2020最新高中生物 专题1 基因工程专题评估检测 新人教版必备3

专题1 基因工程

专题评估检测(一) (时间：60分钟 满分：100分)

1．(14分)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。运用这一技术使羊奶中含有人体蛋白质。下图表示了这一技术的基本过程，在该工程中所用的基因“手术刀”能识别的序列和切点是—G↓GATCC—，请回答下列问题。

(1)从羊染色体中“切下”羊蛋白质基因的酶是________，人体蛋白质基因“插入”后连接在羊体细胞染色体中时需要的酶是__________________。

(2)请写出质粒被切割形成黏性末端的过程。

______________________________________________________。

(3)人体蛋白质基因之所以能“插入”到羊的染色体内，原因是__________________________________，“插入”时用的工具是________，其种类有________________________________________

_____________________________________________________。

解析：本题主要考查各种工具在基因工程中的作用，首先明确限制酶的作用是切取目的基因，DNA连接酶起缝合作用，载体会把目的基因导入受体细胞，然后结合问题组织答案。(1)“手术刀”为限制酶，“切下”羊的蛋白质基因，使用DNA连接酶将其与载体缝合。(2)由图示可知限制酶识别的序列为—GGATCC—，并且在G与G之间切开，而且形成的黏性末端

为反向重复的，所以两个末端分别为。(3)插入时是目的

基因与原有羊的DNA分子结合，都为反向平行的双螺旋结构，插入时需要载体。

答案：(1)限制酶 DNA连接酶

(2)

(3)基因的结构是相同的 载体 质粒、动植物病毒、λ噬菌体的衍生物

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2．(14分)在进行DNA亲子鉴定时，需大量的DNA。PCR技术(多聚酶链式反应)可以使样品DNA扩增，获得大量DNA克隆分子。该技术的原理是利用DNA的半保留复制，在体外进行DNA的人工复制(如下图，图中黑色长方形是引物)，在很短的时间内将DNA扩增几百万倍甚至几十亿倍，使实验室所需的遗传物质不再受限于活的生物体。

(1)图中的变性、延伸分别是指___________________、________________________________。

(2)假设PCR反应中的DNA模板为P，第一轮循环的产物2个子代DNA为N1，第二轮循环的产物4个子代DNA为N2，N1、N2中含有模板DNA单链的DNA分别有________个、________个。若继续循环，该DNA片段共经过30次循环后能形成________个DNA片段。

(3)若下图为第一轮循环的产物。请绘出以a链和b链为模板经PCR扩增的产物。

解析：(1)变性的实质是DNA双链解聚为单链：延伸的实质是以DNA单链为模板，按照碱基互补配对原则合成子链的过程。

(2)由于PCR原理为DNA双链复制，其特点是半保留复制，所以无论复制几次，模板链一直存在于2个DNA分子中。DNA复制的数量变化是呈指数增长。

(3)画图的关键是注意引物A、B的位置和所对应的模板链。

答案：(1)模板DNA双链解旋为单链 在DNA聚合酶的作用下，原料脱氧核苷酸聚合合成新的DNA链

(2)2 2 2 (3)如下图：

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3．(14分)下图是将某细菌的基因A导入大肠杆菌内，制备“工程菌”的示意图。据图回答：

(1)获得基因A有两条途径：首先以A的mRNA为模板，在__________酶的催化下，合成

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互补的单链DNA，然后在__________的作用下合成双链DNA，从而获得所需基因；其次根据目标蛋白质的________序列，推测出相应的mRNA序列，然后按照碱基互补配对原则，推测其DNA的________序列；再通过化学方法合成所需基因。

(2)利用PCR技术扩增DNA时，需要在反应体系中添加的有机物质有________、________、4种脱氧核糖核苷三磷酸和耐热性的DNA聚合酶，扩增过程可以在PCR扩增仪中完成。

(3)由A和载体B拼接形成的C通常称为_________________。 (4)在基因工程中，常用Ca处理D，其目的是_______________ _____________________________________________________。

解析：(1)在逆转录酶的催化下，以基因A产生的mRNA为模板可以获得与mRNA互补的单链DNA，以该单链DNA为模板，在DNA聚合酶的作用下可合成双链DNA；根据目标蛋白质的氨基酸序列，根据密码表可推测出相应的mRNA序列，然后根据碱基互补配对原则可推测出其DNA中的脱氧核苷酸序列，再通过化学方法利用DNA合成仪合成所需基因。

