高考生物二轮复习专题系统练 专题131基因工程 Word版含答案.docx

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高考生物二轮复习专题系统练专题131基因工程Word版含答案

2020届高考生物二轮复习专题系统练专题13.1基因工程

1、以下关于基因工程的说法的是（   ）

A.cDNA文库的构建方法是用某种生物发育的某个时期的mRNA逆转录产生的cDNA片段,与载体连接后储存在一个受体菌群中

B.基因表达载体除了具有目的基因外,还必须有起始密码子、终止密码子以及标记基因等

C.限制性核酸内切酶（限制酶）能将DNA链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开

D.使用的DNA连接酶,既可以“缝合”黏性末端,又可以“缝合”平末端的是T4-DNA连接酶

2、下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B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连接和质粒自行环化,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

3、2017年袁隆平宣布水稻去镉技术获得新突破，将控制植物吸收镉的基因敲除掉，可以使水稻的含镉量下降，该技术将有助于改善我国水稻重金属含最超标的状况，以下说法不正确的是（）A.长期食用镉污染的稻米，人体会因为重金属富集产生健康隐患

B.若水稻吸收镉需要载体蛋白的协助，则水稻吸收土壤中镉离子的能力较强的原因可能是其细胞膜上相应载体比较多

C.基因敲除技术时治疗某些人类遗传病，如21三体综合征

D.镉主要用于电池制造，所以科学回收旧电池可以有效降低污染程度

4、下列关于转基因技术的应用的叙述，不正确的是（）

A.可以将抗病虫害、抗除草剂等基因转入农作物使其具有相应的抗性

B.可以使用DNA重组技术,使微生物生产稀缺的药物，如免疫球蛋白等

C.可以通过转基因技术使奶牛变成生物反应器，使它们的奶中富含某种营养物质、珍贵药材或人类所需要的蛋白质

D.将不同生物的DNA进行转移和重组，会创造出新物种

5、基因工程与蛋白质工程的区别是（）

A.基因工程需要进行转录和翻译,蛋白质工程不需要

B.基因工程合成的是天然存在的蛋白质,蛋白质工程合成的可以是天然不存在的蛋白质

C.基因工程是分子水平操作,蛋白质工程是细胞水平（或性状水平）操作

D.基因工程完全不同于蛋白质工程

6、真核生物基因中通常有内含子，而原核生物基因中没有，原核生物没有真核生物所具有的切除内含子对应的RNA序列的机制。

已知在人体中基因A（有内含子）可以表达出某种特定蛋白（简称蛋白A）。

回答下列问题:

1.某同学从人的基因组文库中获得了基因A，以大肠杆菌作为受体细胞却未得到蛋白A，其原因是__________。

2.若用家蚕作为表达基因A的受体，在噬菌体和昆虫病毒两种载体中，不选用__________作为载体，其原因是__________。

3.若要高效地获得蛋白A，可选用大肠杆菌作为受体。

因为与家蚕相比，大肠杆菌具有__________（答出两点即可）等优点。

4.若要检测基因A是否翻译出蛋白A，可用的检测物质是__________（填“蛋白A的基因”或“蛋白A的抗体”）。

5.艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验为证明DNA是遗传物质做出了重要贡献，也可以说是基因工程的先导，如果说他们的工作为基因工程理论的建立提供了启示，那么，这一启示是__________。

7、图（a）中的三个DNA片段上依次表示出了EcoRⅠ、BamHⅠ和SaU3AⅠ三种限制性内切酶的识别序列与切割位点,图（b）为某种表达载体示意图（载体上的EcoRⅠ、SaU3AⅠ的切点是唯一的）。

根据基因工程的有关知识,回答下列问题:

