2019年高中生物 單元測評一 基因工程 新人教版選修3.doc

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2019年高中生物 單元測評一 基因工程 新人教版選修3 (時間：90分鐘　滿分：100分) 一、選擇題(每題2分，共48分) 1．下圖為DNA分子在不同酶的作用下所發(fā)生的變化，圖中依次表示限制核酸內切酶、DNA聚合酶、DNA連接酶、解旋酶作用的正確順序是(　　) A．①②③④ B．①②④③ C．①④②③ D．①④③② 解析　本題考查幾種工具酶的作用，解題關鍵是能正確區(qū)分各種酶的作用部位與特點。分析題圖可知，①是切割DNA分子雙鏈產(chǎn)生黏性末端的過程，用到的酶是限制性核酸內切酶；②是末端連接的過程，需要DNA連接酶；③是DNA分子解旋的過程，需要解旋酶；④是DNA復制過程，需要DNA聚合酶。 答案　C 2．下列關于基因工程中有關基因操作的名詞及對應的內容，正確的組合是(　　) 解析　基因工程的供體是提供目的基因的生物，受體是目的基因導入的生物。 答案　C 3．某線性DNA分子含有3 000個堿基對(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的識別序列和切割位點如下圖所示。下列有關說法正確的是(　　) A．在該DNA分子中，a酶與b酶的識別序列分別有3個和2個 B. a酶與b酶切出的黏性末端不能相互連接 C. a酶與b酶切斷的化學鍵不相同 D．用這兩種酶和DNA連接酶對該DNA分子進行反復切割、連接操作，若干循環(huán)后，序列會明顯增多 解析　a酶切割后形成3個片段，說明a酶的切割位點有2個，則識別序列有2個。b酶切割a酶的切割產(chǎn)物后得到800 bp、300 bp的片段，說明在a酶的產(chǎn)物中，1 600 bp中有一個切割位點，被切成兩個800 bp片段，1 100 bp中有一個切割位點，被切成800 bp片段和300 bp片段，即b酶的識別序列有2個。a酶與b酶切出的黏性末端可互補，因而能相互連接。a酶與b酶切斷的化學鍵均為磷酸二酯鍵。a酶切割后形成的黏性末端 答案　D 4．在已知某小片段基因堿基序列的情況下，獲得該基因的最佳方法是(　　) A．用mRNA為模板逆轉錄合成DNA B．以4種脫氧核苷酸為原料人工合成 C．將供體DNA片段轉入受體細胞中，再進一步篩選 D．先建立基因文庫，再從中篩選 解析　本題考查目的基因的獲取方法，解題關鍵是理解不同獲取方法的特點。目的基因的獲取方法主要有三種：從基因文庫中獲取、PCR技術擴增、人工合成。對于比較小、核苷酸序列已知的目的基因，可以直接通過DNA合成儀用化學方法人工合成。 答案　B 5．我國中科院上海生化所合成了一種具有鎮(zhèn)痛作用而又不會像嗎啡那樣使病人上癮的藥物——腦啡肽多糖(類似于人體中的糖蛋白)。在人體細胞中糖蛋白必須經(jīng)過內質網(wǎng)和高爾基體的進一步加工才能形成。如果要采用基因工程和發(fā)酵工程技術讓微生物來生產(chǎn)腦啡肽多糖，下列微生物能用來作受體細胞的是(　　) A．大腸桿菌 B．酵母菌 C．T4噬菌體 D．大腸桿菌質粒 解析　腦啡肽多糖的化學本質類似于人體中的糖蛋白。從題中可以看出，糖蛋白合成必須經(jīng)過內質網(wǎng)和高爾基體的進一步加工，內質網(wǎng)和高爾基體只存在于真核生物細胞內，大腸桿菌是原核生物，只有核糖體，沒有內質網(wǎng)和高爾基體；T4噬菌體屬于病毒，沒有細胞結構，自己不能合成蛋白質；酵母菌是真核生物，其細胞中有內質網(wǎng)和高爾基體，可以合成糖蛋白。 答案　B 6．