浙江版高考生物總復(fù)習(xí)專題30基因工程(試題練)教學(xué)講練

高中生物總復(fù)習(xí)PAGEPAGE13成功的大門為你而開。專題30基因工程探考情悟真題【考情探究】考點(diǎn)內(nèi)容及要求5年考情預(yù)測(cè)熱度考題示例素養(yǎng)要素難度基因工程工具酶的發(fā)現(xiàn)和基因工程的誕生(a);基因工程的原理和技術(shù)(b);基因工程的應(yīng)用(a);活動(dòng):提出生活中的疑難問題,設(shè)計(jì)用基因工程技術(shù)解決的方案(c)2018浙江4月選考,32(二),7分科學(xué)思維科學(xué)探究中★★★★★分析解讀本專題主要包括基因工程的原理、操作技術(shù)和應(yīng)用的相關(guān)知識(shí),選考以非選擇題形式,以具體的案例為背景,考查基因工程及其應(yīng)用。預(yù)計(jì)本專題內(nèi)容仍是選考考查的重點(diǎn),很可能會(huì)結(jié)合植物克隆加以考查,具有一定的難度。復(fù)習(xí)時(shí)要重點(diǎn)掌握基因工程的基本原理和操作流程,能靈活應(yīng)用基因工程技術(shù)解決實(shí)際問題?！菊骖}探秘】破考點(diǎn)練考向考點(diǎn)基因工程【考點(diǎn)集訓(xùn)】考向基因工程的原理及應(yīng)用[2019浙江綠色評(píng)價(jià)聯(lián)盟選考適應(yīng)卷,32(二)]擬南芥中有抗凍基因CBF;苜蓿是溫帶地區(qū)重要的牧草,低溫是制約其生長的限制因子之一。如圖是培育轉(zhuǎn)基因抗凍苜蓿植株的過程示意圖,據(jù)圖回答下列問題:(1)圖中的①過程先要用某種限制性核酸內(nèi)切酶斷開DNA片段中的個(gè)磷酸二酯鍵得到目的基因,再通過技術(shù)獲得大量的目的基因。這些目的基因必須要與質(zhì)粒等載體重組后再導(dǎo)入宿主細(xì)胞,其主要原因是目的基因經(jīng)重組后在宿主細(xì)胞內(nèi)能實(shí)現(xiàn)(A.轉(zhuǎn)錄B.復(fù)制C.翻譯D.整合到宿主DNA中)

(2)圖中的②過程的農(nóng)桿菌經(jīng)轉(zhuǎn)化成功后再去感染苜蓿組織塊,這種轉(zhuǎn)基因方法的主要優(yōu)點(diǎn)有、(至少寫出二點(diǎn))。

(3)圖中的③過程若是通過胚胎發(fā)生途徑實(shí)現(xiàn)的,須將愈傷組織經(jīng)培養(yǎng)得到大量的單細(xì)胞,再轉(zhuǎn)移到含有適當(dāng)配比的的培養(yǎng)基中繼續(xù)分化成胚狀體,最后形成相應(yīng)的植株。

答案(1)4PCR(聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng))B(2)易于導(dǎo)入重組質(zhì)粒易于將目的基因整合到植物的染色體DNA上(3)液體懸浮營養(yǎng)物質(zhì)和生長調(diào)節(jié)劑煉技法提能力方法限制性核酸內(nèi)切酶的選擇【方法集訓(xùn)】[2019浙江超級(jí)全能生聯(lián)考,32(二)]重瓣紫堇具有較高觀賞和藥用價(jià)值,但自然狀態(tài)下幾乎高度不育。為解決重瓣紫堇的繁殖難題,科學(xué)家利用另一種植物的可育基因M,完成了對(duì)重瓣紫堇的改造,流程如圖:(圖中箭頭指的是不同限制酶識(shí)別的位點(diǎn))請(qǐng)回答:(1)在本例中,應(yīng)選用的限制酶是,以避免質(zhì)粒自身環(huán)化、錯(cuò)向連接等問題。連接目的基因和質(zhì)粒時(shí),關(guān)鍵需要催化鍵的形成。

