基因工程高考真题.docx
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基因工程高考真题
高考生物一轮复习第三期现代生物科技专题
专题聚焦一基因工程高考真题体验
1.(08全国卷Ⅰ·4)已知某种限制性内切酶在一线性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个酶切位点上都被该酶切断,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分子上至少有一个酶切位点被该酶切断,则理论上讲,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.3B.4C.9D.12
答案:
C
解析:
考查了限制性内切酶切割DNA片段的有关知识。
这道题目可以转化为单纯的数字计算题。
每个DNA分子上至少有1个酶位点被该酶切断,可以切得的种类有:
a、b、c、d、ab、bc、cd、abc、bcd九种。
2.(08天津卷·4)为获得纯和高蔓抗病番茄植株,采用了下图所示的方法:
图中两对相对性状独立遗传。
据图分析,不正确的是
A、过程①的自交代数越多,纯合高蔓抗病植株的比例越高
B、过程②可以任取一植株的适宜花药作培养材料
C、过程③包括脱分化和再分化两个过程
D、图中筛选过程不改变抗病基因频率
答案:
D
解析:
考查生物育种的有关知识。
从图中可以看出为获得纯合高蔓抗病番茄植株,一共采取了三种育种手段:
杂交育种、单倍体育种和基因工程育种。
过程①是多次自交和筛选,使得纯合高蔓抗病植株的比例提高;过程②是花药离体培养,采用任一株F1的花药均可;③是植物组织培养获得植株的过程,包括脱分化和再分化两个阶段。
筛选纯和高蔓抗病支柱的过程实质就是定向改变基因频率的过程,即使得高蔓抗病基因的频率升高。
3.(08广东卷·8)改良缺乏某种抗病性的水稻品种,不宜采用的方法是
A.诱变育种B.单倍体育种C.基因工程育种D.杂交育种
答案:
B
解析:
本题考查育种的几个基本方法的特点。
正确把握“缺乏某种抗病性的水稻”及其原因是解答本题的关键。
可通过诱变育种或基因工程育种的方法使水稻获得抗性基因,可通过杂交育种培育抗病性水稻。
单倍体育种过程,只是让单倍体原有的染色体及其上面的基因加倍,无抗病基因并不能产生相应的变异。
4.(11年四川卷)5.北极比目鱼中有抗冻基因,其编码的抗冻蛋白具有11个氨基酸的重复序列,该序列重复次数越多,抗冻能力越强,下图是获取转基因抗冻番茄植株的过程示意图,有关叙述正确的是
A过程①获取的目的基因,可用于基因工程和比目鱼基因组测序
B多个抗冻基因编码区依次相连成能表达的新基因,不能得到抗冻性增强的抗冻蛋白,
C过程②构成的重组质粒缺乏标记基因,需要转入农杆菌才能进行筛选
D应用DNA探针技术,可以检测转基因抗冻番茄植株中目的基因的存在及其完全表达
答案:
B
解析:
过程1获得的目的基因已不含非编码区和内含子,因此不能用于比目鱼基因组测序,因此A错。
导入农杆菌是为了扩增和更易导入蕃茄细胞,C错。
DNA探针技术不能检测基因是否完全表达,目的基因的完全表达应该检测表达产物蛋白质,D错。
5.(2011年浙江卷)6、ada(酸脱氨酶基因)通过质粒pET28b导入大肠杆菌并成功表达腺苷酸脱氨酶。
下列叙述错误的是
A.每个大肠杆菌细胞至少含一个重组质粒
B.每个重组质粒至少含一个限制性核酸内切酶识别位点
C.每个限制性核酸内切酶识别位点至少插入一个ada
