2020届高中生物一轮复习人教版 基因工程作业含答案

第十一单元 现代生物科技专题第01讲 基 因 工 程考点一 基因工程的基本工具及操作过程1．基因工程的基本工具(1)限制酶(2)DNA 连接酶①作用：将限制酶切割下来的DNA 片段拼接成DNA 分子。

②类型(3)载体①常用载体——质粒⎩⎪⎨⎪⎧ 化学本质：双链环状DNA 分子特点⎩⎪⎨⎪⎧ 能自我复制有一个至多个限制酶切割位点有特殊的标记基因②其他载体：λ噬菌体衍生物、动植物病毒等。

③载体的作用：携带外源DNA 片段进入受体细胞。

2．基因工程的基本操作程序答案不相同。

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。

走出误区误认为切取目的基因与切取载体时“只能”使用“同一种酶”1．在获取目的基因和切割载体时通常用同种限制酶，以获得相同的黏性末端。

但如果用两种不同限制酶切割后形成的黏性末端相同时，在DNA连接酶的作用下目的基因与载体也可以连接起来。

2．为了防止载体或目的基因的黏性末端自己连接即所谓“环化”可用不同的限制酶分别处理目的基因和载体，使目的基因两侧及载体上具有两个不同的黏性末端。

(1)限制酶只能用于切割目的基因。

(×)(2)切割质粒的限制性核酸内切酶均能特异性地识别6个核苷酸序列。

(×)(3)DNA连接酶能将两碱基间通过氢键连接起来。

(×)(4)E·coli DNA连接酶既可连接平末端，又可连接黏性末端。

(×)(5)限制酶也可以识别和切割RNA。

(×)(6)限制性核酸内切酶、DNA连接酶和质粒是基因工程中常用的三种工具酶。

(×)(7)载体质粒通常采用抗生素合成基因作为筛选标记基因。

(×)(8)载体的作用是将携带的目的基因导入受体细胞中，使之稳定存在并表达。

(√)(9)外源DNA必须位于重组质粒的启动子和终止子之间才能进行复制。

(×)(10)设计扩增目的基因的引物时不必考虑表达载体的序列。

考点规范练37基因工程一、选择题1.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2.科研人员利用相关技术改变了胰岛素B链的第9位氨基酸,从而避免了胰岛素结合成无活性的二聚体形式。

下列相关叙述错误的是()A.该过程的操作对象是胰岛素分子B.可通过测定DNA序列确定突变是否成功C.对胰岛素结构的改造属于蛋白质工程D.胰岛素的本质是蛋白质,不宜口服使用3.在基因工程的操作中,为了防止酶切产物自身环化,构建表达载体需用2种限制酶,选择的原则是()①质粒内,每种限制酶只有一个切割位点②目的基因编码蛋白质的序列中,每种限制酶只有一个切割位点③酶切后,目的基因形成的两个黏性末端序列不相同④酶切后,质粒形成的两个黏性末端序列相同A.①③B.①④C.②③D.②④二、非选择题4.科学家从某细菌中提取抗盐基因,转入烟草并培育成转基因抗盐烟草。

下图是转基因抗盐烟草的培育过程,含目的基因的DNA和质粒上的箭头表示相关限制酶的切割位点。

请分析回答下列问题。

(1)在该过程中,研究人员首先获取了抗盐基因(目的基因),并采用技术对目的基因进行扩增,该技术需要的条件是、酶、原料、模板,该技术必须用酶;然后构建基因表达载体,基因表达载体中除了具有目的基因、启动子和终止子之外,还需具有。

