备战2020年高考生物一轮复习第35讲 基因工程及其安全性 练习

第35讲基因工程1.(2016·云南师大附中检测)请依照基因工程的有关知识回答以下问题：(1)cDNA文库属于________文库，其构建方式是：用某种生物发育的某个时期的________反转录产生的cDNA片段，与载体连接后贮存在一个受体菌群中。

(2)切割DNA分子的工具是________，它能使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的________键断开，从而形成黏性结尾或平结尾。

(3)基因工程中所利用的DNA连接酶有两类，其中只能“缝合”黏性结尾的是________DNA连接酶；既能够“缝合”黏性结尾，又能够“缝合”平结尾的是________DNA连接酶。

(4)将目的基因导入植物细胞采纳最多的方式是________；若是受体细胞是大肠杆菌，需要用________处置细胞，使之成为感受态细胞。

解析(1)基因文库包括基因组文库和部份基因文库，cDNA文库属于部份基因文库。

(2)限制酶可切割DNA分子，使磷酸二酯键断开。

(3)E·coli DNA连接酶只能“缝合”黏性结尾。

T4DNA连接酶既能够“缝合”黏性结尾，又能够“缝合”平结尾。

(4)将目的基因导入植物细胞采纳最多的方式是农杆菌转化法；若是受体细胞是大肠杆菌，需要用Ca2＋处置细胞，使之成为感受态细胞。

答案(1)部份基因mRNA (2)限制性核酸内切酶(限制酶) 磷酸二酯(3)E·coli T4(4)农杆菌转化法Ca2＋2．现在从马铃薯、草莓到西红柿，各类各样的转基因产品已经进入寻常百姓家，有资料显示，我国餐桌上有50%以上的大豆色拉油属于转基因食物。

但是最近几年来，有关转基因食物是不是阻碍健康的争辩不绝于耳。

例如，1999年美国康奈尔大学Losey等人将转Bt基因(苏云金芽孢杆菌杀虫晶体蛋白基因)的玉米花粉撒在苦芭菜上，喂食黑脉金斑蝶，4天后，黑脉金斑蝶的死亡率达44%，而对照组无一死亡，研究者以为该转基因玉米对非靶生物有毒。

藏躲市安详阳光实验学校选修三现代生物科技专题第1讲基因工程——及其安全性(含生物武器)(时间：45分钟)A级基础演练1．(2013·温州测试)下列关于基因工程的叙述中，正确的是( )。

A．DNA连接酶和RNA聚合酶催化生成的化学键相同B．DNA连接酶对“缝合”序列不进行特异性识别，无专一性催化特点C．受体细菌若能表达质粒载体上抗性基因，即表明重组质粒成功导入D．培育转基因油菜，需对受体细胞进行氯化钙处理解析DNA连接酶和RNA聚合酶催化生成的化学键都是磷酸二酯键，故A项正确；酶具有专一性的特点，对于有黏性末端的DNA片段，DNA连接酶只识别连接含有相同黏性末端的DNA片段，故B项错误；有些受体细菌体内本身就含有与质粒上相同的抗性基因，故抗性基因的表达不能作为成功导入的标志，故C项错误；用氯化钙处理大肠杆菌，可增加大肠杆菌细胞壁的通透性，利于重组质粒的导入，对于植物细胞而言，氯化钙不起作用，故D项错误。

答案A2．对转基因生物的安全性发生争论，与科学发展水平的限制有密切关系。

下面关于基因的相关知识中，不可能是争论的原因的是( )。

A．对基因的结构和调控机制等的了解仍相当有限B．所转移的基因有不少是异种生物之间的基因转移C．外源基因插入宿主基因组的部位往往是随机的D．DNA重组技术需要有精心设计的“分子工具”解析在DNA重组技术中使用的“分子工具”包括限制性内切酶、DNA连接酶和运载体，人们可以根据需要选择使用，不可能是争论的原因。

