2018-2019学年下学期生物 选修三专题一 基因工程训练卷（二）

2018-2019学年高二下学期选修三专题一训练卷
生 物 （二）
注意事项：
1．答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2．选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3．非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4．考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。
一、选择题（本题包括20小题，每小题3分，共60分，每小题只有一个选项最符合题意）
1．下图是某DNA片段，下列有关该图的叙述中，不正确的是（ ）
A．②③④组成DNA的基本组成单位
B．⑥在DNA中特定排列顺序可代表遗传信息
C．某限制性内切酶可选择⑤作为切点
D．DNA连接酶可连接①处断裂的化学键
2．下列所示的黏性末端是由几种限制性核酸内切酶作用产生的（　　）
A．1种 B．2种 C．3种 D．4种
3．在基因工程中用到的限制性核酸内切酶主要从原核生物中获得，一种限制酶只能识别双链DNA某种特定核苷酸序列，并且能在特定的切点上切割DNA分子，这与酶的什么性质相吻合（ ）
A．高效性 B．具有多样性
C．专一性 D．催化活性受外界条件影响
4．下列关于DNA连接酶的作用叙述，正确的是（ ）
A．将单个核苷酸加到某DNA片段末端，形成磷酸二酯键
B．将断开的两个DNA片段的骨架连接起来，重新形成磷酸二酯键
C．连接两条DNA链上碱基之间的氢键
D．只能将双链DNA片段互补的黏性末端之间连接起来，而不能将双链DNA片段平末端之间进行连接
5．关于基因工程的操作工具的说法，正确的是（ ）
A．所有的限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列
B．质粒具有标记基因，以便为目的基因的表达提供条件
C．载体必须具备的条件之一：具有多个限制酶切点，以便与外源基因连接
D．DNA连接酶使黏性末端的碱基之间形成氢键
DNA连接酶使黏性末端之间形成磷酸二酯键，D错误。
6．下列不属于获得目的基因方法的是（ ）
A．从基因文库中获取
B．利用人工合成法获得
C．利用PCR技术大量获得
D．利用农杆菌转化法获得
7．下列关于基因文库的说法中，错误的是（ ）
A．cDNA文库中的基因可以在不同物种间进行交流
B．某果蝇X染色体上的所有基因组成的文库是部分基因文库
C．从cDNA文库中获取的目的基因，既无启动子，又无终止子
D．取出果蝇某细胞中全部mRNA，通过反转录产生的全部DNA片段称为该果蝇的基因组文库
8．PCR是一种体外迅速扩增DNA片段的技术。下列有关该技术的叙述，不正确的是（ ）
A．PCR技术的原理是DNA复制
B．变性过程中利用高温使DNA双链解开
C．复性过程中引物与DNA模板链的结合是依靠碱基互补配对原则完成的
D．延伸过程需要Taq酶、ATP、四种核糖核苷酸
9．以下为形成cDNA过程和PCR扩增过程示意图。据图分析，下列说法正确的是（ ）
A．催化①过程的酶是RNA聚合酶
B．催化②⑤过程的酶都是DNA聚合酶，都能耐高温
C．④过程发生的变化是引物与单链 DNA 结合
D．如果RNA单链中A与U之和占该链碱基含量的 40%，则一个双链DNA中，A与 G之和也占该 DNA 碱基含量的40%
10．下图中tetR表示四环素抗性基因，ampR表示氨苄青霉素抗性基因，BamHⅠ、HindⅢ所示限制酶的酶切位点。能使人乳铁蛋白基因在乳腺细胞中特异性表达的调控序列是（ ）
A．启动子 B．tetR C．复制原点 D．ampR
11．下列有关基因表达载体的说法，正确的是（ ）
A．基因表达载体是基因工程的核心
B．终止子是决定翻译过程结束的信号
C．基因表达载体不会因受体细胞不同及导入方法的差别而有所差别
D．有人认为将某生物的所有DNA直接导入受体细胞更简便,不需构建基因表达载体
12．受体细胞不同，将目的基因导入受体细胞的方法也不相同，下列受体细胞与导入方法匹配错误的一项是（ ）
