高考生物一轮复习专题训练：专题29《基因工程》（含详解）

这是一份高考生物一轮复习专题训练：专题29《基因工程》（含详解），共7页。
　　时间：45分钟　满分：100分基础组(共70分，除标注外，每小题5分)1．[武邑中学热身]随着人们生活水平的提高，人们对食物的要求不仅仅是吃饱，而且还要富有营养，我国科学家将富含赖氨酸的蛋白质编码基因导入玉米，获得的转基因玉米中赖氨酸的含量比对照组的提高了30%。如图所示是相关培育过程，下列说法正确的是(　　)A．将富含赖氨酸的蛋白质编码基因插入Ti质粒的T­DNA中，T­DNA的基因和目的基因均能表达B．图中①过程采用农杆菌转化法，③过程利用植物组织培养技术C．若将两个目的基因同时导入细胞中，发育成的个体自交，后代中富含赖氨酸的玉米有452株，正常玉米有30株，则两个目的基因分别导入两对同源染色体上D．个体生物学水平的鉴定可直接检测富含赖氨酸的蛋白质编码基因是否导入成功答案　C解析　将目的基因导入植物细胞通常采用农杆菌转化法，将目的基因插入Ti质粒的T­DNA片段中，T­DNA片段的基因被破坏而无法表达；图中①过程表示利用钙离子或感受态细胞法将重组Ti质粒导入农杆菌细胞内，②过程表示利用农杆菌转化法将目的基因导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；导入细胞内的两个基因有三种情况：若导入一条染色体上按基因分离定律，则子代表现型比为3∶1；若导入一对同源染色体上，则子代表现型均为富含赖氨酸；若导入两对同源染色体上，自交后代表现型比为15∶1；个体生物学水平上的鉴定无法检测出富含赖氨酸的蛋白质编码基因是否导入成功，因即使目的基因成功导入，也不一定能表达。2．[冀州中学期末]中国农业科学院的科学家于1993年，运用基因工程技术将苏云金杆菌的伴胞晶体蛋白基因(目的基因)，通过含抗青霉素抗性基因的质粒导入棉花离体体细胞中，再经MS培养基筛选培养，从而成功培育出抗棉铃虫的转基因抗虫棉。下列叙述中错误的是(　　)A．可用纤维素酶和果胶酶共同处理离体细胞，获得去壁体细胞B．培育体细胞的培养基中需添加生长素、细胞分裂素和青霉素C．用相应探针检测愈伤组织的基因，可判断目的基因是否导入D．用相应探针检测所培育植株基因，可判断目的基因是否表达答案　D解析　植物细胞壁的成分主要是纤维素和果胶，可用纤维素酶和果胶酶共同处理离体细胞，获得去壁体细胞，A正确；植物组织培养需要加入植物激素，加入青霉素可杀灭细菌，B正确；根据碱基互补配对原则，利用基因探针可检测目的基因是否导入受体细胞，C正确；判断目的基因是否表达用抗原—抗体杂交技术，D错误。3．[衡水二中月考]下列关于蛋白质工程的进展和应用前景的叙述中，不正确的是(　　)A．通过对基因结构的定点突变实现玉米赖氨酸合成的关键酶结构的改变属于蛋白质工程B．将人的胰岛素基因导入大肠杆菌细胞内，使大肠杆菌生产人的胰岛素的技术属于蛋白质工程C．对蛋白质进行分子设计必须从蛋白质的功能特点入手D．通过对基因结构的改造生产出自然界中从未存在的蛋白质种类目前还很少答案　B解析　蛋白质工程实质是通过对基因结构的改造来实现对蛋白质改造的技术，A正确；将人的胰岛素基因导入大肠杆菌体内，使大肠杆菌生产人的胰岛素的技术属于基因工程；B错误；蛋白质工程的途径是从预期的蛋白质功能出发，设计出预期的蛋白质结构，推测应有的氨基酸序列，找到相对应的核糖核苷酸序列，然后找到相对应的脱氧核苷酸序列，C正确；通过对基因结构的改造生产出的自然界不存在的蛋白质产品较少，D正确。4．[衡水中学预测]生物繁殖的本质是基因复制，人类正是利用这一点进行基因工程，从而产生了基因污染。基因污染是指在天然的生物物种基因中掺进了人工重组的基因，这些外来基因可随被污染生物的繁殖得到增殖，再随被污染生物的传播而发生扩散。根据以上叙述，下列对基因污染产生原因的表述，不正确的一项是(　　)A．基因工程间接导致了基因污染B．基因工程通过染色体重组发生基因交换，从而获得生物的新性状C．