逍遥学能 2013-08-26 21:58
2014届高考生物一轮复习选修③第一讲基因工程课时跟踪检测
(限时：20分钟 满分：60分)
一、选择题(每小题6分，共30分)
1．在基因工程操作中限制性核酸内切酶是不可缺少的工具酶。下列有关限制性核酸内切酶的叙述错误的是( )
A．一种限制性核酸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和pH等因素的影响
C．限制性核酸内切酶可以从某些原核生物中提取
D．限制性核酸内切酶也可以识别和切割RNA
解析：限制性核酸内切酶只能识别并且切割特定的DNA序列。酶容易受到温度和pH等环境因素的影响。限制性核酸内切酶可以在原核生物中提取。
答案：D
2．上海医学遗传研究所成功培育出第一头携带人白蛋白基因的转基因牛。他们还研究出一种可大大提高基因表达水平的新方法，使转基因动物乳汁中的药物蛋白含量提高了30多倍，标志着我国转基因研究向产业化的目标又迈进了一大步。以下与此有关的叙述中，正确的是( )
A．所谓“提高基因表达水平”是指设法使牛的乳腺细胞中含有更多的人白蛋白基因
B．可将白蛋白基因导入牛的卵细胞中，通过组织培养形成转基因牛
C．人们只在转基因牛的乳汁中才能获取人白蛋白，是因为只在转基因牛的乳腺细胞中才有人白蛋白基因
D．运用基因工程技术让牛合成人白蛋白，该技术将导致定向变异
解析：“提高基因表达水平”是指设法使牛的乳腺细胞中的人白蛋白基因合成出更多的蛋白质。动物细胞的全能性较难实现，用牛的卵细胞不能培养形成转基因牛。转基因牛的细胞中都含有人白蛋白基因，人们只在转基因牛的乳汁中才能获取人白蛋白，是因为人白蛋白基因只在转基因牛的乳腺细胞中表达。
答案：D
3．(2014•宣武模拟)以下有关蛋白质工程的叙述，不正确的是( )
A．蛋白质工程发展的基础是基因工程
B．蛋白质工程的原理是从预期的蛋白质功能出发最终找到脱氧核苷酸序列的过程
C．T4溶菌酶中引入二硫键提高了它的热稳定性是蛋白质工程应用的体现
D．蛋白质工程只能改造现有的蛋白质而不能制造新的蛋白质
解析：蛋白质工程既能改造现有的蛋白质，也能制造新的蛋白质。
答案：D
4．1970年，特明和巴尔德摩证实了RNA病毒能依赖RNA合成DNA的过程，并发现了催化此过程的酶。下面为形成cDNA的过程和PCR扩增过程示意图。请根据图解分析，下列说法不正确的是( )
A．催化①过程的酶是逆转录酶
B．从图示可以看出要将碱基对之间的氢键断开可以用核酸酶H和高温处理
C．从图中信息分析可知，②⑤过程为DNA复制，催化⑤过程的酶能耐高温
D．如果RNA单链中有碱基100个，其中A占25%，U占15%，则通过该过程合成的一个双链DNA片段中有胞嘧啶30个
解析：由题干可知通过反转录过程合成的一条双链DNA片段中有胞嘧啶60个。核酸酶H和高温都可以解开螺旋。
答案：D
5．下图是获得抗虫棉的技术流程示意图。卡那霉素抗性基因(kanR)常作为标记基因，只有含卡那霉素抗性基因的细胞才能在卡那霉素培养基上生长。下列叙述正确的是( )
A．构建重组质粒过程中需要限制性内切酶和DNA连接酶
B．愈伤组织的分化产生了不同基因型的植株
C．卡那霉素抗性基因(kanR)中有该过程所利用的限制性内切酶的识别位点
D．抗虫棉有性生殖后代能保持抗虫性状的稳定遗传
解析：质粒与目的基因结合时需要用同一种限制性内切酶切割，切出的黏性末端相同，可用DNA连接酶连接；愈伤组织由相同的细胞分裂形成，分化后产生相同基因型的植株；卡那霉素抗性基因作为标记基因不能有限制性内切酶的切割位点，标记基因被切断后就不能再表达，从而失去作用；抗虫棉为杂合子，其有性生殖后代可能会发生性状分离，抗虫性状不一定能稳定遗传。