1.经BamHⅠ酶切割得到的目的基因可以与上述表达载体被__________酶切后的产物连接,理由是__________。

2.若某人利用图（b）所示的表达载体获得了甲、乙、丙三种含有目的基因的重组子,如图（c）所示。

这三种重组子中,不能在宿主细胞中表达目的基因产物的有__________,不能表达的原因是__________。

3.DNA连接酶是将两个DNA片段连接起来的酶,常见的有__________和__________其中既能连接黏性末端又能连接平末端的是__________。

8、美国食品药品管理局于2018年5月24日宣布,经过基因改造的黄金大米可以安全食用。

据此,饱受非议的黄金大米终于得到公众的认可。

已知维生素A缺乏会导致夜盲症,β胡萝卜素会在体内转变成维生素A。

黄金大米是通过基因工程向水稻细胞转入三种酶基因（如图）,其中的酶A基因和酶B基因可使水稻胚乳富含β-胡萝卜素而呈现金黄色。

回答下列问题：

（1）已知酶A基因来自细菌,酶B基因来自玉米,酶D基因来自其他植物,与细菌基因相比,植物基因特有的结构是；图示三种基因的本质区别是。

构建上述基因组合,需用到的酶是。

（2）提取农杆菌的Ti质粒,将上述结构导入Ti质粒的相关片段中就可整合到水稻染色体DNA上，原因是。

已知农杆菌对多数单子叶植物没有感染能力,那么如何便农杆菌感染单子叶植物水稻呢?

。

（3）将成功导入上述基因的水稻细胞置于培养基上培养,经过两个过程可获得幼苗,幼苗在长大成熟后,所结种子的胚乳将富含。

该技术的成功,说明了。

9、油菜籽中蛋白质和油脂的相对含量与酶1和酶2对共同底物丙酮酸的竞争有关，酶1可促进蛋白质的合成，酶2可促进油脂的合成。

某小组通过图示流程得到了含有基因A的油菜。

回答下列问题：

1.构建重组质粒时，将基因A与Ti质粒的___________区段结合，这利用了该区段可转移至受体细胞，并整合到受体细胞染色体DNA上的特性。

2.为实现过程①，一般情况下，不能直接用未处理的农杆菌作为受体细胞，原因是______________________。

过程②中利用的生物技术是______________________。

3.若用农杆菌感染油菜的叶片，应优先选用油菜___________（填“受伤的”或“完好的”）叶片与含重组质粒的农杆菌共同培养，选用这种叶片的理由是______________________。

4.已知基因A转录出的mRNA能与酶1基因转录出的mRNA互补配对。

与普通油菜相比较，含基因A的油菜籽粒中油脂的含量会显著___________（填“提高”或“降低”）。

10、科学家利用农杆菌转化法获得了某转基因烟草，从而大幅度降低了烟草的尼古丁含量。

该方法在转化前需要将植物细胞进行超声波或负压处理使植物形成微创伤，之后受伤部位的细胞可以产生乙酰丁香酮等物质，吸引农杆菌向受伤部位集中。

请回答下列问题：

1.基因工程的原理是______________，获取目的基因常用的方法有______________、利用PCR技术扩增目的基因及直接人工合成。

基因工程的核心是______________的构建。

2.农杆菌转化法通过将目的基因插入到农杆菌Ti质粒的______________上实现转化。

转化前超声波或负压处理还可以通过促进植物细胞壁和______________产生微小伤口，可促进农杆菌进入细胞，提高转化效率。

3.农杆菌转化法通常不能将目的基因导入单子叶植物，基于上述资料分析，其原因有可能是单子叶植物______________。

植物基因工程常用的转化方法还有______________和花粉管通道法。

4.该转基因烟草可降低烟民罹患癌症的风险，是因为其尼古丁含量低，尼古丁属于______________致癌因子。

11、去年冬季我国北方再次爆发流感，专家指出接种流感病毒疫苗仍是预防的有效措施。

流感病毒为RNA病毒，M基因编码流感病毒表面抗原（M蛋白）。

请回答下列问题：

1.由病毒RNA通过__________可获得病毒DNA，若要通过PCR技术扩增M基因，关键是设计M基因对应的____________。

2.构建M基因表达载体所用的工具酶是__________。

为保证目的基因的表达，重组载体上应含有特定的__________（填“复制原点”“启动子”“标记基因”），它能被受体细胞的_________所识别，以便于催化转录过程。

