高考生物一轮复习 课后作业本40 基因工程(含解析)

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2020高考生物复习 课后作业本40 基因工程一         、选择题1.利用外源基因在受体细胞中表达，可生产人类所需的产品。下列选项中能说明目的基因完成表达的是(　　)A．棉花细胞中检测到载体上的标记基因B．山羊乳腺细胞中检测到人生长激素的基因C．大肠杆菌中检测到人胰岛素基因的mRNAD．酵母菌细胞中提取到人的干扰素  2.下列关于基因工程应用的叙述，正确的是(　　)A．基因治疗就是把缺陷基因诱变成正常基因B．基因诊断的基本原理是DNA分子杂交C．一种基因探针能检测水体中的所有病毒D．原核基因不能用来进行真核生物的遗传改良  3.用XhoⅠ和SalⅠ两种限制性核酸内切酶分别处理同一DNA片段，酶切位点及酶切产物分离结果如图。以下叙述不正确的是(　　)A．图1中两种酶识别的核苷酸序列不同B．图2中酶切产物可用于构建重组DNAC．泳道①中是用SalⅠ处理得到的酶切产物D．图中被酶切的DNA片段是单链DNA  4.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BB．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BC．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  5.iPS细胞是利用病毒将四个基因(Oct4、Sox2、Klf4和c­Myc)导入动物体细胞使其转化为类似胚胎干细胞的一种细胞。在iPS细胞培育过程中(　　)A．运用了基因工程、动物细胞培养等现代生物技术B．病毒的作用只是通过侵染将基因导入体细胞中C．使用的工具酶主要有DNA聚合酶和DNA连接酶D．仅有Oct4、Sox2、Klf4和c­Myc能够转录、翻译  6.下列关于cDNA文库和基因组文库的说法中，正确的是(　　)A．同一物种的cDNA文库只有1种B．某真核生物的cDNA文库中的某基因一定比基因组文库中的该基因短C．可以利用反转录法获取cDNA文库和基因组文库D．只有cDNA文库的基因可实现物种间的基因交流  7.小鼠杂交瘤细胞表达的单克隆抗体用于人体试验时易引起过敏反应，为了克服这个缺陷，可选择性扩增抗体的可变区基因(目的基因)后再重组表达。下列相关叙述正确的是(　　)A．设计扩增目的基因的引物时不必考虑表达载体的序列B．用PCR方法扩增目的基因时需要知道基因的全部序列C．PCR体系中G－C碱基对含量将影响使DNA解链的所需温度D．PCR体系中一定要添加从受体细胞中提取的DNA聚合酶  8.某种线性DNA含有限制性核酸内切酶EcoRⅠ的1个酶切位点。该DNA样品(甲)经EcoRⅠ酶切后，在DNA连接酶催化下形成产物乙。则反应液中产物乙共有(　　)A．1种        B．2种            C．3种         D．4种  9.为获得抗病的马铃薯往往采用转基因技术，将相关抗病基因转移到马铃薯体内。其过程大致如下图所示。下列相关叙述，正确的是(　　)A．图中①过程涉及两种工具酶，目的基因插入的位置为T­DNA所在的区段B．图中②过程，农杆菌需经镁离子溶液处理，处理后的细胞处于感受态C．图中③④过程，所用培养基中应添加两种激素，添加顺序对细胞的分化方向无影响D．检测相关抗病基因是否在受体细胞内转录，可采用抗原—抗体杂交法 10.若要利用某目的基因(见图甲)和P1噬菌体载体(见图乙)构建重组DNA(见图丙)，限制性核酸内切酶的酶切位点分别是Bgl Ⅱ(A↓GATCT)、EcoR Ⅰ(G↓AATTC)和Sau3A Ⅰ(↓GATC)。下列分析合理的是(　　)A．用EcoR Ⅰ切割目的基因和P1噬菌体载体B．用Bgl Ⅱ和EcoR Ⅰ切割目的基因和P1噬菌体载体C．用Bgl Ⅱ和Sau3A Ⅰ切割目的基因和P1噬菌体载体D．