2022届高考生物一轮复习专题训练75　集训基因工程的综合题型（解析版）

这是一份2022届高考生物一轮复习专题训练75　集训基因工程的综合题型（解析版），共10页。
难点突破练75　集训基因工程的综合题型1．(2021·北京大兴区高三开学考试)目前研究混杂DNA群体中的特异DNA序列，一般基于两种不同的方法，即DNA克隆和分子杂交，如下图所示。下列有关叙述不正确的是(　　)A．方法①需构建重组DNA并导入细胞B．方法②需要DNA聚合酶和RNA聚合酶C．方法③需要对探针进行特殊标记D．方法①②③都遵循碱基互补配对原则答案　B解析　研究混杂DNA群体中的特异DNA序列，先要通过基因工程将该基因与载体连接形成重组DNA，再导入细胞内进行克隆，A正确；方法②细胞外DNA克隆就是DNA复制，复制过程需要DNA聚合酶，RNA聚合酶用于转录过程，B错误；方法③为DNA分子杂交过程，要对已知基因的核酸序列制成荧光标记的DNA探针，C正确；方法①②过程中进行了DNA复制，方法③过程中会出现DNA单链结合成双链，因此①②③都遵循碱基互补配对原则，D正确。2．(2021·山东泰安高三月考)利用基因工程技术生产羧酸酯酶(CarE)制剂的流程如图所示，下列有关叙述正确的是(　　)A．过程①需使用逆转录酶产生互补的DNA片段B．过程②利用PCR扩增CarE基因需使用解旋酶和耐高温的DNA聚合酶C．过程③可用NaCl溶液处理大肠杆菌，使之成为感受态细胞D．过程④可利用DNA分子杂交鉴定目的基因是否已插入受体细胞的染色体DNA上答案　A解析　过程①表示通过反转录法合成目的基因，该过程需要逆转录酶，A正确；过程②表示利用PCR技术对目的基因进行扩增，该过程中解旋是通过高温解链实现的，不需要解旋酶，B错误；感受态细胞可用CaCl2溶液制备，C错误；过程④筛选获得工程菌可用DNA分子杂交的方法鉴定，但该基因工程中受体细胞为大肠杆菌，无染色体，D错误。3．(2021·江苏镇江高三期中)研究人员利用转基因技术培育出了抗烟草花叶病毒(TMV)感染的烟草，操作流程如图所示。下列相关叙述正确的是(　　)A．过程①需要的酶是DNA聚合酶，过程②需要DNA连接酶等B．过程①②获得的目的基因具有RNA聚合酶的识别和结合位点C．过程③是基因工程的核心，目的基因必须插入到Ti质粒的T－DNA上D．过程④常用基因枪法，过程⑤包括烟草细胞的再分化和愈伤组织的脱分化答案　C解析　过程①为反转录，需要逆转录酶，过程②获取目的基因，需要限制酶，而不是DNA连接酶，A错误；启动子是RNA聚合酶识别和结合的位点，过程①②获得的目的基因中不含有启动子，B错误；过程③为基因表达载体的构建，是基因工程的核心，该过程要求目的基因必须插入到Ti质粒的T－DNA上，C正确；烟草为双子叶植物，过程④常采用农杆菌转化法，过程⑤为植物组织培养技术，包括烟草细胞的脱分化和愈伤组织的再分化过程，D错误。4．(2021·天津河东区高三期中)下图是利用基因工程培育抗虫植物的示意图。下列相关叙述，正确的是(　　)A．切割Ti质粒的限制性核酸内切酶均特异性地识别6个或4个核苷酸序列B．③侵染植物细胞后，重组 Ti 质粒整合到④的染色体上C．利用花粉管通道法将抗虫基因导入受体细胞后，通过植物组织培养才能获得相应的抗虫植株D．⑤只要表现出抗虫性状就表明植株发生了定向的可遗传变异答案　D解析　切割质粒的限制性核酸内切酶均能特异性地识别核苷酸序列，但识别的核苷酸序列不一定是6个或4个，A错误；含重组Ti质粒的农杆菌侵染植物细胞后，重组 Ti 质粒的T－DNA整合到受体细胞染色体的DNA上，B错误；利用花粉管通道法将抗虫基因导入受体细胞后，形成含有目的基因的胚，经培养、筛选，可获得有特定性状的转基因植株，不需要通过植物组织培养，C错误；⑤只要表现出抗虫性状就表明抗虫基因已整合到植物细胞染色体上，且成功表达，即植株发生了定向的可遗传变异，D正确。