2018_2019学年高中生物阶段质量检测（一）基因工程（含解析）新人教版选修3.doc

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1、- 1 -基因工程(时间：45 分钟 满分：50 分)一、选择题(每小题 2 分，共 24 分)1下列关于基因工程中有关酶的叙述错误的是( )A限制酶水解相邻核苷酸间的化学键打断 DNABDNA 连接酶可将末端碱基互补的两个 DNA 片段连接CDNA 聚合酶能够从引物末端延伸 DNA 或 RNAD逆转录酶以一条 RNA 为模板合成互补的 DNA解析：选 C DNA 聚合酶只能从引物末端延伸 DNA 而不能延伸 RNA。2下列对基因工程中基因表达载体的叙述，错误的是( )A基因表达载体上的标记基因不一定是抗生素抗性基因B基因表达载体的构建是基因工程的核心C基因表达载体中一定不含有起始密码子和终止

2、密码子D基因表达载体的构建需要使用限制酶和 DNA 聚合酶等特殊工具解析：选 D 基因表达载体上的标记基因一般是抗性基因，也可能是荧光基因等；基因表达载体一般包括启动子、目的基因、标记基因、终止子等。构建基因表达载体时，需要使用限制性核酸内切酶和 DNA 连接酶。3下列关于应用基因工程技术治疗人类遗传病的叙述，错误的是( )A基因治疗可以有效地改善患者生理状况，其操作对象是基因B进行基因治疗时，基因的受体细胞是受精卵C基因治疗并不是对患者体内细胞的缺陷基因进行改造D基因治疗时可只向患者部分细胞内输入正常基因解析：选 B 基因工程操作的动物受体细胞一般为受精卵，但基因治疗时，不用对全部体细胞发挥

3、作用，受体细胞不是受精卵，而是部分体细胞。基因治疗不是对缺陷基因的改造，一般是将正常基因导入受体细胞，从功能上“覆盖”缺陷基因的表达。4我国科学家运用基因工程技术，将苏云金芽孢杆菌的抗虫基因导入棉花细胞并成功表达，培育出了抗虫棉。下列叙述错误的是( )A抗虫基因的提取和运输都需要专用的工具和载体 B重组 DNA 分子中增加一个碱基对，不一定导致毒蛋白的毒性丧失 C抗虫棉的抗虫基因可通过花粉传递到近缘作物，从而造成基因污染 D转基因棉花是否具有抗虫特性是通过检测棉花对抗生素抗性来确定的解析：选 D 转基因棉花是否具有抗虫特性是通过个体生物学水平来鉴定的，即接种相应的害虫，观察棉花是否抗虫。- 2

4、 -5科学家将来自大鼠的编码一种离子通道蛋白的基因转入果蝇体内，培养出一种转基因果蝇，人们可以通过照射激光来遥控它们的行为，让懒散的果蝇活动起来。以下叙述正确的是( )A获取编码离子通道蛋白的基因的方法有从基因文库中提取、人工合成法 B为了保持基因的完整性，应该将目的基因直接导入果蝇细胞C将该基因导入果蝇细胞最常用的方法是基因枪法 D该转基因果蝇有性生殖的后代能保持该性状的稳定遗传解析：选 A 基因工程中获取目的基因的方法有从基因文库中提取、人工合成；将目的基因导入受体细胞前需要构建基因表达载体，其目的是使目的基因在受体细胞中稳定存在并表达；将目的基因导入动物细胞常用的方法是显微注射法；转基因

5、果蝇有性生殖的后代可能会发生性状分离，该性状不一定能稳定遗传。6我国转基因技术发展态势良好，农业部依法批准发放了转植酸酶基因玉米、转基因抗虫水稻的生产应用安全证书。下列关于转基因玉米和转基因水稻的叙述错误的是( )A转植酸酶基因玉米的外源基因是植酸酶基因B转基因抗虫水稻减少了化学农药的使用，减轻了环境污染C转基因抗虫水稻是否具有抗虫性，可通过饲养卷叶螟进行检测D转基因抗虫水稻的外源基因是几丁质酶基因解析：选 D 转植酸酶基因玉米的外源基因是植酸酶基因；转基因抗虫水稻的外源基因是 Bt 毒蛋白基因，而几丁质酶基因是抗真菌转基因植物常用的外源基因；转基因抗虫水稻减少了农药的使用，减轻了环境污染，同

