高考生物大一轮复习 现代生物科技专题 第1讲 基因工程课时作业(选修3)

第1讲 基因工程

一、选择题

1．(2015年天津武清区一模)蛋白质工程与基因工程相比，其突出特点是( ) A．基因工程原则上能生产任何蛋白质

B．蛋白质工程能对现有的蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质 C．蛋白质工程可以不通过转录和翻译来实现

D．蛋白质工程是在基因工程的基础上，延伸出来的第三代基因工程 【答案】B

【解析】基因工程原则上只生产自然界原有的蛋白质，故A错误；蛋白质工程能对现有的蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，故B正确；蛋白质工程中合成蛋白质需要经过转录和翻译，故C错误；蛋白质工程是在基因工程的基础上，延伸出来的第二代基因工程，故D错误。

2．(2015年安徽宿州质检)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 【答案】A

【解析】获取目的基因B，可先提取矮牵牛蓝色花的mRNA，经逆转录获得互补的DNA，再经PCR技术扩增，A正确；基因文库构建时是将目的基因与载体连接起来，形成重组载体，再导入受体菌中储存和扩增，提取目的基因时不需使用限制性核酸内切酶，B错误；连接目的基因与质粒的酶是DNA连接酶，C错误；将目的基因导入植物细胞，常用农杆菌转化法，其目的菌不使用大肠杆菌，D错误。

3．下面是3种限制性核酸内切酶对DNA分子的识别序列和剪切位点图(箭头表示切点，切出的断面为黏性末端)。相关叙述错误的是( )

限制酶1：——↓GATCC——

限制酶2：——CCGC↓GG—— 限制酶3：——G↓GATCC——

A．不同的限制酶有不同的识别序列和切割位点，体现了酶的专一性 B．限制酶2和3识别的序列都包含6个碱基对 C．限制酶1和酶3剪出的黏性末端相同

D．能够识别和切割RNA分子内一小段核苷酸序列的酶只有限制酶2 【答案】D

【解析】不同限制酶有不同的识别序列和切割位点，体现了酶具有专一性；限制酶2和3识别序列分别是CCGCGG和GGATCC，均为6个碱基对；限制酶1和3剪出的黏性末端相同；内切酶是识别和切割DNA双链的，因此三种限制酶均不能识别和切割RNA中核糖核苷酸序列。

4．(2015年北京朝阳区期中考试)下图表示基因工程中获取水稻某目的基因的不同方法。下列相关叙述中正确的是( )

A．三种方法都需酶并均在体外进行 B．①②③碱基对的排列顺序均相同 C．三种方法均属人工合成法 D．方法a不遵循中心法则 【答案】A

【解析】这三种方法都是在体外进行的，且都用到酶(方法a需要逆转录酶和DNA聚合酶、方法b需要限制酶、方法c需要DNA聚合酶)，A正确；方法a得到的目的基因不含有内含子，方法c得到的目的基因的碱基序列可能有多种，因此①②③碱基对的排列顺序不都

相同，B错误；图示a和c属人工合成法，而b是从供体细胞的DNA中直接分离基因的方法，C错误；方法a是中心法则的逆向，也是遵循中心法则，D错误。

二、非选择题

5．(2015年河南商丘模拟) 如图为某质粒表达载体简图，小箭头所指分别为限制酶EcoRⅠ、BamHⅠ的酶切位点，ampR为青霉素抗性基因，tctR为四环素抗性基因，P为启动子，T为终止子，ori为复制原点。又知植物甲具有极强的耐旱性，其耐旱性与某个基因有关。若从该植物中获得该耐旱基因，并将其转移到耐旱性低的植物乙中，有可能提高后者的耐旱性。已知耐旱基因两端分别有包括EcoRⅠ、BamHⅠ在内的多种酶的酶切位点。据图回答：

(1)获得耐旱基因常用基因文库法。理论上，______________中含有该生物的全部基因；而______________中含有生物的部分基因。将含有耐旱基因的DNA与该质粒表达载体分别用EcoRⅠ酶切，酶切产物用DNA连接酶处理后，两两连接的产物有__________种。

(2)将上述连接产物导入无任何抗药性的宿主细胞后，将这些宿主细胞接种到含四环素的培养基中，能正常生长的宿主细胞所含有的连接产物是______________。

(3)目的基因表达时，RNA聚合酶识别和结合的位点是______________，其合成的产物是______________。

(4)在上述实验中，为了防止目的基因和质粒表达载体在酶切后产生的末端发生任意连接，酶切时应选用的酶是______________。

(5)假如用得到的二倍体转基因耐旱植株自交，子代中耐旱植株与不耐旱植株的数量比为3∶1时，则可推测该耐旱基因整合到了______________(填“同源染色体的一条上”或“同源染色体的两条上”)。

【答案】(1)基因组文库 cDNA文库 3 (2)载体－载体连接物(或质粒－质粒连接物)

(3)启动子 mRNA (4)EcoRⅠ和BamHⅠ (5)同源染色体的一条上

【解析】(1)基因文库包括基因组文库和cDNA(部分基因)文库，其中基因组文库中含有该生物的全部基因，而cDNA文库中含有生物的部分基因。将含有耐旱基因的DNA与该质粒表达载体分别用EcoRⅠ酶切，酶切产物用DNA连接酶处理后，两两连接的产物有3种，即含有耐旱基因的DNA与含有耐旱基因的DNA连接、质粒与质粒连接、含有耐旱基因的DNA与质粒连接。

(2)由图可知，用EcoRI酶切时，构建的基因表达载体，四环素抗性基因会被破坏，因此将上述连接产物导入无任何抗药性的宿主细胞后，将这些宿主细胞接种到含四环素的培养基中，能正常生长的宿主细胞所含有的连接产物是载体－载体连接物(或质粒－质粒连接物)。

(3)目的基因表达时，RNA聚合酶识别和结合的位点是启动子，其合成的产物是mRNA。 (4)酶切时应选用限制酶EcoRⅠ和BamHⅠ，形成不同的黏性末端，这样可以防止目的基因和质粒表达载体在酶切后产生的末端发生任意连接。

(5)若该耐旱基因整合到了同源染色体的两条上，则自交子代均耐旱；若该耐旱基因整合到了同源染色体的一条上，则其子代中耐旱植株与不耐旱植株的数量比为3∶1。

6．干扰素是动物体内合成的一种蛋白质，可以用于治疗病毒感染和癌症，但体外保存相当困难，如果将其分子中的一个半胱氨酸变成丝氨酸，就可以在－70 ℃条件下保存半年，给广大患者带来了福音。

(1)蛋白质的合成是受基因控制的，因此获得能够控制合成“可以保存的干扰素”的基因是生产的关键，依据蛋白质工程原理，设计实验流程，让动物生产“可以保存的干扰素”：

____________________―→____________________―→____________________―→________________________________

(2)基因工程和蛋白质工程相比较，基因工程在原则上只能生产__________的蛋白质，不一定符合______________的需要。而蛋白质工程是以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系为基础，通过__________或__________，对现有蛋白质进行__________，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活需要。

(3)蛋白质工程实施的难度很大，原因是蛋白质具有十分复杂的__________结构。 (4)对天然蛋白质进行改造，应该直接对蛋白质分子进行操作，还是通过对基因的操作来实现？_______________________________________________________________。