1、2017新课标名师导学新高考第一轮总复习同步测试卷生物(二十一)(基因工程)时间：60分钟 总分：100分一、选择题(每小题 3 分，共 30 分，每道题只有一个正确选项)1下图所示粘性末端的说法错误的是()A甲、乙粘性末端是由不同的限制酶切割而成B甲、乙粘性末端可形成重组 DNA 分子CDNA 连接酶催化磷酸基团和脱氧核糖之间形成化学键D切割甲的限制酶能识别由甲、乙片段形成的重组 DNA 分子D【解 析】切 割 甲 的 限 制 酶 的 识 别 序 列 是 GAATTC ，切 割 乙 的 限 制 酶 的 识 别 序 列 是 CAATTG，A 项正确；甲和乙的黏性末端相同，可以被 DNA 连接酶
2、连接形成重组 DNA 分子，B 项正确；DNA 连接酶连接的是 DNA 片段，所以该酶能催化磷酸基团和脱氧核糖之间形成磷酸二酯键，C 项正确；甲、乙片段形成的重组 DNA分子的序列是CAATTC，而甲酶的识别序列是GAATTC，且在 G 和 A之间切割，由此可见，甲酶不能识别由甲、乙片段形成的重组 DNA 分子，D 项错误。2降钙素是一种多肽类激素，临床上用于治疗骨质疏松症等。人的降钙素活性很低，半衰期较短。某科研机构为了研发一种活性高、半衰期长的新型降钙素，从预期新型降钙素的功能出发，推测相应的脱氧核苷酸序列，并人工合成了两条 72 个碱基的 DNA 单链，两条链通过 18 个碱基对形成部分
3、双链 DNA 片段，再利用Klenow 酶将其补平，获得双链 DNA，过程如图：下列有关分析错误的是()AKlenow 酶是一种 DNA 聚合酶B合成的双链 DNA 有 72 个碱基对C经 EcoR 和 BamH 双酶切的目的是保证目的基因和载体的定向连接D筛选重组质粒需要大肠杆菌质粒中含有标记基因B【解析】合成的单链 DNA 有 72 个碱基，从题图可看出两条单链并未左右两端对齐配对，只通过 18个碱基对形成部分双链 DNA 片段，因此最终获得的双链 DNA 有 126(727218)个碱基对。3下列有关基因工程中运载体的说法，正确的是()A在基因工程的操作中，作为运载体的质粒都是天然质粒B
4、所有的质粒都可以作为基因工程中的运载体C质粒是一种独立于细菌染色体外的链状 DNA分子D作为运载体的质粒 DNA 分子上应有对重组DNA 分子进行鉴定和选择的标记基因D【解析】在进行基因工程操作中，被用作运载体的质粒是在天然质粒的基础上进行过人工改造的，A错误；具有一至多个限制酶切点、具有标记基因的质粒才可以作为基因工程中的运载体，B 错误；质粒是一种环状 DNA 分子，C 错误；作为载体的质粒 DNA分子上应有对重组 DNA 进行鉴定和选择的标记基因，而且能在受体细胞中复制并稳定保存，D 正确。4基因治疗是指()A把健康的外源基因导入有基因缺陷的细胞中，达到治疗疾病的目的B对有缺陷的细胞进行
5、修复，从而使其恢复正常，达到治疗疾病的目的C运用人工诱变的方法，使有基因缺陷的细胞发生基因突变恢复正常D运用基因工程技术，把有缺陷的基因切除，达到治疗疾病的目的A【解析】基因治疗是把正常基因导入病人体内，使该基因的表达产物发挥功能，从而达到治疗疾病的目的，A 项正确，B、C、D 三项均错误。5“十一五”以来，我国国产抗虫棉的种植面积已占到全国抗虫棉种植面积的 95%。中国农科院生物技术研究所郭三堆研究员领导的研究小组将自主设计的 BtGFMCrylA 杀虫基因导入棉花细胞并成功表达，培育出了国产抗虫棉。有关国产抗虫棉研制过程的叙述，不正确的是()ABtGFMCrylA 杀虫基因在棉花细胞中的表
