变

D．bglB基因突变不会导致酶的氨基酸数目改变

（1）BglB由嗜热土壤芽孢杆菌产生，故PCR扩增bglB基因时，应选用嗜热土壤芽孢杆菌基因组DNA作模板。

（2）目的基因在与质粒连接时，需连接在启动子和终止子之间，且所用限制酶不能破坏启动子、终止子和标记基因，所以切割质粒应选用NdeⅠ和BamHⅠ两种酶，则扩增的bglB基因两端需分别引入NdeⅠ和BamHⅠ两种酶的识别序列。

（3）转基因大肠杆菌含有的bglB基因表达，合成了耐热的纤维素酶，所以其获得了降解纤维素的能力。

（4）由图2可知，80℃保温30分钟后，BglB酶的相对活性为0，所以此时该酶失活；

由图1可知：

60℃～70℃时BglB酶的相对活性最高。

70℃时，该酶活性易降低，所以为高效利用BglB酶降解纤维素应最好将温度控制在60℃。

（5）在PCR扩增bglB基因时加入诱变剂仅对该基因进行诱变，可快速累积突变，但诱发基因突变时，突变仍是不定向的，且突变的结果可以改变酶中氨基酸的数目。

故A、C正确，B、D错误。

（1）嗜热土壤芽孢杆菌　

（2）NdeⅠ　BamHⅠ　（3）转基因的大肠杆菌分泌出有活性的BglB酶　（4）失活　B　（5）A、C

一、选择题

1．（2013年高考大纲全国卷）下列实践活动包含基因工程技术的是（　　）

A．水稻F1花药经培养和染色体加倍，获得基因型纯合新品种

B．抗虫小麦与矮秆小麦杂交，通过基因重组获得抗虫矮秆小麦

C．将含抗病基因的重组DNA导入玉米细胞，经组织培养获得抗病植株

D．用射线照射大豆使其基因结构发生改变，获得种子性状发生变异的大豆

本题考查遗传、变异等基础知识在生产中的应用。

A项属于单倍体育种，原理是染色体变异，不包含基因工程技术；

B项属于杂交育种，原理是基因重组，不包含基因工程技术；

C项中将含有目的基因的重组DNA导入受体细胞，属于基因工程，原理是基因重组；

D项属于诱变育种，原理是基因突变，不包含基因工程技术。

C

2．（2013年高考广东卷）从某海洋动物中获得一基因，其表达产物为一种抗菌性和溶血性均较强的多肽P1。

目前在P1的基础上研发抗菌性强但溶血性弱的多肽药物，首先要做的是（　　）

A．合成编码目的肽的DNA片段

B．构建含目的肽DNA片段的表达载体

C．依据P1氨基酸序列设计多条模拟肽

D．筛选出具有优良活性的模拟肽作为目的肽

由题中信息“在P1的基础上研发抗菌性强但溶血性弱的多肽药物”可推知本题考查蛋白质工程的相关知识。

根据蛋白质工程的基本途径：

从预期的蛋白质功能出发→设计预期的蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→找到相对应的脱氧核苷酸序列（基因），可推知答案为C。

二、非选择题

3．继哺乳动物乳腺生物反应器研发成功后，膀胱生物反应器的研究也取得了一定进展。

最近，科学家培养出一种转基因小鼠，其膀胱上皮细胞可以合成人的生长激素并分泌到尿液中，请回答下列问题：

（1）获得人的生长激素基因的方法有从基因文库中获取、________、________等。

（2）在构建重组质粒的过程中，人的生长激素基因用________进行切割。

人的生长激素基因之所以能“嫁接”到小鼠染色体的DNA上，原因是

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________，

人的生长激素基因进入小鼠细胞内，且能维持稳定和表达的过程称为________。

（3）将人的生长激素基因导入小鼠受体细胞，常用方法是________________________。

进行基因转移时，通常要将外源基因转入________（细胞）中，原因是________________________，一般可采用________技术检测外源基因是否插入了小鼠的基因组。

但在研制膀胱生物反应器时，应使外源基因在小鼠的________细胞中特异表达。

（4）若要一次获得多只相同的转基因小鼠，宜采用________技术，操作过程需要特别注意的问题是

________________________________________________________________________。

（5）为使外源基因在后代长期保持，可将转基因小鼠细胞的________转入________细胞中构成重组细胞，使其发育成与供体具有相同性状的个体，该技术称为________技术。

