2014屆高三生物一輪復(fù)習(xí) 配套試題匯編 專題21 基因工程、生物技術(shù)的安全性和倫理問題

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1、 專題21　基因工程、生物技術(shù)的安全性和倫理問題 　　　　 　 　　　　　　 　　　　　　 　　 基因工程的原理及工具 命題剖析 考向 掃描 1 以選擇題的形式考查基因工程的基本概念,考查學(xué)生識(shí)記和應(yīng)用知識(shí)的能力 2 結(jié)合實(shí)例考查基因工程的操作工具,如根據(jù)限制酶的切割位點(diǎn)分析限制酶的應(yīng)用,考查學(xué)生理解和綜合分析的能力,多以選擇題形式出現(xiàn) 命題 動(dòng)向 命題會(huì)結(jié)合新的背景材料考查基因工程操作的各種工具,多數(shù)情況下會(huì)綜合基因工程的步驟共同考查,形式多以文字描述、圖示等形式出現(xiàn),選擇題、非選擇題均會(huì)出現(xiàn) (2010年全國理綜卷Ⅱ)下列敘述符合基因工程概念的是

2、(　　) A.B淋巴細(xì)胞與腫瘤細(xì)胞融合,雜交瘤細(xì)胞中含有B淋巴細(xì)胞中的抗體基因 B.將人的干擾素基因重組到質(zhì)粒后導(dǎo)入大腸桿菌,獲得能產(chǎn)生人干擾素的菌株 C.用紫外線照射青霉菌,使其DNA發(fā)生改變,通過篩選獲得青霉素高產(chǎn)菌株 D.自然界中天然存在的噬菌體自行感染細(xì)菌后其DNA整合到細(xì)菌DNA上 解析:A項(xiàng)B淋巴細(xì)胞與腫瘤細(xì)胞融合,屬于細(xì)胞工程;C項(xiàng)用紫外線照射青霉菌,使其DNA發(fā)生改變,進(jìn)而篩選出青霉素高產(chǎn)菌株,屬于人工誘變;D項(xiàng)自然界中天然存在的噬菌體自行感染細(xì)菌后其DNA整合到細(xì)菌DNA上,并沒有進(jìn)行人為的加工,屬于自然狀態(tài)下的基因重組。 答案:B。 基因工程的操作步驟及應(yīng)

3、用 命題剖析 考向 掃描 1 借助背景材料以非選擇題的形式考查基因工程的操作程序,考查學(xué)生理解和應(yīng)用知識(shí)的能力 2 通過流程圖的形式,結(jié)合基因工程的工具考查基因工程操作的過程,如基因表達(dá)載體的構(gòu)建、基因?qū)胧荏w的方法、目的基因的檢測與鑒定等,考查學(xué)生獲取及處理信息的能力和綜合分析的能力,多以非選擇題形式出現(xiàn) 命題 動(dòng)向 命題將會(huì)結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際或最新科研材料考查基因工程的操作方法及技術(shù)手段,有時(shí)會(huì)結(jié)合細(xì)胞工程、胚胎工程綜合命制試題,多以文字描述、圖示等形式出現(xiàn),題型主要以非選擇題為主 1.(2012年四川理綜卷,2,6分)將大腸桿菌的質(zhì)粒連接上人生長激素的基因后,重新

4、置入大腸桿菌的細(xì)胞內(nèi),通過發(fā)酵就能大量生產(chǎn)人生長激素。下列敘述正確的是(　　) A.發(fā)酵產(chǎn)生的生長激素屬于大腸桿菌的初級代謝產(chǎn)物 B.大腸桿菌獲得的能產(chǎn)生人生長激素的變異可以遺傳 C.大腸桿菌質(zhì)粒標(biāo)記基因中腺嘌呤與尿嘧啶含量相等 D.生長激素基因在轉(zhuǎn)錄時(shí)需要解旋酶和DNA連接酶 解析:本題考查基因工程的有關(guān)知識(shí)。大腸桿菌發(fā)酵產(chǎn)生的生長激素屬于次級代謝產(chǎn)物;生長激素基因可以伴隨質(zhì)粒的復(fù)制而復(fù)制,伴隨質(zhì)粒傳遞給后代,故B正確;質(zhì)粒是小型環(huán)狀DNA分子,不存在尿嘧啶;DNA轉(zhuǎn)錄需要RNA聚合酶,不需要解旋酶和DNA連接酶。 - 1 - / 6 答案:B。 2.(2012年浙江理綜

