2019-2020学年人教版生物选修三江苏专用练习：1-基因工程专题综合检测（一）

2019-2020学年人教版生物选修三江苏专用练习：1-基因工程专题综合检测（一）

专题综合检测(一)[学生用书 P77(单独成册)] (时间：45分钟 满分：100分) 一、单项选择题(本题包括 5小题，每小题 5分，共 25分) 1．(2019·甘肃天水检测)1987年，美国科学家将萤火虫的荧光素基因转入烟草植物细胞 并获得高水平的表达。长成的烟草植株通体光亮，堪称自然界的奇迹。这一研究成果表明 ( ) ①萤火虫与烟草的 DNA结构基本相同 ②萤火虫与烟草共用一套遗传密码 ③烟草体内合成了荧光素 ④萤火虫和烟草合成蛋白质的方式基本相同 A．①③ B．②③ C．①④ D．①②③④ 解析：选 D。萤火虫与烟草的遗传物质都是双链 DNA，这是完成基因重组的基础，① 符合题意；自然界的所有生物几乎都共用一套遗传密码，即无论在高等生物还是低等生物中， 相同的密码子决定的氨基酸种类都相同，②符合题意；萤火虫的荧光素基因导入烟草细胞使 得该植株通体光亮，可见荧光素基因在该植株中成功表达，③符合题意；基因的表达包括转 录和翻译，最后合成蛋白质，④符合题意。 2．下列物质或过程不影响磷酸二酯键数目变化的是( ) A．RNA聚合酶、逆转录酶、Taq酶 B．DNA聚合酶、DNA连接酶、DNA酶 C．遗传信息的翻译、PCR中 DNA解链 D．cDNA文库的构建、基因突变过程 解析：选 C。RNA聚合酶、逆转录酶和 Taq酶的作用都会导致磷酸二酯键的数目增加， A不符合题意；DNA聚合酶和 DNA连接酶的作用都会导致磷酸二酯键的数目增加，而 DNA 酶的作用会导致磷酸二酯键的数目减少，B不符合题意；遗传信息的翻译会增加肽键的数目， PCR中 DNA解链会减少氢键的数目，这两个过程都不会影响磷酸二酯键的数目，C符合题 意；cDNA文库的构建需要使用逆转录酶，这会导致磷酸二酯键的数目增多，基因突变是指 基因中碱基对的增添、缺失或替换，其中增添和缺失会导致磷酸二酯键的数目改变，D不符 合题意。 3．(2019·内蒙古包头一中高二下学期期中)科学家利用基因工程培育出了耐盐的转基因 棉花新品系，下列相关叙述错误的是( ) A．可通过农杆菌感染法将重组质粒导入受体细胞 B．含耐盐基因的棉花细胞可经植物组织培养获得完整植株 C．可用较高浓度的盐水浇灌来鉴定棉花植株的耐盐性 D．如果目的基因的核苷酸序列是完全未知的，可用 PCR技术得到大量目的基因 解析：选 D。棉花是双子叶植物，通过农杆菌感染法可将重组质粒导入棉花受体细胞， A正确；植物组织培养技术可以保持亲本的优良性状，含耐盐基因的棉花细胞经植物组织培 养可获得完整的耐盐植株，B正确；棉花植株是否耐盐，主要看植株能否在高浓度的盐溶液 中生活，因此，可以用较高浓度的盐水浇灌来鉴定棉花植株的耐盐性，C正确；如果目的基 因的核苷酸序列是完全未知的，可从基因文库中获取目的基因，而不能通过 PCR扩增获得， D错误。 4．(2019·淮南高二检测)利用细菌大量生产人类干扰素，下列有关叙述错误的是( ) A．用适当的酶对载体与人类干扰素基因进行切割与黏合 B．用 Ca2＋处理受体细菌表面，将重组 DNA导入受体细菌 C．通常通过检测目的基因产物来检测重组 DNA是否已导入受体细菌 D．重组 DNA必须能在受体细菌内进行复制与转录，并合成人类干扰素 解析：选 C。在构建基因表达载体时，要对含有目的基因的 DNA 分子和载体进行同种 限制酶的切割和 DNA 连接酶的黏合，A项正确；因为受体细胞是细菌，通常对其进行 Ca2 ＋处理至感受态，以便更好地导入目的基因，B项正确；通常采用标记基因来检测重组 DNA 是否导入受体细胞，C项错误；重组 DNA 进入细胞后，其上的目的基因会随着 DNA的复 制而复制，并表达(转录和翻译)出相应的基因产物——人类干扰素，D项正确。 5．