2020版高考生物一轮复习 课后限时集训38 基因工程（含解析）新人教版

-1-EvaluationWarning:ThedocumentwascreatedwithSpire.Docfor.NET.课后限时集训(三十八)(建议用时：40分钟)A组基础达标1．下列关于各种酶作用的叙述，不正确的是()A．DNA连接酶能使不同脱氧核苷酸的磷酸与脱氧核糖连接B．RNA聚合酶能与基因的特定位点结合，催化遗传信息的转录C．一种限制酶能识别多种核苷酸序列，切割出多种目的基因D．限制酶将一个DNA分子片段切割成两个片段需消耗两个水分子C[DNA连接酶能在磷酸与脱氧核糖之间形成磷酸二酯键；RNA聚合酶可以识别基因上的特定位点；一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列；限制酶切割一个DNA分子时需水解两个磷酸二酯键。]2．下图为基因表达载体的模式图。下列有关基因工程中载体的说法，错误的是()A．基因工程的核心步骤是基因表达载体构建B．任何基因表达载体的构建都是一样的，没有差别C．图中启动子位于基因的首端，是RNA聚合酶识别和结合的部位D．抗生素抗性基因的作用是作为标记基因，用于鉴别受体细胞中是否导入了目的基因B[由于受体细胞有植物、动物和微生物之分，以及目的基因导入受体细胞的方式不同，因此，基因表达载体的构建也会有所差别，不可能是千篇一律的。]3．下列有关PCR技术的叙述中，正确的是()A．作为模板的DNA序列必须不断地加进每一次的扩增当中B．作为引物的脱氧核苷酸序列必须不断地加进每一次的扩增当中C．反应需要的DNA聚合酶必须不断地加进反应当中D．反应需要的DNA连接酶必须不断地加进反应当中B[作为引物的脱氧核苷酸序列必须不断地加进每一次的扩增当中，而不是不断地加进其他的物质。]4．(2019·福建三明市高三质检)用噬菌体抗体库技术获得人的单克隆抗体，方法是将人抗体基因插入噬菌体载体，然后让该噬菌体感染大肠杆菌，抗体可能和病毒蛋白以融合蛋白-2-的形式，附着在噬菌体表面，也可能通过大肠杆菌分泌出去。回答下列问题：(1)获取人抗体基因时，可从人的________(填“B”或“T”或“体”)细胞中获取总RNA，逆转录成cDNA，再通过PCR技术扩增出抗体基因。在PCR反应体系中，加入dNTP(dCTP、dATP、dGTP和dTTP)的作用是_________________________________________________________________________________________。(2)在噬菌体抗体库的构建过程中，理论上可以不利用Ca2＋处理大肠杆菌，依据是________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)从噬菌体抗体库中筛选特异性抗体的方法是________________，原理是________________________。(4)在抗体基因与噬菌体基因之间设计了一个终止密码子(UAG)的对应序列，在终止密码子突变型的菌株表达时，抗体基因的表达产物是____________(填“融合蛋白”或“分泌型抗体”)。(5)与利用杂交瘤技术生产的单克降抗体相比，用该技术省去了____________(步骤)，使制备更简单易行。解析：(1)抗体基因在B细胞中表达，在T细胞、体细胞中均不表达，因此只能从B细胞中才能获取到人的抗体基因的mRNA。dNTP断裂两个高能磷酸键后可以得到4种脱氧核苷酸和能量，因此在PCR技术中，dNTP的作用是提供合成DNA的原料和能量。(2)Ca2＋处理大肠杆菌的目的是使大肠杆菌易于吸收周围环境中的DNA分子，但由于噬菌体可以侵染大肠杆菌，可将重组DNA分子注入大肠杆菌，因此在噬菌体抗体库的构建过程中，理论上可以不利用Ca2＋处理大肠杆菌。(3)由于抗原和抗体特异性结合，因此可以采用抗原—抗体杂交技术从噬菌体抗体库中筛选特异性抗体。(4)在抗体基因与噬菌体基因之间设计了一个终止密码子(UAG)的对应序列，终止密码子为翻译的终点，由于终止密码子突变型菌株转录的产物无原来设计的终止密码子，因此抗体基因的表达产物是融合蛋白(抗体和噬菌体的蛋白质)。(5)由于利用杂交瘤技术生产的单克降抗体，需要对骨髓瘤细胞和B淋巴细胞进行融合，然后筛选出能产生特异性抗体的杂交瘤细胞，最后获得单克隆抗体。但用噬菌体抗体库技术获得人的单克隆抗体无需动物细胞融合，使制备更简单易行。答案：(1)B提供合成DNA的原料和能量(2)噬菌体可以侵染大肠杆菌，可将重组DNA分子注入大肠杆菌(3)抗原—抗体杂交抗原和抗体特异性结合(4)融合蛋白(5)动物细胞融合5．透明质酸酶在临床上常用作药物渗透剂，目前主要从动物组织中提取。科研人员尝试将透明质酸酶基因转入大肠杆菌，使其得到高效表达。如图中NcoⅠ和XhoⅠ为限制酶，重-3-叠延伸PCR是一种定点突变技术。据图回答下列问题：(1)步骤①的目的是为了保护_____________________________________，PCR的原理是____________；PCR扩增的过程是：目的基因DNA受热变性后解链为单链，引物与单链相应互补序列结合，然后___________________________，如此重复循环。(2)若图中的透明质酸酶基因来自cDNA文库，则在进行步骤②之前需在其前、后端分别接上特定的______________，否则该基因就不能转录。步骤②需要用________(酶)切割质粒。(3)图中A是______________；早期实验人员利用大肠杆菌作为受体，后来发现用毛霉或酵母菌作受体更具优势，从生物体结构角度分析，最可能的原因是________________________________________________。