5、卷,6,6分)天然的玫瑰沒有藍(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)切酶從開藍(lán)色花矮牽牛的基因文庫中獲取基因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:本題考查的是基因工程的工具及步驟等知識(shí)。藍(lán)色花基因B堿基序列已知,獲得該類基因可用反轉(zhuǎn)錄法,反轉(zhuǎn)錄法需要以藍(lán)色花基因B的mRNA為模板合成互補(bǔ)的單鏈DNA,后可用PCR技

6、術(shù)擴(kuò)增該DNA片段;限制性核酸內(nèi)切酶可切割矮牽牛的藍(lán)色花基因;DNA連接酶可將藍(lán)色花基因B與質(zhì)粒連接形成重組質(zhì)粒,將重組質(zhì)粒導(dǎo)入玫瑰體細(xì)胞;將目的基因?qū)胫参锸荏w細(xì)胞的常用方法有農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、基因槍法、花粉管通道法,農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法針對雙子葉植物和裸子植物,基因槍法針對單子葉植物,花粉管通道法相對簡便經(jīng)濟(jì),不能將基因B導(dǎo)入大腸桿菌,因?yàn)榇竽c桿菌不能感染玫瑰細(xì)胞。 答案:A。 3.(2012年課標(biāo)全國卷,40,15分)根據(jù)基因工程的有關(guān)知識(shí),回答下列問題: (1)限制性內(nèi)切酶切割DNA分子后產(chǎn)生的片段,其末端類型有　　　　和　　　　。 (2)質(zhì)粒運(yùn)載體用EcoR Ⅰ切割后產(chǎn)生的片段如下:

7、AATTC……G 　　　　　　G……CTTAA 為使運(yùn)載體與目的基因相連,含有目的基因的DNA除可用EcoR Ⅰ切割外,還可用另一種限制性內(nèi)切酶切割,該酶必須具有的特點(diǎn)是　　　　。 (3)按其來源不同,基因工程中所使用的DNA連接酶有兩類,即　　　　DNA連接酶和　　　　DNA連接酶。 (4)反轉(zhuǎn)錄作用的模板是　　　　,產(chǎn)物是　　　　。若要在體外獲得大量反轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物,常采用　　　　技術(shù)。 (5)基因工程中除質(zhì)粒外,　　　　和　　　　也可作為運(yùn)載體。 (6)若用重組質(zhì)粒轉(zhuǎn)化大腸桿菌,一般情況下,不能直接用未處理的大腸桿菌作為受體細(xì)胞,原因是　　　　。 解析:(1)限制酶切割位置的不同

8、可產(chǎn)生黏性末端和平末端。 (2)運(yùn)載體與目的基因相連,不同的限制酶應(yīng)切割出相同的黏性末端,且必須能識(shí)別相同的核苷酸序列,使每條鏈中相同的兩個(gè)核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷開。 (3)根據(jù)酶的來源不同分為兩類:一類是從大腸桿菌中分離得到的,稱為Ecoli DNA連接酶;另一類是從T4噬菌體中分離出來的,稱為T4 DNA連接酶。 (4)反轉(zhuǎn)錄是以RNA為模板來合成DNA的過程。可以在體外短時(shí)間內(nèi)大量擴(kuò)增DNA的技術(shù)叫PCR(多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng))。 (5)基因工程中除質(zhì)粒外,還有λ噬菌體的衍生物、動(dòng)植物病毒等。 (6)大腸桿菌細(xì)胞外有細(xì)胞壁和細(xì)胞膜,能阻止其他物質(zhì)的進(jìn)入,可通過Ca2+處理細(xì)胞,使細(xì)

9、胞處于能吸收周圍環(huán)境中DNA分子的生理狀態(tài),這種細(xì)胞稱為感受態(tài)細(xì)胞。 答案:(1)黏性末端　平末端 (2)切割產(chǎn)生的DNA片段末端與EcoRⅠ切割產(chǎn)生的相同 (3)大腸桿菌(Ecoli)　T4 (4)mRNA(或RNA)　cDNA(或DNA)　PCR (5)噬菌體(λ噬菌體的衍生物)　動(dòng)植物病毒 (6)未處理的大腸桿菌吸收質(zhì)粒(外源DNA)的能力極弱 4.(2011年安徽理綜卷)家蠶細(xì)胞具有高效表達(dá)外源基因的能力。將人干擾素基因?qū)爰倚Q細(xì)胞并大規(guī)模培養(yǎng),可提取干擾素用于制藥。 (1)進(jìn)行轉(zhuǎn)基因操作前,需用　　　　酶短時(shí)處理幼蠶組織,以便獲得單個(gè)細(xì)胞。 (2)為使干擾素基因在家

