【最新版】23届高考生物二轮复习之专题跟踪检测（十四） 基因工程

这是一份【最新版】23届高考生物二轮复习之专题跟踪检测（十四） 基因工程，共10页。试卷主要包含了单项选择题，不定项选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
专题跟踪检测（十四） 基因工程一、单项选择题1．(2021·山东模拟)矮牵牛花瓣紫色的深浅由花青素的含量高低决定，花青素由查耳酮合酶(CHS)催化合成。为获得紫色更深的矮牵牛，科研人员将CHS基因导入野生型紫花矮牵牛叶肉细胞中，得到的转基因植株花色反而出现了浅紫色。下列叙述正确的是(　　)A．可以从矮牵牛的幼嫩叶肉细胞中将逆转录酶和PCR技术相结合，获取CHS基因B．农杆菌转化法和基因枪法都可以将获得的CHS基因直接导入叶肉细胞中完成转化过程C．可以用同位素标记的CHS基因检测目的基因是否成功导入叶肉细胞D．转基因植株花色为浅紫色的原因可能是CHS基因与载体反向连接，转录出的mRNA与内源基因的mRNA互补解析：D　CHS基因只在花瓣细胞中表达，因此可以从矮牵牛的花瓣细胞中将逆转录酶和PCR技术相结合，获取CHS基因，A错误；将目的基因导入受体细胞前需要先构建基因表达载体，B错误；叶肉细胞本身就含有CHS基因，因此不可以用同位素标记的CHS基因检测目的基因是否成功导入叶肉细胞，C错误；转基因植株花色为浅紫色的原因可能是CHS基因与载体反向连接，转录出的mRNA与内源基因的mRNA互补，D正确。2．(2021·宁德模拟)将小菜蛾细胞的羧酸酯酶基因(CarE)导入水稻细胞，培育抗农药水稻新品种，过程如图所示。下列叙述错误的是(　　)A．必须将含CarE基因的质粒导入水稻的受精卵B．构建重组质粒时，应选用PstⅠ和SmaⅠ分别切割质粒和含CarE基因的DNAC．Tetr的作用是鉴别和筛选含CarE基因的细胞D．通过检测表达产物来判断CarE基因在水稻细胞中是否发挥作用解析：A　含CarE基因的质粒不一定要导入水稻的受精卵，但是导入受精卵的效果更好，A错误；构建重组质粒时，应选用PstⅠ和Sma Ⅰ分别切割质粒和含CarE基因的DNA，B正确；Tetr是标记基因，是为了鉴定受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来，C正确；通过检测表达产物来判断CarE基因在水稻细胞中是否发挥作用，D正确。3．(2021·海南模拟)图1表示某重组质粒的构建过程，质粒P0具有四环素抗性基因(Tetr)和氨苄青霉素抗性基因(Ampr)，并且含有限制性内切核酸酶EcoR V的酶切位点。为筛选出含有重组质粒P1的菌落，采用含有不同抗生素的平板进行筛选，得到甲、乙、丙三类菌落，三类菌落形态相同，其生长情况如图2。下列叙述正确的是(　　)A．甲类菌落可能同时导入了P0和P1质粒B．乙类菌落扩大培养后可用于生产C．丙类菌落可能导入了含反向连接目的基因的质粒D．用玻璃刮刀将无抗生素平板上的菌落按位置接种到其他三个平板上解析：A　由题图分析可知，甲既抗氨苄青霉素，又抗四环素，可能同时转入了P0和P1质粒，也可能只转入了P0质粒，A正确；乙类菌落不抗四环素，但抗氨苄青霉素，转入了P1质粒，但还需要进一步的鉴定，例如抗原—抗体杂交后，才能进行扩大培养进行生产，B错误；丙类菌落既不抗四环素，也不抗氨苄青霉素，不含质粒，C错误；应该用接种环将菌落接种到其他平板上，D错误。4．