届一轮复习基因工程专题卷适合全国.docx

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届一轮复习基因工程专题卷适合全国

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．4B．8

C．6D．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。

6．如图为某种质粒的简图，小箭头所指分别为限制性核酸内切酶EcoRⅠ、BamHⅠ的酶切位点，P为转录的启动部位。

已知目的基因的两端有EcoRⅠ、BamHⅠ的酶切位点，受体细胞为无任何抗药性的原核细胞。

下列有关叙述正确的是（　　）

A．将含有目的基因的DNA与质粒分别用EcoRⅠ酶切，在DNA连接酶作用下，生成由两个DNA片段之间连接形成的产物有两种

B．DNA连接酶的作用是将酶切后得到的黏性末端连接起来，形成一个重组质粒时形成两个磷酸二酯键

C．为了防止目的基因反向粘连和质粒自行环化，酶切时可选用的酶是EcoRⅠ和BamHⅠ

D．能在含青霉素的培养基中生长的受体细胞表明该目的基因已成功导入该细胞

答案　C

解析　如果将含有目的基因的DNA与质粒分别用EcoRⅠ酶切，则酶切后二者的黏性末端相同，在DNA连接酶作用下，生成由两个DNA片段之间连接形成的产物有三种，只有一种符合基因工程的需求；DNA连接酶的作用是将酶切后的目的基因和质粒的黏性末端连接起来形成重组质粒，该过程形成4个磷酸二酯键；为了防止目的基因和质粒自行环化，酶切时可选用的酶是EcoRⅠ和BamHⅠ，这样切割后得到的DNA片段两侧的黏性末端不同；由于受体细胞为无任何抗药性的原核细胞，因此能在含青霉素的培养基中生长的原因，可能是受体细胞成功导入了目的基因，也可能是只导入了不含目的基因的载体。

7．现有一长度为1000碱基对（bp）的DNA分子，用限制性核酸内切酶EcoRⅠ单独酶切后得到的DNA分子仍是1000bp，用KpnⅠ单独酶切得到400bp和600bp两种长度的DNA分子，用EcoRⅠ、KpnⅠ同时酶切后得到200bp和600bp两种长度的DNA分子。

该DNA分子的酶切图谱正确的是（　　）

答案　D

解析　由题干条件可知用EcoRⅠ酶切后，并不能将DNA分为两段，故可判断为环状DNA，再根据“用EcoRⅠ、KpnⅠ同时酶切后得到200bp和600bp两种长度的DNA分子”可得到答案D。

8．下图表示科学家通过基因工程培育抗虫棉时，从苏云金芽孢杆菌中提取抗虫基因“放入”棉花细胞中与棉花的DNA分子结合起来而发挥作用的过程示意图。

以下说法正确的是（　　）

A．该技术的核心内容是构建基因表达载体

B．目的基因在抗虫棉中的遗传要遵循基因的分离定律

C．图中Ⅰ常直接从大肠杆菌中获取

D．剔除培育成功的抗虫棉体内的四环素抗性基因会影响抗虫基因的表达

答案　A

解析　基因工程的核心技术是基因表达载体的构建，A正确；抗虫基因如果整合到棉花细胞细胞质的DNA上，其遗传不遵循基因的分离定律，B错误；常见的载体有质粒、动植物病毒和λ噬菌体的衍生物，C错误；基因的表达具有独立性，剔除抗虫棉体内的四环素抗性基因不影响抗虫基因的表达，D错误。