下列有關基因表達的選項中，不可能的是(　　) 選項 基因 表達的細胞 表達產(chǎn)物 A 細菌抗蟲蛋白基因 抗蟲棉葉肉細胞 細菌抗蟲蛋白 B 人酪氨酸酶基因 正常人皮膚細胞 人酪氨酸酶 C 動物胰島素基因 大腸桿菌工程菌細胞 動物胰島素 D 兔血紅蛋白基因 兔成熟紅細胞 兔血紅蛋白 解析　本題通過基因表達的知識考查基因工程，解題關鍵是理解哺乳動物成熟紅細胞無細胞核?？瓜x棉葉肉細胞中存在細菌抗蟲蛋白基因，細菌抗蟲蛋白基因能夠表達產(chǎn)生細菌抗蟲蛋白；正常人皮膚細胞中含有人酪氨酸酶基因，人酪氨酸酶基因能夠表達產(chǎn)生人酪氨酸酶；大腸桿菌工程菌細胞存在動物胰島素基因，動物胰島素基因能夠表達產(chǎn)生動物胰島素；兔成熟的紅細胞中無細胞核，所以不能表達產(chǎn)生兔血紅蛋白。 答案　D 7．阻止病人的致病基因傳給子代的方法通常是將正常基因導入病人的(　　) A．體細胞的細胞質 B．生殖細胞的細胞質 C．體細胞的細胞核 D．生殖細胞的細胞核 解析　本題考查基因治療和遺傳物質在親代與子代之間的遺傳情況，解題時要注意，只有生殖細胞的細胞核中的基因能穩(wěn)定地遺傳給后代。 答案　D 8．下列關于基因工程的敘述，錯誤的是(　　) A．目的基因和受體細胞均可來自動、植物或微生物 B．限制性核酸內切酶和DNA連接酶是兩類常用的工具酶 C．人胰島素原基因在大腸桿菌中表達的胰島素原無生物活性 D．載體上的抗性基因有利于篩選含重組DNA的細胞和促進目的基因的表達 解析　基因工程中目的基因來源于自然界中的含有目的性狀的一切生物，可以是動物、植物，也可以是真菌、細菌，還可以是人等；在基因工程中獲取目的基因以及將目的基因和載體結合構成基因表達載體必須使用同一種限制酶進行切割，以獲得相同的黏性末端，再在DNA連接酶的作用下，將目的基因和載體連接，構成基因表達載體；人的胰島素原基因可以在大腸桿菌體內得以表達，但是由于大腸桿菌是原核生物，沒有內質網(wǎng)、高爾基體等細胞器的加工，合成的胰島素原不具有胰島素的功能，即沒有生物活性；作為標記基因，有利于重組基因在細胞內表達的鑒定篩選，但對于目的基因的表達沒有促進等調控作用。 答案　D 9．如圖所示有關工具酶功能的敘述，不正確的是(　　) A．連接b處的酶為RNA聚合酶 B．連接a處的酶為DNA連接酶 C．切斷b處的酶為解旋酶 D．切斷a處的酶為限制性核酸內切酶 解析　從圖可以看出其為DNA片段，所以連接b處的酶不是RNA聚合酶。 答案　A 10．已知某種限制性核酸內切酶在一線性DNA分子上有3個酶切位點，如圖中箭頭所指。如果該線性DNA分子在3個酶切位點上都被酶切斷，則會產(chǎn)生a、b、c、d四種不同長度的DNA片段。現(xiàn)有多個上述線性DNA分子，若在每個DNA分子上至少有1個酶切位點被該酶切斷，則從理論上講，經(jīng)該酶酶切后，這些線性DNA分子最多能產(chǎn)生長度不同的DNA片段種類數(shù)是(　　) A．3種 B．4種 C．9種 D．12種 解析　本題考查限制酶的作用與識圖分析能力。若該線性DNA分子在3個酶切位點切斷，得到4種長度不同的DNA片段；若在2個酶切位點切斷，得到3種長度不同的DNA片段；若在1個酶切位點切斷，得到2種長度不同的DNA片段。因此最多能產(chǎn)生4＋3＋2＝9(種)長度不同的DNA片段。 答案　C 11．在基因工程中，把選出的目的基因(共1 000個脫氧核苷酸對，其中腺嘌呤脫氧核苷酸460個)放在DNA擴增儀中擴增4代，那么，在擴增儀中應放入胞嘧啶脫氧核苷酸的個數(shù)是(　　) A．540個 B．8 100個 C．17 280個 D．7 560個 解析　擴增4代即擴增4次，共產(chǎn)生新的DNA為(2n－1)個，即15個，其中每個DNA中含有的胞嘧啶為1 000－460＝540個，所以需要的胞嘧啶脫氧核苷酸的個數(shù)為15540＝8 100個。 