(2)導(dǎo)入受體細(xì)胞時(shí),應(yīng)選用CaCl2處理,使其,從而有利于重組質(zhì)粒的導(dǎo)入。

(3)利用紫堇根尖細(xì)胞培養(yǎng)成完整植株,依據(jù)的原理是。理論上,(填“能”或“不能”)用紫堇的葉肉細(xì)胞代替根尖細(xì)胞完成上述改造工作。

(4)若圖中所得的轉(zhuǎn)基因紫堇植株自交一代,子代中能穩(wěn)定遺傳的個(gè)體所占的比例為。

答案(1)HindⅢ和XhoⅠ磷酸二酯(2)農(nóng)桿菌細(xì)胞壁通透性增大(或處于感受態(tài))(3)細(xì)胞的全能性能(4)1/4【五年高考】A組自主命題·浙江卷題組考點(diǎn)基因工程1.[2018浙江4月選考,32(二),7分]回答與基因工程和植物克隆有關(guān)的問題:(1)將含某抗蟲基因的載體和含卡那霉素抗性基因的載體pBI121均用限制性核酸內(nèi)切酶EcoRⅠ酶切,在切口處形成。選取含抗蟲基因的DNA片段與切割后的pBI121用DNA連接酶連接,在兩個(gè)片段相鄰處形成,獲得重組質(zhì)粒。

(2)已知用CaCl2處理細(xì)菌,會(huì)改變其某些生理狀態(tài)。取CaCl2處理過的農(nóng)桿菌與重組質(zhì)粒在離心管內(nèi)進(jìn)行混合等操作,使重組質(zhì)粒進(jìn)入農(nóng)桿菌,完成實(shí)驗(yàn)。在離心管中加入液體培養(yǎng)基,置于搖床慢速培養(yǎng)一段時(shí)間,其目的是,從而表達(dá)卡那霉素抗性基因,并大量增殖。

(3)取田間不同品種水稻的幼胚,先進(jìn)行,然后接種到培養(yǎng)基中培養(yǎng),幼胚發(fā)生形成愈傷組織,并進(jìn)行繼代培養(yǎng)。用含重組質(zhì)粒的農(nóng)桿菌侵染愈傷組織,再培養(yǎng)愈傷組織,以便獲得抗蟲的轉(zhuǎn)基因水稻。影響愈傷組織能否成功再生出植株的因素有:培養(yǎng)條件如光溫、培養(yǎng)基配方如植物激素配比以及。(答出2點(diǎn)即可)。

答案(1)粘性末端磷酸二酯鍵(2)轉(zhuǎn)化使CaCl2處理過的農(nóng)桿菌恢復(fù)細(xì)胞的正常狀態(tài)(3)消毒脫分化水稻的基因型、愈傷組織繼代的次數(shù)2.[2016浙江4月選考,32(二),7分]兔肝細(xì)胞中的基因E編碼代謝甲醛的酶,擬利用基因工程技術(shù)將基因E轉(zhuǎn)入矮牽牛中,以提高矮牽牛對(duì)甲醛的代謝能力,請(qǐng)回答:(1)從兔肝細(xì)胞中提取mRNA,在酶的作用下形成互補(bǔ)DNA,然后以此DNA為模板擴(kuò)增得到基因E。在相關(guān)酶的作用下,將基因E與Ti質(zhì)粒連接在一起,形成,再導(dǎo)入用氯化鈣處理的,侵染矮牽牛葉片。將被侵染的葉片除菌后進(jìn)行培養(yǎng),最終得到轉(zhuǎn)基因矮牽牛。其中培養(yǎng)過程正確的是(A.葉片在含適宜濃度生長素的培養(yǎng)基上分化形成愈傷組織B.愈傷組織在含細(xì)胞分裂素和生長素配比較高的培養(yǎng)基上形成芽C.再生的芽在細(xì)胞分裂素含量較高的培養(yǎng)基上生根D.愈傷組織在含適宜濃度植物生長調(diào)節(jié)劑的培養(yǎng)基上脫分化形成再生植株)。

