2012高考二輪復習生物學案(10)現(xiàn)代生物技術(一)

1、2012高考二輪復習生物學案（10）現(xiàn)代生物技術（一）【學法導航】1、掌握好關基因工程的相關技術術語，如“顯微注射法”、“花粉管通道法”、“農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法”、“基因表達載體”和“DNA分子雜交”等術語；2、對相關知識進行分類、對比，如限制性內(nèi)切酶、DNA連接酶和DNA聚合酶和的區(qū)別，基因工程與蛋白質(zhì)工程的區(qū)別等。3、聯(lián)系其它選修章節(jié)相關知識建立完整的選修知識體系，如基因工程與細胞工程、植物組織培養(yǎng)、胚胎工程聯(lián)系密切?！镜淅觥拷?jīng)典模擬【例題1】下表關于基因工程中有關基因操作的名詞及對應的內(nèi)容，正確的組合是（ ）供體剪刀針線運載體受體A質(zhì)粒限制性內(nèi)切酶DNA連接酶提供目的基因的生物大腸桿菌等B提

2、供目的基因的生物DNA連接酶限制性內(nèi)切酶質(zhì)粒大腸桿菌等C提供目的基因的生物限制性內(nèi)切酶DNA連接酶質(zhì)粒大腸桿菌等D大腸桿菌等DNA連接酶限制性內(nèi)切酶提供目的基因的生物質(zhì)?！窘馕觥炕蚬こ讨械墓w是指提供目的基因的生物，受體是接受目的基因的生物，一般常用的是大腸桿菌等原核生物，剪刀是限制性內(nèi)切酶，針線是DNA連接酶，運載體是質(zhì)粒等?！敬鸢浮緾【考點分析】主要考查基因工程的工具【例題2】人們對種植轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物的利弊有爭論。正方認為種植轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物對人類是有利的；反方認為種植轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物是有潛在風險的。下列觀點中支持正方的是（ ）A轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物會產(chǎn)生毒性蛋白或過敏蛋白 B轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物的擴散會威脅生物

3、的多樣性 C推廣種植抗蟲棉可減少農(nóng)藥的使用 D轉(zhuǎn)基因生物可打破自然物種的原有界限，破壞生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性 【解析】轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物會產(chǎn)生毒性蛋白或過敏蛋白、轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物的擴散會威脅生物的多樣性和轉(zhuǎn)基因生物可打破自然物種的原有界限，破壞生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性這三種說法都是支持反方觀點的，推廣種植抗蟲棉可減少農(nóng)藥的使用是認為轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物對人類有利的?！敬鸢浮緾【考點分析】主要考查生物技術的安全性問題【例題3】下列關于生物工程相關知識的敘述，正確的是（ ）A在基因工程操作中為了獲得重組質(zhì)粒，必須用相同的限制性內(nèi)切酶，露出的黏性末端可以不相同B若要生產(chǎn)轉(zhuǎn)基因抗病水稻，可將目的基因先導入到大腸桿菌中，再轉(zhuǎn)入水稻細胞

4、中C植物體細胞雜交，能克服遠源雜交不親和的障礙，培育出的新品種一定不是單倍體D基因治療主要是對具有缺陷的體細胞進行全面修復【解析】同一種限制酶切割產(chǎn)生的黏性末端相同，要培育抗病水稻受體細胞應該是水稻細胞，植物體細胞雜交實際上是兩個細胞內(nèi)染色體的加合，染色體組增加了必然不會是單倍體，基因治療只是部分的修復不是全面的修復?！敬鸢浮緾【考點分析】綜合考查基因工程 【例題4】下列關于染色體和質(zhì)粒的敘述，正確的是（ ）A染色體和質(zhì)粒的化學本質(zhì)都是DNA B染色體和質(zhì)粒都只存在于真核細胞中C染色體和質(zhì)粒都與生物的遺傳有關 D染色體和質(zhì)粒都可以作為基因工程的載體【解析】染色體是由DNA和蛋白質(zhì)組成的，主要存

