2023届高考生物二轮复习基因工程作业含答案

这是一份2023届高考生物二轮复习基因工程作业含答案，共12页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

1．(2022·北京模拟)下列有关生物技术的叙述，错误的是( )
A．可利用基因工程菌修复被污染的土壤
B．诱导多能干细胞多用于治疗性克隆
C．世界各国都应该禁止生产、储存和发展生物武器
D．生物工程技术应用在植物体上不会带来负面影响
解析 基因工程菌是指用基因工程的方法，使外源基因得到高效表达的菌类，可利用基因工程菌修复被污染的土壤，A项正确；诱导多能干细胞多用于治疗性克隆，如可能用其培育出人造器官，解决目前临床上存在的供体器官不足和器官移植后免疫排斥的问题，B项正确；生物武器的特点是传染性强、传染面广、难以防治，因此世界各国都应该禁止在任何情况下生产、储存和发展生物武器，C项正确；生物工程技术应用在植物体上可能也会带来安全问题，如可能出现滞后效应、过敏原、营养成分改变等，D项错误。
答案 D
2．(2022·济南模拟)转基因技术的研究正以惊人的速度发展，越来越多地影响人类的生产和生活。科学家在转基因研究工作中会采取很多方法确保转基因产品的安全性，各个国家也都制定了相关法规和政策规范转基因技术的应用。下列有关说法错误的是( )
A．我国对农业转基因生物实行标识制度，转基因动植物要直接标注“转基因××”
B．用农业转基因生物加工制成的产品一定含有转基因成分
C．为保障农业转基因生物安全提供技术支撑，我国成立了专门的评价机构
D．利用转基因技术制造的新型致病菌可能导致大批受感染者突然发病而又无药可医
解析 我国对农业转基因生物实行标识制度，如转基因动植物要直接标注“转基因××”，A项正确；用农业转基因生物加工制成的产品不一定含有转基因成分，如基因的产物等，B项错误；我国成立了专门的国家农业转基因生物安全委员会，这是我国农业转基因生物安全管理权威的评价机构，为保障农业转基因生物安全提供重要的技术支撑，C项正确；转基因技术使得制造新型的致病菌成为可能，这些人类从来没有接触过的致病菌可能让大批受感染者突然发病而又无药可医，D项正确。
答案 B
3．(2022·武汉模拟)植物害虫侵害植物时会诱导植物产生一种防御性化合物甲。BtP基因是植物中特有的基因，其编码的蛋白质可化学修饰化合物甲，从而消除这种化合物对植物的毒性。科学家发现粉虱基因组中也存在类似的BtP基因序列，从而使粉虱能够危害多达600种植物。通过转基因技术可使番茄产生特异性抑制粉虱的BtP基因表达的RNA分子，使粉虱食用该转基因番茄后死亡。下列相关叙述正确的是( )
A．粉虱基因组的BtP基因在进化过程中一定不是来自植物体
B．粉虱诱导该转基因番茄产生的防御性化合物甲会显著增多
C．该转基因番茄产生的抵御粉虱的RNA分子可抵御所有害虫侵害
D．大量种植该转基因番茄可使粉虱群体的抗性基因的频率增加
解析 据题干信息“BtP基因是植物中特有的基因”及“粉虱基因组中也存在类似的BtP基因序列”可推测，粉虱基因组的BtP基因在进化过程中可能来自植物体，A项错误；结合题意可知，化合物甲是害虫侵害植物时诱导植物产生的一种防御性物质，而粉虱诱导该转基因番茄产生特异性抑制粉虱的BtP基因表达的RNA分子，对于化合物甲的含量无影响，B项错误；结合“转基因技术可使番茄产生特异性抑制粉虱的BtP基因表达的RNA分子”可知，该RNA分子是特异性抑制粉虱的BtP基因表达，进而可以抵御粉虱入侵，但不能抵御所有害虫侵害，C项错误；粉虱食用该转基因番茄后会死亡，大量种植转基因番茄，对粉虱起到了选择作用，具有抗性的粉虱会被选择并保留下来，进而使粉虱群体的抗性基因的频率增加，D项正确。
