高中生物一轮复习方案练习第11单元 随堂真题演练35基因工程及其安全性.docx

高中生物一轮复习方案练习第11单元 随堂真题演练35基因工程及其安全性.docx

《高中生物一轮复习方案练习第11单元 随堂真题演练35基因工程及其安全性.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中生物一轮复习方案练习第11单元 随堂真题演练35基因工程及其安全性.docx（11页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

高中生物一轮复习方案练习第11单元随堂真题演练35基因工程及其安全性

（2017·高考全国卷Ⅱ）几丁质是许多真菌细胞壁的重要成分,几丁质酶可催化几丁质水解。

通过基因工程将几丁质酶基因转入植物体内,可增强其抗真菌病的能力。

回答下列问题:

（1）在进行基因工程操作时,若要从植物体中提取几丁质酶的mRNA,常选用嫩叶而不选用老叶作为实验材料,原因是________________________________。

提取RNA时,提取液中需添加RNA酶抑制剂,其目的是________________________________________。

（2）以mRNA为材料可以获得cDNA,其原理是______________________________________。

（3）若要使目的基因在受体细胞中表达,需要通过质粒载体而不能直接将目的基因导入受体细胞,原因是_____________________________________________________________（答出两点即可）。

（4）当几丁质酶基因和质粒载体连接时,DNA连接酶催化形成的化学键是________________。

（5）若获得的转基因植株（几丁质酶基因已经整合到植物的基因组中）抗真菌病的能力没有提高,根据中心法则分析,其可能的原因是____________________________________。

解析:

（1）在进行基因工程操作时,若要从植物体中提取几丁质酶的mRNA,常选用嫩叶而不选用老叶作为实验材料,原因是相对于老叶而言嫩叶组织细胞更容易被破碎。

提取RNA时,提取液中需添加RNA酶抑制剂,其目的是防止RNA降解。

（2）以mRNA为材料获得cDNA的原理是在逆转录酶的作用下,以mRNA为模板按照碱基互补配对的原则可以合成cDNA。

（3）若要使目的基因在受体细胞中表达,需要通过质粒载体而不能直接将目的基因导入受体细胞,原因是目的基因无复制原点且目的基因无表达所需启动子。

（4）DNA连接酶催化形成的化学键是磷酸二酯键。

（5）若获得的转基因植株不具备所期望的性状表现,根据中心法则分析,其可能的原因是目的基因的转录或翻译异常。

答案:

（1）嫩叶组织细胞易破碎　防止RNA降解　

（2）在逆转录酶的作用下,以mRNA为模板按照碱基互补配对的原则可以合成cDNA　（3）目的基因无复制原点；目的基因无表达所需启动子　（4）磷酸二酯键　（5）目的基因的转录或翻译异常

（2017·高考全国卷Ⅲ）编码蛋白甲的DNA序列（序列甲）由A、B、C、D、E五个片段组成,编码蛋白乙和丙的序列由序列甲的部分片段组成,如图1所示。

回答下列问题:

（1）现要通过基因工程的方法获得蛋白乙,若在启动子的下游直接接上编码蛋白乙的DNA序列（TTCGCTTCT……CAGGAAGGA）,则所构建的表达载体转入宿主细胞后不能翻译出蛋白乙,原因是_______________________________________________。

（2）某同学在用PCR技术获取DNA片段B或D的过程中,在PCR反应体系中加入了DNA聚合酶、引物等,还加入了序列甲作为__________,加入了________作为合成DNA的原料。

（3）现通过基因工程方法获得了甲、乙、丙三种蛋白,要鉴定这三种蛋白是否具有刺激T淋巴细胞增殖的作用,某同学做了如下实验:

将一定量的含T淋巴细胞的培养液平均分成四组,其中三组分别加入等量的蛋白甲、乙、丙,另一组作为对照,培养并定期检测T淋巴细胞浓度,结果如图2。

①由图2可知,当细胞浓度达到a时,添加蛋白乙的培养液中T淋巴细胞浓度不再增加,此时若要使T淋巴细胞继续增殖,可采用的方法是________________。

细胞培养过程中,培养箱中通常要维持一定的CO2浓度,CO2的作用是_______________________________。

②仅根据图1、图2可知,上述甲、乙、丙三种蛋白中,若缺少____________（填“A”“B”“C”“D”或“E”）片段所编码的肽段,则会降低其刺激T淋巴细胞增殖的效果。

解析:

