1、1基因工程及其应用(35分钟 100 分)一、选择题(共 9小题，每小题 5分，共 45分)1.(2017威海高一检测)下列哪项不是基因工程中经常使用的用来运载目的基因的载体( )A.质粒 B.噬菌体C.动植物病毒 D.细菌核区的 DNA【解析】选 D。基因工程中经常使用的运载体有质粒、噬菌体、动植物病毒等，细菌核区的 DNA不是用来运载目的基因的载体。2.在畜牧养殖业上，科学家利用基因工程的方法培育出了转基因奶牛、超级绵羊等多种转基因动物。 “转基因动物”培育利用的原理是( )A.基因突变B.基因重组C.染色体结构变异D.染色体数目变异【解析】选 B。 “转基因动物”培育采用的方法是基因工程
2、，其原理是基因重组，发生在分子水平上。【误区警示】基因重组分为狭义和广义两种，狭义的基因重组是指减数分裂过程中交叉互换和非同源染色体上非等位基因的自由组合；广义的基因重组还包括基因工程。3.据下图有关基因工程的工具酶功能的叙述，不正确的是( )A.切断 a的酶为限制性核酸内切酶B.切断 b的酶为解旋酶C.连接 a的酶为 DNA连接酶D.切断 b的酶为限制性核酸内切酶【解析】选 D。a 为磷酸二酯键，限制性核酸内切酶作用于磷酸二酯键，A 正确，D 错误。解旋酶使 DNA链解开，连接 DNA两条链的为碱基对之间的氢键(b)，B 正确。DNA 连接酶可2使两个 DNA分子片段连接起来，作用的也是磷酸
3、二酯键，C 正确。【互动探究】(1)图中能够切断 a处的酶还有哪些？提示：DNA 水解酶。(2)图中 b化学键的断裂是否一定需要酶的催化？为什么？提示：不一定。b 化学键为氢键，高温处理也可以使氢键断裂。【误区警示】限制酶与 DNA解旋酶不同(1)相同点：作用机理都是破坏化学键。(2)不同点：作用部位：限制酶作用于磷酸二酯键，DNA 解旋酶作用于氢键。作用范围：限制酶作用于特定的核苷酸序列和特定的切点，DNA 解旋酶作用于所有的 DNA分子。4.(2017西安高一检测)如图所示限制酶切割基因分子的过程，从图中可知，该限制酶能识别的碱基序列和切点是( )A.CTTAAG，切点在 C和 T之间B.
4、CTTAAG，切点在 T和 A之间C.GAATTC，切点在 G和 A之间D.GAATTC，切点在 C和 T之间【解析】选 C。据图分析，该限制酶能识别的碱基序列为 GAATTC，其切点是在 G和 A之间，所以 C正确。5.(2017银川高一检测)下列提到的物质不是基因工程常用的工具的是( )限制性核酸内切酶 DNA 聚合酶 DNA 连接酶 运载体 解旋酶A. B.C. D.【解析】选 D。基因工程常用的工具包括：限制性核酸内切酶(限制酶)、DNA 连接酶、运载体；而DNA 聚合酶和解旋酶均在 DNA复制过程中发挥作用。综上所述，D 项符合题意。36.质粒是基因工程最常用的载体，下列关于质粒的说
5、法正确的是( )A.质粒在受体细胞内都要整合到染色体 DNA上B.质粒是独立于细菌拟核 DNA之外的小型细胞器C.基因工程操作中的质粒一般都是经过人工改造的D.质粒上碱基数量之间存在 A+G=U+C【解析】选 C。若受体细胞是真核细胞，则质粒可整合到染色体 DNA上，若受体细胞是原核细胞，因其没有染色体而只能整合到 DNA上，所以 A错误；质粒是独立于细菌拟核之外的小型环状 DNA，不是细胞器，所以 B错误；基因工程中使用的质粒已不是原来细菌或细胞中存在的天然质粒，而是经过人工改造的，所以 C正确；质粒是双链环状 DNA，其遵循碱基互补配对原则 A+G=T+C，所以 D错误。【补偿训练】下列关
6、于基因工程中运载体的叙述，不正确的是( )A.目的基因与运载体结合的过程发生在细胞外B.目的基因导入受体细胞后，受体细胞即发生基因突变C.运载体对受体细胞的生理代谢不起决定作用D.常用的运载体有质粒、噬菌体和动植物病毒等【解析】选 B。目的基因与运载体结合的过程发生在细胞外，是人为控制操作的，A 正确；目的基因导入受体细胞后，受体细胞即发生基因重组，B 错误；运载体对受体细胞的生理代谢不起决定作用，能在受体细胞内稳定存在，C 正确；常用的运载体有质粒、噬菌体和动植物病毒等，D 正确。7.(2017廊坊高一检测)关于基因工程的叙述，正确的是 世纪金榜导学号 94294192( )A.限制性核酸内