(2)用图中的质粒和目的基因构建重组质粒,不能使用SmaⅠ酶切割,原因是。

图中①②过程为防止质粒和含目的基因的外源DNA片段自身环化,应选用酶对外源DNA、质粒进行切割。

(3)为确定转基因抗盐烟草是否培育成功,既要用放射性同位素标记的作探针进行分子杂交检测,又要在个体水平上鉴定,后者的具体过程是。

5.(2019全国Ⅰ卷)基因工程中可以通过PCR技术扩增目的基因。

回答下列问题。

配套作业(四十) 基因工程1．天然的玫瑰没有蓝色花，这是由于缺少控制蓝色色素合成的基因B，而开蓝色花的矮牵牛中存在序列已知的基因B。

现用基因工程技术培育蓝玫瑰，下列操作正确的是( ) A．提取矮牵牛蓝色花的mRNA，经逆转录获得互补的DNA，再扩增基因BB．利用限制性核酸内切酶从开蓝色花矮牵牛的基因文库中获取基因BC．利用DNA聚合酶将基因B与质粒连接后导入玫瑰细胞D．将基因B直接导入大肠杆菌，然后感染并转入玫瑰细胞解析此题考查基因工程及其应用的相关知识。

获取目的基因B，可先提取矮牵牛蓝色花的mRNA，经逆转录获得互补的DNA，再经PCR技术扩增，A正确；基因文库构建时是将目的基因与载体连接起来，形成重组载体，再导入受体菌中储存和扩增，提取目的基因时不需使用限制酶，B错误；连接目的基因与质粒的酶是DNA连接酶，C错误；将目的基因导入植物细胞，常用农杆菌转化法，不使用大肠杆菌，D错误。

答案 A2．下列关于cDNA文库和基因组文库的说法中，正确的是( )A．同一物种的cDNA文库只有1种B．某真核生物的cDNA文库中的某基因一定比基因组文库中的该基因短C．可以利用反转录法获取cDNA文库和基因组文库D．只有cDNA文库的基因可实现物种间的基因交流解析本题考查基因文库，意在考查考生的理解能力。

在同一个体的不同发育时期获得的cDNA文库不同，因此，一个物种可以有多个cDNA文库，但一个物种的基因组文库只有1个，A错误；cDNA文库的基因是由mRNA经过逆转录获得的，所以，cDNA文库的基因和基因组文库的基因相比，缺少基因中启动子和内含子，因此cDNA文库的基因要短一些，B正确；只有cDNA文库可通过反转录法进行构建，C错误；cDNA文库的基因可实现物种间的基因交流，而基因组文库的部分基因可实现物种间的基因交流，D错误。

答案 B3．利用外源基因在受体细胞中表达，可生产人类所需的产品。

下列选项中能说明目的基因完成表达的是( )A．棉花细胞中检测到载体上的标记基因B．山羊乳腺细胞中检测到人生长激素的基因C．大肠杆菌中检测到人胰岛素基因的mRNAD．酵母菌细胞中提取到人的干扰素解析基因的表达即控制蛋白质的合成，包括转录和翻译，仅仅转录出mRNA还不能叫表达，只有合成了相应的蛋白质才能证明目的基因完成了在受体细胞中的表达。

专练101 基因工程1．[2020·浙江卷]下列关于基因工程的叙述，正确的是( )A．若受体大肠杆菌含有构建重组质粒时用到的限制性核酸内切酶，则一定有利于该重组质粒进入受体并保持结构稳定B．抗除草剂基因转入某抗盐植物获得2个稳定遗传转基因品系，抗性鉴定为抗除草剂抗盐和抗除草剂不抗盐。

表明一定是抗盐性的改变与抗除草剂基因的转入无关C．抗除草剂基因转入某植物获得转基因植株，其DNA检测均含目的基因，抗性鉴定为抗除草剂和不抗除草剂。

表明一定是前者表达了抗性蛋白而后者只表达抗性基因RNA D．已知不同分子量DNA可分开成不同条带，相同分子量的为一条带。

用某种限制性核酸内切酶完全酶切环状质粒后，出现3条带。

表明该质粒上一定至少3个被该酶切开的位置2．[2020·山东卷]人体内一些正常或异常细胞脱落破碎后，其DNA会以游离的形式存在于血液中，称为cfDNA；胚胎在发育过程中也会有细胞脱落破碎，其DNA进入孕妇血液中，称为cffDNA。