答案D3．(2013·广东名校质检)下列关于基因成果的概述，错误的是( )。

A．在医药卫生方面，主要用于治疗疾病B．在农业上主要是培育高产、稳产、品质优良和具有抗性的农作物C．在养殖业上培育出了体型巨大，品质优良的动物D．在环境保护方面主要用于环境监测和对污染环境的净化解析基因成果在医药卫生方面，主要用于生产药物。

答案A4．(2013·广东四校联考)将人的干扰素基因通过基因定点突变，使干扰素第17位的半胱氨酸改变成丝氨酸，改造后的干扰素比天然干扰素的抗病毒活性和稳定性显著提高，此项技术属于( )。

随堂真题演练35 基因工程及其安全性(2017·高考全国卷Ⅱ)几丁质是许多真菌细胞壁的重要成分，几丁质酶可催化几丁质水解。

通过基因工程将几丁质酶基因转入植物体内，可增强其抗真菌病的能力。

回答下列问题：(1)在进行基因工程操作时，若要从植物体中提取几丁质酶的mRNA，常选用嫩叶而不选用老叶作为实验材料，原因是________________________________。

提取RNA时，提取液中需添加RNA酶抑制剂，其目的是________________________________________。

(2)以mRNA为材料可以获得cDNA，其原理是______________________________________。

(3)若要使目的基因在受体细胞中表达，需要通过质粒载体而不能直接将目的基因导入受体细胞，原因是_____________________________________________________________(答出两点即可)。

(4)当几丁质酶基因和质粒载体连接时，DNA连接酶催化形成的化学键是________________。

(5)若获得的转基因植株(几丁质酶基因已经整合到植物的基因组中)抗真菌病的能力没有提高，根据中心法则分析，其可能的原因是____________________________________。

解析：(1)在进行基因工程操作时，若要从植物体中提取几丁质酶的mRNA，常选用嫩叶而不选用老叶作为实验材料，原因是相对于老叶而言嫩叶组织细胞更容易被破碎。

提取RNA时，提取液中需添加RNA酶抑制剂，其目的是防止RNA降解。

(2)以mRNA为材料获得cDNA的原理是在逆转录酶的作用下，以mRNA为模板按照碱基互补配对的原则可以合成cDNA。

(3)若要使目的基因在受体细胞中表达，需要通过质粒载体而不能直接将目的基因导入受体细胞，原因是目的基因无复制原点且目的基因无表达所需启动子。

——————————新学期新成绩新目标新方向——————————第35讲基因工程及其安全性1．基因工程的诞生(Ⅰ) 2.基因工程的原理及技术(含PCR技术)(Ⅱ) 3.基因工程的应用(Ⅱ)4．蛋白质工程(Ⅰ) 5.实验：DNA的粗提取与鉴定基因工程的操作工具1．基因工程的概念理解(1)供体：提供目的基因。

(2)操作环境：无菌。

(3)操作水平：DNA分子水平。

(4)原理：基因重组。

(5)受体：表达目的基因。

(6)本质：性状在受体生物体内表达。

(7)优点：克服远缘杂交不亲和障碍，定向改造生物的遗传性状。

2．限制性核酸内切酶(简称：限制酶)(1)来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的。

(2)作用：识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，并使每条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开。

