江苏专用2022版高考生物一轮复习课时作业三十六基因工程课件苏教版

这是一份江苏专用2022版高考生物一轮复习课时作业三十六基因工程课件苏教版，共32页。
一、单项选择题:本题共6小题,每小题6分,共36分。每题只有一个选项最符合题意。1.下列有关基因工程技术的叙述,正确的是(　　)A.不同的限制酶切割形成的黏性末端一定不同B.PCR反应中周期性的温度设置是特定的,与扩增的目的基因和引物无关C.在构建基因表达载体时通常需要大量的目的基因和载体D.质粒上的目的基因都必须整合到受体细胞的DNA上并表达
【解析】选C。不同的限制酶切割形成的黏性末端可能相同,也可能不同,A错误;PCR反应中周期性的温度设置与扩增的目的基因和引物有关,不同的目的基因和引物需要的温度有所不同,B错误;在构建基因表达载体时通常需要大量的目的基因和载体,这样获得基因表达载体的概率更高,C正确;质粒本身也是DNA,也能自我复制,所以进入受体细胞以后,既可以自己进行表达,也可以整合到受体细胞的DNA上表达,D错误。
2.下列关于蛋白质工程的说法,正确的是(　　)A.蛋白质工程是在分子水平上对蛋白质分子直接进行操作B.蛋白质工程能生产出自然界中不曾存在过的新型蛋白质分子C.对蛋白质的改造是通过直接改造相应的mRNA来实现的D.蛋白质工程的流程和天然蛋白质合成的过程是相同的【解析】选B。蛋白质工程是在分子水平上对基因进行改造,A、C错误;蛋白质工程的流程和天然蛋白质合成的过程是不同的,是中心法则的逆推过程,D错误。
3.微生物常被用于基因工程中。下列相关叙述正确的是(　　)A.从耐热的细菌中获取PCR所需的DNA连接酶B.大肠杆菌、酵母菌等是基因工程常用的载体C.作为载体的DNA分子需具有合成抗生素的基因D.常利用土壤农杆菌将目的基因导入植物细胞【解析】选D。从耐热的细菌中获取PCR所需的DNA聚合酶,A错误;基因工程中常用的载体是质粒、动植物病毒、λ噬菌体的衍生物,B错误;作为载体的DNA分子需要有抗生素抗性基因,便于后期的筛选,C错误;常利用土壤农杆菌将目的基因导入植物细胞中,D正确。
4.(2021·无锡模拟)利用外源基因在受体细胞中表达可生产人类所需要的产品。下列叙述中能说明外源基因在受体细胞中成功表达的是(　　)A.棉花体细胞中检测到苏云金芽孢杆菌的Bt毒蛋白B.大肠杆菌中检测到人胰岛素基因及其mRNAC.山羊乳腺细胞中检测到人生长激素DNA序列D.酵母菌细胞中检测到重组载体上的标记基因
【解析】选A。棉花体细胞中检测到苏云金芽孢杆菌的Bt毒蛋白,说明外源基因已经完成表达,A正确;大肠杆菌中检测到人的胰岛素基因转录出的mRNA,说明外源基因已经成功转录,但不能说明外源基因已经完成表达,B错误;山羊乳腺细胞中检测到人生长激素DNA序列,说明外源基因已经导入受体细胞,但不能说明外源基因已经完成表达,C错误;检测到标记基因只能说明重组DNA导入受体细胞,不能说明外源基因已表达,D错误。
5.(2020·盐城三模)长春花中的长春碱具有良好的抗肿瘤作用。科研人员利用TMS基因构建重组Ti质粒,对愈伤组织进行遗传改造,从其细胞分泌物中提取长春碱,解决长春碱供不应求的问题,操作流程如图。下列说法错误的是(　　)A.过程②多采用农杆菌转化法B.Ti质粒是TMS基因的运载工具C.外植体通过①脱分化过程形成愈伤组织D.愈伤组织通过③再分化过程产生长春碱
【解析】选D。 过程②是把目的基因导入植物细胞,多采用农杆菌转化法,A正确;TMS基因和Ti质粒通过酶切、连接,构建成重组Ti质粒,Ti质粒是TMS基因的运载工具,B正确;外植体通过①脱分化过程形成愈伤组织,脱分化是将已分化的细胞经过诱导后失去其特有的结构和功能而转变成未分化细胞的过程,C正确;已经脱分化的愈伤组织在一定条件下,再分化出各种组织器官,或进一步形成完整植株,这一过程叫作再分化,③过程产生长春碱不需要进行再分化,D错误。