答案：A
二、非选择题(共30分)
6．(10分)(2014•南京质检)目前基因工程所用的质粒载体主要是以天然细菌质粒的各种元件为基础重新组建的人工质粒，pBR322质粒是较早构建的质粒载体，其主要结构如图一所示。
(1)构建人工质粒时要有抗性基因，以便于________。
(2)pBR322分子中有单个EcoRⅠ限制酶作用位点，EcoRⅠ只能识别序列—GAATTC—，并只能在G与A之间切割。若在某目的基因的两侧各有1个EcoRⅠ的切点，请画出目的基因两侧被限制酶EcoRⅠ切割后所形成的黏性末端。
(3)pBR322分子中另有单个的BamHⅠ限制酶作用位点，现将经BamHⅠ处理后的质粒与用另一种限制酶BglⅡ处理得到的目的基因，通过DNA连接酶作用恢复________键，成功地获得了重组质粒。说明____________________________________________________。
(4)为了检测上述重组质粒是否导入原本无ampR和tetR的大肠杆菌，将大肠杆菌在含氨苄青霉素的培养基上培养，得到如图二的菌落。再将灭菌绒布按到培养基上，使绒布面沾上菌落，然后将绒布按到含四环素的培养基上培养，得到如图三的结果(空圈表示与图二对照无菌落的位置)。与图三空圈相对应的图二中的菌落表现型是____________，图三结果显示，多数大肠杆菌导入的是________________。
解析：(1)质粒上的抗性基因可作标记基因，便于鉴定受体细胞中是否导入目的基因。
(2)在目的基因的两侧各有1个EcoRⅠ的切点，即目的基因两侧有—GAATTC—。
(3)DNA连接酶能连接磷酸二酯键。经BamHⅠ处理后的质粒与用另一种限制酶BglⅡ处理得到的目的基因能连接起来，说明这两种酶切割获得的黏性末端相同。
(4)图二中的菌落能抗氨苄青霉素，将灭菌绒布按到图二中培养基上，使绒布面沾上菌落，然后将绒布按到图三含四环素的培养基上培养，仍能生长的也能抗四环素，空圈为不能抗四环素的(只能抗氨苄青霉素)。图三结果显示，多数大肠杆菌既能抗氨苄青霉素，又能抗四环素，说明导入的是pBR322质粒，而不是重组质粒(重组质粒的四环素抗性基因被切断，不能表达，因此含重组质粒的大肠杆菌抗氨苄青霉素)。
答案：(1)筛选(鉴别目的基因是否导入受体细胞)
(2)
(3)磷酸二酯 两种限制酶(BamHⅠ和BglⅡ)切割得到的黏性末端相同
(4)能抗氨苄青霉素，但不能抗四环素 pBR322质粒
7．(10分)土壤农杆菌是一种能引起双子叶植物产生冠瘿瘤的土壤细菌，它带有一个大的质粒叫Ti质粒，它是携带细菌DNA向宿主植物基因组转化所需信息的重要片段，只有T—DNA片段才能转入植物细胞的基因组。结构右图及转化过程如下图所示，回答相关问题：
(1)从细胞结构的特点与复杂程度看，土壤农杆菌属于________细胞，其质粒是能够自主________的环状DNA分子。
(2)为了使某种植物具有抗旱性状而又不引起植物产生冠瘿瘤，需对Ti质粒进行修饰，即去除瘤基因，将抗旱基因转移至________，然后在一定条件下将外植体在含________的稀释培养基上培养，此时修饰的T－DNA转入植物细胞并整合到植物基因组中。
(3)将上述外植体置于一个含有某种抗生素的合适培养基中进行筛选，发生转化的外植体开始增殖，形成愈伤组织，其特点是_______________________________________，