(2)取轉(zhuǎn)基因矮牽牛葉片,放入含MS液體培養(yǎng)基和適宜濃度甲醛且密封的試管中。將試管置于上,進(jìn)行液體懸浮培養(yǎng)。一段時(shí)間后測(cè)定培養(yǎng)基中甲醛的含量,以判斷基因E是否在轉(zhuǎn)基因矮牽牛中正常表達(dá)。培養(yǎng)過程中液體培養(yǎng)基的作用:一是提供營養(yǎng);二是,從而使葉片保持正常的形態(tài)。

答案(1)逆轉(zhuǎn)錄重組質(zhì)粒(重組DNA分子)農(nóng)桿菌B(2)搖床維持滲透壓B組統(tǒng)一命題、省(區(qū)、市)卷題組考點(diǎn)基因工程1.(2018北京單科,5,2分)用XhoⅠ和SalⅠ兩種限制性核酸內(nèi)切酶分別處理同一DNA片段,酶切位點(diǎn)及酶切產(chǎn)物分離結(jié)果如圖。以下敘述不正確的是()圖1酶切位點(diǎn)圖圖2電泳結(jié)果示意圖A.圖1中兩種酶識(shí)別的核苷酸序列不同B.圖2中酶切產(chǎn)物可用于構(gòu)建重組DNAC.泳道①中是用SalⅠ處理得到的酶切產(chǎn)物D.圖中被酶切的DNA片段是單鏈DNA答案D2.(2019課標(biāo)全國Ⅰ,38,15分)基因工程中可以通過PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因。回答下列問題。(1)基因工程中所用的目的基因可以人工合成,也可以從基因文庫中獲得?；蛭膸彀ê?。

(2)生物體細(xì)胞內(nèi)的DNA復(fù)制開始時(shí),解開DNA雙鏈的酶是。在體外利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因時(shí),使反應(yīng)體系中的模板DNA解鏈為單鏈的條件是。上述兩個(gè)解鏈過程的共同點(diǎn)是破壞了DNA雙鏈分子中的。

(3)目前在PCR反應(yīng)中使用Taq酶而不使用大腸桿菌DNA聚合酶的主要原因是。

答案(1)基因組文庫cDNA文庫(2)解旋酶加熱至90~95℃氫鍵(3)Taq酶熱穩(wěn)定性高,而大腸桿菌DNA聚合酶在高溫下會(huì)失活3.(2018課標(biāo)全國Ⅱ,38,15分)某種熒光蛋白(GFP)在紫外光或藍(lán)光激發(fā)下會(huì)發(fā)出綠色熒光,這一特性可用于檢測(cè)細(xì)胞中目的基因的表達(dá)。某科研團(tuán)隊(duì)將某種病毒的外殼蛋白(L1)基因連接在GFP基因的5'末端,獲得了L1-GFP融合基因(簡(jiǎn)稱為甲),并將其插入質(zhì)粒P0,構(gòu)建了真核表達(dá)載體P1,其部分結(jié)構(gòu)和酶切位點(diǎn)的示意圖如下,圖中E1~E4四種限制酶產(chǎn)生的黏性末端各不相同。啟動(dòng)子L1基因GFP基因終止子↑E1↑E2↑E3↑E4回答下列問題:(1)據(jù)圖推斷,該團(tuán)隊(duì)在將甲插入質(zhì)粒P0時(shí),使用了兩種限制酶,這兩種酶是。使用這兩種酶進(jìn)行酶切是為了保證,也是為了保證。

(2)將P1轉(zhuǎn)入體外培養(yǎng)的牛皮膚細(xì)胞后,若在該細(xì)胞中觀察到了綠色熒光,則說明L1基因在牛的皮膚細(xì)胞中完成了和過程。

