2020高考生物一轮复习配套作业40基因工程含解析

配餐作业(四十) 基因工程

1．天然的玫瑰没有蓝色花，这是由于缺少控制蓝色色素合成的基因B，而开蓝色花的矮牵牛中存在序列已知的基因B。现用基因工程技术培育蓝玫瑰，下列操作正确的是( ) A．提取矮牵牛蓝色花的mRNA，经逆转录获得互补的DNA，再扩增基因B

B．利用限制性核酸内切酶从开蓝色花矮牵牛的基因文库中获取基因B

C．利用DNA聚合酶将基因B与质粒连接后导入玫瑰细胞

D．将基因B直接导入大肠杆菌，然后感染并转入玫瑰细胞

解析此题考查基因工程及其应用的相关知识。获取目的基因B，可先提取矮牵牛蓝色花的mRNA，经逆转录获得互补的DNA，再经PCR技术扩增，A正确；基因文库构建时是将目的基因与载体连接起来，形成重组载体，再导入受体菌中储存和扩增，提取目的基因时不需使用限制酶，B错误；连接目的基因与质粒的酶是DNA连接酶，C错误；将目的基因导入植物细胞，常用农杆菌转化法，不使用大肠杆菌，D错误。

答案 A

2．下列关于cDNA文库和基因组文库的说法中，正确的是( )

A．同一物种的cDNA文库只有1种

B．某真核生物的cDNA文库中的某基因一定比基因组文库中的该基因短

C．可以利用反转录法获取cDNA文库和基因组文库

D．只有cDNA文库的基因可实现物种间的基因交流

解析本题考查基因文库，意在考查考生的理解能力。在同一个体的不同发育时期获得的cDNA文库不同，因此，一个物种可以有多个cDNA文库，但一个物种的基因组文库只有1个，A错误；cDNA文库的基因是由mRNA经过逆转录获得的，所以，cDNA文库的基因和基因组文库的基因相比，缺少基因中启动子和内含子，因此cDNA文库的基因要短一些，B正确；只有cDNA文库可通过反转录法进行构建，C错误；cDNA文库的基因可实现物种间的基因交流，而基因组文库的部分基因可实现物种间的基因交流，D错误。

答案 B

3．利用外源基因在受体细胞中表达，可生产人类所需的产品。下列选项中能说明目的基因完成表达的是( )

A．棉花细胞中检测到载体上的标记基因

B．山羊乳腺细胞中检测到人生长激素的基因

C．大肠杆菌中检测到人胰岛素基因的mRNA

D．酵母菌细胞中提取到人的干扰素

解析基因的表达即控制蛋白质的合成，包括转录和翻译，仅仅转录出mRNA还不能叫表达，只有合成了相应的蛋白质才能证明目的基因完成了在受体细胞中的表达。

答案 D

4．在基因工程中，可依据受体细胞的类型及其生理特性来选择合适的载体，既能高效地携带目的基因进入受体细胞，又能方便地进行检测。已知有以下几类含有不同标记基因的质粒，不可作为侵入大肠杆菌的载体的是(已知青霉素可杀死细菌，四环素不能杀死大肠杆菌)( )

A.B．

C.D．

解析A质粒携带目的基因是否进入大肠杆菌，可用含有青霉素的培养基培养大肠杆菌，如果大肠杆菌不死亡，说明这些大肠杆菌已含有了A质粒上的标记基因表达出的性状，进一步说明目的基因已被携带进入大肠杆菌细胞内。B质粒作载体导入大肠杆菌，无论大肠杆菌含有抗四环素基因与否，都能在含四环素的培养基上生长，所以不能用于对目的基因是否进入大肠杆菌的检测。C和D质粒上的标记基因均可明显指示目的基因是否进入大肠杆菌细胞内。

答案 B

5．如图表示利用农杆菌转化法获得某种转基因植物的部分操作步骤。以下说法错误的是( )

