2022版新教材高考生物一輪復習課時評價38基因工程【含答案】

2022版新教材高考生物一輪復習課時評價38基因工程（含解析）一、選擇題：每小題給出的四個選項中只有一個符合題目要求。1．下列關于基因工程技術的敘述，正確的是()A．切割質粒的限制性內切核酸酶均特異性地識別6個核苷酸序列B．PCR反應中溫度的周期性改變是為了DNA聚合酶催化不同的反應C．載體質粒通常采用抗生素合成基因作為篩選標記基因D．抗蟲基因即使成功地插入植物細胞染色體上也未必能正常表達D解析：限制性內切核酸酶大多特異性識別6個核苷酸序列，A錯誤；PCR反應中耐高溫的DNA聚合酶只是在延伸階段發(fā)揮催化作用，B錯誤；載體質粒上的抗生素抗性基因可作為標記基因，供重組DNA的鑒定和選擇，而不是抗生素合成基因，C錯誤；目的基因導入受體細胞后不一定都能正常表達，D正確。2．從某海洋動物中獲得一基因，其表達產物為一種抗菌性和溶血性均較強的多肽P1。目前在P1的基礎上研發(fā)抗菌性強但溶血性弱的多肽藥物，首先要做的是()A．合成編碼目的肽的DNA片段B．構建含目的肽DNA片段的表達載體C．依據(jù)P1氨基酸序列設計多條模擬肽D．篩選出具有優(yōu)良活性的模擬肽作為目的肽C解析：本題考查蛋白質工程的設計流程的相關知識。如果對多肽P1進行改造，首先根據(jù)預期功能設計多肽的分子結構，即根據(jù)P1氨基酸序列設計多條模擬肽，再根據(jù)模擬肽的氨基酸序列合成編碼模擬肽的DNA片段，從而構建含目的肽DNA片段的表達載體，最后從表達產生的模擬肽中篩選出具有優(yōu)良活性的模擬肽作為目的肽。3．PCR技術擴增DNA片段，其原理與細胞內DNA復制類似(如下圖所示)。圖中引物為單鏈DNA片段，它是子鏈合成延伸的基礎。下列說法正確的是()A．從理論上推測，第一輪循環(huán)產物中就能得到含引物對的DNA片段B．至少完成兩輪循環(huán)，才能獲得兩條脫氧核苷酸鏈等長的DNA片段C．三個循環(huán)后可得到5種長度的DNA片段D．30次循環(huán)后，所有的DNA單鏈上都有引物C解析：利用PCR技術擴增目的基因的過程如下：從理論上推測，第一輪循環(huán)產物中只含有引物A或引物B，而以新合成的子鏈為模板合成新DNA分子時，兩種引物都含有，A錯誤；由上圖可知，至少完成三輪循環(huán)，才能獲得兩條脫氧核苷酸鏈等長的DNA片段，B錯誤；由上圖可知，三個循環(huán)后可得到5種長度的DNA片段，C正確；根據(jù)DNA半保留復制特點，30次循環(huán)后，有2條DNA單鏈上不含引物，D錯誤。4．下圖是“DNA粗提取與鑒定”實驗中的兩個操作步驟示意圖，下列有關敘述錯誤的是()A．圖1中的絲狀物含有DNAB．圖1所示操作的原理是DNA能溶于酒精，而蛋白質等雜質不溶C．圖2所示實驗操作完成后，最好待試管溶液冷卻后觀察顏色變化D．圖2中的溶液b能夠溶解DNAB解析：圖1中的絲狀物含有DNA，A正確；圖1所示操作的原理是DNA不溶于酒精，而蛋白質等雜質溶于酒精，B錯誤；圖2所示實驗操作完成后，最好待試管溶液冷卻后觀察顏色變化，C正確；在圖2中的溶液b是氯化鈉溶液，能夠溶解DNA，D正確。5．(2020·北京卷)為了對重金屬污染的土壤進行生物修復，研究者將從楊樹中克隆的重金屬轉運蛋白(HMA3)基因與外源高效啟動子連接，導入楊樹基因組中(如圖)。