人教版高中生物选修三阶段质量检测一 基 因 工 程.docx
《人教版高中生物选修三阶段质量检测一 基 因 工 程.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《人教版高中生物选修三阶段质量检测一 基 因 工 程.docx（30页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
人教版高中生物选修三阶段质量检测一基因工程
阶段质量检测
（一） 基因工程（A卷 学业水平达标）
（满分：
100分 时间：
45分钟）
一、选择题（每小题3分，共45分）
1．下列有关基因工程技术的叙述，正确的是（ ）
A．重组DNA技术所用的工具酶是限制酶、连接酶和载体
B．所有的限制酶都只能识别同一种特定的核苷酸序列
C．只要是细菌中的质粒都可以直接作为基因工程中的载体
D．载体必须具备的条件之一是有多个限制酶切割位点，以便与外源基因进行连接
解析：
选D 载体不属于酶。
不同的限制酶识别不同的核苷酸序列。
天然质粒大多不符合要求，要进行改造。
2．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B
B．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B
C．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：
选A 获得目的基因通常有两种办法：
如果目的基因的序列是已知的，可以用化学方法合成目的基因，或者用聚合酶链式反应（PCR）扩增目的基因；如果目的基因的核苷酸序列是未知的，我们可以建立一个包括目的基因在内的基因文库，把DNA分子的所有基因都包括在这个基因文库中，从基因文库中找到我们想要研究的目的基因。
目的基因（基因B）与质粒连接应用DNA连接酶，而非DNA聚合酶。
不能将目的基因直接导入受体细胞，并且植物一般是用土壤农杆菌导入目的基因。
由于mRNA是通过转录获得的，DNA、RNA的碱基之间遵循碱基互补配对原则，所以在逆转录酶作用下，通过逆转录可以获得目的基因B，再通过扩增获得大量的基因B。
3．日本下村修、美国沙尔菲和钱永健因在发现绿色荧光蛋白（GFP）等研究方面作出突出贡献，获得2008年度诺贝尔化学奖。
GFP在紫外光的照射下会发出绿色荧光。
依据GFP的特性，你认为该蛋白在生物工程中的应用价值是（ ）
A．作为标记基因，研究基因的表达
B．作为标记蛋白，研究细胞的转移
C．注入肌肉细胞，繁殖发光小白鼠
D．标记噬菌体外壳，示踪DNA路径
解析：
选B 绿色荧光蛋白基因在基因工程中常作为标记基因，其产物可作为标记蛋白，用于研究细胞的转移。
4．下列有关质粒的叙述，正确的是（ ）
A．质粒是广泛存在于细菌细胞中的一种颗粒状细胞器
B．质粒是细菌细胞质中能自主复制的小型环状DNA
C．质粒只有在侵入宿主细胞后，才能在宿主细胞内复制
D．基因工程中常用的载体除了质粒外，还有核DNA、动植物病毒以及λ噬菌体的衍生物
解析：
选B 质粒是独立存在于细菌DNA之外的小型环状DNA分子，不是细胞器。
真核细胞的核内DNA或细菌拟核的DNA都不能作为基因工程的载体。
5．下列有关基因工程的叙述正确的是（ ）
A．用同种限制性核酸内切酶切割载体与含目的基因的DNA片段可获得相同的黏性末端
B．以蛋白质的氨基酸序列为依据合成的目的基因与原基因的碱基序列相同
C．检测到受体细胞中含有目的基因就标志着基因工程育种已经成功
D．质粒上抗生素的抗性基因有利于质粒与外源基因连接
解析：
选A 用同种限制性核酸内切酶切割载体与含目的基因的DNA片段可获得相同的黏性末端，以便载体与目的基因连接。
由于一个氨基酸可能对应多个密码子，故以蛋白质的氨基酸序列为依据合成的目的基因与原基因的碱基序列可能不同。
