新人教版生物选修3阶段综合测评1 基因工程.docx
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新人教版生物选修3阶段综合测评1基因工程
阶段综合测评
（一） 基因工程
（满分：
100分 时间：
90分钟）
一、选择题（共20小题。
每小题2分，共40分）
1．下列关于基因工程技术的叙述，正确的是（ ）
A．切割质粒的限制性核酸内切酶均特异性地识别6个核苷酸序列
B．PCR反应中温度的周期性改变是为了DNA聚合酶催化不同的反应
C．载体质粒通常采用抗生素合成基因作为筛选标记基因
D．抗虫基因即使成功地插入到植物细胞染色体上也未必能正常表达
D [A项，限制性核酸内切酶大多特异性地识别6个核苷酸序列，但也有少数限制性核酸内切酶能识别4个、5个或8个核苷酸序列。
B项，PCR反应中温度周期性变化是为变性、复性和延伸创造条件。
另外，耐高温的DNA聚合酶只是在延伸阶段发挥催化作用，变性和复性过程不需要酶的催化。
C项，载体质粒上的抗生素抗性基因可作为标记基因，供重组DNA的鉴定和选择，而不是抗生素合成基因。
D项，目的基因导入受体细胞后不一定能正常表达。
]
2．下列关于基因工程中有关酶的叙述不正确的是（ ）
A．限制酶水解相邻核苷酸间的化学键打断DNA
B．DNA连接酶可将末端碱基互补的两个DNA片段连接
C．DNA聚合酶能够从引物末端延伸DNA或RNA
D．逆转录酶以一条RNA为模板合成互补的DNA
C [限制酶能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断裂，故A正确；DNA连接酶可以连接黏性末端互补的两个DNA片段之间的磷酸二酯键，故B正确；DNA聚合酶能够从引物末端延伸DNA，而延伸RNA的是RNA聚合酶，故C错误；逆转录过程就是以RNA为模板合成DNA的过程，该过程需要逆转录酶的催化，故D正确。
]
3．细胞通过DNA损伤修复可使DNA在复制过程中受到损伤的结构大部分得以恢复。
如图为其中的一种方式——切除修复过程示意图。
下列有关叙述不正确的是（ ）
A．图示过程的完成需要限制酶、解旋酶、DNA聚合酶、DNA连接酶等的共同作用
B．图中二聚体的形成可能是受物理、化学等因素的作用所致
C．图示过程涉及碱基互补配对原则
D．DNA损伤修复降低了突变率，保持了DNA分子的相对稳定性
A [图示过程的完成需要限制酶、DNA聚合酶、DNA连接酶等的共同作用，但不需要解旋酶，A错误；二聚体的形成可能是受环境因素的影响，如物理、化学等因素，B正确；在两个胸腺嘧啶脱氧核苷酸封闭缺口的过程中利用了碱基互补配对原则，C正确；图示可以看出，DNA损伤修复恢复了DNA分子的原有结构，保持了DNA分子的相对稳定性，D正确。
]
4．观察分析下图，该图表示的过程是（ ）
A．构建基因组文库
B．构建cDNA文库
C．构建基因表达载体
D．构建转基因工程菌
A [限制酶切割的是该生物的基因组DNA，而且切成很多片段，总体是该生物的全部基因，因此该过程构建的是基因组文库，A项正确；cDNA文库储存的是该生物的部分基因，B项错误；构建基因表达载体以及构建工程菌，涉及的基因只有一个，即目的基因，C、D两项均错误。
]
5．下列有关PCR技术的叙述中，正确的是（ ）
A．作为模板的DNA序列必须不断地加进每一次的扩增当中
B．作为引物的脱氧核苷酸序列必须不断地加进每一次的扩增当中
C．反应需要的DNA聚合酶必须不断地加进反应当中
D．反应需要的DNA连接酶必须不断地加进反应当中
B [作为引物的脱氧核苷酸序列必须不断地加进每一次的扩增当中，而不是不断地加进其他的物质。
]
6．判断基因工程是否成功的标准是（ ）
A．目的基因能否在受体细胞中检测到
B．目的基因转录产生的mRNA能否在受体细胞中检测到
C．目的基因表达产生的蛋白质能否在受体细胞中检测到
D．受体生物个体是否表现出目的基因控制的性状
D [基因工程的最终目的是通过体外DNA重组和转基因技术，使受体生物获得新的遗传性状。
]
7．下列关于基因工程的叙述，正确的是（ ）
A．目的基因和受体细胞均可来自动物、植物和微生物
B．限制性核酸内切酶、DNA连接酶及载体是基因工程中常用的工具酶
C．若检测培育的抗虫棉花是否成功，可用相应的病菌侵染棉花植株
D．载体上的抗性基因有利于检测目的基因是否插入受体细胞的染色体上
