2024届人教版高考生物一轮复习基因工程作业（多项版）含答案

这是一份2024届人教版高考生物一轮复习基因工程作业（多项版）含答案，共9页。
第5课　基因工程
[基础练透]
1．如图是3种限制性内切核酸酶对DNA分子的识别序列和剪切位点图(箭头表示切点，切出的断面为黏性末端)。下列叙述错误的是(　　)

A．不同的限制酶有不同的识别序列和切割位点，体现了酶的专一性
B．限制酶2和3识别的序列都包含6个核苷酸
C．限制酶1和3剪出的黏性末端相同
D．能够识别和切割RNA分子内一小段核苷酸序列的酶只有限制酶2
解析：选D。不同的限制酶有不同的识别序列和切割位点，体现了酶具有专一性，A正确；据图可知，限制酶2和3识别的序列分别是CCGCGG和GGATCC，均为6个核苷酸，B正确；限制酶1和3剪出的黏性末端相同，均为GATC，C正确；限制酶只能识别特定的DNA序列，因此三种限制酶均不能识别和切割RNA中核糖核苷酸序列，D错误。
2．(2022·北京房山区二模)大肠杆菌的质粒——环状DNA是基因工程的常用载体，结构如图。下列叙述正确的是(　　)

A．①②③共同组成核糖核苷酸
B．质粒中的碱基遵循碱基互补配对原则
C．DNA连接酶会使化学键④重新连接
D．若某种限制酶在质粒上只有一个酶切位点，则质粒被切为两个片段
解析：选B。①②③共同组成DNA的基本单位——脱氧核苷酸，A错误；质粒中的碱基遵循碱基互补配对原则，A与T配对，G与C配对，B正确；DNA连接酶使DNA片段重新连接，该过程形成磷酸二酯键，磷酸二酯键是由磷酸基团与3号碳原子相连，图中的④不属于磷酸二酯键，C错误；限制酶识别特定序列并在特定位点切割，环状质粒上若只有一个限制酶切位点，则质粒被切割为1个完整的DNA链状片段，D错误。
3．某研究所的研究人员拟将生长激素基因通过质粒介导进入大肠杆菌细胞内，已知质粒中存在两个抗性基因：A是抗链霉素基因，B是抗氨苄青霉素基因，目的基因要插入到基因B中，且大肠杆菌本身不带有任何抗性基因。下列叙述正确的是(　　)
A．导入大肠杆菌的质粒一定为重组质粒
B．抗生素抗性基因是目的基因表达的必要条件
C．成功导入重组质粒的大肠杆菌可以在含氨苄青霉素的培养基上生长
D．能在含链霉素的培养基中生长的大肠杆菌不一定符合生产要求
解析：选D。导入大肠杆菌的质粒可能为重组质粒，也可能为普通质粒，A错误；抗生素抗性基因是标记基因，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，与目的基因表达无关，B错误；由于目的基因要插入到基因B中，即抗氨苄青霉素基因被破坏，即工程菌不能抗氨苄青霉素，因此成功导入重组质粒的大肠杆菌不能在含氨苄青霉素的培养基上生长，C错误；能在含链霉素的培养基中生长的大肠杆菌可能含有重组质粒或普通质粒，因此不一定符合生产要求，D正确。
4．菊花是一种双子叶植物，易感桃蚜。桃蚜不但直接影响植物生长，还是多种植物病毒的传播媒介。雪花莲凝集素基因GNA的表达产物能有效抑制桃蚜生长，某科研团队运用农杆菌转化法获得了转GNA基因菊花。下列有关叙述不正确的是(　　)
A．受体细胞可以选择菊花叶片细胞或桃蚜细胞
B．将目的基因GNA插入到Ti质粒的T－DNA上构建表达载体
C．可以将菊花叶片取下与农杆菌共同培养，然后筛选转化细胞
D．应用抗虫接种实验，检测转基因菊花对桃蚜的抗性及抗性的程度
解析：选A。要获得转基因菊花，可以选择菊花叶片细胞作为受体细胞，但不能选择桃蚜细胞作为受体细胞，A错误；Ti质粒的T－DNA可以转移到受体细胞中，并且整合到受体细胞染色体的DNA上，根据这一特点，构建表达载体时，应将目的基因GNA插入到Ti质粒的T－DNA上，B正确；可以将菊花叶片取下与农杆菌共同培养，然后筛选转化细胞，并再生成植株，C正确；已知雪花莲凝集素基因GNA的表达产物能有效抑制桃蚜生长，故应用抗虫接种实验，检测转基因菊花对桃蚜的抗性及抗性的程度，D正确。
5．科学家培养的转基因奶牛的乳腺细胞能够合成并分泌人凝血因子，这是动物乳腺生物反应器研究的重大进展。下列叙述正确的是(　　)
A．在该转基因牛中，人凝血因子基因只存在于乳腺细胞，而不存在于其他体细胞中
B．“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凝血因子基因
C．人凝血因子基因开始转录后，DNA聚合酶以DNA分子的一条链为模板合成mRNA
D．转基因奶牛需要进入泌乳期才能批量生产人凝血因子
解析：选D。根据题意，在该转基因工程中，人凝血因子基因导入的受体细胞是牛的受精卵，由该受精卵发育形成的个体的各种体细胞中都存在人凝血因子基因，A错误；“提高基因表达水平”是指设法使牛的乳腺细胞合成更多的人凝血因子，B错误；人凝血因子基因开始转录后，RNA聚合酶以DNA分子的一条链为模板合成mRNA，C错误；转基因奶牛需要进入泌乳期才能批量生产人凝血因子，D正确。
6．(2022·青岛市一模)亚洲棉的突变型光籽和野生型毛籽是一对相对性状，研究发现，亚洲棉某突变体的光籽表型与8号染色体的～880 kb至～903 kb区间相关，研究人员根据野生型毛籽棉的该区间设计连续的重叠引物进行PCR，产物扩增结果如图所示，下列说法错误的是(　　)

