2017-2018學(xué)年高中生物 專題1 基因工程專題達(dá)標(biāo)檢測(cè) 新人教版選修3.doc

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專題1 基因工程 專題達(dá)標(biāo)檢測(cè)(一) (時(shí)間45分鐘，滿分100分) 一、選擇題(共12小題，每小題5分，共60分) 1．下列有關(guān)基因工程技術(shù)的敘述，正確的是(　　) A．重組DNA技術(shù)所用的工具酶是限制酶、DNA連接酶和載體 B．所有的限制酶都只能識(shí)別同一種特定的核苷酸序列 C．只要是細(xì)菌中的質(zhì)粒都可以直接作為基因工程中的載體 D．載體必須具備的條件之一是有一個(gè)至多個(gè)限制酶切割位點(diǎn)，以便與外源基因進(jìn)行連接 解析：載體不屬于酶。不同的限制酶識(shí)別不同的核苷酸序列。天然質(zhì)粒大多不符合要求，要進(jìn)行改造。 答案：D 2．利用細(xì)菌大量生產(chǎn)人的胰島素，下列敘述錯(cuò)誤的是(　　) A．用適當(dāng)?shù)拿笇?duì)載體與人的胰島素基因進(jìn)行切割與黏合 B．用適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)物質(zhì)處理受體細(xì)菌表面，將重組DNA導(dǎo)入受體細(xì)菌 C．通常通過(guò)檢測(cè)目的基因產(chǎn)物來(lái)檢測(cè)重組DNA是否已導(dǎo)入受體細(xì)菌 D．重組DNA必須能在受體細(xì)菌內(nèi)進(jìn)行復(fù)制與轉(zhuǎn)錄，并合成人的胰島素 解析：檢測(cè)重組DNA是否已導(dǎo)入受體細(xì)菌，需要對(duì)載體的標(biāo)記基因進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)目的基因的表達(dá)產(chǎn)物是檢測(cè)目的基因是否表達(dá)的常用方法。 答案：C 3．科學(xué)家已能運(yùn)用基因工程技術(shù)，讓羊合成并分泌抗體。下列敘述不正確的是(　　) A．該技術(shù)將導(dǎo)致定向的變異 B．受精卵是理想的受體細(xì)胞 C．垂體分泌的促性腺激素能促進(jìn)漿細(xì)胞產(chǎn)生抗體 D．可采用人工合成法獲得目的基因 解析：促性腺激素作用于性腺，促進(jìn)性腺的生長(zhǎng)發(fā)育及性激素的合成和分泌。 答案：C 4．GFP在紫外光的照射下會(huì)發(fā)出綠色熒光。依據(jù)GFP的特性，你認(rèn)為該蛋白在生物工程中的應(yīng)用價(jià)值是(　　) A．作為標(biāo)記基因，研究基因的表達(dá) B．作為標(biāo)記蛋白，研究細(xì)胞的轉(zhuǎn)移 C．注入肌肉細(xì)胞，繁殖發(fā)光小白鼠 D．標(biāo)記噬菌體外殼，示蹤DNA路徑 解析：綠色熒光蛋白基因在基因工程中常作為標(biāo)記基因，其產(chǎn)物可作為標(biāo)記蛋白，用于研究細(xì)胞的轉(zhuǎn)移。 答案：B 5．天然的玫瑰沒(méi)有藍(lán)色花，這是由于缺少控制藍(lán)色色素合成的基因B，而開(kāi)藍(lán)色花的矮牽牛中存在序列已知的基因B?，F(xiàn)用基因工程技術(shù)培育藍(lán)玫瑰，下列操作正確的是(　　) A．提取矮牽牛藍(lán)色花的mRNA，經(jīng)逆轉(zhuǎn)錄獲得互補(bǔ)的DNA，再擴(kuò)增基因B B．利用限制性核酸內(nèi)切酶從開(kāi)藍(lán)色花矮牽牛的基因文庫(kù)中獲取基因B C．利用DNA聚合酶將基因B與質(zhì)粒連接后導(dǎo)入玫瑰細(xì)胞 D．