用EcoR Ⅰ和Sau3A Ⅰ切割目的基因和P1噬菌体载体 11. (多选)利用基因工程技术生产羧酸酯酶(CarE)制剂的流程如图所示，下列有关叙述正确的是(　　)A．过程①需使用逆转录酶B．过程②利用PCR扩增CarE基因需使用解旋酶和耐高温的DNA聚合酶C．过程③可用NaCl溶液处理大肠杆菌，使之成为感受态细胞D．过程④可利用DNA分子杂交法鉴定目的基因是否已导入受体细胞 12. (多选)如图表示细胞膜上乙酰胆碱(一种神经递质)受体基因的克隆技术操作过程，下列相关分析中错误的是(　　)A．获得该mRNA的最佳材料是受精卵B．构建基因表达载体最可能使用的载体是大肠杆菌C．完成过程①②必不可少的酶分别是逆转录酶、DNA聚合酶D．探针筛选的目的是淘汰被感染的细菌，获得未被感染的细菌 二         、填空题13.科学家通过利用PCR定点突变技术改造Rubisco酶基因，提高了光合作用过程中Rubisco酶对CO2的亲和力，从而显著提高了植物的光合作用速率。请回答下列问题：(1)PCR过程所依据的原理是______________，利用PCR技术扩增目的基因的前提是已知目的基因的核苷酸序列，以便根据这一序列合成________；扩增过程需要加入________酶。(2)启动子是一段有特殊结构的DNA片段，其作用是__________。目的基因能在不同生物体内表达出序列相同的蛋白质，说明整个生物界________________。借助PCR定点突变技术对现有的蛋白质进行改造属于________的范畴。(3)可利用定点突变的DNA构建基因表达载体，常用__________方法将基因表达载体导入植物细胞，还需用到植物细胞工程中的________技术，才能最终获得转基因植物。          14.近日，美国和澳大利亚的研究人员发现，从锥形蜗牛体内提取的毒液可望帮助人类开发出超级速效的胰岛素。他们的研究表明锥形蜗牛毒蛋白(Con—Ins G1)能加速受体细胞信号转换，比人类胰岛素更加快速地发挥作用。因此制造这类“速效胰岛素”以及利用转基因技术实现批量生产成为Ⅰ型糖尿病治疗的新思路。请回答下列问题：(1)利用基因工程制造Con—Ins G1这种速效胰岛素过程中，构建的基因表达载体一般包括目的基因、启动子、标记基因和________。标记基因的作用是__________________________________。(2)为了获得目的基因可以通过提取分析Con—Ins G1毒蛋白中的________序列推知毒蛋白基因的核苷酸序列，再用DNA合成仪直接大量合成。基因工程中需要DNA连接酶，根据酶的来源不同分为________________________两类。(3)将人工合成的目的基因导入大肠杆菌体内，一般先用药物处理大肠杆菌使之成为________细胞。再将重组DNA溶于________中与该类细胞融合，在一定温度下促进细胞吸收重组DNA分子完成转化过程。(4)经过目的基因的检测和表达，获得的Con—Ins Gl毒蛋白活性未能达到期待的“速效胰岛素”的生物活性，导致这种差异的原因可能是________________。  15.人参是一种名贵药材，具有良好的滋补作用。口服α­干扰素在慢性乙肝、丙肝及部分肿瘤的治疗中有一定疗效。下图为科研人员制备能合成干扰素的人参愈伤组织细胞的流程，①～④表示相关的操作，EcoRⅠ、BamHⅠ为限制酶，它们的识别序列及切割位点如下表所示。请回答下列问题：(1)步骤①中，利用PCR技术扩增干扰素基因时，设计引物序列的主要依据是______________________________。科研人员还在两种引物的一端分别加上______________和________________序列，以便于后续基因的剪切和连接。(2)过程②所构建的基因表达载体中未标注出的必需元件还有________，过程③中需先用________处理根瘤农杆菌，以便将基因表达载体导入细胞。(3)过程④中，科研人员提取愈伤组织细胞的RNA后，先通过________过程获得DNA，再进行PCR扩增，若最终未能检测出干扰素基因，其可能原因是______________________________。(4)科研人员认为，将转干扰素基因的人参愈伤组织加工成的药物比单纯干扰素的疗效要好，其依据是_____________________________________________________________。  