答案 D
4．以豌豆种子为材料进行实验，发现海藻糖－6－磷酸(T6P)是一种信号分子，在植物生长发育过程中起重要调节作用。其合成转化途径如图。假设认为：海藻糖通过促进R基因的表达促进种子中淀粉的积累，而形成圆粒；反之，则为皱粒(U为基因启动子)。
底物eq \(――→,\s\up7(S酶))T6Peq \(――→,\s\up7(P酶))海藻糖
请从①～④选择合适的基因与豌豆植株，进行转基因实验，为上述假设提供证据，下列说法不合理的是( )
①U－R基因 ②U－S基因 ③突变体R植株 ④U－P植株(将U－P基因转入野生型获得的纯合植株)
A．①④转基因植株与U－P植株相比，转基因植株种子淀粉含量增加，为圆粒
B．②③转基因植株与突变体R植株相比，转基因植株种子的淀粉含量增加，为圆粒
C．②④转基因植株与U－P植株相比，R基因转录加快，淀粉含量增加，为圆粒
D．①③转基因植株与突变体R植株相比，转基因植株种子淀粉含量增加，为圆粒
解析 ①(U－R基因，R基因表达较高)与④(U－P植株，P基因表达较高)转基因植株与U－P植株相比，转基因植株种子淀粉含量增加，为圆粒，可以为该假设提供证据，A项合理；②(U－S基因，S酶可以较高表达)与③(R基因突变，不能产生R基因的表达产物)转基因植株与突变体R植株相比，转基因植株种子淀粉含量不变，仍为皱粒，B项不合理；②④转基因植株可以合成大量的S酶和P酶，与U－P植株相比，海藻糖含量高，促进R基因表达，淀粉含量增加，为圆粒，C项合理；①③转基因植株与突变体R植株相比，转基因植株R基因可正常表达，则转基因植株种子淀粉含量增加，为圆粒，D项合理。
答案 B
5．(2022·北京模拟)转基因抗虫棉在我国的种植面积已占全国棉花种植面积的90%。研究者利用PCR技术检测杂草中有无转基因成分，得到如图所示结果。相关分析错误的是( )
A．空白实验是未加入DNA模板得到的电泳结果
B．推测校园杂草与抗虫棉的亲缘关系较远
C．结果说明杂草6、7与棉花间不存在生殖隔离
D．转基因成分进入杂草体内可能会引发生态问题
解析 空白实验应该是未加入DNA模板得到的电泳结果，作为空白对照，A项正确；根据杂草6和7含有转基因成分而校园杂草不含有转基因成分可以推测，杂草6和7可能与抗虫棉的亲缘关系较近，获得了转基因特性，而校园杂草与抗虫棉亲缘关系较远，B项正确；根据杂草6和7含有转基因成分可知，杂草可能与棉花的亲缘关系较近，但不能说明两者不存在生殖隔离，C项错误；转基因成分进入杂草体内，可能导致杂草获得转基因特性，可能会引发生态问题，D项正确。
答案 C
6．(2022·武汉模拟)用A和B两种限制酶同时和分别处理同一DNA片段，限制酶对应切点一定能切开。两种酶切位点及酶切产物电泳分离结果如图1和图2所示。下列叙述错误的是( )
A．图1中限制酶A、B识别的核苷酸序列不相同
B．图1中X代表的碱基对数为4 500
C．推测图1中Y是限制酶B的酶切位点
D．推测图2中①是限制酶A处理得到的酶切产物
解析 酶具有专一性，不同的限制酶识别并切割不同的核苷酸序列，A项正确；从图2的A＋B酶组结果可知，限制酶A和B切完后总共有4个片段，长度分别为500、1 500、3 500、4 500，而图1表示酶A和B切割时只会得到3个片段，长度应该是3 500、X、2 000，所以可推测Y是限制酶A或限制酶B的酶切位点，X代表的碱基对数为4 500，B项正确；图2中①对应的片段长度分别为6 000、3 500和500，切割后得到的片段中有3 500个碱基对，说明与限制酶A有关，结果中还有500个碱基对与Y点之后的碱基对数量相等，这也是限制酶A切割得到的结果，故推测图2中①是限制酶A处理得到的酶切产物，C项错误、D项正确。