6、达需要经过转录和翻译两个过程B基因表达载体的构建需要用到限制酶和 DNA连接酶CBtGFMCrylA 杀虫基因具有毒性，可以直接杀死棉铃虫D转基因棉花是否具有抗虫特性可通过检测棉花是否对棉铃虫有抗性来确定C【解析】基因的表达需要经过转录和翻译两个过程，A 正确；构建基因表达载体需要用到限制酶和DNA 连接酶，B 正确；BtGFMCrylA 杀虫基因没有毒性，其编码形成的蛋白质有毒性，可杀死棉铃虫，C错误；转基因棉花是否具有抗虫特性，个体水平上可通过检测棉花是否对棉铃虫有抗性来确定，D 正确。61987 年，美国科学家将萤火虫的萤光素基因转入烟草植物细胞，获得高水平的表达。长成的植物通体光亮，堪
7、称自然界的奇迹。这一研究成果表明()萤火虫与烟草植物的 DNA 结构基本相同萤火虫与烟草植物共用一套遗传密码烟草植物体内合成了萤光素萤火虫和烟草植物合成蛋白质的方式基本相同A和B和C和DD【解析】美国科学家将萤火虫的萤光素基因转入烟草植物细胞后，需整合到植物细胞的染色体上才能遗传复制并表达，说明萤火虫与烟草植物的 DNA 结构基本相同，正确，萤光素基因转入烟草植物细胞后能成功表达，说明萤火虫和烟草植物合成蛋白质的方式基本相同，这两种生物共用一套遗传密码子，在烟草植物体内指导萤光素基因合成了萤光素，正确。7甲、乙两图表示从细菌细胞中获取目的基因的两种方法，以下说法中错误的是()A甲方法可建立该细
8、菌的基因组文库B乙方法可建立该细菌的 cDNA 文库C甲方法要以脱氧核苷酸为原料D乙方法需要逆转录酶参与C【解析】甲方法是直接分离基因法：用限制酶将供体细胞中的 DNA 切成许多片段，分别转入不同受体细胞，然后找出含目的基因的受体细胞。乙方法是人工合成基因法：以目的基因转录成的 mRNA 为模板，反转录成互补的单链 DNA，然后在酶的作用下合成双链 DNA，从而获得需要的目的基因，所以乙方法要以脱氧核苷酸为原料，故 C 错。8我国上海研究所合成一种具有镇痛作用而又不会使病人上瘾的药物脑啡呔多糖(类似人类中的糖蛋白)。如要采用基因工程和发酵技术让微生物来生产有生物活性的脑啡呔多糖，应选哪种微生物
9、为受体细胞()A大肠杆菌B大肠杆菌质粒CT4 噬菌体D酵母菌D【解析】脑啡呔多糖类似人类中的糖蛋白，大肠杆菌属于原核生物，细胞内无内质网、高尔基体等细胞器，只有核糖体，因此只能合成相应的蛋白质，而无法添加糖基，A 项错误；大肠杆菌质粒的化学本质是环状的 DNA，不能作为受体细胞，B 项错误；T4噬菌体是病毒，不能作为受体细胞，C 项错误；酵母菌为真核生物，可以在核糖体中合成蛋白质，在内质网中完成蛋白质的糖基化等修饰，故 D 项正确。9蛋白质工程中，要对蛋白质结构进行设计改造，必须通过基因修饰或基因合成来完成，而不直接改造蛋白质的原因是()A缺乏改造蛋白质所必需的工具酶B改造基因易于操作且改造后
10、能够遗传C人类对大多数蛋白质高级结构知之甚少D蛋白质中氨基酸的排列顺序千变万化，操作难度大B【解析】蛋白质工程应该从对基因的操作来实现对天然蛋白质的改造，原因是：(1)任何一种天然蛋白质都是由基因编码的，改造了基因即对蛋白质进行了改造，而且改造过的蛋白质可以遗传下去。如果对蛋白质直接进行改造，即使改造成功，被改造过的蛋白质分子还是无法遗传的；(2)对基因进行改造比对蛋白质直接改造要容易操作，难度要小得多，故 B 正确，A、C、D 错误。10下列有关 DNA 粗提取与鉴定的叙述，正确的是()A用菜花替代鸡血作为实验材料进行“DNA 的粗提取与鉴定”，其实验操作步骤相同B用不同浓度 NaCl 溶液