近几年，结合DNA测序技术，cfDNA和cffDNA在临床上得到了广泛应用。

下列说法错误的是( )A．可通过检测cfDNA中的相关基因进行癌症的筛查B．提取cfDNA进行基因修改后直接输回血液可用于治疗遗传病C．孕妇血液中的cffDNA可能来自于脱落后破碎的胎盘细胞D．孕妇血液中的cffDNA可以用于某些遗传病的产前诊断3．[2020·河北唐山一中月考]下列关于图中P、Q、R、S、G的描述，正确的是( )A．P代表的是质粒RNA，S代表的是外源DNAB．Q表示限制酶的作用，R表示RNA聚合酶的作用C．G是RNA与DNA形成的重组质粒D．G是转基因形成的重组质粒DNA4．[2020·天津卷]在天花病毒的第四代疫苗研究中，可利用天花病毒蛋白的亚单位(在感染和致病过程中起重要作用的成分)制作疫苗。

注射该疫苗可诱导机体产生识别天花病毒的抗体。

下列分析错误的是( )A．可通过基因工程途径生产这种疫苗B．天花病毒蛋白的亚单位是该病毒的遗传物质C．该方法制备的疫苗不会在机体内增殖D．天花病毒蛋白的亚单位是疫苗中的抗原物质5．[2019·江苏卷]下列生物技术操作对遗传物质的改造，不会遗传给子代的是( ) A．将胰岛素基因表达质粒转入大肠杆菌，筛选获得基因工程菌B．将花青素代谢基因导入植物体细胞，经组培获得花色变异植株C．将肠乳糖酶基因导入奶牛受精卵，培育出产低乳糖牛乳的奶牛D．将腺苷酸脱氨酶基因转入淋巴细胞后回输患者，进行基因治疗6．[2019·北京卷]甲、乙是严重危害某二倍体观赏植物的病害。

2020届一轮复习人教版基因工程作业1.(2019·四川绵阳一诊)基因工程的应用十分广泛，利用此项技术可创造出更加符合人类需求的优良品种或产品。

如美洲拟鲽(是鲽科下的一种比目鱼)的体液中存在抗冻蛋白，能够降低鱼的血液冰点。

科学家按cDNA路线分离和克隆了抗冻蛋白基因，并将其导入番茄，获得了抗冻的番茄品种。

根据有关知识，回答下列问题：(1)基因工程操作的核心步骤为，以mRNA为材料可获得cDNA，其原理是____________________________________________________________________________________________________________________________________。

(2)将目的基因导入植物的细胞最常用的方法是___________________________。

(3)构建重组质粒，需要限制性内切酶切取目的基因、切割质粒。

限制性内切酶Ⅰ的识别序列和切点是—C↓GATCC—，限制性内切酶Ⅱ的识别序列和切点是—↓GATC—。

在质粒上有酶Ⅰ的一个切点，在目的基因的两侧各有1个酶Ⅱ的切点。

在DNA连接酶的作用下，上述两种不同限制酶切割后形成的黏性末端能否连接？理由是________________________________________________。

(4)质粒作为基因工程常用运载体必需具备的条件是_______________________ ______________________________________________________________________ (至少答2点)。

答案(1)基因表达载体的构建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 (2)农杆菌转化法(3)可以因为由两种不同限制酶切割后形成的黏性末端相同(4)能在宿主细胞内复制并稳定保存；具有多个限制酶切位点，有利于剪切2.(2019·四川广安眉山一诊)白僵菌可感染农业害虫，因而可用来防治农业害虫。

2020届 一轮复习 人教版 基因工程 作业[基础练]1．(2019·山东威海模拟)利用基因工程技术培育马铃薯新品种，目前已经取得丰硕成果。

请根据教材所学知识回答下列问题：(1)马铃薯易患多种疾病，导致其产量不高。

通过导入抗病基因并使其表达可以提高马铃薯产量，基因工程中使用最多的抗病基因是________________和病毒的复制酶基因。

(2)马铃薯是双子叶植物，常用__________(方法)将目的基因导入马铃薯受体细胞中。

构建好的基因表达载体基本结构包括目的基因、标记基因、__________、__________、__________等五部分。

(3)科学家还培育出抗除草剂的转基因马铃薯，其设计方法：修饰除草剂作用的靶蛋白，使其对除草剂________(填“敏感”或“不敏感”)，或使靶蛋白过量表达，植物吸收除草剂后仍能__________。