A．棉花细胞花粉管通道法
B．大肠杆菌用Ca2+处理法
C．羊受精卵农杆菌转化法
D．番茄细胞基因枪法
13．检测转基因生物的染色体DNA上是否插入了目的基因采用的方法是（ ）
A．抗原一一抗体杂交法 B．蛋白质鉴定法
C．mRNA杂交法 D．放射性同位素标记的探针
14．在基因工程操作的基本步骤中，不进行碱基互补配对的步骤是（ ）
A．人工合成目的基因 B．目的基因与运载体结合
C．目的基因的检测和表达 D．将目的基因导入受体细胞
15．利用外源基因在受体细胞中表达，可生产人类需要的产品。下列各项中最能说明目的基因在受体细胞中完成了表达的是（ ）
A．番茄细胞中检测到鱼的抗冻蛋白基因
B．大肠杆菌中检测到人胰岛素基因的mRNA
C．酵母菌细胞中提取到人干扰素蛋白
D．山羊乳腺细胞中检测到人凝血酶DNA序列
16．如图表示转基因动植物的培育过程。据图分析，下列有关叙述正确的是（ ）
A．在获得目的基因的过程中，需要使用限制酶和DNA连接酶等工具酶
B．受体细胞A、B一定均为受精卵
C．②过程需要用到动物细胞的体外培养、胚胎移植等生物技术
D．将目的基因导入受体细胞B时常使用大肠杆菌作为工具去侵染植物细胞
17．下图是利用基因工程培育抗虫植物的示意图。以下相关叙述正确的是（ ）
A．②的构建需要限制性核酸内切酶和DNA聚合酶参与
B．③侵染植物细胞后，重组Ti质粒全部整合到了④的染色体上
C．④的染色体上若含抗虫基因，则⑤一定会表现出抗虫性状
D．⑤只要表现出抗虫性状就表明植株发生了可遗传变异
18．据新闻报道，阿根廷科学家近日培育出了世界上第一头携带有两个人类基因的奶牛，因此有望生产出和人类母乳极其相似的乳制品。下列相关叙述正确的是（ ）
A．该过程需要限制酶作为“剪刀”和DNA聚合酶作为“针线”
B．该过程中人类基因和运载体的结合是在奶牛体内完成的
C．该过程发生的变异是定向的
D．人类基因导入奶牛体内就可以表达
19．蛋白质工程的基本操作程序正确是（ ）
①蛋白质分子结构合成
②DNA合成
③mRNA合成
④蛋白质的预期功能
⑤根据氨基酸的序列推出脱氧核苷酸的序列（ ）
A．⑤→④→③→②→①→② B．①→②→③→④→⑤→①
C．④→①→⑤→②→③→① D．②→③→⑤→①→②→④
20．下列有关基因工程和蛋白质工程的叙述，正确的是（ ）
A．蛋白质工程是在基因工程基础上延伸出的第二代基因工程
B．基因工程合成天然存在的基因，蛋白质工程合成天然存在的蛋白质
C．基因工程是分子水平操作，蛋白质工程是细胞水平（或性状水平）操作
D．基因工程需对基因进行操作，蛋白质工程需对蛋白质进行操作
二、非选择题（本题包括3小题，每空2分，共40分）
21．（12分）北极比目鱼中有抗冻基因，下图是获取转基因抗冻番茄植株的过程示意图，请回答：
（1）利用过程①的方法构建的基因文库称为__________。与真核基因相比，其结构中不含______序列。
（2）为使过程①获取的目的基因在番茄细胞中能够表达，在构建表达载体时，需在目的基因的两端加入__________，确认抗冻基因是否正确表达，应检测植株中__________是否呈阳性。
（3）将重组质粒导入农杆菌，并通过农杆菌的转化作用，可以将目的基因导入番茄体细胞中染色体的DNA上，其原理是________________。
（4）发现一种抗冻能力很强的细菌（Ac菌），通过细胞融合技术构建杂种抗冻体系的植株过程中能否只用一种酶分离原生质体？理由是________________
_ 。
22．（16分）科学家运用基因工程技术将结核杆菌MPT64基因（能控制合成MPT64蛋白）成功导入胡萝卜细胞，最终表达出肺结核疫苗。回答下列问题：
（1）为获取MPT64基因，可从结核杆菌的细胞中提取对应mRNA，在_______的作用下合成双链cDNA片段，该cDNA片段__________(填“可以”、“部分可以”或“不可以”）实现物种间的基因交流。
（2）通常采用PCR技术扩增MPT64基因，前提是要有一段已知MPT64基因的核苷酸序列，原因是____，在操作步骤中需要加热至90～95℃的目的是__________。
