2023年高考生物一轮复习作业专题1基因工程选修3.docx

2023高考生物一轮复习作业：选修1 专题4 生物技术在其他方面的应用 一、选择题 1．科学家在培育抗虫棉时，经过了许多复杂的过程和不懈的努力，才获得成功。起初把苏云金芽孢杆菌的抗虫基因插入载体质粒中，然后导入棉花的卵裂中，结果抗虫基因在棉花体内没有表达。然后在插入抗虫基因的质粒中插入启动子(抗虫基因首端)，导入棉花卵裂，长成的棉花植株还是没有抗虫能力。科学家又在有启动子、抗虫基因的质粒中插入终止子(抗虫基因末端)，导入棉花卵裂，结果长成的植株有抗虫能力。由以上过程推知，作为重组载体应具备的结构是(　　) A．目的基因、启动子 B．目的基因、终止子 C．目的基因、启动子、终止子 D．目的基因、启动子、终止子、标记基因 解析：基因表达载体的构建是基因工程的根本步骤也是核心，其目的是使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传给下一代，同时使目的基因能够表达和发挥作用。重组载体组成应有：目的基因、启动子、终止子和标记基因。 答案：D 线性DNA分子的 酶切示意图 2．某种限制性内切酶在一线性DNA分子上有3个酶切位点，如上图中箭头所指。如果该线性DNA分子在3个酶切位点上都被该酶切断，那么会产生a、b、c、d四种不同长度的DNA片段。现有多个上述线性DNA分子，假设在每个DNA分子上至少有1个酶切位点被该酶切断，那么从理论上讲，经该酶酶切后，这些线性DNA分子最多能产生长度不同的DNA片段种类数是(　　) A．3 B．4 C．9 D．12 解析：限制性内切酶具有专一性，据题干信息可知，三个切点都是该酶的切点，假设线性DNA分子在三个切点都被切断，那么得a、b、c、d；有一个切点被切断，得ab、cd，或abc、d，或a、bcd；有两个切点被切断，得a、b、cd，假设ab、c、d，或a、bc、d。因此，共得到不同长度的DNA片段有9种。 答案：C 3．在某小片段基因碱基序列的情况下，获得该基因的最正确方法是(　　) A．用mRNA为模板逆转录合成DNA B．以4种脱氧核苷酸为原料人工合成 C．将供体DNA片段转入受体细胞中，再进一步筛选 D．由蛋白质的氨基酸序列推测mRNA 解析：在某小片段基因碱基序列的情况下，获得该基因的最正确方法是以4种脱氧核苷酸为原料，人工合成目的基因；以mRNA为模板逆转录合成DNA是获得真核生物目的基因的常用方法；将供体DNA片段转入受体细胞中，再进一步筛选，检测目的基因是否进入受体细胞。 答案：B 4．以下列图为DNA分子的某一片段，其中①②③分别表示某种酶的作用部位，那么相应的酶依次是(　　) A．DNA连接酶、限制酶、解旋酶 B．限制酶、解旋酶、DNA连接酶 C．解旋酶、限制酶、DNA连接酶 D．限制酶、DNA连接酶、解旋酶 解析：使碱基对内氢键断裂的是解旋酶；限制酶将特定部位的相邻两脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键断开；连接DNA片段间磷酸二酯键的是DNA连接酶。 答案：C 5．(2023·诸暨模拟)采用基因工程技术将人凝血因子基因导入山羊卵裂，培育出了转基因羊。但是人凝血因子只存在于该转基因羊的乳汁中。以下有关表达，正确的选项是(　　) A．人体细胞中凝血因子基因的碱基对数目，小于凝血因子氨基酸数目的3倍 B．可用显微注射技术将含有人凝血因子基因的重组DNA分子导入羊的卵裂 C．在该转基因羊中，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 D．人凝血因子基因开始转录后，DNA连接酶以DNA分子的一条链为模板合成mRNA 解析：人体细胞内遗传信息的表达过程中存在终止密码子等不编码氨基酸的情况，因此，细胞中凝血因子基因的碱基对数目应大于凝血因子氨基酸数目的3倍；在该转基因羊中，人凝血因子基因存在于所有的体细胞中；催化mRNA合成的酶是RNA聚合酶。 