10、蠶細(xì)胞中高效表達(dá),需要把來自cDNA文庫的干擾素基因片段正確插入表達(dá)載體的 　　　　和　　　　之間。 (3)采用PCR技術(shù)可驗(yàn)證干擾素基因是否已經(jīng)導(dǎo)入家蠶細(xì)胞。該P(yáng)CR反應(yīng)體系的主要成分應(yīng)包含:擴(kuò)增緩沖液(含Mg2+)、水、4種脫氧核糖核苷酸、模板DNA、　　　　　　　　　　　　　　　　　　和　　　　。 (4)利用生物反應(yīng)器培養(yǎng)家蠶細(xì)胞時(shí),貼壁生長的細(xì)胞會(huì)產(chǎn)生接觸抑制。通常將多孔的中空薄壁小玻璃珠放入反應(yīng)器中,這樣可以　　　　　　　　　　　　　　,增加培養(yǎng)的細(xì)胞數(shù)量,也有利于空氣交換。 解析:本題考查基因工程和細(xì)胞工程相關(guān)知識(shí)。(1)利用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理動(dòng)物組織可獲得單

11、個(gè)細(xì)胞。(2)來自cDNA文庫中的目的基因不含復(fù)制原點(diǎn)、標(biāo)記基因、啟動(dòng)子和終止子等,故需將該目的基因插入到啟動(dòng)子和終止子之間。(3)PCR技術(shù)是在體外高溫條件下進(jìn)行的,需利用熱穩(wěn)定的DNA聚合酶(如Taq DNA聚合酶),由于DNA聚合酶只能將單個(gè)脫氧核苷酸連接在一個(gè)片段上,所以在PCR反應(yīng)體系中還需加入引物。(4)據(jù)題意可知,反應(yīng)器中放入多孔中空薄壁小玻璃珠可擴(kuò)大細(xì)胞貼壁生長的附著面積,有利于細(xì)胞增殖。 答案:(1)胰蛋白(或膠原蛋白) (2)啟動(dòng)子　終止子 (3)對干擾素基因特異的DNA引物對　Taq DNA聚合酶 (4)擴(kuò)大細(xì)胞貼壁生長的附著面積 5.(2011年重慶理綜卷)擬

12、南芥是遺傳學(xué)研究的模式植物,其突變體可用于驗(yàn)證相關(guān)基因的功能。野生型擬南芥的種皮為深褐色(TT),某突變體的種皮為黃色(tt),下圖是利用該突變體驗(yàn)證油菜種皮顏色基因(Tn)功能的流程示意圖。 (1)與擬南芥t基因的mRNA相比,若油菜Tn基因的mRNA中UGA變?yōu)锳GA,其末端序列成為“—AGCGCGACCAGACUCUAA”,則Tn比t多編碼　　　　個(gè)氨基酸(起始密碼子位置相同,UGA、UAA為終止密碼子)。 (2)圖中①應(yīng)為　　　　。若②不能在含抗生素Kan的培養(yǎng)基上生長,則原因是　。 若③的種皮顏色為　　　　,則說明油菜Tn基因與擬南芥T基因的功能相同。 (3)假設(shè)該油菜T

13、n基因連接到擬南芥染色體并替換其中一個(gè)t基因,則③中進(jìn)行減數(shù)分裂的細(xì)胞在聯(lián)會(huì)時(shí)的基因型為　　　　　　;同時(shí),③的葉片卷曲(葉片正常對葉片卷曲為顯性,且與種皮性狀獨(dú)立遺傳),用它與種皮深褐色、葉片正常的雙雜合體擬南芥雜交,其后代中所占比例最小的個(gè)體表現(xiàn)型為　　　　　　　　　　　　　　;?、鄣那o尖培養(yǎng)成16棵植株,其性狀通?！　　　　　?填“不變”或“改變”)。 (4)所得的轉(zhuǎn)基因擬南芥與野生型擬南芥　　　　(填“是”或“不是”)同一個(gè)物種。 解析:(1)觀察Tn基因的mRNA序列,可以發(fā)現(xiàn)AGA位置在原基因t的mRNA中為終止密碼子,而在基因Tn的mRNA序列中則代表一個(gè)編碼氨基酸的密碼子,