A．应提取该突变体和野生型亚洲棉的全部染色体DNA进行PCR
B．题图中PCR产物的鉴定是通过琼脂糖凝胶电泳来进行的
C．据图分析可知，分子量较大的扩增产物与点样处的距离较小
D．该突变体出现的根本原因是第6对引物对应区间发生了基因突变
解析：选A。由于8号染色体的～880 kb至～903 kb区间与突变体的光籽表型相关，故应该提取突变体和野生型的8号染色体上的DNA进行扩增，A错误；题图中PCR产物的鉴定是通过琼脂糖凝胶电泳来进行的，主要依据分子量不同，采用外加电场使其分开，B正确；由图可知，分子量较大的扩增产物迁移速率慢，与点样处的距离较小，C正确；根据野生型和突变体经引物6扩增的产物不同可知，8号染色体上的第6对引物对应的区间基因突变是光籽性状出现的根本原因，D正确。
7．(多选)科研人员通过PCR技术获得白蛋白启动子，将该启动子与Cre重组酶基因结合构建基因表达载体，培育出在肝细胞中特异性表达Cre重组酶的转基因小鼠。下列相关叙述正确的是(　　)
A．将基因表达载体导入肝细胞经培育获得转基因小鼠
B．利用PCR技术获得白蛋白启动子需要两种引物
C．通过抗原—抗体杂交技术可检测Cre基因是否完成表达
D．将发育到原肠胚时期的重构胚向受体进行移植
解析：选BC。将该基因表达载体导入受精卵以获得转基因小鼠，A错误；DNA聚合酶不能从头开始合成DNA，只能从引物的3′端(子链的5′端)开始延伸DNA，因此PCR过程中需要添加引物才能完成复制过程，要合成两条子链，需要两种引物，B正确；Cre基因完成表达的产物是蛋白质，故可用抗原—抗体杂交技术进行检测，C正确；胚胎移植需要胚胎发育至桑葚胚或囊胚阶段，D错误。
8．(2022·山东模考)大刍草具有较强的耐盐碱能力，该性状与基因D有关。研究人员从大刍草细胞中获得D后导入小麦中培育出转基因小麦，该育种过程的操作流程如图，图中AmpR表示氨苄青霉素抗性基因，TetR表示四环素抗性基因，BclⅠ、Hind Ⅲ和BamHⅠ为限制酶。回答下列问题：

