《专家把脉高考与考场零失误》高考生物总复习考点17人类基因组研究与基因工程

用心爱心专心-1-考点17人类基因组研究与基因工程人类基因组研究基因的结构基因工程简介基因工程的成果与应用基因测序技术的综合运用经典易错题会诊命题角度一人类基因组研究1．类基因组计划”中的基因测序工作是指测定A．DNA的碱基对排列顺序B信使RNA的碱基排列顺序C．蛋白质的氨基酸排列顺序D．DNA的基因排列顺序[考场错解]D[专家把脉]错误地认为基因测序就是测定DNA中基因的排列顺序。人类基因组计划的总体目标是从1990年起，完成人类23对染色体的遗传图谱、物理图谱的绘制及测定出DNA脱氧核苷酸对的全部序列，弄清所有基因的位置和功能。DNA的基因排列顺序属于遗传图谱、物理图谱的绘制，而序列图是测定出DNA脱氧核苷酸(碱基)的全部序列，即基因的脱氧核苷酸的排列顺序。[对症下药]A2．关于人类基因组研究的叙述中正确的是A．基因组在人的一个染色体组上B人类基因组计划是要确定人DNA的核苷酸序列C．基因组要测定23条染色体上的核苷酸D．基因组计划是人类科学史上最伟大的工程计划[考场错解]AC[专家把脉]对人类基因组计划的内容了解不够。人类基因组计划与阿波罗登月计划及曼哈顿原子弹计划并称为20世纪自然科学的最伟大的计划之一。要测定人类基因组的核苷酸序列，包括人体DNA所携带的全部遗传信息，在24条染色体上，是22条常染色体和XY染色体。人的1个染色体组只包括23条染色体。[对症下药]B专家会诊(1)人类基因组是指人体KNA分子所携带的全部遗传信息。人类的单倍体基因组由24条双链DNA分子组成(包括X,Y染色体的DNA)，共有30亿个碱基对，估计有3万～3．5万个基因。(2)人类基因组计划的研究工作：①克隆并测定人的基因组全部序列：②具体研究每一个基因的结构、功能、表达和调控等性质。(3)应当关注人类基因组研究的最新成果如克隆步移法等。考场思维训练请回答关于人类基因组计划的有关问题：(1)自然科学史上的三大计划是指、和。(2)中国参与人类基因组计划，测定1％序列的意义是。中国科学家测定的是3号染色体短臂上万个碱基对的序列任务。(3)人类基因组计划的研究，还包括5种模式生物基因组的研究，这5种模式生物是指、、、和。(4)美国塞莱拉遗传信息公司发现：①基因数量少得惊人，人类约3万个；②人类基因组用心爱心专心-2-中的1/4区域是无基因的片段；③35．3％的基因组包含重复序列；④地球上人与人之间99．99％的基因密码是相同的。据上述材料总结基因与DNA的关系。。(1)人类基因组计划曼哈顿原子弹计划阿波罗登月计划(2)关系到我国21世纪生命科学与生物产业的发展，不参与序列图的绘制将失去与别国在这一技术领域的竞争地位3000(3)大肠杆菌酵母菌线虫果蝇小鼠(4)基因是DNA分子上具有遗传效应的特定核苷酸序列，是具有遗传效应的DNA片段。解析：根据有关人类基因组计划的信息分析回答。命题角度二基因的结构1．国科学家运用基因工程技术，将苏云金芽孢杆菌的抗虫基因导入棉花细胞并成功表达，培育出了抗虫棉。下列叙述不正确的是A．基因非编码区对于抗虫基因在棉花细胞中的表达不可缺少B重组DNA分子中增加一个碱基对，不一定导致毒蛋白的毒性丧失C．抗虫棉的抗虫基因可通过花粉传递至近缘作物，从而造成基因污染D．转基因棉花是否具有抗虫特性是通过检测棉花对抗生素抗性来确定的[考场错解]AB[专家把脉]笔误或对基因的结构不熟悉导致失误。非编码区的作用在于调控结构基因；重组DNA分子中增加的一个碱基对如果不在抗虫基因上，则对抗虫基因的表达不会造成影响；转基因棉花是否具有抗虫性应该用棉铃虫来检测，若能导致棉铃虫死亡，则证明已具备抗性。[对症下药]D2．的某个基因发生了突变，导致该基因编码的蛋白质肽链中一个氨基酸替换成了另一个氨基酸，那么突变的碱基是在基因的什么位置。A．外显子B编码区C．RNA聚合酶结合的位点D．非编码区[考场错解]A[专家把脉]不知道原核生物基因的编码区是连续的，没有外显子与内含子之分。