6、时降低了农业生产的成本；检测目的基因是否表达最简便的方法是个体水平的检测。7以下有关蛋白质工程的叙述，错误的是( )A蛋白质工程发展的基础是基因工程B蛋白质工程的原理是从预期的蛋白质功能出发最终找到脱氧核苷酸序列的过程C对蛋白质的改造是通过直接改造相应的 mRNA 来实现的DT 4溶菌酶中引入二硫键提高了它的热稳定性是蛋白质工程应用的体现解析：选 C 蛋白质工程是通过对基因的操作来实现对蛋白质改造的。8某科学家从细菌中分离出耐高温淀粉酶(Amy)基因 a，通过基因工程的方法，将基因a 与载体结合后导入马铃薯植株中，经检测发现 Amy 在成熟块茎细胞中存在。下列有关这一过程的叙述错误的是( )A

7、获取基因 a 的限制酶的作用部位是图中的B基因 a 进入马铃薯细胞后，可随马铃薯 DNA 分子的复制而复制，传给子代细胞- 3 -C连接基因 a 与载体的 DNA 连接酶的作用部位是图中的D通过该技术人类实现了定向改造马铃薯的遗传性状 解析：选 C DNA 连接酶和限制酶的作用部位都是磷酸二酯键，即图中部位。9下列关于目的基因的检测与鉴定的叙述，错误的是( )A目的基因在真核细胞中能否稳定遗传的关键是目的基因是否插入质 DNA 中B检测受体细胞是否含有目的基因及其是否成功转录的方法都是分子杂交法C目的基因的鉴定通常是在个体水平上进行的 D如在受体细胞内检测到目的基因表达的蛋白质，可确定目的基因

8、首端含有启动子解析：选 A 目的基因在真核细胞中能否稳定遗传的关键是目的基因是否插入到核 DNA中；检测受体细胞是否含有目的基因的方法是 DNA 分子杂交法，检测目的基因是否转录出mRNA 可用 DNARNA 分子杂交法；基因能成功表达，说明其首端含有启动子。10人们试图利用基因工程的方法，用乙种生物生产甲种生物的一种蛋白质。生产流程：甲生物的蛋白质mRNA 目的基因 与质粒 DNA 重组 导入乙细胞 获得甲生物的蛋白质 下列说法正确的是( )A过程需要的酶是逆转录酶，原料是 A、U、G、CB要用限制酶切断质粒 DNA，再用 DNA 连接酶将目的基因与质粒连接在一起C如果受体细胞是动物细胞，过

9、程可以用农杆菌转化法D参与过程的物质不含有 A、U、G、C解析：选 B 过程是逆转录，利用逆转录酶，合成 DNA 片段，所以需要的原料是A、T、G、C；过程是目的基因与质粒 DNA 的重组，需要用限制酶切断质粒 DNA，再用 DNA连接酶将目的基因与质粒连接在一起；如果受体细胞是动物细胞，重组基因的导入常用显微注射法，农杆菌转化法多用于植物细胞；过程是基因的表达过程，此过程中的 mRNA 和tRNA 都含有 A、U、G、C。11基因工程利用某目的基因(图甲)和 Pl 噬菌体载体(图乙)构建重组 DNA。限制酶的酶切位点分别是 Bgl、 EcoR和 Sau3A。下列分析错误的是( )A构建重组

