高考生物大一轮复习限时训练第十单元 现代.docx

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高考生物大一轮复习限时训练第十单元现代

限时训练

1．为增加油菜种子的含油量，研究人员尝试将酶D基因与位于叶绿体膜上的转运肽基因相连，导入油菜细胞并获得了转基因油菜品种。

（1）外源基因导入受体细胞，常用的运载体有_______________。

（2）欲获取转运肽基因，所需三种限制酶（ClaⅠ、SacⅠ、XbaⅠ）的切点如图所示。

则用________和________酶处理两个酶D基因和转运肽基因后，可得到________端与________端（填图中字母）相连的融合基因。

（3）将上述融合基因插入图所示Ti质粒的T－DNA中，构建__________________并导入农杆菌中。

将获得的农杆菌接种在含________的固体平板上培养得到含融合基因的单菌落，再利用液体培养基震荡培养，可以得到用于转化的侵染液。

（4）剪取油菜的叶片放入侵染液中一段时间，此过程的目的是________，进一步筛选后获得转基因油菜细胞，该细胞通过________技术，可培育成转基因油菜植株。

解析：

（1）外源基因导入受体细胞，目前常用的运载体有质粒、噬菌体和动植物病毒等。

（2）读图知，切割酶D基因与转运肽基因的限制酶中相同的为ClaⅠ限制酶，因此对两种基因处理时用ClaⅠ限制酶切割，然后用DNA连接酶进行连接，继而可得到A、D端相连的融合基因。

（3）将上述融合基因插入图乙所示Ti质粒的T－DNA中，构建表达载体即重组质粒并导入农杆菌中。

将获得的农杆菌接种在含四环素的固体平板上培养得到单菌落，再利用液体培养基震荡培养，可以得到用于转化的浸染液。

（4）剪取油菜的叶片放入侵染液中一段时间，此过程的目的是利用农杆菌将融合基因导入油菜细胞，进一步筛选后获得转基因油菜细胞。

该细胞通过植物组织培养技术，可培育成转基因油菜植株。

答案：

（1）质粒、噬菌体和动植物病毒　

（2）ClaⅠ　DNA连接　A　D　（3）基因表达载体（或“重组质粒”）　四环素　（4）利用农杆菌将融合基因导入油菜细胞　植物组织培养

2．（2015·唐山模拟）基因工程是在现代生物学、化学和工程学基础上建立和发展起来的，并有赖于微生物学理论和技术的发展运用。

基因工程基本操作流程如下图，请据图分析回答问题：

（1）图中A是________。

（2）在上述基因工程的操作过程中，可以遵循碱基互补配对原则的步骤有_______________________________（用图解中序号表示）。

（3）不同种生物之间的基因移植成功，从分子水平分析，进行基因工程的主要理论依据是__________________，也说明了生物共用一套_____________________________________________________。

（4）研究中发现，番茄体内的蛋白酶抑制剂对害虫的消化酶有抑制作用，导致害虫无法消化食物而被杀死，人们成功地将番茄的蛋白酶抑制剂基因导入玉米体内，玉米获得了与番茄相似的抗虫性状，玉米这种变异的来源是______________________________________

_____________________________________________________。

（5）科学家在某种植物中找到了抗枯萎病的基因，并用基因工程的方法将该基因导入金茶花叶片细胞的染色体DNA上，经培养长成的植株具备了抗病性，这说明目的基因（抗枯萎病的基因）已________。

如果把该基因导入叶绿体DNA中，将来产生的配子中________（填“一定”或“不一定”）含有抗病基因。

答案：

（1）载体　

（2）①②④　（3）不同生物的DNA结构基本形式相同　遗传密码子　（4）基因重组　（5）表达　不一定

3．（2016·汕头二模）高致病性禽流感暴发的地区，家禽养殖业蒙受巨大的经济损失，同时也威胁到人类的健康。

科学家致力于提高家禽对病毒的抵抗力，减轻禽流感的传播和流行。

（1）在鸡的多个品种中都存在Mx蛋白，但只有少数品种的Mx蛋白具有抗病毒的活性。

比较两种Mx蛋白，发现其差异是第631号氨基酸的种类不同，这很可能是由于Nx基因发生了碱基对的________而造成的。

（2）研究人员利用________做探针，从某个品种的鸡体内成功提取出正常Mx蛋白的mRNA，通过________法获取cDNA，再利用某种病毒将cDNA携带进入Mx基因缺陷的另一个品种的鸡受精卵中，并将这些受精卵培育成成体。