答案　B 12．下列關于基因工程的敘述中錯誤的是(　　) A．基因工程的出現(xiàn)使人類有可能按照自己的意愿定向改造生物，培育新品種 B．基因工程技術能沖破遠緣雜交不親和障礙，培育生物新物種 C．基因工程的基本工具是：限制性核酸內切酶、DNA連接酶和基因的運載體 D．基因工程的研究成果，目前大多需要通過微生物的旺盛代謝來實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化 解析　基因工程技術能沖破遠緣雜交不親和障礙，培育生物新類型，但改變的是少數(shù)基因，還不能稱為新物種。 答案　B 13．基因工程技術也稱為DNA重組技術，其實施必須具備四個必要的條件是(　　) A．目的基因、限制性內切酶、運載體、體細胞 B．重組DNA、RNA聚合酶、內切酶、連接酶 C．模板DNA、信使RNA、質粒、受體細胞 D．工具酶、目的基因、運載體、受體細胞 解析　基因工程操作工程中用到的工具酶有限制性核酸內切酶和DNA連接酶，還有目的基因、運載體、受體細胞。 答案　D 14．在基因工程技術中，限制性核酸內切酶主要用于(　　) A．目的基因的獲取和導入 B．目的基因的導入和檢測 C．目的基因的獲取和重組DNA分子 D．基因表達載體的構建和導入 解析　限制性核酸內切酶主要用于切割目的基因片斷和環(huán)狀雙鏈質粒DNA。 答案　C 15．在基因工程操作中，運載體的本質是雙鏈DNA分子，下列功能不能由運載體完成的是(　　) A．目的基因的轉運 B．目的基因的擴增 C．目的基因的表達 D．目的基因的定位 解析　目的基因的表達只與目的基因有關，即中心法則，與運載體無關。 答案　C 16．如圖為四種限制性核酸內切酶BamHⅠ、EcoRⅠ、HindⅢ和BglⅡ的識別序列。它們切割出來的DNA黏性末端可以互補配對的是 A．BamHⅠ和BglⅡ B．BamHⅠ和HindⅢ C．BamHⅠ和EcoRⅠ D．EcoRⅠ和HindⅢ 解析　只有互補的黏性末端才能配對。 答案　A 17．鐮刀型細胞貧血癥的病因是血紅蛋白基因的堿基序列發(fā)生了改變。檢測這種堿基序列改變必須使用的酶是(　　) A．解旋酶 B．DNA連接酶 C．限制性核酸內切酶 D．RNA聚合酶 解析　鐮刀型細胞貧血癥的病因是編碼血紅蛋白的基因堿基序列發(fā)生了改變，而限制性核酸內切酶具有特異性識別某種序列的特點。 答案　C 18．限制性核酸內切酶的作用實際上就是把DNA上某些化學鍵打斷，一種能對GAATTC專一識別的限制酶切斷的化學鍵是(　　) A．G與A之間的鍵 B．G與C之間的鍵 C．T與A之間的鍵 D．磷酸與脫氧核糖之間的鍵 解析　限制性核酸內切酶切割的是磷酸二酯鍵，因此切割的也就是磷酸與脫氧核糖之間的鍵。 答案　D 19．如圖是獲得抗蟲棉的技術流程示意圖?？敲顾乜剐曰?kanr)常作為標記基因，只有含卡那霉素抗性基因的細胞才能在卡那霉素培養(yǎng)基上生長。下列敘述正確的是(　　) A．構建重組質粒過程中需要限制性核酸內切酶和DNA連接酶 B．愈傷組織的分化產(chǎn)生了不同基因型的植株 C．卡那霉素抗性基因(kanr)中有該過程所利用的限制性核酸內切酶的識別位點 D．抗蟲棉有性生殖后代能保持抗蟲性狀的穩(wěn)定遺傳 答案　A 20．1982年，世界上第一例體型比普通小鼠大1.8倍的“超級小鼠”培育成功。下列相關敘述不正確的是(　　) A．該“超級小鼠”是采用顯微注射技術獲得成功的 B．將目的基因導入動物細胞的方法中采用最多，也是最有效的方法是顯微注射技術 C．將目的基因導入小鼠細胞前要將含有該目的基因的運載體提純 D．