5、在于真核細胞中；質(zhì)粒是環(huán)狀DNA，主要存在原核細胞中；兩者都與生物的遺傳有關；質(zhì)?？梢宰鳛榛蚬こ痰妮d體，而染色體不能?！敬鸢浮緾【考點分析】主要考查基因工程的工具載體【例題5】基因芯片技術是近幾年才發(fā)展起來的嶄新技術，涉及生命科學、信息學、微電子學、材料學等眾多的學科，固定在芯片上的各個探針是已知的單鏈DNA分子，而待測DNA分子用同位素或能發(fā)光的物質(zhì)標記。如果這些待測的DNA分子中正好有能與芯片上的DNA配對的，它們就會結(jié)合起來，并在結(jié)合的位置發(fā)出熒光或者射線，即出現(xiàn)“反應信號”。下列說法中錯誤的是（ ） A基因芯片的工作原理是堿基互補配對 B待測的DNA分子可以直接用基因芯片測序 C基因

6、芯片技術可用來篩選農(nóng)作物的基因突變 D基因芯片技術將來可以制作“基因身份證”【解析】基因芯片的原理就是利用堿基互補配對原則，通過探針單鏈DNA與帶標記的待測DNA是否互補來檢測?！敬鸢浮緽【考點分析】在新情境下考查基因工程【例題6】聚合酶鏈式反應(PCR技術)是體外酶促合成特異DNA片段的一種方法，由高溫變性、低溫退火及適溫延伸等幾步反應組成一個周期，循環(huán)進行，使目的DNA得以迅速擴增，其簡要過程如右圖所示。下列關于PCR技術敘述不正確的是（ ） APCR技術是在實驗室中以少量DNA制備大量DNA的技術 B反應中新合成的DNA又可以作為下一輪反應的模板 C.PCR技術中以核糖核苷酸為原料，以指

7、數(shù)方式擴增 D應用PCR技術與探針雜交技術可以檢測基因突變 【解析】PCR的原理就是DNA的復制，原料應該是脫氧核糖核苷酸而不是核糖核苷酸?！敬鸢浮緾【考點分析】考查PCR的相關知識【例題7】下圖表示一項重要的生物技術，對圖中物質(zhì)a、b、c、d的描述，正確的是（ ）Aa通常存在于細菌體內(nèi)，目前尚未發(fā)現(xiàn)真核生物體內(nèi)有類似的結(jié)構Bb識別特定的核苷酸序列，并將A與T之間的氫鍵切開Cc連接雙鏈間的A和T，使黏性末端處堿基互補配對D若要獲得真核生物的d，則一般采用人工合成方法【解析】限制酶最初是由原核生體內(nèi)提取出來的，但是在真核生物體內(nèi)也存在；限制酶切割的是磷酸二酯鍵而不是氫鍵；DNA連接酶連接的也是磷

8、酸二酯鍵；真核生物目的基因一般常用人工合成方法來合成?！敬鸢浮緿【考點分析】考查基因工程的工具【例題8】對基因組文庫的描述，不正確的是（ ）A含有某種生物的全部基因 B基因中含有啟動子和內(nèi)含子C文庫的基因是通過受體菌承載的 D文庫中的全部基因可以在物種間交流【解析】一個生物體的基因組DNA用限制性內(nèi)切酶部分酶切后，將酶切片段插入到載體DNA分子中，將這些載體導入到受體細菌或細胞中，這樣每個細胞就包含了一個基因組DNA片段與載體重組DNA分子，經(jīng)過繁殖擴增， 許多細胞一起包含了該生物全部基因組序列，我們將這一個集合體叫做基因文庫?；蛭膸熘械幕虿荒茉谖锓N間交流，可以在種群內(nèi)交流?！敬鸢浮緿【考

9、點分析】考查基因文庫的相關知識【例題9】2007年10月，美國生物學家克雷格·文特爾及其團隊宣高考資源網(wǎng)布，他們通過將取自不同種生物的基因連接并成功移植到一個沒有染色體的細胞中，創(chuàng)造了有史以來的第一個“人造生命”。下列有關敘述，錯誤的是（ ）A.“人造生命”誕生過程類似于基因工程技術，可以實現(xiàn)不同物種之間的基因重組B.“沒有染色體的細胞”為導入基因的表達提供了能量、酶系統(tǒng)等C“人造生命”的誕生可能引發(fā)制造新物種等問題的爭論D“人造生命”的誕生證明人類完全可以制造生命【解析】“人造生命”只是基因工程的一個延續(xù)，并不能由此就證明人類完全可以制造生命。【答案】D【考點分析】新情境下考查基因

