高中生物 单元测评一 基因工程 新人教版选修3.docx
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高中生物单元测评一基因工程新人教版选修3
基因工程
（时间：
90分钟 满分：
100分）
一、选择题（每题2分，共48分）
1．下图为DNA分子在不同酶的作用下所发生的变化，图中依次表示限制核酸内切酶、DNA聚合酶、DNA连接酶、解旋酶作用的正确顺序是（ ）
A．①②③④B．①②④③
C．①④②③D．①④③②
解析 本题考查几种工具酶的作用，解题关键是能正确区分各种酶的作用部位与特点。
分析题图可知，①是切割DNA分子双链产生黏性末端的过程，用到的酶是限制性核酸内切酶；②是末端连接的过程，需要DNA连接酶；③是DNA分子解旋的过程，需要解旋酶；④是DNA复制过程，需要DNA聚合酶。
答案 C
2．下列关于基因工程中有关基因操作的名词及对应的内容，正确的组合是（ ）
解析 基因工程的供体是提供目的基因的生物，受体是目的基因导入的生物。
答案 C
3．某线性DNA分子含有3000个碱基对（bp），先用限制酶a切割，再把得到的产物用限制酶b切割，得到的DNA片段大小如下表。
限制酶a和b的识别序列和切割位点如下图所示。
下列有关说法正确的是（ ）
A．在该DNA分子中，a酶与b酶的识别序列分别有3个和2个
B.a酶与b酶切出的黏性末端不能相互连接
C.a酶与b酶切断的化学键不相同
D．用这两种酶和DNA连接酶对该DNA分子进行反复切割、连接操作，若干循环后，
序列会明显增多
解析 a酶切割后形成3个片段，说明a酶的切割位点有2个，则识别序列有2个。
b酶切割a酶的切割产物后得到800bp、300bp的片段，说明在a酶的产物中，1600bp中有一个切割位点，被切成两个800bp片段，1100bp中有一个切割位点，被切成800bp片段和300bp片段，即b酶的识别序列有2个。
a酶与b酶切出的黏性末端可互补，因而能相互连接。
a酶与b酶切断的化学键均为磷酸二酯键。
a酶切割后形成的黏性末端
答案 D
4．在已知某小片段基因碱基序列的情况下，获得该基因的最佳方法是（ ）
A．用mRNA为模板逆转录合成DNA
B．以4种脱氧核苷酸为原料人工合成
C．将供体DNA片段转入受体细胞中，再进一步筛选
D．先建立基因文库，再从中筛选
解析 本题考查目的基因的获取方法，解题关键是理解不同获取方法的特点。
目的基因的获取方法主要有三种：
从基因文库中获取、PCR技术扩增、人工合成。
对于比较小、核苷酸序列已知的目的基因，可以直接通过DNA合成仪用化学方法人工合成。
答案 B
5．我国中科院上海生化所合成了一种具有镇痛作用而又不会像吗啡那样使病人上瘾的药物——脑啡肽多糖（类似于人体中的糖蛋白）。
在人体细胞中糖蛋白必须经过内质网和高尔基体的进一步加工才能形成。
如果要采用基因工程和发酵工程技术让微生物来生产脑啡肽多糖，下列微生物能用来作受体细胞的是（ ）
A．大肠杆菌B．酵母菌
C．T4噬菌体D．大肠杆菌质粒
解析 脑啡肽多糖的化学本质类似于人体中的糖蛋白。
从题中可以看出，糖蛋白合成必须经过内质网和高尔基体的进一步加工，内质网和高尔基体只存在于真核生物细胞内，大肠杆菌是原核生物，只有核糖体，没有内质网和高尔基体；T4噬菌体属于病毒，没有细胞结构，自己不能合成蛋白质；酵母菌是真核生物，其细胞中有内质网和高尔基体，可以合成糖蛋白。
答案 B
6．下列有关基因表达的选项中，不可能的是（ ）
选项
基因
表达的细胞
表达产物
A
细菌抗虫蛋白基因
抗虫棉叶肉细胞
细菌抗虫蛋白
B
人酪氨酸酶基因
正常人皮肤细胞
人酪氨酸酶
C
动物胰岛素基因
大肠杆菌工程菌细胞
动物胰岛素
D
兔血红蛋白基因
兔成熟红细胞
兔血红蛋白
解析 本题通过基因表达的知识考查基因工程，解题关键是理解哺乳动物成熟红细胞无细胞核。
抗虫棉叶肉细胞中存在细菌抗虫蛋白基因，细菌抗虫蛋白基因能够表达产生细菌抗虫蛋白；正常人皮肤细胞中含有人酪氨酸酶基因，人酪氨酸酶基因能够表达产生人酪氨酸酶；大肠杆菌工程菌细胞存在动物胰岛素基因，动物胰岛素基因能够表达产生动物胰岛素；兔成熟的红细胞中无细胞核，所以不能表达产生兔血红蛋白。