在该基因编码的蛋白质肽链的氨基酸替换时，只能在编码区发生突变。[对症下药]B3．下图所示真核生物染色体组成。1、2、3、4分别表示A．胸腺嘧啶、非编码区、内含子、外显子B胸腺嘧啶、非编码序列、外显子、内含子C．尿嘧啶、非编码区、外显子、密码子D．尿嘧啶、非编码序列、内含子、外显子[考场错解]B[专家把脉]对真核生物基因结构的特点理解不透。本题要求学生能够分析概念图、理解概念、联线和联线词之间的含义，并形成知识的网络结构。由题干可知图示为真核生物的染色体组成，其基因的结构中外显子和内含子只有前者能编码蛋白质，所以4应为外显子。[对症下药]A专家会诊(l)真核生物的基因中编码区由于包含外显子和内含子两部分，前者能编码蛋白质，而后者则不能。用心爱心专心-3-(2)真核生物基因中编码区的外显子与内含子相间隔存在，外显子比内含子多一个；外显子含碱基对数目与内含子不同；内含子在转录后要被切除，将外显子的转录部分拼接起来，才得到成熟的信使RNA。考场思维训练1以下关于基因结构中“与RNA聚合酶结合位点”的说法错误的是A．“与RNA聚合酶结合位点”是起始密码B．“与RNA聚合酶结合位点”是转录RNA时RNA聚合酶的一个结合点C．“与RNA聚合酶结合位点”能够使酶准确地识别转录的起始点并开始转录D．“与RNA聚合酶结合位点”在转录mRNA时，起调控作用1．A解析：起始密码是mRNA上开始的三个相邻碱基，不在基因的结构中。2在一个真核细胞基因的编码区中，有两个外显子和一个内含子，测得一个外显子有126个碱基，另一个外显子有180个碱基；内含子含36个碱基，那么这个编码区的碱基编码序列最多能编码的氨基酸个数是A．114个B．57个C．171个D．51个2．D解析：最多编码氨基酸的个数是：(126+180)÷6=51命题角度三基因212程简介1．在基因工程中，限制性内切酶是一种重要的工具酶，这种酶A．是一种RNA分子B主要存在于真核生物中C．能识别基因中非编码区特定碱基序列D．本身的合成是受基因控制的[考场错解]AC[专家把脉]不能准确理解限制性内切酶的分布、化学本质、功能及合成过程。限制性内切酶是一种蛋白质分子，主要存在于微生物体内，能识别特定的碱基序列并进行切割，这种碱基序列不一定存在于非编码区中。[对症下药]D2．因工程技术可使大肠杆菌合成人的蛋白质。下列叙述不正确的是A．常用相同的限制性内切酶处理目的基因和质粒B．DNA连接酶和tCNA聚合酶是构建重组质粒必需的工具酶C．可用含抗生素的培养基检测大肠杆菌中是否导人了重组质粒D．导人大肠杆菌的目的基因不一定能成功表达[考场错解]C[专家把脉]对基因工程的有关知识了解不够。利用重组质粒所携带的标记基因(如抗生素抗性基因)来检测目的基因是否被导入受体细胞是基因工程中常用的方法。而构建重组质粒时常用的工具酶是限制性内切酶和DNA连接酶，RNA聚合酶参与DNA的转录。[对症下药]B专家会诊(1)应熟悉基因工程中所用的工具：限制性内切酶的特点、种类；DNA连接酶连接的位点(P～0键)：运载体的特点与种类。(2)掌握得到目的基因的方法：很多抗虫、抗病毒的基因用直接分离基因的方法得到，而获取真核细胞的基因时一般用人工合成的方法，人工合成目的基因的两种途径是：反转录法和化学合成法。(3)在基因工程中一般选择受精卵作为受体细胞，而不采用体细胞，其优点是前者更容易用心爱心专心-4-发育成新个体，相对来说所要求技术含量低，消耗的成太少。考场思维训练1以下有关基因工程的叙述，正确的是A．基因工程是细胞水平上的生物工程B基因工程的产物对人类都是有益的C．基因工程产生的变异属于人工诱变D基因工程育种的优点之一是目的性强1．D解析：进行基因工程育种，具有目标明确，能打破生殖隔离等优点。2日本近畿大学入谷明教授等把菠菜的基因植入猪的受精卵内，培育出不饱和脂肪酸含量高的猪。在对这种猪的脂肪组织进行分析后发现，它们体内的不饱和脂肪酸要比一般猪高大约20％。