上述病毒起到了________作用。

（3）检测发现，在由

（2）获得的鸡体内cDNA成功表达了，从分子水平上说，这项检测通常采用________方法；但所合成的Mx蛋白是否具有正常活性，还需要从个体水平上进行________感染试验。

（4）让转基因鸡的雌雄个体之间随机交配，所产生的子一代、子二代均按照孟德尔的分离定律遗传，这说明____________________。

解析：

（1）两种Mx蛋白只是第631号氨基酸的种类不同，这很可能是由于Mx基因发生了碱基对的替换而造成的。

（2）与mRNA结合的是DNA（即Mx基因），即RNA→cDNA是逆转录，病毒将cDNA携带进入Mx基因缺陷的另一个品种的鸡受精卵中，病毒起到了目的基因（运）载体的作用。

（3）基因是否表达形成了蛋白质，可用抗原－抗体杂交方法来检测；所合成的Mx蛋白是否具有正常活性，从个体水平上可进行（禽流感）病毒感染试验。

（4）按照孟德尔的分离定律遗传，这说明基因已经整合到转基因鸡的一条染色体上，且能稳定遗传给后代。

答案：

（1）替换　

（2）Mx基因　反转录　目的基因（运）载体　（3）抗原－抗体杂交（禽流感）　病毒　（4）Mx基因已经整合到转基因鸡的一条染色体上（或其他合理答案）

4．（2017·广州高三综合测试）虫草中的超氧化物歧化酶（PSSOD）具有抗衰老作用。

研究人员培育了能合成PSSOD的转基因酵母菌。

请结合下图回答问题：

注：

HindⅢ和ApaLⅠ是两种限制酶，箭头表示酶的切割位置。

（1）将图中的重组DNA分子用HindⅢ和ApaLⅠ完全酶切后，可得到________种DNA片段。

图示的表达载体存在氨苄青霉素抗性基因，不能导入用于食品生产的酵母菌中，据图分析，可用________切除该抗性基因的部分片段使其失效，再用DNA连接酶使表达载体重新连接起来。

（2）作为受体细胞的酵母菌缺失URA3基因，必须在含有尿嘧啶的培养基中才能存活，因此，图示表达载体上的URA3基因可作为________，供鉴定和选择；为了筛选出成功导入表达载体的酵母菌，所使用的培养基________（填“需要”或“不需要”）添加尿嘧啶。

（3）目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程，称为________。

为了确定受体细胞中PSSOD基因是否转录，可用标记的________作探针进行分子杂交检测，分子杂交的原理是_______________________________________________________。

（4）利用蛋白质工程获得活性更高的PSSOD时，需根据所设计蛋白质的结构推测其________序列，最终确定相对应的脱氧核苷酸序列并经________获得所需的基因。

解析：

（1）将图中的重组DNA分子用HindⅢ和ADaLⅠ完全酶切后，即切割“三刀”，可得到3种DNA片段。

ApaLI识别图中的氨苄青霉素抗性基因的脱氧核苷酸序列，因此用此酶切割可导致该抗性基因的部分片段使其失效。

（2）作为受体细胞的酵母菌缺失URA3基因，必须在含有尿嘧啶的培养基中才能存活，因此，图示表达载体上的URA3基因可作为标记基因。

若表达载体已成功导入酵母菌，说明酵母菌体内含有URA3基因，不需添加尿嘧啶即可存活。

（3）目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程，称为转化，为了确定受体细胞中PSSOD基因是否转录，可用标记的PSSOD基因作探针进行分子杂交检测，分子杂交的原理是碱基互补配对。