通过产生不定芽和体细胞胚再长出整个植物。
(4)基因转化是否成功应对转基因植物进行鉴定，可以直接在________水平对转基因植物与非转基因植物进行比较；为获得纯合的转基因植株，还需要对转基因植株进行严格的________。
解析：(1)土壤农杆菌属于原核细胞，其质粒能够自主复制。
(2)目的基因要插入T－DNA上，外植体与含目的基因的土壤农杆菌混合培养，修饰的T－DNA转入植物细胞并整合到植物基因组中。
(3)愈伤组织是高度液泡化的、没有分化的活的薄壁细胞团。
(4)对转基因植物进行鉴定，转基因植物与非转基因植物进行比较，是在个体水平(表现型)。导入目的基因的转基因植物是杂合子，为获得纯合的转基因植株，还需要对转基因植株进行严格的自交。
答案：(1)原核 复制
(2)T－DNA 土壤农杆菌
(3)相对没有分化的活的薄壁细胞团
(4)个体水平(表现型) 自交
8．(10分)大肠杆菌pUC118质粒的某限制酶唯一酶切序列位于该质粒的lacZ基因中，lacZ基因中如果没有插入外源基因，lacZ基因便可表达出β－半乳糖苷酶，当培养基中含有IPTG和X－gal时，X－gal便会被β－半乳糖苷酶水解成蓝色，大肠杆菌将形成蓝色菌落；如果lacZ基因中插入了外源基因，带有pUC118质粒的大肠杆菌便不能表达β－半乳糖苷酶，培养基中的X－gal不会被水解成蓝色，大肠杆菌将形成白色菌落。pUC118还携带了氨苄青霉素抗性基因。右图是利用lacZ基因的插入失活筛选重组质粒示意图。据图回答下列问题：
(1)作为受体大肠杆菌应_______________________，
以方便筛选已导入重组质粒的受体大肠杆菌。取用氯化钙溶液处理(增加其细胞壁的通透性)过的受体大肠杆菌，置于试管Ⅱ中，并加入_________________________________。
(2)图中的选择培养基中除含有大肠杆菌必需的葡萄糖、氮源、无机盐、水、生长因子等营养物质外，还应加入____________________________________等物质，用以筛选导入了重组质粒的受体大肠杆菌。
(3)将上述处理后的大肠杆菌置于图中选择培养基上培养，以检测受体大肠杆菌是否导入重组质粒，请预测菌落的颜色，并分析结果：
①_______________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：pUC118质粒携带了氨苄青霉素抗性基因，受体大肠杆菌应不含氨苄青霉素抗性基因，才能在含有氨苄青霉素的培养基上筛选出导入重组质粒的受体大肠杆菌。用氯化钙溶液处理(增加其细胞壁的通透性)过的受体大肠杆菌呈感受态，能吸收试管中的DNA。筛选导入了重组质粒的受体大肠杆菌，质粒lacZ基因中插入了外源基因，带有pUC118质粒的大肠杆菌便不能表达β－半乳糖苷酶，培养基中的X－gal不会被水解成蓝色，大肠杆菌将形成白色菌落，因此选择培养基中还应加入IPTG、X－gal。如果长出蓝色菌落，说明自连的运载体pUC118质粒已转入受体菌，但目的基因没有接入运载体(或说明重组质粒没导入受体大肠杆菌)；如果长出白色菌落，说明重组质粒已导入受体大肠杆菌。
答案：(1)不含氨苄青霉素抗性基因(或对氨苄青霉素敏感) 在试管Ⅰ中制备好的DNA (2)IPTG、X－gal、氨苄青霉素 (3)①如果长出蓝色菌落，说明自连的运载体pUC118质粒已转入受体菌，但目的基因没有接入运载体(或说明重组质粒没导入受体大肠杆菌) ②如果长出白色菌落，说明重组质粒已导入受体大肠杆菌