基因工程对生物体进行强制移植，完全打破了物种原有的屏障，破坏了生物原有的基因D．人类在培育基因工程作物时，没有充分进行其对其他生物和环境影响的相关研究答案　B解析　基因污染是指经过基因改造后的生物由于具有“杂种”优势，当它们回到自然环境中后往往会获得更多的生殖机会，同时还有可能对与其相关和相互依存的生物产生影响，破坏原有的生态平衡，进而使被改造过的基因较快地扩散到它的后代中去，使原有种群面临灭种的危险；基因工程通过基因重组而发生基因交换，从而获得生物的新性状。5．[枣强中学仿真]下列关于转基因生物与环境安全的叙述错误的是(　　)A．重组的微生物在降解污染物的过程中可能产生二次污染B．种植抗虫棉可以减少农药的使用量，对环境没有任何负面影响C．如果转基因植物的花粉中有毒蛋白或过敏蛋白，可能会通过食物链传递到人体内D．转基因生物所带来的环境安全问题在今后有可能得到解决答案　B解析　重组的微生物有可能产生新的对环境有污染的代谢产物；种植抗虫棉可以减少农药的使用量，但抗虫基因有可能通过杂交的方式传播到其他植物体内，造成基因污染；转基因花粉中有毒蛋白或者过敏蛋白可能通过蜂蜜等食品进入人体；随着人们对生物知识的了解，一些现在不能掌握的技术将被开发研究，环境安全问题是可以逐步解决的。6．[枣强中学热身](15分)继哺乳动物乳腺生物反应器研发成功后，膀胱生物反应器的研究也取得了一定进展。最近，科学家培养出一种转基因小鼠，其膀胱上皮细胞可以合成人的生长激素并分泌到尿液中，请回答下列问题：(1)获得人的生长激素基因的方法有从基因文库中获取、____________、________等。(2)在构建重组质粒的过程中，人的生长激素基因用________进行切割。人的生长激素基因之所以能“嫁接”到小鼠染色体的DNA上，原因是________________________________，人的生长激素基因进入小鼠细胞内，且能维持稳定和表达的过程称为________。(3)将人的生长激素基因导入小鼠受体细胞，常用方法是______________________________。进行基因转移时，通常要将外源基因转入________(细胞)中，原因是___________________，一般可采用____________技术检测外源基因是否插入了小鼠的基因组。但在研制膀胱生物反应器时，应使外源基因在小鼠的________细胞中特异表达。(4)若要一次获得多只相同的转基因小鼠，宜采用________技术，操作过程需要特别注意的问题是________________________。(5)为使外源基因在后代长期保持，可将转基因小鼠细胞的______转入______细胞中构成重组细胞，使其发育成与供体具有相同性状的个体，该技术称为________技术。答案　(1)PCR技术扩增　人工合成　(2)限制酶　人的生长激素基因和小鼠DNA分子的空间结构、化学组成相同　转化　(3)显微注射法　受精卵(早期胚胎)　受精卵(或早期胚胎)具有全能性，可使外源基因在相应组织细胞表达　DNA分子杂交　膀胱上皮　(4)胚胎分割　将内细胞团细胞均等分割　(5)细胞核　去核的卵　核移植(克隆)解析　(1)目的基因的获取一般有3种方法，即PCR技术扩增、人工合成、从基因文库中获取。(2)切割基因的酶是限制性核酸内切酶。基因和DNA都是两条链，具有相同的结构基础是其能重组的原因。(3)若受体细胞是动物细胞，一般选用显微注射法将目的基因导入受体细胞。常用的受体细胞是受精卵，因其较易表现出全能性。检测外源基因是否导入受体细胞常用DNA分子杂交技术。膀胱生物反应器应使外源基因在膀胱上皮细胞中特异表达。(4)要获得多只基因型相同的转基因小鼠，常用胚胎分割技术，操作时要特别注意将内细胞团均等分割，以免造成胚胎发育不均或难以发育。(5)后代要长期保持外源基因，可用核移植的方法。7．[衡水二中周测](15分)在菲律宾首都马尼拉郊外的一片稻田里，一种被称为“金色大米”的转基因水稻已经悄然收获。