6.(2021·南京模拟)L天冬酰胺酶对于治疗小儿白血病特别有效,但在临床应用中经常出现过敏反应。科研人员预期在L天冬酰胺酶的基础上研发药效性强但免疫性弱的蛋白质药物,下一步要做的是(　　)A.合成编码L天冬酰胺酶的DNA片段B.构建含L天冬酰胺酶基因片段的表达载体C.设计出药效性强但免疫性弱的蛋白质结构D.利用DNA分子杂交的方法对表达产物进行检测
【解析】选C。“合成编码L天冬酰胺酶的DNA片段”的上一步骤应该是“根据蛋白质氨基酸序列推断编码蛋白质的DNA序列”,A错误;“构建含L天冬酰胺酶基因片段的表达载体”的上一步骤应该是“合成编码L天冬酰胺酶的DNA片段”,B错误;“设计出药效性强但免疫性弱的蛋白质结构”的上一步骤是“确定预期蛋白质功能”,C正确;“利用DNA分子杂交的方法对表达产物进行检测”是已经表达出相应产物以后的操作,D错误。
二、多项选择题:本题共1小题,每小题6分,共6分。每题有不止一个选项符合题意。7.(2021·江苏七市调研)利用鸡血进行DNA的粗提取与鉴定,有关叙述正确的是(　　)A.将鸡血离心后取上清液进行实验B.DNA在0.14 ml·L-1 NaCl溶液中溶解度最大C.可用95 %的冷酒精进行DNA的纯化D.在沸水浴条件下,DNA与二苯胺试剂反应呈蓝色
【解析】选C、D。在新鲜鸡血中加入适量的柠檬酸钠防止血液凝固,混合均匀后离心,取血细胞的沉淀物进行实验,A错误;DNA在0.14 ml/LNaCl溶液中溶解度最小,故可使DNA析出从而去除杂质,B错误;DNA不溶于体积分数为95 %的冷酒精,因此在溶有DNA的滤液中加入体积分数为95 %的冷酒精后,用玻璃棒轻缓搅拌,这样可以进一步纯化DNA,C正确;DNA与二苯胺在沸水浴加热的条件下呈现蓝色,D正确。
三、非选择题:本题共4小题,共58分。8.(12分)PCR技术是分子生物学实验室里的一种常规手段,其原理是利用DNA的半保留复制,在试管中进行DNA的人工复制(如图所示),在很短的时间内,将DNA扩增几百万倍甚至几十亿倍,使实验室所需要的遗传物质不再受限于活的生物体。
(1)PCR的全称是　　　　　　　　　,94 ℃高温使DNA双链打开,这一步是打开　　　键,称为　　　　。而这一过程在细胞内是通过　　　　　酶实现的。 (2)当温度降低时,引物与模板　　　　　　端结合,在耐高温的　　　　　　的作用下,引物沿模板延伸,此过程中原料是　　　　　　　　　　　,遵循的原则是　　　　　　　　　。 (3)PCR技术的必要条件除模板、原料、ATP、酶以外,至少还需要三个条件,即液体环境、适宜的　　　　　　　和　　　　　　　　　,前者由PCR仪自动调控,后者则靠　　　　　　　来维持。 
(4)DNA的复制需要引物,其主要原因是　　　　　　　　　　　　　　。引物的实质是　　　　　　　　　　　,若将1个DNA分子拷贝10次,则需要在缓冲溶液中至少加入　　　　　　　　　个引物。 
【解析】(1)PCR全称是多聚酶链式反应,94 ℃高温使DNA双链打开,这一步是打开氢键,称为变性。这一过程在细胞内是通过解旋酶实现的。(2)当温度降至55 ℃时,引物与模板链3'端结合。加热至72 ℃,在耐高温的TaqDNA聚合酶的作用下,引物沿模板链延伸,此过程中原料是4种脱氧核苷酸,遵循的原则是碱基互补配对。(3)PCR技术必要条件除模板、原料、酶、ATP外,至少还需要液体环境,适宜的温度和pH,前者由PCR仪自动调控,后者靠缓冲液来维持。(4)DNA复制需要引物的主要原因是DNA聚合酶不能从头开始合成DNA,只能从3'端延伸DNA链。引物的实质是单链RNA或单链DNA分子。在DNA分子扩增时,需要2种引物,由于新合成的链都需要引物作为复制的起点,故所需的引物数目等于新合成的DNA链的数目,即2×210-2=211-2。