9．关于蛋白质工程的说法，正确的是（　　）

A．蛋白质工程是在分子水平上对蛋白质分子直接进行操作

B．蛋白质工程能生产出自然界中不曾存在过的新型蛋白质分子

C．对蛋白质的改造是通过直接改造相应的mRNA来实现的

D．蛋白质工程的流程和天然蛋白质合成的过程是相同的

答案　B

解析　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。

由于基因决定蛋白质，因此，要对蛋白质的结构进行设计改造，还必须从基因入手。

与基因工程不同，蛋白质工程能生产出自然界中不曾存在过的新型蛋白质分子。

10．下列关于基因工程的叙述，错误的是（　　）

A．目的基因和受体细胞均可来自动、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

答案　D

解析　基因工程中的目的基因来源于自然界中的含有目的性状的一切生物，可以是动物、植物，也可以是真菌、细菌，还可以是人等；在基因工程中获取目的基因以及将目的基因和载体结合构建基因表达载体必须使用同一种限制酶进行切割，以获得相同的黏性末端，在DNA连接酶的作用下，将目的基因和载体连接，构建基因表达载体；人的胰岛素原基因可以在大肠杆菌体内得以表达，但是由于大肠杆菌是原核生物，没有内质网、高尔基体等细胞器的加工，合成的胰岛素原不具有胰岛素的功能，即没有生物活性；作为标记基因是为了检测并筛选含重组DNA的细胞，但对于目的基因的表达没有影响。

11．干扰素是治疗癌症的重要药物，它必须从血液中提取，每升人血中只能提取0.5μg，所以价格昂贵。

美国加利福尼亚的某生物制品公司用如下方法生产干扰素。

如图所示：

从上述方式中可以看出该公司生产干扰素运用的方法是（　　）

A．个体间的杂交B．基因工程

C．细胞融合D．器官移植

答案　B

解析　从图中可以看出整个过程为将人的淋巴细胞中控制干扰素合成的基因与质粒结合后导入酵母菌，并从酵母菌产物中提取干扰素，这项技术为基因工程。

12．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Xgal和IPTG存在时，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。

下列说法错误的是（　　）

A．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

B．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

C．菌落颜色为白色的是菌落②

D．菌落③中的目的基因是否表达，可采用的检测办法是抗原—抗体杂交

答案　C

解析　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。

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。

lacZ标记基因因外源基因的插入而不能表达出β半乳糖苷酶，故菌落③为白色菌落。

可采用抗原—抗体杂交的方法检测菌落③中的目的基因是否表达。

13．如图表示利用农杆菌转化法获得某种转基因植物的部分操作步骤。

以下说法错误的是（　　）

A．利用含有四环素的培养基可将含Ⅱ的细菌筛选出来

B．Ⅲ是农杆菌，通过步骤③将目的基因导入植株

C．⑥可与多个核糖体结合，同时翻译出多种蛋白质

D．①过程的完成需要限制酶和DNA连接酶参与

答案　C

解析　标记基因是四环素抗性基因，如果细菌能在含有四环素的培养基中生长，说明此细菌含有重组质粒。

⑥是一条mRNA分子，可与多个核糖体结合形成多聚核糖体。

但由于翻译的模板是同一个mRNA分子，密码子序列相同，故不同的核糖体翻译出的是多个同一种蛋白质。

14．利用外源基因在受体细胞中表达，可生产人类所需要的产品。

下列选项中能说明目的基因完成了在受体细胞中表达的是（　　）

A．棉花二倍体细胞中检测到细菌的抗虫基因

B．大肠杆菌中检测到人胰岛素基因及其mRNA

C．山羊乳腺细胞中检测到人生长激素DNA序列

D．酵母菌细胞中提取到人干扰素蛋白

答案　D

解析　基因表达的产物是蛋白质，因此，只有在受体细胞中检测或提取到了相应蛋白质才能证明目的基因在受体细胞中完成了表达，A、C项只能说明完成了目的基因的导入，B项只能说明完成了目的基因的导入和目的基因的转录过程。

15．下图表示蛋白质工程的操作过程，下列说法不正确的是（　　）

A．蛋白质工程中对蛋白质分子结构的了解是非常关键的工作

B．蛋白质工程是完全摆脱基因工程技术的一项全新的生物工程技术

C．a、b过程分别是转录、翻译

D．蛋白质工程中可能构建出一种全新的基因

答案　B

解析　蛋白质工程中了解蛋白质分子结构如蛋白质的空间结构、氨基酸的排列顺序等，对于合成或改造基因至关重要；蛋白质工程的进行离不开基因工程，对蛋白质的改造是通过对基因的改造来完成的；图中a、b过程分别是转录、翻译过程；蛋白质工程中可根据已经明确的蛋白质的结构构建出一种全新的基因。

