專題18基因工程-回歸課本-23版高考生物復(fù)習(xí)(解析版)_第1頁(yè)
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專題18基因工程——回歸課本——23版高考生物復(fù)習(xí)專題18基因工程一、重組DNA技術(shù)的基本工具1.下列有關(guān)重組DNA技術(shù)的基本工具的敘述,正確的是(

)A.限制酶能夠識(shí)別RNA分子的特定核苷酸序列B.?dāng)y帶外源DNA片段的質(zhì)??稍谑荏w細(xì)胞中進(jìn)行復(fù)制C.DNA連接酶不能連接雙鏈DNA片段的平末端D.DNA連接酶能連接DNA分子雙鏈堿基對(duì)之間的氫鍵二、DNA粗提取與鑒定2.關(guān)于“DNA的粗提取與鑒定”實(shí)驗(yàn),下列說法錯(cuò)誤的是(

)A.過濾液沉淀過程在4℃冰箱中進(jìn)行是為了防止DNA降解B.離心研磨液是為了加速DNA的沉淀C.在一定溫度下,DNA遇二苯胺試劑呈現(xiàn)藍(lán)色D.粗提取的DNA中可能含有蛋白質(zhì)三、基因工程的基本操作程序3.CRISPR/Cas9是一種高效的基因編輯技術(shù),Cas9基因表達(dá)的Cas9蛋白像一把“分子剪刀”,在單鏈向?qū)NA(SgRNA)引導(dǎo)下,切割DNA雙鏈以敲除目標(biāo)基因或插入新的基因。CRISPR/Cas9基因編輯技術(shù)的工作原理如圖所示,下列分析正確的是(

)A.構(gòu)建重組質(zhì)粒時(shí),SgRNA編碼序列需要插入到質(zhì)粒的啟動(dòng)子上游B.SgRNA和Cas9蛋白形成復(fù)合體后,其功能類似于DNA聚合酶C.根據(jù)目標(biāo)DNA設(shè)計(jì)相應(yīng)的SgRNA,可實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)DNA的定點(diǎn)切割D.CRISPR/Cas9識(shí)別目標(biāo)DNA序列主要與Cas9蛋白的特異性相關(guān)四、DNA片段的擴(kuò)增及電泳鑒定4.PCR技術(shù)可用于遺傳多樣性的研究。下圖是對(duì)兩個(gè)跳蟲(A和B)DNA分析的實(shí)驗(yàn)過程,有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(

)A.蛋白酶可以分解組織中的蛋白質(zhì),在提取DNA時(shí)加入蛋白酶有助于釋放出DNAB.Taq酶能夠耐高溫,高溫下不會(huì)變性,常在PCR中用于DNA鏈的合成C.將已知長(zhǎng)度的DNA片段裝到凝膠上作參照,可用于估測(cè)樣本DNA片段的大小D.陰性對(duì)照是已知DNA模板及PCR擴(kuò)增過程所需的物質(zhì),以監(jiān)測(cè)試劑是否污染五、基因工程的應(yīng)用5.1965年9月,我國(guó)科學(xué)家首次成功合成了結(jié)晶牛胰島素,由此開辟了人工合成蛋白質(zhì)的新時(shí)代。從生物組織中直接提取到化學(xué)合成再到利用基因工程菌生產(chǎn)胰島素,生命科學(xué)的發(fā)展不斷造福人類社會(huì)。下列有關(guān)胰島素的推測(cè)不合理的是(

)A.可以利用放射性同位素標(biāo)記法來研究胰島素的合成和運(yùn)輸過程B.人體細(xì)胞合成胰島素的原料來源于自身合成和其生活的內(nèi)環(huán)境C.治療糖尿病的胰島素要注意低溫保存,不可直接口服D.選擇大腸桿菌作工程菌產(chǎn)生的胰島素與天然胰島素的結(jié)構(gòu)相同六、蛋白質(zhì)工程6.水蛭是我國(guó)的傳統(tǒng)中藥材,主要藥理成分水蛭素是具有抗凝血作用的蛋白質(zhì)。通過蛋白質(zhì)工程操作用賴氨酸替代水蛭素第47位的天冬酰胺,可提高其抗凝血活性,相關(guān)流程如下圖,據(jù)圖分析,下列敘述錯(cuò)誤的是(