答案 D
7．阻止病人的致病基因传给子代的方法通常是将正常基因导入病人的（ ）
A．体细胞的细胞质B．生殖细胞的细胞质
C．体细胞的细胞核D．生殖细胞的细胞核
解析 本题考查基因治疗和遗传物质在亲代与子代之间的遗传情况，解题时要注意，只有生殖细胞的细胞核中的基因能稳定地遗传给后代。
答案 D
8．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
解析 基因工程中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成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，再在DNA连接酶的作用下，将目的基因和载体连接，构成基因表达载体；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，有利于重组基因在细胞内表达的鉴定筛选，但对于目的基因的表达没有促进等调控作用。
答案 D
9．如图所示有关工具酶功能的叙述，不正确的是（ ）
A．连接b处的酶为RNA聚合酶
B．连接a处的酶为DNA连接酶
C．切断b处的酶为解旋酶
D．切断a处的酶为限制性核酸内切酶
解析 从图可以看出其为DNA片段，所以连接b处的酶不是RNA聚合酶。
答案 A
10．已知某种限制性核酸内切酶在一线性DNA分子上有3个酶切位点，如图中箭头所指。
如果该线性DNA分子在3个酶切位点上都被酶切断，则会产生a、b、c、d四种不同长度的DNA片段。
现有多个上述线性DNA分子，若在每个DNA分子上至少有1个酶切位点被该酶切断，则从理论上讲，经该酶酶切后，这些线性DNA分子最多能产生长度不同的DNA片段种类数是（ ）
A．3种B．4种
C．9种D．12种
解析 本题考查限制酶的作用与识图分析能力。
若该线性DNA分子在3个酶切位点切断，得到4种长度不同的DNA片段；若在2个酶切位点切断，得到3种长度不同的DNA片段；若在1个酶切位点切断，得到2种长度不同的DNA片段。
因此最多能产生4＋3＋2＝9（种）长度不同的DNA片段。
答案 C
11．在基因工程中，把选出的目的基因（共1000个脱氧核苷酸对，其中腺嘌呤脱氧核苷酸460个）放在DNA扩增仪中扩增4代，那么，在扩增仪中应放入胞嘧啶脱氧核苷酸的个数是（ ）
A．540个B．8100个
C．17280个D．7560个
解析 扩增4代即扩增4次，共产生新的DNA为（2n－1）个，即15个，其中每个DNA中含有的胞嘧啶为1000－460＝540个，所以需要的胞嘧啶脱氧核苷酸的个数为15×540＝8100个。
答案 B
12．下列关于基因工程的叙述中错误的是（ ）
A．基因工程的出现使人类有可能按照自己的意愿定向改造生物，培育新品种
B．基因工程技术能冲破远缘杂交不亲和障碍，培育生物新物种
C．基因工程的基本工具是：
限制性核酸内切酶、DNA连接酶和基因的运载体
D．基因工程的研究成果，目前大多需要通过微生物的旺盛代谢来实现产业化
解析 基因工程技术能冲破远缘杂交不亲和障碍，培育生物新类型，但改变的是少数基因，还不能称为新物种。
答案 B
13．基因工程技术也称为DNA重组技术，其实施必须具备四个必要的条件是（ ）
A．目的基因、限制性内切酶、运载体、体细胞
B．重组DNA、RNA聚合酶、内切酶、连接酶
C．模板DNA、信使RNA、质粒、受体细胞
D．工具酶、目的基因、运载体、受体细胞
解析 基因工程操作工程中用到的工具酶有限制性核酸内切酶和DNA连接酶，还有目的基因、运载体、受体细胞。
答案 D
14．在基因工程技术中，限制性核酸内切酶主要用于（ ）
A．目的基因的获取和导入
B．目的基因的导入和检测
C．目的基因的获取和重组DNA分子
D．基因表达载体的构建和导入
解析 限制性核酸内切酶主要用于切割目的基因片断和环状双链质粒DNA。