為檢測獲得的轉基因楊樹苗中是否含有導入的HMA3基因，同時避免內源HMA3基因的干擾，在進行PCR擴增時，應選擇的引物組合是()A．①＋③B．①＋②C．③＋②D．③＋④B解析：PCR擴增時，由于子鏈延伸方向為5′端到3′端，因此應在模板DNA兩條鏈的3′端分別設計一個引物，A錯誤。為了對重金屬污染的土壤進行生物修復，研究者擴增獲得的HMA3基因只要包含外源高效啟動子序列，便可排除內源HMA3基因的干擾。若用③＋②或③＋④引物組合進行PCR擴增，擴增獲得的HMA3基因不包含外源高效啟動子序列，C、D錯誤。若用①＋②或①＋④引物組合進行PCR擴增，獲得的HMA3基因符合要求，B正確。6．(2020·山東淄博模擬)研究人員利用農桿菌侵染水稻葉片，經組培、篩選最終獲得了一株水稻突變體。利用不同的限制酶處理突變體的總DNA、電泳、并與野生型的處理結果對比，得到圖示放射性檢測結果。對該實驗的分析錯誤的是(注：T-DNA上沒有所用限制酶的酶切位點)()A．檢測結果時使用了放射性標記的T-DNA片段作探針B．該突變體產生的根本原因是T-DNA插入水稻核DNA中C．不同酶切顯示的雜交帶位置不同，說明T-DNA有不同的插入位置D．若野生型也出現(xiàn)雜交帶，則實驗樣本可能被污染，檢測結果不準確C解析：題圖結果突變體中出現(xiàn)放射性，說明使用了放射性標記的T-DNA片段作探針對目的基因進行檢測，A正確；該突變體產生的根本原因是T-DNA攜帶目的基因插入水稻的核DNA中，B正確；不同酶切雜交帶位置不同，說明不同酶切后帶有T-DNA的片段長度不同(不同的酶切位點距離T-DNA的遠近不同)，C錯誤；由題圖放射性檢測結果可知，野生型無放射性雜交條帶，若野生型也出現(xiàn)雜交帶，則實驗樣本可能被污染，檢測結果不準確，D正確。7．2020年諾貝爾化學獎頒給了埃馬紐埃爾·卡彭蒂耶博士和詹妮弗·杜德納博士，因她們發(fā)現(xiàn)了CRISPR/Cas9這一犀利的基因編輯技術。CRISPR/Cas9是大腸桿菌等細菌在長期演化過程中形成的一種適應性免疫防御系統(tǒng)，可用來對抗入侵的部分病毒(DNA)及外源DNA。其原理是由一條單鏈向導RNA引導核酸內切酶Cas9到一個特定的基因位點進行切割。CRISPR/Cas9基因編輯技術是通過設計向導RNA中20個堿基的識別序列，可以對目標DNA上幾乎任何一個位置進行刪除或添加特定的DNA片段，如下圖所示。下列相關敘述錯誤的是()A．大腸桿菌等細菌細胞內能合成與入侵病毒(DNA)及外源DNA互補的RNA序列B．識別序列形成雜交區(qū)的過程與轉錄過程的堿基配對方式相同C．Cas9能專一性破壞雙鏈DNA分子中堿基之間的氫鍵來切割DNA分子D．在被切割后的目標DNA中添加特定的DNA片段需要DNA連接酶C解析：CRISPR/Cas9是大腸桿菌等細菌在長期演化過程中形成的一種適應性免疫防御系統(tǒng)，可用來對抗入侵的部分病毒(DNA)及外源DNA，其原理是由一條單鏈向導RNA引導核酸內切酶Cas9到一個特定的基因位點進行切割，說明大腸桿菌等細菌細胞內能合成與入侵病毒(DNA)及外源DNA互補的RNA序列，A正確；識別序列形成雜交區(qū)的過程是RNA與DNA上的堿基互補配對，存在U—A、G—C、C—G、A—T堿基對，轉錄過程是DNA上堿基序列與RNA上堿基序列的互補配對，存在T—A、G—C、C—G、A—U堿基對，故與轉錄過程的堿基配對方式相同，B正確；由題圖可知，Cas9能特異性地切斷目標DNA上的磷酸二酯鍵，C錯誤；在被切割后的目標DNA中添加特定的DNA片段需要DNA連接酶構建磷酸二酯鍵，D正確。