（4）利用蛋白质工程获得活性更高的PSSOD时，需根据所设计蛋白质的结构推测其氨基酸序列，最终确定相对应的脱氧核苷酸序列并经基因修饰获得所需的基因。

答案：

（1）3　ApaLⅠ　

（2）标记基因　不需要　（3）转化　PSSOD基因　碱基互补配对　（4）氨基酸　基因修饰

5．（2016·淄博市一模）利用生物工程技术，可从转基因奶山羊乳汁中分离获得人凝血因子Ⅳ，用于血友病的治疗。

请回答下列问题：

（1）根据凝血因子Ⅳ基因上游和下游的碱基序列，可用________技术获取并扩增基因。

构建该基因表达载体时，所用到的工具酶是____________________，该基因表达载体中，凝血因子Ⅳ基因的上游和下游分别是________。

（2）将目的基因表达载体导入奶山羊受精卵的常用方法是____________________。

受体细胞选用受精卵的优点是细胞大易操作、营养物质含量高和_______________________________________。

（3）在体外胚胎培养时，应选用囊胚的________进行DNA分析，用于选择雌性胚胎。

此期的胚胎也适于胚胎分割移植，此技术的优点是______________________________________________________。

（4）人凝血因子Ⅳ是一种胞外酶，该蛋白的加工是在__________________________等细胞器上进行的。

人凝血因子Ⅳ只在乳腺细胞合成的原因是___________________________________。

解析：

（1）可以根据基因编码序列两端的部分碱基序列设计引物，用PCR技术进行体外大量扩增获得目的基因。

构建该基因表达载体时，需要限制性核酸内切酶切割目的基因和运载体。

再用DNA连接酶链接，形成表达载体启动子是一段有特殊结构的DNA片段，位于基因的首端，是RNA聚合酶识别和结合的部位，能驱动基因转录出mRNA，最终获得所需的蛋白质。

终止子也是一段有特殊结构的DNA片段，位于基因的尾端。

（2）受体细胞是动物细胞，常用显微注射法将目的基因导入受体细胞中。

由于受精卵细胞大易操作、营养物质含量高、细胞全能性高，因此常被作为受体细胞选用。

（3）在做胚胎性别鉴定时，需要取囊胚的滋养层细胞做DNA分析，进行性别鉴定。

此期的胚胎也适于胚胎分割移植，胚胎分割技术具有充分发挥雌性动物的生殖潜力（快速大量繁殖）的优点。

（4）分泌蛋白在内质网上的核糖体上合成，进入内质网进行加工、分类、包装，形成囊泡进入高尔基体，由高尔基体进行进一步加工，形成囊泡，运向细胞膜，由细胞膜分泌到细胞外。

由于基因的选择性表达，所以人凝血因子Ⅳ只在乳腺细胞合成。

答案：

（1）PCR　限制性核酸内切酶和DNA连接酶　启动子和终止子　

（2）显微注射法　细胞全能性高　（3）滋养层细胞　充分发挥雌性动物的生殖潜力（快速大量繁殖）　（4）内质网、高尔基体　基因的选择性表达

6．（2016·河北衡水中学二模）2015年，屠呦呦因发现青蒿素治疗疟疾的新疗法获奖。

工业上青蒿素一般从青蒿植株中提取，产量低，价格高。

基因工程及细胞工程等为培育出高青蒿素含量的青蒿提供了思路。

科学家先通过紫外线处理大量青蒿幼苗后，偶然发现一株高产植株。

通过基因测序发现该高产植株控制青蒿素合成相关的一种关键酶的基因发生了突变。

（1）提取了高产植株的全部DNA后，要想快速大量获得该突变基因可以采用PCR技术，该技术的原理是_______________________。

（2）如果用青蒿某个时期mRNA反转录产生的双链cDNA片段，用该双链cDNA进行PCR扩增，进行了30个循环后，理论上可以产生约为________个DNA分子，该双链与载体连接后储存在一个受体菌群中，这个受体菌群就叫做青蒿的________，获得的cDNA与青蒿细胞中该基因碱基序列________（填“相同”或“不同”）。