A [基因工程的目的基因可以来源于动物、植物和微生物，受体细胞也可以来自动物、植物和微生物，选项A正确；基因工程的工具有限制性核酸内切酶、DNA连接酶和载体，其中限制性核酸内切酶和DNA连接酶是两类常用的工具酶，选项B错误；若检测培育的抗虫棉花是否成功，可用棉铃虫取食棉花植株，选项C错误；载体上的抗性基因有利于检测目的基因是否导入受体细胞，但不能检测目的基因是否插入受体细胞的染色体上，选项D错误。
]
8．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，生产流程如图所示。
下列有关叙述正确的是（ ）
A．构建重组表达载体时需要用DNA聚合酶和DNA连接酶
B．检测目的基因是否已转录出mRNA，可采用分子杂交技术
C．将重组表达载体导入受精卵之前用CaCl2处理，有利于提高转化效率
D．若在母羊的体细胞中检测到htPA基因，说明目的基因成功表达
B [构建基因表达载体需要限制酶和DNA连接酶，不需要DNA聚合酶，A错误；检测目的基因是否已转录出mRNA，可采用分子杂交技术，B正确；将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法，将目的基因导入微生物细胞时需要用CaCl2处理，C错误；若在母羊的体细胞中检测到htPA基因，说明目的基因成功导入受体细胞，但不能说明目的基因已经表达，只有在转htPA基因母羊的羊乳中，检测到htPA（或人组织纤溶酶原激活物），才能说明目的基因已成功表达，D错误。
]
9．半乳糖血症病人由于细胞内不能合成1－磷酸半乳糖尿苷酰转移酶，从而导致体内过多的半乳糖积累，引起肝、脑等受损。
美国的一位科学家用带有半乳糖苷酶基因的噬菌体侵染患者的离体组织细胞，结果发现这些组织细胞能够利用半乳糖了。
这种治疗疾病的方法称为（ ）
A．免疫治疗 B．化学治疗
C．基因治疗D．药物治疗
C [将正常基因导入组织细胞，使其表达产物发挥功能，以修复组织细胞在功能方面的缺陷，这种治疗疾病的方法叫基因治疗。
]
10．科学家通过基因工程的方法，能使马铃薯块茎含有人奶蛋白。
以下有关该基因工程的叙述错误的是（ ）
A．采用反转录的方法可得到目的基因
B．基因非编码区对于目的基因在块茎中的表达是不可缺少的
C．马铃薯的叶肉细胞可作为受体细胞
D．用不同种限制酶处理质粒和含有目的基因的DNA，可产生黏性末端而形成重组DNA分子
D [对质粒和含目的基因的DNA进行切割时，应形成相同的黏性末端，形成重组DNA分子时，用DNA连接酶处理。
]
11．利用基因工程技术将鱼的抗冻蛋白基因导入番茄，试图培育出耐寒能力强的番茄。
下列相关说法错误的是（ ）
A．可用PCR技术或逆转录法获得抗冻蛋白基因
B．将抗冻蛋白基因与相应载体连接构建基因表达载体
C．利用农杆菌转化法将基因表达载体导入受体细胞
D．检测到番茄细胞中具有抗冻蛋白基因，则培育出的番茄一定具有抗寒能力
D [基因工程中获取目的基因的方法包括：
从基因文库中获取、采用PCR技术体外扩增、人工化学合成（如逆转录法），A正确；在培育耐寒转基因番茄的过程中，需要将抗冻蛋白基因与相应载体连接构建基因表达载体，再导入受体细胞，B正确；将目的基因导入植物受体细胞最常用的方法是农杆菌转化法，C正确；番茄细胞中具有抗冻蛋白基因，但该基因在受体细胞中不一定表达，因而培育出的番茄不一定具有耐寒能力，D错误。
]
12．某链状DNA分子含有5000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片段大小如表所示。
限制酶a、b的识别序列和切割位点如图所示。
下列有关说法正确的是（ ）
酶a切割产物长度（bp）
酶b再次切割产物长度（bp）
2100；1400；1000；500
1900；200；800；600；1000；500
A．该DNA分子中酶a与酶b的切割位点分别有3个和2个
B．酶a与酶b切出的黏性末端不能相互连接
C．酶a与酶b切断的化学键不相同
D．若酶a完全切割与该DNA序列相同的质粒，得到的切割产物有4种