10、DNA 时，可用 Bgl和 Sau3A切割目的基因所在片段和 Pl 噬菌体载体B构建重组 DNA 时，可用 EcoR和 Sau3A切割目的基因所在片段和 Pl 噬菌体载体C图乙中的 Pl 噬菌体载体只用 EcoR切割后，含有 2 个游离的磷酸基团- 4 -D用 EcoR切割目的基因所在片段和 Pl 噬菌体载体，再用 DNA 连接酶连接，只能产生一种重组 DNA解析：选 D 由题图可知， Bgl、 Sau3A及 EcoR三种酶在目的基因和 Pl 噬菌体上都有切口，故可用 Bgl和 Sau3A或 EcoR和 Sau3A切割目的基因所在片段和 Pl 噬菌体载体；从图乙知 Pl 噬菌体载体为环状 DN

11、A，只用 EcoR切割后产生两条反向双螺旋链状DNA，有 2 个游离的磷酸基团；用 EcoR切割目的基因所在片段和 Pl 噬菌体载体，再用 DNA连接酶连接，能产生不止一种重组 DNA。12 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。技术路线如下图所示，对此技术的以下描述，正确的是( )A.过程共形成 2 个磷酸二酯键 B过程都需要使用限制酶和 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 B 过程为红霉素抗性基因与重

12、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，故会形成 4 个磷酸二酯键。过程需要用限制酶切割质粒和 chlL 基因，然后用 DNA 连接酶连接 chlL 基因和质粒。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。红霉素抗性基因可插入蓝藻拟核 DNA 中，从而破坏蓝藻拟核 DNA 上的 chlL 基因，因此可用于筛选缺失 chlL 基因的蓝藻细胞。二、非选择题(除注明外，每空 1 分，共 26 分)13(8 分)科学家运用基因工程技术将结核杆菌 MPT64 基因(能控制合成 MPT6

13、4 蛋白)成功导入胡萝卜细胞，最终表达出肺结核疫苗。请回答下列问题：(1)为获取 MPT64 基因，可从结核杆菌的细胞中提取对应 mRNA，在_的作用下合成双链 cDNA 片段，获得的 cDNA 片段与结核杆菌中该基因碱基序列_(填“相同”或“不同”)。(2)通常采用 PCR 技术扩增 MPT64 基因，前提是要有一段已知 MPT64 基因的核苷酸序列，以便根据这一序列合成_，在操作步骤中需要加热至 9095 的目的是_。(3)根据农杆菌的特点，如果将 MPT64 基因插入到_上，通过农杆菌的转化作用，就可以使目的基因进入胡萝卜细胞，并将其插入到植物细胞中的_上。- 5 -(4)研究发现，如果

14、将 MPT64 蛋白第 20 位和 24 位的氨基酸改变为半胱氨酸，其保存时间将大大延长，科学家可以生产上述耐储存的 MPT64 蛋白的现代生物工程技术是_。解析：(1)以 mRNA 模板，合成 cDNA 的过程是逆转录，需要逆转录酶的催化。由于 DNA转录形成 mRNA 的过程中非编码序列不转录，所以形成的 cDNA 与结核杆菌中该基因碱基序列不同。(2)在 PCR 技术中，以已知 MPT64 基因的核苷酸序列为模板合成引物。在操作步骤中需要加热至 9095 ，以打开 DNA 的双链。(3)在农杆菌转化法中，将 MPT64 基因插入到农杆菌的 Ti 质粒的 TDNA 上，通过农杆菌的转化作用

15、，就可以使目的基因进入胡萝卜细胞，并将其插入到植物细胞的染色体 DNA 上。基因的表达产物是蛋白质，要确认 MPT64 基因是否在胡萝卜植株中表达，应检测胡萝卜植株中是否含有 MPT64 蛋白。(4)蛋白质工程又叫第二代基因工程，可以通过设计改造原有蛋白质的结构和功能。答案：(1)逆转录酶 不同 (2)引物 目的基因 DNA 受热变性解链为单链(2 分) (3)Ti质粒的 TDNA 染色体 DNA (4)蛋白质工程14(9 分)虫草中的超氧化物歧化酶(SOD)具有抗衰老作用。研究人员培育了能合成 SOD的转基因酵母菌。据图回答下列问题：注： Hind 和 ApaL是两种限制酶，箭头表示酶的切割