3.若要将M基因表达载体导入到大肠杆菌细胞内，以大量生产疫苗，通常先用钙离子处理大肠杆菌，其目的是____________________。

4.新型疫苗一—“DNA疫苗”是将含M基因的重组表达载体直接导入人体内，在人体细胞内通过M基因的表达产生___________，刺激机体通过免疫过程产生____________，提高机体的免疫能力。

12、CRISPR/Cas9基因编辑系统广泛存在于细菌中,该系统的工作原理是由一条单链向导RNA（gRNA）引导核酸内切酶Cas9到一个特定的基因位点进行准确切割（如图所示）。

科学家通过设计gRNA可实现对基因的人工设计和改造。

回答下列问题:

1.由图可知Cas9能使目标DNA__________键断裂,形成__________末端。

2.将Cas9基因导入真核细胞时,要利用基因工程的方法构建基因表达载体,基因表达载体的组成除了目的基因外,还必须有__________（答三点）等,构建基因表达载体的目的是__________。

3.利用PCR技术对改造后的目的基因进行扩增,该过程需要__________酶。

在PCR反应中一个DNA片断在30次循环后大约可得到__________个这样的片断。

4.科学家发现,由抑癌基因编码的蛋白质p53能在细胞DNA被剪切时,导致细胞死亡,使改造后的目的基因不能表达,而易癌变的细胞则不会出现这种现象,最可能的原因是__________。

13、超氧化物歧化酶（SOD）是生物体内重要的抗氧化酶,具有延缓衰老的功效。

科研人员常采用农杆菌介导转入法将携带SOD基因的Ti质粒导入胡萝卜细胞,成功培育出转SOD基因胡萝卜的新品种。

回答下列问题:

1.Ti质粒是基因工程中常用的载体之一,其化学本质是__________。

为了促进农杆菌吸收Ti质粒,一般先用药物处理农杆菌使之成为__________细胞。

2.为了获得SOD基因,可通过提取分析超氧化物歧化酶中的__________序列,推知SOD基因可能的核苷酸序列,再用DNA合成仪直接大量合成。

基因工程中需要的DNA连接酶,根据酶的来源不同分为__________两类。

3.将携带SOD基因的Ti质粒的农杆菌导入到胡萝卜的体细胞中,然后利用__________技术获得胡萝卜的再生植株。

4.将SOD基因与受体植物细胞（包括原生质体受体）的遗传物质重新组合,除了转基因技术外,还有__________等方法,这些方法解决了传统育种方法存在的__________的问题。

14、胰岛素是治疗胰岛素依赖糖尿病的特效药物,但是天然胰岛素在人体内的寿命只有几个小时,通过蛋白质工程改变胰岛素的空间结构,以延长胰岛素的半衰期,可以得到长效胰岛素。

如图是用蛋白质工程设计长效胰岛素的生产过程。

（1）基因工程中限制酶切割后的运载体与目的基因能再次拼接的理由是________。

（2）在基因工程中获取目的基因的方法除图中方法外,还有利用PCR技术扩增和___________。

（3）上述基因工程中除质粒外,__________也可作为运载体

（4）构建新的蛋白质模型是蛋白质工程的关键,图中构建新的胰岛素模型的主要依据是_________。

（5）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___________。

（6）新的胰岛素为什么还要加工、修饰?

