高中生物专题1 基因工程 名师精编专题测试人教版选修3.docx
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高中生物专题1基因工程名师精编专题测试人教版选修3
专题检测
A卷
（时间：
45分钟 满分：
100分）
考查知识点及角度
难度及题号
基础
中档
稍难
基因工程的基本操作
1、2、3、4、6、7、9
13
15
基因工程的应用
5、8、10
蛋白质工程
11
12、14
一、选择题（共12小题，每小题5分，共60分）
1．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 人胰岛素原基因中有内含子存在，因此在大肠杆菌中表达后无生物活性。
载体上的抗性基因有处于筛选含重组DNA的细胞，但由于它和目的基因是相互独立的，并不能促进目的基因的表达。
答案 D
2．下列关于限制酶的说法正确的是
（ ）。
A．限制酶广泛存在于各种生物中，微生物中很少分布
B．一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列
C．不同的限制酶切割DNA后都会形成黏性末端
D．限制酶的作用部位是特定核苷酸形成的氢键
解析 此题主要考查限制酶的有关知识。
限制酶主要是从原核生物中分离纯化出来的，并不是广泛存在于各种生物中，一种限制酶能识别双链DNA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脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键断开，DNA分子经限制酶切割形成的末端有两种形式——黏性末端和平末端。
答案 B
3．工程菌是指
（ ）。
A．用物理或化学方法，诱发菌类自身某些基因得到高效表达的菌类细胞株系
B．用遗传工程的方法，使同种不同株系的菌类杂交，得到的新细胞株系
C．用基因工程的方法，使外源基因得到高效率表达的菌类细胞株系
D．从自然界中选取能迅速增殖的菌类
解析 工程菌是指用基因工程的方法，使外源基因得到高效率表达的菌类细胞株系。
本题A项是诱变育种的例子；B项是杂交育种的例子；D项是最传统的育种方式——选择育种。
故正确答案为C。
答案 C
4．一个双链DNA经一限制酶切割一次形成的黏性末端个数为
（ ）。
A．1B．2C．3D．4
解析 限制性核酸内切酶只能识别双链DNA上特定的核苷酸序列，并在识别的特定部位切割，将每条链切割点处脱氧核糖与磷酸之间的磷酸二酯键断开。
因而切割一次后会形成一个切口，每条链上形成一个黏性末端，共切出两个黏性末端。
答案 B
5．下表有关基因表达的选项中，不可能的是
（ ）。
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 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；兔成熟红细胞中无细胞核及各种细胞器，所以无兔血红蛋白基因不能表达产生兔血红蛋白。
答案 D
6．在基因工程中，为将目的基因导入受体细胞常采用土壤农杆菌转化法，在土壤农杆菌中常含有一个Ti质粒。
某科研小组欲将某抗虫基因导入某植物，下列分析错误的是
（ ）。
A．Ti质粒含有对宿主细胞生存具有决定性作用的基因，是基因工程中重要的载体
B．用Ca2＋处理细菌是重组Ti质粒导入土壤农杆菌中的重要方法
C．重组Ti质粒的土壤农杆菌成功感染植物细胞，可通过植物组织培养技术将该细胞培养成具有抗虫性状的植物
D．若能够在植物细胞中检测到抗虫基因，则说明将重组质粒成功地导入到了受体细胞
解析 Ti质粒是基因工程中重要的载体，不含有对宿主细胞生存具有决定性作用的基因；用Ca2＋处理细菌可增加细胞壁的通透性，是重组Ti质粒导入土壤农杆菌中的重要方法；转基因成功的植物细胞，可通过植物组织培养技术，获得转基因植物。
在植物细胞中检测到抗虫目的基因，说明目的基因已成功导入，但不能证明其能表达。
答案 A
7．基因工程技术也称DNA重组技术，其实施必须具备的4个必要条件是
（ ）。
A．工具酶、目的基因、载体、受体细胞
B．重组DNA、RNA聚合酶、限制性内切酶、DNA连接酶
C．模板DNA、信使RNA、质粒、受体细胞
D．目的基因、限制性内切酶、载体、受体细胞
解析 基因工程是按照人们的意愿，把一种生物的个别基因（目的基因）复制出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞（受体细胞）里，定向地改造生物的遗传性状。