A.上述研究中目前直接的操作對(duì)象是水蛭素基因B.蛋白質(zhì)工程進(jìn)行中難度最大的操作是改造水蛭素基因C.指導(dǎo)c形成的新水蛭素基因的堿基序列可能不同D.改造后的水蛭素需要與天然水蛭素進(jìn)行抗凝血活性比較七、生物技術(shù)的安全性與倫理問題7.轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品是指利用基因工程技術(shù)獲得的生物制品,其安全性問題一直是大眾關(guān)注和爭(zhēng)論的熱點(diǎn)。下列敘述錯(cuò)誤的是(

)A.通過轉(zhuǎn)基因育種可增加或消除原有生物品種的某些性狀B.轉(zhuǎn)基因食品風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估時(shí)還需考慮標(biāo)記基因的安全性問題C.嚴(yán)格選擇種植區(qū)域可減少轉(zhuǎn)基因作物發(fā)生外源基因擴(kuò)散的可能性D.轉(zhuǎn)基因作物的長(zhǎng)期、大規(guī)模種植不利于侵染力更強(qiáng)的害蟲的出現(xiàn)參考答案:1.B【分析】基因工程中的操作工具及其作用:①分子手術(shù)刀——限制性核酸內(nèi)切酶(限制酶),能夠識(shí)別雙鏈DNA分子的某種特定的核苷酸序列,并且使每一條鏈中特定部位的兩個(gè)核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷開,因此具有專一性。②分子縫合針——DNA連接酶,E·coliDNA連接酶,只能將雙鏈DNA片段互補(bǔ)的黏性末端之間的磷酸二酯鍵連接起來;而T4DNA連接酶能縫合黏性末端和平末端。③分子運(yùn)輸車——載體?!驹斀狻緼、限制酶能夠識(shí)別雙鏈DNA分子的特定核苷酸序列,并在特定的堿基之間切開磷酸二酯鍵,A錯(cuò)誤;B、攜帶外源DNA片段的質(zhì)??稍谑荏w細(xì)胞中進(jìn)行復(fù)制,質(zhì)??梢宰鳛槟康幕虻倪\(yùn)載體,B正確;C、T4DNA連接酶能連接雙鏈DNA片段的平末端,C錯(cuò)誤;D、DNA連接酶能夠連接雙鏈DNA片段,形成磷酸二酯鍵,D錯(cuò)誤。故選B。2.B【分析】DNA的粗提取與鑒定的實(shí)驗(yàn)原理是:①DNA的溶解性,DNA和蛋白質(zhì)等其他成分在不同濃度的氯化鈉溶液中的溶解度不同,利用這一特點(diǎn)可以選擇適當(dāng)濃度的鹽溶液可以將DNA溶解或析出,從而達(dá)到分離的目的;②DNA不容易酒精溶液,細(xì)胞中的某些蛋白質(zhì)可以溶解于酒精,利用這一原理可以將蛋白質(zhì)和DNA進(jìn)一步分離;③在沸水浴的條件下DNA遇二苯胺會(huì)呈現(xiàn)藍(lán)色?!驹斀狻緼、低溫時(shí)DNA酶的活性較低,過濾液沉淀過程在4℃冰箱中進(jìn)行是為了防止DNA降解,A正確;B、離心研磨液是為了使細(xì)胞碎片沉淀,B錯(cuò)誤;C、在沸水浴條件下,DNA遇二苯胺試劑呈現(xiàn)藍(lán)色,C正確;D、細(xì)胞中的某些蛋白質(zhì)可以溶解于酒精,可能有蛋白質(zhì)不溶于酒精,在95%的冷酒精中與DNA一塊兒析出,故粗提取的DNA中可能含有蛋白質(zhì),D正確。故選B。3.C【分析】基因工程的操作步驟:(1)目的基因的獲?。环椒ㄓ袕幕蛭膸?kù)中獲取、利用PCR技術(shù)擴(kuò)增和人工合成;(2)基因表達(dá)載體的構(gòu)建:是基因工程的核心步驟。基因表達(dá)載體包括目的基因、啟動(dòng)子、終止子和標(biāo)記基因等;(3)將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞;根據(jù)受體細(xì)胞不同,導(dǎo)入的方法也不一樣,將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞的方法有農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、基因槍法和花粉管通道法;將目的基因?qū)雱?dòng)物細(xì)胞最有效的方法是顯微注射法;將目的基因?qū)胛⑸锛?xì)胞的方法是感受態(tài)細(xì)胞法