A [酶a可以把该DNA分子切成4段，说明该DNA分子上酶a的切割位点有3个；酶b把长度为2100bp的DNA片段切成长度分别为1900bp和200bp的两个DNA片段，把长度为1400bp的DNA片段切成长度分别为800bp和600bp的两个DNA片段，说明酶b在该DNA分子上有2个切割位点，A正确；由图可以看出，酶a和酶b切割后产生的黏性末端相同，它们之间能相互连接，B错误；限制酶作用的化学键都是磷酸二酯键，C错误；由A选项可知，在该DNA分子中酶a的切割位点有3个，又已知质粒为环状DNA分子，故仅用酶a切割与该DNA分子序列相同的质粒，得到的切割产物有3种，D错误。
]
13．当前医学上，蛋白质工程药物正逐步取代第一代基因工程药物，则基因工程药物与蛋白质工程药物相比较，正确的是（ ）
A．都与天然产物完全相同
B．基因工程药物常与天然产物相同，蛋白质工程药物常与天然产物不相同
C．都与天然产物不相同
D．基因工程药物常与天然产物不相同，蛋白质工程药物常与天然产物相同
B [基因工程是将外源基因导入另一生物体内，并使之表达，体现人类所需的性状，或者获取所需的产品，因此，基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质，所以基因工程药物常与天然产物相同。
蛋白质工程从分子水平对蛋白质进行改造设计，通过对相应的基因进行修饰加工甚至人工进行基因合成，从而实现对现有蛋白质的改造，或制造一种新的蛋白质以满足人类生产和生活需求，因此，蛋白质工程产物常与天然产物不相同，选项B正确。
]
14．如图表示蛋白质工程的操作流程，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过程分别表示转录、翻译
D．通过蛋白质工程可制造出一种新的蛋白质
B [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，如蛋白质的空间结构、氨基酸的排列顺序等，这对于合成或改造基因至关重要，A正确；蛋白质工程的进行离不开基因工程，因为对蛋白质的改造要通过对基因的改造来完成，B错误；图中a、b过程分别表示转录、翻译，C正确；通过蛋白质工程可对现有蛋白质进行改造，也可制造出一种新的蛋白质，D正确。
]
15．从转基因牛、羊乳汁中提取药物操作简单，甚至可直接饮用治病。
如果将药物蛋白基因转入动物如牛、羊的膀胱上皮细胞中，从转基因牛、羊尿液中提取药物比从乳汁中提取药物的更大优越性在于（ ）
A．技术简单
B．膀胱上皮细胞容易表达药物蛋白
C．膀胱上皮细胞全能性较高
D．无论是雌性个体还是雄性个体，在任何发育时期都可以产生所需药物
D [利用动物乳腺生物反应器生产药物要受动物性别和发育时期的限制。
若从尿液中获取药物，则无论是雌性个体还是雄性个体，在任何发育时期都可以产生所需药物。
]
16．一环状DNA分子，设其长度为1，限制酶A在其上的切点位于0.0处；限制酶B在其上的切点位于0.3处；限制酶C的切点未知，但C单独切或与A或与B同时切的结果如下表，请确定C在该环状DNA分子上的切点应位于图中的哪处（ ）
C单独切
长度为0.8和0.2的两个片段
C与A同时切
长度为2个0.2和1个0.6的片段
C与B同时切
长度为2个0.1和1个0.8的片段
A．0.2和0.4处B．0.4和0.6处
C．0.5和0.7处D．0.6和0.9处
A [据图表信息可知：
限制酶C单独切割环状DNA分子，获得长度为0.8和0.2的两个片段，可推知限制酶C有2个切割位点，而限制酶A只有1个切割位点，且位于0.0处。
又知限制酶C与限制酶A同时切割时，获得2个0.2和1个0.6的片段，因此以限制酶A切割点向左或向右推测，可得知限制酶C的切割位点可能为0.2、0.4或0.6、0.8处。
再根据限制酶C与限制酶B同时切割时，获得2个0.1和1个0.8片段，可推知限制酶C的切割位点可能为0.1、0.2或0.4、0.5处。
综上分析，只有0.2和0.4两处与之前推测相吻合，选项A正确。
]
17．环境雌激素（EEs）会影响动物和人类的性腺发育。
斑马鱼在EEs的诱导下，会表达出卵黄蛋白原（vtg）。
已知绿色荧光蛋白（GFP）基因能使斑马鱼发光，欲获得能检测水中是否含有EEs的转基因斑马鱼，下列操作合理的是（ ）
A．将EEs基因的启动子与GFP基因重组
B．将vtg基因的启动子与GFP基因重组
C．将GFP基因的启动子与GFP基因重组
D．将GFP基因的启动子与vtg基因重组
B [由题意可知，环境中的EEs可诱导斑马鱼体内vtg基因的表达，在不含EEs的环境中，斑马鱼体内vtg基因不能表达。