(1)将目的基因D和Ti质粒连接构建重组质粒时，为保证目的基因正确连接，切割Ti质粒选用的限制酶是______________，原因是___________________。
(2)在对导入重组质粒的农杆菌进行筛选时，首先将处理的农杆菌接种到含________________的培养基上进行筛选，但得到的农杆菌不完全含有重组质粒，原因是________________________________；再用另一种培养基进一步筛选，在此培养基上含重组质粒的农杆菌______________(填“能”或“不能”)存活。
(3)增强子是可增强基因转录的一小段特殊DNA序列，将其插入目的基因D的启动子中可提高基因D的表达量。但有人认为这样会引起基因突变，导致基因D表达的蛋白质氨基酸序列改变，你是否认同这种观点，理由是_____________。
解析：(1)为了保证目的基因能够插入到T－DNA上，所以不选BclⅠ，由于双酶切可产生不同的黏性末端，能防止自身环化和连接，并保证目的基因准确插入到T－DNA内部，故选择限制酶为HindⅢ和BamHⅠ。(2)将处理的农杆菌接种到含氨苄青霉素的培养基上培养，以达到筛选的目的；但得到的农杆菌不完全含有重组质粒，原因是含有Ti质粒的农杆菌也存在AmpR，也能正常存活。再用含四环素的培养基培养，含重组质粒的农杆菌不能存活，因为重组质粒的四环素抗性基因酶切时被破坏。(3)不认同，插入位点在启动子，而翻译是从起始密码子开始的，启动子属于非编码区，不编码氨基酸，未能打乱起始密码子后的碱基序列，从而不会造成氨基酸序列改变。
答案：(1)Hind Ⅲ和BamHⅠ　双酶切产生不同的黏性末端，防止自身环化和连接，保证了目的基因准确插入到T－DNA内部　(2)氨苄青霉素　含有Ti质粒的农杆菌也存在AmpR，能正常存活　不能　(3)不认同，启动子属于非编码区，不编码氨基酸，不影响蛋白质的氨基酸序列
[能力提升]
9．(2022·辽宁一轮联考)TALEN是一种靶向基因操作技术，该技术利用了TAL靶向识别单元对靶向基因的识别作用和FokⅠ蛋白对靶向基因的切割作用，实现了对特定靶向基因的敲除。TAL靶向识别单元为间隔32个氨基酸的双连氨基酸(即两个相连的氨基酸)序列。不同的双连氨基酸分别与靶向基因中的A、T、C、G有恒定的对应关系，根据靶向基因的碱基序列可以设计出双连氨基酸序列。下列说法错误的是(　　)
A．该技术应该先推测出信使RNA序列，再推测出目的基因的核苷酸序列
B．在构建的基因表达载体中，启动子应位于基因的首端，它是RNA聚合酶识别和结合的部位
C．TALEN是一种靶向基因操作技术，其中FokⅠ蛋白实质上是一种限制酶
D．双连氨基酸能够与含氮碱基A、T、C、G之间发生碱基互补配对
解析：选D。已知TAL靶向识别单元中双连氨基酸序列和FokⅠ蛋白的氨基酸序列，可先推测出信使RNA序列，再推测出目的基因的核苷酸序列，利用化学法以单个核苷酸为原料的步骤最终合成目的基因，再通过PCR技术进行扩增，A正确；在构建的基因表达载体中，有启动子、终止子、目的基因、标记基因等，其中启动子位于基因的首端，它是RNA聚合酶识别和结合的部位，B正确；TALEN是一种靶向基因操作技术，该技术利用了TAL靶向识别单元对靶向基因的识别作用和FokⅠ蛋白对靶向基因的切割作用，实现了对特定靶向基因的敲除，可见FokⅠ蛋白实质上是一种限制酶，C正确；只有含氮碱基之间能发生碱基互补配对，而双连氨基酸不含有含氮碱基，D错误。
10．(2022·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：选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将不能连接形成重组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。
11．(多选)小鼠肿瘤转移抑制基因(kissl基因)仅在特定组织中表达。在雌激素诱导下，细胞内信号转导系统可以与kissl基因启动子的特定区域结合，激活kissl基因的转录。研究者扩增了kissl基因启动子不同长度的片段P1、P2、P3和P4，分别构建这些片段与绿色荧光蛋白基因(G)融合的载体，转入体外培养的特定细胞中，在培养液中添加雌激素，以确定不同片段的转录活性。下列叙述正确的是(　　)

A．PCR获取不同长度片段时每组所用的引物有一个是统一的
B．应选择有kissl基因且能表达的小鼠细胞作为转化的受体细胞
C．在细胞中表达出绿色荧光强度弱的片段具有较高的转录活性
D．该启动子能响应外源激素信号可在基因工程中发挥重要作用
解析：选ABD。结合图示可知，不同长度的片段P1、P2、P3和P4，分别构建这些片段与绿色荧光蛋白基因(G)融合的载体，因此与G融合的那段是一样的，即下游引物是一样的，A正确；实验探究不同片段的转录活性，应选择有kissl基因且能表达的小鼠细胞作为转化的受体细胞，B正确；若某片段被转录，则荧光基因也被表达，在细胞中表达出绿色荧光强度强的片段具有较高的转录活性，C错误；在雌激素诱导下，细胞内信号转导系统可以与kissl基因启动子的特定区域结合，该启动子能响应外源激素信号可在基因工程中发挥重要作用，D正确。
12．(2022·济南一模)研究发现，酵母细胞基因转录需要转录因子，转录因子是组件式蛋白质，包括DNA结合功能域(DNA-BD)和转录激活结构域(DNA-AD)，两结合域分开时具有功能，但不能激活转录，如果将待测蛋白质X与DNA-BD融合，蛋白质Y与DNA-AD融合，蛋白质X和Y有相互作用时，两结构域能重新呈现完整转录因子活性，并可激活报告基因启动子，过程如图1所示。科研人员为了验证蛋白质X和Y是否具有相互作用及作用位置是位于蛋白质的氨基端还是羧基端，分别PCR扩增蛋白质X和Y的全长基因序列、编码氨基端603个氨基酸片段的基因序列、编码羧基端539个氨基酸片段的基因序列，分别构建不同的酵母表达载体(如图2和图3所示)，其中AmpR为氨苄青霉素抗性基因，HIS3和TRPI分别为控制组氨酸和色氨酸合成的基因。空白载体或单独一种载体均不能激活报告基因，载体对酵母菌无毒害作用。回答下列问题：