基因操作的工具酶是限制性内切酶和DNA连接酶，基因进入受体细胞的运输工具是载体。
答案 A
8．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（如图所示）生产干扰素。
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．蛋白质工程D．器官移植
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。
答案 B
9．在基因工程中，若受体细胞是细菌，则用来处理该细菌以增强细胞壁通透性的化学试剂是
（ ）。
A．氯化钠B．聚乙二醇
C．氯化钙D．二苯胺
解析 用CaCl2处理细菌，可增强细胞壁的通透性，以使其成为感受态细胞，从而便于接受外源DNA分子。
答案 C
10．下图表示基因工程中获取水稻某目的基因的不同方法。
下列相关叙述中正确的是
（ ）。
A．这三种方法都用到酶，都是在体外进行
B．①②③碱基对的排列顺序均相同
C．图示a、b、c三种方法均属人工合成法
D．方法a不遵循中心法则
解析 由图示可知a为逆转录法获得目的基因，用到逆转录酶；b为直接从生物体获得目的基因，用到限制酶；c为用PCR技术扩增获取目的基因，用到Taq酶，且三种方法均在生物体外进行，故A正确；图示中①为逆转录法，②为直接分离目的基因，③为人工合成法。
答案 A
11．上海医学遗传研究所成功培育出第一头携带人白蛋白的转基因牛，他们还研究出一种可大大提高基因表达水平的新方法，使转基因动物乳汁中的药物蛋白含量提高30多倍。
标志着我国转基因研究向产业化的目标又迈进了一大步。
下列有关的叙述中，正确的是
（ ）。
A．所谓“提高基因表达水平”是指设法使牛的乳腺细胞中含有更多的人白蛋白基因
B．可将白蛋白基因导入牛的卵细胞中，通过组织培养形成转基因牛
C．人们只在转基因牛的乳汁中才能获取人白蛋白，是因为只在转基因牛的乳腺细胞中才有人白蛋白基因
D．运用基因工程技术让牛合成人白蛋白，该技术将导致定向变异
解析 “提高基因表达水平”是指设法使牛的乳腺细胞中的人白蛋白基因合成出更多的蛋白质。
动物细胞的全能性变窄，用牛的卵细胞不能培养形成转基因牛。
转基因牛的细胞中都含有人白蛋白基因，人们只在转基因牛的乳汁中才能获取人白蛋白，是因为人白蛋白基因只在转基因牛的乳腺细胞中表达。
答案 D
12．基因工程与蛋白质工程的区别是
（ ）。
A．基因工程需对基因进行分子水平操作，蛋白质工程不对基因进行操作
B．基因工程合成自然界已存在的蛋白质，蛋白质工程可以合成自然界不存在的蛋白质
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）的操作
D．基因工程完全不同于蛋白质工程
解析 蛋白质工程是在基因工程基础上延伸出来的第二代基因工程，是从分子水平对蛋白质进行改造设计，然后直接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，以满足人类的生产和生活的需要。
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，因此，基因工程在原则上只能生产自然界中已存在的蛋白质。
答案 B
二、非选择题（共3小题，共40分）
13．（12分）农杆菌转化法是将目的基因导入植物细胞采用最多的方法。
下图为农杆菌转化法示意图，请据图回答问题。
（1）Ti质粒多存在于细菌中，它是能自我复制的________。
（2）获取外源基因（目的基因）需要限制酶的参与，而目的基因在重组过程中需要________酶的参与，并依据碱基________原则进行重组。
（3）Ti质粒原存在于________中，其上的T DNA具有可转移到受体细胞并整合到受体细胞的________上的特点，因此携带外源基因的DNA片段必须插入到________部位。
（4）农杆菌转化法适于将目的基因导入________和祼子植物，而不易于感染大多数________。
（5）若将相关的目的基因导入动物细胞或微生物细胞则常采用________和________。
解析 将目的基因导入受体细胞的方法多种多样，应根据受体细胞的类型和目的基因的特点分别采用相应的方法。
农杆菌转化法适于将目的基因导入植物细胞，而显微注射技术和Ca2＋处理法感受态细胞法分别适于将目的基因导入动物细胞和微生物细胞。
