第01章单元检测-2017-2018学年高二生物人教版（选修3）含解析

专题1 基因工程 单元检测
选择题
1．下列关于酶功能的叙述正确的是
A．DNA聚合酶与RNA聚合酶催化的底物都是游离的脱氧核苷酸
B．DNA连接酶能将游离的脱氧核苷酸逐一连接起来，形成一个完整的DNA分子
C．基因工程整个过程与RNA聚合酶无关
D．限制性核酸内切酶和DNA水解酶都能断裂磷酸二酯键
2．若要利用某目的基因(见图甲)和P1噬菌体载体(见图乙)构建重组DNA(见图丙)，限制性核酸内切酶的酶切位点分别是BglⅡ(A↓GATCT)、EcoRⅠ(G↓AATTC)和Sau3AⅠ(↓GATC)。下列分析合理的是
A．用EcoRⅠ切割目的基因和P1噬菌体载体
B．用BglⅡ和EcoRⅠ切割目的基因和P1噬菌体载体
C．用BglⅡ和Sau3AⅠ切割目的基因和P1噬菌体载体
D．用EcoRⅠ和Sau3AⅠ切割目的基因和P1噬菌体载体
3．下图表示基因工程中构建生产人乳铁蛋白的重组载体。图中tetR表示四环素抗性基因，ampR表示氨苄青霉素抗性基因，BamH Ⅰ、Hind Ⅲ、Sma Ⅰ直线所示为三种限制酶的酶切位点。图中将人乳铁蛋白基因插入载体，需用几种限制酶同时酶切载体和人乳铁蛋白基因?筛选含有重组载体的大肠杆菌首先需要在含哪种抗生素的培养基上进行
A．1种　四环素
B．2种　氨苄青霉素
C．1种　氨苄青霉素
D．2种　四环素
4．一环状DNA分子，设其长度为1。限制性内切酶A在其上的切点位于0.0处；限制性内切酶B在其上的切点位于0.3处；限制性内切酶C的切点未知。但C单独切或与A或B同时切的结果如下表，请确定C在该环形DNA分子的切点应位于图中的
A．0.2和0.4处
B．0.4和0.6处
C．0.5和0.7处
D．0.6和0.9处
5．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a转到马铃薯植株中，经检测发现Amy在成熟块茎细胞中存在，下列说法不正确的是
A．基因a要导入马铃薯某细胞中需要限制性核酸内切酶，DNA连接酶和运载体等工具
B．基因工程中使用的酶都能够识别特定的碱基序列
C．导入的对象可以是马铃薯的受精卵也可以是马铃薯的体细胞
D．目的基因进入受体细胞后可随着马铃薯DNA分子的复制而复制，传给子代细胞
6．下表是基因工程操作中鉴定含目的基因植株的4种方法。请预测同一后代种群中，4种方法检出的含目的基因植株的比例最小的是
选项
方法
检验对象
检测目标
A
PCR扩增
基因组DNA
目的基因
B
分子杂交
总mRNA
目的基因转录产物
C
抗原—抗体杂交
总蛋白质
目的基因编码的蛋白质
D
喷洒除草剂
幼苗
抗除草剂幼苗
A．A B．B
C．C D．D
7．用基因工程技术可使大肠杆菌合成人的蛋白质。下列说法不正确的是
A．常用相同的限制性核酸内切酶处理目的基因和质粒
B．DNA连接酶和RNA聚合酶是构建重组质粒必需的工具酶
C．可用含抗生素的培养基检测大肠杆菌中是否导入了重组质粒
D．导入大肠杆菌的目的基因不一定能成功表达。
8．科研人员以抗四环素基因为标记基因，通过基因工程的方法让大肠杆菌生产鼠的β-珠蛋白，治疗鼠的镰刀型细胞贫血症。下列相关实验设计中，不合理的是
A．构建表达载体时需要添加启动子、终止子、标记基因等元件
B．利用小鼠DNA分子通过PCR克隆出β-珠蛋白基因的编码序列
C．用含有四环素的培养基筛选出已经导入β-珠蛋白编码序列的大肠杆菌
D．用Ca2+处理大肠杆菌后，将表达载体导入具有四环素抗性的大肠杆菌中
9．用基因工程技术生产羧酸酯酶(CarE)制剂的流程如图所示，下列叙述正确的是
A．过程①需使用Taq聚合酶
B．过程②需使用解旋酶和PCR获取目的基因
C．过程③可将重组表达质粒导入所有的大肠杆菌