（3）将获得的突变基因导入普通青蒿之前，先构建基因表达载体，图1、2中箭头表示相关限制酶的酶切位点。

请回答：

图1　　　　　图2

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______________________________，构建好的重组质粒在其目的基因前要加上特殊的启动子，启动子是________识别结合位点。

（4）检测目的基因是否表达出相应蛋白质，应采取____________

________________________________________技术。

目的基因导入组织细胞后，通过________技术培育出青蒿幼苗。

解析：

（1）PCR技术的原理是DNA双链复制，可在体外实现DNA的大量扩增。

（2）如果用青蒿某个时期mRNA反转录产生的双链cDNA片段，用该双链cDNA进行PCR扩增，进行了30个循环后，理论上可以产生约为230个DNA分子，该双链与载体连接后储存在一个受体菌群中，这个受体菌群就叫作青蒿的部分基因文库（cDNA文库），获得的cDNA与青蒿细胞中该基因碱基序列不同。

（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SmaⅠ会破坏质粒的抗性基因及外源DNA中的目的基因，构建好的重组质粒在其目的基因前要加上特殊的启动子，启动子是RNA聚合酶识别结合位点。

（4）检测目的基因是否表达出相应蛋白质，应采取抗原－抗体杂交技术。

目的基因导入组织细胞后，通过植物组织培养技术培育出青蒿幼苗。

答案：

（1）DNA双链复制　

（2）230　cDNA文库（或部分基因文库）　不同　（3）SmaⅠ会破坏质粒的抗性基因及外源DNA中的目的基因　RNA聚合酶　（4）抗原－抗体杂交技术　植物组织培养

7．（2016·潍坊二模）中美研究人员发现了PYL9蛋白（一种提高植物抗旱性的蛋白），利用转基因技术让水稻自身产生大量PYL9蛋白，可显著提高其抗旱性，请回答下列问题：

