第10单元 小单元3 基因工程 单元复习提升-【金版教程】2025年高考生物一轮复习解决方案全书word（新教材，多选版）

金版教程 高考科学复习解决方案 生物学(经典多选版) 1．DNA连接酶能将两碱基通过氢键连接起来。(×) 2．用PCR技术扩增目的基因时，要有一段已知目的基因的核苷酸序列，以便合成引物。(√) 3．外源DNA必须位于重组质粒的启动子和终止子之间才能进行复制。(×) 4．原核生物具有繁殖快，多为单细胞，遗传物质相对较少等特点，因此，在早期的基因工程中常被用来作为受体细胞。(√) 5．为培育抗除草剂的作物新品种，导入抗除草剂基因时只能以受精卵为受体。(×) 6．蛋白质工程是指对现有蛋白质直接修饰改造以满足人类的生产和生活的需求。(×) 7．抗虫基因即使成功地插入植物细胞染色体DNA上也未必能正常表达。(√) 8．由大肠杆菌工程菌获得人的干扰素后可直接应用。(×) 9．蛋白质工程需要改变蛋白质分子的所有氨基酸序列。(×) 10．“设计试管婴儿”与“试管婴儿”相比在植入前需要对胚胎进行遗传学诊断。(√) 1.(2023·湖北，4)用氨苄青霉素抗性基因(AmpR)、四环素抗性基因(TetR)作为标记基因构建的质粒如图所示。用含有目的基因的DNA片段和用不同限制酶酶切后的质粒，构建基因表达载体(重组质粒)，并转化到受体菌中。下列叙述错误的是(　　) A．若用HindⅢ酶切，目的基因转录的产物可能不同 B．若用PvuⅠ酶切，在含Tet(四环素)培养基中的菌落，不一定含有目的基因 C．若用SphⅠ酶切，可通过DNA凝胶电泳技术鉴定重组质粒构建成功与否 D．若用SphⅠ酶切，携带目的基因的受体菌在含Amp(氨苄青霉素)和Tet的培养基中能形成菌落 答案　D 解析　若用HindⅢ酶切质粒和含有目的基因的DNA片段，用DNA连接酶将两者连接成重组质粒，目的基因和质粒有正向连接和反向连接两种连接形式，因此，目的基因转录的产物可能不同，A正确；若用PvuⅠ酶切，会破坏氨苄青霉素抗性基因，在含Tet(四环素)培养基中的菌落可能是含有目的基因的重组质粒，也可能是质粒自身连接的普通质粒，因此，在含Tet(四环素)培养基中的菌落，不一定含有目的基因，B正确；若用SphⅠ酶切，由于重组质粒和普通质粒的碱基对数不同，因此可通过DNA凝胶电泳技术鉴定重组质粒构建成功与否，C正确；若用SphⅠ酶切，会破坏四环素抗性基因，氨苄青霉素抗性基因不受影响，因此携带目的基因的受体菌在含Amp(氨苄青霉素)的培养基中能形成菌落，不能在含Tet(四环素)的培养基中形成菌落，D错误。 2．(2022·山东，13)关于“DNA的粗提取与鉴定”实验，下列说法错误的是(　　) A．过滤液沉淀过程在4 ℃冰箱中进行是为了防止DNA降解 B．离心研磨液是为了加速DNA的沉淀 C．在一定温度下，DNA遇二苯胺试剂呈现蓝色 D．粗提取的DNA中可能含有蛋白质 答案　B 解析　低温时DNA酶的活性较低，过滤液沉淀过程在4 ℃冰箱中进行是为了防止DNA降解，A正确；离心研磨液是为了使细胞碎片沉淀，B错误；在沸水浴条件下，DNA遇二苯胺试剂呈现蓝色，C正确；细胞中的某些蛋白质可以溶解于酒精，可能有蛋白质不溶于酒精，在95%的冷酒精中与DNA一块儿析出，故粗提取的DNA中可能含有蛋白质，D正确。 3．(2020·北京等级考)为了对重金属污染的土壤进行生物修复，研究者将从杨树中克隆的重金属转运蛋白(HMA3)基因与外源高效启动子连接，导入杨树基因组中(如图)。 为检测获得的转基因杨树苗中是否含有导入的HMA3基因，同时避免内源HMA3基因的干扰，在进行PCR扩增时，应选择的引物组合是(　　) A．①＋③ B．①＋② C．③＋② D．③＋④ 答案　B 解析　PCR扩增时，由于子链延伸方向为5′端到3′端，因此应在模板DNA两条链的3′端分别设计一个引物，A错误；为了对重金属污染的土壤进行生物修复，研究者扩增获得的DNA片段只要既包含外源高效启动子序列又包含HMA3基因的序列，便可在检测是否有HMA3基因的同时，又可排除内源HMA3基因的干扰，若用③＋②或③＋④引物组合进行PCR扩增，扩增获得的HMA3基因不包含外源高效启动子序列，C、D错误；若用①＋②或①＋④引物组合进行PCR扩增，获得的DNA片段符合要求，B正确。 4．(2023·全国乙卷，38，改编)GFP是水母体内存在的能发绿色荧光的一种蛋白。科研人员以GFP基因为材料，利用基因工程技术获得了能发其他颜色荧光的蛋白，丰富了荧光蛋白的颜色种类。回答下列问题。 (1)构建突变基因文库。科研人员将GFP基因的不同突变基因分别插入载体，并转入大肠杆菌制备出GFP基因的突变基因文库。 (2)构建目的基因表达载体。