11、反复溶解与析出 DNA可去除蛋白质C利用鸡血进行“DNA 的粗提取与鉴定”的实验中，将丝状物溶解在 2 mol/L NaCl 溶液中，加入二苯胺试剂即呈蓝色D用洋葱进行 DNA 粗提取和鉴定实验，加入洗涤剂后需用力进行快速、充分的研磨B【解析】菜花需要瓦解细胞膜，而动物细胞不需要，故 A 错误。DNA 在氯化钠溶液中的溶解度不同，在 0.14 mol/L 时溶解度最低可以析出 DNA，可以利用此特点除去蛋白质，故 B 正确。二苯胺加入后需要加热，故 C 错误。加入洗涤剂后动作要轻缓，故 D 错误。二、非选择题(共 70 分)11(18 分)(1)逆转录病毒转染法是目前将目的基因导入细胞的最有效
12、的方法。山中伸弥于 2006 年把 cMyc 等 4 个关键基因通过逆转录病毒转入小鼠的皮肤成纤维细胞，诱导其变成多能干细胞iPs 细胞。在该技术中，逆转录病毒作为(基因工程的工具)，它利用外壳蛋白与受体细胞表面的相互识别而感染皮肤成纤维细胞。若想提高转化效率，可利用技术改造病毒外壳蛋白。(2)脂质体介导基因转移的效率很高，是植物转基因技术中常用的方法之一。脂质体是一种用卵磷脂等物质制备的中空膜泡状结构的人工膜。传统的脂质体是将磷脂、胆固醇或其他脂类的乙醚溶液加入到 DNA溶液中，经特殊处理得到单层或双层的带 DNA 的脂质体小泡，被受体细胞内吞而实现基因转移。载体受体蛋白质工程脂质体能介导基
13、因转移的原理是细胞膜具有一 定 的，转 移 前 植 物 受 体 细 胞 首 先要。从理论上分析，脂质体对受体细胞(填“有”或“无”)选择性。若带有 DNA 的脂质体小泡导入动物体，能否使受体产生免疫反应？。(3)实验小鼠皮肤细胞培养的基本过程如图所示，在细胞培养过程中要在细胞培养液中添加一定量的，以防止培养过程中的污染；丙过程中得到的细胞一般为(填“正常”或“不正常”)核型。实验小鼠 甲皮肤组织乙皮肤细胞 丙细胞培养1 丁细胞培养2流动性去除细胞壁无不能抗生素正常【解析】(1)逆转录病毒转染法的具体过程是：先将目的基因和逆转录病毒结合，再把逆转录病毒载体包装成可侵染的病毒粒子，然后侵染细胞，使
14、目的基因整合到受体细胞基因组中。(2)脂质体通过与原生质体融合实现基因的转移，由于脂质体中无蛋白质，故无免疫原性，不能使受体产生免疫反应。(3)据图分析，甲表示取实验小鼠的组织细胞，乙表示用胰蛋白酶处理分散成单个皮肤细胞，丙表示原代培养，丁表示传代培养。在动物细胞培养时，首先应保证被培养的细胞处于无菌无毒的环境，除了对培养液和所有培养工具进行无菌处理外，通常还要在细胞培养液中添加一定量的抗生素。丙过程表示原代培养，形成的细胞株遗传物质没有发生改变，具有正常的二倍体核型。12(16 分)下图为含铁量较高的转基因水稻的培育过程示意图，请分析回答：(1)获得铁结合蛋白基因有两条途径：一是以铁结合蛋白