（1）已知PYL9蛋白的氨基酸序列，培育转基因抗旱水稻可用________方法来获得目的基因。

构建基因表达载体用到的工具酶是_________________________________________________________。

（2）导入目的基因的重组细胞可通过________________技术培育成完整植株，这一过程体现了______________。

（3）目的基因若在水稻细胞中表达，遗传信息流向是_________；检测水稻细胞中是否存在PYL9蛋白，在分子水平上采用的方法是________。

（4）经研究发现PYL9蛋白是位于细胞膜上的一种脱落酸受体。

干旱环境中水稻老叶内脱落酸的含量增加，能加速___________，将节省的水分和养料转移到幼叶和芽中，增强了幼叶和芽的存活率。

PYL9蛋白的作用能体现细胞膜_____________________的功能。

解析：

（1）已知氨基酸序列，所以可以用人工合成的方法来获得目的基因。

构建基因表达载体用到限制酶和DNA连接酶，限制酶用来切割目的基因和运载体，DNA连接酶将其连接。

（2）导入目的基因后重组细胞是通过植物组织培养技术经过脱分化和再分化培育成完整植株，这一过程体现了植物细胞的全能性。

（3）目的基因在水稻细胞中表达时，遗传信息流向是从目的基因转录形成mRNA，再经过翻译流向蛋白质。

要检测蛋白质是否表达应采用抗原－抗体杂交，如果出现杂交带，说明表达成功。

（4）脱落酸含量增加能促进衰老叶片的衰老与脱落，将节省的水分和养料转移到幼叶和芽中，增强了幼叶和芽的存活率。

该蛋白是受体，能识别信息，所以体现了细胞膜进行细胞间信息交流。

答案：

（1）人工合成　限制性核酸内切酶（限制酶）和DNA连接酶　

（2）植物组织培养　植物细胞的全能性　（3）目的基因→mRNA→蛋白质　抗原－抗体杂交　（4）老叶的衰老与脱落　进行细胞间信息交流

8．（2017·梅州检测）植酸酶在饲料行业中广泛应用，其可以分解动物饲料中的天然有机磷。

饲料企业使用植酸酶主要是为了提高磷的利用率、节省饲料配方空间，降低成本。

请回答下列问题：

（1）饲料加工过程温度较高，要求植酸酶具有较好的高温稳定性。

利用蛋白质工程技术对其进行改造时，其基本途径是：

从预期的植酸酶的功能出发→设计预期的植酸酶的结构→推测植酸酶应有的________序列→找到相对应基因的______________________序列。

（2）培育转植酸梅基因的大豆，可提高其作为饲料原料磷的利用率。

在获得转基因植株的过程中，其核心步骤是____________。

将植酸酶基因导入大豆细胞常用的方法是________________________。

目的基因导入受体细胞后，是否可以稳定存在并表达，还需进行分子检测，需检测的分子有

_____________________________________________________。

（3）为了提高猪对饲料中磷的利用率，科学家将带有植酸酶基因的重组质粒通过____________________________方法转入猪的受精卵中。

该受精卵培养至一定时期可通过____________________方法，从而一次得到多个转基因猪胚胎，进而获得多个转基因猪个体。

解析：

（1）根据中心法则逆推以确定目的基因的碱基序列：

预期蛋白质功能→设计预期的蛋白质结构→推测应有氨基酸序列→找到对应的脱氧核苷酸序列（基因）。

（2）基因工程的核心步骤为基因表达载体的构建，基因工程中，通常利用农杆菌转化法将目的基因导入植物的受体细胞。

目的基因的检测与鉴定包括以下几个，检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因→DNA分子杂交技术；检测目的基因是否转录出了mRNA→分子杂交技术；检测目的基因是否翻译成蛋白质—抗原－抗体杂交技术。

（3）基因工程中，目的基因导入动物细胞的受精卵中时，一般用显微注射法。

受精卵培养到桑葚胚或囊胚时期可以利用胚胎分割移植方法，一次得到多个转基因猪个体。

答案：

（1）氨基酸　脱氧核苷酸（碱基）　

（2）基因表达载体的构建（构建表达载体）　农杆菌转化法　DNA（目的基因、植酸酶基因）、mRNA（目的基因转录的mRNA、植酸酶基因转录的mRNA）、蛋白质（植酸酶）　（3）显微注射法（显微注射技术）　胚胎分割

9．（2016·唐山一模）如图为培育转基因山羊生产人β－酪蛋白的流程图。

请回答下列问题：

（1）过程①为基因工程中的______________，人β－酪蛋白基因为__________，可从基因文库中获取，基因文库包括_______________。

（2）过程②指的是胚胎移植过程，一般选取________的胚胎进行胚胎移植，不选用原肠胚时期的胚胎。

（3）过程③为加速转基因动物的繁育，可以采用___________、______________等方法。

（4）过程④指的是目的基因的表达，包括______________两个阶段，在分子水平上检测目的基因是否在转基因山羊体内成功表达的方法是_____________________________________________________。

解析：

（1）过程①表示基因表达载体的构建，所用的人β－酪蛋白基因为目的基因。

基因文库包括基因组文库和部分基因文库。

（2）过程②为胚胎移植，一般选用发育完好的桑葚胚时期或者囊胚期的胚胎进行移植。

（3）过程③为加速转基因动物的繁育，可使用核移植技术和胚胎分割技术扩大转基因山羊群体。

（4）过程④指的是目的基因的表达产生β－酪蛋白，包括转录与翻译两个阶段，最后检测目的基因是否翻译成蛋白质，方法是从转基因生物中提取蛋白质，用相应的抗体进行抗原—抗体杂交。

答案：

（1）构建基因表达载体　目的基因　基因组文库和部分基因文库　

（2）桑葚胚时期或者囊胚期　（3）胚胎分割移植　体细胞核移植（或克隆技术）　（4）转录与翻译　抗原－抗体杂交