这种转基因大米可以帮助人们补充每天必需的维生素A，由于含有可以生成维生素A的β­胡萝卜素，它呈现金黄色泽，故称“金色大米”。“金色大米”的培育流程如图所示。请回答下列问题：(已知酶Ⅰ的识别序列和切点是—G↓GATCC—，酶Ⅱ的识别序列和切点是—↓GATC—)(1)培育“金色大米”的基因工程操作四步曲中，其核心是________。通过该操作形成了图中的c，它的构成至少包括目的基因、标记基因、复制原点和________________等。(2)在研究过程中获取了目的基因后采用________技术进行扩增，在构建c的过程中目的基因用________(填“限制酶Ⅰ”或“限制酶Ⅱ”)进行了切割；检验重组载体导入能否成功需要利用________作为标记基因。(3)过程d通常采用________方法，过程e运用了植物组织培养技术获得符合要求的个体。在该技术应用的过程中，关键步骤是利用含有一定营养和激素的培养基诱导植物细胞进行________和________。答案　(1)基因表达载体的构建　启动子、终止子(2)PCR　限制酶Ⅱ　基因Ⅰ(3)农杆菌转化　脱分化　再分化解析　(1)基因工程的核心步骤是基因表达载体的构建。构建的基因表达载体可用图中c表示，其结构至少包括目的基因、启动子、终止子、标记基因等。(2)扩增目的基因应采用PCR技术。据图可知，只能选择限制酶Ⅱ获取目的基因；用限制酶Ⅰ切割质粒(若使用限制酶Ⅱ进行切割，则基因Ⅰ和基因Ⅱ都会被破坏)，此时基因Ⅰ结构完整，可作为标记基因。(3)将目的基因导入植物细胞(即过程d)通常采用农杆菌转化法，将受体细胞培育为完整植株需用植物组织培养技术，该技术的核心是脱分化和再分化。8．[衡水中学猜题](15分)文化污染(如日本的动漫)、转基因技术、生化武器、生物技术的伦理和生态安全等问题成了2014年两会科技界代表热烈讨论的课题，请回答下列问题：(1)转基因食品是将含有________的生物及其产生的产品制成的食品。生产转基因食品首先要培育转基因生物。若培育转基因动物最好以________作为目的基因表达载体的受体细胞。植物可以对体细胞和生殖细胞进行培养直接产生试管植株，但动物的体细胞不能直接培养成动物新个体的原因是__________________________________；克隆羊多利(dolly)培育成功说明________具有全能性。在培育转人胰岛素基因酵母菌过程中，若用反转录法获取目的基因，则提供RNA的供体细胞为________(填“胰岛A细胞”“胰岛B细胞”“受精卵”或“干细胞”)。人大代表对转基因食品可能带给人类健康和环境方面的风险忧心忡忡，因为转基因生物存在________，如生物入侵、破坏原来的生态平衡、过敏反应、抗生素抗性、疾病流行、使人不育等。(2)中国有时发现不明的病原体，可能是某些国家蓄意带入的生物武器实验品，生物武器是一种大规模的杀伤性武器，它与常规武器相比有许多特点：①________、②________、③________。1998年6月27日，中美两国元首在关于《禁止生物武器公约》议定书的联合声明中，重申在任何情况下________、________、________生物武器。(3)中国政府对克隆人持反对态度，但认可对早期胚胎培养用于科学研究。用于人体细胞培养的培养基属于液体培养基，不使用固体培养基的原因之一是动物细胞存在________抑制。这种液体培养基一定要添加动物的________；细胞培养需要在95%的空气和5%的二氧化碳混合气体培养箱中进行，其中5%的二氧化碳的作用是______________________________________________________。答案　(1)外源基因　受精卵　动物细胞的全能性受到限制　动物的细胞核　胰岛B细胞　潜在危险(2)①传染性强　②污染面广　③难以防治　不发展　不生产　不储存(3)接触　血清　维持培养液的pH解析　(1)由于动物体细胞的全能性受到限制，所以培育转基因动物时将目的基因导入受精卵中；只有胰岛B细胞中胰岛素基因才能进行表达，所以只有在胰岛B细胞中才能获取胰岛素的mRNA。