(4)将目的基因导入受体细胞后，还需对转基因植物进行________________。

解析 (1)在基因工程中，使用最多的抗病基因是病毒外壳蛋白基因和病毒的复制酶基因。

(2)常用农杆菌转化法将目的基因导入马铃薯等双子叶植物的受体细胞中。

构建好的基因表达载体的基本结构包括目的基因、标记基因、终止子、启动子和复制原点等五部分。

(3)培育抗除草剂的转基因马铃薯，需通过修饰，使除草剂作用的靶蛋白对除草剂不敏感，或使靶蛋白过量表达，使植物吸收除草剂后仍能正常代谢。

(4)将目的基因导入受体细胞后，还需对转基因植物进行目的基因的检测与鉴定。

答案 (1)病毒外壳蛋白基因 (2)农杆菌转化法 启动子 终止子 复制原点 (3)不敏感 正常代谢 (4)目的基因的检测与鉴定2．(2019·河南八市测评)干扰素是动物体内合成的一种蛋白质，可以用于治疗病毒感染和癌症，但体外保存相当困难，如果将其分子中的一个半胱氨酸变成丝氨酸，就可以在－70 ℃条件下保存半年，给广大患者带来了福音。

课时作业(三十八) 基因工程(本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！) 1．(2020·山东东营模拟)北极比目鱼中有抗冻基因，其编码的抗冻蛋白具有11个氨基酸的重复序列，该序列重复次数越多，抗冻能力越强。

下图是获取转基因抗冻番茄植株的过程示意图，有关叙述正确的是( )A．过程①是获取抗冻基因的过程，用到的酶只有限制酶B．在重组质粒上，抗冻基因首端和末端一定具有启动子和终止子，启动和终止翻译的进程C．过程②用到的质粒是农杆菌的Ti质粒，要将重组质粒转入农杆菌才能进行筛选D．根据抗冻基因制作的DNA探针，可以用来检测转基因抗冻番茄植株中目的基因的存在D[据题图可知，该转基因技术操作中，获取目的基因的方法是利用抗冻基因(目的基因)的mRNA进行人工化学合成，需要的酶是逆转录酶和限制酶，A项错误；目的基因首端和末端的启动子和终止子均是DNA片段，分别启动和终止转录的进程，B项错误；重组质粒转入农杆菌的目的是通过农杆菌转化法将目的基因导入番茄细胞中，C项错误；检测目的基因是否导入受体细胞，通常是用DNA探针进行检测，即所谓DNA分子杂交技术，D项正确。

] 2．(2020·山东烟台质检)下列有关基因工程和蛋白质工程的叙述，不正确的是( ) A．将基因表达载体导入小鼠的受精卵中常用显微注射法B．设计扩增目的基因的引物时，不必考虑表达载体的序列C．蛋白质工程是通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新蛋白质的技术D．蛋白质工程可合成自然界中不存在的蛋白质B[将基因表达载体导入小鼠的受精卵中常用显微注射法，A正确；设计的引物应能与表达载体两端的序列互补配对，B不正确；蛋白质工程是指以分子生物学相关理论为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有的蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质的技术，C正确；通过蛋白质工程可合成自然界中不存在的蛋白质，D正确。

]3．为增加菊花的花色类型，研究者从其他植物的cDNA文库中提取出花色基因C(图1)，拟将其与质粒(图2)重组，再借助农杆菌导入菊花细胞中。

2020届一轮复习人教版基因工程作业1．(2019·山西晋中调研)为增加菊花的花色类型，研究者从其他植物的cDNA文库中提取出花色基因C(图1)，拟将其与质粒(图2)重组，再借助农杆菌导入菊花细胞中。

图3从上到下依次表示Eco R Ⅰ、Bam H Ⅰ和Sau3A Ⅰ三种限制酶的识别序列与切割位点。

请分析回答：(1)利用PCR技术扩增目的基因C的原理是DNA双链复制。

(2)图2所示质粒被Bam H_Ⅰ和Eco R_Ⅰ切割获得的产物可与图1所示基因C连接，理由是Bam H_Ⅰ和Sau3A_Ⅰ两种酶切割后产生的片段具有相同的黏性末端。