D．过程④可利用DNA分子杂交技术鉴定目的基因是否已导入受体细胞
10．继在上海和安徽首次发现H7N9禽流感病例，我国多地出现禽流感疫情，为此某研究小组为了研制预防H7N9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图。下列有关叙述错误的是
A．步骤①所代表的过程是反转录
B．步骤②需使用限制酶和DNA连接酶
C．步骤③可用显微注射法将表达载体导入受体细胞
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
11．2003年“非典病毒”（一种RNA病毒）侵袭，医院人满为患，“非典”与“发热”、“疑似”混杂在一起，医生难以区分，我国有关科学工作者利用基因工程研制出“非典”诊断盒。只需患者的少量血液样本，就可快速检测出其体内是否含有“非典”抗体。但众所周知，患者感染病毒后，不一定马上产生抗体，还有一段潜伏期。如何在这时快速确诊至关重要。于是，该实验室又利用基因工程技术，着手调研可快速检验患者体内是否含有“非典”病毒抗原的第二代试剂盒，根据上述材料分析下列说法正确的是
A．该实验室研制的试剂盒诊断“非典”利用的是DNA—DNA杂交技术
B．该实验室研制的试剂盒诊断“非典”利用的是DNA—RNA杂交技术
C．该实验室研制的二代试剂盒诊断“非典”利用的都是抗原—抗体杂交技术
D．该实验室研制的二代试剂盒里的试剂均为基因工程技术表达的“非典”抗体
12．下列关于蛋白质工程及其应用的说法，正确的是
A．蛋白质工程能定向改造蛋白质分子结构，使之更加符合人类需要
B．蛋白质工程的实质是通过改变氨基酸的结构改变蛋白质的功能
C．当前限制蛋白质工程发展的关键因素是基因工程技术还不成熟
蛋白质工程技术中的操作对象是蛋白质或控制蛋白质合成的基因
二、非选择题
13．基因工程又称为DNA重组技术，回答相关问题：
（1）限制酶能识别双链DNA分子的_____________并切割，形成黏性末端或_____________；它存在于原核生物中的主要作用是__________________________。
（2）从基因组文库获取目的基因的数目比从cDNA文库中获取的要多，原因是____________________。
（3）PCR技术可扩增目的基因，运用的原理是_____________，其参与的组分有DNA模板、4种脱氧核苷酸、热稳定DNA聚合酶、分别与两条模板相结合的两种_____________。
（4）基因表达载体中的标记基因的作用是__________________________。
（5）蛋白质工程之所以称为后基因工程，是因为要实现对新蛋白质的设计改造，必须要通过_______或基因合成来实现。
14．下图表示科学家培育耐寒生物的过程，请回答：
（1）从cDNA文库中获取的目的基因_________(填“有”或“无”)启动子。实现①过程常用_________技术，该技术的前提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列，以便合成_________。
（2）②表示_________，其中标记基因的作用是__________________________。
（3）转基因技术是否成功，需要对受体细胞进行分子水平的检测，首先用DNA分子杂交技术检测受体细胞染色体的DNA上是否插入目的基因，这种方法需要遵循_________原则。
（4）若要培育抗冻能力强的转基因羊，可将鱼的抗冻蛋白基因导入羊的_________中，培育该转基因羊的最后一道“工序”是胚胎工程的_________技术。
15．细胞的种类不同，特异性表达的蛋白质也不同，如效应T细胞可以产生干扰素，乳腺细胞可以分泌乳腺蛋白，膀胱壁细胞可分泌尿血小板溶素膜蛋白。其中效应T细胞产生的干扰素(IFN)具有抑制细胞分裂、调节免疫、抗病毒、抗肿瘤等多种作用。请回答下列问题。
