高考生物一輪復(fù)習(xí)課時(shí)作業(yè)三十六基因工程課件

三十六基因工程(30分鐘100分)一、單項(xiàng)選擇題:本題共6小題,每小題6分,共36分。每題只有一個(gè)選項(xiàng)最符合題意。1.下列有關(guān)基因工程技術(shù)的敘述,正確的是 (

)A.不同的限制酶切割形成的黏性末端一定不同B.PCR反應(yīng)中周期性的溫度設(shè)置是特定的,與擴(kuò)增的目的基因和引物無(wú)關(guān)C.在構(gòu)建基因表達(dá)載體時(shí)通常需要大量的目的基因和載體D.質(zhì)粒上的目的基因都必須整合到受體細(xì)胞的DNA上并表達(dá)【解析】選C。不同的限制酶切割形成的黏性末端可能相同,也可能不同,A錯(cuò)誤;PCR反應(yīng)中周期性的溫度設(shè)置與擴(kuò)增的目的基因和引物有關(guān),不同的目的基因和引物需要的溫度有所不同,B錯(cuò)誤;在構(gòu)建基因表達(dá)載體時(shí)通常需要大量的目的基因和載體,這樣獲得基因表達(dá)載體的概率更高,C正確;質(zhì)粒本身也是DNA,也能自我復(fù)制,所以進(jìn)入受體細(xì)胞以后,既可以自己進(jìn)行表達(dá),也可以整合到受體細(xì)胞的DNA上表達(dá),D錯(cuò)誤。2.下列關(guān)于蛋白質(zhì)工程的說(shuō)法,正確的是 (

)A.蛋白質(zhì)工程是在分子水平上對(duì)蛋白質(zhì)分子直接進(jìn)行操作B.蛋白質(zhì)工程能生產(chǎn)出自然界中不曾存在過(guò)的新型蛋白質(zhì)分子C.對(duì)蛋白質(zhì)的改造是通過(guò)直接改造相應(yīng)的mRNA來(lái)實(shí)現(xiàn)的D.蛋白質(zhì)工程的流程和天然蛋白質(zhì)合成的過(guò)程是相同的【解析】選B。蛋白質(zhì)工程是在分子水平上對(duì)基因進(jìn)行改造,A、C錯(cuò)誤;蛋白質(zhì)工程的流程和天然蛋白質(zhì)合成的過(guò)程是不同的,是中心法則的逆推過(guò)程,D錯(cuò)誤。3.微生物常被用于基因工程中。下列相關(guān)敘述正確的是 (

)A.從耐熱的細(xì)菌中獲取PCR所需的DNA連接酶B.大腸桿菌、酵母菌等是基因工程常用的載體C.作為載體的DNA分子需具有合成抗生素的基因D.常利用土壤農(nóng)桿菌將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞【解析】選D。從耐熱的細(xì)菌中獲取PCR所需的DNA聚合酶,A錯(cuò)誤;基因工程中常用的載體是質(zhì)粒、動(dòng)植物病毒、λ噬菌體的衍生物,B錯(cuò)誤;作為載體的DNA分子需要有抗生素抗性基因,便于后期的篩選,C錯(cuò)誤;常利用土壤農(nóng)桿菌將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞中,D正確。4.(2021·無(wú)錫模擬)利用外源基因在受體細(xì)胞中表達(dá)可生產(chǎn)人類所需要的產(chǎn)品。下列敘述中能說(shuō)明外源基因在受體細(xì)胞中成功表達(dá)的是 (