(1)为了将pLexA-JL和pB42AD载体分别与蛋白质X和Y的三种基因序列连接，需要先进行PCR扩增蛋白质X基因和蛋白质Y基因的6种序列，共需要设计___________种引物；扩增后再用限制酶__________和_________分别切割蛋白质X基因的3种序列和Y基因的3种序列。构建好pLexA-JL和pB42AD基因表达载体后，为确定是否成功，需要酶切两种载体后，根据__________结果观察是否出现预期大小的目标条带。
(2)色氨酸和亮氨酸合成缺陷型酵母菌菌株是实验室常用的营养缺陷型菌株，将成功构建的上述基因表达载体通过__________________法导入到处于感受态的色氨酸和亮氨酸合成缺陷型酵母菌中，在培养基中需添加____________________用于筛选成功导入基因表达载体的酵母菌。
(3)两种载体成功导入酵母菌并表达，结果为蛋白质X和蛋白质Y、蛋白质X羧基端和蛋白质Y、蛋白质X和蛋白质Y羧基端、蛋白质X羧基端和蛋白质Y羧基端之间有相互作用。据此可推测的结论是______________________。不同蛋白质之间相互作用是通过检测________________________________得到的。
解析：(1)扩增蛋白质X基因和蛋白质Y基因全序列分别需要2种引物，共需4种；单独扩增蛋白质X的氨基端基因序列需要额外1种引物(其中一种引物与扩增蛋白质X基因全序列时相同)，同理单独扩增蛋白质X羧基端基因、蛋白质Y氨基端基因、蛋白质Y羧基端基因各额外需要1种引物，共4种；故使用PCR扩增技术对蛋白质X基因和蛋白质Y基因的6种序列进行扩增，需8种引物。在构建基因表达载体时，需使用同种限制酶切割目的基因与载体，使其形成相同末端以便使用DNA连接酶进行连接。观察可知pLexA-JL载体的目的基因插入位点含有的酶切位点对应限制酶分别为EcoRⅠ和BamHⅠ，pB42AD载体的目的基因插入位点含有的酶切位点对应的限制酶分别为EcoRⅠ和XhoⅠ。构建好基因表达载体后，可以使用DNA电泳，观察电泳结果是否出现预期大小的目标条带，来确定表达载体构建是否成功。(2)将目的基因导入微生物细胞常用的方法为Ca2＋处理法。表达载体上所含有的标记基因为AmpR基因，即氨苄青霉素抗性基因。可通过向培养基中加入氨苄青霉素，观察细胞的存活状态来确定转化是否成功，能在添加了氨苄青霉素的培养基上存活的微生物即为已完成转化的酵母菌。(3)蛋白质X和蛋白质Y均具有氨基端和羧基端，能观察到蛋白质X和蛋白质Y结合的结果，说明蛋白质X和蛋白质Y之间有相互作用；同时能观察到蛋白质X羧基端和蛋白质Y、蛋白质X和蛋白质Y羧基端、蛋白质X羧基端和蛋白质Y羧基端的作用结果，说明蛋白质X和蛋白质Y的作用位置分别在两种蛋白质的羧基端。由于只有当蛋白质X和蛋白质Y相互作用时，转录因子的DNA结合功能域(DNA-BD)和转录激活结构域(DNA-AD)才能发挥作用，进而激活报告基因的启动子，从而驱动对报告基因(LacZ基因)的转录，进而得以表达。因此，可以通过检测报告基因(LacZ基因)的表达情况来确定不同蛋白质之间是否发生作用。
答案：(1)8　EcoRⅠ、BamHⅠ　EcoRⅠ、XhoⅠ 　电泳　(2)Ca2＋处理　氨苄青霉素　(3)蛋白质X和Y之间具有相互作用，X蛋白和Y蛋白作用位置在羧基端　报告基因的表达(或LacZ的表达)