A．利用含有四环素的培养基可将含Ⅱ的细菌筛选出来

B．Ⅲ是农杆菌，通过步骤③将目的基因导入植株

C．⑥可与多个核糖体结合，并可以同时翻译出多种蛋白质

D．①过程的完成需要限制酶和DNA连接酶的参与

解析⑥是一个mRNA分子，可与多个核糖体结合形成多聚核糖体，由于翻译的模板是同一个mRNA分子，故翻译出的是同一种蛋白质。

答案 C

6．(2018·湖南六校联考)下面关于基因工程的应用的说法错误的是( )

A．抗虫基因作物的使用有利于降低生产成本，减少农药对环境的污染

B．基因工程生产药品具有高效率低成本的特点

C．转基因食品都经过严格实验，安全性是毋庸置疑的

D．把外源基因转入叶绿体DNA中有助于防止基因污染

解析抗虫基因作物可以减少农药的使用，因而能降低生产成本和减少农药对环境的污

染，A正确。用基因工程的方法能够高效率地生产出高质量、低成本的药品，如胰岛素、干扰素等，B正确。转基因食品的安全问题我们应客观对待，进一步研究，C错误。把外源基因导入叶绿体DNA中，可避免外源基因通过花粉向相邻同种非转基因植物或其他植物扩散，从而防止基因污染，D正确。

答案 C

7．(2018·沈阳质监一)下图表示人体肠道中大肠杆菌DNA复制过程的部分内容，引物酶能以DNA为模板合成RNA片段。下列相关叙述正确的是( )

A．图中②酶表示的是解旋酶

B．图中共有五种碱基和五种核苷酸

C．图中有两种基因工程涉及的工具酶

D．RNA聚合酶具有①酶和引物酶的作用

解析图中②酶能催化合成DNA片段，属于DNA聚合酶，A错误；图中有DNA和RNA两种核酸，因此图中共含有A、T、C、G、U五种碱基和四种脱氧核苷酸、四种核糖核苷酸，B 错误；图中只有DNA连接酶是基因工程中涉及的工具酶，基因工程中涉及的另一种工具酶是限制酶，C错误；RNA聚合酶具有催化合成RNA的功能和解旋的功能，图中①酶为解旋酶，引物酶能以DNA为模板合成RNA，D正确。

答案 D

8．(2018·黄冈质检)科学家通过利用PCR定点突变技术改造Rubisco酶基因，提高了光合作用过程中Rubisco酶对CO2的亲和力，从而显著提高了植物的光合作用速率。请回答下列问题：

(1)PCR过程所依据的原理是______________，利用PCR技术扩增目的基因的前提是已知目的基因的核苷酸序列，以便根据这一序列合成________；扩增过程需要加入________酶。

(2)启动子是一段有特殊结构的DNA片段，其作用是__________。目的基因能在不同生物体内表达出序列相同的蛋白质，说明整个生物界________________。借助PCR定点突变技术对现有的蛋白质进行改造属于________的范畴。

(3)可利用定点突变的DNA构建基因表达载体，常用__________方法将基因表达载体导入植物细胞，还需用到植物细胞工程中的________技术，才能最终获得转基因植物。

解析(1)PCR是体外条件下所进行的DNA双链复制。PCR技术需要引物，引物根据已知序列的目的基因合成。PCR技术需要耐热的DNA聚合酶。(2)启动子是RNA聚合酶识别和结

合部位，驱动mRNA的转录。密码子具有通用性。通过PCR定点突变改造基因的结构，从而达到对现有的蛋白质的改造，这属于蛋白质工程。(3)常用农杆菌转化法将目的基因导入植物细胞。将一个细胞培养成一个植物个体需要通过植物组织培养技术。

答案(1)DNA双链复制引物耐高温的DNA聚合(或Taq)

(2)RNA聚合酶识别和结合部位，驱动转录出mRNA 共用一套密码子蛋白质工程

(3)农杆菌转化植物组织培养

9．(2018·绵阳市诊断二)近日，美国和澳大利亚的研究人员发现，从锥形蜗牛体内提取的毒液可望帮助人类开发出超级速效的胰岛素。他们的研究表明锥形蜗牛毒蛋白(Con—Ins G1)能加速受体细胞信号转换，比人类胰岛素更加快速地发挥作用。因此制造这类“速效胰岛素”以及利用转基因技术实现批量生产成为Ⅰ型糖尿病治疗的新思路。请回答下列问题：

