(江苏专版)2020版高考生物一轮复习课时跟踪检测42《基因工程》(含解析)
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一、选择题
1．在某种生物中检测不到绿色荧光，将水母绿色荧光蛋白基因转入该生物体内后，结果可以检测到绿色荧光。由此可知( )
A．该生物的基因型本来是杂合的
B．该生物与水母有很近的亲缘关系
C．绿色荧光蛋白基因在该生物体内得到了表达
D．改变绿色荧光蛋白基因的1个核苷酸对，就不能检测到绿色荧光
解析：选C 该生物原来没有荧光表现，加入荧光基因后，表现出荧光现象，但不能确定该生物原来的基因型；基因工程可以实现不同生物间的基因重组，因此，该生物与水母不一定有很近的亲缘关系；该生物出现荧光现象，说明绿色荧光蛋白基因在该生物体内得到了表达；由于密码子的简并性，改变绿色荧光蛋白基因的1个核苷酸对，有可能检测到绿色荧光。
2．(2019·南通考前卷)iPS细胞是利用病毒将四个基因(Oct4、Sox2、Klf4和cMyc)导入动物体细胞使其转化为类似胚胎干细胞的一种细胞。在iPS细胞培育过程中( )
A．运用了基因工程、动物细胞培养等现代生物技术
B．病毒的作用只是通过侵染将基因导入体细胞中
C．使用的工具酶主要有DNA聚合酶和DNA连接酶
D．仅有Oct4、Sox2、Klf4和cMyc能够转录、翻译
解析：选A 根据题干信息分析，在iPS细胞培育过程中，先利用基因工程技术获得含有四个基因的动物细胞，再利用动物细胞培养技术获得iPS细胞；病毒的作用是通过侵染将基因导入体细胞，同时使目的基因在受体细胞中稳定存在并表达；使用的工具酶是限制酶和DNA连接酶；除了Oct4、Sox2、Klf4和cMyc能够表达(转录、翻译)，动物体细胞中原来的许多基因也能够表达。
3．下列关于核酸分子杂交和抗原—抗体杂交的叙述，正确的是( )
A．核酸分子杂交是指两条脱氧核苷酸链的杂交
B．抗原—抗体杂交的原理为碱基互补配对原则
C．核酸分子杂交可检测目的基因的存在和转录
D．抗原—抗体杂交常以目的基因产物作为抗体
解析：选C 核酸分子杂交可以是两条脱氧核苷酸链的杂交，也可以是 DNA单链和RNA的杂交；抗原—抗体杂交的原理是抗体能与对应的抗原发生特异性结合；核酸分子杂交可检测目的基因的存在和转录；抗原—抗体杂交中目的基因产物常作为抗原。
4．(2019·扬州一模)某种线性DNA含有限制性核酸内切酶EcoRⅠ的1个酶切位点。该DNA样品(甲)经EcoRⅠ酶切后，在DNA连接酶催化下形成产物乙。则反应液中产物乙共有( )
A．1种 B．2种
C．3种 D．4种
解析：选C 分析题图和题意可知，线性DNA含有限制性核酸内切酶EcoRⅠ的1个酶切位点，因此经过该酶切割后会形成两个相同的黏性末端，切割后形成的两个DNA片段若分别用a和b表示，由于a和b具有相同的黏性末端，因此利用DNA连接酶催化后，能够产生aa连接、bb连接、ab连接3种产物。
5．下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所有病毒
D．原核基因不能用来进行真核生物的遗传改良
解析：选B 基因治疗是把健康的外源基因导入有基因缺陷的细胞中，达到治疗的目的，并不是把缺陷基因诱变成正常基因；基因诊断是用放射性同位素、荧光分子等标记的DNA分子作探针，利用DNA分子杂交的原理，鉴定被检测标本上的遗传信息，达到检测疾病的目的；基因探针具有专一性，一般来说，一种基因探针只能检测水体中的一种相应的病毒；原核生物的基因也是DNA，可以用于真核生物的遗传改良。