(2021·海淀区二模)OsGLO1、EcCAT、EcGCL和TSR四个基因分别编码四种不同的酶，研究人员将这些基因分别与叶绿体转运肽(引导合成的蛋白质进入叶绿体)基因连接，构建多基因表达载体(载体中部分序列如图所示)，利用农杆菌转化法转化水稻，在水稻叶绿体内构建了一条新代谢途径，提高了水稻的产量。下列叙述正确的是(　　)A．可用抗原—抗体杂交技术检测四种酶在转基因水稻中的表达量B．四个基因转录时都以DNA的同一条单链为模板C．应选用含卡那霉素的培养基筛选被农杆菌转化的水稻细胞　　D．四个基因都在水稻叶绿体内进行转录和翻译解析：A　可用抗原—抗体杂交技术检测四种酶在转基因水稻中的表达量，杂交带相对量越多，表明目的基因翻译成的蛋白质含量越高，A正确；由题图可知，在同一个T­DNA中OsGLO1启动子启动转录的方向与其他三个基因的不同，四个基因转录时不都以DNA的同一条单链为模板，B错误；卡那霉素抗性基因不在T­DNA中，而潮霉素抗性基因在T­DNA中，应选用含潮霉素的培养基筛选被农杆菌转化的水稻细胞，C错误；由题意知，利用农杆菌转化法转化水稻，可使目的基因插入到水稻细胞中染色体的DNA上，所以与叶绿体转运肽基因连接的四个基因，在水稻细胞核内进行转录，在核糖体中进行翻译，D错误。5．(2021·济南模拟)Mischel的研究团队对来自117位病人的肿瘤细胞系、8个非癌性人类细胞样本和10个永生非癌细胞系共2 572个细胞进行研究，通过成像软件检测发现几乎40%的癌症类型和近90%的脑部肿瘤异种移植模型均含有大量似“甜甜圈”般的环状DNA(ecDNA)，而在正常细胞中几乎从未检测到。存在于染色体外的ecDNA没有着丝粒，有利于较远距离的增强子(起增加基因表达的作用)发挥作用。如图为ecDNA的形成过程及增强子与致癌基因相互作用的示意图。下列叙述错误的是(　　)A．ecDNA上癌基因大量表达的原因之一是环状结构改变了增强子与癌基因的位置，加强了表达B．与染色体平均分配不同，ecDNA往往随机分配到子细胞内C．ecDNA可能存在于细胞核，它的遗传不符合孟德尔遗传规律D．图中的癌基因可能是抑癌基因，其表达产物量增多可促进细胞分裂解析：D　由题意知：绝缘子能阻断某些基因增强子的作用，癌细胞中的大量环状DNA(ecDNA)的出现，改变了增强子与癌基因的位置，导致原本不能发挥作用的较远距离的增强子能发挥作用，从而增强癌基因的表达，A正确；由于ecDNA没有着丝粒，因此在复制以后无法由纺锤丝牵引实现平均分配，ecDNA往往随机分配到子细胞内，B正确；癌细胞的ecDNA是存在于染色体外的环状DNA且没有着丝粒，在减数分裂过程中不会随染色体发生分离和自由组合，其遗传不符合孟德尔遗传规律，C正确；由题意可知，癌细胞中的ecDNA为环状且没有着丝粒，有利于较远距离的增强子发挥作用，所以ecDNA上的癌基因会比染色体上的癌基因的表达强烈；根据癌细胞增殖的特点可以推测，ecDNA上的癌基因的表达产物量增多可促进细胞分裂。正常细胞中的抑癌基因可以抑制细胞不正常的增殖，因此图中的癌基因不可能是抑癌基因，D错误。6．(2021·辽宁模拟)科学研究发现Notch基因编码一类高度保守的细胞表面受体，通过与其相应的配体结合调控细胞增殖、分化和凋亡等。为了研究Notch基因表达产物的功能，科学家构建含Notch基因的重组质粒，并在大肠杆菌中表达。下列相关分析错误的是(　　)A．可以用逆转录的方法和PCR技术获得Notch基因B．利用PCR技术扩增目的基因时，高温代替了解旋酶的功能C．可通过核酸分子杂交的方法判断导入的基因是否成功表达D．