D.每个人的ada至少表达一个腺苷酸脱氨酶分子
答案:
C
6.(2012浙江卷)6.天然的玫瑰没有蓝色花,这是由于缺少控制蓝色色素合成的基因B,而开蓝色花的矮牵牛中存在序列已知的基因B。
现用基因工程技术培育蓝玫瑰,下列操作正确的是
A.提取矮牵牛蓝色花的mRNA,经逆转录获得互补的DNA,再扩增基因B
B.利用限制性核酸内切酶从开蓝色花矮牵牛的基因文库中获取基因B
C.利用DNA聚合酶将基因B与质粒连接后导入玫瑰细胞
D.将基因B直接导入大肠杆菌,然后感染并转入玫瑰细胞
【答案】A
【命题透析】通过特定的实例考查基因工程的相关概念及操作要领。
【思路点拨】控制蓝色色素合成的基因B即为我们所需要的目的基因,可通过逆转录法获得基因B,再进行扩增以增加其数量;基因文库中保存的是各基因片段,提取时无须使用限制性核酸内切酶;为使目的基因在受体细胞中稳定存在且能向下一代遗传,应先在体外使用DNA连接酶构建基因表达载体,然后再导入大肠杆菌。
7.(2012四川卷)2.将大肠杆菌的质粒连接上人生长激素的基因后,重新置入大肠杆菌的细胞内,通过发酵就能大量生产人生长激素。
下列叙述正确的是
A.发酵产生的生长激素属于大肠杆菌的初级代谢产物
B.大肠杆菌获得的能产生人生长激素的变异可以遗传
C.大肠杆菌质粒标记基因中腺嘌呤与尿嘧啶含量相等
D.生长激素基因在转录时需要解旋酶和DNA连接酶
【答案】B
【解析】A初级代谢产物是微生物生长必需的,而人的生长激素不是大肠杆菌必需的,帮A错。
B可遗传的变异有基因突变、基因重组和染色体变异,大肠杆菌是原核生物,但其变异来源是基因重组。
C基因为有遗传效应的DNA片段,不含有U。
D转录时不需要形成磷酸二酯键,不需要DNA连接酶。
8.(2012全国卷新课标版)40.现代生物科技专题(15分)根据基因工程的有关知识,回答下列问题:
·
(1)限制性内切酶切割DNA分子后产生的片段,其末端类型有 和 。
(2)质粒运载体用EcoRⅠ切割后产生的片段如下:
为使运载体与目的基因相连,含有目的基因的DNA除可用EcoRⅠ切割外,还可用另一种限制性内切酶切割,该酶必须具有的特点是 。
(3)按其来源不同,基因工程中所使用的DNA连接酶有两类,即 DNA连接酶和 DNA连接酶。
(4)反转录作用的模板是 ,产物是 。
若要在体外获得大量反转录产物,常采用 技术。
(5)基因工程中除质粒外, 和 也可作为运载体。
(6)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 。
【解析】本题着重考查基因工程方面的知识。
限制性核酸内切酶可以将DNA分子切成两种类型的末端,平末端和黏性末端。
两种不同酶切割之后便于相连,所产生的黏性末端必须相同。
EcoliDNA连接酶可以连接黏性末端,T4DNA连接酶可以连接两种末端,反转录是以mRNA为模板逆转录先合成单链DNA,再合成双链DNA,利用PCR技术进行大量扩增。
基因工程中可以选用质粒,噬菌体、动植物病毒做载体。
当受体细胞是细菌时,为了增大导入的成功率,常用Ca+处理,得到感受态细胞,此时细胞壁和细胞膜的通透性增大,容易吸收重组质粒。
【答案】(1)平末端和粘性末端(2)切割产生的DNA片段末端与EcoRⅠ切割产生的相同(3)T4 Ecoli(4)mRNA单链DNA PCR(聚合酶链式反应)(5)动植物病毒 λ噬菌体的衍生物(6)未处理的大肠杆菌吸收质粒(外源DNA)的能力极弱
9.(2012福建卷)32.现代生物科技专题
肺细胞中的let-7基因表达减弱,癌基因RAS表达增强,会引发肺癌。