10、工程【例題10】對基因表達載體構建的一些說法，不正確的是（ ）A需要限制酶和DNA連接酶參與 B基因表達載體中含有啟動子和內(nèi)含子C通常用抗生素基因作為標記基因 D基因表達載體的構建是基因工程的核心【解析】基因表達載體的構建是整個基因工程的核心環(huán)節(jié)；構建時需要用同一種限制性內(nèi)切酶切割目的基因和載體，以產(chǎn)生相同的黏性末端，然后用DNA連接酶連接；基因表達載體中包含啟動子、終止子、目的基因和標記基因?！敬鸢浮緽【考點分析】考查基因表達載體的構建高考再現(xiàn)【例題11】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(nèi)切酶和DNA連接酶是兩類常用的工具酶C人胰

11、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和受體細胞均可來自動、植物或微生物；常用的工具酶是限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶；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，只有經(jīng)過一定的物質(zhì)激活以后，才有生物活性。載體上的抗性基因主要是有利于篩選含重組DNA的細胞，不能促進目的基因的表達。所以D錯誤?！敬鸢浮緿【考點分析】綜合考查基因工程【例題12】錢永健先生因在研究綠色熒光蛋白方面的杰出成就而獲2008年諾貝爾獎。在某種生物中檢測不到綠色熒光，將水母綠色熒光蛋白基因轉(zhuǎn)入該生物體內(nèi)后，結(jié)果可以檢

12、測到綠色熒光。由此可知（ ） A該生物的基因型是雜合的 B該生物與水母有很近的親緣關系 C綠色熒光蛋白基因在該生物體內(nèi)得到了表達 D改變綠色熒光蛋白基因的1個核苷酸對，就不能檢測到綠色熒光【解析】某種生物中檢測不到綠色熒光，將水母綠色熒光蛋白基因轉(zhuǎn)入該生物體內(nèi)后，結(jié)果可以檢測到綠色熒光，說明綠色熒光蛋白基因在該生物體內(nèi)得到了表達。【答案】C【考點分析】以當今科技前沿動態(tài)考查基因工程的應用【例題13】2008年諾貝爾化學獎授予了“發(fā)現(xiàn)和發(fā)展了水母綠色熒光蛋白“的三位科學家。將綠色熒光蛋白基因的片段與目的基因連接起來組成一個融合基因，再將該融合基因轉(zhuǎn)入真核生物細胞內(nèi)，表達出的蛋白質(zhì)就會帶有綠色熒光

13、。綠色熒光蛋白在該研究中的主要作用是（ ）A追蹤目的基因在細胞內(nèi)的復制過程B追蹤目的基因插入到染色體上的位置C追蹤目的基因編碼的蛋白質(zhì)在細胞內(nèi)的分布D追蹤目的基因編碼的蛋白質(zhì)的空間結(jié)構 【解析】將綠色熒光蛋白基因的片段與目的基因連接起來組成一個融合基因，將該融合基因轉(zhuǎn)入真核生物細胞內(nèi)，表達出的蛋白質(zhì)帶有綠色熒光，從而可以追蹤目的基因編碼的蛋白質(zhì)在細胞內(nèi)的分布。故C正確。【答案】C【考點分析】【例題14】2003年在中國大地上最慘烈的事件就是“非典”侵襲、肆虐著人體的健康，奪取了許多人寶貴的生命。醫(yī)院人滿為患，“非典”與“發(fā)熱”、“疑似”混雜在一起，讓醫(yī)生難以區(qū)分。我國科學工作者日夜奮戰(zhàn)，利用基

14、因工程迅速研制出“非典”診斷盒。其作用機理是    （   ）   A.治療“非典”利用的是抗原抗體反應 B.診斷“非典”利用的是DNA分子雜交原理  C.診斷“非典”利用的是抗原抗體反應 D.治療“非典”利用的是DNA分子雜交原理【解析】“非典”系由于“非典”病毒所致，其診斷過程是利用了DNA分子雜交原理，應用“非典”病毒的RNA進行逆轉(zhuǎn)錄，可得到DNA探針，再利用DNA探針對血液中的非典”病毒進行診斷；治療“非典”利用的是抗原一抗體反應，“非典”病毒屬于抗原，可引起機體產(chǎn)生免疫反應。【答案】B【考點分