6．如图表示利用细菌中抗虫基因培育抗虫玉米的过程，其中①～⑧表示操作步骤，a、b表示相关分子，c～e表示培养过程，其中d过程表示细菌与玉米细胞混合培养。下列有关叙述正确的是( )
A．图中需要用到限制酶的是步骤①②③
B．图中导入目的基因的是步骤④
C．步骤⑤的主要目的是扩增目的基因
D．脱分化和再分化的步骤分别是⑦和⑧
解析：选C 图中需要用到限制酶的是步骤①②，步骤③需要用到DNA连接酶；步骤④⑤⑥表示将目的基因通过农杆菌转化法导入玉米细胞，步骤④仅仅是将目的基因转入细菌；步骤⑦表示植物组织培养过程，包括脱分化和再分化，步骤⑧表示植物的生长发育过程。
7．小鼠杂交瘤细胞表达的单克隆抗体用于人体试验时易引起过敏反应，为了克服这个缺陷，可选择性扩增抗体的可变区基因(目的基因)后再重组表达。下列相关叙述正确的是( )
A．设计扩增目的基因的引物时不必考虑表达载体的序列
B．用PCR方法扩增目的基因时需要知道基因的全部序列
C．PCR体系中G－C碱基对含量将影响使DNA解链的所需温度
D．PCR体系中一定要添加从受体细胞中提取的DNA聚合酶
解析：选C 设计扩增目的基因的引物时，要考虑表达载体相关序列，从而保证目的基因能与表达载体相连接及正常表达；用PCR方法扩增目的基因的前提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列，以便根据这一序列合成引物，但不需要知道基因的全部序列；在每个双链DNA分子中，碱基对A与T之间有2个氢键，C与G之间有3个氢键， 且DNA分子含有的氢键数越多，其热稳定性就越高，因此PCR体系中G－C碱基对含量将影响DNA解链的温度；PCR体系中一定要添加耐高温的热稳定DNA聚合酶，而从受体细胞内提取的DNA聚合酶不耐高温。
8．(2018·北京高考)用XhoⅠ和SalⅠ两种限制性核酸内切酶分别处理同一DNA片段，酶切位点及酶切产物分离结果如图。以下叙述不正确的是( )
A．图1中两种酶识别的核苷酸序列不同
B．图2中酶切产物可用于构建重组DNA
C．泳道①中是用SalⅠ处理得到的酶切产物
D．图中被酶切的DNA片段是单链DNA
解析：选D 通过图1可知，两种限制性核酸内切酶切割DNA分子的不同部位，说明两种限制性核酸内切酶识别的核苷酸序列不同；图2中的酶切产物是DNA分子片段，可用于构建重组DNA；观察图1可知，该DNA片段有3个SalⅠ酶切位点，故用SalⅠ处理后，可形成4个DNA分子片段，电泳后出现4条电泳带，与电泳条带①对应；限制性核酸内切酶作用的是双链DNA片段，因此图中被酶切的DNA片段应是双链DNA。
9．(2019·南通二模，多选)据报道，研究人员将口蹄疫病毒结构蛋白VP1的某一活性肽基因片段导入胡萝卜愈伤组织细胞培育转基因胡萝卜，用于生产可直接口服的口蹄疫疫苗。下列相关叙述正确的是( )
A．胡萝卜愈伤组织细胞可利用胡萝卜体细胞诱导脱分化获得
B．可将活性肽基因片段直接导入胡萝卜愈伤组织细胞
C．可利用PCR、DNA分子杂交等技术鉴定目的片段是否已整合到胡萝卜染色体中
D．转基因是否成功需要对愈伤组织再分化形成的植株进行活性肽含量测定
解析：选ACD 可利用胡萝卜韧皮部的一些细胞，放入含有植物激素、无机盐和糖类等物质的培养液中培养，这些离体的植物组织细胞，经过脱分化，可以形成愈伤组织；外源基因如果直接导入受体细胞，将无法进行自我复制以及基因的表达，因此活性肽基因片段必须要经由运载体导入胡萝卜愈伤组织细胞，才能表达；可利用PCR、DNA分子杂交等技术鉴定目的片段是否已整合到胡萝卜染色体中；如果转基因成功，转基因胡萝卜就会进行基因表达产生相应的VP1的某一活性肽，否则就不会产生或产生量少，因此对愈伤组织再分化形成的植株进行活性肽含量测定，就可知道转基因是否成功。