5．在基因工程中利用某目的基因(图甲)和P1噬菌体载体(图乙)构建重组DNA。限制性核酸内切酶的酶切位点分别是BglⅡ、EcoRⅠ和Sau3AⅠ。下列分析错误的是(　　)A．构建重组DNA时，可用BglⅡ和Sau3AⅠ切割目的基因所在片段和P1噬菌体载体B．构建重组DNA时，可用EcoRⅠ和Sau3AⅠ切割目的基因所在片段和P1噬菌体载体C．图乙中的P1噬菌体载体只用EcoRⅠ切割后，含有2个游离的磷酸基团D．用EcoRⅠ切割目的基因所在片段和P1噬菌体载体，再用DNA连接酶连接，只能产生一种重组DNA答案　D解析　由题图可知，BglⅡ、Sau3AⅠ及EcoRⅠ三种酶在目的基因和P1噬菌体上都有切口，故可用BglⅡ和Sau3AⅠ或EcoRⅠ和Sau3AⅠ切割目的基因所在片段和P1噬菌体载体，A、B项正确；从图乙知P1噬菌体载体为环状DNA，只用EcoRⅠ切割后产生两条反向双螺旋链状DNA，含有2个游离的磷酸基团，C项正确；用EcoRⅠ切割目的基因所在片段和P1噬菌体载体，再用DNA连接酶连接，能产生不止一种重组DNA，D项错误。6．(2021·浙江绍兴高三月考)如图是生产转基因抗虫棉技术的流程图。已知卡那霉素抗性基因(kanR)常作为标记基因，只有含卡那霉素抗性基因的细胞才能在卡那霉素培养基上生长。下列叙述正确的是(　　)A．生产抗虫棉的整个过程中只需要基因工程操作即可B．卡那霉素抗性基因(kanR)中可能存在限制酶的酶切位点C．利用CaCl2处理的大肠杆菌将重组质粒导入离体棉花叶片组织细胞D．为检测抗虫基因是否成功表达，将离体棉花叶片组织放在含卡那霉素的培养基上培养答案　B解析　生产抗虫棉还需进行植物组织培养，A错误；标记基因中也可能存在限制酶的酶切位点，但在构建重组质粒时注意不要被切断，B正确；利用农杆菌转化法将重组质粒导入离体棉花叶片组织细胞，而不是导入大肠杆菌，C错误；将“离体棉花叶片组织”放在含卡那霉素的培养基上培养只能检测重组质粒是否导入离体棉花叶片组织细胞，而不能检测抗虫基因是否成功表达，D错误。7．通常禽流感病毒只能侵染鸟类，人流感病毒只能侵染哺乳类。现用高致病性禽流感病毒和低致病性人流感病毒(哺乳类感染病毒后基本无症状)的核酸完成如下实验，该实验不能说明(　　)A．步骤①说明流感病毒的遗传物质是DNA片段B．步骤②需要同种限制酶和DNA连接酶处理cDNA和质粒C．通过③和④产生的活病毒可能是不同病毒间核酸重组的结果D．步骤⑤说明猪的呼吸道上皮细胞可作为活病毒的宿主细胞答案　A解析　步骤①说明流感病毒的遗传物质是RNA，A项错误；步骤②是基因表达载体的构建，需要同种限制酶和DNA连接酶处理cDNA和质粒，B项正确；据题意可知，两种流感病毒单独存在时不能使猪患流感，但是通过③和④产生的活病毒可使猪患流感，故可能是不同病毒间核酸重组的结果，C项正确；经过步骤⑤猪患流感，说明猪的呼吸道上皮细胞可作为活病毒的宿主细胞，D项正确。8．(2021·江西新余模拟)科学家将人的生长激素基因与pBR322质粒进行重组，得到的重组质粒导入牛的受精卵中，使其发育为转基因牛，再通过细胞工程培育为转基因克隆牛。pBR322质粒含有两个抗生素抗性基因和5个限制酶切点(如图2)。将重组质粒导入大肠杆菌，并成功地在大肠杆菌中得以表达。请据图回答问题：(1)图1中显示的人的生长激素基因是通过人工合成的，图中①过程需要的酶是______________。该过程所依据的碱基互补配对原则是____________________________(用字母和箭头表示)。(2)图1中的mRNA是从人体的________细胞中获取的。