___________

15、中国科学家通过构建携带人类自闭症基因MeCP2的转基因猴模型及对MeCP2转基因猴进行分子遗传学与行为学分析,发现MeCP2转基因猴表现出类似人类自闭症的刻板与社交障碍等行为。

回答下列问题:

1.MeCP2基因表达的MeCP2蛋白主要通过与DNA特定部位结合从而抑制某些基因的表达,推测MeCP2蛋白的作用机理是抑制相关基因的__________。

2.将目的基因导入哺乳动物受精卵最有效的方法是____________。

研究人员使用动物病毒作为载体将MeCP2基因转入食蟹猴的基因组中,一般作为基因工程载体的动物病毒应为____________病毒（如腺病毒）或具有___________功能的RNA病毒。

3.研究人员利用______________技术检测,确认MeCP2基因能在神经系统中成功表达。

基因在生物体内选择性表达主要是由位于基因首端的_____________决定的,它是______________识别和结合的部位。

研究人员对转基因猴进行了体征记录以及多项行为学测试,这属于______________的鉴定。

[答案]以及[解析]

1[答案]及[解析]

[答案]D

[解析]

2[答案]及[解析]

[答案]C

[解析]A、DNA连接酶只能将具有相同黏性末端的DNA片段连接起来，因此将含有目的基因的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3种，即质粒与质粒连接、目的基因与目的基因连接、目的基因与质粒连接，A错误；B、DNA连接酶的作用是将酶切后得到的具有相同末端的DNA片段连接起来，形成一个重组质粒时形成4个磷酸二酯键，B错误；C、EcoRI和BamHI切割形成的黏性末端不同，而DNA连接酶只能将具有相同黏性末端的DNA片段连接起来，因此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，C正确；D、导入普通质粒的受体细胞和导入重组质粒的受体细胞都能在含青霉素的培养基中生长，因此能在含青霉素的培养基中生长的受体细胞不一定含有目的基因，D错误。

3[答案]及[解析]

[答案]C

[解析]镉等部分有害物质会沿着食物链富集，人在食物链中所处的营养级较高，因此镉会在人体内积累，从而使人体产生健康隐患，A正确；已知水稻吸收镉需要载体蛋白的协助，则其吸收镉离子的能力较强的原因可能是其细胞膜上运输相应离子的载体数量较多，B正确；21三体综合征是因为患者细胞中多一条21号染色体，而不是含有致病基因，故21三体综合征不能用基因敲除的方法治疗，C错误；科学回收旧电池可以有效减少镉对土壤的污染，从而降低污染程度，D正确。

4[答案]及[解析]

[答案]D

[解析]不同物种之间存在生殖隔离，染色体数目和形态差异较大。

将不同生物的DNA进行转移和重组一般只会引起某些性状发生改变，不会引起生殖隔离，可以创造出新品种，但一般不能产生新物种，D错误。

5[答案]及[解析]

[答案]B

[解析]蛋白质工程是在基因工程的基础上，延伸出来的第二代基因工程。

蛋白质工程是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生产和生活需求，而基因工程只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。

6[答案]及[解析]

[答案]1.基因A有内含子，在大肠杆菌中，其初始转录产物中与内含子对应的RNA序列不能被切除，无法表达出蛋白A

2.噬菌体；噬菌体的宿主是细菌，而不是家蚕

3.繁殖快、容易培养

4.蛋白A的抗体

5.DNA可以从一种生物个体转移到另一种生物个体

[解析]1.基因A的编码区中有内含子，在真核生物细胞内由内含子转录来的RNA会被切除，而原核生物细胞无此切除功能，转录后mRNA直接表达，所以翻译形成的蛋白质不是蛋白A。

2.由于噬菌体是专性寄生在细菌体内的病毒，无法侵染到真核生物家蚕细胞内，所以不能用噬菌体作为运载体。

而家蚕属于昆虫，故可用昆虫病毒作为运载体。

3.大肠杆菌作为受体菌具有繁殖周期短、易培养等优点。

4.检测目的基因是否表达通常用抗原一抗体杂交技术，若要检测基因A是否翻译出蛋白A（作抗原），可用的检测物质是蛋白A的抗体。

5.艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验为证明DNA是遗传物质作出了重要贡献，证明了生物的遗传物质是DNA，还为基因工程理论的建立提供了启示，这一启示是DNA可以从一种生物个体转移到另一种生物个体。

7[答案]及[解析]