(3)為了獲得含有甲的牛,該團(tuán)隊(duì)需要做的工作包括:將能夠產(chǎn)生綠色熒光細(xì)胞的移入牛的中、體外培養(yǎng)、胚胎移植等。

(4)為了檢測(cè)甲是否存在于克隆牛的不同組織細(xì)胞中,某同學(xué)用PCR方法進(jìn)行鑒定,在鑒定時(shí)應(yīng)分別以該牛不同組織細(xì)胞中的(填“mRNA”“總RNA”或“核DNA”)作為PCR模板。

答案(1)E1和E4甲的完整甲與載體正確連接(2)轉(zhuǎn)錄翻譯(3)細(xì)胞核去核卵母細(xì)胞(4)核DNA4.(2018海南單科,31,2分)甜蛋白是一種高甜度的特殊蛋白質(zhì)。為了改善黃瓜的品質(zhì),科學(xué)家采用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將一種甜蛋白基因成功導(dǎo)入黃瓜細(xì)胞,得到了轉(zhuǎn)基因植株。回答下列問題:(1)用農(nóng)桿菌感染時(shí),應(yīng)優(yōu)先選用黃瓜(填“受傷的”或“完好的”)葉片與含重組質(zhì)粒的農(nóng)桿菌共培養(yǎng),選用這種葉片的理由是。

(2)若在轉(zhuǎn)基因黃瓜中檢測(cè)到這種甜蛋白,則表明該重組質(zhì)粒中已轉(zhuǎn)移到植物細(xì)胞中且能夠表達(dá);用該轉(zhuǎn)基因黃瓜的某一植株與一株非轉(zhuǎn)基因植株雜交,發(fā)現(xiàn)子代中含甜蛋白個(gè)體數(shù)與不含甜蛋白個(gè)體數(shù)之比為1∶1,則說明甜蛋白基因已經(jīng)整合到(填“核基因組”“線粒體基因組”或“葉綠體基因組”)中。

(3)假設(shè)某種轉(zhuǎn)基因作物因?yàn)槭艿讲《靖腥径鴾p產(chǎn),若要以該轉(zhuǎn)基因作物為材料獲得脫毒苗,應(yīng)選用作為外植體進(jìn)行組織培養(yǎng)。

(4)通常,基因工程操作主要有4個(gè)步驟,即目的基因獲取、重組表達(dá)載體的構(gòu)建、將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞、目的基因的檢測(cè)與鑒定。因此,基因工程的含義可概括為。

答案(1)受傷的葉片傷口處的細(xì)胞釋放出大量酚類物質(zhì),可吸引農(nóng)桿菌移向這些細(xì)胞(2)甜蛋白基因核基因組(3)莖尖(4)按照人們的愿望進(jìn)行設(shè)計(jì),并通過體外重組和轉(zhuǎn)基因等技術(shù),賦予生物新的遺傳特性,創(chuàng)造出符合人們需要的新生物類型5.(2016課標(biāo)全國Ⅰ,40,15分)某一質(zhì)粒載體如圖所示,外源DNA插入到Ampr或Tetr中會(huì)導(dǎo)致相應(yīng)的基因失活(Ampr表示氨芐青霉素抗性基因,Tetr表示四環(huán)素抗性基因)。有人將此質(zhì)粒載體用BamHⅠ酶切后,與用BamHⅠ酶切獲得的目的基因混合,加入DNA連接酶進(jìn)行連接反應(yīng),用得到的混合物直接轉(zhuǎn)化大腸桿菌。結(jié)果大腸桿菌有的未被轉(zhuǎn)化,有的被轉(zhuǎn)化。被轉(zhuǎn)化的大腸桿菌有三種,分別是含有環(huán)狀目的基因、含有質(zhì)粒載體、含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒的大腸桿菌。回答下列問題:(1)質(zhì)粒載體作為基因工程的工具,應(yīng)具備的基本條件有(答出兩點(diǎn)即可),而作為基因表達(dá)載體,除滿足上述基本條件外,還需具有啟動(dòng)子和終止子。