(3)重组质粒形成与否需要鉴定和筛选，方法是将重组质粒的DNA分子导入大肠杆菌，通过含抗生素的培养基进行培养，观察大肠杆菌的生长、繁殖情况进行判断，如图3所示：①如果受体菌在培养基A上能生长、繁殖形成菌落，而不能在培养基B上生长、繁殖，则所使用限制酶的切点是图2中的____________________________，即目的基因插入了________________中。②如果受体菌在培养基A上不能生长、繁殖形成菌落，而在培养基B上能生长、繁殖，则所使用限制酶的切点是图2中的________，即目的基因插入了______________________中。③如果受体菌在培养基A和培养基B上都能生长、繁殖形成菌落，则所使用限制酶的切点是图2中的________________。答案　(1)逆转录酶　A→T、U→A、G→C、C→G　(2)垂体　(3)①切点3或切点4或切点5　抗四环素基因　②切点1　抗氨苄青霉素基因　③切点2解析　(1)根据图1分析，目的基因是通过mRNA反转录形成的，需要逆转录酶的催化；RNA中的碱基是A、U、C、G，DNA中的碱基是A、T、C、G，所以配对方式是A→T、U→A、G→C、C→G。(2)根据题意，生长激素基因是目的基因，该基因表达产物由垂体细胞分泌，所以需要从垂体细胞中提取相应的mRNA。(3)①根据题意，受体菌能在含氨苄青霉素的培养基上生存，不能在含四环素的培养基上生存，所以所使用限制酶的切点位于抗四环素基因内部，由图可知，是切点3或切点4或切点5。②根据题意，受体菌不能在含氨芐青霉素的培养基上生存，能在含四环素的培养基上生存，所以所使用限制酶的切点位于抗氨苄青霉素基因内部，由图可知，是切点1。③根据题意，受体菌既能在含氨苄青霉素的培养基上生存，也能在含四环素的培养基上生存，所以这两个基因都没有被破坏，由图可知，是切点2。9．(2021·河南中原名校质检)干旱会影响农作物产量，科学家们对此进行了研究。如图为用探针检验某一抗旱植物基因型的原理，相关基因用R和r表示。请据图分析回答下列问题：(1)基因R与r的本质区别是______________________的不同。在利用PCR技术扩增R或r基因过程中，利用________________可寻找抗旱基因的位置并进行扩增。(2)若被检植物发生A现象，不发生B、C现象，则被检植物的基因型为________。(3)用从基因文库中获取目的基因的方法获取抗旱基因时需要用到限制酶，限制酶的具体作用部位是________。(4)将目的基因导入植物细胞采用最多的方法是农杆菌转化法，其依据主要是当植物受到损伤时、伤口处的细胞会分泌大量的酚类化合物，吸引农杆菌移向这些细胞，这时农杆菌中的______________________________________________________________________。(5)经检测，抗旱基因已经导入烟草细胞，但未检测出抗旱基因转录出的mRNA，从构建基因表达载体的角度推测，最可能的原因是_____________________________________。答案　(1)脱氧核苷酸排列顺序(或碱基对排列顺序)　引物　(2)RR　(3)磷酸二酯键　(4)Ti质粒上的T－DNA可转移至受体细胞，并且整合到受体细胞染色体的DNA上　(5)基因表达载体上的目的基因首端未加入启动子解析　(1)等位基因的本质区别是脱氧核苷酸(或碱基对)的排列顺序不同。用PCR技术扩增R或r基因时，需要用引物寻找抗旱基因的位置。(2)被检植物发生A现象，不发生B、C现象，即单链DNA分子与r探针没有形成杂交斑，所以被检植物不含有r基因，其基因型为RR。