10．(多选)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
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分子杂交法鉴定目的基因是否已导入受体细胞
解析：选AD 利用PCR扩增基因时，通过高温使DNA解旋，不需要解旋酶，但需要耐高温的DNA聚合酶；用CaCl2溶液处理大肠杆菌，使其成为感受态细胞。
11．(2019·苏锡常镇一模，多选)从唾液腺细胞中提取全部mRNA，以此为模板合成相应的单链DNA(TcDNA)，利用该TcDNA与来自同一个体浆细胞中的全部mRNA(JmRNA)进行分子杂交。下列有关叙述错误的是( )
A．TcDNA分子中嘌呤碱基与嘧啶碱基数目相等
B．唾液腺细胞中的RNA与TcDNA都能进行分子杂交
C．唾液腺细胞不能分泌抗体是因为缺乏编码抗体的相关基因
D．能与TcDNA互补的JmRNA中含有编码呼吸酶的mRNA
解析：选ABC TcDNA分子是单链的，因此其分子中的嘌呤碱基与嘧啶碱基数目不一定相等；TcDNA是以从唾液腺细胞中提取全部mRNA为模板合成的，而唾液腺细胞中还有rRNA、tRNA，因此唾液腺细胞中的RNA与TcDNA并不能都进行分子杂交；唾液腺细胞不能分泌抗体是因为编码抗体的相关基因没有表达；由于所有细胞中呼吸酶基因都表达，因此能与TcDNA互补的JmRNA中含有编码呼吸酶的mRNA。
二、非选择题
12．(2018·天津高考)甲型流感病毒为RNA病毒，易引起流感大规模流行。我国科学家在2017年发明了一种制备该病毒活疫苗的新方法，主要环节如下。
(1)改造病毒的部分基因，使其失去在正常宿主细胞内的增殖能力。以病毒RNA为模板，逆转录成对应DNA后，利用________技术扩增，并将其中某些基因(不包括表面抗原基因)内个别编码氨基酸的序列替换成编码终止密码子的序列。与改造前的基因相比，改造后的基因表达时不能合成完整长度的________，因此不能产生子代病毒。将该改造基因、表面抗原等其他基因分别构建重组质粒，并保存。
(2)构建适合改造病毒增殖的转基因宿主细胞。设计合成一种特殊tRNA的基因，其产物的反密码子能与(1)中的终止密码子配对结合，并可携带一个非天然氨基酸(Uaa)。将该基因与________连接后导入宿主细胞。提取宿主细胞的________进行分子杂交鉴定，筛选获得成功表达上述tRNA的转基因宿主细胞。
(3)利用转基因宿主细胞制备疫苗。将(1)中的重组质粒导入(2)中的转基因宿主细胞，并在补加______________的培养基中进行培养，则该宿主细胞能利用上述特殊tRNA，翻译出改造病毒基因的完整蛋白，产生大量子代病毒，用于制备疫苗。特殊tRNA基因转录时，识别其启动子的酶是________(单选)。
A．病毒的DNA聚合酶 B．宿主的DNA聚合酶
C．病毒的RNA聚合酶 D．宿主的RNA聚合酶
(4)上述子代病毒不能在正常宿主细胞中增殖，没有致病性，因此不经灭活或减毒即可制成疫苗。与不具侵染性的流感病毒灭活疫苗相比，该病毒活疫苗的优势之一是可引起________免疫，增强免疫保护效果。