目的基因导入受体细胞后稳定维持和表达其遗传性状标志着基因工程育种已经成功。
质粒上的抗生素抗性基因作为标记基因，可用作重组DNA的鉴定和选择。
6．下列有关基因工程和蛋白质工程步骤的叙述错误的是（ ）
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
解析：
选B 将基因表达载体导入小鼠的受精卵中常用显微注射法；所设计引物应能与表达载体两端的序列互补配对；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；通过蛋白质工程可合成自然界不存在的蛋白质。
7．利用细菌大量生产人的胰岛素，下列叙述错误的是（ ）
A．用适当的酶对载体与人的胰岛素基因进行切割与黏合
B．用适当的化学物质处理受体细菌表面，将重组DNA导入受体细菌
C．通常通过检测目的基因产物来检测重组DNA是否已导入受体细菌
D．重组DNA必须能在受体细菌内进行复制与转录，并合成人的胰岛素
解析：
选C 检测重组DNA是否已导入受体细菌，需要对载体的标记基因进行检测，检测目的基因的表达产物是检测目的基因是否表达的常用方法。
8．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DNA
B．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DNA
解析：
选D 质粒是小型环状DNA分子，因此P是质粒DNA，S是外源DNA，G是质粒和外源DNA通过DNA连接酶连接而成的重组质粒；质粒和外源DNA需经过同一种限制性核酸内切酶切割出相同的黏性末端。
9．下列关于目的基因的检测与鉴定的叙述，错误的是（ ）
A．目的基因在真核细胞中能否稳定遗传的关键是目的基因是否插入质DNA中
B．检测受体细胞是否含有目的基因及其是否成功转录的方法都是分子杂交法
C．目的基因的鉴定通常是在个体水平上进行的
D．如在受体细胞内检测到目的基因表达的蛋白质，可确定目的基因首端含有启动子
解析：
选A 目的基因在真核细胞中能否稳定遗传的关键是目的基因是否插入到核DNA中；检测目的基因用的方法是DNA分子杂交法，检测mRNA用到的是DNA—RNA分子杂交法；基因能成功表达，说明其首端含有启动子。
10．科学家利用生物技术将人的生长激素基因导入小鼠受精卵的细胞核中，经培育获得一种转基因小鼠，其膀胱上皮细胞可以合成人的生长激素并分泌到尿液中，在医学研究及相关疾病治疗方面都具有重要意义。
下列有关叙述错误的是（ ）
A．选择受精卵作为外源基因的受体细胞是因为这种细胞具有全能性
B．采用DNA分子杂交技术可检测外源基因在小鼠细胞内是否成功表达
C．人的生长激素基因能在小鼠细胞表达，说明遗传密码在不同种生物中可以通用
D．将转基因小鼠体细胞进行核移植（克隆），可以获得多个具有外源基因的后代
解析：
选B 受精卵的全能性最高；采用DNA分子杂交技术可检测受体细胞是否含目的基因；人的生长激素基因能在小鼠细胞中表达，说明生物共用一套遗传密码；通过克隆产生的细胞核遗传物质相同。
11．某科学家从细菌中分离出耐高温淀粉酶（Amy）基因a，通过基因工程的方法，将基因a与载体结合后导入马铃薯植株中，经检测发现Amy在成熟块茎细胞中存在。
下列有关这一过程的叙述错误的是（ ）
A．获取基因a的限制酶的作用部位是图中的①
B．基因a进入马铃薯细胞后，可随马铃薯DNA分子的复制而复制，传给子代细胞
C．连接基因a与载体的DNA连接酶的作用部位是图中的②
D．通过该技术人类实现了定向改造马铃薯的遗传性状
解析：
选C DNA连接酶和限制酶的作用部位都是磷酸二酯键，即图中①部位。
12．某研究小组为了研制预防禽流感病毒的疫苗，开展了前期研究工作。
其简要的操作流程如下图。
下列有关叙述错误的是（ ）
