创新设计2014版高考总复习系列x3-1基因工程及其安全性(含生

选修三现代生物科技专题第1讲基因工程及其安全性(含生物武器)(时间：45分钟)A级基础演练1．对转基因生物的安全性发生争论，与科学发展水平的限制有密切关系。下面关于基因的相关知识中，不可能是争论的原因的是()。A．对基因的结构和调控机制等的了解仍相当有限B．所转移的基因有不少是异种生物之间的基因转移C．外源基因插入宿主基因组的部位往往是随机的D．DNA重组技术需要有精心设计的“分子工具”解析在DNA重组技术中使用的“分子工具”包括限制性内切酶、DNA连接酶和运载体，人们可以根据需要选择使用，不可能是争论的原因。答案D2．(2013·广东名校质检)下列关于基因成果的概述，错误的是()。A．在医药卫生方面，主要用于治疗疾病B．在农业上主要是培育高产、稳产、品质优良和具有抗性的农作物C．在畜牧养殖业上培育出了体型巨大，品质优良的动物D．在环境保护方面主要用于环境监测和对污染环境的净化解析基因成果在医药卫生方面，主要用于生产药物。答案A3．(2013·广东四校联考)将人的干扰素基因通过基因定点突变，使干扰素第17位的半胱氨酸改变成丝氨酸，改造后的干扰素比天然干扰素的抗病毒活性和稳定性显著提高，此项技术属于()。A．蛋白质工程B．细胞工程C．胚胎工程D．生态工程解析蛋白质工程是利用基因工程手段，包括基因的定点突变和基因表达对蛋白质进行改造，以期获得性质和功能更加完善的蛋白质分子。由题意知该技术属于蛋白质工程。答案A4．(2012·广雅中学模拟)以下为形成cDNA过程和PCR扩增过程示意图。据图分析，下列说法正确的是()。A．催化①过程的酶是RNA聚合酶B．④过程发生的变化是引物与单链DNA结合C．催化②⑤过程的酶都是DNA聚合酶，都能耐高温D．如果RNA单链中A与U之和占该链碱基含量的40%，则一个双链DNA中，A与U之和也占该DNA碱基含量的40%解析由题意可知，①②③④⑤分别表示逆转录、DNA的复制、DNA解旋、引物结合到单链DNA及互补链的合成。①过程由逆转录酶催化完成，A错；由以上分析知B正确；催化②⑤过程的酶都是DNA聚合酶，过程⑤是在70～75℃的高温条件下进行的，只有该过程中的酶需耐高温，C错；在DNA分子中有T无U，D错。答案B5．如图是利用基因工程技术培育转基因植物，生产可食用疫苗的部分过程示意图，其中PstⅠ、SmaⅠ、EcoRⅠ、ApaⅠ为四种限制性核酸内切酶。下列说法错误的是()。A．图示过程是基因工程的核心步骤B．表达载体构建时需要用到限制酶SmaⅠC．抗卡那霉素基因的存在有利于将含有抗原基因的细胞筛选出来D．除图示组成外，表达载体中还应该含有启动子和终止子等结构解析图示过程为基因表达载体的构建过程，是基因工程中的核心步骤。构建过程中需要将目的基因完整切割下来，此时要用到限制酶PstⅠ、EcoRⅠ。抗卡那霉素基因是标记基因，目的是便于鉴定和筛选含有目的基因的细胞。基因表达载体包括启动子、目的基因、终止子和标记基因等。答案B6．(2013·广东六校联考)筛选是生物工程中常用的技术手段，下列关于筛选的叙述中错误的是(双选)()。A．单克隆抗体制备过程中，在完成细胞融合后，第一次筛选的目的是筛选出针对目标抗原的抗体为阳性的杂交瘤细胞B．单克隆抗体制备过程中，在完成细胞融合后，第一次筛选的目的是筛选出杂交瘤细胞C．基因工程中用不同种限制性核酸内切酶切割运载体和目的基因D．重组质粒上的标记基因的作用是鉴别受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来解析单克隆抗体制备过程中，在完成细胞融合后，第一次筛选的目的是筛选出杂交瘤细胞，第二次筛选的目的是选出能产生专一抗体的杂交瘤细胞，A错、B对；基因工程中要用同种限制性核酸内切酶切割运载体和目的基因，产生相同的黏性末端以便于二者的连接，C错；标记基因的作用是鉴别受体细胞中是否含有目的基因，D对。答案AC7．(2011·海南单科，31)回答有关基因工程的问题。