(3)限制酶能够识别双链DNA分子的某种特定脱氧核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开。(4)农杆菌转化法的原理是如果将目的基因插入到Ti质粒中的T－DNA上，通过农杆菌的转化作用，就可使目的基因进入植物细胞，并将其整合到植物细胞中染色体的DNA上，使目的基因的遗传特性得以稳定维持和表达。(5)基因表达载体上与转录直接有关的是目的基因首端的启动子。10．(2021·广东广州一中高三月考)虫草中的超氧化物歧化酶(SOD)具有抗衰老作用。研究人员培育了能合成SOD的转基因酵母菌。结合下图回答下列问题：(1)将图中的重组 DNA 分子用HindⅢ和ApaLⅠ完全酶切后，可得到________种DNA片段。(2)作为受体细胞的酵母菌缺失URA3基因，必须在含有尿嘧啶的培养基中才能存活，为了筛选出成功导入表达载体的酵母菌， 所使用的培养基________(填“需要”或“不需要”)添加尿嘧啶，理由是______________________________________________________。(3)目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程，称为__________。 为了确定受体细胞中SOD基因是否转录，可用标记的________________作探针与从受体细胞中提取的RNA 进行分子杂交检测， 分子杂交的原理是_____________。(4)利用蛋白质工程获得活性更高的SOD时，需根据所设计蛋白质的结构推测其氨基酸序列， 最终确定相对应的脱氧核苷酸序列并经______________获得所需的基因。答案　(1)3　(2)不需要　成功导入表达载体的酵母菌具有URA3基因　(3)转化　SOD基因的片段(SOD基因)　碱基互补配对　(4)基因修饰或合成解析　(1)图中基因表达载体含有1个Hind Ⅲ切割位点和2个ApaL Ⅰ切割位点，因此将图中的基因表达载体用Hind Ⅲ和ApaLⅠ完全酶切后，可得到3种DNA片段。(2)作为受体细胞的酵母菌缺失URA3基因，必须在含有尿嘧啶的培养基中才能存活，因此，图示表达载体上的URA3基因可作为标记基因，供鉴定和选择；因为只有含有重组质粒的酵母菌才能在该培养基上生存，因此为了筛选出成功导入表达载体的酵母菌，所使用的培养基不需要添加尿嘧啶。(3)目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程，称为转化。为了确定受体细胞中SOD基因是否转录，可用标记的SOD基因作探针进行分子杂交检测，RNA与DNA单链进行杂交，因此分子杂交的原理是碱基互补配对。(4)利用蛋白质工程获得活性更高的SOD时，需根据所设计蛋白质的结构推测其氨基酸序列，最终确定相对应的脱氧核苷酸序列，确定下来之后需要在原基因基础上进行基因修饰或者基因改造，甚至直接人工合成获得所需的基因。11．(2021·江苏南通高三期中)人乳铁蛋白(hLF)对细菌、真菌和病毒等都有抑制作用。研究人员开展人乳铁蛋白基因乳腺特异性表达载体构建及转染研究，主要流程如下图，图中AseⅠ、NheⅠ、SalⅠ、BamHⅠ代表相关限制酶切点，neor为新霉素抗性基因，BLG基因为β­乳球蛋白基因，GFP基因为绿色荧光蛋白基因。请回答：(1)过程①中，不能从人肌肉细胞中提取RNA用于RT－PCR，是因为_________________。在RT－PCR过程中，加入的引物需在5′端添加____________________两种限制酶的识别序列，以便于hLF基因插入pEB中。(2)过程②中，hLF基因插入到BLG基因之后的目的是___________________________。