(2)如果用含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基進(jìn)行篩選,在上述四種大腸桿菌細(xì)胞中,未被轉(zhuǎn)化的和僅含環(huán)狀目的基因的細(xì)胞是不能區(qū)分的,其原因是;并且和的細(xì)胞也是不能區(qū)分的,其原因是。在上述篩選的基礎(chǔ)上,若要篩選含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒的大腸桿菌單菌落,還需使用含有的固體培養(yǎng)基。

(3)基因工程中,某些噬菌體經(jīng)改造后可以作為載體,其DNA復(fù)制所需的原料來自。

答案(1)能自我復(fù)制、具有標(biāo)記基因(2)二者均不含有氨芐青霉素抗性基因,在該培養(yǎng)基上均不生長含有質(zhì)粒載體含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒(或答含有重組質(zhì)粒)二者均含有氨芐青霉素抗性基因,在該培養(yǎng)基上均能生長四環(huán)素(3)受體細(xì)胞C組教師專用題組(2012浙江理綜,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。現(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BB.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BC.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)胞答案A【三年模擬】時(shí)間:25分鐘分值:45分一、選擇題(每小題5分,共10分)1.(2020屆浙江七彩陽光高三聯(lián)考,9)若要使目的基因在受體細(xì)胞中表達(dá),需要通過質(zhì)粒等載體導(dǎo)入受體細(xì)胞而不能直接將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞,其原因不包括()A.目的基因無法插入受體細(xì)胞DNAB.目的基因無法復(fù)制C.目的基因無轉(zhuǎn)錄所需的啟動(dòng)部位D.目的基因與受體細(xì)胞遺傳信息傳遞方式不同答案D2.(2020屆浙江超級(jí)全能生9月聯(lián)考,27)某一品系的棉花野生型植株既不抗蟲也不抗除草劑,如圖為構(gòu)建轉(zhuǎn)基因植株M(抗蟲、抗除草劑)的過程示意圖,有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()A.采用Ti質(zhì)粒作為載體的優(yōu)勢(shì)是其具備可轉(zhuǎn)移至受體細(xì)胞的T-DNAB.為防止自身環(huán)化及相互連接,準(zhǔn)備工作①中應(yīng)至少使用4種不同的限制酶C.過程⑤可能依次經(jīng)歷了細(xì)胞團(tuán)、球形胚、心形胚、胚狀體、完整植株的過程D.基因A、B可能插入到細(xì)胞M的染色體上,但不可能同時(shí)存在于同一條染色體上答案D二、非選擇題(共35分)3.(2020屆浙江嘉興高三9月測(cè)試,30)(8分)人的S細(xì)胞可以產(chǎn)生某種具有臨床價(jià)值的蛋白質(zhì),該蛋白質(zhì)由基因yie編碼。目前可利用現(xiàn)代生物技術(shù)生產(chǎn)該蛋白質(zhì)?；卮鹣铝袉栴}:(1)要獲得yie基因,可從人的S細(xì)胞中提取作為模板,在逆轉(zhuǎn)錄酶的催化下合成互補(bǔ)DNA,再利用技術(shù)在體外擴(kuò)增獲得大量yie基因。

(2)通過農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化可將yie基因?qū)肽撤N植物的葉肉細(xì)胞中。若該葉肉細(xì)胞經(jīng)培養(yǎng)、篩選等得到了yie基因能穩(wěn)定表達(dá)的愈傷組織,則說明yie基因已經(jīng)。把愈傷組織放在搖床上,通過培養(yǎng)可以獲得單細(xì)胞,這種單細(xì)胞具有細(xì)胞的特征,最終可以形成植株。