答案 C
7．如图是一种靶向基因敲除技术即TALEN技术。该技术的敲除工具是由DNA识别域TALE和非特异性内切核酸酶FKⅠ两个部分组成的蛋白质。TALE的二连氨基酸(字母N、I、G、H、D分别代表一种氨基酸)与四种碱基(A、G、C、T)有恒定的对应关系。FKⅠ是一种形成二聚体后具有内切核酸酶活性的蛋白单体。下列相关叙述错误的是( )
A．单独使用FKⅠ对基因的切割敲除具有随机性
B．TALE蛋白的合成通常涉及PCR技术和蛋白质工程
C．二连氨基酸能与四种含氮碱基发生恒定的碱基互补配对
D．TALE蛋白左右臂的二连氨基酸序列的设计依据靶基因碱基序列
解析 FKⅠ是非特异性内切核酸酶，单独使用FKⅠ对基因的切割敲除具有随机性，A项正确；TALE蛋白的合成通常涉及PCR技术(扩增得到大量TALE基因)和蛋白质工程(对基因进行改造，得到这种特殊结构的蛋白质)，B项正确；氨基酸内没有碱基，不能与四种含氮碱基发生恒定的碱基互补配对，只是存在恒定的对应关系，C项错误；由于TALE的二连氨基酸(字母N、I、G、H、D分别代表一种氨基酸)与四种碱基(A、G、C、T)有恒定的对应关系，因此TALE蛋白左右臂的二连氨基酸序列的设计依据靶基因碱基序列，D项正确。
答案 C
8.新冠疫情的快速控制，离不开我国对新冠病毒(RNA病毒)的快速检测能力。荧光定量PCR技术可检测样本中DNA含量，其原理是在PCR反应体系中加入引物的同时，加入与某条模板链互补的荧光探针，当耐高温的DNA聚合酶催化子链延伸至探针处会水解探针，使荧光监测系统接收到荧光信号，即每扩增一次，就有一个荧光分子生成(如图)。Ct值的含义为每个反应管内的荧光信号到达设定阈值时所经历的循环数。下列说法不正确的是( )
A．检测新冠病毒时，需加入逆转录酶将新冠病毒RNA转化为DNA
B．子链延伸时，脱氧核苷酸原料首先加到引物的3′端
C．Ct值越大表示被检测样本中病毒数目越多，患者危险性越大
D．若样本被污染，RNA酶将病毒RNA降解，检测结果可能为阴性
解析 Taq DNA聚合酶为耐高温的DNA聚合酶，不能直接作用于RNA，应先将RNA逆转录为DNA，即检测新冠病毒时，需加入逆转录酶将新冠病毒RNA转化为DNA，A项正确；DNA复制是有方向性的，即在PCR延伸过程中，4种脱氧核苷酸依次加到引物的3′端，B项正确；由题可知Ct值越大，该反应管内的荧光信号到达设定阈值经历的循环数越大，即每次循环出现的荧光信号越少，代表被检测样本中的病毒数目越少，患者危险性越小，C项错误；若样本被污染，RNA酶将病毒RNA降解，会导致无法检测出样本内的正确病毒数目，D项正确。
答案 C
9． (2022·沈阳模拟)科研人员通过PCR技术获得白蛋白启动子，将该启动子与Cre重组酶基因结合构建基因表达载体，培育出在肝细胞中特异性表达Cre重组酶的转基因小鼠。下列相关叙述正确的是( )
A．将基因表达载体导入肝细胞经培育获得转基因小鼠
B．利用PCR技术获得白蛋白启动子需要两种引物
C．通过PCR技术可检测Cre基因是否完成表达
D．将发育到原肠胚时期的重构胚向受体进行移植
解析 应将该表达载体导入受精卵以获得转基因小鼠，A项错误；DNA聚合酶不能从头开始合成DNA，只能从引物的3′端(子链的5′端)开始延伸DNA，因此PCR过程中需要添加引物才能完成复制过程，要合成两条子链，需要两种引物，B项正确；Cre基因完成表达的产物是蛋白质，故可通过抗原—抗体杂交技术进行检测，C项错误；胚胎移植一般需要胚胎发育至桑葚胚或囊胚阶段，D项错误。
答案 B