(3)结果：产生黏性末端或平末端。

3．DNA连接酶(1)功能：缝合被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键。

(2)不同DNA连接酶的比较[连一连](选修3 P6“寻根问底”改编)DNA连接酶和DNA聚合酶的作用相同吗？试简要说明。

答案：不相同。

DNA连接酶连接的是两个DNA片段，而DNA聚合酶连接的是单个的脱氧核苷酸。

4．载体(1)常用载体：质粒，其化学本质是独立于拟核之外的双链环状DNA分子。

(2)其他载体：λ噬菌体的衍生物、动植物病毒等。

(3)特点及意义限制性核酸内切酶MunⅠ和限制性核酸内切酶Eco RⅠ的识别序列及切割位点分别是和。

如图表示四种质粒和目的基因，其中箭头所指部位为限制性核酸内切酶的识别位点，质粒的阴影部分表示标记基因。

适于作为图示目的基因载体的质粒是哪一种？并指明理由。

答案：适合的质粒是①。

由图可知，质粒②上无标记基因，不适合作为载体；质粒③和④的标记基因上都有限制性核酸内切酶的识别位点，使用该酶后将会导致标记基因遭破坏，故均不宜选作载体。

考向1 限制性核酸内切酶、DNA连接酶等酶的作用1．(2016·高考全国卷Ⅲ)图(a)中的三个DNA片段上依次表示出了Eco RⅠ、Bam HⅠ和Sau3A Ⅰ三种限制性内切酶的识别序列与切割位点，图(b)为某种表达载体的示意图(载体上的Eco R Ⅰ、Sau3AⅠ的切点是唯一的)。

开躲市安祥阳光实验学校选修3 现代生物科技专题第35讲 基因工程1.(2013·长一中月考)切取某动物合成生长激素的基因，用某方法将此基因转移到鲇鱼的受精卵中，从而使鲇鱼比同类个体大了3～4倍，此项研究遵循的原理是( )A ．基因突变 DNA→RNA→蛋白质B ．基因工程 DNA→RNA→蛋白质C ．细胞工程 →RNA→蛋白质D ．基因重组→RNA→蛋白质2.现有一长度为1000碱基对(bp)的DNA 分子，用限制性核酸内切酶Eco RI 酶切后得到的DNA 分子仍是1000bp ，用Kpn Ⅰ单独酶切得到400bp 和600bp两种长度的DNA 分子，用Eco RI 、Kpn Ⅰ同时酶切后得到200bp 和600bp 两种长度的DNA 分子。

该DNA 分子的酶切图谱正确的是( )3.(2013·高三月考)基因工程中，需使用特定的限制酶切割目的基因和质粒，便于重组和筛选。

已知限制酶Ⅰ的识别序列和切点是—GGATCC —↓，限制酶Ⅱ的识别序列和切点是—GATC —↓。

根据图示判断下列操作正确的是( )A ．质粒用限制酶Ⅰ切割，目的基因用限制酶Ⅱ切割B ．质粒用限制酶Ⅱ切割，目的基因用限制酶Ⅰ切割C ．目的基因和质粒均用限制酶Ⅰ切割D ．目的基因和质粒均用限制酶Ⅱ切割4.采用基因工程的方法培育抗虫棉，下列导入目的基因的做法正确的是( )①将毒素蛋白注射到棉受精卵中②将编码毒素蛋白的DNA 序列注射到棉受精卵中③将编码毒素蛋白的DNA 序列与质粒重组，导入细菌，用该细菌感染棉的体细胞，再进行组织培养④将编码毒素蛋白的DNA 序列与细菌质粒重组，注射到棉的子房并进入受精卵A ．①② B．②③C ．③④ D．④①5.科学家将β ­干扰素基因进行定点突变导入大肠杆菌表达，使干扰素第十七位的半胱氨酸改变成丝氨酸，结果大大提高了β ­干扰素的抗病毒活性，并且提高了储存稳定性。

选修三现代生物科技专题第1讲基因工程及其安全性(含生物武器)1．(2013·江苏单科，22)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(多选)()。

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不必知道基因的全部序列C．PCR体系中一定要添加从受体细胞中提取的DNA聚合酶D．一定要根据目的基因编码产物的特性选择合适的受体细胞解析本题主要考查PCR技术的有关知识。

利用PCR技术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，以便根据这一序列设计引物，但不需知道目的基因的全部序列，需要考虑载体的序列；因PCR反应在高温条件下进行，故反应体系中需加入耐高温的DNA聚合酶；因某些目的基因编码的产物需经特殊的加工修饰过程，故一定要根据目的基因编码产物的特性选择合适的受体细胞。

答案BD2．(2013·全国课标卷Ⅰ，40)阅读如下材料：资料甲科学家将牛生长激素基因导入小鼠受精卵中，得到了体型巨大的“超级小鼠”；科学家采用农杆菌转化法培育出转基因烟草。