(1)利用基因工程制造Con—Ins G1这种速效胰岛素过程中，构建的基因表达载体一般包括目的基因、启动子、标记基因和________。标记基因的作用是________________________________________。

(2)为了获得目的基因可以通过提取分析Con—Ins G1毒蛋白中的________序列推知毒蛋白基因的核苷酸序列，再用DNA合成仪直接大量合成。基因工程中需要DNA连接酶，根据酶的来源不同分为________________________两类。

(3)将人工合成的目的基因导入大肠杆菌体内，一般先用药物处理大肠杆菌使之成为________细胞。再将重组DNA溶于________中与该类细胞融合，在一定温度下促进细胞吸收重组DNA分子完成转化过程。

(4)经过目的基因的检测和表达，获得的Con—Ins Gl毒蛋白活性未能达到期待的“速效胰岛素”的生物活性，导致这种差异的原因可能是________________。

解析(1)基因工程中构建的基因表达载体一般包括目的基因、启动子、标记基因和终止子，标记基因可用于鉴别和筛选含有目的基因的细胞。(2)获得毒蛋白的目的基因可采取构建cDNA文库、构建基因组文库和人工合成的方法，题目中可通过提取分析Con—Ins G1毒蛋白中的氨基酸序列推知毒蛋白基因的核苷酸序列，再进行人工合成。根据DNA连接酶的来源不同，可将DNA连接酶分为E·coli DNA连接酶和T4 DNA连接酶两类。(3)将目的基因导入大肠杆菌体内时，一般先用Ca2＋处理大肠杆菌细胞，使其处于感受态，再将重组DNA 溶于缓冲液中与感受态细胞接触，在一定温度刺激下促进细胞吸收重组DNA分子完成转化过程。(4)获得的Con—Ins G1毒蛋白未能达到期待的生物活性，可能是因为大肠杆菌是原核生物，目的基因表达后没有相应的细胞器对合成的蛋白质进行加工处理。

答案 (1)终止子鉴别和筛选含有目的基因的细胞

(2)氨基酸E·coli DNA连接酶和T4 DNA连接酶

(3)感受态缓冲液

(4)大肠杆菌中基因表达获得的蛋白质未经加工

10．若要利用某目的基因(见图甲)和P1噬菌体载体(见图乙)构建重组DNA(见图丙)，限制性核酸内切酶的酶切位点分别是BglⅡ(A↓GATCT)、Eco R Ⅰ(G↓AATTC)和Sau3A Ⅰ(↓GATC)。下列分析合理的是( )

A．用Eco R Ⅰ切割目的基因和P1噬菌体载体

B．用BglⅡ和Eco R Ⅰ切割目的基因和P1噬菌体载体

C．用BglⅡ和Sau3A Ⅰ切割目的基因和P1噬菌体载体

D．用Eco R Ⅰ和Sau3A Ⅰ切割目的基因和P1噬菌体载体

解析解答本题的关键是要看清切割后目的基因插入的方向，只有用Eco RⅠ和Sau3AⅠ切割目的基因和P1噬菌体载体，构建的重组DNA中RNA聚合酶在插入的目的基因上的移动方向才一定与图丙相同。

答案 D

11．为获得抗病的马铃薯往往采用转基因技术，将相关抗病基因转移到马铃薯体内。其过程大致如下图所示。下列相关叙述，正确的是( )