將基因B直接導(dǎo)入大腸桿菌，然后感染并轉(zhuǎn)入玫瑰細(xì)胞 解析：控制藍(lán)色色素合成的基因B即為我們所需要的目的基因，可通過(guò)逆轉(zhuǎn)錄法獲得基因B，再進(jìn)行擴(kuò)增以增加其數(shù)量；基因文庫(kù)中保存的是各基因片段，提取時(shí)無(wú)須使用限制性核酸內(nèi)切酶；為使目的基因在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在且能向下一代遺傳，應(yīng)先在體外使用DNA連接酶構(gòu)建基因表達(dá)載體，然后再導(dǎo)入大腸桿菌。 答案：A 6．科學(xué)家利用生物技術(shù)將人的生長(zhǎng)激素基因?qū)胄∈笫芫训募?xì)胞核中，經(jīng)培育獲得一種轉(zhuǎn)基因小鼠，其膀胱上皮細(xì)胞可以合成人的生長(zhǎng)激素并分泌到尿液中，在醫(yī)學(xué)研究及相關(guān)疾病治療方面都具有重要意義。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(　　) A．選擇受精卵作為外源基因的受體細(xì)胞是因?yàn)檫@種細(xì)胞具有全能性 B．采用DNA分子雜交技術(shù)可檢測(cè)外源基因在小鼠細(xì)胞內(nèi)是否成功表達(dá) C．人的生長(zhǎng)激素基因能在小鼠細(xì)胞表達(dá)，說(shuō)明遺傳密碼在不同種生物中可以通用 D．將轉(zhuǎn)基因小鼠體細(xì)胞進(jìn)行核移植(克隆)，可以獲得多個(gè)具有外源基因的后代 解析：受精卵的全能性最高；采用DNA分子雜交技術(shù)可檢測(cè)受體細(xì)胞是否含目的基因；人的生長(zhǎng)激素基因能在小鼠細(xì)胞中表達(dá)，說(shuō)明生物共用一套遺傳密碼；通過(guò)克隆產(chǎn)生的細(xì)胞相同。 答案：B 7．基因工程中，需使用特定的限制酶切割目的基因和質(zhì)粒，便于重組和篩選。已知限制酶Ⅰ的識(shí)別序列和切點(diǎn)是—G↓GATCC—，限制酶Ⅱ的識(shí)別序列和切點(diǎn)是—↓GGATC—。據(jù)圖分析，下列有關(guān)說(shuō)法正確的是(　　) A．該質(zhì)粒分子由四種堿基組成 B．構(gòu)建該表達(dá)載體的工具酶是限制酶和耐高溫的DNA聚合酶 C．本實(shí)驗(yàn)應(yīng)采用GeneⅡ作為載體的標(biāo)記基因 D．質(zhì)粒用限制酶Ⅰ切割，目的基因用限制酶Ⅱ切割 解析：由兩種限制酶的識(shí)別序列和切點(diǎn)可知，限制酶Ⅱ可以識(shí)別并切割限制酶Ⅰ的切點(diǎn)，但限制酶I不能識(shí)別并切割酶Ⅱ的切點(diǎn)，故質(zhì)粒只能用限制酶Ⅰ切割，以保證至少保留一個(gè)標(biāo)記基因(Gene Ⅰ)，而目的基因應(yīng)用限制酶Ⅱ切割。質(zhì)粒是由四種脫氧核苷酸組成的，而非四種堿基。構(gòu)建該表達(dá)載體的工具酶是限制酶和DNA連接酶。 答案：D 8．下表有關(guān)基因表達(dá)的選項(xiàng)中，不可能的是(　　) 基因 表達(dá)的細(xì)胞 表達(dá)產(chǎn)物 A 細(xì)菌抗蟲(chóng)蛋白基因 抗蟲(chóng)棉葉肉細(xì)胞 細(xì)菌抗蟲(chóng)蛋白 B 人酪氨酸酶基因 正常人皮膚細(xì)胞 人酪氨酸酶 C 動(dòng)物胰島素基因 大腸桿菌工程菌細(xì)胞 動(dòng)物胰島素 D 兔血紅蛋白基因 兔成熟紅細(xì)胞 兔血紅蛋白 解析：哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞已失去合成蛋白質(zhì)的能力。 答案：D 9．如圖為利用基因工程培育抗蟲(chóng)植物的示意圖。