答案
（1）小型环状DNA分子
（2）DNA连接 互补配对 （3）农杆菌细胞质 染色体DNA T DNA片段（内部） （4）双子叶植物 单子叶植物 （5）显微注射技术
Ca2＋处理法感受态细胞法
14．（12分）2011年11月，武汉大学利用细菌将人的血清白蛋白基因导入水稻体内，借助水稻合成了人的血清白蛋白，这种蛋白质和人体自然产生的这类物质是完全一致的，这一成果轰动了生物界。
结合图示回答转基因水稻培育过程的相关问题。
（1）限制酶MunⅠ和限制酶EcoRⅠ的识别序列及切割位点分别是—C↓AATTG—和—G↓AATTC—。
为保证重组质粒表达载体的准确构建，应该怎样操作？
______，________，________。
（2）②过程常用的细菌是________。
（3）③经历的生理过程主要有________和________两个阶段。
培育出转基因水稻完整个体所依据的生物学原理是__________________________________。
（4）基因工程的最后步骤是目的基因的检测与鉴定，在此步骤可对培育的植株进行分子水平的检测，可检测的物质有______________、____________、______________。
解析
（1）目的基因的两侧是限制酶EcoRⅠ的识别序列，因此需用限制酶EcoRⅠ切割含目的基因的DNA分子；但是若用限制酶EcoRⅠ切割质粒，会破坏标记基因，因此，需用限制酶MunⅠ切割质粒；用这两种酶切出的黏性末端相同，因此可用DNA连接酶连接目的基因和质粒。
（2）将表达载体导入植物细胞最常用的方法是农杆菌转化法，因此常用的细菌是农杆菌。
（3）过程③是组织培养获得完整植株的过程，因此主要的过程是脱分化获得愈伤组织，经再分化获得胚状体。
转基因植物的培育体现了植物细胞的全能性。
（4）目的基因的检测与鉴定在分子水平上来看，应进行目的基因、转录出的mRNA和翻译出的蛋白质三种物质的检测。
答案
（1）用限制酶MunⅠ切割质粒 用限制酶EcoRⅠ切割含目的基因的DNA分子 用DNA连接酶连接目的基因和质粒
（2）农杆菌 （3）脱分化 再分化 植物细胞的全能性 （4）人血清白蛋白基因 人血清白蛋白基因转录出的mRNA 人血清白蛋白
15．（16分）（2011·潍坊）已知SARS是由一种RNA病毒感染所引起的疾病。
SARS病毒表面的S蛋白是主要的病毒抗原，在SARS病人康复后的血清中有抗S蛋白的特异性抗体。
某研究小组为了研制预防SARS病毒的疫苗，开展了前期研究工作。
其简要的操作流程如下：
（1）实验步骤①所代表的反应过程是____________________________________。
（2）步骤②构建重组表达载体A和重组表达载体B必须使用_____________________________________________________________。
（3）如果省略步骤②而将大量扩增的S基因直接导入大肠杆菌，一般情况下，不能得到表达的S蛋白，其原因是S基因在大肠杆菌中不能________，也不能______________。
（4）为了检验步骤④所表达的S蛋白是否与病毒S蛋白有相同的免疫反应特征，可用________与________进行抗原—抗体特异性反应实验，从而得出结论。
（5）步骤④和⑥的结果相比，原核细胞表达的S蛋白与真核细胞表达的S蛋白的氨基酸序列________（选填“相同”或“不同”），根本原因是_________________________________________________________________。
解析 本题考查基因工程的工具及操作步骤和学生识图能力。
（1）图中①RNA→DNA表示通过逆转录方式获得目的基因。
（2）基因表达载体构建时，需要利用限制酶对载体和目的基因进行剪切，形成黏性末端，然后用DNA连接酶将目的基因和载体连接起来，形成重组载体。
（3）目的基因导入受体细胞后，需要借助于载体在受体细胞中进行复制而扩增目的基因，从而获得大量的表达产物，而直接导入则容易被受体细胞中的DNA水解酶所水解，导致得不到表达产物。
（4）S蛋白为SARS病毒表面主要的病毒抗原，因此用抗原—抗体特异性反应实验可检测其是否具有同样的抗原性。
（5）步骤④和⑥相比，基因相同，只是导入的受体细胞的种类不同，因为真核生物和原核生物共用一套密码子，所以表达产物相同。
答案
（1）逆转录
