高考新課改生物一輪復習全程跟蹤第37講基因工程及其安全性

2021屆高考新課改生物一輪復習全程跟蹤第37講基因工程及其安全性1.下圖表示四種限制性核酸內(nèi)切酶的識別序列及其相應的切割位點,則它們切割出來的DNA粘性末端可以互補配對的是()A.BamHⅠ和EcoRⅠB.BamHⅠ和HindⅢC.BamHⅠ和BglⅡD.EcoRⅠ和HindⅢ2.下圖1表示含有目的基因的DNA片段和部分堿基序列,圖2表示一種質(zhì)粒的結(jié)構和部分堿基序列?，F(xiàn)有MspⅠ、BamHⅠ、MboⅠ、SmaⅠ4種限制性核酸內(nèi)切酶切割的堿基序列和酶切位點分別為C↓CGG、G↓GATCC、↓GATC、CCC↓GGG。下列敘述正確的是()A.上述4種限制性核酸內(nèi)切酶中BamHⅠ、MboⅠ切出的粘性末端不相同B.BamHⅠ、MboⅠ酶切DNA后加DNA連接酶重新拼接,都能被MboⅠ再次切割C.MspⅠ、SmaⅠ切出的兩個末端可以用DNA連接酶相互連接D.作為載體的質(zhì)粒上,原本一定就有抗生素A抗性基因3.下列關于目的基因的獲取的敘述,正確的是(

)A.具有調(diào)控作用的DNA片段不能是目的基因

B.通過人工合成法合成未知序列的目的基因

C.從基因文庫中只能獲取原核生物的基因

D.利用PCR技術擴增目的基因時需要引物協(xié)助4.利用基因工程反向?qū)肽康幕蚩梢种颇康幕虻谋磉_，如圖為反向?qū)氲哪康幕虻淖饔眠^程，下列敘述正確的是()A.過程①和②中目的基因以同一條鏈為模板進行轉(zhuǎn)錄B.過程①和②都需要RNA聚合酶的催化并以脫氧核苷酸為原料C.mRNA1和mRNA2的A+U占全部堿基的比例是相同的D.反向?qū)氲哪康幕蚰芤种颇康幕虻霓D(zhuǎn)錄過程5.下圖表示一項重要生物技術的關鍵步驟,X是獲得外源基因并能夠表達的細胞。下列有關說法不正確的是(

)A.X是含有胰島素基因并能合成胰島素的細菌細胞

B.質(zhì)粒是細胞核或擬核外能自主復制的小型環(huán)狀DNA

C.目的基因與質(zhì)粒的重組需要限制酶和DNA聚合酶

D.該技術為DNA重組技術,又稱之為基因拼接技術6.下列關于目的基因?qū)胧荏w細胞的方法中，不正確的是()A.我國利用花粉管通道法培育了轉(zhuǎn)基因抗蟲棉B.用Ca2+處理大腸桿菌，使之成為感受態(tài)細胞C.將目的基因?qū)雱游锛毎畛Ｓ?、最有效的方法是顯微注射法D.利用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法培育大多單子葉轉(zhuǎn)基因植物7.下列對基因工程的四大操作步驟的理解中,錯誤的一項是(

)