A．步骤①所代表的过程是逆转录
B．步骤②需使用限制性核酸内切酶和DNA连接酶
C．步骤③可用CaCl2处理大肠杆菌，使其从感受态恢复到常态
D．检验Q蛋白的免疫反应特性，可用Q蛋白与患禽流感康复的鸡的血清进行抗原—抗体特异性反应实验
解析：
选C 由图可知，步骤①所代表的过程是逆转录；步骤②需使用限制性核酸内切酶和DNA连接酶；步骤③可用CaCl2处理大肠杆菌，使其细胞从常态转化为感受态细胞；检验Q蛋白的免疫反应特性，可用Q蛋白与患禽流感康复的鸡的血清进行抗原—抗体特异性反应实验。
13．下图是四种不同质粒的示意图，其中ori为复制必需的序列，ampr为氨苄青霉素抗性基因，tetr为四环素抗性基因，箭头表示同一种限制性核酸内切酶的酶切位点。
下列有关叙述正确的是（ ）
A．基因ampr和tetr是一对等位基因，常作为基因工程中的标记基因
B．质粒包括细菌细胞中能自我复制的小型环状的DNA和病毒中的DNA
C．限制性核酸内切酶的作用部位是DNA分子中特定的两个核苷酸之间的氢键
D．用质粒4将目的基因导入大肠杆菌，该菌不能在含四环素的培养基上生长
解析：
选D 质粒上不含等位基因；质粒是细胞拟核外能够自主复制的很小的环状DNA分子；限制性核酸内切酶的作用部位是DNA分子中特定的两个相邻核苷酸之间的磷酸二酯键，而不是氢键。
14．某线性DNA分子含有3000个碱基对（bp），先用限制酶a切割，再把得到的产物用限制酶b切割，得到的DNA片段大小如下表。
限制酶a和b的识别序列和切割位点如图所示。
下列有关说法正确的是（ ）
a酶切割产物（bp）
b酶再次切割产物（bp）
1600；1100；300
800；300
A.在该DNA分子中，a酶与b酶的识别序列分别有3个和2个
B．a酶与b酶切出的黏性末端不能相互连接
C．a酶与b酶切断的化学键不同
D．用这两种酶和DNA连接酶对该DNA分子进行反复切割、连接操作，若干循环后，
序列会明显增多
解析：
选D 由表中信息可知，a酶的识别序列有2个，b酶的识别序列是2个。
a酶与b酶切断的化学键相同。
a酶与b酶切出的黏性末端可以互补。
15．下表列举了部分限制酶及其识别的核苷酸序列和切点，有关叙述错误的是（ ）
限制酶
识别的核苷酸序列和酶切位点
ApaⅠ
BciT130Ⅰ
MvaⅠ
BstOⅠ
Eco72Ⅰ
PspOMⅠ
注：
Y＝A或T
A．ApaⅠ与PspOMⅠ识别的核苷酸序列相同，但两者切割DNA形成的黏性末端不同
B．不同限制酶可识别相同的核苷酸序列，同一种限制酶也可识别不同的核苷酸序列
C．BciT130Ⅰ将其识别的核苷酸序列切开后，形成的黏性末端都能连接在一起
D．Eco72Ⅰ切割的化学键和RNA聚合酶、DNA聚合酶催化合成的化学键相同
解析：
选C ApaⅠ与PspOMⅠ识别的序列都是
，由于切点不同，形成的黏性末端也就不同；从表格第二栏中的信息可知，B正确；BciT130Ⅰ可识别
和
序列，经切割后形成的黏性末端不能互连；Eco72Ⅰ切割的是磷酸二酯键，RNA聚合酶、DNA聚合酶催化合成的也是磷酸二酯键。
二、非选择题（共55分）
16．（12分）下图表示两种限制性核酸内切酶识别DNA分子的特定序列，并在特定位点对DNA进行切割的示意图，请回答以下问题：
甲：
乙：
（1）图中甲和乙代表__________________________________________________。
（2）EcoRⅠ、HpaⅠ代表______________________________________________。
（3）图中甲和乙经过相应操作均形成两个片段，切口的类型分别为________________、__________________。
甲中限制酶的切点是________之间，乙中限制酶的切点是________之间。