基因表达载体的构建是基因工程的核心解析：C　获取目的基因的方法有从基因文库中获取、利用PCR扩增、人工合成等，故可以用逆转录的方法和PCR技术获得Notch基因，A正确；利用PCR技术扩增目的基因时，高温可以将DNA双链打开，代替了解旋酶的功能，B正确；判断导入的基因是否成功表达，需要用抗原—抗体杂交技术，C错误；基因表达载体的构建是基因工程的核心，D正确。7．(2021·滨州一模)构建基因表达载体时，可利用碱性磷酸单酯酶催化载体的5′­P变成5′­OH，如图所示。将经过该酶处理的载体与外源DNA连接时，由于5′­OH与3′­OH不能连接而形成切口(nick)。下列说法错误的是(　　)A．经碱性磷酸单酯酶处理的载体不会发生自身环化B．外源DNA也必需用碱性磷酸单酯酶处理C．T4 DNA连接酶可连接黏性末端和平末端D．重组DNA经过2次复制可得到不含nick的子代DNA解析：B　将经过该酶处理的载体与外源DNA连接时，由于5′­OH与3′­OH不能连接而形成切口(nick)，因此经碱性磷酸单酯酶处理的载体不会发生自身环化，A正确；外源DNA不能用碱性磷酸单酯酶处理，如用碱性磷酸单酯酶处理，载体与外源DNA无法连接形成重组DNA，B错误；T4 DNA连接酶可连接黏性末端和平末端，C正确；DNA是半保留复制，重组DNA经过2次复制，可得到2个不含nick的子代DNA，D正确。8．(2021·历城区模拟)酿酒酵母(一种酵母菌)在无氧条件下可以将木糖转化为乙醇。首先，木糖还原酶利用NADPH(还原型辅酶Ⅱ)将木糖转化为木糖醇，然后木糖醇脱氢酶利用NAD＋(氧化型辅酶Ⅰ)将木糖醇转化为木酮糖，后者在其他条件下进一步转化为乙醇。科学家利用蛋白质工程对相关酶进行改造，显著提高了乙醇的产量。下列相关说法错误的是(　　)A．NADPH供氢给木糖后不会转化为NAD＋B．若两种酶的比例不平衡，可能会造成木糖醇积累C．酿酒酵母的线粒体在无氧条件下基本不发挥作用D．科学家对相关酶改造的过程中，需要合成全新的基因解析：D　NADPH供氢给木糖后转化为NADP＋，A正确；根据题干信息，“木糖还原酶利用NADPH(还原型辅酶Ⅱ)将木糖转化为木糖醇，然后木糖醇脱氢酶利用NAD＋(氧化型辅酶Ⅰ)将木糖醇转化为木酮糖，后者在其他条件下进一步转化为乙醇”，所以若两种酶的比例不平衡，可能会造成木糖醇积累，B正确；酿酒酵母在无氧条件下进行无氧呼吸，场所是细胞质基质，线粒体基本不发挥作用，C正确；科学家对相关酶改造的过程中，需要对基因进行改造，而不是合成全新的基因，D错误。9．(2021·泰安模拟)经研究发现，PVY­CP基因位于某种环状DNA分子中。将PVY­CP基因导入马铃薯，使之表达即可获得抗PVY病毒的马铃薯。如图表示构建基因表达载体的过程，相关酶切位点如下表。以下说法错误的是(　　)A．推测Klenow酶的功能与DNA聚合酶类似B．由步骤③获取的目的基因有1个黏性末端C．步骤④应选用的限制酶是BamH Ⅰ和Sma ⅠD．NPTⅡ基因可能是用于筛选的标记基因解析：C　由图可知，步骤②中用Klenow酶处理后，黏性末端变成平末端，说明Klenow酶能催化DNA链的合成，从而将DNA片段的黏性末端变成平末端，故Klenow酶的功能与DNA聚合酶类似，A正确；经过步骤③后，目的基因(PVY­CP)的一侧是BamH Ⅰ切割形成的黏性末端，另一侧是平末端，B正确；目的基因有一个黏性末端和一个平末端，且质粒是顺时针转录，所以步骤④中应该使用的限制酶是Bgl Ⅱ、Sma Ⅰ，C错误；NPT Ⅱ基因可能是用于筛选的标记基因，D正确。二、不定项选择题10．(2021·章丘区模拟)如图为某种质粒的简图，小箭头所指分别为限制性内切核酸酶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，错误的是(　　)A．