A.限制性核酸內(nèi)切酶主要存在于微生物體內(nèi),識別位點具有特異性

B.DNA連接酶是作用于斷裂開的兩個脫氧核苷酸之間的化學鍵

C.運載體和目的基因之間的連接必須要暴露出相同的末端

D.在檢測目的基因是否導入受體細胞時只能使用含青霍素的選擇培養(yǎng)基8.下列關于基因工程的應用的說法,錯誤的是(

)A.抗蟲基因作物的使用有利于降低生產(chǎn)成本,減少農(nóng)藥對環(huán)境的污染

B.基因工程生產(chǎn)藥品具有高效率、低成本的特點

C.轉(zhuǎn)基因食品都經(jīng)過嚴格實驗,安全性是毋庸置疑的

D.把外源基因轉(zhuǎn)入葉綠體中有助于防止基因污染9.隨著分子生物學、晶體學以及計算機技術的迅猛發(fā)展，蛋白質(zhì)工程已取得了很大的進展，下列有關蛋白質(zhì)工程的敘述不正確的是()A.蛋白質(zhì)工程是以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構規(guī)律及其與生物功能的關系作為基礎，在基因工程的基礎上，延伸出來的第二代基因工程B.用蛋白質(zhì)生產(chǎn)的電子元件，具有體積小、耗電少和效率高的特點C.對天然蛋白質(zhì)進行改造，是直接對該蛋白質(zhì)分子進行操作D.蛋白質(zhì)工程的基本途徑是：從預期蛋白質(zhì)的功能出發(fā)→設計預期蛋白質(zhì)的結(jié)構→推測應有的氨基酸序列→找到相對應的脫氧核苷酸序列10.以下為形成cDNA過程和PCR擴增過程示意圖。據(jù)圖分析，下列說法正確的是()A.催化①過程的酶是RNA聚合酶B.④過程發(fā)生的變化是引物與單鏈DNA結(jié)合C.催化②⑤過程的酶都是DNA聚合酶，都能耐高溫D.如果RNA單鏈中，A與U之和占該鏈堿基含量的40%，則一個雙鏈DNA中，A與U之和也占該DNA堿基含量的40%11.圖1、2分別為“DNA的粗提取與鑒定”實驗中部分操作示意圖，下列敘述正確的是()A.圖1、2中加入蒸餾水的目的相同 B.圖1、2中攪拌的操作要求不同C.圖1中完成過濾后應棄去濾液 D.圖2中完成過濾后要保留濾液12.下列有關蛋白質(zhì)工程和基因工程的比較，不合理的是()A.基因工程原則上只能生產(chǎn)自然界已存在的蛋白質(zhì)，而蛋白質(zhì)工程可以對現(xiàn)有的蛋白質(zhì)進行改造，從而制造一種新的蛋白質(zhì)B.蛋白質(zhì)工程是在基因工程的基礎上發(fā)展起來的，蛋白質(zhì)工程最終還是要通過基因修飾或基因合成來完成C.當?shù)玫娇梢栽凇?0℃下保存半年的干擾素后，在相關酶、氨基酸和適宜的溫度、pH條件下，干擾素可以大量自我合成D.基因工程和蛋白質(zhì)工程產(chǎn)生的變異都是可遺傳的13.利用基因工程技術生產(chǎn)羧酸酯酶(CarE)制劑，用于降解某種農(nóng)藥的殘留，基本流程如圖。下列敘述正確的是()A.過程①的反應體系中需要加入反轉(zhuǎn)錄酶和核糖核苷酸B.過程②需使用限制酶和DNA聚合酶，是基因工程的核心步驟C.過程③需要使用NaCl溶液制備感受態(tài)的大腸桿菌細胞D.過程④可利用PCR技術鑒定CarE基因是否成功導入受體細胞14.在慶祝中華人民共和國成立70周年之際，袁隆平院士榮獲了國家最高榮譽“共和國勛章”，袁隆平是雜交水稻研究的開創(chuàng)者。在育種雜交過程中，水稻、小麥、油菜等植物是兩性花，并且花很小，去雄的難度很大，利用雄性不育系生產(chǎn)雜種一代是較為經(jīng)濟、有效的方法。我國育種工作者運用基因工程將煙草TA29花藥絨氈層特異啟動子驅(qū)動下的核糖核酸酶Barnase基因?qū)虢娌思毎蝎@得了雄性不育植株。請分析下圖回答相關問題：（1）步驟①中，利用PCR技術擴增Barnase基因時，設計引物序列的主要依據(jù)是，科研人員還在兩引物的一端分別加上了序列以便于后續(xù)的剪切和連接。（2）步驟②所構建的基因表達載體中的啟動子是識別和結(jié)合的位點，標記基因的作用是。（3）步驟③中將表達載體導入農(nóng)桿菌時所采用的方法為法，用土壤農(nóng)桿菌侵染芥菜的愈傷組織細胞是利用了Ti質(zhì)粒上的TDNA特性將目的基因整合到芥菜細胞的染色體DNA上。（4）步驟④中，科研人員提取愈傷組織細胞的RNA后，先通過獲得DNA，再進行PCR擴增，若最終未能檢測出Barnase基因，其可能原因是。15.在乙肝病毒(HBV)的結(jié)構蛋白中，與疫苗有關的主要是HBsAg蛋白，HBsAg基因已在不同的生物體系中成功表達。如圖表示研究人員用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法培育出轉(zhuǎn)基因西紅柿的過程，用于生產(chǎn)可口服的乙肝病毒疫苗，根據(jù)所學知識回答下列問題：(1)可利PCR技術擴增HBsAg基因片段，其前提是，以便根據(jù)這一序列合成引物。擴增過程應選擇圖中的引物(填字母)與HBsAg基因片段結(jié)合。(2)由圖可知，過程①用到的限制酶是。在培養(yǎng)農(nóng)桿菌的培養(yǎng)基中添加可篩選得到含有重組質(zhì)粒的農(nóng)桿菌。

(3)將含有HBsAg基因的農(nóng)桿菌導入西紅柿細胞時，受損的西紅柿組織更有利于農(nóng)桿菌的侵染，其原因是，HBsAg基因在西紅柿植株中遺傳信息傳遞的一般規(guī)律為（用流程圖表示）。