资料乙T4溶菌酶在温度较高时易失去活性。

科学家对编码T4溶菌酶的基因进行了改造，使其表达的T4溶菌酶第3位的异亮氨酸变为半胱氨酸，在该半胱氨酸与第97位的半胱氨酸之间形成了一个二硫键，提高了T4溶菌酶的耐热性。

资料丙兔甲和兔乙是同一物种的两个雌性个体，科学家将兔甲受精卵发育成的胚胎移植到兔乙体内，成功产出兔甲的后代，证实了同一物种的胚胎可在不同个体的体内发育。

回答下列问题：(1)资料甲属于基因工程的范畴。

将基因表达载体导入小鼠的受精卵中常用__________法。

构建基因表达载体常用的工具酶是__________和____________。

在培育有些转基因植物时，常用农杆菌转化法，农杆菌的作用是______________________________________。

基因工程及其安全性．(·安徽六安一中期末)科学家将拟南芥的抗寒基因()，转入香蕉以获得抗寒的香蕉品种。

如图是某质粒载体上的Ⅰ、Ⅰ、Ⅰ、Ⅲ四种限制酶的切割位点示意图。

据图回答下列问题：()在该实验中为构建基因表达载体，用Ⅰ、Ⅰ切下基因后，对质粒载体进行切割的限制酶是，理由是。

()连接基因到该质粒载体后，作为基因表达载体的组成还必须有。

将重组质粒导入香蕉细胞最常用的方法是。

()为了鉴别受体细胞中是否含有基因，可用含的培养基进行筛选。

()科学家将生长健壮、苗龄一致的转基因香蕉(实验组)与非转基因香蕉(对照组)进行处理，鉴定两组之间的抗寒性差异，如果，则说明获得了抗寒的香蕉优质品种。

解析：()在基因工程中，用相同限制酶切割来源不同的后，可产生相同的末端，所以和含目的基因的一样，质粒也应使用Ⅰ、Ⅰ进行切割。

()基因表达载体的组成包括启动子、终止子、标记基因、目的基因等。

香蕉细胞是植物细胞，将目的基因导入植物细胞常用农杆菌转化法。

()据图分析，质粒上的标记基因是氨苄青霉素抗性基因，所以为了鉴别受体细胞中是否含有基因，可用含氨苄青霉素的培养基进行筛选。

()根据题干信息已知目的基因是抗寒基因，所以科学家将生长健壮、苗龄一致的转基因香蕉(实验组)与非转基因香蕉(对照组)进行低温处理，鉴定两组之间的抗寒性差异，如果实验组的抗寒能力明显高于对照组，则说明获得了抗寒的香蕉优质品种。

答案：()Ⅰ、Ⅰ用相同限制酶切割来源不同的后，可产生相同的末端()启动子和终止子农杆菌转化法()氨苄青霉素()低温实验组的抗寒能力明显高于对照组．(·辽宁五校协作体高三联考)白细胞介素是一类淋巴因子。

研究人员将人白细胞介素的基因导入到酵母菌细胞中，使其分泌出有活性的白细胞介素。

请据图回答下列问题：()为增加白细胞介素基因的数量，可使用技术，但前提是必须知道基因的部分序列，目的是。

()在重组载体导入酵母菌细胞之前，需用处理酵母菌，白细胞介素基因进入酵母菌细胞内，并且在其细胞内维持稳定和表达的过程，称为。

基因工程一、单选题1.如图为某病毒的遗传物质，有两个限制性核酸内切酶酶切位点P和Q，用相关酶完全切割后得到的每个DNA片段的长度如表格所示。

下列有关叙述正确的是（）切割位置限制性核酸内切酶得到的每个DNA片段的长度O P EcoRlBamHl3，78，2A.该病毒的遗传物质主要是DNAB. 该病毒的遗传信息传递过程是DNA→RNA→蛋白质C. 同时用EcoR l和BamH l完全切割该病毒DNA，可形成8个游离的磷酸基团D. 同时用EcoR l和BamH l完全切割该病毒DNA，可形成长度为3、5、2三种DNA片段2.现有一长度为1 000碱基对(bp）的DNA分子，用限制性核酸内切酶Eco RI酶切后得到的DNA分子是200bp和800bp两种长度的DNA分子，用Kpnl单独酶切得到1000 bp的DNA分子，用EcoRI,Kpnl同时酶切后得到200 bp和400 bp两种长度的DNA 分子。