因此，只要将vtg基因的启动子与GFP基因重组并导入斑马鱼体内，便能根据斑马鱼是否发光检测水中是否含EEs。
]
18．玫瑰人工栽培历史悠久，迄今已培育出2500多个品种。
玫瑰没有生成蓝色翠雀花素所需的“黄酮类化合物3,5－氢氧化酶”的基因，因此蓝玫瑰被认为是不可能培育成功的。
但日本科研人员将蓝三叶草中的蓝色素基因植入普通玫瑰而成功培育出了蓝玫瑰，这种玫瑰的花瓣中所含的色素为蓝色。
下列有关叙述正确的是（ ）
A．蓝色翠雀花素分布于蓝玫瑰花瓣细胞的液泡和叶绿体中
B．培育蓝玫瑰用到的工具酶是限制酶和DNA连接酶
C．蓝色素基因在所有玫瑰细胞中都能控制合成蓝色翠雀花素
D．蓝玫瑰的培育成功意味着人类创造了一个新的物种
B [蓝色翠雀花素分布于蓝玫瑰花瓣细胞的液泡中，叶绿体中的色素为叶绿素等光合色素，A错误；日本科研人员将蓝三叶草中的蓝色素基因植入普通玫瑰而成功培育出了蓝玫瑰，为基因工程操作，故用到的工具酶是限制酶和DNA连接酶，B正确；由于基因的选择性表达，蓝色素基因只在玫瑰花瓣细胞中表达，而在其他细胞中不表达，C错误；蓝玫瑰仅仅是转入了一个外源的基因，与其他的玫瑰未产生生殖隔离，因而没有产生新的物种，D错误。
]
19．腺苷酸脱氨酶（ADA）基因缺陷症是一种免疫缺陷病，对患者进行基因治疗的方法是取出患者的淋巴细胞，进行体外培养时转入正常ADA基因，再将这些淋巴细胞注入患者体内，使其免疫功能增强。
下列有关叙述中，正确的是（ ）
A．正常ADA基因替换了患者的缺陷基因
B．正常ADA基因通过控制ADA的合成来影响免疫功能
C．淋巴细胞需在体外培养至能无限增殖时再注入患者体内，保证患者体内有足量的携带正常基因的淋巴细胞
D．体外培养淋巴细胞时可以通过显微注射技术将正常的ADA基因直接注入淋巴细胞
B [正常ADA基因并没有替换患者的缺陷基因，而是通过表达ADA来改善患者的免疫功能，A错误、B正确；淋巴细胞需在体外培养至一定数量（而非能无限增殖，无限增殖是癌细胞的特点）时再注入患者体内，保证患者体内有足量的携带正常基因的淋巴细胞，C错误；采用显微注射法将正常ADA基因注入患者的淋巴细胞时需要先构建基因表达载体，D错误。
]
20．下列有关蛋白质工程的叙述中，错误的是（ ）
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．蛋白质工程的原理是从预期的蛋白质功能出发，最终推测出脱氧核苷酸序列的过程
C．T4溶菌酶中引入二硫键提高了它的热稳定性是蛋白质工程的体现
D．蛋白质工程只能改造现有的蛋白质，而不能制造新的蛋白质
D [蛋白质结构的多样性决定蛋白质功能的多样性，在实施蛋白质工程的准备阶段，只有收集到大量的蛋白质结构的信息，才能从其中寻求到某一结构跟预期的蛋白质功能之间的关系，从而据其构建出某一段氨基酸序列，此氨基酸序列成为构建脱氧核苷酸序列（即基因）的依据，A、B项正确。
T4溶菌酶是蛋白质，对其改造属于蛋白质工程，C项正确。
在蛋白质工程中，基因修饰后可以表达出改造的蛋白质，基因合成后可以制造出新的蛋白质，D项错误。
]
二、非选择题（共6小题，共60分）
21．（10分）下表中列出了几种限制酶识别序列及其切割位点，图1和图2中箭头表示相关限制酶的酶切位点。
请回答下列问题：
图1 图2
（1）一个图1所示的质粒分子经SmaⅠ切割前后，分别含有________个游离的磷酸基团。
（2）若对图中质粒进行改造，插入的SmaⅠ酶切位点越多，质粒的热稳定性越________。
（3）用图中的质粒和外源DNA构建重组质粒，不能使用SmaⅠ切割，原因是__________________________________________。
（4）与只使用EcoRⅠ相比较，使用BamHⅠ和HindⅢ两种限制酶同时处理质粒、外源DNA的优点在于可以防止______________
_____________________________________________________。
（5）为了获取重组质粒，将切割后的质粒与目的基因片段混合，并加入________________酶。
（6）重组质粒中抗生素抗性基因的作用是为了____________。
[解析]
（1）质粒为小型环状的DNA分子，环状DNA分子中没有游离的磷酸基团；经SmaⅠ切割后在切口处每端各含1个游离的磷酸基团，故共有2个游离的磷酸基团。