答案 C
15．在基因工程操作中，运载体的本质是双链DNA分子，下列功能不能由运载体完成的是（ ）
A．目的基因的转运B．目的基因的扩增
C．目的基因的表达D．目的基因的定位
解析 目的基因的表达只与目的基因有关，即中心法则，与运载体无关。
答案 C
16．如图为四种限制性核酸内切酶BamHⅠ、EcoRⅠ、HindⅢ和BglⅡ的识别序列。
它们切割出来的DNA黏性末端可以互补配对的是
A．BamHⅠ和BglⅡB．BamHⅠ和HindⅢ
C．BamHⅠ和EcoRⅠD．EcoRⅠ和HindⅢ
解析 只有互补的黏性末端才能配对。
答案 A
17．镰刀型细胞贫血症的病因是血红蛋白基因的碱基序列发生了改变。
检测这种碱基序列改变必须使用的酶是（ ）
A．解旋酶B．DNA连接酶
C．限制性核酸内切酶D．RNA聚合酶
解析 镰刀型细胞贫血症的病因是编码血红蛋白的基因碱基序列发生了改变，而限制性核酸内切酶具有特异性识别某种序列的特点。
答案 C
18．限制性核酸内切酶的作用实际上就是把DNA上某些化学键打断，一种能对GAATTC专一识别的限制酶切断的化学键是（ ）
A．G与A之间的键
B．G与C之间的键
C．T与A之间的键
D．磷酸与脱氧核糖之间的键
解析 限制性核酸内切酶切割的是磷酸二酯键，因此切割的也就是磷酸与脱氧核糖之间的键。
答案 D
19．如图是获得抗虫棉的技术流程示意图。
卡那霉素抗性基因（kanr）常作为标记基因，只有含卡那霉素抗性基因的细胞才能在卡那霉素培养基上生长。
下列叙述正确的是（ ）
A．构建重组质粒过程中需要限制性核酸内切酶和DNA连接酶
B．愈伤组织的分化产生了不同基因型的植株
C．卡那霉素抗性基因（kanr）中有该过程所利用的限制性核酸内切酶的识别位点
D．抗虫棉有性生殖后代能保持抗虫性状的稳定遗传
答案 A
20．1982年，世界上第一例体型比普通小鼠大1.8倍的“超级小鼠”培育成功。
下列相关叙述不正确的是（ ）
A．该“超级小鼠”是采用显微注射技术获得成功的
B．将目的基因导入动物细胞的方法中采用最多，也是最有效的方法是显微注射技术
C．将目的基因导入小鼠细胞前要将含有该目的基因的运载体提纯
D．培育该“超级小鼠”所用的受体细胞可以是小鼠的受精卵，也可以是小鼠的体细胞
解析 高度分化的动物细胞的全能性受到限制，不能完全表现出来，所以培育转基因动物所用到的受体细胞只能用动物的受精卵，不能用体细胞。
答案 D
21．下列不是获得目的基因方法的是（ ）
A．构建基因文库，从基因文库中获取
B．利用人工合成法
C．利用PCR技术大量获得
D．利用农杆菌转化法获得
解析 获取目的基因的方法中对于已知基因用人工化学合成或PCR扩增，对于未知基因则构建基因文库。
答案 D
22．水母发光蛋白由236个氨基酸构成，其中有三种氨基酸构成发光环，现已将这种蛋白质的基因作为生物转基因的标记。
在转基因技术中，这种蛋白质的作用是（ ）
A．促使目的基因成功导入宿主细胞中
B．使目的基因的成功导入容易被检测出来
C．使目的基因在宿主细胞中更容易复制
D．使目的基因更容易成功表达
解析 标记基因的目的是便于检测目的基因是否导入成功。
答案 B
23．质粒是基因工程中最常用的运载体，它存在于许多细菌体内。
质粒上有标记基因（如图所示），通过标记基因可以推知外源基因（目的基因）是否转移成功。
外源基因插入的位置不同，细菌在培养基上的生长情况也不同，下表是外源基因插入位置（插入点有a、b、c）请根据表中提供细菌的生长情况，推测①②③三种重组后细菌的外源基因插入点，正确的一组是（ ）
A．①是c；②是b；③是a
B．①是a和b；②是a；③是b
C．①是a和b；②是b；③是a
D．①是c；②是a；③是b
解析 只有在抗性基因不被破坏的情况下，带有重组DNA分子的细胞才能在含有相应抗生素的培养基上生长。
答案 A
24．科学家将β干扰素基因进行定点诱变导入大肠杆菌表达，使干扰素第17位的半胱氨酸改变成丝氨酸，结果大大提高β干扰素的抗病性活性，并且提高了储存稳定性。
该生物技术为（ ）
A．基因工程B．蛋白质工程