以下相關(guān)敘述，正確的是(　　) A．②的構(gòu)建需要限制性核酸內(nèi)切酶和DNA聚合酶參與 B．③侵染植物細(xì)胞后，重組Ti質(zhì)粒整合到④的染色體上 C．④的染色體上若含抗蟲(chóng)基因，則⑤就表現(xiàn)出抗蟲(chóng)性狀 D．⑤只要表現(xiàn)出抗蟲(chóng)性狀就表明植株發(fā)生了可遺傳變異 解析：構(gòu)建基因表達(dá)載體時(shí)，需要限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶參與，A項(xiàng)錯(cuò)誤；攜帶外源DNA片段的質(zhì)粒進(jìn)入受體細(xì)胞后，整合到染色體DNA上，隨染色體DNA進(jìn)行同步復(fù)制，B項(xiàng)錯(cuò)誤；抗蟲(chóng)基因在轉(zhuǎn)基因植株中正常表達(dá)才能使其表現(xiàn)出抗蟲(chóng)性狀，C項(xiàng)錯(cuò)誤；植株抗蟲(chóng)性狀的出現(xiàn)是由于獲得了外源基因，屬于基因重組導(dǎo)致的可遺傳變異，D項(xiàng)正確。 答案：D 10．某線性DNA分子含有3 000個(gè)堿基對(duì)(bp)，先用限制酶a切割，再把得到的產(chǎn)物用限制酶b切割，得到的DNA片段大小如下表。限制酶a和b的識(shí)別序列和切割位點(diǎn)如圖所示。下列有關(guān)說(shuō)法正確的是 (　　) a酶切割產(chǎn)物(bp) b酶再次切割產(chǎn)物(bp) 1 600；1 100；300 800；300 A.在該DNA分子中，a酶與b酶的識(shí)別序列分別有3個(gè)和2個(gè) B．a(chǎn)酶與b酶切出的黏性末端不能相互連接 C．a(chǎn)酶與b酶切斷的化學(xué)鍵不同 D．用這兩種酶和DNA連接酶對(duì)該DNA分子進(jìn)行反復(fù)切割、連接操作，若干循環(huán)后，序列會(huì)明顯增多 解析：由表中信息可知，a酶的識(shí)別序列有2個(gè)，b酶的識(shí)別序列是2個(gè)。a酶與b酶切斷的化學(xué)鍵相同。a酶與b酶切出的黏性末端可以互補(bǔ)。 答案：D 11．降鈣素是一種多肽類激素，臨床上用于治療骨質(zhì)疏松癥等。人的降鈣素活性很低，半衰期較短。某科學(xué)機(jī)構(gòu)為了研發(fā)一種活性高、半衰期長(zhǎng)的新型降鈣素，從預(yù)期新型降鈣素的功能出發(fā)，推測(cè)相應(yīng)的脫氧核苷酸序列，并人工合成了兩條72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，過(guò)程如下圖： 獲得的雙鏈DNA經(jīng)EcoRⅠ(識(shí)別序列和切割位點(diǎn)—↓GAATTC—)和BamHⅠ(識(shí)別序列和切割位點(diǎn)—G↓GATCC—)雙酶切后插入大腸桿菌質(zhì)粒中。 下列有關(guān)分析錯(cuò)誤的是(　　) A．Klenow酶是一種DNA聚合酶 B．合成的雙鏈DNA有72個(gè)堿基對(duì) C．EcoRⅠ和BamH Ⅰ雙酶切的目的是保證目的基因和運(yùn)載體的定向連接 D．篩選重組質(zhì)粒需要大腸桿菌質(zhì)粒中含有標(biāo)記基因 解析：合成的單鏈DNA有72個(gè)堿基，從題圖看出兩條單鏈并未左右兩端對(duì)齊配對(duì)，只通過(guò)18個(gè)堿基對(duì)形成部分雙鏈DNA片段，因此獲得的雙鏈DNA有堿基對(duì)72＋72－18＝126個(gè)堿基對(duì)。 答案：B 12．