（4）由图解可以看出，限制酶的作用特点是____________________________________________________________________________。
（5）如果甲中G碱基发生改变，可能发生的情况是____________________________________________________________________________。
解析：
从图解可以看出，甲和乙代表的是不同的DNA片段，在相应的限制酶（EcoRⅠ、HpaⅠ）的作用下，在特定的位点被剪切成两部分。
前者是在识别序列的中心轴线两侧分别切开，形成的末端是黏性末端；后者是在识别序列的中心轴线处切开，形成的末端是平末端。
答案：
（1）有特殊脱氧核苷酸序列的DNA片段
（2）两种不同的限制酶
（3）黏性末端 平末端 G、A T、A
（4）能识别双链DNA分子上特定的脱氧核苷酸序列，并从特定的位点将DNA分子切开
（5）限制酶不能识别切割位点
17．（10分）除草剂草甘膦会把普通大豆植株与杂草一起杀死。
科学家从抗草甘膦的矮牵牛中分离克隆出EPSP合成酶基因，培育出了抗草甘膦的转基因大豆，从而大大降低了田间管理成本。
抗草甘膦转基因大豆培育过程如下图所示。
请分析回答有关问题：
（1）科学家在进行上述基因操作时，通常要用同一种________分别切割质粒和含目的基因的DNA，质粒的黏性末端与目的基因两侧的黏性末端就可通过________而黏合。
这一过程体现了质粒作为运载体必须具备的条件是________________________________________________________________________。
（2）为了确定转基因大豆是否培育成功，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______________________方法从个体水平鉴定大豆植株的抗除草剂特性。
（3）有人提出，种植上述转基因大豆，它所携带的目的基因可以通过花粉传递给近缘物种造成“基因污染”。
另一方观点认为，由于存在________，它们很难与其他植物杂交。
解析：
在构建基因表达载体时，要用限制酶分别切割目的基因和运载体。
检测目的基因是否导入可用DNA分子杂交的方法。
不同物种之间存在着生殖隔离。
答案：
（1）限制酶（限制性核酸内切酶） 碱基互补配对 具有一个或多个限制酶切点
（2）EPSP合成酶基因（目的基因） 喷施除草剂（草甘膦） （3）生殖隔离
18．（13分）科学家研究发现，一种植物激素——油菜素内酯能促进农药在植物体内的降解和代谢。
研究人员发现，用油菜素内酯处理后，许多参与农药降解的基因（如P450）的表达和酶活性都得到提高，在这些基因的“指导”下合成的蛋白酶能把农药逐渐转化为水溶性物质或低毒无毒物质，有的则被直接排出体外。
某课题组进一步进行了如下的实验操作，请回答：
（1）获得油菜素内酯基因的方法有________________、________________（举两种即可）。
第①步用PCR技术扩增基因时用到的耐高温的酶通常是指____________________。
步骤②用到的酶有
________________________________________________________________________。
（2）图中导入重组质粒的方法是________。
在导入之前应用________处理。
（3）导入重组质粒以后，往往还需要进行检测和筛选，可用________制成探针，检测是否导入了重组基因；在培养基中加入________可将含有目的基因的细胞筛选出来。
（4）请你为该课题命名：
___________________________________________________。
（5）请你说说该研究发现的生态学意义（至少写出三项）：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：