(4)目的基因导入受体细胞后，是否可以稳定地维持和表达其遗传特性，只有通过检测和鉴定才能知道。检测转基因生物DNA上是否插入了目的基因的方法是________________________________________________。解析：(1)分析图解可知，图中目的基因的中间存在NcoⅠ限制酶的切割位点，因此步骤①的目的是为了保护透明质酸酶基因，防止NcoⅠ限制酶破坏目的基因。PCR的原理是DNA双链复制；PCR扩增的过程是：高温变性→低温退火→中温延伸。即目的基因DNA受热变性后解链为单链，引物与单链相应互补序列结合，然后在DNA聚合酶作用下延伸，如此重复循环。(2)cDNA文库是用mRNA逆转录得到的DNA，只含有编辑对应蛋白质的信息，不含启动子、终止子及内含子等，因此在进行步骤②之前需在透明质酸酶基因前、后端分别接上特定的启动子、终止子。步骤②需要用NcoⅠ和XhoⅠ切割质粒。(3)据图可知，图中A是基因表达载体。大肠杆菌为原核生物，细胞中只含核糖体一种细胞器，毛霉或酵母菌为真核生物，含有内质网和高尔基体等，可对蛋白质进行加工、修饰等。(4)检测转基因生物DNA上是否插入了目的基因的方法是利用目的基因制作成的探针进行DNA分子杂交。答案：(1)透明质酸酶基因，防止NcoⅠ限制酶破坏目的基因DNA双链复制在DNA聚合酶作用下延伸(2)启动子、终止子NcoⅠ和XhoⅠ(3)基因表达载体毛霉或酵母菌是真核细胞，细胞内有内质网和高尔基体加工蛋白质(4)利用目的基因制作成的探针进行DNA分子杂交-4-6．(2018·东莞市高三二模)香港大学的研究人员将某印度芥菜的HMGS基因编码的蛋白质的第359位氨基酸“丝氨酸”替换成“丙氨酸”后形成s359a蛋白，通过一定的方法获得新HMGS基因，然后将其导入番茄细胞，获得类胡萝卜素增加111%的转基因番茄，该番茄具有强抗氧化性。请回答下列问题：(1)请按照蛋白质工程的原理写出获得新HMGS基因的基本途径：_________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)如图的4种质粒中，E表示EcoRⅠ的切割位点，将这些质粒用EcoRⅠ充分切割后，产生的线性双链DNA片段的种类分别为________个，接着将新HMGS基因分别与这4组酶切产物、DNA连接酶在适宜环境下混合，编号为1、2、3、4组，结果发现除第________组外，其余3组都有含新HMGS基因的基因表达载体(重组质粒)出现。基因表达载体的组成除目的基因和标记基因外，还包括________及复制原点。(3)若质粒3是农杆菌的Ti质粒，则图示E所处的位置在Ti质粒上的________，将含新HMGS基因的重组Ti质粒的农杆菌导入番茄细胞，成功获得含新HMGS基因的转基因番茄，将其果实色素提取法分离后，用________法分离，可发现滤纸条上____________(填颜色)的条带比第4组的宽。解析：(1)蛋白质工程的原理为从预期的蛋白质功能出发→设计预期的蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→找到相对应的脱氧核苷酸序列(基因)，由此可写出获得新HMGS基因的基本途径：从s359a蛋白的功能出发→设计s359a蛋白的结构→将HMGS蛋白的第359位丝氨酸替换成丙氨酸→找到并改造HMGS基因的脱氧核苷酸序列。(2)图中质粒1、2、3、4上的限制酶EcoRⅠ切割位点分别为3、2、1、0，用EcoRⅠ充分切割后，产生的线性双链DNA片段的种类分别为3、2、1、0。第4组无EcoRⅠ切割位点，因此无法构建基因表达载体。基因表达载体的组成包括目的基因、标记基因、启动子、终止子以及复制原点。(3)Ti质粒上的T­DNA可将目的基因转移到受体细胞且整合到受体细胞染色体的DNA上。色素的提取方法为纸层析法。新HMGS基因导入番茄细胞，获得的类胡萝卜素增加，因此滤纸条上橙黄色和黄色的条带比第4组的宽。答案：(1)从s359a蛋白的功能出发→设计s359a蛋白的结构→将HMGS蛋白的第359位丝氨酸替换成丙氨酸→找到并改造HMGS基因的脱氧核苷酸序列[(或者从预期的蛋白质功能出发→设计预期的蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→找到相对应的脱氧核苷酸序列(基因)](2)3、2、1、04启动子和终止子-5-(3)T­DNA纸层析橙黄色和黄色7．S多肽是构成乙肝病毒的主要成分，现利用基因工程制造乙肝疫苗。回答下列问题：(1)利用PCR技术扩增S基因前，需根据S基因的核苷酸序列设计________种引物，进行PCR时需加热至90～95℃然后冷却至55～60°C，此操作的目的是__________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)将S基因插入Ti质粒中(如图所示)构建基因表达载体时，需要在S基因前后两端分别引入______________的酶切位点，目的是________________(答出一点即可)。(3)用分子杂交技术检测S基因是否转录出mRNA的具体操作过程是___________________________________________________________________，若____________，则表明转录出了mRNA。(4)乙肝疫苗的接种需要在一定时期内间隔注射3次，其目的是使机体产生更多的_____________________________________________________________。解析：(1)利用PCR技术扩增S基因前，需根据S基因的核苷酸序列设计2种引物。PCR技术扩增目的基因的过程包括高温变性、低温退火、中温延伸等，因此加热至9