;(4)目的基因的檢測(cè)與鑒定:分子水平上的檢測(cè):①檢測(cè)轉(zhuǎn)基因生物染色體的DNA是否插入目的基因-DNA分子雜交技術(shù)②檢測(cè)目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA-分子雜交技術(shù);③檢測(cè)目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì):抗原-抗體雜交技術(shù);個(gè)體水平上的鑒定:抗蟲鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等?!驹斀狻緼、構(gòu)建重組質(zhì)粒時(shí),SgRNA編碼序列需要插入到質(zhì)粒的啟動(dòng)子下游,便于轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生SgRNA,A錯(cuò)誤。B、SgRNA和Cas9蛋白形成復(fù)合體后,可切割DNA雙鏈以敲除目標(biāo)基因或插入新的基因,其功能類似于限制酶,B錯(cuò)誤;C、SgRNA可以特異性切割DNA位點(diǎn),根據(jù)目標(biāo)DNA設(shè)計(jì)相應(yīng)的SgRNA,可實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)DNA的定點(diǎn)切割,C正確;D、CRISPR/Cas9識(shí)別目標(biāo)DNA序列主要與SgRNA編碼序列有關(guān),D錯(cuò)誤;故選C。4.D【分析】PCR是利用DNA在體外攝氏95°高溫時(shí)變性會(huì)變成單鏈,低溫(經(jīng)常是60°C左右)時(shí)引物與單鏈按堿基互補(bǔ)配對(duì)的原則結(jié)合,再調(diào)溫度至DNA聚合酶最適反應(yīng)溫度(72°C左右),DNA聚合酶沿著磷酸到五碳糖(5'-3')的方向合成互補(bǔ)鏈。PCR反應(yīng)的最大特點(diǎn)是具有較大擴(kuò)增能力與極高的靈敏性,但容易污染,因此要時(shí)刻注意污染的監(jiān)測(cè),陽(yáng)性對(duì)照和陰性對(duì)照等。【詳解】A、蛋白酶是水解蛋白質(zhì)肽鍵一類酶的總稱,跳蟲細(xì)胞中大量DNA和蛋白質(zhì)構(gòu)成染色體,所以在提取DNA時(shí)加入蛋白酶有助于釋放出DNA,A正確;B、Taq酶是從水生棲熱菌ThermusAquaticus(Taq)中分離出的具有熱穩(wěn)定性的DNA聚合酶,耐高溫,B正確;C、雙鏈DNA分子通過凝膠的速率與其分子量的常用對(duì)數(shù)成反比。據(jù)此用已知分子量的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)和待測(cè)分子量的DNA片段同時(shí)電泳,比較其電泳速率,即可求出待測(cè)片段的分子大小,C正確;D、PCR污染的監(jiān)測(cè)方法中陽(yáng)性對(duì)照:它是PCR反應(yīng)是否成功、產(chǎn)物條帶位置及大小是否合乎理論要求的一個(gè)重要的參考標(biāo)志。陽(yáng)性對(duì)照要選擇擴(kuò)增度中等、重復(fù)性好,經(jīng)各種鑒定是該產(chǎn)物的標(biāo)本,如以重組質(zhì)粒為陽(yáng)性對(duì)照,其含量宜低不宜高(100個(gè)拷貝以下),但陽(yáng)性對(duì)照尤其是重組質(zhì)粒及高濃度陽(yáng)性標(biāo)本,其對(duì)檢測(cè)或擴(kuò)增樣品污染的可能性很大;陰性對(duì)照:每次PCR實(shí)驗(yàn)務(wù)必做陰性對(duì)照。它包括①標(biāo)本對(duì)照:被檢的標(biāo)本是血清就用鑒定后的正常血清作對(duì)照;被檢的標(biāo)本是組織細(xì)胞就用相應(yīng)的組織細(xì)胞作對(duì)照。②試劑對(duì)照:在PCR試劑中不加模板DNA或RNA,進(jìn)行PCR擴(kuò)增,以監(jiān)測(cè)試劑是否污染,D錯(cuò)誤。故選D。