15、质基因的 mRNA 为模板，在反转录酶的催化下，合成互补的单链 DNA，然后在酶作用下合成双链 DNA，从而获得所需基因；二是根据目标蛋白质的序列，推测出相应的 mRNA 序列，再推测其 DNA 的序列，通过化学方法合成所需基因。DNA聚合氨基酸脱氧核苷酸(或碱基)(2)重组 Ti 质粒的结构除了含有标记基因、目的基因、终止子和复制原点外，还必须有，它是的部位。(3)除了基本营养物质外，培养基 2 还应加入进行筛选培养。(4)检测培育转基因水稻的目的是否达到，需要检测转基因水稻。(5)理论上，基因组文库含有的生物基因数量(填“大于”、“等于”或“小于”)cDNA 文库中含有的生物基因数量。启动
16、子RNA聚合酶识别和结合(识别、结合二者缺一不得分)潮霉素种子中铁含量(答出铁含量即得分)大于【解析】本题考查基因工程的相关知识。(1)利用反转录法合成目的基因的过程是以 mRNA 为模板，在逆转录酶的催化下合成单链 DNA，然后在 DNA 聚合酶的作用下合成双链 DNA；蛋白质工程中合成目的基因的过程是：根据目标蛋白的氨基酸序列，推测相应的 mRNA 序列，然后按照碱基互补配对原则，推测DNA 中脱氧核苷酸的序列，通过化学方法进行人工合成。(2)重组质粒上的结构有标记基因、启动子、终止子、目的基因、复制原点等。启动子是 RNA 聚合酶识别并结合的部位，启动 DNA 转录成 RNA 的过程。(
17、3)潮霉素抗性基因是标记基因，用于鉴定和筛选，因此培养基 2 除了基本营养物质外，还应加入潮霉素。(4)目的基因含有铁结合蛋白，因此检测培育转基因水稻的目的是否达到，需要检测转基因水稻的种子中的含铁量。(5)基因组文库包含该生物基因组的全部基因，而 cDNA 文库包含该生物的部分基因，因此理论上，基因组文库含有的生物基因数量大于 cDNA 文库中含有的生物基因数量。13(8 分)蛋白质工程被称为第二代基因工程，目前已成为研究蛋白质结构和功能的重要手段。如图为蛋白质工程的流程图(自右向左)，请据图回答以下问题：(1)与基因工程相比较，蛋白质工程产物具备的特点是：。(2)图中的步骤和分别为、分子设
18、计。(3)由图可知，要改造蛋白质结构，最终是通过改造基因来实现的。请说明原因：。可生产出自然界不存在的蛋白质DNA合成改造基因操作更容易，且改造后可以遗传(4)从以上流程图可以看出，蛋白质工程是以为基础并延伸出来的包含多学科的综合科技工程领域。基因工程【解析】(1)蛋白质工程可以生产出自然界中不存在的新蛋白质。(2)处应是 DNA 合成。(3)因为改造基因操作更容易，且改造后可以遗传。(4)蛋白质工程是以基因工程为基础延伸出来的第二代基因工程，包含多学科的综合科技工程领域。14(14 分)绞股蓝细胞中含有抗烟草花叶病毒(TMV)基因，可以合成一种抗 TMV 蛋白，叶片对 TMV具有抗感染性。烟
19、草是重要的经济作物，由于 TMV的感染会导致大幅度减产。研究人员利用转基因技术培育出了抗 TMV 的烟草，主要流程如下图所示。(1)科学家首先从绞股蓝细胞中提取抗 TMV 基因转录的 RNA，然后合成目的基因。图中过程表示。逆转录(2)合成的目的基因还需要通过 PCR 技术进行扩增，过程如图：加热至 94 的目的是使 DNA 样品的键断裂，这一过程在生物体细胞内是通过酶的作用来完成的。新合成的 DNA 分子与模板 DNA 分子完全相同是因为 DNA 复制的原理是。PCR 技术不仅为遗传病的诊断带来了便利，而且改进了检测细菌和病毒的方法。若要检测一个人是否感染了艾滋病病毒，你认为可以用 PCR扩