答案:(1)多聚酶链式反应　氢　变性　解旋(2)3'　Taq DNA聚合酶　4种脱氧核苷酸碱基互补配对(3)温度　pH　缓冲液(4)DNA的复制不能从头开始,DNA聚合酶只能从引物的3'端延伸DNA链　单链RNA或者单链DNA分子　211-2
9.(15分)(2021·苏锡常镇模拟)锦鲤疱疹病毒是一种双链DNA病毒。如图为TaqMan荧光探针技术的原理示意图,探针完整时,报告基团发射的荧光信号被淬灭基团吸收;PCR扩增时该探针被Taq酶切降解,使报告荧光基团和淬灭荧光基团分离,从而荧光监测系统可接收到荧光信号,即每扩增1个DNA分子,就有一个荧光分子形成,实现了荧光信号的累积与PCR产物形成完全同步。请回答下列问题:
(1)在基因工程中,目前获取目的基因的常用方法除了利用PCR技术扩增外,还有　　　　　　和　　　　　　　两种类型。 (2)引物的化学本质是　　 　,其与模板DNA的结合具有　　　　　性。 (3)通常情况下,探针中的GC含量比引物中的略高,这有利于保证退火时　　　　　　　与模板DNA结合。 (4)用TaqMan荧光探针技术检测锦鲤疱疹病毒时,在反应体系中要加相应的病毒遗传物质、引物、探针和　　　　　　　、　　　　　　　　酶等,其中酶发挥的具体作用是延伸DNA链和　　　　　　　。 (5)若最初该反应体系中只有一个病毒DNA分子,经n次循环后,需要消耗TaqMan荧光探针　　　　　　　个。 
【解析】(1)在基因工程中,目前获取目的基因的常用方法有:利用PCR技术扩增、从基因文库中获取、人工合成。(2)引物的化学本质是DNA单链,其与模板DNA的结合具有特异性。(3)通常情况下,探针中的GC含量比引物中的略高,这有利于保证退火时探针先于引物与模板DNA结合。(4)PCR扩增所需的条件包括:模板DNA、四种脱氧核苷酸、一对引物、热稳定DNA聚合酶(Taq酶),结合图中信息可知,用TaqMan荧光探针技术检测锦鲤疱疹病毒时,在反应体系中要加相应的病毒遗传物质、引物、探针和4种脱氧核苷酸、Taq酶等;由题图可知,酶发挥的具体作用是延伸DNA链和将探针水解。
(5)根据题干信息可知,荧光信号的累积与PCR产物数量完全同步,因此计算时需要去除原来亲代的DNA分子,因此若最初该反应体系中只有一个病毒DNA分子,经n次循环后,需要消耗TaqMan荧光探针2n-1个。答案:(1)从基因文库中获取　人工合成　(2)DNA单链　特异　(3)探针先于引物　(4)4种脱氧核苷酸　Taq　将探针水解　(5)2n-1　
10.(16分)(2021·衡水模拟)我国一科研团队将小麦液泡膜Na+/K+逆向转运蛋白基因(TaNHX2基因)转移到水稻细胞内,获得了转基因耐盐水稻新品种。回答下列有关问题:
(1)获取目的基因的方法很多。若已知TaNHX2基因序列,可以用　　　　　扩增该基因。首先根据序列设计、合成　　　　并投入反应体系,同时,还需要放入dNTP、目的基因、Taq酶等。还可以人工合成TaNHX2基因。如图1表示人工合成的两条若干个碱基的DNA单链,两条链通过18个碱基对形成部分双链DNA片段,再利用Klenw酶补平,获得双链DNA。从功能看,Klenw酶是一种　　　　　酶。 (2)图2是3种限制酶的识别与酶切位点示意图,构建基因表达载体时,经BamH Ⅰ酶切割得到的目的基因可以与图3所示质粒被　　　　酶切后的产物连接,理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。连接后的重组质粒　　　　　(填“能”“不能”或“不一定能”)被BamH Ⅰ切割。 