16、位置。(1)将图中的重组 DNA 分子用 Hind 和 ApaL完全酶切后，可得到_种 DNA 片段。图示的表达载体存在氨苄青霉素抗性基因，不能导入用于食品生产的酵母菌中，据图分析，可用_切除该抗性基因的部分片段使其失效，再用 DNA 连接酶使表达载体重新连接起来。(2)作为受体细胞的酵母菌缺失 URA3 基因，必须在含有尿嘧啶的培养基中才能存活，因此，图示表达载体上的 URA3 基因可作为_供鉴定和选择；为了筛选出成功导入表达载体的酵母菌，所使用的培养基_(填“需要”或“不需要”)添加尿嘧啶。(3)目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程，称为_。为了确定受体细胞中 SO

17、D 基因是否转录，可用标记的_作探针进行分子杂交检测，分子杂交的原理是_。(4)利用蛋白质工程获得活性更高的 SOD 时，需根据所设计蛋白质的结构推测其_序列，最终确定相对应的脱氧核苷酸序列并经_获得所需的基因。解析：(1)由图可知，图中的基因表达载体中存在 Hind 的一个酶切位点，存在ApaL的两个酶切位点，因此用两种酶同时切割环状质粒会得到 3 种不同的 DNA 片段。图示- 6 -的表达载体存在氨苄青霉素抗性基因，不能导入用于生产的酵母菌中，否则会导致人体对抗生素不敏感，因此可以利用 ApaL切除该抗性基因的部分片段使其失效，再用 DNA 连接酶使表达载体重新连接起来。(2)作为受体细

18、胞的酵母菌缺失 URA3 基因，必须在含有尿嘧啶的培养基中才能存活，因此，图示表达载体上的 URA3 基因可作为标记基因供鉴定和选择；由于导入表达载体的酵母菌中含有 URA3 基因，而普通酵母菌中不含有 URA3 基因，因此为了筛选出成功导入表达载体的酵母菌，所使用的培养基不需要添加尿嘧啶。(3)目的基因进入受体细胞内并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程，称为转化。为了确定受体细胞中 SOD 基因是否转录，可用标记的 SOD 基因作为探针进行分子杂交检测，分子杂交的原理是碱基互补配对。(4)利用蛋白质工程获得活性更高的 SOD 时，需根据所涉及蛋白质的结构推测其氨基酸序列，最终确定相对应的脱氧

19、核苷酸序列并经基因修饰获得所需的基因。答案：(1)3 ApaL (2)标记基因 不需要 (3)转化 SOD 基因 碱基互补配对 (4)氨基酸 基因修饰15(9 分)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，表示相关的操作， EcoR、 BamH为限制酶，它们的识别序列及切割位点如表所示。请回答下列问题：(1)步骤中，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了_和_序列，以便于后续的剪切和连接。(2)过程所构建的基因表达载体中未标注出的必需结构还有_，过程中需先用_处理农杆菌以便将基因表达载体导入细胞。(3)过程中，科研人员

20、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，其可能的原因是_。(4)治疗中发现，用于口服的 干扰素在胃中会受到一定程度的破坏影响其功效，需要利用_技术加以改造，以达到满意效果。解析：(1)设计引物序列的主要依据是干扰素基因两端的部分核苷酸序列。后期需要用限制酶进行切割，所以在两种引物的一端分别加上了 GAATTC 和 GGATCC 序列。(2)构建的基因表达载体中还需要复制原点。过程中需先用 Ca2 处理农杆菌以便将基因表达载体导入细- 7 -胞。(3)RNA 通过逆转录形成 DNA，若最终未能检测出干扰素基因，其可能原因是干扰素基因未能导入人参愈伤组织细胞或导入人参愈伤组织细胞的干扰素基因未能转录。(4)对 干扰素进行改造需要利用蛋白质工程答案：(1)干扰素基因两端的部分核苷酸序列GAATTC GGATCC (2)复制原点 Ca 2 (3)逆转录 干扰素基因未能导入人参愈伤组织细胞或导入人参愈伤组织细胞的干扰素基因未能转录(2 分)(4)蛋白质工程