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，生成的由两个DNA片段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粘连和质粒自身环化，酶切时可选用的酶是EcoRⅠ和BamHⅠD．能在含青霉素的培养基中生长的受体细胞中已成功导入该目的基因解析：ABD　根据题意，目的基因的两端有EcoRⅠ、BamHⅠ的酶切位点，将含有目的基因的DNA用EcoRⅠ酶切，会得到目的基因片段；根据质粒的简图可知，将质粒用EcoRⅠ酶切，会得到与质粒周长等长的链状DNA；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，可生成目的基因—目的基因片段、目的基因—质粒片段、质粒—质粒片段三种产物，A错误；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，该过程形成四个磷酸二酯键，B错误；EcoRⅠ和BamHⅠ的识别序列不同，获取目的基因和切割质粒时，同时选用EcoRⅠ和BamHⅠ切割，目的基因两端形成的末端不同，切割后的质粒两端形成的末端不同，再用DNA连接酶连接，可以防止目的基因反向连接和质粒自身环化，C正确；导入普通质粒的大肠杆菌和导入重组质粒的大肠杆菌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。11．(2021·大连模拟)转基因小鼠肿瘤模型的建立为肿瘤研究带来了巨大变化，转基因动物模型也成为致癌性研究的重要选择之一，应用转基因小鼠模型进行化学物质致癌性研究越来越受到重视和认可。目前，精子载体法逐渐成为最具诱惑力的制备转基因动物的方法之一。该方法以精子作为外源基因载体，使精子携带外源基因进入卵细胞。如图表示利用该方法制备转基因鼠的基本流程。下列说法正确的是(　　)A．PCR扩增外源基因时，应根据外源基因设计引物碱基序列B．导入外源基因的精子与卵细胞结合即可完成转化C．②采用体外受精技术，受精的标志是观察到两个极体D．②③过程所用培养液的成分相同且都加入动物血清解析：AC　PCR扩增外源基因时，应根据外源基因设计引物碱基序列，A正确；将外源基因导入精子后即可完成转化，B错误；②采用体外受精技术，受精的标志是在卵细胞膜和透明带之间观察到两个极体，C正确；②为体外受精过程，③为早期胚胎培养过程，前者在获能溶液或专用的受精溶液中进行，后者在发育培养液中进行，这两个过程所用培养液的成分不完全相同，D错误。12．(2021·丹东二模)胰岛素皮下注射用于治疗糖尿病，但胰岛素注射后易在皮下堆积，需较长时间才能进入血液，进入血液后又易被分解，因此治疗效果受到影响。如图是新的速效胰岛素的生产过程，有关叙述错误的是(　　)A．新的胰岛素的产生是依据基因工程原理完成的B．新的胰岛素生产过程中不涉及中心法则C．新的胰岛素产生过程中最困难的一步是由胰岛素分子结构推测氨基酸序列D．若用大肠杆菌生产新的胰岛素，常用Ca2＋处理大肠杆菌解析：B　生产新的胰岛素属于蛋白质工程，是依据基因工程原理完成的，A正确；新的胰岛素生产过程中涉及中心法则，B错误；新的胰岛素生产过程中最关键也是最困难的一步是由胰岛素分子结构推测氨基酸序列，C正确；若要利用大肠杆菌生产新的胰岛素，常用Ca2＋处理大肠杆菌以导入修饰改造好的胰岛素基因，D正确。三、非选择题13．(2021·新疆模拟)幽门螺旋杆菌是一种很容易传染的细菌，尤其是家庭内部成员之间，发生交叉感染的概率很高。