二、非选择题

16．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EcoRⅠ的识别序列和切割位点是－G↓AATTC－，SmaⅠ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EcoRⅠ和SmaⅠ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。

17．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EcoRI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。

18．图1表示含有目的基因D的DNA片段长度（bp即碱基对）和部分碱基序列。

图2表示一种质粒的结构和部分碱基序列。

现有MspⅠ、BamHⅠ、MboⅠ、SmaⅠ4种限制性核酸内切酶，它们识别的碱基序列和酶切位点分别为C↓CGG、G↓GATCC、↓GATC、CCC↓GGG。

请回答下列问题：

（1）图1的一条脱氧核苷酸链中相邻两个碱基之间依次由____________________连接。

（2）若用限制酶SmaⅠ完全切割图1中DNA片段，产生的末端是______末端，其产物长度为________________________________________________________________________。

（3）若图1中虚线方框内的碱基对被T－A碱基对替换，那么基因D就突变为基因d。

从杂合子中分离出图1及其对应的DNA片段，用限制酶SmaⅠ完全切割，产物中共有__________种不同长度的DNA片段。

（4）若将图2中质粒和目的基因D通过同种限制酶处理后进行连接，形成重组质粒，那么应选用的限制酶是________。

在导入重组质粒后，为了筛选出含重组质粒的大肠杆菌，一般需要用添加__________的培养基进行培养。

经检测，部分含有重组质粒的大肠杆菌菌株中目的基因D不能正确表达，其最可能的原因是_______________________________________。

答案　

（1）脱氧核糖、磷酸、脱氧核糖　

（2）平　537bp、790bp、661bp　（3）4　（4）BamHⅠ　抗生素B　同种限制酶切割形成的末端相同，部分目的基因D与质粒反向连接

解析　

（1）一条脱氧核苷酸链中相邻的两个碱基之间是通过“—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—”相连的，要注意与两条脱氧核苷酸链的相邻碱基之间通过氢键相连进行区分。

（2）从SmaⅠ的识别序列和切点可见，其切割后产生的是平末端，图1中DNA片段有SmaⅠ的两个识别序列，故切割后产生的产物长度为537（534＋3）bp、790（796－3－3）bp和661（658＋3）bp三种。

（3）图示方框内发生碱基对的替换后，形成的d基因失去了1个SmaⅠ的识别序列，故D基因、d基因用SmaⅠ完全切割后产物中除原有的3种长度的DNA片段外，还增加一种537＋790bp的DNA片段。

（4）目的基因的两端都有BamHⅠ的识别序列，质粒的启动子后抗生素A抗性基因上也有BamHⅠ的识别序列，故应选用的限制酶是BamHⅠ，此时抗生素B抗性基因作为标记基因，故筛选时培养基中要添加抗生素B。

若重组质粒已导入了受体细胞却不能表达，很可能是因为用同种限制酶切割后，目的基因和质粒有两种连接方式，导入受体细胞的重组质粒可能是目的基因和质粒反向连接形成的。

19．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）的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__________________，在导入之前应用一定浓度的______________________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：

_________________________________________。

答案　

（1）从cDNA文库中获取、从基因组文库中获取、人工合成目的基因或PCR扩增技术（任选其中两项即可）　TaqDNA聚合酶　限制酶和DNA连接酶

（2）感受态细胞法　氯化钙溶液

（3）红霉素抗性基因　红霉素

（4）探究油菜素内酯能否促进土壤中农药的分解

解析　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cDNA文库中获取、从基因组文库中获取、人工合成目的基因或PCR扩增技术等。

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，故用感受态细胞法导入基因表达载体，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。

20．（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EcoRⅠ、

BamHⅠ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。

21．（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