20、增血液中的()A白细胞 DNA B病毒蛋白质C血浆抗体 D病毒核酸氢解旋半保留复制D(3)由图分析，在过程构建的重组 Ti 质粒上应该含有的标记基因是基因，重组 Ti 质粒导入烟草体细胞的方法是。(4)在过程培养基中除含有卡那霉素及植物必需的各种营养成分外，还必须添加，以保证受体细胞能培养成再生植株。(5)绞股蓝的基因之所以能接到烟草植物中去，原因是。(6)过程可采取的方法，检测植株是否合成了抗 TMV 蛋白。在个体水平的鉴定过程中，可通过的方法来确定植株是否具有抗性。卡那霉素抗性(抗卡那霉素)农杆菌转化法植物激素绞股蓝与烟草的DNA组成相同，其结构相同抗原抗体杂交接种烟草花叶病毒【解析】(1
21、)过程表示获得的目的基因，是 RNA通过逆转录获得 DNA。(2)加热至 94 时，DNA 双链之间的氢键断裂，从而使得 DNA 解旋，在细胞内需要解旋酶的作用来完成的。新合成的 DNA 分子与模板 DNA 分子完全相同是因为 DNA 复制特点为半保留复制。PCR 扩增的是DNA 片段，病毒核酸才能。(3)由图分析，过程在含有卡那霉素的培养基上培养，说明构建的重组质粒上含有的标记基因是卡那霉素抗性基因。目的基因导入植物体细胞的方法常用农杆菌转化法。(4)植物组织培养过程，除需要加入各种营养成分外，还需要添加植物激素，以保证植物生根、发芽过程。(5)绞股蓝的基因之所以能接到烟草植物中去，因为细胞
22、结构的遗传物质都是 DNA 且结构都是双螺旋结构。(6)过程需要对表达的产物进行鉴定，可采取抗原抗体杂交，若从个体水平鉴定，可通过接种烟草花叶病毒的方法来确定植株是否具有抗性。15(14 分)某生物兴趣小组开展 DNA 粗提取的相关探究活动，具体步骤如下：材料处理：称取新鲜的花菜、辣椒和蒜黄各 2 份，每份 10 g。剪碎后分成两组，一组置于 20、另一组置于20 条件下保存 24 h。DNA 粗提取：第一步：将上述材料分别放入研钵中，各加入 15 mL 研磨液，充分研磨。用两层纱布过滤，取滤液备用。第二步：先向 6 只小烧杯中分别注入 10 mL 滤液，再加入 20 mL 体积分数为 95%
23、的冷酒精溶液，然后用玻璃棒缓缓地沿一个方向搅拌，使絮状物缠绕在玻璃棒上。第三步：取 6 支试管，分别加入等量的 2 mol/L NaCl 溶液溶解上述絮状物。DNA 检测：在上述试管中各加入 4 mL 某检测试剂。混合均匀后，置于沸水中加热 5 min，待试管冷却后比较溶液的颜色深浅，结果如下表：材料保存温度花菜 辣椒蒜黄 20 20 分析上述实验过程，同答下列问题：(1)该探究性实验课题的名称是。(2)第二步中加入 20 mL 体积分数为 95%的冷酒精溶液的目的是。“缓缓地搅拌”的目的是。探究不同材料和不同保存温度对DNA提取量的影响使DNA析出防止DNA断裂(3)在 DNA 检测这一步骤
24、中，若试管中含一定量的 DNA，加入 4 mL试剂，混合均匀后置于沸水中加热 5 min，待试管冷却后溶液显色。(4)根据实验结果，得出结论并分析。结论 1：与 20 相比，相同实验材料在20 条件下保存，DNA 的提取量较多。结论 2：。针对结论 1，请做出合理的解释：。二苯胺蓝等质量的不同实验材料，在相同的保存温度下从蒜黄中提取的DNA量最多低温抑制了酶的活性，DNA降解速度慢【解析】该实验中的自变量是不同材料和不同保存温度，因变量是颜色深浅，反映 DNA 的量，故实验目的是探究不同材料和不同保存温度对 DNA 提取量的影响。加入冷酒精可以使 DNA 析出，玻璃棒缓缓搅拌可防止 DNA 断裂。DNA 遇二苯胺在加热条件下溶液呈现蓝色，蓝色越深，说明 DNA 的提取量越大。