(2)利用PCR扩增目的基因时，需要提供目的基因作为模板，添加引物来引导子链的形成，添加四种脱氧核糖核苷三磷酸(即dCTP、dATP、dGTP、dTTP)作为原料，耐高温的DNA聚合酶来催化子链的形成，扩增过程可在PCR扩增仪中完成。

(3)目的基因A和运载体B拼接形成的C通常称为基因表达载体(重组质粒)。 (4)基因工程中，常用Ca处理细菌细胞，使之成为感受态细胞，容易吸收周围环境中的DNA分子，进而使重组质粒导入细菌细胞内。

答案：(1)逆转录 DNA聚合酶 氨基酸 脱氧核苷酸 (2)引物 模板DNA

(3)重组DNA (4)提高受体细胞的转化率

4．(14分)CTB是霍乱弧菌产生的肠毒素(蛋白质)结构的一部分，可用作针对霍乱弧菌的疫苗。研究人员提取了控制CTB合成的基因(ctb)，构建基因表达载体(如图所示)，将其导入番茄，然后用转基因番茄饲喂试验小鼠，检测疫苗的有效性。请回答相关问题：

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(1)为了在短时间内获得大量基因，可以采用________技术，与细胞内DNA复制时的解旋过程相比，该技术的DNA解链过程有何不同？________________(写出一点即可)

(2)使用两种限制酶切割载体可防止切开的载体的两个末端重新连接起来，原因是_________________________________________

______________________________________________________。

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(3)可采用________法将基因表达载体导入番茄细胞，然后在加入了________的培养基中进行初步筛选，之后还需用________方法检测ctb基因是否整合到番茄染色体的DNA上。

(4)提取转基因番茄不同部位的蛋白质进行检测，发现只有果实中含有CTB。ctb基因只能在果实细胞中表达，这与基因表达载体中的________________有关。

(5)用转基因番茄果实饲喂试验小鼠，若能在小鼠的血清中检测到________，则说明该转基因疫苗是有效的。

答案：(1)PCR 不需要解旋酶

(2)两种限制酶切割载体可以产生不同的末端 (3)农杆菌转化 卡那霉素 DNA分子杂交 (4)E8启动子 (5)CTB抗体

5．(14分)白细胞介素－2(IL－2)，在人体中是由免疫细胞合成并分泌的一种糖蛋白，对机体的免疫应答和抗病毒感染等有重要作用。传统生产方法成本高、产量低，获得的IL－2在体外不易保存。用生物技术手段可以解决这些问题。请回答下列相关问题：

(1)利用基因工程生产IL－2的过程：

①从健康人体外周静脉血分离能合成IL－2的免疫细胞，从中提取________，经逆转录过程获取目的基因。此过程需要的原料是________________。

②用限制酶处理载体和目的基因后，再用DNA连接酶处理，形成重组载体，该载体的化学本质是____________。该步骤是基因操作的核心，称为________。

③若选择大肠杆菌作为受体细胞，常用的转化方法是用Ca________________，再在一定温度下完成转化。

④在培养液中培养一段时间后，经进一步处理获得产物，进行产物鉴定时可采用________技术。

(2)利用蛋白质工程对IL－2进行改造，基本途径是预期蛋白质功能→________________→________________→找到相对应的脱氧核苷酸序列。

解析：(1)①从健康人体外周静脉血分离能合成IL－2的免疫细胞，从中提取模板mRNA，经逆转录过程获取目的基因，此过程需要的原料是4种游离的脱氧核苷酸。②用限制酶处理载体和目的基因后，再用DNA连接酶处理，形成重组载体，该载体的化学本质是环状DNA；该步骤是基因操作的核心，称为构建基因表达载体。③若选择大肠杆菌作为受体细胞，常用的转化方法是用Ca处理，使其成为感受态细胞。④在培养液中培养一段时间后，经进一步处理获得产物，进行产物鉴定时可采用抗原—抗体杂交技术。(2)利用蛋白质工程对IL－2进行改造，基本途径是预期蛋白质功能→设计预期的蛋白质结构→推测氨基酸序列→找到相对应的脱氧核苷酸序列。

答案：(1)①mRNA 4种游离的脱氧核苷酸 ②环状DNA 构建基因表达载体 ③感受态细胞 ④抗原—抗体杂交

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处理，使其成为