7、切酶和 DNA连接酶的作用部位相同，都是氢键B.质粒是基因工程中常用的运载体，其上的基因一般属于核基因C.通过基因工程制备转基因植物，可以选叶肉细胞作为基因工程的受体细胞D.人体胰岛素基因通过基因工程技术转入大肠杆菌以后，其传递和表达不再遵循中心法则【解析】选 C。限制性核酸内切酶和 DNA连接酶的作用部位都是磷酸二酯键，A 错误；基因工程中常用的运载体是质粒，质粒存在于细菌和真菌细胞中，是一种能进行自主复制的环状 DNA分子，所以质粒上的基因不属于核基因，B 错误；植物体细胞具有全能性，所以可以选择叶肉细胞作为基因工程的受体细胞，C 正确；人的胰岛素基因在大肠杆菌体内表达时，遗传信息的传递和
8、表达仍遵循中心法则，D 错误。48.“黄金大米”是将胡萝卜素转化酶的基因导入水稻细胞中而制备成功的。一般来说，制备“黄金大米”植株的过程中，不需要使用下列中的( )A.限制性核酸内切酶B.纤维素酶C.DNA连接酶D.DNA聚合酶【解析】选 B。获取目的基因和构建基因表达载体时都需要使用限制性核酸内切酶，A 不符合题意；采用基因工程技术培育“黄金大米”植株的过程中不需要使用纤维素酶，B 符合题意；构建基因表达载体时，需要使用 DNA连接酶，C 不符合题意；基因在受体细胞中复制时需要 DNA聚合酶，D 不符合题意。【互动探究】(1)胡萝卜素转化酶基因控制“黄金大米”的性状表现的途径是什么？提示：基
9、因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状。(2)本题 A、C、D 项三种酶的共同点是什么？提示：都是作用于两个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键。9.(2017珠海高一检测)科学家将一种腺病毒插入小鼠的腿部肌肉中，作为载体来传递一段基因代码，能使小鼠肌肉细胞产生多种强效中和艾滋病病毒(HIV)的抗体，保护它们免受感染。下列相关分析中不正确的是( )世纪金榜导学号 94294193A.这种方法属于体内基因治疗B.这段指导抗体合成的基因代码属于腺病毒的基因C.这段基因代码很可能是对小鼠的原有基因进行修饰形成的D.这种方法虽然在小鼠体内试验成功，但用于人类的临床还有一定困难【解析】选 B。科学
10、家们采用的治疗方法是直接向小鼠的肌肉细胞转移基因，属于体内基因治疗；基因代码表达的是小鼠的抗体，应该是对小鼠的原有基因进行修饰形成的，腺病毒只是基因的载体，并不提供目的基因；由于目前还没有完全解释人类基因组的运转机制，在充分了解基因调控机制之前，还不能将这种方法在临床上用于人类艾滋病的治疗。二、非选择题(共 2小题，共 33分)10.(19分)(2017盐城高一检测)美国科学家利用基因工程技术，将人胰岛素基因拼接到大肠杆菌的 DNA分子中，然后通过大肠杆菌的繁殖，生产了人胰岛素，操作过程如下图所5示： 世纪金榜导学号 94294194(1)过程所使用的酶与获取胰岛素基因所使用的酶一般是_(填“
11、相同”或“不同”)的。(2)过程使用的酶是_，它的作用是使质粒与目的基因结合形成_分子。(3)在基因工程中过程的目的是_。(4)在基因工程中，目的基因的表达与检测是通过检测大肠杆菌是否产生_实现的。(5)大肠杆菌合成人胰岛素的过程可以表示为_ _(用箭头和简要文字表示)。【解析】(1)获取目的基因和切割质粒使用的是同一种限制酶，这样可以获得相同的黏性末端。(2)过程表示目的基因(人胰岛素基因)与运载体(质粒)结合成重组 DNA分子的过程。(3)过程表示将目的基因导入受体细胞(大肠杆菌)的过程。(4)如果要检测人胰岛素基因是否在大肠杆菌内表达，应检测大肠杆菌是否有人胰岛素产生。(5)大肠杆菌合成