下表列舉了部分限制酶及其識(shí)別的核苷酸序列和切點(diǎn)，有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(　　) 限制酶 識(shí)別的核苷酸序列和酶切位點(diǎn) ApaⅠ GGGCC↓C C↑CCGGG BciT130Ⅰ MvaⅠ BstOⅠ CC↓(A/T)GG GG(T/A)↑CC Eco72Ⅰ CAC↓GTG GTG↑CAC PspOMⅠ G↓GGCCC CCCGG↑G A.ApaⅠ與PspOMⅠ識(shí)別的核苷酸序列相同，但兩者切割DNA形成的黏性末端不同 B．不同限制酶可識(shí)別相同的核苷酸序列，同一種限制酶也可識(shí)別不同的核苷酸序列 C．BciT130Ⅰ將其識(shí)別的核苷酸序列切開(kāi)后，形成的黏性末端都能連接在一起 D．Eco72Ⅰ切割的化學(xué)鍵和RNA聚合酶、DNA聚合酶催化合成的化學(xué)鍵相同 解析：ApaⅠ與PspOMⅠ識(shí)別的序列都是，由于切點(diǎn)不同，形成的黏性末端也就不同；從表格第二欄中的信息可知，B正確；BciT130Ⅰ可識(shí)別和序列，經(jīng)切割后形成的黏性末端不能互連；Eco72Ⅰ切割的是磷酸二酯鍵，RNA聚合酶、DNA聚合酶催化合成的也是磷酸二酯鍵。 答案：C 二、非選擇題(共3小題，共40分) 13．(2016高考天津卷)(14分)人血清白蛋白(HSA)具有重要的醫(yī)用價(jià)值，只能從人血漿中制備。下圖是以基因工程技術(shù)獲取重組HSA(rHSA)的兩條途徑。 (1)為獲取HSA基因，首先需采集人的血液，提取________合成總cDNA，然后以cDNA為模板，使用PCR技術(shù)擴(kuò)增HSA基因。下圖中箭頭表示一條引物結(jié)合模板的位置及擴(kuò)增方向，請(qǐng)用箭頭在方框內(nèi)標(biāo)出另一條引物的位置及擴(kuò)增方向。 (2)啟動(dòng)子通常具有物種及組織特異性，構(gòu)建在水稻胚乳細(xì)胞內(nèi)特異表達(dá)rHSA的載體，需要選擇的啟動(dòng)子是________(填寫(xiě)字母，單選)。 A．人血細(xì)胞啟動(dòng)子　　 B．水稻胚乳細(xì)胞啟動(dòng)子 C．大腸桿菌啟動(dòng)子 D．農(nóng)桿菌啟動(dòng)子 (3)利用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化水稻受體細(xì)胞的過(guò)程中，需添加酚類物質(zhì)，其目的是________________________________________________________________________。 (4)人體合成的初始HSA多肽，需要經(jīng)過(guò)膜系統(tǒng)加工形成正確空間結(jié)構(gòu)才有活性。與途徑Ⅱ相比，選擇途徑Ⅰ獲取rHSA的優(yōu)勢(shì)是______________________________。 (5)為證明rHSA具有醫(yī)用價(jià)值，須確認(rèn)rHSA與________的生物學(xué)功能一致。 解析：(1)要想合成總cDNA，需要采集人的血液獲得總RNA。由于DNA的復(fù)制只能從脫氧核苷酸單鏈的5′端向3′端延伸，因而引物均應(yīng)結(jié)合在DNA單鏈的3′端，而DNA的兩條鏈反向平行，由此可以確定引物在另一條脫氧核苷酸單鏈的位置和方向。(2)若要從水稻胚乳細(xì)胞內(nèi)獲得目的產(chǎn)物，需要控制該目的基因只在水稻胚乳細(xì)胞內(nèi)表達(dá)。由題干中的信息“啟動(dòng)子通常具有物種及組織特異性”可知，此處需要選擇水稻胚乳細(xì)胞啟動(dòng)子。(3)酚類物質(zhì)能吸引農(nóng)桿菌，因此在水稻受體細(xì)胞中添加該類物質(zhì)，能吸引農(nóng)桿菌移向水稻受體細(xì)胞，有利于目的基因的成功轉(zhuǎn)化。(4)途徑Ⅰ和Ⅱ的主要區(qū)別是途徑Ⅰ的受體細(xì)胞是真核細(xì)胞，途徑Ⅱ的受體細(xì)胞是原核細(xì)胞。