)A.棉花體細(xì)胞中檢測(cè)到蘇云金芽孢桿菌的Bt毒蛋白B.大腸桿菌中檢測(cè)到人胰島素基因及其mRNAC.山羊乳腺細(xì)胞中檢測(cè)到人生長(zhǎng)激素DNA序列D.酵母菌細(xì)胞中檢測(cè)到重組載體上的標(biāo)記基因【解析】選A。棉花體細(xì)胞中檢測(cè)到蘇云金芽孢桿菌的Bt毒蛋白,說(shuō)明外源基因已經(jīng)完成表達(dá),A正確;大腸桿菌中檢測(cè)到人的胰島素基因轉(zhuǎn)錄出的mRNA,說(shuō)明外源基因已經(jīng)成功轉(zhuǎn)錄,但不能說(shuō)明外源基因已經(jīng)完成表達(dá),B錯(cuò)誤;山羊乳腺細(xì)胞中檢測(cè)到人生長(zhǎng)激素DNA序列,說(shuō)明外源基因已經(jīng)導(dǎo)入受體細(xì)胞,但不能說(shuō)明外源基因已經(jīng)完成表達(dá),C錯(cuò)誤;檢測(cè)到標(biāo)記基因只能說(shuō)明重組DNA導(dǎo)入受體細(xì)胞,不能說(shuō)明外源基因已表達(dá),D錯(cuò)誤。5.(2020·鹽城三模)長(zhǎng)春花中的長(zhǎng)春堿具有良好的抗腫瘤作用?？蒲腥藛T利用TMS基因構(gòu)建重組Ti質(zhì)粒,對(duì)愈傷組織進(jìn)行遺傳改造,從其細(xì)胞分泌物中提取長(zhǎng)春堿,解決長(zhǎng)春堿供不應(yīng)求的問(wèn)題,操作流程如圖。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(

)A.過(guò)程②多采用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法B.Ti質(zhì)粒是TMS基因的運(yùn)載工具C.外植體通過(guò)①脫分化過(guò)程形成愈傷組織D.愈傷組織通過(guò)③再分化過(guò)程產(chǎn)生長(zhǎng)春堿【解析】選D。

過(guò)程②是把目的基因?qū)胫参锛?xì)胞,多采用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法,A正確;TMS基因和Ti質(zhì)粒通過(guò)酶切、連接,構(gòu)建成重組Ti質(zhì)粒,Ti質(zhì)粒是TMS基因的運(yùn)載工具,B正確;外植體通過(guò)①脫分化過(guò)程形成愈傷組織,脫分化是將已分化的細(xì)胞經(jīng)過(guò)誘導(dǎo)后失去其特有的結(jié)構(gòu)和功能而轉(zhuǎn)變成未分化細(xì)胞的過(guò)程,C正確;已經(jīng)脫分化的愈傷組織在一定條件下,再分化出各種組織器官,或進(jìn)一步形成完整植株,這一過(guò)程叫作再分化,③過(guò)程產(chǎn)生長(zhǎng)春堿不需要進(jìn)行再分化,D錯(cuò)誤。6.(2021·南京模擬)L天冬酰胺酶對(duì)于治療小兒白血病特別有效,但在臨床應(yīng)用中經(jīng)常出現(xiàn)過(guò)敏反應(yīng)?？蒲腥藛T預(yù)期在L天冬酰胺酶的基礎(chǔ)上研發(fā)藥效性強(qiáng)但免疫性弱的蛋白質(zhì)藥物,下一步要做的是 (

)A.合成編碼L天冬酰胺酶的DNA片段B.構(gòu)建含L天冬酰胺酶基因片段的表達(dá)載體C.設(shè)計(jì)出藥效性強(qiáng)但免疫性弱的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)D.利用DNA分子雜交的方法對(duì)表達(dá)產(chǎn)物進(jìn)行檢測(cè)【解析】選C?！昂铣删幋aL天冬酰胺酶的DNA片段”的上一步驟應(yīng)該是“根據(jù)蛋白質(zhì)氨基酸序列推斷編碼蛋白質(zhì)的DNA序列”,A錯(cuò)誤;“構(gòu)建含L天冬酰胺酶基因片段的表達(dá)載體”的上一步驟應(yīng)該是“合成編碼L天冬酰胺酶的DNA片段”,B錯(cuò)誤;“設(shè)計(jì)出藥效性強(qiáng)但免疫性弱的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)”的上一步驟是“確定預(yù)期蛋白質(zhì)功能”,C正確;“利用DNA分子雜交的方法對(duì)表達(dá)產(chǎn)物進(jìn)行檢測(cè)”是已經(jīng)表達(dá)出相應(yīng)產(chǎn)物以后的操作,D錯(cuò)誤。二、多項(xiàng)選擇題:本題共1小題,每小題6分,共6分。每題有不止一個(gè)選項(xiàng)符合題意。7.(2021·江蘇七市調(diào)研)利用雞血進(jìn)行DNA的粗提取與鑒定,有關(guān)敘述正確的是 (