12、人胰岛素的过程是人胰岛素基因表达的过程，包括转录和翻译。答案：(1)相同 (2)DNA 连接酶 重组 DNA(或重组质粒)(3)将目的基因导入受体细胞(4)人胰岛素(5)DNA(基因) mRNA 蛋白质11.(16分)(2017泉州高一检测)通过 DNA重组技术使原有基因得以改造的动物称为转基因动物。运用这一技术可使羊奶中含有人体蛋白质，如图表示这一技术的基本过程，在该工程中所用的基因“剪刀”能识别的序列和切点是-G GATCC-，请回答下列问题：世纪金榜导学号 942941956(1)从羊染色体中“剪下”羊蛋白质基因的酶是_，人体蛋白质基因“插入”后连接在羊染色体中需要的酶是_。(2)人体蛋
13、白质基因之所以能连接到羊的染色体 DNA中，原因是_ _，人体蛋白质基因导入羊细胞时常用的工具是_。(3)此过程中目的基因的检测与表达中的表达是指_。【解析】(1)剪切获取目的基因的酶是限制性核酸内切酶，将不同的 DNA片段连接起来的酶是 DNA连接酶。(2)不同生物的 DNA化学组成和空间结构相同，即都具有相同的物质基础和结构基础。目的基因导入受体细胞需要先与运载体结合，最常用的运载体是质粒，也可以用病毒。(3)基因的表达是指基因通过转录和翻译合成相应的蛋白质的过程。答案：(1)限制性核酸内切酶 DNA 连接酶(2)不同生物的 DNA具有相同的物质基础和结构基础 细菌质粒或病毒(3)人体蛋白
14、质基因在羊体细胞内控制合成人体蛋白质1.(6分)不同种植物之间存在竞争，如某些植物能分泌一些化学物质用于抑制别种植物在其周围生长。最近，科学家试图往大麦等农作物中转入控制合成这些化学物质的基因，以达成抑制杂草生长的目的。下列说法正确的是( )世纪金榜导学号 94294196A.将该基因转入大麦中，一定会抑制杂草生长B.所用的工具酶是限制酶、DNA 连接酶和运载体C.通常用一种限制性核酸内切酶处理含目的基因的 DNA，用另一种限制性核酸内切酶处理运载体D.种植该种转基因大麦可以增加粮食产量，减少农药的使用【解析】选 D。目的基因导入受体细胞后不一定会表达，需要进行检测和鉴定，A 错误；运载体不是
15、工具酶，B 错误；在基因工程中常用同一种限制性核酸内切酶来处理含目的基因7的 DNA和运载体，C 错误；转基因大麦可以抑制杂草生长，减少了除草剂的使用，同时减弱了与杂草的竞争，增加了产量，D 正确。接轨高考特色题型专练2. (14分)(2017安庆高一检测)斑马鱼的酶 D由 17号染色体上的 D基因编码。具有纯合突变基因(dd)的斑马鱼胚胎会发出红色荧光。利用转基因技术将绿色荧光蛋白(G)基因整合到斑马鱼的 17号染色体，带有 G基因的胚胎能够发出绿色荧光，未整合 G基因的染色体对应位点表示 g。用个体 M和 N进行如下杂交实验。 世纪金榜导学号 94294197(1)在上述转基因实验中，将
16、G基因与_结合，需要的两类酶有_和_。将重组质粒成功地显微注射到斑马鱼受精卵中，胚胎没有发出绿色荧光，说明_。(2)杂交后，出现红绿荧光(既有红色又有绿色荧光)胚胎的原因是亲代_(填“M”或“N”)的初级精(卵)母细胞在减数分裂过程中，同源染色体的_发生了交换，导致染色体发生_。【解析】(1)在基因工程中，需要将目的基因与运载体结合，在此过程中需要使用同种限制性核酸内切酶和 DNA连接酶；将绿色荧光基因导入受精卵中后没有出现绿色荧光，说明目的基因没有表达。(2)由于 M和 N的杂交后代出现了红绿荧光(ddG_)个体，且绿色荧光个体 N的基因型为 DdGg，说明无荧光 M个体一定含有 d基因，不含有 G基因，因此基因型为Ddgg；后代红绿荧光个体的出现是由于亲代 N在减数分裂过程中同源染色体的非姐妹染色单体交叉互换导致 d和 G同时出现在同一条染色体上，此变异称为基因重组。答案：(1)运载体(或质粒) 限制酶(或限制性核酸内切酶) DNA 连接酶 荧光基因未成功表达(2)N 非姐妹染色单体 基因重组8