二、選擇題：每小題給出的四個選項中有一個或多個符合題目要求。8．下圖是利用基因工程技術培育轉基因植物生產可食用疫苗的部分過程示意圖，其中PstⅠ、SmaⅠ、EcoRⅠ、ApaⅠ為四種限制性內切核酸酶。下列說法錯誤的是()A．圖示過程是基因工程的核心步驟B．表達載體構建時需要用到限制酶SmaⅠC．抗卡那霉素基因的存在有利于將含有抗原基因的細胞篩選出來D．除圖示組成外，表達載體中還應該含有啟動密碼和終止密碼等結構BD解析：題圖過程為基因表達載體的構建過程，是基因工程中的核心步驟，A正確；構建過程中需要將目的基因完整切割下來，此時要用到限制酶PstⅠ、EcoRⅠ，B錯誤；抗卡那霉素基因是標記基因，目的是便于鑒定和篩選含有目的基因的細胞，C正確；基因表達載體包括啟動子、目的基因、終止子和標記基因等，D錯誤。9．(2020·山東青島模擬)下圖為農桿菌Ti質粒的T-DNA區(qū)段結構示意圖。農桿菌附著植物細胞后，T-DNA首先在農桿菌中從右邊界到左邊界被剪切、復制，然后進入植物細胞并整合到染色體DNA上，繼而誘發(fā)細胞異常生長和分裂，形成植物腫瘤。以下有關敘述正確的是()A．Ti質粒存在于農桿菌的擬核DNA之外B．植物腫瘤的形成與A、B兩個基因的表達有關C．清除植物腫瘤組織中的農桿菌后腫瘤不再生長D．利用T-DNA進行轉基因時需保留LB、RB序列ABD解析：Ti質粒是環(huán)狀的DNA分子，存在于農桿菌的擬核DNA之外，A正確；A、B兩個目的基因導入受體細胞的染色體上，進行表達，繼而誘發(fā)細胞異常生長和分裂，形成植物腫瘤，B正確；農桿菌將自身Ti質粒的T-DNA整合到植物染色體DNA上，誘發(fā)了植物腫瘤的形成，故清除腫瘤組織中的農桿菌后，腫瘤仍可繼續(xù)生長，C錯誤；只有T-DNA保留LB、RB序列，T-DNA才能在農桿菌中從右邊界到左邊界被剪切、復制，然后進入植物細胞并整合到染色體DNA上，D正確。三、非選擇題10．(2020·山東卷)水稻胚乳中含直鏈淀粉和支鏈淀粉，直鏈淀粉所占比例越小糯性越強。科研人員將能表達出基因編輯系統(tǒng)的DNA序列轉入水稻，實現(xiàn)了對直鏈淀粉合成酶基因(Wx基因)啟動子序列的定點編輯，從而獲得了3個突變品系。(1)將能表達出基因編輯系統(tǒng)的DNA序列插入Ti質粒構建重組載體時，所需的酶是______________________，重組載體進入水稻細胞并在細胞內維持穩(wěn)定和表達的過程稱為________。(2)根據(jù)啟動子的作用推測，Wx基因啟動子序列的改變影響了____________________________，從而改變了Wx基因的轉錄水平。與野生型水稻相比，3個突變品系中Wx基因控制合成的直鏈淀粉合成酶的氨基酸序列________(填“發(fā)生”或“不發(fā)生”)改變，原因是________________________。(3)為檢測啟動子變化對Wx基因表達的影響，科研人員需要檢測Wx基因轉錄產生的mRNA(WxmRNA)的量。檢測時分別提取各品系胚乳中的總RNA，經__________過程獲得總cDNA。通過PCR技術可在總cDNA中專一性地擴增出Wx基因的cDNA，原因是________________________。