)A.將雞血離心后取上清液進(jìn)行實(shí)驗(yàn)B.DNA在0.14mol·L-1NaCl溶液中溶解度最大C.可用95%的冷酒精進(jìn)行DNA的純化D.在沸水浴條件下,DNA與二苯胺試劑反應(yīng)呈藍(lán)色【解析】選C、D。在新鮮雞血中加入適量的檸檬酸鈉防止血液凝固,混合均勻后離心,取血細(xì)胞的沉淀物進(jìn)行實(shí)驗(yàn),A錯(cuò)誤;DNA在0.14mol/LNaCl溶液中溶解度最小,故可使DNA析出從而去除雜質(zhì),B錯(cuò)誤;DNA不溶于體積分?jǐn)?shù)為95%的冷酒精,因此在溶有DNA的濾液中加入體積分?jǐn)?shù)為95%的冷酒精后,用玻璃棒輕緩攪拌,這樣可以進(jìn)一步純化DNA,C正確;DNA與二苯胺在沸水浴加熱的條件下呈現(xiàn)藍(lán)色,D正確。三、非選擇題:本題共4小題,共58分。8.(12分)PCR技術(shù)是分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室里的一種常規(guī)手段,其原理是利用DNA的半保留復(fù)制,在試管中進(jìn)行DNA的人工復(fù)制(如圖所示),在很短的時(shí)間內(nèi),將DNA擴(kuò)增幾百萬(wàn)倍甚至幾十億倍,使實(shí)驗(yàn)室所需要的遺傳物質(zhì)不再受限于活的生物體。(1)PCR的全稱是

,94℃高溫使DNA雙鏈打開(kāi),這一步是打開(kāi)

鍵,稱為

。而這一過(guò)程在細(xì)胞內(nèi)是通過(guò)

酶實(shí)現(xiàn)的。

(2)當(dāng)溫度降低時(shí),引物與模板

端結(jié)合,在耐高溫的

的作用下,引物沿模板延伸,此過(guò)程中原料是

,遵循的原則是

。

(3)PCR技術(shù)的必要條件除模板、原料、ATP、酶以外,至少還需要三個(gè)條件,即液體環(huán)境、適宜的

和

,前者由PCR儀自動(dòng)調(diào)控,后者則靠

來(lái)維持。

(4)DNA的復(fù)制需要引物,其主要原因是

。引物的實(shí)質(zhì)是

,若將1個(gè)DNA分子拷貝10次,則需要在緩沖溶液中至少加入

個(gè)引物。

【解析】(1)PCR全稱是多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng),94℃高溫使DNA雙鏈打開(kāi),這一步是打開(kāi)氫鍵,稱為變性。這一過(guò)程在細(xì)胞內(nèi)是通過(guò)解旋酶實(shí)現(xiàn)的。(2)當(dāng)溫度降至55℃時(shí),引物與模板鏈3'端結(jié)合。加熱至72℃,在耐高溫的TaqDNA聚合酶的作用下,引物沿模板鏈延伸,此過(guò)程中原料是4種脫氧核苷酸,遵循的原則是堿基互補(bǔ)配對(duì)。(3)PCR技術(shù)必要條件除模板、原料、酶、ATP外,至少還需要液體環(huán)境,適宜的溫度和pH,前者由PCR儀自動(dòng)調(diào)控,后者靠緩沖液來(lái)維持。(4)DNA復(fù)制需要引物的主要原因是DNA聚合酶不能從頭開(kāi)始合成DNA,只能從3'端延伸DNA鏈。引物的實(shí)質(zhì)是單鏈RNA或單鏈DNA分子。在DNA分子擴(kuò)增時(shí),需要2種引物,由于新合成的鏈都需要引物作為復(fù)制的起點(diǎn),故所需的引物數(shù)目等于新合成的DNA鏈的數(shù)目,即2×210-2=211-2。答案:(1)多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)氫變性解旋(2)3'

TaqDNA聚合酶4種脫氧核苷酸堿基互補(bǔ)配對(duì)(3)溫度pH緩沖液(4)DNA的復(fù)制不能從頭開(kāi)始,DNA聚合酶只能從引物的3'端延伸DNA鏈單鏈RNA或者單鏈DNA分子211-29.(15分)(2021·蘇錫常鎮(zhèn)模擬)錦鯉皰疹病毒是一種雙鏈DNA病毒。如圖為T(mén)aqMan熒光探針技術(shù)的原理示意圖,探針完整時(shí),報(bào)告基團(tuán)發(fā)射的熒光信號(hào)被淬滅基團(tuán)吸收;PCR擴(kuò)增時(shí)該探針被Taq酶切降解,使報(bào)告熒光基團(tuán)和淬滅熒光基團(tuán)分離,從而熒光監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可接收到熒光信號(hào),即每擴(kuò)增1個(gè)DNA分子,就有一個(gè)熒光分子形成,實(shí)現(xiàn)了熒光信號(hào)的累積與PCR產(chǎn)物形成完全同步。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:(1)在基因工程中,目前獲取目的基因的常用方法除了利用PCR技術(shù)擴(kuò)增外,還有