培育該“超級小鼠”所用的受體細胞可以是小鼠的受精卵，也可以是小鼠的體細胞 解析　高度分化的動物細胞的全能性受到限制，不能完全表現(xiàn)出來，所以培育轉基因動物所用到的受體細胞只能用動物的受精卵，不能用體細胞。 答案　D 21．下列不是獲得目的基因方法的是(　　) A．構建基因文庫，從基因文庫中獲取 B．利用人工合成法 C．利用PCR技術大量獲得 D．利用農(nóng)桿菌轉化法獲得 解析　獲取目的基因的方法中對于已知基因用人工化學合成或PCR擴增，對于未知基因則構建基因文庫。 答案　D 22．水母發(fā)光蛋白由236個氨基酸構成，其中有三種氨基酸構成發(fā)光環(huán)，現(xiàn)已將這種蛋白質的基因作為生物轉基因的標記。在轉基因技術中，這種蛋白質的作用是(　　) A．促使目的基因成功導入宿主細胞中 B．使目的基因的成功導入容易被檢測出來 C．使目的基因在宿主細胞中更容易復制 D．使目的基因更容易成功表達 解析　標記基因的目的是便于檢測目的基因是否導入成功。 答案　B 23．質粒是基因工程中最常用的運載體，它存在于許多細菌體內。質粒上有標記基因(如圖所示)，通過標記基因可以推知外源基因(目的基因)是否轉移成功。外源基因插入的位置不同，細菌在培養(yǎng)基上的生長情況也不同，下表是外源基因插入位置(插入點有a、b、c)請根據(jù)表中提供細菌的生長情況，推測①②③三種重組后細菌的外源基因插入點，正確的一組是(　　) A．①是c；②是b；③是a B．①是a和b；②是a；③是b C．①是a和b；②是b；③是a D．①是c；②是a；③是b 解析　只有在抗性基因不被破壞的情況下，帶有重組DNA分子的細胞才能在含有相應抗生素的培養(yǎng)基上生長。 答案　A 24．科學家將β干擾素基因進行定點誘變導入大腸桿菌表達，使干擾素第17位的半胱氨酸改變成絲氨酸，結果大大提高β干擾素的抗病性活性，并且提高了儲存穩(wěn)定性。該生物技術為(　　) A．基因工程 B．蛋白質工程 C．基因突變 D．細胞工程 解析　基因工程是通過對基因的操作，將符合人們需要的目的基因導入適宜的生物體內，使其高效表達，從中提取所需的基因控制合成的蛋白質，或表現(xiàn)某種性狀，蛋白質產(chǎn)品仍然為天然存在的蛋白質。而蛋白質工程卻是對控制蛋白質合成的基因進行改造，從而實現(xiàn)對其編碼的蛋白質的改變，所得到的已不是天然的蛋白質。題目中的操作涉及的基因顯然不再是原來的基因，其合成的β干擾素也不是天然β干擾素，而是經(jīng)過改造的、具有人類所需優(yōu)點的蛋白質，因而整個過程利用的生物技術應為蛋白質工程。 答案　B 二、綜合題(52分) 25．(14分)轉基因抗蟲水稻對于緩解糧食危機具有重要意義。 (1)轉基因抗蟲水稻能有效地殺死特定害蟲，從而降低該種害蟲的________。能達到這個目的的手段還有：利用性引誘劑誘殺害蟲種群中的雄性個體，破壞害蟲種群正常的________；或者通過________進行生物防治。 (2)在目的基因序列已知的情況下，如果要獲取豇豆細胞中的抗蟲基因，一般是采用________________________的方法。 (3)為了能把該抗病基因轉入到水稻細胞中，常用的載體是________________________________________________________________________。 (4)要使載體與該抗病基因連接，首先應使用________________________酶進行切割。假如載體被切割后得到的分子末端序列為，則能與該載體連接的抗病基因分子末端是________；切割完成后，采用________酶將載體與該抗病基因連接，連接后得到重組DNA。 (5)將連接得到的重組DNA分子導入農(nóng)桿菌，然后用該農(nóng)桿菌去感染水稻細胞，利用________的表達來檢測目的基因是否成功導入，再利用植物細胞具有的________進行組織培養(yǎng)。 (6)基因工程成功的標志是________的成功表達。 (7)如果目的基因導入成功，且與某條染色體的DNA整合起來，則該轉基因水稻可視為雜合子。該轉基因水稻自交，理論上子代中抗蟲植株占________。 答案　(1)種群密度(種群數(shù)量)　性別比例　引入天敵 (2)化學合成法或PCR (3)Ti質粒(植物根瘤土壤桿菌菌株中存在的質粒) (4)(同種)限制性核酸內切　　DNA連接 (5)標記基因　全能性 (6)目的基因 (7)3/4 26．(15分)如圖為某種質粒表達載體簡圖，小箭頭所指分別為限制性核酸內切酶EcoRⅠ、BamHⅠ的酶切位點，ampR為青霉素抗性基因，tctR為四環(huán)素抗性基因，P為啟動子，T為終止子，ori為復制原點。已知目的基因的兩端分別有包括EcoRⅠ、BamHⅠ在內的多種酶的酶切位點。 據(jù)圖回答： (1)將含有目的基因的DNA與質粒表達載體分別用EcoRⅠ酶切，酶切產(chǎn)物用DNA連接酶進行連接后，其中由兩個DNA片段連接形成的產(chǎn)物有________________________、________________________、________________________三種。若要從這些連接產(chǎn)物中分離出重組質粒，需要對這些連接產(chǎn)物進行________________________。 (2)用上述3種連接產(chǎn)物與無任何抗藥性的原核宿主細胞進行轉化實驗。之后將這些宿主細胞接種到含四環(huán)素的培養(yǎng)基中，能生長的原核宿主細胞所含有的連接產(chǎn)物是________________；若接種到含青霉素的培養(yǎng)基中，能生長的原核宿主細胞所含有的連接產(chǎn)物是__________________________________。 (3)目的基因表達時，RNA聚合酶識別和結合的位點是________，其合成的產(chǎn)物是________。 (4)在上述實驗中，為了防止目的基因和質粒表達載體在酶切后產(chǎn)生的末端發(fā)生任意連接，酶切時應選用的酶是________________。 解析　在基因表達載體的構建過程中用同種限制酶來切割目的基因和質粒，使之產(chǎn)生相同的黏性末端，以利于DNA片段的連接。將切割后的目的基因和質粒，用DNA連接酶進行連接，它們之間隨機連接，可有三種產(chǎn)物：目的基因—載體連接物、載體—載體連接物和目的基因—目的基因連接物。從圖中可以看出，目的基因的插入位點在抗四環(huán)素基因上，可推知：目的基因—載體連接物的抗四環(huán)素基因被破壞，喪失了抗四環(huán)素的能力，但保留了抗青霉素的能力；載體—載體連接物既保留了抗四環(huán)素的能力也保留了抗青霉素的能力；目的基因—目的基因連接物既無抗青霉素基因也無抗四環(huán)素基因，不具備抗性。獲得DNA連接產(chǎn)物以后，必須通過篩選方能獲得所需的基因表達載體。導入宿主細胞后方能表達獲得基因產(chǎn)物。目的基因表達過程中，RNA聚合酶首先與啟動子結合，指導目的基因轉錄產(chǎn)生mRNA，mRNA再指導蛋白質的合成。從圖中可看出抗四環(huán)素基因上有兩個不同的切割位點，所以在實際操作過程中，為避免切割后的末端任意連接，可用EcoRⅠ和BamHⅠ同時對目的基因和質粒進行切割，使同一切割產(chǎn)物的黏性末端不同。 