15、析】考查基因工程的應用【例題15】利用外源基因在受體細胞中表達，可生產(chǎn)人類所需要的產(chǎn)品。下列選項中能說明目的基因完成了在受體細胞中表達的是 （ ）A棉花二倍體細胞中檢測到細菌的抗蟲基因 B大腸桿菌中檢測到人胰島素基因及其mRNAC山羊乳腺細胞中檢測到人生長激素DNA序列D酵母菌細胞中提取到人干擾素蛋白【解析】在基因工程中，判斷外源基因是否“表達”常用的方法是看有無目的基因?qū)a(chǎn)物產(chǎn)生?！敬鸢浮緿【考點分析】考查目的基因的檢測與鑒定【例題16】已知某種限制性內(nèi)切酶在一線性DNA分子上有3個酶切位點,如下圖中箭頭所指,如果該線性DNA分子在3個酶切位點上都被該酶切斷,則會產(chǎn)生a、b、c、d四種不同

16、長度的DNA片段?，F(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 B.4 C.9 D.12【解析】只看一個切點，可得到a和bcd或ab和cd或abc和d（6種片段），如果看兩個切點的話，會在一個切點的基礎上再產(chǎn)生b或c或bc（3種片段），如果看三個切點的話，沒有新片段產(chǎn)生，因此應選C。【答案】C【考點分析】考查限制酶的切割【專題突破】易錯點1 基因工程的基本工具【例題1】用基因工程技術可使大腸桿菌合成人的蛋白質(zhì)。下列敘述不正確的是( )A.常用相同的限制性內(nèi)切酶處理

17、的基因和質(zhì)粒B.DNA連接酶和RNA聚合酶是構建重組質(zhì)粒必需的工具酶C.可用含抗生素的培養(yǎng)基檢測大腸桿菌中是否導入了重組質(zhì)粒D.導入大腸桿菌的目的基因不一定能成功表達【錯題分析】不能正確區(qū)分DNA連接酶、限制酶、DNA聚合酶和RNA聚合酶等【解題指導】構建重組質(zhì)粒（重組DNA分子）必需的工具酶是DNA連接酶和限制性內(nèi)切酶。RNA聚合酶的作用是催化DNA轉(zhuǎn)錄為RNA?？赏ㄟ^排除法可以選出答案B?！菊_答案】B【變式練習】下圖是某一DNA片段，下列關于該圖的敘述，正確的是（ ）A若圖中的ACT能決定一個氨基酸，則ACT可稱為一個密碼子B限制性內(nèi)切酶和DNA連接酶都可作用于處C若該片段能與RNA聚合

18、酶結(jié)合，則該片段為基因的編碼區(qū)DDNA復制過程需要解旋酶作用于處，而轉(zhuǎn)錄不需要易錯點2 基因工程操作的基本步驟【例題2】科學家通過基因工程的方法，能使馬鈴薯塊莖內(nèi)含有人奶主要蛋白。以下有關該基因工程的敘述，錯誤的是 ( ) A采用反轉(zhuǎn)錄的方法得到目的基因有內(nèi)含子B基因非編碼區(qū)對于目的基因在塊莖中表達是不可缺少的C馬鈴薯的葉肉細胞可作為受體細胞D用同一種限制性內(nèi)切酶，分別處理質(zhì)粒和含目的基因的DNA，可產(chǎn)生黏性末端而形成重組DNA分子【錯題分析】對基因工程操作的“四部曲”不清楚，理解不到位?！窘忸}指導】內(nèi)含子是不能編碼蛋白質(zhì)的，成熟的信使RNA不含內(nèi)含子轉(zhuǎn)錄部分，反轉(zhuǎn)錄合成的目的基因的方法是以目

19、的基因轉(zhuǎn)錄成的信使RNA為模板，反轉(zhuǎn)錄成互補的單鏈DNA，然后在酶的作用下合成雙鏈DNA。【正確答案】A【變式練習】人們利用基因工程的方法，用大腸桿菌生產(chǎn)人類胰島素，這一過程不涉及到（ ）A用適當?shù)拿笇σ葝u素基因與運載體進行切割并拼接B把重組后的DNA分子導入受體細胞內(nèi)并進行擴增C檢測重組DNA分子是否導入受體細胞內(nèi)并表達出相應的性狀D檢測目的基因是否發(fā)生結(jié)構上的改變易錯點3 基因工程中的有關術語【例題3】通過基因工程，可利用大腸桿菌生產(chǎn)人的胰島素，下列說法中正確的是（ ）A通常用鳥槍法直接獲得目的基因 B運載體除了可用質(zhì)粒，還可以用聚乙二醇C可以直接用合成胰島素的信使RNA作為目的基因D根據(jù)