(3)经Bam HⅠ处理后构建的重组质粒导入菊花细胞后，基因C不能表达，原因是质粒酶切部位的两端无启动子和终止子，导致基因C不能转录。

(4)在添加四环素的固体培养基上，不能(填“能”或“不能”)筛选出含有插入基因C的重组质粒的农杆菌单菌落，原因是含质粒的农杆菌和含重组质粒的农杆菌均含有四环素抗性基因，在含四环素的培养基上均能生长。

解析：(1)利用PCR技术扩增目的基因C的原理是DNA双链复制。

(2)据图3可知，由于Bam H Ⅰ和Sau3A Ⅰ两种酶切割后产生的片段具有相同的黏性末端，因此图2所示质粒被Bam H Ⅰ和Eco R Ⅰ切割获得的产物可与图1所示基因C连接。

(3)据图可知，经Bam H Ⅰ处理后构建的重组质粒导入菊花细胞后，基因C不能表达，原因是质粒酶切部位的两端无启动子和终止子，导致基因C不能转录。

(4)由于含质粒的农杆菌和含重组质粒的农杆菌均含有四环素抗性基因，在含四环素的培养基上均能生长，所以在添加四环素的固体培养基上，不能筛选出含有插入基因C的重组质粒的农杆菌单菌落。

2．(2019·湖北八校联考)北极比目鱼中有抗冻基因，其编码的抗冻蛋白具有11个氨基酸的重复序列，该序列重复次数越多，抗冻能力越强。

下图是获取转基因抗冻番茄植株的过程示意图，请回答：(1)利用过程①的方法构建的基因文库是部分基因文库(填“基因组文库”或“部分基因文库”)。

课时作业41 基因工程时间：45分钟满分：100分一、选择题(每小题5分，共60分)1．下列关于基因工程的叙述，正确的是( )A．基因工程经常以抗生素抗性基因为目的基因B．细菌质粒是基因工程常用的运载体C．通常用一种限制性内切酶处理含目的基因的DNA，用另一种限制性内切酶处理运载体DNAD．为育成抗除草剂的作物新品种，导入抗除草剂基因时只能以受精卵为受体解析：本题考查了基因工程的操作工具。

基因工程是按照人们的愿望，把一种生物的基因复制出来，加以修饰改造，然后导入另一种生物的细胞里定向地改造生物的遗传性状。

在实际操作中一般用同一种限制性核酸内切酶来处理含目的基因的DNA和运载体DNA，使它们产生相同的黏性末端；不仅仅只有受精卵可以作为受体细胞，其他的体细胞也可充当受体细胞；目的基因是符合人们需要的基因，基因工程经常以抗生素的抗性基因作为标记基因。

答案：B2．在基因工程中用来修饰改造生物基因的工具是( )A．限制酶和DNA连接酶B．限制酶和水解酶C．限制酶和运载体D．DNA连接酶和运载体解析：基因工程中的操作工具有3种，即“分子手术刀”、“分子缝合针”、“分子运输车”。

在基因工程操作过程中，利用限制性核酸内切酶将DNA分子切开获取目的基因，同时用同一种限制性核酸内切酶将运载体切开，获得和目的基因相同的黏性末端；再用DNA 连接酶将目的基因和运载体连接起来。

综合所给选项可知，A项正确。

答案：A3．下列有关基因工程中限制性核酸内切酶的描述，错误的是( )A．一种限制性内切酶只能识别一种特定的脱氧核苷酸序列B．限制性核酸内切酶的活性受温度的影响C．限制性核酸内切酶能识别和切割RNAD．限制性内切酶可从原核生物中提取解析：本题考查基因工程的操作工具——限制性核酸内切酶的作用和来源。

限制性核酸内切酶主要从原核生物中分离纯化，能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，并且在特定的切点将磷酸二酯键断开；酶的活性是受温度、酸碱度等的影响。

专题二十五基因工程考点1 基因工程的基本工具与操作程序1.[2020某某八校第一次联考,15分]利用农杆菌转化法可将抗病基因(来自拟南芥)导入玉米细胞而获得抗病植株。