（3）根据农杆菌的特点，如果将MPT64基因插入_______上，通过农杆菌的转化作用，就可以使目的基因进入胡萝卜细胞，并将其插入植物细胞中的_____上。要确认MPT64基因是否在胡萝卜植株中表达，应检测胡萝卜植株中是否含有__________。
（4）科学家探知，若能把MPT64蛋白第20位和第24位的氨基酸都改变为半胱氨酸，可以更好保证所生产的肺结核疫苗分子的稳定性。根据蛋白质工程的原理，可对_______进行修饰或改造，以达到生产目的。
23．（12分）现代生物技术并不是各自独立的，而是相互联系、相互渗透的。下图表示利用乳腺生物反应器生产某种动物蛋白的流程示意图，请分析回答下列问题：
（1）该生产流程中应用到的现代生物技术有_____________、_____________(写出其中两种)。
（2）图中A、B分别表示______________________、 。
（3）蛋白质工程中，要对蛋白质结构进行设计改造，必须通过基因_______或基因______来完成，而不直接改造蛋白质，原因是改造后的基因能够遗传，且改造基因易于操作。
2018-2019学年高二下学期选修三专题一训练卷
生 物（二）答 案
1. 【答案】C
【解析】②③④是DNA的基本组成单位脱氧核糖核苷酸，A正确；⑥碱基对在DNA中特定的排列顺序可代表遗传信息，B正确；限制性核酸内切酶可选择性地断裂磷酸二酯键，而图中⑤是氢键，C错误；DNA连接酶可使不同DNA片段通过形成磷酸二酯键进行连接，即可连接①处断裂的化学键，D正确。
2. 【答案】D
【解析】每种限制性核酸内切酶（限制酶）只能识别双链DNA分子中的某种特定核苷酸序列，并在特定的位点切割磷酸二酯键，据此分析图示中的4个黏性末端可知：按照从左至右的顺序，限制酶的识别序列依次如下图所示。这4种限制酶的识别序列各不相同，因此图示中的黏性末端是由4种限制酶作用产生的，D正确。
3. 【答案】C
【解析】酶具有多种特性，其中专一性是指一种酶只能催化一种或一类化合物的化学反应。一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并且能在特定的切点上切割DNA分子，这显然属于酶的专一性，C正确。
4. 【答案】B
【解析】将单个核苷酸加到某DNA片段末端，形成磷酸二酯键是DNA聚合酶的作用，而DNA连接酶的作用是将断开的两个DNA片段的骨架连接起来，重新形成磷酸二酯键，A错误，B正确；氢键的形成不需要酶，DNA连接酶连接的是磷酸二酯键，C错误；DNA连接酶分别为E·coliDNA连接酶和T4DNA连接酶，这两种酶都能将双链DNA片段互补的粘性末端之间连接起来，其中T4DNA连接酶还可以连接平末端，D错误。
5. 【答案】C
【解析】一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，不同酶识别序列不同，A错误，质粒具有标记基因,以便检测和筛选获得目的基因的受体细胞，B错误，载体必须具备的条件之一：具有多个限制酶切点，以便与外源基因连接，C正确。DNA连接酶使黏性末端之间形成磷酸二酯键，D错误。
6. 【答案】D
【解析】获取目的基因的方法之一是从基因文库中获取，A错误；获取目的基因的方法之一是利用人工合成法获得，B错误；获取目的基因的方法之一是利用PCR技术大量获得，C错误；农杆菌转化法是目的基因导入植物细胞的方法，而不是获得目的基因的方法，D正确。
7. 【答案】D
【解析】cDNA文库中的基因可以在不同物种间进行交流，基因组文库中部分基因可以，A正确；某果蝇X染色体上只包含了果蝇的少部分基因，不是果蝇的全部基因，因此X染色体上的所有基因组成的文库是部分基因文库，B正确；cDNA 文库是指某生物某发育时期所转录的全部 mRNA 经反转录形成的，因此无?既无启动子，又无终止子，C正确；取出果蝇某细胞中全部mRNA，通过反转录产生的全部DNA片段称为该果蝇的cDNA文库，D错误。
8. 【答案】D
【解析】PCR技术包括变性、复性和延伸三个步骤。PCR技术的原理是DNA复制，A正确；变性过程是利用高温（90-95℃）使DNA双链解开，B正确；复性过程是将变性后形成的单链DNA分子模板冷却到55-60℃后，使引物与DNA模板链通过碱基互补配对的方式结合，C正确；延伸过程是在70-75℃下，Taq酶从引物起始进行互补链的合成，该过程需要Taq酶、四种脱氧核苷酸，D错误。