研究人员利用基因工程技术将let-7基因导入肺癌细胞实验表达,发现肺癌细胞的增殖受到抑制。
该基因工程技术基本流程如图1。
请回答:
(1)进行过程①时,需用 酶切开载体以插入let-7基因。
载体应用RNA聚合酶识别和结合的部位,以驱动let-7基因转录,该部位称为 。
(2)进行过程②时,需用 酶处理贴附在培养皿壁上的细胞,以利于传代培养。
(3)研究发现,let-7基因能影响RAS的表达,其影响机理如图2。
据图分析,可从细胞提取 进行分子杂交,以直接检测let-7基因是否转录。
肺癌细胞增殖受到抑制,可能是由于细胞中 (RASmRNA/RAS蛋白)含量减少引起的。
【答案】(10分)
(1)限制性核酸内切酶(或限制)启动子
(2)胰蛋白
(3)RNARAS蛋白
【解析】
(1)过程
表示基因表达载体的构建,在该过程中需要用限制酶对载体进行切割以便于目的基因的插入(限制性核酸内切酶,简称限制酶,写其他的不得分);启动子是一段特殊的DNA序列,是RNA聚合酶结合和识别的位点,RNA聚合酶结合到该位点,可驱动转录过程。
(2)过程
表示动物细胞培养,培养过程中出现接触抑制后可以用胰蛋白酶处理,使之分散成单个的细胞,之后分装到其他培养瓶里面进行传代培养。
(3)判断目的基因是否在受体细胞中转录,可用分子杂交技术来进行,从细胞中提取mRNA和用放射性同位素或者荧光标记的目的基因单链DNA片段进行杂交。
根据题中信息“肺组织细胞中的let-7基因表达减弱,癌基因RAS表达就增强,引发肺癌”导入let7基因后,肺癌细胞受到抑制,说明RAS基因表达减弱,导致细胞中的RAS蛋白质含量减少进而导致癌细胞受抑制。
10.(2012山东卷)35.(8分)【生物—现代生物科技专题】
毛角蛋白Ⅱ型中间丝(KIFⅡ)基因与绒山羊的羊绒质量密切相关。
获得转KIFⅡ基因的高绒质绒山羊的简单流程如图。
(1)过程①中最常用的运载工具是______,所需要的酶是限制酶和_________。
(2)在过程②中,用_______处理将皮肤组织块分散成单个成纤维细胞。
在培养过程中,将成纤维细胞置于5%CO2的气体环境中,CO2的作用是______________。
(3)在过成③中,用_________处理以获取更多的卵(母)细胞。
成熟卵(母)细胞在核移植前需要进行_________处理。
(4)从重组细胞到早期胚胎过程中所用的胚胎工程技术是_________。
在胚胎移植前,通过_______技术可获得较多胚胎。
答案:
(1)质粒 DNA 连接酶
(2)胰蛋白酶(或胶原蛋白酶 ) 维持培养基(液)的pH
(3)促性腺激素(或促滤泡素,孕马血清) 去核
(4)(早期)胚胎培养 胚胎分割
解析:
本题综合考查基因工程的基本工具、动物细胞工程和胚胎工程的基础知识,考查识图、获取信息与处理信息的能力。
基因工程所用的基本工具有限制性内切酶、DNA连接酶和运载体,其中,常用的运载体是质粒,也可用噬菌体衍生物和动植物病毒。
在动物细胞工程中,若将动物组织分散成单个细胞,常用胰蛋白酶和胶原蛋白酶来处理;若进行核移植,需先对卵母细胞培养到MⅡ中期并做去核处理;动物细胞的培养需要无菌无毒条件,一定的营养条件,血浆血清和O2、CO2气体条件,其中的气体CO2主要用于维持培养液的pH。
在动物胚胎工程中,常用促性腺激素处理雌性个体而使其超数排卵;常采用核移植和早期胚胎培养技术获得重组胚胎,并进一步培育出克隆动物,常采用胚胎分割并移植技术获得更多的优良个体。
11.(2012·天津卷,7)7.(13分)生物分子间的特异性结合的性质广泛用于生命科学研究。