植入猪受精卵里的菠菜基因控制菠菜根部的一种酶——FAD2，这种酶能够将饱和脂肪酸转换为不饱和脂肪酸。请根据以上材料，回答下列问题：(1)高不饱和脂肪酸猪的诞生，运用了技术手段。(2)菠菜基因之所以能植入猪细胞内，并大量繁殖的物质基础是。(3)具有菠菜基因的猪，体内不饱和脂肪酸要比一般猪高大约20％，说明。(4)植物和动物间基因移植成功，说明生物间合成蛋白质的方式，并且共用一套。从进化角度看，菠菜和猪具有。(5)猪的DNA分子被“嫁接”上菠菜基因，并不影响猪体内其他基因的表达，说明。2．(1)基因工程(2)都由脱氧核苷酸组成，有互补碱基序列(3)菠菜基因已在猪细胞内进行了复制、转录和表达(4)相同遗传密码共同原始祖先(5)基因是遗传物质结构和功能的基本单位解析：动植物细胞的基因能组合在一起，并得到表达，说明两者的遗传物质的结构相同，蛋白质的合成方式相同，且共同一套相同的遗传密码。3在植物基因工程中，用土壤农杆菌中的Ti质粒作为运载体，把目的基因重组入Ti质粒上的T--DNA片段中，再将重组的T—DNA插入植物细胞的染色体DNA中。(1)科学家在进行上述基因操作时，要用同一种分别切割质粒和目的基因，质粒的黏性末端目的基因DNA片段的黏性末端就可能通过而黏合。(2)将携带抗除草剂基因的重组Ti质粒导入二倍体油菜细胞，经培养、筛选获得一株有抗除草剂特性的转基因植株。经分析，该植株含有一个携带目的基因的T—DNA片段，因此可以把它看作是杂合子。理论上，在该转基因植株自交F1代中，仍具有抗除草剂特性的植株占总数的，原因是。(3)种植上述转基因油菜，它所携带的目的基因可以通过花粉传递给近缘物种，造成“基因污染”。如果把目的基因导入叶绿体DNA中，就可以避免“基因污染”，原因是。3．(1)限制性内切酶碱基互补配对(2)3/4雌雄配子各有1/2含抗除草剂基因，受精时，雌雄配子随机结合(3)叶绿体遗传表现为母系遗传，目的基因不会通过花粉传递而在下一代中显现出来解析：结合转基因技术的操作步骤、基因的分离定律和细胞质遗传的特点来分析。命题角度四基因工程的成果与应用1．型细胞贫血症的病因是血红蛋白基因的碱基序列发生了改变。检测这种碱基序列改变必须使用的酶是用心爱心专心-5-A．解旋酶B．DNA连接酶C．限制性内切酶D．RNA聚合酶[考场错解]A[专家把脉]认为检测血红蛋白基因时DNA为双链结构首先要解旋因而确定解旋酶。可以断定在检测血红蛋白基因碱基序列是否发生改变时该基因的DNA片段要解旋，但让DNA解旋可以使用其他方法如水浴加热可使DNA解旋，并让两条链解开，因此解旋酶不是必须的，显然DNA连接酶、RNA聚-合酶都是非必需的。限制性内切酶的特点是能/7,RNA特定的核苷酸序列，使用不同的限制酶切割病变的基因，然后比较限制酶切点的碱基序列可确定突变的碱基序列。[对症下药]C2．列关于基因工程应用的叙述，正确的是A．基因治疗就是把缺陷基因诱变成正常基因B基因诊断的基本原理是DNA分子杂交C．一种基因探针能检测水体中的各种病毒D．原核基因不能用来进行真核生物的遗传改良[考场错解]ACD[专家把脉]对基因工程的应用把握不准。基因治疗是把健康的外源基因经运载体导入到有基因缺陷的细胞中，并使之表达从而达到治疗疾病的目的；基因探针检测病毒的原理是DNA分子杂交原理，由于DNA分子具有特异性，所以一种基因探针只能检测一种病毒；原核生物的基因结构虽然和真核生物不同，但经过修饰，可以用来改造真核生物，如抗虫棉就是以苏云金芽孢杆菌的抗虫基因改造而成的；基因诊断的原理仍然是DNA分子杂交原理。[对症下药]B3．下列高科技成果中，根据基因重组原理进行的是①我国科学家袁隆平利用杂交技术培育出超级水稻②我国科学家将苏云金杆菌的某些基因移植到棉花体内，培育出抗虫棉③我国科学家通过返回式卫星搭载种子培育出太空椒④我国科学家通过体细胞克隆技术培养出克隆牛A．①B．①②C．①②③D．②③④[考场错解]A[专家把脉]对基因工程育种的原理把握不准导致错选。本题结合高科技成果来考查生物