5.D【分析】分泌蛋白的合成并分泌過程:首先通過細(xì)胞內(nèi)的核糖體形成氨基酸肽鏈,然后在糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi),肽鏈盤曲折疊構(gòu)成蛋白質(zhì)接著糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜會(huì)形成一些小泡,里面包裹著蛋白質(zhì),小泡運(yùn)輸?shù)鞍踪|(zhì)到高爾基體,蛋白質(zhì)進(jìn)入高爾基體后,進(jìn)行進(jìn)一步的加工,之后,高爾基體膜形成一些小泡,包裹著蛋白質(zhì),運(yùn)輸?shù)郊?xì)胞膜處,小泡與細(xì)胞膜接觸,蛋白質(zhì)就分泌到細(xì)胞外了?!驹斀狻緼、胰島素屬于分泌蛋白,可利用放射性同位素標(biāo)記法研究胰島素的合成與分泌過程,A正確;B、人體細(xì)胞合成胰島素的原料是氨基酸,氨基酸來源于自身合成和其生活的內(nèi)環(huán)境,B正確;C、治療糖尿病的胰島素要注意低溫保存,胰島素的蛋白質(zhì)不可直接口服,C正確;D、選擇大腸桿菌是原核細(xì)胞,沒有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體,不能對(duì)胰島素的前體物質(zhì)進(jìn)行加工,所以大腸桿菌作工程菌產(chǎn)生的胰島素與天然胰島素的結(jié)構(gòu)不相同,D錯(cuò)誤。故選D。6.B【分析】蛋白質(zhì)工程是以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其與生物功能的關(guān)系作為基礎(chǔ),通過基因修飾或基因合成,對(duì)現(xiàn)有蛋白質(zhì)進(jìn)行改造,或制造一種新的蛋白質(zhì),以滿足人類的生產(chǎn)和生活的需求。蛋白質(zhì)工程是在基因工程的基礎(chǔ)上,延伸出來的第二代基因工程,是包含多學(xué)科的綜合科技工程領(lǐng)域。蛋白質(zhì)工程的基本途徑是:從預(yù)期的蛋白質(zhì)功能出發(fā)→設(shè)計(jì)預(yù)期的蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)→推測(cè)應(yīng)有的氨基酸序列→找到相對(duì)應(yīng)的脫氧核苷酸序列。【詳解】A、圖示為蛋白質(zhì)工程,蛋白質(zhì)工程直接的操作對(duì)象是水蛭素基因,A正確;B、蛋白質(zhì)工程進(jìn)行中難度最大的操作是根據(jù)蛋白質(zhì)的功能設(shè)計(jì)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu),B錯(cuò)誤;C、由于新水蛭素經(jīng)過了重新設(shè)計(jì),因而指導(dǎo)c形成的新水蛭素基因的堿基序列可能發(fā)生改變,C正確;D、題意顯示,通過蛋白質(zhì)工程操作用賴氨酸替代水蛭素第47位的天冬酰胺,可提高其抗凝血活性,因此需要進(jìn)行改造后的水蛭素需要與天然水蛭素進(jìn)行抗凝血活性比較,從而做出鑒定,D正確。故選B。7.D【分析】基因工程是指按照人們的愿望,通過轉(zhuǎn)基因等技術(shù),賦予生物新的遺傳特性,創(chuàng)造出更符合人們需要的新的生物類型和產(chǎn)品。從技術(shù)操作層面來看,由于基因工程是在DNA分子水平上進(jìn)行設(shè)計(jì)和施工的,因此又叫做重組DNA技術(shù);轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品是指利用基因工程技術(shù)而獲得的生物制品?!驹斀狻緼、基因工程是指按照人們的愿望,通過轉(zhuǎn)基因等技術(shù),賦予生物新的遺傳特性,創(chuàng)造出更符合人們需要的新的生物類型和產(chǎn)品;轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品是指利用基因工程技術(shù)而獲得的生物制品,故通過轉(zhuǎn)基因育種,按照人們的需要,可增加或消除原有生物品種的某些性狀,A正確;B、在基

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