[答案]1.Sau3AⅠ;两种酶切割后产生的片段具有相同的黏性末端

2.甲、丙;甲中的目的基因插入在启动子的上游，丙中的目的基因插入在终止子的下游，二者的目的基因均不能被转录

3.E·coliDNA连接酶;T4DNA连接酶;T4DNA连接酶

[解析]1.由于限制酶Sau3AⅠ与BamHⅠ切割后产生的片段具有相同的黏性末端,所以经BamHⅠ酶切割得到的目的基因可以与题述表达载体被Sau3AⅠ酶切后的产物连接。

2.启动子是一段有特殊序列的DNA片段,它是RNA聚合酶识别和结合的部位,有了它才能驱动基因转录出mRNA,最终获得所需要的蛋白质。

终止子也是一段有特殊结构的DNA片段,相当于一盏红色信号灯,使转录在所需要的地方停止下来。

在基因表达载体中,启动子应位于目的基因的首端,终止子应位于目的基因的尾端,这样目的基因才能表达;而甲中目的基因插入在启动子的上游,丙中目的基因插入在终止子的下游,两者的目的基因均不能转录,所以都不能表达目的基因的产物。

3.常见的DNA连接酶有E·coliDNA连接酶和T4DNA连接酶;既能连接黏性末端又能连接平末端的是T4DNA连接酶。

8[答案]及[解析]

[答案]

（1）内含子；碱基排列顺序不同；限制酶（或限制性核酸内切酶）和DNA连接酶

（2）T-DNA可转移到受体细胞，并且整合到受体细胞染色体DNA上在人工受伤的水稻细胞上涂抹酚类化合物（3）脱分化、再分化；β-胡萝卜素；DNA可以从原核生物转移到真核生物，基因是控制生物性状的结构和功能单位，所有生物的基因的表达过程是相同的

[解析]

（1）细菌为原核生物，其基因的编码区是连续的，无内含子；植物细胞为真核细胞，其基因的编码区是间隔的、不连续的，有内含子。

可见，与细菌基因相比，植物基因特有的结构是内含子。

基因是有遗传效应的DNA片段，图示三种基因的本质区别是碱基排列顺序不同。

构建上述基因组合，先要使用限制酶分别切割含有上述三种基因的DNA片段，再用DNA连接酶将获得的上述三种基因进行连接，即需用到的酶是限制酶（或限制性核酸内切酶）和DNA连接酶。

（2）农杆菌的Ti质粒上的T-DNA，可转移至受体细胞，并且整合到受体细胞染色体DNA上，据此，提取农杆菌的Ti质粒，将上述结构导入Ti质粒的T-DNA上，通过农杆菌的转化作用，就可以使上述结构整合到水稻染色体DNA上。

农杆菌能在自然条件下感染双子叶植物和裸子植物，而对单子叶植物没有感染能力；当植物体受到损伤时，伤口处的细胞会分泌大量的酚类化合物，吸引农杆菌移向这些细胞。

可见，在人工受伤的水稻细胞上涂抹酚类化合物，就能使农杆菌感染单子叶植物水稻。

（3）成功导入上述基因的水稻细胞，需借助植物组织培养技术，将其置于培养基上培养，经过脱分化、再分化两个过程可获得幼苗；该幼苗在长大成熟后，由于酶A基因和酶B基因的成功表达，导致所结种子的胚乳富含胡萝卜素。

该技术的成功，说明了DNA可以从原核生物转移到真核生物，基因是控制生物性状的结构和功能单位，所有生物的基因的表达过程是相同的。

9[答案]及[解析]