(1)构建基因工程表达载体时，用不同类型的限制酶切割DNA后，可能产生黏性末端，也可能产生________末端。若要在限制酶切割目的基因和质粒后使其直接进行连接，则应选择能使二者产生________(相同、不同)黏性末端的限制酶。(2)利用大肠杆菌生产人胰岛素时，构建的表达载体含有人胰岛素基因及其启动子等，其中启动子的作用是________。在用表达载体转化大肠杆菌时，常用________处理大肠杆菌，以利于表达载体进入；为了检测胰岛素基因是否转录出了mRNA，可用标记的胰岛素基因片段作探针与mRNA杂交，该杂交技术称为________。为了检测胰岛素基因转录的mRNA是否翻译成________，常用抗原—抗体杂交技术。(3)如果要将某目的基因通过农杆菌转化法导入植物细胞，先要将目的基因插入农杆菌Ti质粒的________中，然后用该农杆菌感染植物细胞，通过DNA重组将目的基因插入植物细胞的________上。解析(1)DNA分子经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式：黏性末端和平末端。当限制酶在它识别序列的中心轴两侧将DNA切开时，产生的是黏性末端，而当限制酶在它识别序列的中心轴线切开时，产生的是平末端。要使目的基因和质粒直接进行连接，应使用同种限制酶切割目的基因和质粒，使二者产生相同黏性末端。(2)一个基因表达载体的组成，除含有目的基因外，还必须有启动子、终止子和标记基因。启动子是一段有特殊结构的DNA片段，位于基因首端，是RNA聚合酶识别和结合部位，可以驱动目的基因转录出mRNA。在用表达载体转化大肠杆菌时，为便于表达载体进入，常用CaCl2处理大肠杆菌。要检测目的基因是否转录出对应的mRNA，可采用分子杂交技术，即用目的基因片段作探针，与mRNA杂交，如果显示出杂交带，则表明目的基因转录出了mRNA。(3)运用农杆菌转化法将目的基因导入植物细胞时，要先将目的基因插入农杆菌Ti质粒的TDNA中，然后将该农杆菌感染植物细胞，通过DNA重组将目的基因插入到植物细胞的染色体DNA上。答案(1)平相同(2)驱动胰岛素基因转录出mRNACaCl2溶液(或Ca2＋)分子杂交技术蛋白质(3)TDNA染色体DNAB级智能提升8．如图为科学家通过基因工程方法培育转基因抗虫棉的大致过程。请据图分析回答问题。(1)图中①过程需要的酶有限制酶和________________。(2)在形成图中A的过程中，我们称a为目的基因，获取目的基因的途径主要有________________。(3)图中③过程常采用的生物技术是________，其原理是_______________。(4)被誉为第二代基因工程的蛋白质工程，已经向人们展示诱人的前景。它的基本途径是从预期的蛋白质功能出发→________→推测应有的氨基酸序列→________。解析(1)图中①过程为基因表达载体的构建，需要的工具酶有限制性内切酶、DNA连接酶。(2)获取目的基因的途径包括从基因文库中获取、PCR技术扩增、人工合成目的基因等。(3)图中③过程为借植物细胞全能性原理，利用植物组织培养技术培养转基因植物。(4)蛋白质工程的基本途径为从预期的蛋白质功能出发→设计预期的蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→找到相应的脱氧核苷酸序列。答案(1)DNA连接酶(2)从基因文库获取、PCR技术扩增、人工合成(3)植物组织培养植物细胞的全能性(4)设计预期的蛋白质结构找到相对应的脱氧核苷酸序列9．下图为口蹄疫疫苗生产过程示意图。请回答下列问题。(1)首先从口蹄疫病毒中提取合成病毒蛋白的RNA，原因是病毒蛋白质具有________特性，又不会使动物致病；以合成病毒蛋白的RNA产生病毒蛋白的DNA，需用到的工具酶是________________________。(2)构建基因表达载体所需要的工具酶是________。基因表达载体除目的基因外，还应包括________、________、________。