答案：B 6．基因工程中，需使用特定的限制酶切割目的基因和质粒，便于重组和筛选。限制酶Ⅰ的识别序列和切点是，限制酶Ⅱ的识别序列和切点是。根据图示判断以下操作正确的选项是(　　) A．目的基因和质粒均用限制酶Ⅱ切割 B．目的基因和质粒均用限制酶Ⅰ切割 C．质粒用限制酶Ⅱ切割，目的基因用限制酶Ⅰ切割 D．质粒用限制酶Ⅰ切割，目的基因用限制酶Ⅱ切割 解析：此题中要遵循一个原那么：不能同时将两个标记基因切开，至少保存一个，所以只能用酶Ⅰ切割质粒；而从目的基因右侧碱基序列可知只能用酶Ⅱ，切割目的基因才能得到含目的基因的DNA片段。 答案：D 二、非选择题 7．图为利用生物技术获得生物新品种的过程，据图答复： (1)在基因工程中，A表示________，如果直接从苏云金杆菌中获得抗虫基因，①过程使用的酶区别于其他酶的特点是________，B表示________。 (2)B→D的过程中，假设使用的棉花受体细胞为体细胞，⑤表示的生物技术是________。要确定目的基因(抗虫基因)导入受体细胞后，是否能稳定遗传并表达，需进行检测和鉴定工作，请写出在个体水平上的鉴定过程：______________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：(1)图中A、B分别表示目的基因、重组DNA；根据酶的专一性特点，①过程使用的酶是限制性核酸内切酶，其能够识别特定的脱氧核苷酸序列。(2)B→D的过程是转基因植物的培育过程，其需要的生物技术是植物组织培养；在检测转基因棉花中的抗虫基因(目的基因)是否表达时，可让害虫吞食转基因棉花的叶子，观察害虫的存活情况，以确定其是否具有抗虫性状。 答案：(1)目的基因　能够识别特定的脱氧核苷酸序列　重组DNA　(2)植物组织培养　让害虫吞食转基因棉花的叶子，观察害虫的存活情况，以确定转基因棉花是否具有抗虫性状 8．(2023·山东省潍坊市光华中学高三月考)SARS是由一种RNA病毒感染所引起的疾病。SARS病毒外表的S蛋白是主要的病毒抗原，在SARS病人康复后的血清中有抗S蛋白的特异性抗体。某研究小组为了研制预防SARS病毒的疫苗，开展了前期研究工作。其简要的操作流程如下： (1)实验步骤①所代表的反响过程是___________________________________________。 (2)步骤②构建重组表达载体A和重组表达载体B必须使用________________________________________________________________________。 (3)如果省略步骤②而将大量扩增的S基因直接导入大肠杆菌，一般情况下，不能得到表达的S蛋白，其原因是S基因在大肠杆菌中不能________，也不能______________。 (4)为了检验步骤④所表达的S蛋白是否与病毒S蛋白有相同的免疫反响特征，可用________与________进行抗原—抗体特异性反响实验，从而得出结论。 (5)步骤④和⑥的结果相比，原核细胞表达的S蛋白与真核细胞表达的S蛋白的氨基酸序列________(填“相同〞或“不同〞)，根本原因是________________________________________________________________________。 解析：此题考查基因工程的工具及操作步骤和学生识图能力。(1)图中①RNA→DNA表示通过逆转录方式获得目的基因。(2)基因表达载体构建时，需要利用限制酶对载体和目的基因进行剪切，形成黏性末端，然后用DNA连接酶将目的基因和载体连接起来，形成重组载体。