（2）限制性核酸内切酶和DNA连接酶 （3）复制 以其为模板合成S基因的mRNA（或转录） （4）大肠杆菌中表达的S蛋白 SARS康复病人血清 （5）相同 表达蛋白质所用的基因相同
B卷
（时间：
45分钟 满分：
100分）
考查知识点及角度
难度及题号
基础
中档
稍难
基因工程的操作
1、2、3、4、12
5、7、8、9
11、15
基因工程的应用
6、10
13
蛋白质工程
14
一、选择题（共12小题，每小题4分，共48分）
1．在DNA连接酶的催化下形成的化学键和位置分别是
（ ）。
A．氢键 碱基与脱氧核糖之间
B．氢键 碱基与碱基之间
C．磷酸二酯键 磷酸与脱氧核糖之间
D．磷酸二酯键 脱氧核糖与碱基之间
解析 本题考查DNA连接酶的作用。
DNA连接酶的作用只是催化DNA片段的“缝合”，能恢复被限制酶切开了的两个核苷酸之间的磷酸二酯键，不能催化氢键形成。
答案 C
2．从基因文库中获取目的基因的根据是
（ ）。
A．基因的核苷酸序列
B．基因的功能
C．基因的转录产物mRNA
D．以上都是
解析 本题考查从基因文库中获取目的基因的方法，解题关键是理解从基因文库中获取目的基因的依据。
从基因文库中获取目的基因的依据有：
（1）基因的核苷酸序列；
（2）基因的功能；（3）基因在染色体上的位置；（4）基因的转录产物mRNA；（5）基因的翻译产物蛋白质等。
答案 D
3．下列有关基因工程操作的叙述，正确的是
（ ）。
A．用同种限制性核酸内切酶切割载体与目的基因可获得相同的黏性末端
B．以蛋白质的氨基酸序列为依据合成的目的基因与原基因的碱基序列相同
C．检测到受体细胞含有目的基因就标志着基因工程操作的成功
D．用含抗生素抗性基因的质粒作为载体是因为其抗性基因便于与外源基因连接
解析 一种氨基酸可对应多个密码子，以蛋白质的氨基酸序列为依据合成的目的基因与原基因的碱基序列可能不同。
只有目的基因在受体细胞中成功表达才标志着基因工程操作的成功。
用含抗生素抗性基因的质粒作为载体，是因为抗性基因作为标记基因可检测载体是否导入到受体细胞中。
答案 A
4．下列关于基因文库的说法，错误的是
（ ）。
A．可分为基因组文库和部分基因文库
B．cDNA文库属于部分基因文库
C．基因组文库的基因在不同物种之间均可进行基因交流
D．同种生物的cDNA文库基因数量较基因组文库基因数量少
解析 基因组文库只有部分基因能够在不同物种之间进行交流。
故正确答案为C。
答案 C
5．下列关于DNA连接酶的叙述正确的是
（ ）。
①催化相同黏性末端的DNA片段之间的连接 ②催化不同黏性末端的DNA片段之间的连接 ③催化两个黏性末端互补碱基间氢键的形成 ④催化两个核苷酸之间的磷酸二酯键的形成
A．①③B．②④C．②③D．①④
解析 在DNA重组技术中，两个DNA片段间必须有相同黏性末端才能互补配对，进行结合；具有相同黏性末端的DNA分子连接时，DNA连接酶的作用是催化两个核苷酸之间的磷酸二酯键的形成，即把“梯子”的“扶手”缝合起来。
故正确答案为D。
答案 D
6．科学家在培育抗虫棉时，经过了许多复杂的过程和不懈的努力，才获得成功。
起初把苏云金芽孢杆菌的抗虫基因插入载体质粒中，然后导入棉花的受精卵中，结果抗虫基因在棉花体内没有表达。
之后在插入抗虫基因的质粒中插入启动子（抗虫基因首端），导入棉花受精卵，长成的棉花植株还是没有抗虫能力。
科学家又在有启动子、抗虫基因的质粒中插入终止子（抗虫基因末端），导入棉花受精卵，结果长成的植株有了抗虫能力。
那么作为重组的载体应具备的结构是
（ ）。
A．目的基因、启动子、标记基因
B．目的基因、终止子、标记基因
C．目的基因、启动子、终止子、标记基因
D．启动子、终止子、标记基因
解析 一个基因表达载体的组成，除了目的基因外，还必须有启动子、终止子以及标记基因等。
RNA聚合酶与启动子结合，驱动基因转录出mRNA。
终止子在目的基因的尾端，作用是终止转录。
标记基因是为了鉴别受体细胞中是否含有目的基因。
故正确答案为C。
答案 C
7．下列黏性末端属于同种限制性核酸内切酶切割而成的是
（ ）。
A．①②B．①③
C．①④D．②③
解析 同种限制酶切割形成的黏性末端碱基能互补配对。
答案 B
8．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图所示。
下列有关说法正确的是
（ ）。
a酶切割产物（bp）
b酶再次切割产物（bp）
1600；1100；300
800；300
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酶切断的化学键分别为磷酸二酯键和氢键