(3)基因表达载体通过农杆菌转化作用,就可以使目的基因进入植物细胞,并将其　　　　　　　　　　　,使目的基因的遗传特性得以稳定维持和表达。 (4)小麦与水稻差异很大,但通过基因重组后,水稻却能够合成小麦的蛋白质,这是因为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
【解析】(1)扩增目的基因常采用PCR技术;需要根据设计序列合成引物;从图中看出Klenw酶的作用是以DNA分子的一条链为模板,以脱氧核苷酸为原料合成DNA分子,催化磷酸二酯键的形成,所以是一种DNA聚合酶。(2)由图2可知,BamH Ⅰ酶和Sau3A Ⅰ酶两种酶切割片段产生的黏性末端互补,故经BamH Ⅰ酶切割得到的目的基因可以与图3所示质粒被Sau3A Ⅰ酶切割后的产物连接。连接后的重组质粒可能形成不同的序列,所以不一定能再被BamH Ⅰ切割。
(3)基因表达载体通过农杆菌转化作用,就可以使目的基因进入某植物根细胞,并将其插入植物细胞的染色体DNA上,使目的基因的遗传特性得以稳定维持和表达。(4)小麦与水稻差异很大,但小麦和水稻共用一套遗传密码,故通过基因重组后,水稻能够合成小麦的蛋白质。答案:(1)PCR技术　引物　DNA聚合(2)Sau3AⅠ　BamHⅠ和Sau3AⅠ两种酶切割片段产生的黏性末端互补　不一定能(3)插入植物细胞的染色体DNA上　(4)水稻和小麦共用一套遗传密码
11.(15分)弓形虫病是全球性分布和流行的人畜共患病,弓形虫寄生在人和动物的有核细胞内,危害严重。近年来,随着对弓形虫相关基因和抗原结构的研究的不断深入,弓形虫基因工程疫苗的研发取得了重大进展。科学家发现,弓形虫DNA中有一段P30基因,该基因突变会使弓形虫的侵染能力显著下降。据此,他们构建了弓形虫P30基因的乳酸乳球菌表达质粒L2Ps-P30-T (表达载体)。请回答有关基因工程疫苗的问题。(1)弓形虫与乳酸乳球菌相比较,弓形虫的DNA主要以　　　　　　　和　　　　　　　　的形式存在。 
(2)基因工程中,检测弓形虫DNA或疫苗目的基因可采用的方法是　　　　　　　　　杂交技术。 (3)如果表达质粒L2Ps-P30-T在乳酸乳球菌中的表达产物,能使小鼠对弓形虫感染具有免疫力,该表达产物属于　　　　(填“抗原”或“抗体”)。该表达质粒除了具有L2Ps-P30-T、抗生素基因外,还必须具有的结构是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (4)科学家还发现,一类MIC2蛋白是弓形虫感染的主要毒力物质,其毒力作用的关键位点是色氨酸。请完成该项研究的下列步骤。
①科学家采用蛋白质工程技术构建MIC2缺陷株,以此开发有效的活弱毒疫苗。②该蛋白质工程首先需要进行的是设计改变MIC2蛋白中的　　　　; ③需要推测经蛋白质工程改造后毒力减弱的MIC2蛋白中的　　　　　　　　　; ④将获得的新的MIC2蛋白感染免疫小鼠,检验其毒力;⑤根据新的MIC2蛋白的氨基酸序列,找到相应的　　　　　　　　　　　。 
【解析】(1)弓形虫是动物,其DNA主要在线粒体和细胞核中,即线粒体DNA和染色体DNA。(2)基因工程采用已知DNA序列(目的基因的碱基序列)为探针,通过分子杂交的方法,检测DNA(目的基因)。(3)如果表达质粒L2Ps-P30-T在乳酸乳球菌中的表达产物能使小鼠对弓形虫感染具有免疫力,由于该物质对小鼠来说是外来物质,故该表达产物属于抗原。与一般表达载体相同,该表达质粒除了具有L2Ps-P30-T (目的基因)、抗生素基因(标记基因),还必须具有的结构是复制原点、启动子、终止子。