答案解析1.答案为：D；解析：基因的表达即控制蛋白质的合成，包括转录和翻译，仅仅转录出mRNA还不能叫表达，只有合成了相应的蛋白质才能证明目的基因完成了在受体细胞中的表达。 2.答案为：B；解析：基因治疗是把健康的外源基因导入有基因缺陷的细胞中，达到治疗的目的，并不是把缺陷基因诱变成正常基因；基因诊断是用放射性同位素、荧光分子等标记的DNA分子作探针，利用DNA分子杂交的原理，鉴定被检测标本上的遗传信息，达到检测疾病的目的；基因探针具有专一性，一般来说，一种基因探针只能检测水体中的一种相应的病毒；原核生物的基因也是DNA，可以用于真核生物的遗传改良。 3.答案为：D；解析：通过图1可知，两种限制性核酸内切酶切割DNA分子的不同部位，说明两种限制性核酸内切酶识别的核苷酸序列不同；图2中的酶切产物是DNA分子片段，可用于构建重组DNA；观察图1可知，该DNA片段有3个SalⅠ酶切位点，故用SalⅠ处理后，可形成4个DNA分子片段，电泳后出现4条电泳带，与电泳条带①对应；限制性核酸内切酶作用的是双链DNA片段，因此图中被酶切的DNA片段应是双链DNA。 4.答案为：A；解析：此题考查基因工程及其应用的相关知识。获取目的基因B，可先提取矮牵牛蓝色花的mRNA，经逆转录获得互补的DNA，再经PCR技术扩增，A正确；基因文库构建时是将目的基因与载体连接起来，形成重组载体，再导入受体菌中储存和扩增，提取目的基因时不需使用限制酶，B错误；连接目的基因与质粒的酶是DNA连接酶，C错误；将目的基因导入植物细胞，常用农杆菌转化法，不使用大肠杆菌，D错误。 5.答案为：A；解析：根据题干信息分析，在iPS细胞培育过程中，先利用基因工程技术获得含有四个基因的动物细胞，再利用动物细胞培养技术获得iPS细胞；病毒的作用是通过侵染将基因导入体细胞，同时使目的基因在受体细胞中稳定存在并表达；使用的工具酶是限制酶和DNA连接酶；除了Oct4、Sox2、Klf4和c­Myc能够表达(转录、翻译)，动物体细胞中原来的许多基因也能够表达。 6.答案为：B；解析：本题考查基因文库，意在考查考生的理解能力。在同一个体的不同发育时期获得的cDNA文库不同，因此，一个物种可以有多个cDNA文库，但一个物种的基因组文库只有1个，A错误；cDNA文库的基因是由mRNA经过逆转录获得的，所以，cDNA文库的基因和基因组文库的基因相比，缺少基因中启动子和内含子，因此cDNA文库的基因要短一些，B正确；只有cDNA文库可通过反转录法进行构建，C错误；cDNA文库的基因可实现物种间的基因交流，而基因组文库的部分基因可实现物种间的基因交流，D错误。 7.答案为：C；解析：设计扩增目的基因的引物时，要考虑表达载体相关序列，从而保证目的基因能与表达载体相连接及正常表达；用PCR方法扩增目的基因的前提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列，以便根据这一序列合成引物，但不需要知道基因的全部序列；在每个双链DNA分子中，碱基对A与T之间有2个氢键，C与G之间有3个氢键， 且DNA分子含有的氢键数越多，其热稳定性就越高，因此PCR体系中G－C碱基对含量将影响DNA解链的温度；PCR体系中一定要添加耐高温的热稳定DNA聚合酶，而从受体细胞内提取的DNA聚合酶不耐高温。8.答案为：C；解析：分析题图和题意可知，线性DNA含有限制性核酸内切酶EcoRⅠ的1个酶切位点，因此经过该酶切割后会形成两个相同的黏性末端，切割后形成的两个DNA片段若分别用a和b表示，由于a和b具有相同的黏性末端，因此利用DNA连接酶催化后，能够产生aa连接、bb连接、ab连接3种产物。  9.