（1）油菜素内酯基因是目的基因，获得目的基因的方法有：
从cDNA文库中获取、从基因文库中获取、人工合成目的基因或利用PCR技术扩增等。
PCR技术中耐高温的酶是DNA聚合酶（Taq酶）。
步骤②是对质粒进行剪切和拼接，要用到限制酶和DNA连接酶。
（2）将重组质粒导入受体细菌中，采用Ca2＋转化法，导入前应用CaCl2溶液处理，使受体菌成为感受态细胞，增加受体细菌细胞壁的通透性。
（3）对目的基因检测和筛选中应用红霉素抗性基因制作成探针，检测是否导入重组基因；筛选出含有目的基因的细胞可在培养基中加入红霉素。
（4）课题命名可以是：
探究油菜素内酯能否促进土壤中农药的分解。
（5）该项研究的意义：
加速农药的分解，降低植物体内的农药含量，有利于环境保护和人体健康。
答案：
（1）从cDNA文库中获取、从基因文库中获取、人工合成目的基因或利用PCR技术扩增（任答两种即可） DNA聚合酶 限制酶和DNA连接酶
（2）Ca2＋转化法 氯化钙溶液
（3）红霉素抗性基因 红霉素
（4）探究油菜素内酯能否促进土壤中农药的分解
（5）加速农药的分解，降低植物体内的农药含量，有利于环境保护和人体健康
19．（全国卷Ⅱ）（8分）已知生物体内有一种蛋白质（P），该蛋白质是一种转运蛋白，由305个氨基酸组成。
如果将P分子中158位的丝氨酸变成亮氨酸，240位的谷氨酰胺变成苯丙氨酸，改变后的蛋白质（P1）不但保留P的功能，而且具有了酶的催化活性。
回答下列问题：
（1）从上述资料可知，若要改变蛋白质的功能，可以考虑对蛋白质的________进行改造。
（2）以P基因序列为基础，获得P1基因的途径有修饰________基因或合成________基因。
所获得的基因表达时是遵循中心法则的，中心法则的全部内容包括________的复制，以及遗传信息在不同分子之间的流动，即：
_________________________________________。
（3）蛋白质工程也被称为第二代基因工程，其基本途径是从预期蛋白质功能出发，通过______________和________，进而确定相对应的脱氧核苷酸序列，据此获得基因，再经表达、纯化获得蛋白质，之后还需要对蛋白质的生物________进行鉴定。
解析：
（1）从题中所述资料可知，将P分子中158位的丝氨酸变成亮氨酸，240位的谷氨酰胺变成苯丙氨酸后，该蛋白质的功能发生了改变，此过程是通过对构成蛋白质的氨基酸的排列顺序进行改造，进而改变了蛋白质的结构，从而改变了蛋白质的功能。
（2）在蛋白质工程中，目的基因可以以P基因序列为基础，对生物体内原有P基因进行修饰，也可以通过人工合成法合成新的P1基因。
中心法则的内容如下图所示：
由图可知，中心法则的全部内容包括：
DNA以自身为模板进行的复制，DNA通过转录将遗传信息传递给RNA，最后RNA通过翻译将遗传信息表达成蛋白质；在某些病毒中RNA可自我复制（如烟草花叶病毒等），在某些病毒中能以RNA为模板逆转录合成DNA（如HIV），这是对中心法则的补充。
（3）蛋白质工程的基本途径是预期蛋白质功能→设计预期的蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→合成DNA→表达出蛋白质，经过该过程得到的蛋白质，需要对其生物功能进行鉴定，以保证其发挥正常作用。
答案：
（1）氨基酸序列（或结构）（其他合理答案也可）
（2）P P1 DNA和RNA（或遗传物质） DNA→RNA、RNA→DNA、RNA→蛋白质（或转录、逆转录、翻译）
（3）设计蛋白质的结构 推测氨基酸序列 功能
20．（12分）人血清白蛋白（HSA）具有重要的医用价值，只能从人血浆中制备。