[答案]1.T-DNA

2.未处理的农杆菌吸收质粒（外源DNA）的能力极弱；植物组织培养

3.受伤的；叶片伤口处的细胞释放出大量酚类物质，可吸引农杆菌移向这些细胞

4.提高

[解析]1.常采用农杆菌转化法将目的基因转入植物细胞农杆菌的Ti质粒上含有T-DNA，该片段可以转移并整合到受体细胞内的染色体DNA上。

2.要将目的基因导入农杆菌，需要先用Ca2+处理农杆菌细胞，使其成为感受态细胞而未经处理的农杆菌吸收质粒（外源DNA）的能力极弱。

转入目的基因的油菜的下胚轴经植物组织培养可获得转基因植株。

3.农杆菌转染植物细胞的原理是：

植物受伤时，伤口处的细胞会分泌大量的酚类物质，吸引农杆菌移向这些细胞。

4.基因A转录出的mRNA与酶1基因转录出的mRNA互补配对后形成双链RNA，使酶1基因转录出的mRNA不能与核糖体结合，影响酶1的合成，进而影响蛋白质的合成，而酶2的正常合成使油菜籽中的油脂相对含量显著增加。

10[答案]及[解析]

[答案]1.基因重组；从基因文库中获取目的基因；基因表达载体

2.T-DNA；细胞膜

3.不能产生乙酰丁香酮等物质；基因枪法

4.化学

[解析]1.基因工程的原理是基因重组，获取目的基因常用的方法有从基因文库中获取目的基因、利用PCR技术扩增目的基因及直接人工合成。

基因工程的核心是基因表达载体的构建。

2.农杆菌转化法需要将目的基因插入到农杆菌Ti质粒的T-DNA上。

转化前超声波或负压处理还可通过促进植物细胞壁和细胞膜产生微小伤口，可促进农杆菌进入细胞，提高转化效率。

3.根据资料分析，农杆菌转化法通常不能将目的基因导入单子叶植物，其原因有可能是单子叶植物不能产生乙酰丁香酮等物质。

植物基因工程常用的转化方法除了农杆菌转化法，还有基因枪法和花粉管通道法。

4.尼古丁属于化学致癌因子。

11[答案]及[解析]

[答案]1.逆转录；引物

2.限制酶和DNA连接酶；启动子；RNA聚合酶

3.使大肠杆菌处于能吸收周围环境中DNA分子的状态或感受态

4.M蛋白；抗体和记忆细胞

[解析]1.RNA通过逆转录形成DNA；PCR技术扩增目的基因的关键是设计M基因对应的引物。

2.构建基因表达载体需要的工具酶为限制酶和DNA连接酶；基因表达载体上必须含有启动子，启动子是RNA聚合酶的识别位点，以启动目的基因的转录过程。

3.将目的基因导入大肠杆菌时，一般要先用钙离子处理大肠杆菌，以使大肠杆菌处于能吸收周围环境中DNA分子的状态（感受态）。

4.M基因表达的产物是M蛋白，M蛋白会刺激机体通过免疫过程产生抗体和记忆细胞，提高机体的免疫能力。

12[答案]及[解析]

[答案]1.磷酸二酯;平;

2.启动子、终止子、标记基因;使目的基因在受体细胞中稳定存在，并遗传给下一代，使目的基因能够表达和发挥作用

3.Taq;230;

4.编码蛋白质p53的基因发生基因突变

[解析]1.由图可知，Cas9能使目标DNA磷酸二酯键断裂，形成平末端。

2.基因表达载体的组成需要目的基因、启动子、终止子、标记基因等，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，并遗传给下一代，使目的基因能够表达和发挥作用。

3.利用PCR技术对改造后的目的基因进行扩增，该过程需要Tag酶，在PCR反应中，一个DNA片段在30次循环后大约可得到230个这样的片段。

4.科学家发现，由抑癌基因编码的蛋白质p53能在细胞DNA被剪切时，导致细胞死亡，使改造后的目的基因不能表达，而易癌变的细胞则不会出现这种现象，最可能的原因是编码蛋白质p53的基因发生基因突变。

13[答案]及[解析]

[答案]

（1）DNA；感受态

（2）氨基酸；E·coliDNA连接酶和T4DNA连接酶（3）植物组织培养；DNA分子杂交（4）植物体细胞杂交；远缘亲本难以杂交（或生殖隔离）

[解析]（l）Ti质粒的化学本质是DNA。

农杆菌转