解析：(1)体外进行DNA扩增采用的技术手段是多聚酶链式反应(PCR技术)。将基因内个别编码氨基酸的序列改造成编码终止密码子的序列后，在翻译时终止密码子提前出现，不能合成完整长度的多肽(或蛋白质)。(2)为了使目的基因能够在受体细胞中稳定存在并正常表达，需要将目的基因与载体(运载体)连接后导入受体细胞。利用分子杂交技术，鉴定筛选获得成功表达目的RNA的细胞时，需提取宿主细胞的总RNA。(3)将(1)中的重组质粒导入(2)中的转基因宿主细胞，宿主细胞内由于没有Uaa，翻译将会在终止密码子处停止，将不能翻译出改造病毒基因的完整蛋白，所以要想翻译出完整蛋白，需要在培养基中加入Uaa。转录时，识别启动子的酶为RNA聚合酶，因为转录在宿主细胞中进行，所以转录用的酶为宿主细胞的RNA聚合酶。(4)不具有感染性的灭活病毒不能进入人体细胞内，只会引发体液免疫，而减毒的活疫苗虽然不能在人体细胞内正常增殖，但可以侵入人体细胞，能引起人体产生细胞免疫，增强免疫保护效果。
答案：(1)PCR 多肽(或蛋白质) (2)载体 总RNA
(3)非天然氨基酸(Uaa) D (4)细胞
13．人参是一种名贵药材，具有良好的滋补作用。口服α干扰素在慢性乙肝、丙肝及部分肿瘤的治疗中有一定疗效。下图为科研人员制备能合成干扰素的人参愈伤组织细胞的流程，①～④表示相关的操作，EcoRⅠ、BamHⅠ为限制酶，它们的识别序列及切割位点如下表所示。请回答下列问题：
(1)步骤①中，利用PCR技术扩增干扰素基因时，设计引物序列的主要依据是______________________________。科研人员还在两种引物的一端分别加上______________和________________序列，以便于后续基因的剪切和连接。
(2)过程②所构建的基因表达载体中未标注出的必需元件还有________，过程③中需先用________处理根瘤农杆菌，以便将基因表达载体导入细胞。
(3)过程④中，科研人员提取愈伤组织细胞的RNA后，先通过________过程获得DNA，再进行PCR扩增，若最终未能检测出干扰素基因，其可能原因是_______________________
________________________。
(4)科研人员认为，将转干扰素基因的人参愈伤组织加工成的药物比单纯干扰素的疗效要好，其依据是__________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)PCR技术的前提条件是要有一段已知目的基因的核苷酸序列，以便根据这一序列合成引物。因此，合成引物时主要依据目的基因(干扰素基因)两端的部分核苷酸序列。同时，便于后续的剪切和连接，设计引物时还需加上相关限制酶的识别序列，本题中限制酶EcoRⅠ、BamHⅠ的识别序列分别是GAATTC、GGATCC。(2)基因表达载体的组成有目的基因、启动子、终止子、复制原点和标记基因等。用原核细胞作为受体细胞时，常用Ca2＋(CaCl2)处理，使其成为感受态。(3)从愈伤组织细胞提取RNA后，经逆转录获得DNA。PCR技术获得较多的DNA片段进行检测筛选，不能检测出干扰素基因，说明在愈伤组织细胞中不含干扰素基因转录形成的RNA，可能是干扰素基因未能导入，也可能是导入的干扰素基因未转录。(4)单纯干扰素只起治疗的作用，而转干扰素基因的人参愈伤组织加工成的药物既有干扰素的治疗作用，又有人参的滋补作用。
答案：(1)干扰素基因两端的部分核苷酸序列 GAATTC GGATCC (2)复制原点 Ca2＋(CaCl2) (3)逆转录 导入人参愈伤组织细胞的干扰素基因未能转录(或干扰素基因未能导入人参愈伤组织细胞) (4)药物既有干扰素治疗的作用，又有人参的滋补作用
