2017高考生物大一轮复习 题组层级快练40 第十一单元 现代生物科技专题 第41讲 基因工程 新人教版

题组层级快练(四十)基因工程(A卷)1．(2015·新课标全国Ⅰ)HIV属于逆转录病毒，是艾滋病的病原体。

回答下列问题：(1)用基因工程方法制备HIV的某蛋白(目的蛋白)时，可先提取HIV中的________，以其作为模板，在________的作用下合成________。

获取该目的蛋白的基因，构建重组表达载体，随后导入受体细胞。

(2)从受体细胞中分离纯化出目的蛋白，该蛋白作为抗原注入机体后，刺激机体产生的可与此蛋白结合的相应分泌蛋白是________。

该分泌蛋白可用于检测受试者血清中的HIV，检测的原理是________。

(3)已知某种菌导致的肺炎在健康人群中罕见，但是在艾滋病患者中却多发。

引起这种现象的根本原因是HIV主要感染和破坏了患者的部分________细胞，降低了患者免疫系统的防卫功能。

(4)人的免疫系统有________癌细胞的功能，艾滋病患者由于免疫功能缺陷，易发生恶性肿瘤。

解析(1)HIV属于逆转录病毒，它的遗传物质是RNA，在逆转录酶的作用下可以逆转录为cDNA，用于构建基因表达载体，从而制备HIV的某蛋白。

(2)HIV的某蛋白作为抗原进入机体后，能刺激人体产生针对该抗原的一种特殊的分泌蛋白——抗体；可用该抗体进行抗原—抗体进行杂交来检测血清中是否含有HIV。

(3)HIV病毒营寄生生活，寄生在T淋巴细胞内，T细胞参与体液免疫和细胞免疫，因此少了T细胞，特异性免疫几乎全部丧失，降低了机体的免疫功能。

(4)人体的免疫系统具有防卫、监控和清除的功能，可及时清除体内产生的癌细胞，艾滋病患者的整个免疫功能缺陷，机体会发生一系列顽固性疾病感染和肿瘤的发生。

答案(1)RNA 逆转录酶cDNA(或DNA)(2)抗体抗原抗体特异性结合(3)T(或T淋巴)(4)监控和清除2．(2015·江苏)胰岛素A、B链分别表达法是生产胰岛素的方法之一。

图1是该方法所用的基因表达载体，图2表示利用大肠杆菌作为工程菌生产人胰岛素的基本流程(融合蛋白A、B 分别表示β－半乳糖苷酶与胰岛素A、B链融合的蛋白)。

请回答下列问题：(1)图1基因表达载体中没有标注出来的基本结构是________。

(2)图1中启动子是________酶识别和结合的部位，有了它才能启动目的基因的表达；氨苄青霉素抗性基因的作用是________。

(3)构建基因表达载体时必需的工具酶有_______________________。

(4)β－半乳糖苷酶与胰岛素A链或B链融合表达，可将胰岛素肽链上蛋白酶的切割位点隐藏在内部，其意义在于________________________________________________________________________。

(5)溴化氰能切断肽链中甲硫氨酸羧基端的肽键，用溴化氰处理相应的融合蛋白能获得完整的A链或B链，且β－半乳糖苷酶被切成多个肽段，这是因为__________________________________________________________________________________________________________________。

(6)根据图2中胰岛素的结构，请推测每个胰岛素分子中所含游离氨基的数量。

你的推测结果是________，理由是____________________________________________________________________________________________。

解析本题结合蛋白质的分子结构考查基因工程的相关知识，意在考查考生的信息获取能力和综合运用能力。

(1)基因表达载体的组成包括复制原点、启动子、目的基因、终止子和标记基因(氨苄青霉素抗性基因)，故图示中没有标注出来的是终止子。

(2)启动子是RNA聚合酶识别和结合的位点；标记基因的作用是便于筛选出含有目的基因的大肠杆菌。

(3)构建基因表达载体需要的工具酶有限制酶和DNA连接酶。

(4)若胰岛素肽链上的蛋白酶的切割位点暴露，则其容易被菌体内的蛋白酶催化降解。

(5)溴化氰能切断甲硫氨酸羧基端的肽键，使β－半乳糖苷酶被切成多个肽段，但对胰岛素的A链和B链无影响，这是因为β－半乳糖苷酶中含有多个甲硫氨酸，而胰岛素的A链和B链中不含有甲硫氨酸。

(6)由图2可知1个胰岛素分子含两条肽链，故其至少含2个游离的氨基。

这是因为两条肽链的一端各有一个游离的氨基，另外氨基酸的R基团中也可能含有游离的氨基。

答案(1)终止子(2)RNA聚合作为标记基因，将含有重组质粒的大肠杆菌筛选出来(3)限制酶和DNA连接酶(4)防止胰岛素的A、B链被菌体内蛋白酶降解(5)β－半乳糖苷酶中含多个甲硫氨酸，而胰岛素A、B链中不含甲硫氨酸(6)至少2个两条肽链的一端各有一个游离的氨基，氨基酸R基团中可能还含有游离的氨基3．(2015·四川)将苏云金杆菌Bt蛋白的基因导入棉花细胞中，可获得抗棉铃虫的转基因棉，其过程如图所示(注：农杆菌中Ti质粒上只有T－DNA片段能转移到植物细胞中)。