(2019·江苏镇江模拟)中华鲟是地球上最古老的脊椎动物之一，被称为“活化石”。 研究者试图通过蛋白质工程改造中华鲟体内的某些蛋白质，使其更加适应现在的水域环境。 以下相关说法错误的是( ) A．蛋白质工程可以定向改变蛋白质分子的结构 B．改造蛋白质是通过改造基因结构而实现的 C．蛋白质工程的基础是基因工程 D．改造后的中华鲟的后代不可能具有改造的蛋白质 解析：选 D。蛋白质工程可以定向改造蛋白质分子的结构，A正确；改造蛋白质是通过 改造基因结构而实现的，B正确；蛋白质工程的基础是基因工程，C正确；蛋白质工程改造 的是基因，可以遗传给子代，因此改造后的中华鲟的后代也可能具有改造的蛋白质，D错误。 二、多项选择题(本题包括 2小题，每小题 6分，共 12分) 6．chlL基因是蓝藻拟核 DNA 上控制叶绿素合成的基因。为了研究该基因对叶绿素合 成的控制，需要构建缺失 chlL基因的蓝藻细胞。技术路线如图所示，下列对此技术的描述 正确的是( ) A．②过程共形成 4个磷酸二酯键 B．①②过程都需要使用限制性核酸内切酶和 DNA连接酶 C．该项技术操作成功的标志是目的基因的表达 D．红霉素抗性基因是标记基因，用于筛选含有 chlL基因的受体细胞 解析：选 AB。②过程为红霉素抗性基因与重组质粒 1结合，该过程中重组质粒 1与红 霉素抗性基因有两个切口需要连接，故共形成 4个磷酸二酯键，A项正确；①过程需要用同 种限制酶切割质粒和 chlL基因，然后用 DNA连接酶连接 chlL基因和质粒，B项正确；该 技术是为了获得缺失 chlL基因的蓝藻细胞，故该技术成功的标志是蓝藻细胞无 chlL基因控 制的性状即蓝藻不能合成叶绿素，C项错误；红霉素抗性基因不属于标记基因，红霉素抗性 基因可插入到蓝藻拟核 DNA以破坏蓝藻拟核 DNA上的 chlL基因，最终可获得缺失 chlL基 因的蓝藻细胞，D项错误。 7．(2019·南京校级月考)采用基因工程技术可培育出含人凝血因子基因的转基因羊，但 是人凝血因子只存在于该转基因羊的乳汁中。下列有关叙述正确的是( ) A．人体细胞中凝血因子基因的碱基对数目大于凝血因子氨基酸数目的 3倍 B．在该转基因羊中，人凝血因子基因也会存在于成熟的红细胞中 C．人凝血因子基因开始转录后，在 DNA连接酶的作用下合成 mRNA D．科学家将目的基因与乳腺蛋白基因的启动子等调控组件重组在一起，制成乳腺生物 反应器 解析：选 AD。人体细胞中凝血因子基因的碱基对数目大于凝血因子氨基酸数目的 3倍， A正确；由于羊的成熟的红细胞中没有细胞核，所以人的凝血因子基因不会存在于该转基因 羊的成熟红细胞中，B错误；人凝血因子基因转录过程中，所需要的酶是 RNA 聚合酶，C 错误。 三、非选择题(本题包括 5小题，共 63分) 8．(10分)(2019·长安一中高二质检)将乙肝病毒表面抗原基因导入草莓细胞中，由此可 获得用来预防乙肝的一种新型疫苗，为预防乙肝开辟了一条新途径。请回答下列问题： (1)获得乙肝病毒表面抗原基因后，常利用____________技术进行扩增。构建的基因表 达载体要有__________，以便筛选出含有目的基因的受体细胞。把基因转入农杆菌内时常用 ____________处理农杆菌，使之成为感受态细胞。 (2)使用农杆菌将乙肝病毒表面抗原基因导入草莓细胞中，农杆菌中的 Ti质粒上的 T－ DNA可将乙肝病毒表面抗原基因转移至草莓细胞中的____________上。目的基因进入草莓 细胞内并在草莓细胞内维持稳定和表达，这个过程称为________。 (3)在分子水平上，可采用____________的方法来检测转基因草莓果实提取液中有无相 应的抗原。 (4)获得的转基因草莓植株自交，发现大约有 1/16的子代果实中未提取到相应的抗原， 原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案：(1)PCR 标记基因 CaCl2(Ca2＋) (2)染色体 DNA 转化 (3)抗原—抗体杂交 (4)导入受体细胞的两个目的基因整合到两对同源染色体的两条非同源染色体上 9．