(3)将重组质粒导入大肠杆菌前需先将大肠杆菌处理为________细胞。(4)为检测目的基因是否导入受体细胞，常常要借助载体上________的表达，更准确的方法是利用放射性同位素标记的________作探针与基因组DNA杂交，若要检测目的基因是否翻译成了病毒蛋白质，利用的技术是________。解析(1)病毒由核酸和蛋白质组成，其蛋白质外壳具有抗原特性，且不会使动物致病。以RNA为模板合成DNA的过程需要逆转录酶。(2)基因表达载体包括：目的基因、启动子、终止子、标记基因。构建基因表达载体要用到限制性核酸内切酶和DNA连接酶。(3)将目的基因导入微生物细胞常用Ca2＋处理使其成为感受态细胞。(4)检测目的基因是否导入受体细胞，可用目的基因作探针与基因组杂交，检测目的基因是否表达出相应的蛋白质可用抗原—抗体杂交技术。答案(1)抗原逆转录酶(2)限制性核酸内切酶和DNA连接酶启动子终止子标记基因(3)感受态(4)标记基因病毒蛋白的基因(目的基因)抗原—抗体杂交10．(新题快递)ch1L基因是蓝细菌(蓝藻)DNA上控制叶绿素合成的基因，为研究该基因对叶绿素合成的控制，需要构建该种生物缺失ch1L基因的变异株细胞。技术路线如图甲所示，请据图分析回答问题。(1)与真菌相比较，蓝细菌在结构上最主要的特点是________，在功能上最主要的特点是___________。(2)①②过程中均使用的工具酶有________。(3)构建重组质粒B在整个操作过程中的目的是______________和________。(4)若含有ch1L基因的DNA片段和选用的质粒上的限制酶切割位点如图乙所示。请回答问题。①构建含ch1L基因的重组质粒A时，应选用的限制酶是________，对________进行切割。②同时用酶1和酶4切割图乙中的质粒，则产生含有1800对碱基和8200对碱基的两种片段；用图中四种酶同时切割此质粒，则产生含有600对碱基和8200对碱基的两种片段；若换用酶1和酶3同时切割此质粒，则产生________________________________________________________________________。解析(1)蓝细菌为原核生物，与真核生物相比最主要的特点是无核膜包被的细胞核。从功能上分析，蓝细菌有光合色素能够进行光合作用。(4)含ch1L基因的DNA片段没有酶4的切割位点，其中酶2的切割位点在ch1L基因中，所以只能用酶1和酶3同时切割含ch1L基因的DNA片段和质粒。用酶1和酶4切割质粒，质粒被切成l800对碱基和8200对碱基的两种片段，说明酶1―→酶2―→酶3―→酶4，总长为1800对碱基；用四种酶同时切割得到600对碱基和8200对碱基的两种片段，说明酶1―→酶2，酶2―→酶3，酶3―→酶4，长度均为600对碱基。故用酶1和酶3同时切割质粒，产生含有1200对碱基和8800对碱基的两种片段。答案(1)没有核膜包被的细胞核能够进行光合作用(2)限制性核酸内切酶和DNA连接酶(3)破坏ch1L基因操作成功后筛选出该变异株(4)①酶1和酶3质粒和含ch1L基因的DNA②含有1200对碱基和8800对碱基的两种片段11．关于“DNA的粗提取与鉴定”的实验装置如图：(1)实验材料选用鸡血细胞液，而不用鸡全血。主要原因是鸡血细胞液中________含量较高。(2)在上图A所示的实验步骤中加蒸馏水20mL的目的是________通过图B所示的步骤取得滤液，再在滤液中加入2mol·L－1NaCl溶液的目的是________________，图C所示实验中加蒸馏水的目的是________________。(3)为鉴定实验所得丝状物的主要成分是DNA，可滴加________溶液，结果丝状物被染成绿色。解析(1)鸡血细胞中含较多的DNA，而血浆中不含DNA，因此实验材料应用鸡血细胞液而不用鸡全血。(2)要明确区别两次加蒸馏水的目的，第一次目的是让鸡血细胞吸水涨破，放出DNA，第二次加蒸馏水是为了降低NaCl溶液的浓度，使溶解于2mol·L－1NaCl溶