10． (2022·丹东模拟)如图是培育转基因大肠杆菌的相关图示，图中标注了相关限制酶的酶切位点。下列相关叙述中正确的是( )
A．若通过PCR技术扩增该目的基因，应该选用引物甲和引物乙
B．图中质粒和目的基因构建表达载体时，应选用BclⅠ和HindⅢ剪切，断裂氢键
C．若将基因表达载体导入受体细胞中，需用Ca2＋处理细胞
D．质粒上的抗性基因有利于筛选含目的基因的细胞和促进目的基因的表达
解析 PCR技术需要两种引物分别和目的基因的两条单链结合，沿相反的方向合成子链，故所用的引物组成为图2中引物甲和引物丙，A项错误；根据质粒上限制酶识别序列的分布位点可知，构建表达载体时，不能选用限制酶BamHⅠ，否则会导致两种抗性基因都被破坏，因质粒上没有Sau3AⅠ酶切位点，因此应该选择BclⅠ和HindⅢ这两种限制酶以及DNA连接酶，限制酶断裂磷酸二酯键，B项错误；Ca2＋处理可使大肠杆菌处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态，有利于外部DNA的进入，C项正确；质粒上的抗性基因有利于筛选含目的基因的细胞，不能促进目的基因的表达，D项错误。
答案 C
二、非选择题
11．(2022·武汉模拟)临床上人血清白蛋白主要作为血浆容量扩充剂广泛应用于出血性休克、烧伤等的治疗。研究人员利用农杆菌转化法将人血清白蛋白基因导入水稻胚乳细胞中，成功培育出能产生人血清白蛋白的转基因水稻。回答下列问题：
(1)利用血清白蛋白mRNA，在____________的催化下获得双链DNA片段(血清白蛋白基因)，再利用PCR技术扩增血清白蛋白基因。PCR扩增时，要设计一对引物(引物1和引物2)，PCR过程完成三次循环所需引物的总数为________。
(2)在构建基因表达载体时，常用同种限制酶对含人血清白蛋白基因的DNA片段和Ti质粒进行酶切，目的是___________________ _____________。在基因工程中，农杆菌Ti质粒上的T－DNA片段的功能是__________________________________________。
(3)血清白蛋白基因应插入Ti质粒中启动子的下游，其原因是_______ _______________________________________________________________________；除此之外，构建的表达载体还需要具有的结构有__________________________(答出2点即可)等。
(4)与利用乳腺生物反应器生产人血清白蛋白相比，利用转基因植物生产药用蛋白的优势在于_____________________________________ ___________________________(答出3点即可)。
解析 (1)RNA逆转录为DNA需要逆转录酶的参与，所以利用血清白蛋白mRNA，在逆转录酶的催化下获得双链DNA片段(血清白蛋白基因)。PCR过程完成第一次循环产生2个DNA分子，所需引物为2个，完成第二次循环产生4个DNA分子，所需引物为4个，完成第三次循环产生8个DNA分子，所需引物为8个，所以PCR过程完成3次循环所需引物的总数为2＋4＋8＝14。(2)限制酶可以识别特定的DNA序列，并在特定的位点将DNA片段切开，形成黏性末端(或平末端)，因此用同种限制酶对含人血清白蛋白基因的DNA片段和Ti质粒进行酶切，目的是形成相同的黏性末端(或平末端)，以便进行连接。在基因工程中，农杆菌Ti质粒上的T－DNA片段的功能是将目的基因整合到受体细胞的染色体DNA上。(3)血清白蛋白基因应插入Ti质粒中启动子的下游，其原因是血清白蛋白基因是通过逆转录得到的，无启动子等调控序列，只有插入启动子的下游才能正常表达。基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子、复制原点和标记基因等，所以本题中构建的表达载体还需要具有的结构有复制原点、标记基因、终止子。(4)利用转基因植物生产药用蛋白的优势在于不受性别限制、生产周期更短、更容易大规模培养等。