由于人體合成的初始HSA多肽需要經(jīng)膜系統(tǒng)加工形成正確的空間結(jié)構(gòu)才有生物活性，所以選擇途徑Ⅰ獲取rHSA更具有優(yōu)勢(shì)。(5)rHSA是基因工程的產(chǎn)物，其是否具有醫(yī)用價(jià)值，還需要在個(gè)體水平上進(jìn)一步確認(rèn)其與HSA的生物學(xué)功能是否一致。 答案：(1)總RNA(或mRNA) (2)B　(3)吸引農(nóng)桿菌移向水稻受體細(xì)胞，有利于目的基因成功轉(zhuǎn)化　(4)水稻是真核生物，具有膜系統(tǒng)，能對(duì)初始rHSA多肽進(jìn)行高效加工　(5)HSA 14．(10分)為探究SHH基因與角化囊腫發(fā)生的相關(guān)性，科研人員利用SHH基因的非模板鏈轉(zhuǎn)錄合成的RNA作為探針，進(jìn)行分子雜交實(shí)驗(yàn)，以檢測(cè)SHH基因在角化囊腫中的表達(dá)情況。其基本流程如下圖：(Amp表示氨芐青霉素抗性基因；LacZ基因被SHH基因插入后不表達(dá)) 請(qǐng)回答： (1)重組載體中SHH基因轉(zhuǎn)錄合成RNA探針時(shí)，________(填“需要”或“不需要”)啟動(dòng)子。 (2)步驟②中，用Ca2＋處理大腸桿菌，使之成為_(kāi)_______細(xì)胞，然后導(dǎo)入重組載體。實(shí)驗(yàn)中，用添加氨芐青霉素的培養(yǎng)基培養(yǎng)大腸桿菌，未導(dǎo)入質(zhì)粒的細(xì)菌將會(huì)死亡，原因是這些細(xì)菌不含有________基因。 (3)能表達(dá)LacZ基因的大腸桿菌在含有IPTG和Xgal的培養(yǎng)基上會(huì)形成藍(lán)色菌落，易于識(shí)別。根據(jù)上述原理可以初步判斷________(填“藍(lán)色”或“白色”)菌落中的大腸桿菌為重組菌。 (4)將制備的探針加入角化囊腫切片中，探針將與________形成雜交帶，進(jìn)而判斷SHH基因的轉(zhuǎn)錄情況。 解析：(1)重組載體中SHH基因表達(dá)需要啟動(dòng)子。(2)大腸桿菌細(xì)胞用Ca2＋處理后就成為感受態(tài)細(xì)胞；能在添加氨芐青霉素的培養(yǎng)基上生存的細(xì)菌含有氨芐青霉素抗性基因，沒(méi)有氨芐青霉素抗性基因的細(xì)菌將會(huì)死亡。(3)能表達(dá)LacZ基因的大腸桿菌在含有IPTG和Xgal的培養(yǎng)基上會(huì)形成藍(lán)色菌落，重組菌中LacZ基因被SHH基因插入后不表達(dá)，重組菌在含有IPTG和Xgal的培養(yǎng)基上會(huì)形成白色菌落。(4)判斷SHH基因的轉(zhuǎn)錄情況，也就是判斷SHH基因是否轉(zhuǎn)錄出mRNA。 答案：(1)需要 (2)感受態(tài)　Amp(或氨芐青霉素抗性或抗性) (3)白色 (4)SHH轉(zhuǎn)錄的mRNA 15．(16分)請(qǐng)閱讀下列幾段文字后完成下列問(wèn)題： A．有人把蠶的DNA分離出來(lái)，用一種酶“剪切”下制造絲蛋白的基因，再?gòu)募?xì)菌細(xì)胞中提取一種叫“質(zhì)?！钡腄NA分子，把它和絲蛋白基因拼接在一起再送回細(xì)菌細(xì)胞中，結(jié)果，此細(xì)菌就有生產(chǎn)蠶絲的本領(lǐng)。 B．法國(guó)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，玉米、煙草等植物含有類似人體血紅蛋白的基因，如加入Fe原子，就可以制造出人的血紅蛋白，從而由植物提供醫(yī)療中所需要的人體血液。 C．1991年，我國(guó)復(fù)旦大學(xué)遺傳所科學(xué)家成功地進(jìn)行了世界上首例用基因療法治療血友病的臨床實(shí)驗(yàn)。 