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 由a、b酶切割后产生的DNA片段可确认a酶识别序列有2个，b酶识别序列也有2个，a酶和b酶切出的黏性末端可进行互补配对，故可连接；a、b酶均切割3,5一磷酸二酯键。
答案 D
9．检测转基因生物是否转录出mRNA，应通过何种分子杂交方法实现
（ ）。
A．DNA—DNA杂交B．DNA—RNA杂交
C．RNA—蛋白质杂交D．蛋白质—蛋白质杂交
解析 A、B、D三项分别是在复制、转录和翻译水平上检测基因工程是否成功的方法，C项所述分子杂交方法是不存在的。
故正确答案为B。
答案 B
10．在用基因工程技术构建抗除草剂的转基因烟草过程中，下列操作错误的是
（ ）。
A．用限制性核酸内切酶切割烟草花叶病毒的核酸
B．用DNA连接酶连接经切割的抗除草剂基因和载体
C．将重组DNA分子导入烟草原生质体
D．用含除草剂的培养基筛选转基因烟草细胞
解析 本题考查基因工程操作的程序，解题关键是理解基因工程的基本操作和过程。
限制性核酸内切酶切割的是DNA，而烟草花叶病毒的遗传物质为RNA，A错；目的基因与运载体的连接由DNA连接酶催化连接，B正确；烟草原生质体可以作为受体细胞，C正确；目的基因为抗除草剂基因，所以未成功导入目的基因的细胞不具有抗除草剂的能力，筛选的时候应该用含除草剂的培养基筛选转基因烟草细胞，D正确。
答案 A
11．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（如图所示）正确的是（ ）。
解析 本题考查的是限制酶的特点。
用限制性核酸内切酶EcoRⅠ单独酶切后碱基对数量不变，长度不变，说明切割后仍是一条DNA分子，应考虑最初DNA分子呈环状。
故正确答案为D。
答案 D
12．下列技术依据DNA分子杂交原理的是
（ ）。
①观察DNA在细胞中的分布 ②检测目的基因是否导入细胞 ③检测目的基因是否翻译 ④检测目的基因是否进行转录
A．②③B．①③C．②④D．①④
解析 解题流程如下：
答案 C
二、非选择题（共3小题，共52分）
13．（16分）下图表示从苏云金芽孢杆菌分离出来的杀虫晶体蛋白质基因（简称Bt基因）及形成转基因抗虫棉的图解。
请据图回答下面的问题。
（1）图中a过程要用到的酶是_______________________________________。
（2）在进行图中b过程时，由我国科学家独创的十分简便经济的方法是________，此外，也经常采用________法。
若要培育转基因绵羊，则此过程要用________的方法。
（3）为确定抗虫棉是否培育成功，既要用放射性同位素标记的________作探针进行分子杂交测试，又要在个体水平上鉴定，后者具体过程是_________________________________________________________________。
（4）活化的毒性物质应是一种________分子，可以全部或部分嵌合于昆虫的细胞膜上，使细胞膜产生孔道，导致细胞由于渗透平衡的破坏而破裂。
（5）我国在“863”计划资助下开展Bt抗虫棉、抗虫水稻等研究，可以减少农药、杀虫剂的使用。
这将对________起到重要作用。
解析
（1）图中a过程是提取目的基因，用到的酶是限制酶。
（2）b为将目的基因导入受体细胞。
花粉管通道法是我国科学家所创，此外还有农杆菌转化法、基因枪法等将目的基因导入植物细胞的方法，常用的是农杆菌转化法。
（3）检测目的基因是否导入受体细胞的方法，可在分子水平检测和个体水平检测等。
（4）活化毒性物质是晶体蛋白在蛋白酶的作用下得到的，是多肽。
（5）减少农药、杀虫剂的使用必然有利于环境保护。
答案
（1）限制性核酸内切酶
（2）花粉管通道法 农杆菌转化 显微注射 （3）杀虫晶体蛋白质基因（或Bt基因、目的基因） 让害虫吞食抗虫棉叶子，观察害虫的存活状态（或其他合理答案） （4）多肽 （5）环境保护
14．（18分）科学家将鱼抗冻蛋白基因转入番茄，使番茄的耐寒能力大大提高，可以在相对寒冷的环境中生长。
下图是转基因抗冻番茄的培育过程示意图。
（1）若图中Ⅱ是科学家构建的鱼抗冻蛋白基因的表达载体，则该基因表达载体的组成通常应包括____________________等。
（2）科学家常采用________法将
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