C．基因突变D．细胞工程
解析 基因工程是通过对基因的操作，将符合人们需要的目的基因导入适宜的生物体内，使其高效表达，从中提取所需的基因控制合成的蛋白质，或表现某种性状，蛋白质产品仍然为天然存在的蛋白质。
而蛋白质工程却是对控制蛋白质合成的基因进行改造，从而实现对其编码的蛋白质的改变，所得到的已不是天然的蛋白质。
题目中的操作涉及的基因显然不再是原来的基因，其合成的β干扰素也不是天然β干扰素，而是经过改造的、具有人类所需优点的蛋白质，因而整个过程利用的生物技术应为蛋白质工程。
答案 B
二、综合题（52分）
25．（14分）转基因抗虫水稻对于缓解粮食危机具有重要意义。
（1）转基因抗虫水稻能有效地杀死特定害虫，从而降低该种害虫的________。
能达到这个目的的手段还有：
利用性引诱剂诱杀害虫种群中的雄性个体，破坏害虫种群正常的________；或者通过________进行生物防治。
（2）在目的基因序列已知的情况下，如果要获取豇豆细胞中的抗虫基因，一般是采用________________________的方法。
（3）为了能把该抗病基因转入到水稻细胞中，常用的载体是________________________________________________________________________。
（4）要使载体与该抗病基因连接，首先应使用________________________酶进行切割。
假如载体被切割后得到的分子末端序列为
，则能与该载体连接的抗病基因分子末端是________；切割完成后，采用________酶将载体与该抗病基因连接，连接后得到重组DNA。
（5）将连接得到的重组DNA分子导入农杆菌，然后用该农杆菌去感染水稻细胞，利用________的表达来检测目的基因是否成功导入，再利用植物细胞具有的________进行组织培养。
（6）基因工程成功的标志是________的成功表达。
（7）如果目的基因导入成功，且与某条染色体的DNA整合起来，则该转基因水稻可视为杂合子。
该转基因水稻自交，理论上子代中抗虫植株占________。
答案
（1）种群密度（种群数量） 性别比例 引入天敌
（2）化学合成法或PCR
（3）Ti质粒（植物根瘤土壤杆菌菌株中存在的质粒）
（4）（同种）限制性核酸内切
DNA连接
（5）标记基因 全能性
（6）目的基因
（7）3/4
26．（15分）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，tctR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片段连接形成的产物有________________________、________________________、________________________三种。
若要从这些连接产物中分离出重组质粒，需要对这些连接产物进行________________________。
（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表达载体在酶切后产生的末端发生任意连接，酶切时应选用的酶是________________。
解析 在基因表达载体的构建过程中用同种限制酶来切割目的基因和质粒，使之产生相同的黏性末端，以利于DNA片段的连接。
将切割后的目的基因和质粒，用DNA连接酶进行连接，它们之间随机连接，可有三种产物：
目的基因—载体连接物、载体—载体连接物和目的基因—目的基因连接物。
从图中可以看出，目的基因的插入位点在抗四环素基因上，可推知：
目的基因—载体连接物的抗四环素基因被破坏，丧失了抗四环素的能力，但保留了抗青霉素的能力；载体—载体连接物既保留了抗四环素的能力也保留了抗青霉素的能力；目的基因—目的基因连接物既无抗青霉素基因也无抗四环素基因，不具备抗性。
获得DNA连接产物以后，必须通过筛选方能获得所需的基因表达载体。
导入宿主细胞后方能表达获得基因产物。