(4)各品系WxmRNA量的檢測結果如圖所示，據(jù)圖推測糯性最強的品系為________，原因是________________________。解析：(1)構建重組載體所需的工具酶是限制性內切核酸酶和DNA連接酶，重組載體進入受體細胞并在細胞內維持穩(wěn)定和表達的過程稱為轉化。(2)啟動子是RNA聚合酶識別和結合的部位，可驅動基因轉錄出mRNA，若啟動子序列改變，將會影響RNA聚合酶與啟動子的識別和結合，從而影響基因的轉錄。由題意知，3個突變品系發(fā)生改變的部位是Wx基因的啟動子，而啟動子位于基因的非編碼區(qū)，編碼直鏈淀粉合成酶的堿基序列(即編碼區(qū))中不含啟動子，故3個突變品系合成的直鏈淀粉合成酶的氨基酸序列不發(fā)生改變，只是Wx基因的表達水平發(fā)生了改變。(3)檢測時分別提取各品系胚乳中的總RNA，經反轉錄過程獲得總cDNA。利用cDNA進行PCR擴增前需根據(jù)Wx基因的一段已知序列設計特定引物，從而專一性地擴增出Wx基因的cDNA。(4)水稻胚乳中含直鏈淀粉和支鏈淀粉，由于直鏈淀粉所占比例越小糯性越強，因此Wx基因表達量最少即WxmRNA量最少的品系3糯性最強。答案：(1)限制性內切核酸酶和DNA連接酶轉化(2)RNA聚合酶與啟動子的識別和結合不發(fā)生編碼直鏈淀粉合成酶的堿基序列中不含啟動子(3)反轉錄引物是根據(jù)Wx基因的一段已知序列設計合成的(或引物能與Wx基因的cDNA特異性結合)(4)品系3品系3的WxmRNA最少，控制合成的直鏈淀粉合成酶最少，直鏈淀粉合成量最少，糯性最強11．(2020·天津卷)1型糖尿病是因免疫系統(tǒng)將自身胰島素作為抗原識別而引起的自身免疫病。小腸黏膜長期少量吸收胰島素抗原，能誘導免疫系統(tǒng)識別該抗原后應答減弱，從而緩解癥狀?？蒲腥藛T利用1型糖尿病模型小鼠進行動物實驗，使乳酸菌在小鼠腸道內持續(xù)產生人胰島素抗原，為此構建重組表達載體，技術路線如下。據(jù)圖回答：(1)為使人胰島素在乳酸菌中高效表達，需改造其編碼序列。下圖是改造前后人胰島素B鏈編碼序列的起始30個核苷酸序列。據(jù)圖分析，轉錄形成的mRNA中，該段序列所對應的片段內存在堿基替換的密碼子數(shù)有________個。(2)(多選)在人胰島素A、B肽鏈編碼序列間引入一段短肽編碼序列，確保等比例表達A、B肽鏈。下列有關分析正確的是________。A．引入短肽編碼序列不能含終止子序列B．引入短肽編碼序列不能含終止密碼子編碼序列C．引入短肽不能改變A鏈氨基酸序列D．引入短肽不能改變原人胰島素抗原性(3)在重組表達載體中，SacⅠ和XbaⅠ限制酶僅有圖示的酶切位點。用這兩種酶充分酶切重組表達載體，可形成________種DNA片段。(4)檢測轉化的乳酸菌發(fā)現(xiàn)，信號肽—重組人胰島素分布在細胞壁上。由此推測，信號肽的合成和運輸所經歷的細胞結構依次是_______________________。(5)(多選)用轉化的乳酸菌飼喂1型糖尿病模型小鼠一段時間后，小鼠體內出現(xiàn)人胰島素抗原，能夠特異性識別它的免疫細胞有________。A．B細胞B．T細胞C．吞噬細胞D．漿細胞解析：(1)分析題圖，可轉化為下表：改造前單鏈TTTGTGAACCAACAC改造后單鏈TTTGTCAACCAACAT密碼子改變改變改造前單鏈CTGTGCGGCTCACAC改造后