(1)过程①需用同种________酶对含Bt基因的DNA和Ti质粒进行酶切。

为将过程②获得的含重组质粒的农杆菌筛选出来，应使用________培养基。

(2)过程③中将棉花细胞与农杆菌混合后共同培养，旨在让________进入棉花细胞；除尽农杆菌后，还须转接到含卡那霉素的培养基上继续培养，目的是_____________________________________________________________________________________________________________________。

(3)若过程④仅获得大量的根，则应在培养基中增加________以获得芽；部分接种在无激素培养基上的芽也能长根，原因是________________________________________________________________________。

(4)检验转基因棉的抗虫性状，常用方法是________。

种植转基因抗虫棉能减少________的使用，以减轻环境污染。

解析本题考查基因工程的操作步骤，植物组织培养以及组织培养中激素对分化的影响等知识，意在考查考生的实验探究能力和综合应用所学知识解决实际问题的能力。

(1)过程①需用同种限制性核酸内切酶对含Bt基因的DNA和Ti质粒进行酶切。

筛选含重组质粒的农杆菌应使用选择培养基。

(2)将棉花细胞与农杆菌混合后共同培养，旨在让T－DNA进入棉花细胞；除尽农杆菌后，还须转接到含卡那霉素的培养基上继续培养，筛选出含T－DNA片段的棉花细胞。

(3)增加细胞分裂素浓度，使生长素用量与细胞分裂素用量的比值降低，有利于芽的分化；部分接种在无激素培养基上的芽也能长根，原因是芽顶端合成的生长素向基部运输．促进下端生根。

(4)检验转基因棉的抗虫性状，常用方法是投放棉铃虫，看食用转基因棉的棉铃虫是否死亡。

种植转基因抗虫棉能减少农药的使用，以减轻环境污染。

答案(1)限制性核酸内切选择(2)T－DNA 筛选获得含T－DNA片段的植物细胞(3)细胞分裂素浓度芽顶端合成的生长素向基部运输，促进根的分化(4)投放棉铃虫农药4．(2015·福建)GDNF是一种神经营养因子，对损伤的神经细胞具有营养和保护作用。

研究人员构建了含GDNF基因的表达载体(如图1所示)，并导入到大鼠神经干细胞中，用于干细胞基因治疗的研究。

请回答：(1)在分离和培养大鼠神经干细胞的过程中，使用胰蛋白酶的目的是________________________。

(2)构建含GDNF基因的表达载体时，需选择图1中的______________限制酶进行酶切。

(3)经酶切后的载体和GDNF基因进行连接，连接产物经筛选得到的载体主要有3种，单个载体自连、GDNF基因与载体正向连接、GDNF基因与载体反向连接(如图1所示)。

为鉴定这3种连接方式，选择HPaⅠ酶和Bam HⅠ酶对筛选得到的载体进行双酶切，并对酶切后的DNA 片段进行电泳分析，结果如图2所示。

图中第________泳道显示所鉴定的载体是正向连接的。

(4)将正向连接的表达载体导入神经干细胞后，为了检测GDNF基因是否成功表达，可用相应的________与提取的蛋白质杂交。

当培养的神经干细胞达到一定密度时，需进行________培养以得到更多数量的细胞，用于神经干细胞移植治疗实验。

解析(1)在动物(大鼠)细胞培养过程中，使用胰蛋白酶的目的是使组织分散成单个细胞。

(2)据图可知，GDNF基因的两端都是XhoⅠ限制酶的酶切位点，而其中间是Bam HⅠ限制酶的酶切位点，因此为了酶切出GDNF基因，不能用Barn HⅠ限制酶，只能用XhoⅠ限制酶进行酶切。

(3)据图可知，载体和GDNF基因的长度分别是600 bp和700 bp，当载体自连时有Xho Ⅰ限制酶和HpaⅠ限制酶酶切位点，当选择HpaⅠ限制酶和Bam HⅠ限制酶进行双酶切时，只能得到一段长度为6 000bp的条带，对应第①泳道；当正向连接时限制酶的酶切位点依次为HpaⅠ－XhoⅠ－Bam HⅠ－XhoⅠ，它们之间的距离分别为100 bp、600 bp、100 bp，当选择HpaⅠ限制酶和Bam HⅠ限制酶进行双酶切时，会产生一段长度为100 bp＋600 bp即700bp 的条带，对应第②泳道；当反向连接时限制酶的酶切位点依次为HpaⅠ－XhoⅠ－Bam HⅠ－XhoⅠ，它们之间的距离分别为100 bp、100 bp、600 bp，当选择HpaⅠ限制酶和Bam HⅠ限制酶进行双酶切时，会产生一段长度为100 bp＋100 bp即200 bp的条带，对应第③泳道。

(4)为了检测目的基因(GDNF基因)是否成功表达，可采取抗原－抗体杂交技术。

动物细胞具有贴壁生长和接触抑制的特点，所以当培养的细胞达到一定密度时，应采取传代培养以获得更多数量的细胞。

答案(1)使细胞分散开(2)Xho I (3)②(4)抗体传代5．下图是获得转基因动物和植物的流程图，请据图回答：(1)图示获得大量目的基因的方法是___________________________。

(2)图中过程②采用的方法是________。

为使过程④中的受体生理状况适宜，可用激素对受体进行________处理。

(3)构建重组Ti质粒的过程⑤中需要用到的DNA连接酶根据来源分为两类：T4DNA连接酶和E·coli DNA连接酶，但这两种酶的作用有所差别：________________只能连接双链DNA的黏性末端，而________________既可以连接双链DNA的黏性末端，又可以“缝合”双链DNA 的平末端。