（2）因SmaⅠ酶的识别序列中全部是G—C碱基对，而G—C碱基对间氢键数目比A－T碱基对间多，故插入的SmaⅠ酶切位点越多，质粒的热稳定性越强。
（3）若用SmaⅠ切割质粒和外源DNA，则质粒中作为标记基因的抗性基因的结构被破坏，外源DNA中目的基因的结构也会被破坏。
（4）若只使用EcoRⅠ切割目的基因和外源DNA，则除了含目的基因的片段和质粒连接外，质粒和含目的基因的片段可能会自身连接而环化。
（5）含目的基因的片段与质粒连接形成重组质粒，需DNA连接酶将两个DNA片段的末端“缝隙”连接起来。
（6）重组质粒中的抗性基因是作为标记基因，便于鉴别和筛选含有目的基因的细胞。
[答案]
（1）0、2
（2）强 （3）SmaⅠ会破坏质粒的抗性基因及外源DNA中的目的基因 （4）质粒和含目的基因的外源DNA片段自身环化 （5）DNA连接
（6）鉴别和筛选含有目的基因的细胞
22．（10分）（2017·全国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）与老叶相比，嫩叶组织细胞易破碎，容易提取到几丁质酶的mRNA。
提取RNA时，提取液中添加RNA酶抑制剂可防止RNA被RNA酶催化降解。
（2）以mRNA为模板，按照碱基互补配对原则，在逆转录酶的作用下，通过逆转录（反转录）可以获得cDNA。
（3）因该目的基因是通过逆转录形成的，无表达所需的启动子，也无在受体细胞内进行复制所需的复制原点等，所以在受体细胞内不能稳定存在和表达，也不能遗传下去。
（4）构建基因表达载体时，DNA连接酶能催化目的基因和质粒载体这两个DNA片段之间形成磷酸二酯键。
（5）转基因植株的基因组中含有几丁质酶基因，但该植株抗真菌的能力并没有提高，可能是由于转录或翻译异常，即几丁质酶基因未能正常表达。
[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
23．（10分）降钙素是一种多肽类激素，临床上用于治疗骨质疏松症等。
人的降钙素活性很低，半衰期较短。
某科研机构为了研发一种活性高、半衰期长的新型降钙素，从预期新型降钙素的功能出发，推测相应的脱氧核苷酸序列，并人工合成了两条都含有72个碱基的DNA单链，两条链通过18个碱基对形成部分双链DNA片段，再利用Klenow酶补平，获得双链DNA，过程如图所示。
在此过程中发现，合成较长的核苷酸单链易产生缺失碱基的现象。
请分析并回答下列问题：
（1）Klenow酶是一种________酶，合成的双链DNA有________个碱基对。
（2）获得的双链DNA经EcoRⅠ（识别序列和切割位点是—
）和BamHⅠ（识别序列和切割位点是
）双酶切割后插入大肠杆菌质粒中，筛选含重组质粒的大肠杆菌并进行DNA测序验证。
①大肠杆菌是理想的受体细胞，这是因为它______________
_____________________________________________________。
②设计EcoRⅠ和BamHⅠ双酶切割的目的是______________
_____________________________________________________。
③要进行重组质粒的鉴定和选择，需要大肠杆菌质粒中含有________。
（3）经DNA测序表明，最初获得的多个重组质粒均未发现完全正确的基因序列，最可能的原因是____________________________
_____________________________________________________。
（4）上述制备该新型降钙素的过程，运用的现代生物工程技术是
_______________________________________________________
_____________________________________________________。
[解析] 本题以研发降钙素为背景，主要考查蛋白质工程和基因工程的相关知识。
由图可知，人工合成两条都含有72个碱基的DNA单链，两条链形成的部分双链DNA片段有18个碱基对，两条链上的单链部分各有72－18＝54（个）碱基，利用Klenow酶补平后获得的双链DNA有54＋54＋18＝126（个）碱基对。
为了防止目的
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