（1）若在启动子的下游直接接上编码蛋白乙的DNA序列（TTCGCTTCT……CAGGAAGGA）,则转录出的mRNA上缺少起始密码子,故不能翻译出蛋白乙。

（2）使用PCR技术获取DNA片段时,应在PCR反应体系中添加引物、耐高温的DNA聚合酶、模板、dNTP作为原料。

（3）T淋巴细胞浓度之所以不再增加,是因为细胞间出现接触抑制,因此若要使T淋巴细胞继续增殖,需要对贴满瓶壁的细胞使用胰蛋白酶处理,然后分瓶培养,即细胞传代培养。

细胞培养过程中,培养箱中通常要维持一定的CO2浓度,以维持培养液的pH。

据图分析,蛋白丙与对照接近说明B、D片段对于T淋巴细胞增殖不是非常重要,蛋白甲和乙对T淋巴细胞的增殖都有较大影响,甲、乙两种蛋白中共同的片段是C,所以缺少C片段会降低其刺激T淋巴细胞增殖的效果。

答案:

（1）编码乙的DNA序列起始端无ATG,转录出的mRNA无起始密码子　

（2）模板　dNTP　（3）①进行细胞传代培养　维持培养液的pH　②C

（高考新课标全国卷Ⅰ）阅读如下资料:

资料甲:

科学家将牛生长激素基因导入小鼠受精卵中,得到了体型巨大的“超级小鼠”；科学家采用农杆菌转化法培育出转基因烟草。

资料乙:

T4溶菌酶在温度较高时易失去活性。

科学家对编码T4溶菌酶的基因进行了改造,使其表达的T4溶菌酶第3位的异亮氨酸变为半胱氨酸,在该半胱氨酸与第97位的半胱氨酸之间形成了一个二硫键,提高了T4溶菌酶的耐热性。

资料丙:

兔甲和兔乙是同一物种的两个雌性个体,科学家将兔甲受精卵发育成的胚胎移植到兔乙体内,成功产出兔甲的后代,证实了同一物种的胚胎可在不同个体的体内发育。

回答下列问题:

（1）资料甲属于基因工程的范畴。

将基因表达载体导入小鼠的受精卵中常用________法。

构建基因表达载体常用的工具酶是________和________。

在培育有些转基因植物时,常用农杆菌转化法,农杆菌的作用是__________________________________________。

（2）资料乙中的技术属于________工程的范畴,该工程是指以分子生物学相关理论为基础,通过基因修饰或基因合成,对________进行改造,或制造一种________的技术。

在该实例中,引起T4溶菌酶空间结构改变的原因是组成该酶肽链的________序列发生了改变。

（3）资料丙属于胚胎工程的范畴。

胚胎移植是指将获得的早期胚胎移植到______种的、生理状态相同的另一个雌性动物体内,使之继续发育成新个体的技术。

在资料丙的实例中,兔甲称为______体,兔乙称为________体。

解析:

（1）小鼠细胞为动物细胞,将基因表达载体导入动物细胞常用的方法是显微注射法；构建基因表达载体常用的工具酶是限制酶和DNA连接酶；将基因表达载体导入植物细胞常用的方法是农杆菌转化法,农杆菌的作用是作为载体,将目的基因导入受体细胞。

（2）从资料乙中可以得出是对基因进行改造,结果是得到耐热性提高的蛋白质,因此属于蛋白质工程的范畴,该工程是指以分子生物学相关理论为基础,通过基因修饰或基因合成,对现有的蛋白质进行改造,或制造一种新蛋白质的技术。

对基因进行改造后,第3位的异亮氨酸变为半胱氨酸,该半胱氨酸与第97位的半胱氨酸之间形成二硫键,引起了空间结构的改变,所以最终是由于氨基酸序列的改变导致了空间结构的改变。

（3）胚胎工程中胚胎移植是指将雌性动物的早期胚胎,或者通过体外受精及其他方式得到的胚胎,移植到同种的、生理状态相同的其他雌性动物的体内,使之继续发育为新个体的技术。

资料丙中甲兔提供受精卵,所以甲兔是供体；胚胎在乙兔子宫内发育,所以乙兔为受体。

答案:

（1）显微注射　限制酶　DNA连接酶

农杆菌可感染植物,将目的基因转移到受体细胞中

（2）蛋白质　现有的蛋白质　新蛋白质　氨基酸

（3）同　供　受

[课时作业]

1．DNA是丰富多彩的生命现象的“剧本”。

现在人们借助生物科学技术可以对“剧本”进行“拷贝”或“改编”。

据图回答下列问题:

（1）催化①过程的酶是________,经①过程产生的DNA片段末端的形式为________。

（2）催化②过程的酶是________,与催化①过程的酶相比较,该酶的专一性________（填“较强”或“较弱”）。

（3）催化③过程的酶是________,实现该过程还可以采用的方法是________。

（4）催化④过程的酶是________,该过程体现了DNA复制_________________________的特点。

答案:

（1）限制酶　黏性末端　

（2）DNA连接酶　较弱　（3）解旋酶　加热　（4）DNA聚合酶　半保留复制、边解旋边复制

2．（2018·辽宁五校协作体高三联考）白细胞介素是一类淋巴因子。

研究人员将人白细胞介素的基因导入到酵母菌细胞中,使其分泌出有活性的白细胞介素。

请据图回答下列问题:

（1）为增加白细胞介素基因的数量,可使用________技术,但前提是必须知道基因的部分序列,目的是________________________________________________________________________。

（2）在重组载体导入酵母菌细胞之前,需用________处理酵母菌,白细胞介素基因进入酵母菌细胞内,并且在其细胞内维持稳定和表达的过程,称为________。

在表达过程中,启动子需与________识别和结合,从而驱动转录过程。

（3）在体液免疫过程中,白细胞介素是由________细胞分泌的,为了能成功表达出白细胞介素,不使用细菌,而使用酵母菌细胞作为受体细胞,可能原因是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（4）在分泌型表达载体和白细胞介素基因所在DNA分子上均有多个限制酶的酶切位点,图示过程获得有效表达的重组载体使用了EcoRⅠ和EcoR52两种限制酶,与使用单一的限制酶相比,其优点是_______________________________________________。

解析:

（1）基因工程中,扩增目的基因利用的是PCR技术,但前提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列,以便设计引物。

（2）在重组载体导入酵母菌细胞之前,需用Ca2＋处理酵母菌,使酵母菌细胞处于感受态,白细胞介素基因进入酵母菌细胞内,并且在其细胞内维持稳定和表达的过程称为转化。

在表达过程中,启动子需与RNA聚合酶识别和结合,从而驱动转录过程。

（3）在体液免疫过程中,白细胞介素是由T淋巴细胞分泌的；由于细菌属于原核生物,细胞中无内质网和高尔基体等加工白细胞介素的细胞器,因此为了能成功表达出白细胞介素,不使用细菌,而使用酵母菌细胞作为受体细胞。

（4）在分泌型表达载体和白细胞介素基因所在的DNA分子上均有多个限制酶的酶切位点,图示过程获得有效表达的重组载体使用了EcoRⅠ和EcoR52两种限制酶,与使用单一的限制酶相比,其优点是能防止目的基因、表达载体发生自身环化或者目的基因反向接入分泌型表达载体中。

答案:

（1）PCR　设计引物　

（2）Ca2＋　转化　RNA聚合酶　（3）T淋巴　细菌细胞中无内质网和高尔基体等加工白细胞介素的细胞器　（4）能防止目的基因、表达载体发生自身环化或者目的基因反向接入分泌型表达载体中

3．（2018·德州高三调研）凡是具有抗原性、接种于机体可产生特异性免疫、可抵抗传染病的发生和流行的物质均可称为疫苗。

以下是三代乙肝疫苗的生产原理示意图,回答下列问题。

（1）目前临床使用的乙肝疫苗是第二代疫苗。

图中外衣壳蛋白基因A的大量扩增可通过________技术,需要用到的一种重要酶是________和________种引物。

构建含基因A的重组质粒需要用到的工具酶是______________________________________________。

（2）据信息和所学知识分析:

第一代疫苗基本处于淘汰的原因是:

__________________。

（3）结合图中第二代、第三代疫苗的化学本质,分析推测哪一代疫苗利于运输及其原因:

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（4）处源DNA进入机体后,如果整合到人体基因组中可能会引起________和________发生突变而导致机体癌变,这也是第三代疫苗可能存在的安全隐患,目前正在研究中。

解析:

（1）目的基因大量扩增可通过PCR技术,该过程需要热稳定DNA聚合酶。

由于DNA的结构特点是两条链反向平行,因此扩增过程需要2种引物。

构建基因表达载体需要用到的工具酶是限制酶和DNA连接酶。

（2）第一代疫苗用的是减毒或灭活的病毒,病毒有可能恢复致病性或引起血源性疾病。

（3）从图中分析,第三代疫苗要比第二代疫苗更有利于运输,因为第三代疫苗本质是DNA,第二代疫苗本质是蛋白质,DNA的稳定性比蛋白质高。

（4）细胞癌变的原因是原癌基因和抑癌基因发生突变。

答案:

（1）PCR　热稳定DNA聚合酶（或TaqDNA聚合酶）　2　限制酶与DNA连接酶　

（2）有引起血源性疾病的嫌疑（或病毒有可能恢复致病性）　（3）第三代疫苗更有利于运输,因为第三代疫苗的本质是DNA,第二代疫苗的本质是蛋白质,DNA稳定性比蛋白质高　（4）原癌基因　抑癌基因

4．（2016·高考江苏卷）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:

限制酶

BamHⅠ

BclⅠ

Sau3AⅠ

HindⅢ

识别序列及切割位点

↓　　　

GGATCC

CCTAGG

　↑

↓　　　

TGATCA

ACTAGT

　↑

↓　　　

GATC

CTAG

　↑

↓　　　

AAGCTT

TTCGAA

　↑

（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。

（2）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。

（3）若用Sau3AⅠ切图1质粒最多可能获得________种大小不同的DNA片段。

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可能使质粒中标记基因丢失,因此只能选BclⅠ和HindⅢ。

酶切后的载体和目的基因片段,通过DNA连接酶作用后获得重组质粒。

（2）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,在连接部位的6个碱基对序列为

与这两种酶的酶切位点均不同。

（3）根据BamHⅠ、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。

答案:

（1）BclⅠ和HindⅢ　DNA连接

（2）

　都不能　（3）7

5．下图表示科学家培育耐寒生物的过程,请回答下列问题:

cDNA文库

②

受体细胞→耐寒生物

（1）从cDNA文库中获取的目的基因______（填“有”或“无”）启动子。

实现①过程常用________技术,该技术的前提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列,以便合成________。

（2）②表示________________,其中标记基因的作用是

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（3）转基因技术是否成功,需要对受体细胞进行分子水平的检测,首先是用DNA分子杂交技术检测受体细胞染色体上的DNA上是否插入目的基因,这种方法需要遵循________________原则。

（4）若要培育抗冻能力强的转基因羊,可将鱼的抗冻蛋白基因导入羊的________中,培育该转基因羊的最后一道“工序”是胚胎工程的________________技术。

解析:

（1）用某种生物发育的某个时期的mRNA逆转录产生的多种互补DNA片段,与载体连接后储存在一个受体菌群中,这个受体菌群就叫这种生物的cDNA文库,启动子不能逆转录,由逆转录获得的cDNA中没有启动子。

获得更多的目的基因的方法是PCR技术,该技术的前提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列,以便合成引物。

（2）②表示基因表达载体,其中标记基因的作用是鉴别受体细胞中是否含有目的基因。

（3）DNA分子杂交技术遵循碱基互补配对原则。

（4）培养转基因动物时,受体细胞一般为受精卵,培育该转基因羊的最后一道“工序”是胚胎移植。

答案:

（1）无　PCR　引物

（2）基因表达载体　鉴别受体细胞中是否含有目的基因

（3）碱基互补配对

（4）受精卵　胚胎移植

6．科学家通过利用PCR定点突变技术改造Rubisco酶基因,提高了光合作用过程中Rubisco酶对CO2的亲和力,从而显著提高了植物的光合作用速率。

请回答下列问题:

（1）PCR过程所依据的原理是_______；扩增过程需要加入________________________酶。

（2）启动子是一段有特殊结构的DNA片段,其作用是___________________________。

目的基因能在不同生物体内正常表达原来的蛋白质,说明整个生物界______________________。

PCR定点突变技术属于________________的范畴。

（3）可利用定点突变的DNA构建基因表达载体。

常用________________将基因表达载体导入植物细胞,还需用到植物细胞工程中的________________________技术,来最终获得转基因植物。

解析:

（1）PCR依据的原理是DNA双链复制；扩增过程需要加入耐高温的DNA聚合（或TaqDNA聚合）酶。

（2）启动子是RNA聚合酶识别和结合部位,可驱动基因转录出mRNA；因生物界共用一套遗传密码,所以目的基因可以在不同细胞内表达合成相同蛋白质。

（3）常用农杆菌转化法将基因表达载体导入植物细胞,借助于植物组织培养技术,获得转基因植物。

答案:

（1）DNA双链复制　耐高温的DNA聚合（或TaqDNA聚合）

（2）RNA聚合酶识别和结合部位,可驱动基因转录出mRNA　共用一套密码子　蛋白质工程

（3）农杆菌转化法　植物组织培养