和

兩種類型。

(2)引物的化學(xué)本質(zhì)是

,其與模板DNA的結(jié)合具有

性。

(3)通常情況下,探針中的GC含量比引物中的略高,這有利于保證退火時(shí)

與模板DNA結(jié)合。

(4)用TaqMan熒光探針技術(shù)檢測(cè)錦鯉皰疹病毒時(shí),在反應(yīng)體系中要加相應(yīng)的病毒遺傳物質(zhì)、引物、探針和

、

酶等,其中酶發(fā)揮的具體作用是延伸DNA鏈和

。

(5)若最初該反應(yīng)體系中只有一個(gè)病毒DNA分子,經(jīng)n次循環(huán)后,需要消耗TaqMan熒光探針

個(gè)。

【解析】(1)在基因工程中,目前獲取目的基因的常用方法有:利用PCR技術(shù)擴(kuò)增、從基因文庫(kù)中獲取、人工合成。(2)引物的化學(xué)本質(zhì)是DNA單鏈,其與模板DNA的結(jié)合具有特異性。(3)通常情況下,探針中的GC含量比引物中的略高,這有利于保證退火時(shí)探針先于引物與模板DNA結(jié)合。(4)PCR擴(kuò)增所需的條件包括:模板DNA、四種脫氧核苷酸、一對(duì)引物、熱穩(wěn)定DNA聚合酶(Taq酶),結(jié)合圖中信息可知,用TaqMan熒光探針技術(shù)檢測(cè)錦鯉皰疹病毒時(shí),在反應(yīng)體系中要加相應(yīng)的病毒遺傳物質(zhì)、引物、探針和4種脫氧核苷酸、Taq酶等;由題圖可知,酶發(fā)揮的具體作用是延伸DNA鏈和將探針?biāo)狻?5)根據(jù)題干信息可知,熒光信號(hào)的累積與PCR產(chǎn)物數(shù)量完全同步,因此計(jì)算時(shí)需要去除原來(lái)親代的DNA分子,因此若最初該反應(yīng)體系中只有一個(gè)病毒DNA分子,經(jīng)n次循環(huán)后,需要消耗TaqMan熒光探針2n-1個(gè)。答案:(1)從基因文庫(kù)中獲取人工合成(2)DNA單鏈特異(3)探針先于引物(4)4種脫氧核苷酸Taq將探針?biāo)?5)2n-1

10.(16分)(2021·衡水模擬)我國(guó)一科研團(tuán)隊(duì)將小麥液泡膜Na+/K+逆向轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白基因(TaNHX2基因)轉(zhuǎn)移到水稻細(xì)胞內(nèi),獲得了轉(zhuǎn)基因耐鹽水稻新品種?；卮鹣铝杏嘘P(guān)問(wèn)題:(1)獲取目的基因的方法很多。若已知TaNHX2基因序列,可以用

擴(kuò)增該基因。首先根據(jù)序列設(shè)計(jì)、合成

并投入反應(yīng)體系,同時(shí),還需要放入dNTP、目的基因、Taq酶等。還可以人工合成TaNHX2基因。如圖1表示人工合成的兩條若干個(gè)堿基的DNA單鏈,兩條鏈通過(guò)18個(gè)堿基對(duì)形成部分雙鏈DNA片段,再利用Klenow酶補(bǔ)平,獲得雙鏈DNA。從功能看,Klenow酶是一種

酶。

(2)圖2是3種限制酶的識(shí)別與酶切位點(diǎn)示意圖,構(gòu)建基因表達(dá)載體時(shí),經(jīng)BamHⅠ酶切割得到的目的基因可以與圖3所示質(zhì)粒被

酶切后的產(chǎn)物連接,理由是

。連接后的重組質(zhì)粒

(填“能”“不能”或“不一定能”)被BamHⅠ切割。

(3)基因表達(dá)載體通過(guò)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化作用,就可以使目的基因進(jìn)入植物細(xì)胞,并將其