14、AGA之后還有一個(gè)密碼子CUC可編碼一個(gè)氨基酸,最后一個(gè)密碼子UAA為終止密碼子,故Tn比t多編碼2個(gè)氨基酸。 (2)圖中①為目的基因與質(zhì)粒連接之后的產(chǎn)物,應(yīng)為重組質(zhì)粒。若②不能在含抗生素Kan的培養(yǎng)基上生長,則是缺乏抗性基因,由此判斷重組質(zhì)粒未導(dǎo)入。若基因功能相同,其控制的性狀一般應(yīng)相同,種皮顏色應(yīng)顯示深褐色。 (3)聯(lián)會(huì)時(shí)染色體已復(fù)制,替換后的染色體上基因?yàn)門n、Tn,相應(yīng)的同源染色體上基因?yàn)閠、t,故此時(shí)細(xì)胞基因型為TnTntt。葉片卷曲為隱性,設(shè)a基因控制,葉片正常為顯性,設(shè)A基因控制,這樣③的基因型為Tntaa,與之雜交的雙雜合親本的基因型為TtAa,其后代中所占比例最小的個(gè)體的

15、表現(xiàn)型應(yīng)為黃色正常、黃色卷曲。取莖尖組織培養(yǎng)形成的個(gè)體,其性狀通常不變,此為無性繁殖。 (4)轉(zhuǎn)基因擬南芥只是導(dǎo)入個(gè)別基因,與野生型擬南芥可以進(jìn)行基因交流,應(yīng)為同一物種。 答案:(1)2　 (2)重組質(zhì)粒(重組DNA分子)　重組質(zhì)粒未導(dǎo)入　深褐色 (3)TnTntt　黃色正常、黃色卷曲　不變　(4)是 6.(2010年福建理綜卷)紅細(xì)胞生成素(EPO)是體內(nèi)促進(jìn)紅細(xì)胞生成的一種糖蛋白,可用于治療腎衰性貧血等疾病。由于天然EPO來源極為有限,目前臨床上使用的紅細(xì)胞生成素主要來自于基因工程技術(shù)生產(chǎn)的重組人紅細(xì)胞生成素(rhEPO),其簡要生產(chǎn)流程如下圖。 請回答: (1)

16、圖中①所指的是　　　　技術(shù)。 (2)圖中②所指的物質(zhì)是　　　,③所指的物質(zhì)是　　　。 (3)培養(yǎng)重組CHO細(xì)胞時(shí),為便于清除代謝產(chǎn)物,防止細(xì)胞產(chǎn)物積累對細(xì)胞自身造成危害,應(yīng)定期更換　　　　。 (4)檢測rhEPO的體外活性需用抗rhEPO的單克隆抗體。分泌該單克隆抗體的　　　　細(xì)胞,可由rhEPO免疫過的小鼠B淋巴細(xì)胞與小鼠骨髓瘤細(xì)胞融合而成。 解析:基因工程中目的基因的獲取包括從基因文庫中獲取、用PCR技術(shù)擴(kuò)增及人工合成。題中提取的核DNA擴(kuò)增用到PCR技術(shù)。cDNA文庫中cDNA來源于以mRNA為模板的反轉(zhuǎn)錄過程?；蚬こ坛晒Φ臉?biāo)志是目的基因在受體細(xì)胞中成功表達(dá)出相應(yīng)蛋白質(zhì)。在動(dòng)物