目的基因表达过程中，RNA聚合酶首先与启动子结合，指导目的基因转录产生mRNA，mRNA再指导蛋白质的合成。
从图中可看出抗四环素基因上有两个不同的切割位点，所以在实际操作过程中，为避免切割后的末端任意连接，可用EcoRⅠ和BamHⅠ同时对目的基因和质粒进行切割，使同一切割产物的黏性末端不同。
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 分离纯化
（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
27．（12分）科学家将人的生长激素基因与大肠杆菌的DNA分子进行重组，并成功地在大肠杆菌中得以表达。
但在进行基因工程的操作过程中，需使用特定的限制性核酸内切酶切割目的基因和质粒，便于重组和筛选。
已知限制性核酸内切酶I的识别序列和切点是—G↓GATCC—，限制性核酸内切酶Ⅱ的识别序列和切点是—↓GATC—，据图回答：
（1）过程①所需要的酶是________。
（2）在构建基因表达载体过程中，应用限制性核酸内切酶________切割质粒，用限制性核酸内切酶________切割目的基因。
用限制酶切割目的基因和运载体后形成的黏性末端通过________原则进行连接。
人的基因之所以能与大肠杆菌的DNA分子进行重组，原因是_______________________________________________________________________。
（3）在过程③一般将受体大肠杆菌用________处理，以增大________的通透性，使含有目的基因的重组质粒容易进入受体细胞。
（4）将得到的大肠杆菌B涂布在一个含有氨苄青霉素的培养基上得到如图a的结果（黑点表示菌落），能够生长的细菌中已导入了________________，反之则没有导入；再将灭菌绒布按到培养基a上，使绒布表面沾上菌落，然后将绒布按到含四环素的培养基上培养，得到如图b的结果（空圈表示与a对照无菌落的位置）。
与图b空圈相对应的图a中的菌落表现型是________________________________________，这些细菌中导入了________。
（5）人体的生长激素基因能在细菌体内成功表达是因为________________。
写出目的基因导入细菌中表达的过程________________________________________。
答案
（1）逆转录酶
（2）Ⅰ Ⅱ 碱基互补配对 人的基因与大肠杆菌DNA双螺旋结构相同
（3）CaCl2 细胞壁
（4）普通质粒或重组质粒 抗氨苄青霉素和四环素抗性 重组质粒
（5）共用一套密码子 生长激素基因
mRNA
生长激素
28．（11分）如图为利用生物技术获得生物新品种的过程，据图回答：
（1）在基因工程中，A→B为________技术，利用的原理是________，其中①为________过程。
（2）加热至94℃的目的是使DNA中的________键断裂，这一过程在细胞内是通过________的作用来完成的。
（3）当温度降低时，引物与模板末端结合，在DNA聚合酶的作用下，引物沿模板链延伸，最终合成两条DNA分子，此过程中原料是________________，遵循的原则是________________。
（4）目的基因导入绵羊受体细胞常用________________技术。
（5）B→D为抗虫棉的培育过程，其中④过程常用的方法是__________________，要确定目的基因（抗虫基因）导入受体细胞后，是否能稳定遗传并表达，需进行检测和鉴定工作，请写出在个体生物学水平上的鉴定过程：
__________________________。
答案
（1）PCR DNA复制 DNA解旋
（2）氢 解旋酶
（3）4种脱氧核苷酸 碱基互补配对原则
（4）显微注射
（5）农杆菌转化法 让害虫吞食转基因棉花的叶子，观察害虫的存活情况，以确定性状
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