9. 【答案】C
【解析】①过程为逆转录，催化①过程的酶是逆转录酶，A错误；②过程为DNA复制，⑤过程为延伸，催化②⑤过程的酶都是DNA聚合酶，但催化②过程的酶不耐高温，催化⑤过程的酶是热稳定DNA聚合酶，具有耐高温的特点，B错误；④过程为复性，温度降到55℃至60℃时，两种引物通过碱基互补配对分别与两条DNA单链结合，C正确；依据碱基互补原则可知：在一个双链DNA中，A＝T，C＝G，所以A与 G之和占该 DNA 碱基含量的50%，D错误。
10. 【答案】A
【解析】能让目的基因开始表达的是启动子，启动子是RNA聚合酶特异性识别和结合的DNA序列，是基因的一个组成部分，控制基因表达（转录）的起始时间和表达的程度，D正确。
11. 【答案】A
【解析】基因表达载体的构建是基因工程操作程序的核心步骤，A正确，终止子是DNA上的核苷酸序列，不是终止密码，是决定转录过程结束的信号，B错误，基因表达载体因受体细胞不同及导入方法的差别而有所差别，C错误，外源基因不能在受体细胞中稳定存在,所以需构建基因表达载体，D错误。
12. 【答案】C
【解析】当以棉花受精卵为受体细胞时常用花粉管通道法，A正确；用Ca2+处理大肠杆菌，使细胞处于感受态，容易吸收DNA分子，B正确；动物受精卵为受体细胞时，常用显微注射法，C错误；植物细胞为受体细胞时可以用基因枪法。D正确。
13. 【答案】D
【解析】检测转基因生物的染色体DNA上是否插入了目的基因采用的方法是DNA分子杂交技术。即将转基因生物的基因组DNA提取出来，在含有目的基因的DNA片段上用放射性同位素等作标记，以此作为探针，使探针与基因组DNA杂交，如果显现出杂交带，就表明目的基因已插入染色体DNA中，D正确。
14. 【答案】D
【解析】人工合成目的基因的方法是逆转录法，需要进行碱基互补配对，A正确；目的基因与运载体结合时，需要进行碱基互补配对，B正确；检测目的基因时需要用到基因探针，进行碱基互补配对；基因表达包括转录和翻译过程，都要进行碱基互补配对，C正确；将目的基因导入受体细胞时，不进行碱基互补配对，D错误。
15. 【答案】C
【解析】目的基因表达的含义是控制合成相应的蛋白质。番茄细胞中检测到鱼的抗冻蛋白基因，但抗冻蛋白基因不一定表达，A错误；大肠杆菌中检测到人胰岛素基因的mRNA，说明人胰岛素基因完成转录，但不一定合成人的胰岛素，B错误；酵母菌细胞中提取到人干扰素蛋白，说明人的干扰素基因完成了表达，C正确；山羊乳腺细胞中检测到人凝血酶DNA序列，说明山羊乳腺细胞中含有人凝血酶基因，但不能说明基因完成表达，D错误。
16. 【答案】C
【解析】在获得目的基因的过程中，不需要使用DNA连接酶，A错误；基因工程的植物受体细胞一般是体细胞，而动物受体细胞一般为受精卵，B错误；②过程由一个细胞发育到完整个体，需要用到动物细胞的体外培养、胚胎移植等生物技术，C正确；将目的基因导入植物受体细胞B时常使用农杆菌作为工具去侵染植物细胞，D错误。
17. 【答案】D
【解析】重组质粒的构建需要限制性核酸内切酶和DNA连接酶参与，DNA聚合酶用于DNA复制过程，A错误；③侵染植物细胞后，重组Ti质粒上的T-DNA整合到棉花细胞的染色体上，B错误；如果受体细胞的染色体上若含抗虫基因，但不代表该基因就一定成功表达，因此不能确定⑤是否表现出抗虫性状，C错误；⑤只要表现出抗虫性状就表明植株发生了可遗传变异，D正确。
18. 【答案】C
【解析】基因工程中的限制酶作为“剪刀”，负责剪切质粒和目的基因，DNA连接酶作为“针线”，负责缝合脱氧核糖和磷酸交替连接而构成的DNA骨架上的缺口，DNA聚合酶是在DNA复制或逆转录时，将单个的脱氧核苷酸连接到DNA单链的3＇端并形成磷酸二酯键，A错误；人类基因和运载体的结合是体外条件下通过DNA连接酶将二者黏性末端缝合起来，B错误；基因工程就是按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里，定向改造生物的遗传性状。对改造的生物而言，这种变异是定向的，C正确；目的基因导入受体细胞后，不一定都能成功表达，因此，D错误。