根据所学知识回答下列问题:(1)若对拟南芥的抗病基因进行大量扩增,应用技术。

(2)获得抗病玉米植株工程中的核心步骤是,其目的是使抗病基因在受体细胞中稳定存在,并能遗传给下一代,同时使。

(3)农杆菌转化法利用农杆菌中的Ti质粒上的可以转移到受体细胞,并整合到受体细胞的上的特点,使抗病基因在受体细胞中的遗传特性得以稳定维持和表达。

(4)将含抗病基因的受体细胞培育为抗病植株的原理是。

(5)若要在个体水平上检测转基因玉米是否有抗病特性,需要做实验。

(6)为避免抗病基因通过花粉传播进入其他植物而导致“基因污染”,应将抗病基因导入(填“细胞核”或“细胞质”)。

2.[2020某某示X高中联考,15分]南极某种鱼含有抗冻基因,如图是获取转基因抗冻番茄植株的过程示意图。

请回答下列相关问题:(1)利用①过程的方法获取目的基因需要用到酶。

②过程中常需要用到的工具酶是。

(2)通过①、②过程成功构建的重组质粒,除目的基因外,还应该具备等。

(3)将目的基因导入番茄体细胞的方法是利用农杆菌的作用,其原理是。

(4)要确认抗冻基因是否在转基因番茄植株中表达出相应的蛋白质,可以采用方法,除进行分子检测外,有时还需要进行的鉴定。

考点2 基因工程的应用与蛋白质工程3.[2020某某某某模拟,10分]科学家将人的生长激素基因与pBR322质粒进行重组。

pBR322质粒含有两个抗生素抗性基因和五个限制酶切点(如图1)。

将重组质粒导入大肠杆菌,并成功地在大肠杆菌中表达。

据图回答问题。

图 1 图2(1)科学家从人体的(填“下丘脑”“垂体”或“甲状腺”)细胞中获取的mRNA,在酶的作用下可合成人的生长激素基因。

(2)将重组质粒导入大肠杆菌,用含抗生素的培养基进行培养(如图2),通过观察大肠杆菌的生长、繁殖情况判断,限制酶a的切点有以下几种可能:①受体菌在培养基A和培养基B上都能生长、繁殖形成菌落,则限制酶a的切点是图1中的切点2。

基因工程（限时:40分钟)1．为扩大可耕地面积,增加粮食产量,黄河三角洲等盐碱地的开发利用备受关注。

我国科学家应用耐盐基因培育出了耐盐水稻新品系。

(1)获得耐盐基因后，可通过________扩增目的基因.构建重组DNA分子所用的限制性核酸内切酶作用于图中的________处,DNA连接酶作用于________处。

(2）将重组DNA分子导入水稻受体细胞常用的方法有________法和________法。

(3）为了确定耐盐转基因水稻是否培育成功，既要用放射性同位素标记的__________作探针进行分子杂交检测，又要用______________________的方法从个体水平鉴定水稻植株的耐盐性。

(4）若将该转基因植株的花药在高盐碱的培养基上作离体培养,则获得的再生植株群体中耐盐型植株大约占________％。

(5)利用基因工程技术培育耐盐水稻新品系，相比传统的杂交育种方法,其优点主要表现为__________________________________________________________________________________________________________________________。

解析：(1)扩增目的基因的方法是PCR技术。

限制酶和DNA连接酶都作用于磷酸二酯键，即a处。

(2)将目的基因导入植物细胞常用农杆菌转化法和基因枪法。

(3)基因探针为标记的目的基因单链，从个体水平鉴定可用一定浓度盐水浇灌植株。

(4)若将该转基因植株的花药在高盐碱的培养基上作离体培养，则获得的再生植株群体中耐盐型植株大约占100%.(5）基因工程的优点是能根据人类的需要，定向改造遗传物质，获得优良遗传性状。

答案：（1)PCR技术 a a （2）农杆菌转化基因枪（或花粉管通道) (3)耐盐基因（目的基因) 一定浓度盐水浇灌(移栽到盐碱地中) （4)100 （5）能根据人类的需要,定向改造遗传物质，获得优良遗传性状2．(2017全国Ⅰ卷)真核生物基因中通常有内含子，而原核生物基因中没有，原核生物没有真核生物所具有的切除内含子对应的RNA序列的机制。