(3)也可將yie基因通過法注入植物的原生質(zhì)體。為獲取原生質(zhì)體,需要制備含酶以及滲透壓穩(wěn)定劑、細(xì)胞膜保護(hù)劑等的反應(yīng)液。將外植體放入反應(yīng)液后要嚴(yán)格控制好溫度、pH和,避免脆弱的原生質(zhì)體受到持續(xù)的傷害。

答案(8分,每空1分)(1)mRNAPCR(2)整合到葉肉細(xì)胞的染色體DNA上液體懸浮胚性(3)顯微注射纖維素酶和果膠反應(yīng)時(shí)間4.[2019浙江新高考研究聯(lián)盟聯(lián)考,32(二)](7分)回答與基因工程和動(dòng)物克隆有關(guān)的問題。(1)以人基因組DNA為模板,采用擴(kuò)增人胰島素原基因,然后將其與含有標(biāo)記基因的載體用相同的切割之后,用DNA連接酶將目的基因和載體連接在一起形成重組DNA分子。

(2)若要利用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的乳腺來生產(chǎn)人胰島素,則可將重組DNA分子用的方法導(dǎo)入動(dòng)物的受精卵中,受精卵在體外培養(yǎng)到階段,再移植到代孕母體的,之后著床、并繼續(xù)生長發(fā)育。也可以將重組DNA分子先導(dǎo)入動(dòng)物的體細(xì)胞中,再通過是否含有標(biāo)記基因來篩選出含有人胰島素原基因的體細(xì)胞,然后在一定物質(zhì)的介導(dǎo)下使其與去核卵細(xì)胞進(jìn)行形成一個(gè)重建的“合子”,經(jīng)過胚激活、胚胎培養(yǎng)和胚胎移植后得到轉(zhuǎn)基因動(dòng)物。

(3)相比細(xì)菌基因工程,以轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的乳腺作為反應(yīng)器來生產(chǎn)人胰島素的優(yōu)點(diǎn)是。

答案(1)PCR技術(shù)限制性核酸內(nèi)切酶(2)顯微注射早期囊胚子宮角或輸卵管細(xì)胞融合(或融合)(3)乳腺細(xì)胞可以將無生物活性的胰島素原蛋白加工成有生物活性的胰島素5.(2020屆浙江溫麗地區(qū)高三一模,30)(10分)研究發(fā)現(xiàn),PVY-CP基因位于某種環(huán)狀DNA分子中。將PVY-CP基因?qū)腭R鈴薯,使之表達(dá)即可獲得抗PVY病毒的馬鈴薯。如圖表示PVY-CP重組質(zhì)粒的構(gòu)建過程,相關(guān)酶切位點(diǎn)如表。BamHⅠHindⅢBglⅡSmaⅠSau3AⅠ↓GGATCCCCTAGG↑↓AAGCTTTTCGAA↑↓AGATCTTCTAGA↑↓CCCGGGGGGCCC↑↓GATCCTAG↑(1)步驟②選用的klenow酶與細(xì)胞內(nèi)的(填酶的名稱)的功能相似。步驟④應(yīng)選用的限制性核酸內(nèi)切酶是。

(2)若BamHⅠ酶切的粘性末端與BglⅡ酶切的粘性末端連接,連接部位的6個(gè)堿基對(duì)序列為,對(duì)于該部位,這兩種酶(填“都能”“都不能”或“只有一種能”)切開。

(3)若用Sau3AⅠ切圖中所示的質(zhì)粒(多個(gè)),最多可能獲得種大小不同的DNA片段。

(4)步驟⑤獲得的重組質(zhì)粒通過農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)入馬鈴薯的原生質(zhì)體,并誘導(dǎo)形成細(xì)胞壁,再轉(zhuǎn)入(A.細(xì)胞分裂素多,生長素少B.細(xì)胞分裂素少,生長素多C.細(xì)胞分裂素和生長素比例適合D.細(xì)胞分裂素中等,生長素少)的培養(yǎng)基中培養(yǎng),形成,再進(jìn)行生根培養(yǎng),獲得轉(zhuǎn)基因馬鈴薯。

(5)可用的方法,從個(gè)體水