以下实例为体外处理“蛋白质-DNA复合体”获得DNA片段信息的过程图。
据图回答:
(1)过程①酶作用的部位是键,此过程只发生在非结合区DNA,过程②酶作用的部位是键。
(2)①、②两过程利用了酶的特性。
(3)若将得到的DNA片段用于构建重组质粒,需要过程③的测序结果与酶的识别序列进行对比,已确定选用何种酶。
(4)如果复合体中的蛋白质为RNA酶聚合,则其识别、结合DNA序列位基因的
。
(5)以下研究利用了生物分子间的特异性结合的有(多选)
A.分离得到核糖体,用蛋白酶酶解后提rRNA
B.用无水乙醇处理菠菜叶片,提取叶绿体基粒膜上的光合色素
C.通过分子杂交手段,用荧光物质标记的目的基因进行染色体定位
D.将抑制成熟基因导入番茄,其mRNA与催化成熟酶基因的mRNA互补结合,终止后者翻译,延迟果实成熟。
【答案】
(1)磷酸二酯键,肽键
(2)专一
(3)限制性DNA内切酶
(4)启动子
(5)ACD
【解析】
(1)DNA酶作用的部位是DNA的磷酸二酯键,蛋白酶作用的部位是肽键。
(2)①②过程利用了各种酶催化一种或一类化学反应的特性,即专一性。
(3)DNA要构建重组质粒,需要用限制性DNA内切酶切割,再与质粒重组。
(4)RNA聚合酶识别和结合在基因的启动子上,才能驱动基因转录。
(5)蛋白酶能特异性的酶解蛋白质,分子杂交手段也是利用各物质分子结合的特异性,抑制成熟基因转录出的mRNA与催化成熟酶基因的mRNA碱基互补结合,也具有特异性,光和色素易溶于有机溶剂,与酒精并不是特异性的溶解,所以选ABC。
12.(2012江苏卷)32.图1表示含有目的基因D的DNA片段长度(bp即碱基对)和部分碱基序列,图2表示一种质粒的结构和部分碱基序列。
现有MspⅠ、BamHⅠ、MboⅠ、SmaⅠ4种限制性核酸内切酶切割的碱基序列和酶切位点分别为C↓CGG、G↓GATCC、↓GATC、CCC↓GGG。
请回答下列问题:
(1)图1的一条脱氧核苷酸链中相邻两个碱基之间依次由______连接。
(2)若用限制酶SmaⅠ完全切割图1中DNA片段,产生的末端是_____末端,其产物长度为_____。
(3)若图1中虚线方框内的碱基对被T-A碱基对替换,那么基因D就突变为基因d。
从杂合子分离出图1及其对应的DNA片段,用限制酶SmaⅠ完全切割,产物中共有_____种不同DNA片段。
(4)若将图2中质粒和目的基因D通过同种限制酶处理后进行,形成重组质粒,那么应选用的限制酶是_____。
在导入重组质粒后,为了筛选出含重组质粒的大肠杆菌,一般需要用添加_____的培养基进行培养。
经检测,部分含有重组质粒的大肠杆菌菌株中目的基因D不能正确表达,其最可能的原因是_______________。
答案:
(1)脱氧核糖、磷酸、脱氧核糖
(2)平 537bp、790bp、661bp
(3)4 (4)BamHI抗生素B 同种限制酶切割形成的末端相同,部分目的基因D与质粒反向连接
解析:
(1)DNA单链中相邻两个碱基之间通过“脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖”连接。
[来源:
中*教*网z*z*s*tep]
(2)SmaI识别的序列为GGGCCC,切割后会产生平末端;图1所示的DNA分子中含有两个SmaI的识别位点,第一个识别位点在左端534bp序列向右三个碱基对的位置;第二个识别位点在右端658bp序列向左三个碱基对的位置,从这两个位点切割后产生的DNA片段长度分别为534+3,796-3-3,658+3,即得到的DNA片段长度分别为537bp、790bp和661bp。