科研人员从构建的GFP突变基因文库中提取目的基因(均为突变基因)构建表达载体，其模式图如图所示(箭头为GFP突变基因的转录方向)。图中①为________；②为________，其作用是__________________________________________________________；图中氨苄青霉素抗性基因是一种标记基因，其作用是__________________________________ ______________________________________。 (3)目的基因的表达。科研人员将构建好的表达载体导入大肠杆菌中进行表达，发现大肠杆菌有的发绿色荧光，有的发黄色荧光，有的不发荧光。请从密码子特点的角度分析，发绿色荧光的可能原因是_______________________________ _______________________________(答出1点即可)。 (4)新蛋白与突变基因的关联性分析。将上述发黄色荧光的大肠杆菌分离纯化后，对其所含的GFP突变基因进行测序，发现其碱基序列与GFP基因的不同，将该GFP突变基因命名为YFP基因(黄色荧光蛋白基因)。若要通过基因工程的方法探究YFP基因能否在真核细胞中表达，实验思路是_______________________ ________________________________________________________________________________________。 答案　(2)终止子　启动子　被RNA聚合酶识别并结合，驱动GFP突变基因的转录　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受体细胞筛选出来 (3)密码子具有简并性，GFP基因突变后编码的蛋白质与突变前相同 (4)获取YFP基因并构建基因表达载体，之后将基因表达载体导入真核细胞，检测其是否会发黄色荧光 解析　(2)一个基因表达载体的组成，除了目的基因外，还必须有启动子、终止子以及标记基因等。启动子是一段有特殊结构的DNA片段，位于基因的首端，它是RNA聚合酶识别和结合的部位，有了它才能驱动基因转录出mRNA，最终获得所需要的蛋白质。终止子相当于一盏红色信号灯，使转录在所需要的地方停下来。终止子位于基因的尾端，也是一段有特殊结构的DNA短片段。标记基因的作用是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受体细胞筛选出来，该题中的氨苄青霉素抗性基因就可以作为这种基因。 (3)结合题中信息可知，将构建好的表达载体导入大肠杆菌中进行表达，发现有的大肠杆菌发绿色荧光，即GFP蛋白的荧光颜色，推测发绿色荧光的可能原因是密码子具有简并性，GFP基因突变后编码的蛋白质与突变前相同。 5．(2023·山东，25)科研人员构建了可表达J－V5融合蛋白的重组质粒并进行了检测，该质粒的部分结构如图甲所示。其中V5编码序列表达标签短肽V5。 (1)与图甲中启动子结合的酶是____________。除图甲中标出的结构外，作为载体，质粒还需具备的结构有______________________(答出2个结构即可)。 (2)构建重组质粒后，为了确定J基因连接到质粒中且插入方向正确，需进行PCR检测，若仅用一对引物，应选择图甲中的引物________。已知J基因转录的模板链位于b链，由此可知引物F1与图甲中J基因的________(填“a链”或“b链”)相应部分的序列相同。 (3)重组质粒在受体细胞内正确表达后，用抗J蛋白抗体和抗V5抗体分别检测相应蛋白是否表达以及表达水平，结果如图乙所示。其中，出现条带1证明细胞内表达了______________，条带2所检出的蛋白________(填“是”或“不是”)由重组质粒上的J基因表达的。 答案　(1)RNA聚合酶　标记基因、复制原点(或限制性酶切位点)　 (2)F2和R1(或F1和R2)　a链　 (3)J－V5融合蛋白　不是 解析　(1)启动子是RNA聚合酶识别和结合的部位，有了它才能驱动基因的转录。质粒作为载体，需要有复制原点、一个至多个限制酶切割位点和便于重组质粒筛选的标记基因等。 (2)用PCR扩增分析法确定重组质粒中目的基因插入方向是否正确时，常设计一对引物，一个引物与目的基因序列互补，另一个引物与质粒序列互补，两引物延伸方向相反，以扩增出两引物间的序列，若插入方向正确，则可扩增出相应序列，反之，则不能扩增出相应序列，故选用的引物应为F2、R1或F1、R2，若选用引物F1、R1，不论目的基因插入方向是否正确，都可扩增出目的基因序列。因为J基因的b链为转录的模板链，启动子在左侧，所以转录方向为从左到右，由于转录沿模板链3′到5′端方向合成RNA，所以J基因b链左侧为3′端，引物要与DNA的3′端互补配对，所以F1与b链互补，a链也与b链互补，由此推知引物F1与a链相应部分序列相同。 (3)抗J蛋白抗体和抗V5抗体均能检测到条带1，说明条带1为J－V5融合蛋白，条带2仅能由抗J蛋白抗体检测到，说明该蛋白仅含J蛋白，不含V5标签，故条带2检出的蛋白不是由重组质粒上的J基因表达的。 6．(2022·湖南，22，节选)水蛭是我国的传统中药材，主要药理成分水蛭素为水蛭蛋白中重要成分之一，具有良好的抗凝血作用。拟通过蛋白质工程改造水蛭素结构，提高其抗凝血活性。回答下列问题： (1)蛋白质工程流程如图所示，物质a是____________________，物质b是________。在生产过程中，物质b可能不同，合成的蛋白质空间构象却相同，原因是____________________。 (2)蛋白质工程是基因工程的延伸，基因工程中获取目的基因的常用方法有________________________________、____________________________________和利用PCR技术扩增。PCR技术遵循的基本原理是____________。 答案　(1)氨基酸序列多肽链　mRNA　密码子的简并性 (2)从基因文库中获取目的基因　通过DNA合成仪用化学方法直接人工合成　DNA双链复制 解析　(1)蛋白质工程流程图中物质a是氨基酸序列多肽链，物质b是mRNA。在生产过程中，物质b可能不同，合成的蛋白质空间构象却相同，原因是密码子的简并性，即一种氨基酸可能有几个密码子。 7．(2022·广东，22)“绿水逶迤去，青山相向开”大力发展低碳经济已成为全社会的共识。基于某些梭菌的特殊代谢能力，有研究者以某些工业废气(含CO2等——碳温室气体，多来自高污染排放企业)为原料，通过厌氧发酵生产丙酮，构建一种生产高附加值化工产品的新技术。 回答下列问题： (1)研究者针对每个需要扩增的酶基因(如图)设计一对________，利用PCR技术，在优化反应条件后扩增得到目标酶基因。 (2)研究者构建了一种表达载体pMTL80k，用于在梭菌中建立多基因组合表达库，经筛选后提高丙酮的合成量。该载体包括了启动子、终止子及抗生素抗性基因等，其中抗生素抗性基因的作用是___________________________________ ____________________________________________，终止子的作用是_________ ________________________________。 (3)培养过程中发现重组梭菌大量表达上述酶蛋白时，出现了生长迟缓的现象，推测其原因可能是__________________________________________________ __________________________________________________________________________________，此外丙酮的积累会伤害细胞，需要进一步优化菌株和工艺才能扩大应用规模。 (4)这种生产高附加值化工产品的新技术，实现了________________，体现了循环经济特点。从“碳中和”的角度看，该技术的优势在于______________________ ________________________________________________，具有广泛的应用前景和良好的社会效益。 答案　(1)引物 (2)作为标记基因，筛选含有基因表达载体的受体细胞　终止转录，使转录在需要的地方停下来 (3)二氧化碳等气体用于大量合成丙酮，而不是用于重组梭菌的生长；酶蛋白的大量合成消耗了大量物质和能量 (4)废物的资源化　既可以获得化工产品，还可以消耗工业废气中的二氧化碳 解析　(1)利用PCR技术扩增目标酶基因，首先需要根据目标酶基因两端的碱基序列设计一对引物，引物与模板链结合后，耐高温的DNA聚合酶才能从引物的3′端延伸子链。 (2)基因表达载体中，抗生素抗性基因作为标记基因，可用于筛选含有基因表达载体的受体细胞，终止子可终止转录，使转录在需要的地方停下来。 (3)重组梭菌大量表达上述酶蛋白时，会消耗大量能量和物质，在这些酶蛋白的作用下，二氧化碳等气体大量用于合成丙酮，而不是用于重组梭菌的生长，所以会导致生长迟缓。 (4)根据题意可知，这种生产高附加值化工产品的新技术，以高污染企业排放的二氧化碳等——碳温室气体为原料，实现了废物的资源化，体现了循环经济特点。从“碳中和”的角度看，该技术生产丙酮的过程不仅获得化工产品，而且还可以消耗工业废气中的二氧化碳，有利于减缓温室效应，并实现较高的经济效益，所以具有广泛的应用前景和良好的社会效益。 9 学科网（北京）股份有限公司 $$