(4)轉(zhuǎn)基因西紅柿的細胞具有全能性，在一定的以及無菌、適宜的pH和溫度等條件下，可以形成愈傷組織，再進一步發(fā)育形成試管苗。過程④的實質(zhì)是。用該植株結(jié)出的西紅柿果實飼喂小鼠，若在小鼠的血清中檢測到，則說明轉(zhuǎn)基因疫苗口服有效。答案以及解析1.答案：C解析：由圖可知,雖然BamHⅠ和BglⅡ的識別序列和切割位點是不同的，但是經(jīng)它們切割出來的DNA粘性末端存在著互補關系,即在DNA連接酶的作用下是可以連接起來的，C符合題意。2.答案：B

解析：BamHⅠ、MboⅠ的識別序列不同,但粘性末端相黏性末端指的是突出來的那段。產(chǎn)生相同末端的內(nèi)切酶稱為同尾酶,A項錯誤。由于兩種酶為同尾酶.末端相連后一定是MboⅠ的識別序列,B項正確。MspⅠ產(chǎn)生的粘性末端為一GC,SmaⅠ的為平末端,因此無法連接,C項錯誤。很多情況下抗性基因是人為加到一個很平庸的質(zhì)粒上的,“一定”過于絕對,D項錯誤。3.答案：D解析：目的基因是指編碼蛋白質(zhì)的結(jié)構基因,可以是具有調(diào)控作用的基因,A錯誤;目的基因可以從自然界中已有的物種中分離出來,也可以通過人工合成法合成已知序列的目的基因,B錯誤;從基因文庫中可以獲取原核生物的基因,也可以獲得真核生物的基因,C錯誤;利用PCR技術擴增目的基因時需要兩種不同的引物協(xié)助,D正確。4.答案：C解析：根據(jù)題圖解可知，兩條mRNA能夠互補配mRNA是由DNA分子不同的鏈轉(zhuǎn)錄而來的；過程①②表示轉(zhuǎn)錄，轉(zhuǎn)錄過程利用的原料為核糖核苷酸；兩條mRNA是由DNA分子不同的鏈轉(zhuǎn)錄而來的，在DNA分子中每條鏈上的A+T占該鏈堿基總數(shù)的比例是相同的，因此兩條mRNA上的A+U占全部堿基的比例也是相同的；題圖中顯示，反向?qū)氲哪康幕驔]有抑制目的基因的轉(zhuǎn)錄過程，而是抑制翻譯過程。5.答案：C解析：A、X是含有胰島素基因的細菌細胞分裂形成的，含有胰島素基因，因此能合成胰島素，A正確；

B、質(zhì)粒是環(huán)狀DNA分子，通常有多個標記基因和多個限制酶切點，這樣便于目的基因的插入和篩選含有重組DNA的細胞，B正確；

C、基因與運載體的重組除了需要DNA連接酶，還需要限制酶，不需要DNA聚合酶，C錯誤；

D、基因工程能定向改造生物的性狀，該細菌是采用基因工程技術培育形成的，因此其性狀已被定向改造，該技術為DNA重組技術，又稱之為基因拼接技術，D正確。

故選：C。6.答案：D解析：A.目前我國的轉(zhuǎn)基因抗蟲棉是利用花粉管通道法培育的,故A正確;B.為使大腸桿菌易吸收DNA分子,應先用氯化鈣溶液進行處理,使大腸桿菌處于易于吸收周圍環(huán)境中DNA分子的感受態(tài),故B正確；C.顯微注射技術是將目的基因?qū)雱游锛毎顬橛行У囊环N方法,故C正確;D.農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法可將目的基因?qū)氪蠖鄶?shù)雙子葉植物細胞,故D錯誤。7.答案：D

解析：檢測目的基因是否導入受體細胞的方法有多種,若受體細胞含有青霉素抗性基因,則可以使用含青霉素的選擇培養(yǎng)基進行篩選。8.答案：C解析：本題結(jié)合實際考查基因工程應用的利弊和注意事項?？瓜x基因作物的使用,可減少農(nóng)藥的用量,因而能降低生產(chǎn)成本和減少農(nóng)藥對環(huán)境的污染,A正確。用基因工程的方法能夠高效率地生產(chǎn)出高質(zhì)量、低成本的藥品,如胰島素、干擾素等,B正確。轉(zhuǎn)基因食品的安全性問題我們應客觀對待,進一步研究,C錯誤。把外源基因?qū)肴~綠體中,可避免外源基因通過花粉向相鄰同種非轉(zhuǎn)基因植物或其他植物擴散,從而防止基因污染,D正確。9.答案：C解析：A、蛋白質(zhì)工程是以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構規(guī)律及其與生物功能的關系作為基礎，在基因工程的基礎上，延伸出來的第二代基因工程，A正確；