答案 (1)逆转录酶 14
(2)形成相同的黏性末端(或平末端)，以便进行连接 将目的基因整合到受体细胞的染色体DNA上
(3)血清白蛋白基因是通过逆转录得到的，无启动子等调控序列，只有将其插入Ti质粒中启动子的下游，才能驱动目的基因转录出mRNA 复制原点、标记基因、终止子(答出2点即可)
(4)不受性别限制、生产周期更短、更容易大规模培养
12．(2022·沈阳模拟)DHA俗称脑黄金，是一种对人体非常重要的多不饱和脂肪酸，对婴儿智力和视力发育至关重要，获取DHA产品的主要途径是从海洋渔业资源中提取(例如鱼油)。研究人员将pfaB基因导入裂殖壶菌(一种单细胞海洋真菌)，使其DHA合成量提高了5倍。如图为裂殖壶菌基因改造以及工业化发酵生产DHA的过程示意图，SapⅠ、HindⅢ、XhⅠ、SmaⅠ是四种不同的限制酶。
(1)图中TP和Tt分别为质粒上的启动子和终止子，若在二者之间还存在着与核糖体结合的调控序列，推测TP及与核糖体结合的调控序列的作用是____________________________。
(2)研究人员将pfaB基因插入了图中质粒的X区时，需在A、B两端引入上述____________(限制酶)的识别序列，以使pfaB基因定向插入TP和Tt之间。
(3)发酵罐内发酵是发酵工程的中心环节，请结合微生物培养的相关知识推测，在发酵过程中需____________________________________ ____________(至少答出2点)等发酵条件。
(4)据图判断，筛选用于工业化发酵生产所需的裂殖壶菌的指标有________(多选)。
A．在含zecin培养基中的生长状况
B．pfaB基因的表达量
C．裂殖壶菌的DHA合成量
D．裂殖壶菌的生长速度
(5)若从生物安全角度出发，对于高等植物玉米来说，可将外源基因导入叶绿体中，原因是______________________________________。
解析 (1)启动子是一段特殊的DNA序列，是RNA聚合酶的结合位点，驱动转录过程，核糖体是合成多肽链的场所，据此可知，TP及与核糖体结合的调控序列的作用是调控基因的转录和翻译。(2)研究人员欲将pfaB基因插入质粒的X区，则在对pfaB基因进行扩增时，需在A、B两端引入题述SapⅠ、XhⅠ的识别序列，这样可以保证扩增出的目的基因两端有相应的限制酶的识别位点，这样不仅不会破坏pfaB基因本身的碱基序列，而且引入两种酶切位点可以使pfaB基因定向插入TP和Tt之间。(3)一般会根据微生物的代谢类型提供适合微生物生长的环境，以便更好地获得微生物的代谢产物，故发酵过程中需要控制溶解氧、维持适宜的温度、调节pH、保证营养物质的供给等发酵条件。(4)根据表达载体中的抗性基因种类，可知发酵生产所需的裂殖壶菌要能在含zecin培养基中生长，并且pfaB基因表达量高，这样才能获得更多的DHA，故选A、B、C三项。(5)从生物安全角度出发，将外源基因导入叶绿体中能有效避免基因污染，因为叶绿体基因组不会随花粉扩散。
答案 (1)调控pfaB基因的转录和翻译
(2)XhⅠ和SapⅠ
(3)控制溶解氧、维持适宜的温度、调节pH、保证营养物质的供给(答出2点即可)
(4)ABC
(5)叶绿体基因组不会随花粉扩散，有效避免了基因污染