该DNA分子的酶切图谱正确的是（）A. B.C. D.3.下列关于基因工程技术的叙述，正确的是A. 限制性核酸内切酶和DNA连接酶均能特异性地识别核苷酸序列B. 基因工程又称转基因技术，其原理为基因突变，属于可遗传的变异C. 受体细胞中提取出的待测基因通常需要先高温处理再用基因探针检测D. 基因表达载体上的启动子序列是DNA聚合酶识别的位点4.下列有关基因工程的叙述，错误的是（）A. 基因工程可以克服不同物种之间的生殖隔离，实现生物的定向变异B. 在同一DNA分子中，限制酶的识别序列越长，酶切点出现的概率越大C. 基因载体上有一个或多个限制酶的切割位点，供外源DNA插入D. 以大肠杆菌为受体细胞时，先要用Ca2+处理细胞以使其处于感受态5.利用苏云金芽孢杆菌的抗虫基因培育出的抗虫棉是否成功，需要检测（）A. 是否能分离到目的基因B. 是否有抗虫的性状出现C. 是否有抗生素产生D. 目的基因是否得到表达6.在基因工程操作的基本步骤中，不进行碱基互补配对的是（）A. 人工合成目的基因B. 目的基因与运载体结合C. 将目的基因导入受体细胞D. 目的基因的检测表达7.在利用大肠杆菌生产人胰岛素的研究中，获取胰岛素基因的方法之一是逆转录法（反转录法）。

选修三现代生物科技专题第1讲基因工程及其安全性(含生物武器)(时间：30分钟)一、选择题1．(2013·衡阳八中一模)基因工程是将目的基因转入受体细胞，经过受体细胞的分裂，使目的基因的遗传信息扩大，再进行表达，从而培养出工程生物或生产基因产品的技术。

下列支持基因工程技术的理论有()。

①遗传密码具有通用性②基因可独立表达③基因表达互相影响④DNA作为遗传物质能够严格地自我复制A．①③④B．②③④C．①②③D．①②④解析遗传密码具有通用性，可以保证目的基因在受体细胞中表达；基因可独立表达，可以保证目的基因的表达不受受体内基因或其他物质的影响；DNA作为遗传物质能够严格地自我复制，可以保证目的基因的遗传信息扩大。

答案 D2．如图是表达新基因用的质粒的示意图，若要将插入到质粒上的A处，则切割基因时可用的是()。

A．HindⅢB．Eco R ⅠC．Eco B D．PstⅠ解析A处有Bam H Ⅰ、Eco B、ClaⅠ限制酶的切点，使用A～D中的Eco B切割时，才能让目的基因插入到A处。

答案 C▲基因工程中，需使用特定的限制酶切割目的基因和质粒，便于重组和筛选。

已知限制酶Ⅰ的识别序列和切点是—G↓GA TCC—；限制酶Ⅱ的识别序列和切点是—↓GATC—。

根据图判断下列操作正确的是()。

A．目的基因和质粒均用限制酶Ⅱ切割B．目的基因和质粒均用限制酶Ⅰ切割C．质粒用限制酶Ⅱ切割，目的基因用限制酶Ⅰ切割D．质粒用限制酶Ⅰ切割，目的基因用限制酶Ⅱ切割解析由题图及题干信息知，目的基因两侧分别含—GGATCC—序列和－GATC－序列，若使用酶Ⅰ切割，只能切断一侧，不能切断另一侧，若使用酶Ⅱ切割，则可同时切断两侧，从而切出目的基因，同理，质粒中也含两种酶识别位点，且两识别位点均位于标记基因部位。

若使用酶Ⅱ切割质粒，则可同时破坏两个标记基因，使用酶Ⅰ切割则可保留Gene Ⅰ作标记基因，故应选D选项。

答案 D3．(2013·南昌二中模考)如图为DNA分子在不同酶的作用下所发生的变化，图中依次表示限制性核酸内切酶、DNA聚合酶、DNA连接酶、解旋酶作用的正确顺序是()。