D．江蘇農(nóng)科院開(kāi)展轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉花的研究，得到的棉花新品種對(duì)棉鈴蟲(chóng)等害蟲(chóng)毒殺效果高達(dá)80%～100%。 (1)所有這些實(shí)驗(yàn)統(tǒng)稱為_(kāi)_______工程，所有這些實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，有沒(méi)有生成前所未有的新型蛋白質(zhì)？______________________________________。 (2)A段實(shí)驗(yàn)表明細(xì)菌能生產(chǎn)蠶絲，說(shuō)明____________________________。在將質(zhì)粒導(dǎo)入大腸桿菌時(shí)，一般要用________處理該菌，以便細(xì)胞吸收周圍環(huán)境中的DNA分子。 (3)B段中由玉米、煙草的基因生產(chǎn)人類血紅蛋白，要加入Fe原子的原因是________________。植物中含類似人類血紅蛋白基因，從進(jìn)化上看，說(shuō)明________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)人類基因組計(jì)劃(HGP)測(cè)定了人體中________條染色體的雙鏈DNA分子的脫氧核苷酸序列，C段中血友病的基因療法中有關(guān)的染色體是________染色體。 (5)“轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉”抗害蟲(chóng)的遺傳信息傳遞可以表示為_(kāi)_______________，該項(xiàng)科技成果在環(huán)境保護(hù)上的重要作用是________________，科學(xué)家預(yù)言，此種“轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉”獨(dú)立種植若干代以后，也將出現(xiàn)不抗蟲(chóng)的植株，此現(xiàn)象來(lái)源于________________。 解析：(1)基因工程就是按照人們的主觀意愿，把一種生物的個(gè)別基因復(fù)制出來(lái)，加以修飾改造，然后放到另一種生物的細(xì)胞里，定向地改造生物的遺傳性狀，因此并沒(méi)有產(chǎn)生新的基因來(lái)控制合成新的蛋白質(zhì)。 (2)細(xì)菌能生產(chǎn)蠶絲，說(shuō)明蠶的絲蛋白基因在細(xì)菌體內(nèi)得以表達(dá)。在將質(zhì)粒導(dǎo)入大腸桿菌，一般要用Ca2＋處理該菌，使該菌處于感受態(tài)，以便細(xì)胞吸收周圍環(huán)境的DNA分子。 (3)人類血紅蛋白是一種含有Fe的特殊蛋白。從進(jìn)化上看，不同生物之間具有一定親緣關(guān)系，具有相同的起源。 (4)人類基因組計(jì)劃測(cè)定了人體中24條(22條常染色體＋X＋Y)染色體的雙鏈DNA分子的脫氧核苷酸序列。 (5)“轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉”抗害蟲(chóng)的遺傳信息可表示為DNA→RNA→蛋白質(zhì)，該成果可以減輕農(nóng)藥對(duì)環(huán)境的污染。 答案：(1)基因　沒(méi)有　(2)蠶的絲蛋白基因在細(xì)菌體內(nèi)得以表達(dá)　Ca2＋　(3)人類的血紅蛋白是一種含F(xiàn)e的特殊蛋白質(zhì)　不同生物之間具有一定的親緣關(guān)系　(4)24　X　(5)DNA→RNA→蛋白質(zhì)　減輕農(nóng)藥對(duì)環(huán)境的污染　基因突變