（1）目的基因的获取一般有3种方法，即PCR技术扩增、人工合成、从基因文库中获取。

（2）切割基因的酶是限制性核酸内切酶。

基因和DNA都是两条链，具有相同的结构基础是其能重组的原因。

（3）若受体细胞是动物细胞，一般选用显微注射法将目的基因导入受体细胞。

常用的受体细胞是受精卵，因其较易表现出全能性。

检测外源基因是否导入受体细胞常用DNA分子杂交技术。

膀胱生物反应器要用膀胱上皮细胞作为受体细胞。

（4）要获得多只基因型相同的转基因小鼠，常用胚胎分割技术，操作时要特别注意将内细胞团均等分割，以免造成胚胎发育不均或难以发育。

（5）后代要长期保持外源基因，可用核移植的方法。

（1）PCR技术扩增　人工合成　

（2）限制酶　人的生长激素基因和小鼠DNA分子的空间结构、化学组成相同　转化　（3）显微注射法　受精卵（早期胚胎）　受精卵（或早期胚胎）具有全能性，可使外源基因在相应组织细胞表达　DNA分子杂交　膀胱上皮　（4）胚胎分割　将内细胞团细胞均等分割　（5）细胞核　去核的卵　核移植（克隆）

4．下图表示利用细菌中抗虫基因获取抗虫玉米的部分过程（①～⑧表示操作流程，a、b表示分子，c～e表示培养过程，其中过程d表示细菌与玉米细胞混合培养），请回答：

（1）上述操作中，获取目的基因的方法可能是________________________。

流程③用到的工具酶为________。

（2）过程d指的是基因工程基本操作程序中的________，本过程中用到的方法是________。

（3）流程⑦中需要的培养基有________种，与动物细胞培养液显著不同的是该培养基中含有________，从而促进根芽的分化。

（4）图示过程中涉及的生物技术有________和________。

（1）图中a、b表示质粒（载体）和基因表达载体。

获取目的基因的方法有多种，可以直接从基因文库中获取抗虫基因。

流程③为目的基因和质粒重组，需要用到DNA连接酶。

（2）过程d是指将目的基因导入受体细胞，将目的基因导入植物细胞常使用的方法是农杆菌转化法。

（3）流程⑦为植物组织培养过程，需要分别诱导愈伤组织生芽和生根，因此需用不同的培养基。

通过添加不同浓度比例的植物激素可以促进根芽的分化。

（4）图中涉及的生物技术包括基因工程和植物组织培养。

（1）从基因文库中获取　DNA连接酶　

（2）将目的基因导入受体细胞　农杆菌转化法　（3）2　植物激素　（4）基因工程　植物组织培养

5．以下是科学家采用不同方法培育良种牛的过程，请据图回答下列有关问题：

（1）图中对良种奶牛进行处理时用到的激素是________，①过程必须用到________酶，②过程使用的是________酶。

③表示________技术，④表示基因工程中________________________________过程；

若方法C是最常用的将目的基因导入动物细胞的方法，则方法C是________。

（2）图中采用的生物工程技术A和B分别是指________和________。

（3）为实现人血清白蛋白基因在转基因牛E的乳腺细胞中表达，应让该血清白蛋白基因和________的启动子等调控组件结合在一起。

如果转基因牛E的牛奶中含有________，则说明人血清白蛋白基因在个体水平已表达成功。

（1）为促进良种奶牛多排卵，可利用促性腺激素处理。

过程①为用限制酶处理载体（质粒）使之产生特定黏性末端；

过程②为利用反转录法获得目的基因，这里用到逆转录酶；

过程③为基因表达载体的构建；

将目的基因导入动物细胞常用显微注射法。

（2）图中采用的生物工程技术A表示将受精卵培养成早期胚胎，为早期胚胎培养技术。

B表示将早期胚胎移植到母体子宫使之继续发育为成熟胚胎，为胚胎移植技术。

（3）为实现人血清白蛋白基因在转基因牛E的乳腺细胞中表达，应让该血清白蛋白基因和乳腺细胞乳腺蛋白基因的启动子等调控组件结合在一起。

如果转基因牛E的牛奶中含有人血清白蛋白，则说明人血清白蛋白基因在个体水平已表达成功。

（1）促性腺激素　限制　逆转录　PCR　基因表达载体的构建　显微注射法　

（2）早期胚胎培养　胚胎移植　（3）乳腺蛋白基因　人血清白蛋白

6．（2015年石家庄模拟）请据图回答下列问题：

（1）转基因牛可通过分泌乳汁来生产人类生长激素，在基因表达载体中，人生长激素基因的首端必须含有________，其作用是能够被________识别并结合，从而启动转录过程。

（2）prG能激发细胞不断分裂，通过基因工程导入该调控基因来制备单克隆抗体，Ⅱ最可能是________细胞，Ⅲ代表的细胞具有________和________的特点。