(3)目的基因导入受体细胞后，需要借助于载体在受体细胞中进行复制而扩增目的基因，从而获得大量的表达产物，而直接导入那么容易被受体细胞中的DNA水解酶所水解，导致得不到表达产物。(4)S蛋白为SARS病毒外表主要的病毒抗原，因此用抗原—抗体特异性反响实验可检测其是否具有同样的抗原性。(5)步骤④和⑥相比，基因相同，只是导入的受体细胞的种类不同，因为真核生物和原核生物共用一套密码子，所以表达产物相同。 答案：(1)逆转录 (2)限制性内切酶和DNA连接酶 (3)复制　合成S基因的mRNA(或转录) (4)大肠杆菌中表达的S蛋白　SARS康复病人血清 (5)相同　表达蛋白质所用的基因相同 9． (2023·银川一中测试)2023年度诺贝尔生理学或医学奖授予了美国科学家马里奥·R·卡佩奇和奥利弗·史密西斯、英国科学家马丁·J·埃文斯，奖励他们创造了一套完整的“基因敲除小鼠〞的方式。所谓“基因敲除小鼠〞，就是先在小鼠的胚胎干细胞上通过基因重组的方法进行基因修饰，即将胚胎干细胞中的某基因改掉，然后将“修饰〞后的胚胎干细胞植入小鼠的早期胚胎，生成嵌合体小鼠。这种嵌合体小鼠长大后，体内同时存在被“修饰〞过的基因和未被“修饰〞的基因。如果某些小鼠的生殖细胞恰巧被“修饰〞过，那么它们就会生出基因完全被“修饰〞过的小鼠。据所学知识答复以下问题： (1)切割目的基因时，如下列图，该限制酶能识别的碱基序列是________，切点在________之间。 (2)将目的基因转入小鼠胚胎干细胞后，胚胎干细胞能够发育成转基因小鼠，所依据的生物学原理是________。胚胎干细胞在体外培养的条件下可以增殖而不发生________，但通过体外定向诱导，能培育出人造________。 (3) 从胚胎干细胞转化到获得目的基因纯合子，并配合基因检测，最少需要代。育种过程是：检测目的基因→________→从中选出目的基因纯合的个体。 (4)基因敲除技术中存在着一个难以克服的缺陷：敲除了某个基因后，可能不会产生容易识别的表型改变，因此就不能获知该基因的功能，请你分析原因：________________________________________________________________________。 解析: 此题以新信息为载体考查基因工程的操作及其应用。（1）限制酶识别的碱基序列为回文序列，两条链的序列正好相反。由题图可知，限制酶识别的碱基序列为GAATTC，且在G和A之间切开。（2）胚胎干细胞发育成个体，表达了动物细胞的全能性；胚胎干细胞在体外培养条件下一般不发生分化，但在一定诱导条件下，可以定向分化形成一定的组织或器官供移植所用。（3）基因工程育种过程为：检测目的基因→选择目的基因进入生殖细胞的个体交配（第一代）→从中选出目的基因纯合的个体（第二代），所以如果配合基因检测，共需要两代。（4）因基因和性状之间的关系并不是一一对应的关系，有的性状是由多对基因控制，有的基因之间可以互补，敲除了某个基因后，可能产生不易识别的表型改变，因此就不能获知该基因的功能。 答案：(1)GAATTC　G和A　(2)细胞全能性　分化　组织或器官　(3)2　选择目的基因进入生殖细胞的个体交配　(4)许多基因在功能上是多余的，敲除后，其他基因可以提供同样的功能 10．为扩大可耕地面积，增加粮食产量，黄河三角洲等盐碱地的开发利用备受关注。我国科学家应用耐盐基因培育出了耐盐水稻新品系。 (1)获得耐盐基因后，构建重组DNA分子所用的限制性内切酶作用于图中的________处，DNA连接酶作用于________处。(填“a〞或“b〞) (2)将重组DNA分子导入水稻受体细胞的常用方法有农杆菌转化法和________法。 (3)由导入目的基因的水稻细胞培养成植株需要利用________技术，该技术的核心是________和________。 (4)为了确定耐盐转基因水稻是否培育成功，既要用放射性同位素标记的________作探针进行分子杂交检测，又要