（1）通过分析干扰素的氨基酸序列，可人工合成编码干扰素的________序列，该序列_______(填“是”或“不是”)唯一的。利用PCR的方法对人工合成的干扰素基因扩增时，用______方法使DNA变性。
（2）目的基因在血液中表达的转基因动物叫做血液生物反应器。由于某些物质进入血液会影响动物的健康，因此血液生物反应器比较适合生产________________(填“胰岛素”“抗体”或“干扰素”中的一种或多种)。
（3）乳腺生物反应器的原理是外源基因与_______的启动子构建成基因表达载体，使干扰素基因在乳腺中表达，通过回收乳汁获得干扰素。
（4）膀胱生物反应器可将干扰素基因插入_____________基因中，使干扰素分泌到尿液中。与乳腺生物反应器相比，膀胱反应器的优势表现在_____________。
1．【答案】D
【解析】DNA聚合酶与RNA聚合酶催化的底物分别是游离的脱氧核苷酸和游离的核糖核苷酸，A错误；DNA聚合酶能将游离的脱氧核苷酸逐一连接起来，形成一个完整的DNA分子，B错误；目的基因的转录需要用到RNA聚合酶，C错误；限制性核酸内切酶和DNA水解酶都能断裂磷酸二酯键，D正确。
2．【答案】D
3．【答案】B
【解析】外源DNA分子上含有限制酶BamH I、Hind III、Sma I的切割位点，其中限制酶SmaI的切割位点位于目的基因上，所以获取目的基因和构建基因表达载体时，应用Hind Ⅲ和BamH Ⅰ 2种限制酶。用限制酶Hind Ⅲ和BamH Ⅰ切割质粒后，会破坏质粒上的四环素抗性基因tetR，但不会破坏氨苄青霉素抗性基因ampR，因此筛选含有重组载体的大肠杆菌首先需要在含氨苄青霉素的培养基上进行。因此，B项正确，A、C、D项错误。
4．【答案】A
【解析】依图中所示，限制酶C单切的切割位点有两个，又由C与A同切且A的切点位于0.0处知C的切割位点为0.8、0.6或0.2、0.4或0.2、0.8，又由C与B同切且B的切点位于0.3处知C的切割位点为0.2、0.4或0.2、0.1或0.4、0.5，所以C的切割位点为0.2、0.4，A正确。
5．【答案】B
6．【答案】D
【解析】PCR扩增技术可以在体外大量扩增目的基因，A含量最多；导入到受体细胞中的目的基因不一定完成转录，则利用分子杂交检测目的基因转录产物，含量不一定多；导入到受体细胞中的目的基因不一定完成表达，则利用分子杂交检测目的基因转录产物，含量不一定多；将目的基因（抗除草剂基因）导入受体细胞的概率较小，则喷洒除草剂检测幼苗，其中抗除草剂幼苗出现的概率较低。故D项检出的含目的基因植株的比例最小。
7．【答案】B
【解析】基因工程中，为了使目的基因和质粒连接，一般使用相同的限制性内切酶处理，A正确；基因工程的工具酶只有限制酶和DNA连接酶，构建重组质粒时必需的工具酶是DNA连接酶，B错误；用含抗生素的培养基检测大肠杆菌中是否导入了质粒或重组质粒，是利用了质粒上有标记基因（即抗生素抗性基因），C正确；即使目的基因导入受体细胞，也不一定能复制、转录、翻译（表达），所以基因工程的最后步骤是目的基因的检测与鉴定，D正确。
8．【答案】D
【解析】基因表达载体的组成包括启动子、目的基因、标记基因和终止子，因此用β-珠蛋白编码序列加启动子、抗四环素基因等元件来构建基因表达载体，A正确；利用小鼠DNA分子通过PCR克隆出β-珠蛋白基因的编码序列，B正确；标记基因是四环素抗性基因，因此用含有四环素的培养基筛选出已经导入β-珠蛋白编码序列的大肠杆菌，C正确；标记基因是四环素抗性基因，因此受体细胞不能具有四环素抗性，即用Ca2+处理大肠杆菌后，将表达载体导入不具有四环素抗性的大肠杆菌中，D错误。
9．【答案】D