（3）在抗虫棉培育过程中，需将抗虫基因（Bt毒蛋白基因）插入到Ti质粒的________上，通过农杆菌的转化作用就可以使抗虫基因进入棉细胞。

要检测抗虫基因是否翻译成Bt毒蛋白，应从抗虫棉中提取蛋白质，并用________方法进行检测。

（1）在转录过程中，RNA聚合酶识别基因序列上首端的启动子并与之结合后开始转录，故基因的首端要有启动子。

（2）浆细胞能分泌特异性抗体，但不能无限增殖，故导入prG的浆细胞既能分泌特异性抗体，又能无限增殖。

（3）农杆菌中的Ti质粒上的TDNA可转移到受体细胞中并整合到受体细胞的染色体DNA上，故将抗虫基因插入到Ti质粒的TDNA上，通过农杆菌的转化作用就可以使抗虫基因进入棉细胞。

可利用能与抗虫基因表达的蛋白质发生特异性结合的抗体，发生抗原—抗体反应，对目的基因表达的产物进行检测。

（1）启动子　RNA聚合酶　

（2）B（浆）　无限增殖　产生特异性抗体　（3）TDNA　抗原—抗体杂交

7．干扰素是动物体内合成的一种蛋白质，可以用于治疗病毒感染和癌症，但体外保存相当困难，如果将其分子上的一个半胱氨酸变成丝氨酸，就可在70℃下保存半年，给广大患者带来福音。

（1）蛋白质的合成是受基因控制的，因此获得能够控制合成“可以保存的干扰素”的基因是生产的关键，依据蛋白质工程原理，设计实验流程，让动物生产“可以保存的干扰素”：

（2）基因工程和蛋白质工程相比较，基因工程在原则上只能生产________的蛋白质，不一定符合________________的需要。

而蛋白质工程是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________或________，对现有蛋白质进行________，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活需要。

（3）蛋白质工程实施的难度很大，原因是蛋白质具有十分复杂的________结构。

（4）对天然蛋白质进行改造，应该直接对蛋白质分子进行操作，还是通过对基因的操作来实现？

原因是

本题综合了蛋白质工程与基因工程的异同，并考查了蛋白质工程的原理及在生产实践中的应用。

基因工程遵循中心法则，从DNA→mRNA→蛋白质折叠产生功能，从而生产出自然界已有的蛋白质。

蛋白质工程是按照以下思路进行的：

确定蛋白质的功能→蛋白质应有的空间结构→蛋白质应有的氨基酸序列→基因应有的碱基排列→创造出自然界不存在的蛋白质。

蛋白质的结构是由基因决定的，基因可以遗传给后代，而蛋白质不能直接遗传下去。

（1）预期蛋白质的功能　蛋白质三维结构　应有的氨基酸序列　相应的脱氧核苷酸序列（基因）

（2）自然界已存在的　人类生产和生活　基因修饰　基因合成　改造　（3）空间　（4）应该从对基因的操作来实现对天然蛋白质的改造　①任何一种天然蛋白质都是由基因编码的，改造了基因也就是对蛋白质进行了改造，而且改造过的蛋白质可以通过改造过的基因遗传下去；

如果对蛋白质直接改造，即使改造成功，被改造过的蛋白质分子也无法遗传；

②对基因进行改造比对蛋白质直接进行改造要容易操作，难度要小得多

8．浙江大学农学院喻景权教授课题组研究发现，一种植物激素——油菜素内酯能促进农药在植物体内的降解和代谢。

用油菜素内酯处理后，许多参与农药降解的基因（如P450基因和红霉素抗性基因）表达和酶活性都得到提高，在这些基因“指导”下合成的蛋白酶能把农药逐渐转化为水溶性物质或低毒甚至无毒物质，有的则被直接排出体外。

某课题组进一步进行了如下的实验操作，请回答下列问题。

（1）获得油菜素内酯合成酶基因的方法有____________________、________________________。

步骤①用PCR技术扩增基因时用到的耐高温酶通常是指________；

步骤②用到的酶有________。

（2）图中导入重组质粒的方法是________，在导入之前应用________处理受体细菌。

（3）导入重组质粒2以后，往往还需要进行检测和筛选，可用________制成探针，检测是否导入了重组基因，在培养基中加入________可将含有目的基因的细胞筛选出来。

（4）请你为该课题命名：

进行基因工程操作时，首先要获取目的基因，其方法有多种：

从基因文库中获取、人工合成目的基因或PCR合成等。

在构建基因表达载体的过程中，用到的工具酶有限制酶和DNA连接酶。

图中的受体细胞是细菌，故用转化法导入表达载体，导入后，需检测和筛选。

从图中可以看出，最终是通过对照实验来检验转基因细菌对土壤中残留农药的分解能力。

（1）从基因文库中获取　人工合成目的基因或PCR合成　耐热的DNA聚合酶　限制酶和DNA连接酶　

（2）转化法　氯化钙溶液　（3）红霉素抗性基因　红霉素　（4）油菜素内酯能否促进土壤中农药的分解