(2)生物武器具有传染性强、污染面广、难以防治的特点，所以应禁止使用生物武器。(3)动物细胞培养具有细胞贴壁生长和接触抑制现象；培养时需要提供一定的气体环境，其中5%的二氧化碳的作用是维持培养液的pH。能力组(共30分，每题15分)9．[冀州中学模拟]科学家通过基因工程方法，将苏云金芽孢杆菌的Bt毒蛋白基因转入普通棉株细胞内，并成功实现了表达，从而培育出了能抗棉铃虫的棉花植株——抗虫棉。其过程大致如图所示：(1)基因工程的操作程序主要包括的四个步骤是____________、____________、____________、____________。(2)Ti质粒是农杆菌中的一种质粒，其上有T－DNA，能把目的基因插入植物细胞染色体上，这是利用了T－DNA____________________________________________的特点。(3)Bt毒蛋白基因转入普通棉株细胞中并成功实现表达的过程，在基因工程中称为________。(4)将目的基因导入受体细胞的方法有很多种，该题中涉及的是____________________。(5)目的基因能否在棉株体内稳定维持和表达其遗传特性的关键是________________________，这需要通过检测才能知道，检测采用的方法是________________________。答案　(1)目的基因的获取　基因表达载体的构建　将目的基因导入受体细胞　目的基因的检测与鉴定(2)可转移至受体细胞并且能被整合到受体细胞染色体DNA上(3)转化(4)农杆菌转化法(5)目的基因是否插入到了受体细胞的染色体DNA上　DNA分子杂交技术解析　农杆菌侵染双子叶植物后，其Ti质粒上的T­DNA可转移到受体细胞，并被整合到受体细胞的染色体上。目的基因进入受体细胞内，并在受体细胞内稳定维持和表达的过程，称为转化。据图可知，该题将目的基因导入受体细胞的方法是农杆菌转化法。受体细胞的DNA上是否插入了目的基因，这是目的基因能否在棉株体内稳定遗传的关键，可利用DNA分子杂交技术检测。10．[衡水中学一轮检测]下图为转基因猪的培育过程。请回答：(1)在对胎猪细胞进行培养时，需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。此外，应定期更换培养液，防止____________________对细胞自身造成危害。(2)构建基因表达载体的目的是_________________________。基因表达载体的组成必须要有目的基因、________、终止子和________等。(3)可用______________处理母猪以获取更多的卵(母)细胞。(4)重构胚发育到____________阶段才能进行胚胎移植，被移植的胚胎之所以能够在受体母猪的子宫内存活，是因为受体母猪对移入子宫的外来胚胎基本上不发生________。答案　(1)抗生素　细胞代谢产物积累(2)使目的基因在受体细胞内稳定存在，并且可以遗传给下一代，同时使目的基因能够表达和发挥作用　启动子　标记基因(3)促性腺激素(4)桑椹胚或囊胚　免疫排斥反应解析　(1)细菌对抗生素敏感，动物细胞培养时，需要在细胞培养液中添加一定量的抗生素，以防止培养过程中的污染。此外，应定期更换培养液，防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害。(2)基因工程中构建基因表达载体的目的是使目的基因在受体细胞内稳定存在，并且可以遗传给下一代，同时使目的基因能够表达和发挥作用。基因表达载体的组成必须要有目的基因、启动子、终止子和标记基因等。(3)为获取更多的卵(母)细胞，可用促性腺激素处理供体母畜，使其超数排卵。(4)重构胚发育到桑椹胚或囊胚阶段才能进行胚胎移植，被移植的胚胎之所以能够在受体母畜的子宫内存活，是因为受体母畜对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应。