A．图中①过程涉及两种工具酶，目的基因插入的位置为T-DNA所在的区段

B．图中②过程，农杆菌需经镁离子溶液处理，处理后的细胞处于感受态

C．图中③④过程，所用培养基中应添加两种激素，添加顺序对细胞的分化方向无影响D．检测相关抗病基因是否在受体细胞内转录，可采用抗原—抗体杂交法

解析本题考查基因工程的知识，意在考查考生的理解能力。图中②过程，农杆菌需经钙离子溶液处理，B错误；植物组织培养所用激素的先后使用顺序及其比例都会影响细胞的分化方向，C错误；检测相关基因是否在受体细胞内转录，可采用DNA—RNA杂交法，而抗原—抗体杂交法检测的是目的基因是否翻译产生蛋白质，D错误。

答案 A

12．(多选)如图表示细胞膜上乙酰胆碱(一种神经递质)受体基因的克隆技术操作过程，下列相关分析中错误的是( )

A．获得该mRNA的最佳材料是受精卵

B．构建基因表达载体最可能使用的载体是大肠杆菌

C．完成过程①②必不可少的酶分别是逆转录酶、DNA聚合酶

D．探针筛选的目的是淘汰被感染的细菌，获得未被感染的细菌

解析该受体基因在神经细胞中表达，获得该mRNA的最佳材料是神经细胞。构建基因表达载体最可能使用的载体是质粒。探针筛选的目的是检测是否存在cDNA。

答案ABD

13．人血清白蛋白(HSA)具有重要的医用价值，只能从人血浆中制备。如图是以基因工程技术获取重组HSA(rHSA)的两条途径。

(1)为获取HSA基因，首先需采集人的肝脏组织细胞，提取________合成总cDNA，然后以cDNA为模板，使用PCR技术扩增HSA基因。下图中箭头表示一条引物结合模板的位置及扩增方向，请用箭头在方框内标出另一条引物的位置及扩增方向。

(2)启动子通常具有物种及组织特异性，构建在水稻胚乳细胞内特异表达rHSA的载体，需要选择的启动子是________(填选项字母)。

A．人血细胞启动子B．水稻胚乳细胞启动子

C．大肠杆菌启动子D．农杆菌启动子

(3)利用农杆菌转化水稻受体细胞的过程中，需添加酚类物质，其目的是__________________________________________。

(4)人体合成的初始HSA多肽，需要经过膜系统加工形成正确空间结构才有活性。与途径Ⅱ相比，选择途径Ⅰ获取rHSA的优势是_____________________________________________________。

(5)为证明rHSA具有医用价值，须确认rHSA与________的生物学功能一致。

解析本题主要考查基因工程的基本操作步骤和基因工程的应用等相关知识，意在考查考生的识记、理解及应用能力。(1)cDNA是以mRNA为模板逆转录得到的，要合成总cDNA，需要采集人的肝脏组织细胞，提取总RNA(或mRNA)。PCR扩增目的基因时DNA的合成方向总是从子链的5′端向3′端延伸，两条模板链指导合成的子链延伸方向相反。(2)启动子具有物种和组织的特异性，要构建在水稻胚乳细胞内特异表达rHSA的载体，应选择水稻胚乳细胞的启动子。(3)自然条件下农杆菌可感染双子叶植物和裸子植物，而对大多数单子叶植物没有感染能力，当植物受损伤时，伤口处的细胞会分泌大量的酚类化合物，吸引农杆菌移向这些细胞。水稻为单子叶植物，利用农杆菌转化水稻受体细胞的过程中添加酚类物质，可吸引农杆菌移向水稻受体细胞，这时农杆菌中的Ti质粒上的T－DNA可转移至受体细胞，并且整合到受体细胞染色体的DNA上。(4)大肠杆菌为原核生物，只有核糖体一种细胞器，不能对翻译形成的肽链进行加工修饰，水稻为真核生物，细胞内具有生物膜系统，能对来自核糖体的初始rHSA多肽进行高效加工。(5)HSA具有重要的医用价值，要证明rHSA具有医用价值，须确认rHSA与HSA的生物学功能一致。

答案(1)总RNA(或mRNA)

(2)B

(3)吸引农杆菌移向水稻受体细胞，有利于目的基因成功转化

(4)水稻是真核生物，具有膜系统，能对初始rHSA多肽进行高效加工

(5)HSA