过程③中，使用人工膜制成的脂质体将重组质粒导入受体细胞，依据的主要原理是________________________________。(3)将转染后的山羊乳腺上皮细胞先置于含新霉素的培养液中培养，能够存活的细胞应该是导入________________________的细胞，再利用荧光显微镜观察山羊乳腺上皮细胞中____________________，以筛选出转染成功的细胞。(4)要获得转基因山羊，还需要将成功表达hLF的乳腺上皮细胞的细胞核移植到山羊____________________细胞中，再借助________________________技术孕育出羊羔。答案　(1)hLF基因在人肌肉细胞中不转录(表达)　SalⅠ和BamHⅠ　(2)使人乳铁蛋白基因在山羊的乳腺细胞中表达　生物膜具有一定的流动性　(3)pEB质粒或pEBL质粒　是否有绿色荧光　(4)去核的卵母　早期胚胎培养和胚胎移植　 解析　(1)人肌肉细胞是高度分化的细胞，hLF基因在人肌肉细胞中不转录(表达)，故过程①中，不能从人肌肉细胞中提取RNA用于RT－PCR。SalⅠ和BamHⅠ在质粒上挨着，切割质粒不破坏其他基因，故在RT－PCR过程中，加入的引物需在5′端添加SalⅠ和BamHⅠ两种限制酶的识别序列，以便于hLF基因插入pEB中。(2)过程②重组载体的构建，hLF基因插入到BLG基因之后的目的是使人乳铁蛋白基因在山羊的乳腺细胞中表达。过程③重组载体导入受体细胞，使用人工膜制成的脂质体将重组质粒导入受体细胞，依据的主要原理是生物膜具有一定的流动性。(3)neor为新霉素抗性基因，具有抗新霉素的作用，故将转染后的山羊乳腺上皮细胞先置于含新霉素的培养液中培养，能够存活的细胞应该是导入pEB质粒或pEBL质粒的细胞，GFP基因为绿色荧光蛋白基因，作为标记基因，可再利用荧光显微镜观察山羊乳腺上皮细胞中是否有绿色荧光，以筛选出转染成功的细胞。12．(2021·苏州调研)科研人员利用胚胎干细胞(ES细胞)对干扰素基因缺失小鼠进行基因治疗，其技术流程如图1；图2表示目的基因及限制酶切点；图3表示质粒，据图回答：(1)重组细胞的细胞核来自________________细胞。(2)将基因导入ES细胞而不是导入上皮细胞是因为ES细胞具有________。(3)步骤③导入的目的基因是________________。(4)从基因组数据库中查询干扰素基因的核苷酸序列，以便根据其序列设计合成引物用于PCR扩增，PCR扩增过程至少第________轮循环后才能获得纯目的基因片段(仅含引物之间的序列)。(5)对干扰素基因片段和质粒进行双酶切时，可选用限制酶的组合为________________或________________。(6)将步骤③获得的ES细胞在荧光显微镜下观察，选择发________色荧光的细胞进行体外诱导。为检测干扰素基因是否表达，可以采用________________的方法。答案　(1)(干扰素基因缺失小鼠的)上皮　(2)全能性　(3)干扰素基因　(4)3　(5)Hind Ⅲ和Pst Ⅰ　EcoRⅠ和PstⅠ　(6)绿　抗原—抗体杂交解析　(4)因为前两轮循环扩增产物上的目的基因都带有模板DNA其他片段，即扩增产物比目的基因的DNA片段长，第3轮可获得纯目的基因片段。(5)由图可知，SmaⅠ 酶的识别序列和切割位点位于目的基因上，用该酶切割会破坏目的基因，因此对干扰素基因片段和质粒进行酶切时，可选用限制酶Hind Ⅲ和PstⅠ或EcoRⅠ和PstⅠ。(6)用限制酶Hind Ⅲ和PstⅠ或EcoRⅠ和PstⅠ切割时会破坏红色荧光蛋白基因，但不会破坏绿色荧光蛋白基因，因此将步骤③获得的ES细胞在荧光显微镜下观察，选择发绿色荧光的细胞进行体外诱导。为检测干扰素基因是否表达，可以采用抗原—抗体杂交法。