19. 【答案】C
【解析】蛋白质工程的基本途径为：从预期的蛋白质功能出发→设计预期的蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→找到相对应的核糖核苷酸序列（RNA）→找到相对应的脱氧核糖核苷酸序列（DNA），最后按照基因工程的一般步骤进行。因此，蛋白质工程的基本操作程序正确的是④→①→⑤→②→③→①，C正确。
20. 【答案】A
【解析】蛋白质工程是在基因工程基础上延伸出的第二代基因工程，A正确；基因工程合成的是自然界中存在的蛋白质，蛋白质工程可以合成自然界不存在的蛋白质，B错误；基因工程和蛋白质工程都是分子水平操作，C错误；蛋白质工程是对蛋白质的结构进行改造，要通过基因改造，也是在基因水平操作，D错误。
21. 【答案】（1）部分基因文库（或cDNA文库） 内含子
（2）启动子、终止子 表达产物（或抗冻蛋白）目的基因
（3）随农杆菌中Ti质粒上的T-DNA转移至受体细胞，并且整合到受体细胞染色体DNA上
（4）不能，两者细胞壁成分不同（前者细胞壁成分为肽聚糖，后者为纤维素及果胶）
【解析】（1）图中①表示反转录法获取目的基因的过程，该方法构建的基因文库为部分基因文库（或cDNA文库）；真核基因转录形成的成熟的mRNA是不包括内含子对应的片段的，因此该方法获得的目的基因与真核基因相比，其结构中不包含内含子序列。（2）启动子和终止子分别具有启动基因转录和终止转录的功能，因此在在构建表达载体时，需在目的基因的两端加入启动子、终止子，才能使得目的基因可能在番茄细胞中表达；检测抗冻基因是否正确表达，应检测植株中表达产物（或抗冻蛋白）是否呈阳性。（3）利用农杆菌转化法将重组质粒导入番茄体细胞中染色体的DNA上的原理是：目的基因随农杆菌中Ti质粒上的T-DNA转移至受体细胞，并且整合到受体细胞染色体DNA上。（4）细菌的细胞壁的主要成分是肽聚糖，植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，因此只用一种酶不能获得两种细胞的原生质体。
22. 【答案】（1）逆转录酶 可以
（2）根据这一序列合成引物 目的基因受热变性解旋为单链
（3）Ti质粒的T-DNA 染色体的DNA MPT64蛋白
（4）MPT64基因
【解析】（1）获取目的基因的方法有反转录法，即可从结核杆菌的细胞中提取对应mRNA，在逆转录酶的作用下合成双链cDNA片段。获得的cDNA片段只包含基因的编码区，没有非编码区，该cDNA片段可以实现物种间的基因交流。（2）通常采用PCR技术扩增MPT64基因，前提是要有一段已知MPT64基因的核苷酸序列，以便根据这一序列合成引物，在操作步骤中需要加热至90-95℃的目的是目的基因受热变性解旋为单链。（3）根据农杆菌的特点，如果将MPT64基因插入到Ti质粒的T-DNA上，通过农杆菌的转化作用，就可以使目的基因进入胡萝卜细胞，并将其插入到植物细胞中的染色体的DNA上。要确认MPT64基因是否在胡萝卜植株中表达，应检测胡萝卜植株中是否含有MPT64蛋白。（4）研究发现，如果将MPT64蛋白20位和24位的氨基酸改变为半胱氨酸，以更好保证所生产的肺结核疫苗分子的稳定性，科学家可以生产上述耐储存的MPT64蛋白的现代生物工程技术是蛋白质工程，根据蛋白质工程的原理，可对MPT64基因进行修饰或改造，以达到生产目的。
23. 【答案】（1）蛋白质工程 基因工程
（2）推测应有的氨基酸序列 基因表达载体
（3）修饰 合成
【解析】（1）由图中“预期蛋白质功能→预期蛋白质结构→A→相应的脱氧核苷酸序列”这一基本流程可知，该生产流程中应用到蛋白质工程技术；由“目的基因与载体结合成B→受精卵→早期胚胎→受体→转基因动物”可知，该生产流程应用到基因工程技术。（2）由蛋白质工程的基本流程可知，A表示推测应有的氨基酸序列；B表示由目的基因与载体构建而成的基因表达载体。（3）蛋白质工程中，要对蛋白质结构进行设计改造，必须通过基因修饰或基因合成来完成，而不直接改造蛋白质，原因是改造后的基因能够遗传，且改造基因易于操作。