(12分)利用基因工程生产蛋白质药物，经历了三个发展阶段。第一阶段：将人的基 因转入细菌细胞。第二阶段：将人的基因转入小鼠等动物细胞。这两个阶段都进行细胞培养， 提取药物。第三阶段：将人的基因转入高等动物体内，饲养这些动物，从乳汁、尿液等中提 取药物。 (1)将人的基因转入异种生物的细胞或个体内，能够产生药物蛋白的原理是基因能控制 ________________________________________________________________________ ____________________过程(以遗传信息图表示)。 (2)为了获得更多的目的基因，可以用________技术使目的基因在生物体外大量扩增。 (3)由于重组 DNA分子成功导入受体细胞的频率____________________________， 所以在转化后通常需要进行________操作。 (4)利用转基因牛、羊乳汁提取药物工艺简单，甚至可以直接饮用乳汁治病。如果让药 物蛋白基因在动物，如牛、羊的膀胱上皮细胞中表达，利用转基因牛、羊尿液生产提取药物 比用乳汁提取药物的优越性在于处于不同发育时期的________(填性别)动物可产生药物。 解析：基因工程成功的标志是合成相应的蛋白质，表现出相应的性状；在实验室中可以 通过 PCR技术对目的基因进行扩增；目前条件下，基因工程的成功率还是比较低的，所以 要进行筛选。 答案：(1)DNA――→ 转录 RNA――→ 翻译 蛋白质(性状) (2)PCR(多聚酶链式反应) (3)低 筛选 (4)雌性、雄性 10．(13分)(2019·江苏三校高二期中联考)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。请回 答下列问题： (1)研究人员依据基因的已知序列设计引物，从陆地棉和拟南芥的__________中获取酶D 基因和转运肽基因，所含三种限制酶(ClaⅠ、SacⅠ、XbaⅠ)的切点如图甲所示。则用________ 和________酶处理两个基因后，可得到____端与____端(填图中字母)相连的融合基因。 (2)将上述融合基因插入如图乙所示 Ti质粒的 TDNA中，构建______________________ 并导入农杆菌中。将获得的农杆菌接种在含________的固体培养基上筛选培养得到含融合基 因的单菌落，再利用液体培养基振荡培养，可以得到用于转化的侵染液。 (3)剪取油菜的叶片放入侵染液中一段时间，此过程的目的是_____________________。 (4)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。用________________技术在分子水平上可检测转基因油菜植株中的融合基因是 否成功转录。 解析：(1)研究人员依据基因的已知序列设计引物，采用 PCR技术从陆地棉基因文库中 获取酶 D基因，从拟南芥基因文库中获取转运肽基因。酶 D基因的 A端和转运肽基因的 D 端都含有限制酶 ClaⅠ的切割位点，因此可以用 ClaⅠ限制酶和 DNA 连接酶处理两个基因 后，得到 A、D端相连的融合基因。(2)农杆菌中的 Ti质粒上的 TDNA可转移至受体细胞， 并且整合到受体细胞染色体的 DNA上。根据农杆菌的这一特点，如果将目的基因插入到 Ti 质粒的 TDNA上，通过农杆菌的转化作用，就可以把目的基因整合到植物细胞中染色体的 DNA上。因此，将上述融合基因插入图乙所示 Ti质粒的 TDNA中，构建基因表达载体并 导入农杆菌中。