下图是以基因工程技术获取重组HSA（rHSA）的两条途径。
（1）为获取HSA基因，首先需采集人的血液，提取______合成总cDNA，然后以cDNA为模板，使用PCR技术扩增HSA基因。
下图中箭头表示一条引物结合模板的位置及扩增方向，请用箭头在方框内标出另一条引物的位置及扩增方向。
（2）启动子通常具有物种及组织特异性，构建在水稻胚乳细胞内特异表达rHSA的载体，需要选择的启动子是________（填写字母，单选）。
A．人血细胞启动子 B．水稻胚乳细胞启动子
C．大肠杆菌启动子D．农杆菌启动子
（3）利用农杆菌转化水稻受体细胞的过程中，需添加酚类物质，其目的是________________________________________________________________________。
（4）人体合成的初始HSA多肽，需要经过膜系统加工形成正确空间结构才有活性。
与途径Ⅱ相比，选择途径Ⅰ获取rHSA的优势是__________________________________________________________________________。
（5）为证明rHSA具有医用价值，须确认rHSA与______的生物学功能一致。
解析：
（1）要想合成总cDNA，需要采集人的血液获得总RNA。
由于DNA的复制只能从脱氧核苷酸单链的5′端向3′端延伸，因而引物均应结合在DNA单链的3′端，而DNA的两条链反向平行，由此可以确定引物在另一条脱氧核苷酸单链的位置和方向。
（2）若要从水稻胚乳细胞内获得目的产物，需要控制该目的基因只在水稻胚乳细胞内表达。
由题干中的信息“启动子通常具有物种及组织特异性”可知，此处需要选择水稻胚乳细胞启动子。
（3）酚类物质能吸引农杆菌，因此在水稻受体细胞中添加该类物质，能吸引农杆菌移向水稻受体细胞，有利于目的基因的成功转化。
（4）途径Ⅰ和Ⅱ的主要区别是途径Ⅰ的受体细胞是真核细胞，途径Ⅱ的受体细胞是原核细胞。
由于人体合成的初始HSA多肽需要经膜系统加工形成正确的空间结构才有生物活性，所以选择途径Ⅰ获取rHSA更具有优势。
（5）rHSA是基因工程的产物，其是否具有医用价值，还需要在个体水平上进一步确认其与HSA的生物学功能是否一致。
答案：
（1）总RNA（或mRNA）
（2）B （3）吸引农杆菌移向水稻受体细胞，有利于目的基因成功转化 （4）水稻是真核生物，具有膜系统，能对初始rHSA多肽进行高效加工 （5）HSA
阶段质量检测
（一） 基因工程（B卷 能力素养提升）
（满分：
100分 时间：
45分钟）
一、选择题（每小题3分，共45分）
1.目的基因与运载体结合所需的条件是（ ）
①同一种限制酶 ②具有标记基因的质粒
③RNA聚合酶 ④目的基因 ⑤DNA连接酶 ⑥四种脱氧核苷酸 ⑦ATP
A．①②③④⑤⑥⑦ B．①②④⑤⑥⑦
C．①②③④⑤D．①②④⑤⑦
解析：
选D 目的基因与运载体结合需要用同一种限制酶切割形成相同的黏性末端，然后用DNA连接酶将两者连接，形成重组质粒；常用的运载体是质粒，质粒必须符合一定的条件：
有复制原点、有多个限制酶切割位点、有抗生素抗性基因或荧光标记基因等；目的基因与运载体的结合需要消耗能量，直接能量来源是ATP。
2．下列有关基因工程的叙述中，正确的是（ ）
A．限制酶只在获得目的基因时使用
B．重组质粒的形成是在细胞内完成的
C．目的基因必须整合到受体细胞的DNA中才能复制
D．通过基因工程育种可以定向地改变生物的性状
解析：
选D 构建基因表达载体时用同种限制酶切割目的基因和质粒；重组质粒的形成是在细胞外完成的，然后再导入受体细胞；重组质粒上有复制原点，不用整合到受体细胞的DNA中就可复制；由于目的基因是已知的基因，可以定向地改变生物的性状。
3．下列关于载体的叙述中，错误的是（ ）
A．与目的基因结合后，实质上就是一个
升级会员 