(3)在杂合子体内含有基因D和基因d,基因D的序列中含有两个识别位点,经过SmaI完全切割会产生537bp、790bp和661bp三种不同长度的片段,基因d的序列中含有一个识别位点,经过切割后会产生1327bp和661bp两种长度的片段,综上,杂合子中分离到该基因的DNA片段经过切割后会产生4种不同长度的片段。
(4)能够获取目的基因并切开质粒的限制酶有识别序列为GGATCC的BamHI和识别序列为GATC的MboI,若使用MboI会同时破坏质粒中的抗生素A抗性基因和抗生素B抗性基因,所以要用BamHI来切割目的基因和质粒,切割后保留了完整的抗生素B抗性基因,便于筛选出含有重组质粒的大肠杆菌。
因为目的基因和运载体是用同种限制酶切割的,目的基因两端的末端和质粒切割后的两个末端都能进行互补,可能出现目的基因反向连接在运载体上的情况,导致基因D不能正确表达。
13.(2011年江苏卷)33.(8分)请回答基因工程方面的有关问题:
(1)利用PCR技术扩增目的基因,其原理与细胞内DNA复制类似(如下图所示)。
图中引物为单链DNA片段,它是子链合成延伸的基础。
①从理论上推测,第四轮循环产物中含有引物A的DNA片段所占的比例为。
②在第轮循环产物中开始出现两条脱氧核苷酸链等长的DNA片段。
(2)设计引物是PCR技术关键步骤之一。
某同学设计的两组引物(只标注了部分碱基序列)都不合理(如下图),请分别说明理由。
①第1组:
;②第2组:
。
(3)PCR反应体系中含有热稳定DNA聚合酶,下面的表达式不能正确反映DNA聚合酶的功能,这是因为。
(4)用限制酶EcoRV、Mbol单独或联合切割同一种质粒,得到的DNA片段长度如下图(1kb
即1000个碱基对),请在答题卡的指定位置画出质粒上EcoRV、Mbol的切割位点。
答案:
33.(8分)
(1)①15/16②三
(2)①引物I和引物Ⅱ局部发生碱基互补配对而失效
②引物I’自身折叠后会出现局部碱基互补配对而失效
(3)DNA聚合酶只能将单个脱氧核苷酸连续结
合到双链DNA片段的引物链上
(4)见右图
14.(11年,海南31)[生物——选修3:
现代生物科技专题](15分)
回答有关基因工程的问题:
(1)构建基因工程表达载体时,用不同类型的限制酶切割DNA后,可能产生粘性末端,也可能产生___末端。
若要在限制酶切割目的基因和质粒后使其直接进行连接,则应选择能使二者产生_____(相同,不同)粘性末端的限制酶。
(2)利用大肠杆菌生产人胰岛素时,构建的表达载体含有人胰岛素基因及其启动子等,其中启动子的作用是___________________________________。
在用表达载体转化大肠杆菌时,常用____________处理大肠杆菌,以利于表达载体进入:
为了检测胰岛素基因是否转录出了mRNA,可用标记的胰岛素基因片段作探针与mRNA杂交,该杂交技术称为___________________。
为了检测胰岛素基因转录的mRNA是否翻译成_____________,常用抗原-抗体杂交技术。
(3)如果要将某目的基因通过农杆菌转化法导入植物细胞,先要将目的基因插入农杆菌Ti质粒的____________中,然后用该农杆菌感染植物细胞,通过DNA重组将目的基因插入植物细胞的______上。
答案:
(1)平相同
(2)提供RNA聚合酶特异性识别结合位点,驱动基因转录
Ca2+DNA—RNA分子杂交胰岛素原(蛋白质)
(3)T—DNA染色体