幽门螺旋杆菌感染与胃炎、消化道溃疡、胃癌等主要上消化道疾病密切相关。某高校研发的幽门螺旋杆菌疫苗为基因工程疫苗，其有效成分是该菌表面的一种蛋白质。请回答下列有关问题：(1)细菌表面的蛋白质可作为________，刺激人体的免疫系统产生相关生理反应。(2)在疫苗的制备过程中，可通过细菌表面蛋白质的氨基酸序列推测出目的基因的______________序列，人工合成该目的基因，再利用________技术对目的基因进行扩增。(3)基因工程的核心步骤是________________的构建，该过程构建的产物中除了目的基因外，还必须有启动子、终止子和____________。(4)目的基因进入受体细胞，并在受体细胞内稳定维持并表达的过程，称为________。利用动物乳腺生物反应器生产该疫苗时，需用____________技术将目的基因导入动物的受精卵中，再利用胚胎工程将受精卵培育成转基因动物，若该转基因动物的乳腺细胞没有分泌出目标蛋白质，分析其原因可能是___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(答出两点即可)。解析：(1)细菌表面的蛋白质可作为抗原，刺激人体的免疫系统产生相关特异性免疫。(2)在疫苗的制备过程中，可通过细菌表面蛋白质的氨基酸序列推测出目的基因的脱氧核苷酸序列，人工合成该目的基因，再利用PCR技术对目的基因进行扩增。(3)基因工程的核心步骤是基因表达载体的构建，载体应含有目的基因、启动子、终止子和标记基因。(4)目的基因进入受体细胞，并在受体细胞内维持稳定并表达的过程，称为转化。利用动物乳腺生物反应器生产该疫苗时，需用显微注射技术将目的基因导入动物的受精卵中，再利用胚胎工程将受精卵培育成转基因动物，若该转基因动物的乳腺细胞没有分泌出目标蛋白质，其原因可能是目的基因未导入受体细胞、目的基因不能在转基因生物的乳腺细胞内表达。答案：(1)抗原　(2)脱氧核苷酸　PCR　(3)基因表达载体　标记基因　(4)转化　显微注射　目的基因未导入受体细胞、目的基因不能在转基因生物的乳腺细胞内表达14．(2021·烟台二模)长期高血糖可引发血管细胞衰老。科研人员为研究S蛋白在因高血糖引发的血管细胞衰老中的作用，以腺病毒为载体将编码S蛋白的S基因导入血管细胞，实现S蛋白在血管细胞中的大量表达。(1)腺病毒的遗传物质为DNA，其复制需要E1、E2、E3基因共同完成。为将S基因导入腺病毒，科研人员首先构建了含S基因的重组质粒，如图1所示。在构建含S基因的重组质粒时，通过____________________________________的方法可鉴定重组质粒是否插入了S基因。将图1中含S基因的重组质粒用________酶切割后，获得改造后的腺病毒DNA；将其导入A细胞(A细胞含有E3基因，可表达E3蛋白)，如图2所示。腺病毒DNA在A细胞内能够__________________________________，从而产生大量重组腺病毒，腺病毒进入宿主细胞后不整合到宿主细胞染色体上。(2)综合上述信息，从生物安全性角度分析重组腺病毒载体的优点：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(写出2点)。(3)用含S基因的重组腺病毒分别感染正常人及糖尿病患者的血管细胞，使S蛋白在血管细胞中大量表达。对正常人、糖尿病患者及二者转入S基因后血管细胞中能促进细胞衰老的Ⅰ蛋白进行检测，结果如图3所示(颜色越深代表表达量越高)。