答案　(1)目的基因—載體連接物　載體—載體連接物　目的基因—目的基因連接物　分離純化 (2)載體—載體連接物　目的基因—載體連接物、載體—載體連接物 (3)啟動子　mRNA (4)EcoRⅠ和BamHⅠ 27．(12分)科學家將人的生長激素基因與大腸桿菌的DNA分子進行重組，并成功地在大腸桿菌中得以表達。但在進行基因工程的操作過程中，需使用特定的限制性核酸內切酶切割目的基因和質粒，便于重組和篩選。已知限制性核酸內切酶I的識別序列和切點是—G↓GATCC—，限制性核酸內切酶Ⅱ的識別序列和切點是—↓GATC—，據(jù)圖回答： (1)過程①所需要的酶是________。 (2)在構建基因表達載體過程中，應用限制性核酸內切酶________切割質粒，用限制性核酸內切酶________切割目的基因。用限制酶切割目的基因和運載體后形成的黏性末端通過________原則進行連接。人的基因之所以能與大腸桿菌的DNA分子進行重組，原因是__________________ _____________________________________________________。 (3)在過程③一般將受體大腸桿菌用________處理，以增大________的通透性，使含有目的基因的重組質粒容易進入受體細胞。 (4)將得到的大腸桿菌B涂布在一個含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基上得到如圖a的結果(黑點表示菌落)，能夠生長的細菌中已導入了________________，反之則沒有導入；再將滅菌絨布按到培養(yǎng)基a上，使絨布表面沾上菌落，然后將絨布按到含四環(huán)素的培養(yǎng)基上培養(yǎng)，得到如圖b的結果(空圈表示與a對照無菌落的位置)。與圖b空圈相對應的圖a中的菌落表現(xiàn)型是________________________________________，這些細菌中導入了________。 (5)人體的生長激素基因能在細菌體內成功表達是因為________________。寫出目的基因導入細菌中表達的過程________________________________________。 答案　(1)逆轉錄酶 (2)Ⅰ?、颉A基互補配對　人的基因與大腸桿菌DNA雙螺旋結構相同 (3)CaCl2　細胞壁 (4)普通質?；蛑亟M質粒　抗氨芐青霉素和四環(huán)素抗性　重組質粒 (5)共用一套密碼子　生長激素基因mRNA生長激素 28．(11分)如圖為利用生物技術獲得生物新品種的過程，據(jù)圖回答： (1)在基因工程中，A→B為________技術，利用的原理是________，其中①為________過程。 (2)加熱至94 ℃的目的是使DNA中的________鍵斷裂，這一過程在細胞內是通過________的作用來完成的。 (3)當溫度降低時，引物與模板末端結合，在DNA聚合酶的作用下，引物沿模板鏈延伸，最終合成兩條DNA分子，此過程中原料是________________，遵循的原則是________________。 (4)目的基因導入綿羊受體細胞常用________________技術。 (5)B→D為抗蟲棉的培育過程，其中④過程常用的方法是__________________，要確定目的基因(抗蟲基因)導入受體細胞后，是否能穩(wěn)定遺傳并表達，需進行檢測和鑒定工作，請寫出在個體生物學水平上的鑒定過程：__________________________。 答案　(1)PCR　DNA復制　DNA解旋 (2)氫　解旋酶 (3)4種脫氧核苷酸　堿基互補配對原則 (4)顯微注射 (5)農(nóng)桿菌轉化法　讓害蟲吞食轉基因棉花的葉子，觀察害蟲的存活情況，以確定性狀