B、用蛋白質(zhì)生產(chǎn)的電子元件，具有體積小、耗電少和效率高的特點，B正確；

C、蛋白質(zhì)工程是將控制蛋白質(zhì)的基因進行修飾改造或合成新的基因，然后運用基因工程合成新的蛋白質(zhì)，C錯誤；

D、蛋白質(zhì)工程的基本途徑是：從預期蛋白質(zhì)的功能出發(fā)→設計預期蛋白質(zhì)的結(jié)構→推測應有的氨基酸序列→找到相對應的脫氧核苷酸序列，D正確。

故選：C。10.答案：B解析：A、①為逆轉(zhuǎn)錄過程，該過程需要逆轉(zhuǎn)錄酶的催化，A錯誤；

B、④為復性過程，發(fā)生的變化是引物與互補DNA鏈結(jié)合，B正確；

C、圖中②⑤過程為DNA復制，這兩個過程都需要DNA聚合酶的催化，其中⑤過程進行的溫度是70～75℃，因此催化該過程的DNA聚合酶能耐高溫，但催化②過程的酶不耐高溫，C錯誤；

D、根據(jù)DNA分子的堿基互補配對原則，一個雙鏈DNA中，A與G之和占該DNA堿基含量的50%，D錯誤．

故選：B．11.答案：B解析：A、圖1中加蒸餾水的目的是使細胞吸水脹破，圖2中加蒸餾水的目的是使DNA析出，A錯誤；

B、圖1中用玻璃棒快速攪拌，加速雞血細胞的破裂；圖2中用玻璃棒輕緩攪拌，以保證DNA分子完整，B正確；

CD、圖1中完成過濾之后要保留濾液，而圖2中加水后DNA逐漸析出，因此過濾后要去除濾液，CD錯誤。

故選：B。12.答案：C解析：A、基因工程原則上只能生產(chǎn)自然界已存在的蛋白質(zhì)，而蛋白質(zhì)工程可以通過對基因改造實現(xiàn)對現(xiàn)有蛋白質(zhì)改造，從而制造一種新的蛋白質(zhì)，A正確；

B、蛋白質(zhì)工程是在基因工程基礎上延伸出來的第二代基因工程，蛋白質(zhì)工程不是對蛋白質(zhì)分子的直接改造，而是通過修改基因或創(chuàng)造合成新基因來改變生物的遺傳和表達形狀，合成新的蛋白質(zhì)，B正確；

C、干擾素的成分是糖蛋白，不能自我復制，C錯誤；

D、蛋白質(zhì)工程的實質(zhì)是改造基因，基因工程和蛋白質(zhì)工程產(chǎn)生的變異都是可遺傳的，D正確．

故選：C．13.答案：D解析：過程①的反應體系中需要加入反轉(zhuǎn)錄酶和脫氧核糖核苷酸來合成cDNA，A選項錯誤；過程②需使用限制酶和DNA連接酶來構建表達載體，是基因工程的核心步驟，B選項錯誤；過程③需要使用CaCl2溶液制備感受態(tài)的大腸桿菌細胞，C選項錯誤。14.答案：（1）Barnase基因兩端的部分核苷酸序列；GAATTC和GGATCC（兩段堿基序列的順序可以顛倒）（2）RNA聚合酶；鑒別受體細胞中是否含有目的基因，從而將含有目的基因的細胞篩選出來（3）感受態(tài)細胞（Ca2+處理）；能轉(zhuǎn)移至受體細胞（4）反轉(zhuǎn)錄；Barnase基因未能導入芥菜愈傷組織細胞（或?qū)虢娌擞鷤M織細胞的Barnase基因未能轉(zhuǎn)錄）解析：本題主要考查了基因工程的相關知識。（1）步驟①中，利用PCR技術擴增Barnase基因時，設計引物序列的主要依據(jù)是Barnase基因兩端的部分核苷酸序列；由于需要用EcoRI、BamHI兩種限制酶切割目的基因和質(zhì)粒，因此科研人員在兩種引物的一端分別加上了GAATTC和GGATCC序列，以便于后續(xù)的剪切和連接。（2）啟動子是位于目的基因上游調(diào)節(jié)目的基因轉(zhuǎn)錄的一段DNA分子，是RNA聚合酶識別和結(jié)合的位點。構建基因表達載體時的標記基因的作用是鑒別受體細胞中是否含有目的基因，從而將含有目的基因的細胞篩選出來。（3）將基因表達載體導入農(nóng)桿菌時采用感受態(tài)細胞法，即用Ca2+處理微生物細胞，使其成為感受態(tài)細胞，在一定溫度下促進感受態(tài)細胞吸收DNA分子也叫Ca2+處理法。農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法的原理是利用農(nóng)桿菌的Ti質(zhì)粒上的T一DNA能轉(zhuǎn)移至受體