可用________________法检测Ⅰ蛋白的表达量，实验结果显示________________血管细胞中Ⅰ蛋白表达量最高，推测S蛋白对高血糖引发的血管细胞衰老的作用及机制是__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)在构建含S基因的重组质粒时，通过设计S基因特异的引物进行PCR的方法可鉴定重组质粒是否插入了S基因。根据图1中限制酶切割位点可知，图1中含S基因的重组质粒用Pac Ⅰ 酶切割后，获得改造后的腺病毒DNA；腺病毒DNA在A细胞内能够复制并指导腺病毒外壳蛋白的合成从而产生大量重组腺病毒，腺病毒进入宿主细胞后不整合到宿主细胞染色体上。(2)重组腺病毒载体的优点是只能在A细胞中复制，即使侵染其他细胞，也不能复制；重组腺病毒进入宿主细胞后不整合到宿主细胞染色体上；腺病毒是人工改造的载体，不含致病基因。(3)检测Ⅰ蛋白的表达量可用抗原—抗体杂交法，图3中显示糖尿病患者血管细胞中Ⅰ蛋白表达量最高，推测S蛋白对高血糖引发的血管细胞衰老的作用及机制是S蛋白通过降低Ⅰ蛋白的含量，抑制高血糖引发的血管细胞衰老。答案：(1)设计S基因特异的引物进行PCR(或用S基因特异序列作为探针进行核酸分子杂交)　PacⅠ　复制并指导腺病毒外壳蛋白的合成　(2)重组腺病毒只能在A细胞中复制，即使侵染其他细胞，也不能复制；重组腺病毒进入宿主细胞后不整合到宿主细胞染色体上；腺病毒是人工改造的载体，不含致病基因　(3)抗原—抗体杂交　糖尿病患者(或2组)　S蛋白通过降低Ⅰ蛋白的含量，抑制高血糖引发的血管细胞衰老15．(2021·济宁模拟)基因X的表达产物可保护损伤的神经细胞。科学家构建了含X的基因表达载体(图1)，并导入到大鼠神经干细胞中，用于干细胞基因治疗的研究。请据此回答下列问题：(1)构建含X的基因表达载体时，应选择图1中的____________限制酶。(2)酶切后的载体和基因X进行连接，可产生3种连接产物：单个载体自连，基因X与载体正向连接、基因X与载体反向连接(如图1所示)。为鉴定这3种产物，选择EcoRⅠ酶和HindHⅢ酶对筛选得到的载体进行双酶切，并对酶切后的DNA片段进行电泳分析，结果如图2所示。图中1、2、3泳道分别对应的载体的连接方式是____________、____________、____________。(3)在培养大鼠神经干细胞的过程中，可使用____________________酶将细胞分散开。分散的细胞很快就贴附在瓶壁上，称为____________。(4)将正向连接的重组载体导入神经干细胞后，为了检测基因X是否转录出mRNA，可用____________技术。当培养的神经干细胞达到一定密度时，需进行________培养以得到更多数量的细胞，用于神经干细胞移植治疗实验。解析：(1)根据题意和图示分析可知：由于基因X两边都有BamHⅠ限制酶识别序列，所以构建含基因X的表达载体时，需选择图1中的BamHⅠ限制酶进行酶切。(2)由图示分析可知，图中1、2、3泳道分别对应的载体的连接方式是载体自连、反向连接、正向连接。(3)进行动物细胞培养时，需要用胰蛋白酶或胶原蛋白酶将从动物体内取出的组织块分散成单个细胞。在适宜环境中培养，细胞悬液中的细胞很快贴附在瓶壁上，称为细胞贴壁。(4)将正向连接的重组载体导入神经干细胞后，可用分子杂交技术检测基因X是否转录出mRNA。当培养的神经干细胞达到一定密度时产生接触抑制，换瓶后进行传代培养以得到更多数量的细胞，用于神经干细胞移植治疗实验。答案：(1)BamH Ⅰ　(2)载体自连　反向连接　正向连接　(3)胰蛋白酶或胶原蛋白　细胞贴壁　(4)分子杂交　传代