答案为：A；解析：本题考查基因工程的知识，意在考查考生的理解能力。图中②过程，农杆菌需经钙离子溶液处理，B错误；植物组织培养所用激素的先后使用顺序及其比例都会影响细胞的分化方向，C错误；检测相关基因是否在受体细胞内转录，可采用DNA—RNA杂交法，而抗原—抗体杂交法检测的是目的基因是否翻译产生蛋白质，D错误。  10.答案为：D；解析：解答本题的关键是要看清切割后目的基因插入的方向，只有用EcoRⅠ和Sau3AⅠ切割目的基因和P1噬菌体载体，构建的重组DNA中RNA聚合酶在插入的目的基因上的移动方向才一定与图丙相同。 11.答案为：AD；解析：利用PCR扩增基因时，通过高温使DNA解旋，不需要解旋酶，但需要耐高温的DNA聚合酶；用CaCl2溶液处理大肠杆菌，使其成为感受态细胞。  12.答案为：ABD；解析：该受体基因在神经细胞中表达，获得该mRNA的最佳材料是神经细胞。构建基因表达载体最可能使用的载体是质粒。探针筛选的目的是检测是否存在cDNA。 13.答案为：(1)DNA双链复制　引物　耐高温的DNA聚合(或Taq)(2)RNA聚合酶识别和结合部位，驱动转录出mRNA　共用一套密码子　蛋白质工程(3)农杆菌转化　植物组织培养解析：(1)PCR是体外条件下所进行的DNA双链复制。PCR技术需要引物，引物根据已知序列的目的基因合成。PCR技术需要耐热的DNA聚合酶。(2)启动子是RNA聚合酶识别和结合部位，驱动mRNA的转录。密码子具有通用性。通过PCR定点突变改造基因的结构，从而达到对现有的蛋白质的改造，这属于蛋白质工程。(3)常用农杆菌转化法将目的基因导入植物细胞。将一个细胞培养成一个植物个体需要通过植物组织培养技术。  14.答案为： (1)终止子　鉴别和筛选含有目的基因的细胞(2)氨基酸　E·coli DNA连接酶和T4 DNA连接酶(3)感受态　缓冲液(4)大肠杆菌中基因表达获得的蛋白质未经加工解析：(1)基因工程中构建的基因表达载体一般包括目的基因、启动子、标记基因和终止子，标记基因可用于鉴别和筛选含有目的基因的细胞。(2)获得毒蛋白的目的基因可采取构建cDNA文库、构建基因组文库和人工合成的方法，题目中可通过提取分析Con—Ins G1毒蛋白中的氨基酸序列推知毒蛋白基因的核苷酸序列，再进行人工合成。根据DNA连接酶的来源不同，可将DNA连接酶分为E·coli DNA连接酶和T4 DNA连接酶两类。(3)将目的基因导入大肠杆菌体内时，一般先用Ca2＋处理大肠杆菌细胞，使其处于感受态，再将重组DNA溶于缓冲液中与感受态细胞接触，在一定温度刺激下促进细胞吸收重组DNA分子完成转化过程。(4)获得的Con—Ins G1毒蛋白未能达到期待的生物活性，可能是因为大肠杆菌是原核生物，目的基因表达后没有相应的细胞器对合成的蛋白质进行加工处理。  15.答案为：(1)干扰素基因两端的部分核苷酸序列　GAATTC　GGATCC(2)复制原点　Ca2＋(CaCl2)(3)逆转录　导入人参愈伤组织细胞的干扰素基因未能转录(或干扰素基因未能导入人参愈伤组织细胞)(4)药物既有干扰素治疗的作用，又有人参的滋补作用解析：(1)PCR技术的前提条件是要有一段已知目的基因的核苷酸序列，以便根据这一序列合成引物。因此，合成引物时主要依据目的基因(干扰素基因)两端的部分核苷酸序列。同时，便于后续的剪切和连接，设计引物时还需加上相关限制酶的识别序列，本题中限制酶EcoRⅠ、BamHⅠ的识别序列分别是GAATTC、GGATCC。(2)基因表达载体的组成有目的基因、启动子、终止子、复制原点和标记基因等。用原核细胞作为受体细胞时，常用Ca2＋(CaCl2)处理，使其成为感受态。(3)从愈伤组织细胞提取RNA后，经逆转录获得DNA。PCR技术获得较多的DNA片段进行检测筛选，不能检测出干扰素基因，说明在愈伤组织细胞中不含干扰素基因转录形成的RNA，可能是干扰素基因未能导入，也可能是导入的干扰素基因未转录。(4)单纯干扰素只起治疗的作用，而转干扰素基因的人参愈伤组织加工成的药物既有干扰素的治疗作用，又有人参的滋补作用。