17、細(xì)胞培養(yǎng)的過程中,為補(bǔ)充營養(yǎng)、氣體或清除代謝產(chǎn)物等,應(yīng)定期更換培養(yǎng)液。單克隆抗體產(chǎn)生需用到雜交瘤細(xì)胞,它是由免疫小鼠的B淋巴細(xì)胞和小鼠骨髓瘤細(xì)胞融合而成的,其特點(diǎn)是既能無限增殖,又能產(chǎn)生特異性抗體。 答案:(1)PCR　(2)mRNA　rhEPO (3)培養(yǎng)液　(4)雜交瘤 7.(2010年天津理綜卷)下圖是培育表達(dá)人乳鐵蛋白的乳腺生物反應(yīng)器的技術(shù)路線。圖中tetR表示四環(huán)素抗性基因,ampR表示氨芐青霉素抗性基因,BamHⅠ、HindⅢ、SmaⅠ直線所示為三種限制酶的酶切位點(diǎn)。 據(jù)圖回答: (1)圖中將人乳鐵蛋白基因插入載體,需用　　　　限制酶同時(shí)酶切載體和人乳鐵蛋白基因。篩選

18、含有重組載體的大腸桿菌首先需要在含　　　　的培養(yǎng)基上進(jìn)行。 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 (2)能使人乳鐵蛋白基因在乳腺細(xì)胞中特異性表達(dá)的調(diào)控序列是　　　　(填字母代號(hào))。 A.啟動(dòng)子 B.tetR C.復(fù)制原點(diǎn) D.ampR (3)過程①可采用的操作方法是　　　　(填字母代號(hào))。 A.農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化 B.大腸桿菌轉(zhuǎn)化 C.顯微注射 D.細(xì)胞融合 (4)過程②采用的生物技術(shù)是　　　　。 (5)對早期胚胎進(jìn)行切割,經(jīng)過程②可獲得多個(gè)新個(gè)體。這利用了細(xì)胞的　　　　性。 (6)為檢測人乳鐵蛋白是否成功表達(dá),可采用　　　　(填字母代號(hào))技術(shù)。 A.核酸分子雜交 B.基因序列分

19、析 C.抗原—抗體雜交 D.PCR 解析:(1)SmaⅠ酶切位點(diǎn)在人乳鐵蛋白基因內(nèi),如用該酶,則會(huì)破壞目的基因,并且在質(zhì)粒上無該酶的酶切位點(diǎn)。從圖中可以看出,目的基因兩端需要用BamHⅠ和HindⅢ兩種限制酶切割才會(huì)在目的基因兩端形成黏性末端,且質(zhì)粒上也有這兩種酶的酶切位點(diǎn),所以需要用BamHⅠ和HindⅢ兩種限制酶同時(shí)酶切載體和人乳鐵蛋白基因。因人乳鐵蛋白基因插入位置位于tetR(四環(huán)素抗性基因)內(nèi),因此該基因不能表達(dá)而導(dǎo)致受體細(xì)胞無四環(huán)素抗性。而載體上的ampR(氨芐青霉素抗性基因)未被破壞,所以受體細(xì)胞具有該抗性,故篩選含有重組載體的大腸桿菌首先需要在含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基上

20、進(jìn)行。(2)啟動(dòng)子位于基因的首端,可驅(qū)動(dòng)基因轉(zhuǎn)錄出信使RNA,從而使基因得以表達(dá),故屬于調(diào)控序列。(3)①過程表示將重組載體導(dǎo)入到動(dòng)物受精卵中,常采用顯微注射法。(4)②過程表示將早期胚胎移入代孕牛體內(nèi)繼續(xù)發(fā)育,故為胚胎移植技術(shù)。(5)早期胚胎分割成幾份后,每份經(jīng)培養(yǎng)和移植后都能形成一個(gè)新的個(gè)體,故利用了細(xì)胞的全能性。(6)人乳鐵蛋白基因成功表達(dá)的標(biāo)志是產(chǎn)生了人乳鐵蛋白,因此可利用抗原—抗體雜交技術(shù)檢測是否含有人乳鐵蛋白,從而確定目的基因是否表達(dá)。 答案:(1)HindⅢ和BamHⅠ　氨芐青霉素 (2)A　(3)C　(4)胚胎移植技術(shù)　(5)全能　(6)C (1)無論是用一種限制酶處理還是兩種限制酶處理,處理目的基因和質(zhì)粒(載體)的限制酶應(yīng)相同,不少考生錯(cuò)誤地認(rèn)為只能用同一種限制酶處理目的基因和質(zhì)粒。 (2)檢測目的基因是否導(dǎo)入受體細(xì)胞以及檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄和表達(dá)各有不同的檢測方法,這是基因工程考查的熱點(diǎn)。 希望對大家有所幫助，多謝您的瀏覽！