随堂真题演练35 基因工程及其安全性(2017·高考全国卷Ⅱ)几丁质是许多真菌细胞壁的重要成分，几丁质酶可催化几丁质水解。

通过基因工程将几丁质酶基因转入植物体内，可增强其抗真菌病的能力。

回答下列问题：(1)在进行基因工程操作时，若要从植物体中提取几丁质酶的mRNA，常选用嫩叶而不选用老叶作为实验材料，原因是________________________________。

提取RNA时，提取液中需添加RNA酶抑制剂，其目的是________________________________________。

(2)以mRNA为材料可以获得cDNA，其原理是______________________________________。

(3)若要使目的基因在受体细胞中表达，需要通过质粒载体而不能直接将目的基因导入受体细胞，原因是_____________________________________________________________(答出两点即可)。

(4)当几丁质酶基因和质粒载体连接时，DNA连接酶催化形成的化学键是________________。

(5)若获得的转基因植株(几丁质酶基因已经整合到植物的基因组中)抗真菌病的能力没有提高，根据中心法则分析，其可能的原因是____________________________________。

解析：(1)在进行基因工程操作时，若要从植物体中提取几丁质酶的mRNA，常选用嫩叶而不选用老叶作为实验材料，原因是相对于老叶而言嫩叶组织细胞更容易被破碎。

提取RNA 时，提取液中需添加RNA酶抑制剂，其目的是防止RNA降解。

(2)以mRNA为材料获得cDNA 的原理是在逆转录酶的作用下，以mRNA为模板按照碱基互补配对的原则可以合成cDNA。

(3)若要使目的基因在受体细胞中表达，需要通过质粒载体而不能直接将目的基因导入受体细胞，原因是目的基因无复制原点且目的基因无表达所需启动子。

第35讲基因工程及其安全性1．基因工程的诞生(Ⅰ) 2.基因工程的原理及技术(含PCR技术)(Ⅱ) 3.基因工程的应用(Ⅱ)4．蛋白质工程(Ⅰ) 5.实验：DNA的粗提取与鉴定基因工程的操作工具1．基因工程的概念理解(1)供体：提供目的基因。

(2)操作环境：无菌。

(3)操作水平：DNA分子水平。

(4)原理：基因重组。

(5)受体：表达目的基因。

(6)本质：性状在受体生物体内表达。

(7)优点：克服远缘杂交不亲和障碍，定向改造生物的遗传性状。

2．限制性核酸内切酶(简称：限制酶)(1)来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的。

(2)作用：识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，并使每条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开。

(3)结果：产生黏性末端或平末端。

3．DNA连接酶(1)功能：缝合被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键。

(2)不同DNA连接酶的比较[连一连](选修3 P6“寻根问底”改编)DNA连接酶和DNA聚合酶的作用相同吗？试简要说明。

答案：不相同。

DNA连接酶连接的是两个DNA片段，而DNA聚合酶连接的是单个的脱氧核苷酸。

4．载体(1)常用载体：质粒，其化学本质是独立于拟核之外的双链环状DNA分子。

(2)其他载体：λ噬菌体的衍生物、动植物病毒等。

(3)特点及意义特点意义稳定并能复制目的基因稳定存在且数量可扩大有一个至多个限制酶切割位点可携带多个或多种外源基因具有特殊的标记基因便于重组DNA的鉴定和选择限制性核酸内切酶MunⅠ和限制性核酸内切酶Eco RⅠ的识别序列及切割位点分别是和。

如图表示四种质粒和目的基因，其中箭头所指部位为限制性核酸内切酶的识别位点，质粒的阴影部分表示标记基因。

适于作为图示目的基因载体的质粒是哪一种？并指明理由。

答案：适合的质粒是①。

由图可知，质粒②上无标记基因，不适合作为载体；质粒③和④的标记基因上都有限制性核酸内切酶的识别位点，使用该酶后将会导致标记基因遭破坏，故均不宜选作载体。