【解析】根据题意和图示分析可知：图中过程①表示通过反转录法合成cDNA；过程②表示利用PCR技术对目的基因进行扩增；过程③表示将目的基因导入受体细胞；过程④表示通过筛选获得工程菌。过程①表示通过反转录法合成目的基因，该过程需要逆转录酶，A错误；过程②表示利用PCR技术对目的基因进行扩增，该过程中解旋是通过高温解链实现的，不需要解旋酶，B错误；过程③可将重组表达质粒导入用CaCl2溶液处理的大肠杆菌（即感受态细胞），C错误；过程④可利用DNA分子杂交技术鉴定目的基因是否已导入受体细胞，D正确。
10．【答案】C
11．【答案】C
【解析】根据题干信息分析，实验室研制的两代试剂盒诊断“非典”都是检验患者体内是否含有“非典”病毒抗体，所以都是利用抗原—抗体杂交技术，若抗原和抗体发生特异性结合反应，即可鉴定“非典”疾病，故本题正确选项为C。
12．【答案】A
【解析】蛋白质工程能通过基因修饰或基因合成，定向对现有蛋白质分子的结构进行改造，使之更加符合人类需要，A正确；蛋白质工程的实质是通过改变基因的结构改变蛋白质的功能，B错误；当前限制蛋白质工程发展的关键因素是对蛋白质的高级结构了解不够，C错误；蛋白质工程能通过基因修饰或基因合成，实现对蛋白质分子结构的改造，因此蛋白质工程操作的直接对象是基因，而不是蛋白质，D错误。
13．【答案】（1）某种特定（脱氧）核苷酸序列 平末端 切割外源DNA，使之失效，从而保护自身
（2）基因组文库包含一种生物全部的基因，而cDNA文库是通过mRNA的逆转录而获得的部分基因
（3）DNA双链复制（DNA的热变性） 引物
（4）鉴别受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来
（5）基因修饰
【解析】（1）限制酶能识别双链DNA分子的某种特定（脱氧）核苷酸序列并在特定位点切割，形成黏性末端或平末端；限制酶一般从原核生物中提取，它存在于原核生物中的主要作用是切割外源DNA，使之失效，从而保护自身。（2）基因组文库包含了一种生物全部的基因，而cDNA文库是通过mRNA的逆转录而获得的部分基因，所以从基因组文库获取目的基因的数目比从cDNA文库中获取的要多。（3）PCR的原理是DNA双链复制（DNA的热变性）；PCR是体外DNA复制，PCR反应所需条件有：DNA模板、4种脱氧核苷酸、热稳定DNA聚合酶、分别与两条模板相结合的两种引物、ATP等。（4）标记基因的作用是为了鉴别受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来。（5）蛋白质工程通过对基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质。
14．【答案】（1）无 PCR 引物
（2）基因表达载体 鉴别受体细胞中是否含有目的基因
（3）碱基互补配对
（4）受精卵 胚胎移植
15．【答案】（1）脱氧核苷酸 不是 加热
（2）抗体、干扰素
（3）乳腺蛋白基因
（4）尿血小板溶素膜蛋白 周期短、不受性别和年龄的限制
【解析】（1）目的基因的获取可以采用人工合成的方法，即通过分析干扰素的氨基酸序列，可人工合成编码干扰素的脱氧核苷酸序列，由于一种氨基酸可以由多种密码子决定，因此通过该方法获得的序列不是唯一的。利用PCR的方法对人工合成的干扰素基因扩增时，用加热方法使DNA变性。（2）胰岛素在动物的血液中会降低动物的血糖，对动物有害；而抗体和干扰素属于免疫活性物质，对动物健康有利，因此血液生物反应器比较适合生产抗体、干扰素。（3）乳腺生物反应器的原理是外源基因与乳腺蛋白基因的启动子构建成基因表达载体，使干扰素基因在乳腺中表达，通过回收乳汁获得干扰素。（4）膀胱反应器可将干扰素基因插入尿血小板溶素膜蛋白基因中，使干扰素分泌到尿液中。与乳腺反应器相比，膀胱反应器的优势表现在周期短、不受性别和年龄的限制。