由图可知，标记基因是四环素抗性基因，因此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，再利用液体培养基振荡培养，可以得到用于转化的侵染液。 (3)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。(4)检测目的基因是否转录出了 mRNA可以采用分子杂交技术。 答案：(1)基因文库 ClaⅠ DNA 连接 A D (2)基因表达载体(或“重组质粒”) 四环素 (3)利用农杆菌将融合基因导入油菜细胞 (4)分子杂交 11．(14分)(2019·菏泽一中宏志班检测)重组酵母乙肝疫苗是通过转基因的方法将人乙肝 表面抗原(HbsAg)的基因导入毕赤酵母中获得的，具有原料易得、产量大、安全、高效等特 点。下图是重组酵母乙肝疫苗的生产过程。据此回答下列问题： 限制酶酶切位点 限制酶 SnaBⅠ AvrⅡ SacⅠ BglⅡ 识别序列及酶 切位点 ↓ …TACGTA… …ATGCAT… ↑ ↓ …CCTAGG… …GGATCC… ↑ ↓ …GAGCTC… …CTCGAG… ↑ ↓ …AGATCT… …TCTAGA… ↑ (1)与大肠杆菌相比，毕赤酵母菌具有______________等细胞器，用其作为基因工程的 受体细胞，可以对合成的乙肝表面抗原________________，并分泌到细胞外，便于提取。 (2)图中氨苄青霉素抗性基因作为____________，作用是__________________________。 (3)PCR技术利用____________原理，该技术使用的工具酶是____________。 (4)从表中可以看出，不同种限制性核酸内切酶切割 DNA 分子后产生的末端类型有 ________ 和 ________ 。 试 写 出 Avr Ⅱ 酶 切 割 后 产 生 的 末 端 片 段 ： ________________________________________________________________________。 (5)为避免质粒和目的基因自身环化，在将 HbsAg基因和 pPIC9K 质粒重组时，应该用 限制酶____________________处理 HbsAg基因两侧。 答案：(1)内质网、高尔基体 加工(修饰) (2)标记基因 将含有目的基因的受体细胞筛选出来 (3)DNA复制 热稳定 DNA聚合酶(Taq酶) (4)黏性末端 平末端 …C CTAGG… …GGATC C… (5)SnaBⅠ和 AvrⅡ 12．(14分)(2019·山东青岛二中高二段考)Ⅰ.右图 a表示基 因工程中经常选用的载体——pBR322质粒，Ampr表示氨苄青 霉素抗性基因，Tetr表示四环素抗性基因。目的基因如果插入某抗性基因中，将使该基因失 活，而不再具有相应的抗性。为了检查载体是否导入原本没有 Ampr和 Tetr的大肠杆菌，将 大肠杆菌培养在含氨苄青霉素的培养基上。得到如图 b的结果(黑点表示菌落)。再将灭菌的 绒布按到图 b的培养基上，使绒布面沾上菌落，然后将绒布平移按到含四环素的培养基上培 养，得到如图 c的结果(空圈表示与 b对照无菌落的位置)。据此分析并回答下列问题： (1)pBR322质粒的基本组成单位是________________。 该基因工程中，质粒上的 Ampr、 Tetr称为____________基因。 (2)与图 c 空圈相对应的图 b 中的菌落表现型可以推知，目的基因插入了____________ 中。 Ⅱ.下图是转基因烟草的培育过程，据图回答下列问题： (3)据图分析可知，重组 Ti质粒载体，至少应该具备________个限制酶切点。 (4)从外源目的基因的获取到转基因成功，整个过程至少需要断开________个磷酸二酯 键，根据所学知识推知 TDNA 上需要自带________酶所识别的基因。 答案：(1)脱氧核糖核苷酸 标记 (2)Tetr (3)4 (4)12 限制性核酸内切(限制)