20、人的胰島素的氨基酸序列人工合成目的基因【錯題分析】基因工程中的相關術語表述錯誤【解題指導】在獲取真核細胞中的目的基因時，一般是用人工合成的方法，所以A是錯誤的，聚乙二醇是促融劑，不可用做運載體，所以B是錯誤的。mRNA不可直接作為目的基因，但可根據(jù)合成人的胰島素的mRNA為模板，逆轉(zhuǎn)錄成互補的單鏈DNA，然后在酶的作用下合成雙鏈DNA，從而獲得所需要的目的基因，所以C錯。還根據(jù)人的胰島素的氨基酸序列推測出相應的mRNA核苷酸序列，再推測出目的基因的核苷酸序列，再通過化學方法合成目的基因，所以D是正確的?！菊_答案】D【變式練習】人們試圖利用基因工程的方法，用乙種生物生產(chǎn)甲種生物的一種蛋白質(zhì)，請

21、根據(jù)下面的示意圖回答下列問題：獲得甲生物合成該蛋白質(zhì)的信使RNA目的基因與質(zhì)粒DNA重組導入乙生物細胞獲得甲生物的蛋白質(zhì) (1)操作過程需加入的四種核苷酸是 。此外，還必須加入 酶。（2）質(zhì)粒是常用的運載體，它存在于許多細菌及酵母菌等生物中。最常用的質(zhì)粒是 的質(zhì)粒，它常含有 基因，這種基因有助于對受體細胞是否導入了目的基因進行檢測。過程首先要用 酶切斷質(zhì)粒DNA，再用 酶將目的基因與質(zhì)粒DNA連接重組在一起。C T T A AG （3）在操作過程中，若目的基因的黏性末端為 ，則其運載體（質(zhì)粒）與之相對應的黏性末端是 。（4）經(jīng)過過程導入受體細胞的質(zhì)粒是否能夠自主復制？ 。（5）是目的基因的表達

22、過程，此過程包括 ?！敬鸢浮浚?）腺嘌呤脫氧核苷酸、鳥嘌呤脫氧核苷酸、胞嘧啶脫氧核苷酸和胸腺嘧啶脫氧核苷酸 逆轉(zhuǎn)錄（2）大腸桿菌 抗藥（答出具體抗菌素的抗性也可）限制性內(nèi)切 DNA連接AATTCG（3） （4）能 （5）遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和表達【專題綜合】綜合1：基因工程與基因結(jié)構綜合【例題】采用基因工程技術將人凝血因子基因?qū)肷窖蚴芫眩嘤鲛D(zhuǎn)基因羊。但是，人凝血因子只存在于該轉(zhuǎn)基因羊的乳汁中。以下有關敘述，正確的是( ) A人體細胞中凝血因子基因編碼區(qū)的堿基對數(shù)目，等于凝血因子氨基酸數(shù)目的3倍 B可用顯微注射技術將含有人凝血因子基因的重組DNA分子導入羊的受精卵 C在該轉(zhuǎn)基因羊中，人凝血因子

23、基因存在于乳腺細胞，而不存在于其他體細胞中 D人凝血因子基因開始轉(zhuǎn)錄后，DNA連接酶以DNA分子的一條鏈為模板合成mRNA【解析】本題綜合考查了真核細胞的基因結(jié)構、多細胞生物個體發(fā)育起點、轉(zhuǎn)錄等有關知識，答題時要充分調(diào)動所學的相關知識進行分析。人體細胞凝血因子基因的編碼區(qū)有內(nèi)含子和外顯子，內(nèi)含子不能決定氨基酸，所以凝血因子編碼區(qū)的堿基對數(shù)目大于凝血因子氨基酸數(shù)目的3倍；多細胞生物個體發(fā)育起點為受精卵，經(jīng)過有絲分裂和細胞分化發(fā)育成一個新個體，所以轉(zhuǎn)基因羊中，人凝血因子基因不僅存在于乳腺細胞中，其它體細胞中也有，只是沒有表達而已；人凝血因子基因轉(zhuǎn)錄時，以DNA分子的一條鏈為模板，合成mRNA，在這一過程中起催化作用的酶是RNA聚合酶，而不是DNA連接酶。【答案】B綜合2：基因工程與基因表達綜合【例題】下表有關基因表達的選項中，不可能的是（ ） 基因表達的細胞表達產(chǎn)物A細菌抗蟲蛋白基因考資源網(wǎng)抗蟲棉葉肉細胞細菌抗蟲蛋白B人酪氨酸酶基因考資源網(wǎng)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考資源網(wǎng)兔血紅蛋白考資源網(wǎng)【解析】抗蟲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