,使目的基因的遺傳特性得以穩(wěn)定維持和表達(dá)。

(4)小麥與水稻差異很大,但通過(guò)基因重組后,水稻卻能夠合成小麥的蛋白質(zhì),這是因?yàn)?/p>

。

【解析】(1)擴(kuò)增目的基因常采用PCR技術(shù);需要根據(jù)設(shè)計(jì)序列合成引物;從圖中看出Klenow酶的作用是以DNA分子的一條鏈為模板,以脫氧核苷酸為原料合成DNA分子,催化磷酸二酯鍵的形成,所以是一種DNA聚合酶。(2)由圖2可知,BamHⅠ酶和Sau3AⅠ酶兩種酶切割片段產(chǎn)生的黏性末端互補(bǔ),故經(jīng)BamHⅠ酶切割得到的目的基因可以與圖3所示質(zhì)粒被Sau3AⅠ酶切割后的產(chǎn)物連接。連接后的重組質(zhì)?？赡苄纬刹煌男蛄?所以不一定能再被BamHⅠ切割。(3)基因表達(dá)載體通過(guò)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化作用,就可以使目的基因進(jìn)入某植物根細(xì)胞,并將其插入植物細(xì)胞的染色體DNA上,使目的基因的遺傳特性得以穩(wěn)定維持和表達(dá)。(4)小麥與水稻差異很大,但小麥和水稻共用一套遺傳密碼,故通過(guò)基因重組后,水稻能夠合成小麥的蛋白質(zhì)。答案:(1)PCR技術(shù)引物DNA聚合(2)Sau3AⅠ

BamHⅠ和Sau3AⅠ兩種酶切割片段產(chǎn)生的黏性末端互補(bǔ)不一定能(3)插入植物細(xì)胞的染色體DNA上(4)水稻和小麥共用一套遺傳密碼11.(15分)弓形蟲(chóng)病是全球性分布和流行的人畜共患病,弓形蟲(chóng)寄生在人和動(dòng)物的有核細(xì)胞內(nèi),危害嚴(yán)重。近年來(lái),隨著對(duì)弓形蟲(chóng)相關(guān)基因和抗原結(jié)構(gòu)的研究的不斷深入,弓形蟲(chóng)基因工程疫苗的研發(fā)取得了重大進(jìn)展?？茖W(xué)家發(fā)現(xiàn),弓形蟲(chóng)DNA中有一段P30基因,該基因突變會(huì)使弓形蟲(chóng)的侵染能力顯著下降。據(jù)此,他們構(gòu)建了弓形蟲(chóng)P30基因的乳酸乳球菌表達(dá)質(zhì)粒L2Ps-P30-T(表達(dá)載體)。請(qǐng)回答有關(guān)基因工程疫苗的問(wèn)題。(1)弓形蟲(chóng)與乳酸乳球菌相比較,弓形蟲(chóng)的DNA主要以

和

的形式存在。

(2)基因工程中,檢測(cè)弓形蟲(chóng)DNA或疫苗目的基因可采用的方法是

雜交技術(shù)。

(3)如果表達(dá)質(zhì)粒L2Ps-P30-T在乳酸乳球菌中的表達(dá)產(chǎn)物,能使小鼠對(duì)弓形蟲(chóng)感染具有免疫力,該表達(dá)產(chǎn)物屬于

(填“抗原”或“抗體”)。該表達(dá)質(zhì)粒除了具有L2Ps-P30-T、抗生素基因外,還必須具有的結(jié)構(gòu)是

。

(4)科學(xué)家還發(fā)現(xiàn),一類MIC2蛋白是弓形蟲(chóng)感染的主要毒力物質(zhì),其毒力作用的關(guān)鍵位點(diǎn)是色氨酸。請(qǐng)完成該項(xiàng)研究的下列步驟。①科學(xué)家采用蛋白質(zhì)工程技術(shù)構(gòu)建MIC2缺陷株,以此開(kāi)發(fā)有效的活弱毒疫苗。②該蛋白質(zhì)工程首先需要進(jìn)行的是設(shè)計(jì)改變MIC2蛋白中的

;

③需要推測(cè)經(jīng)蛋白質(zhì)工程改造后毒力減弱的MIC2蛋白中的