2020年高考生物(人教版)总复习练习：第十一单元 第1讲 基因工程 Word版含解析

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题组层级快练(四十二）

1．科学家通过利用PCR定点突变技术改造Rubisco基因，提高了光合作用过程中Rubisco酶对CO2的亲和力，从而显著提高了植物的光合速率。请回答下列问题：

（1）PCR过程所依据的原理是________,利用PCR技术扩增目的基因的前提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列，以便根据这一序列合成________；扩增过程需要加入________酶。(2）启动子是一段有特殊结构的DNA片段，其作用是

____________________________________________________ _____。

目的基因能在不同生物体内正常表达原来的蛋白质，说明整个生物界________。PCR定点突变技术属于________的范畴。

(3)可利用定点突变的DNA构建基因表达载体。常用________将基因表达载体导入植物细胞,还需用到植物细胞工程中的________技术,来最终获得转基因植物。

解析(1）PCR依据的原理是DNA双链复制，在用PCR技术扩增目的基因前要依据一段已知目的基因的脱氧核苷酸序列合成引物；扩增过程需要加入耐高温的DNA聚合（或TaqDNA聚合)酶.（2）启动子是RNA聚合酶识别和结合部位，可驱动基因转录出mRNA；因生物界共用一套遗传密码，所以目的基因可以在不同细胞内表达合成相同蛋白质。（3)常用农杆菌转化

法将基因表达载体导入植物细胞,借助于植物组织培养技术,获得转基因植物。

答案(1)DNA双链复制引物耐高温的DNA聚合(或TaqDNA聚合）

(2）RNA聚合酶识别和结合部位，可驱动基因转录出mRNA 共用一套密码子蛋白质工程

(3)农杆菌转化法植物组织培养

2．学者研究发现突变的APP基因会导致老年痴呆症发生,科学家通过基因工程建立老年痴呆症猕猴模型，用于人类老年痴呆症治疗的研究.科学家常用PCR扩增突变的APP基因。如图为某同学实验中，所用引物与模板配对情况。回答相关问题:

注：Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ是引物，箭头是延伸方向

（1)PCR反应体系中含缓冲液、模板DNA、dNTP(包含dATP、dCTP、dGTP、dTTP）、引物及热稳定DNA聚合酶；其中，dNTP 的作用是____________________________________________________ ____________________，引物应选用图中的________(填图中标号）。

(2)在DNA复制中引物所起的作用是________________。若所

用引物为Ⅱ和Ⅲ进行扩增可以获得________种序列不同的产物；若用引物Ⅰ和Ⅳ可以获得________种序列不同的产物。（3)为了避免出现“目的基因自我环化"“目的基因在运载体上反向连接"的问题，请提出一种解决该问题的思路：

____________________________________________________ ___.

解析(1)dNTP的作用是合成DNA的原料和提供能量；只有用引物Ⅰ和Ⅳ才能获得目的基因。（2)DNA聚合酶不能从头开始合成DNA，而只能从DNA的3′端延伸DNA链，因此在DNA复制中引物所起的作用是使DNA聚合酶能够从引物的3′端开始连接脱氧核苷酸；DNA的合成方向总是从子链的5′端向3′端延伸。若用引物Ⅱ和Ⅲ进行扩增，则新形成的DNA子链中不存在与引物Ⅰ和Ⅳ互补配对的碱基序列，因此可以获得2种序列不同的产物；若用引物Ⅰ和Ⅳ进行扩增,因新形成的DNA子链中,有的含有与引物Ⅱ互补配对的碱基序列，有的含有与引物Ⅲ互补配对的碱基序列，则至少在连续扩增3次后可以获得如图所示的5种序列不同的产物.（3）分别使用两种限制酶去剪切目的基因和运载体，使目的基因和运载体两端产生的黏性末端不同，就可以防止“目的基因自我环化”“目的基因在运载体上反向连接”的问题.

答案（1)合成DNA的原料、提供能量(缺一不可）Ⅰ和Ⅳ（缺一不可）

（2)使DNA聚合酶能够从引物的3′端开始连接脱氧核苷酸(作为复制的起点） 2 5

(3)对目的基因和运载体同时使用两种限制酶去剪切(或用两种限制酶切割目的基因的两端，再用这两种酶切割运载体或双酶切)

3．重组人血白蛋白和干扰素α－2b（rHSA,IFNα－2b）是血液制品的一种替代品，是临床非常珍贵的药物，目前利用基因工程，以酵母菌为工程菌生产，具有纯度高、生产效率高等特点。其实验流程如图甲，图乙是pHIL－D2质粒(载体）的图谱，据图回答:

（1）RT—PCR是利用人血白细胞中的mRNA逆转录获取人IFNα－2b的cDNA，以此cDNA为模板，扩增人IFNα－2b基因，那么RT—PCR要用到的酶是________酶和________酶。

(2)图甲中，用酵母菌作表达工程菌而不用大肠杆菌作工程菌，推测可能的原因是酵母菌是真核生物，酵母菌细胞质中有内质网和高尔基体,生产的产物（重组人血白蛋白和干扰素α－2b)________高，产量高。

(3)本实验的表达载体如图乙，除了目的基因外，还必须有启动子和终止子，启动子的本质是一段有特殊结构的________片段，其功能是驱动基因转录出________，最终获得所需的蛋白。

(4)图乙中Ampicillin表示氨苄青霉素抗性基因，可用于目的基因的________和________。

（5）基因工程最后一步是目的基因的检测与鉴定，请说出分子水平检测的物质有________、________、________。

解析（1)利用人血白细胞中的mRNA逆转录获取人IFNα－2b的cDNA，用逆转录法，必须用逆转录酶；扩增人IFNα－2b基因，用PCR技术，DNA解链要加热到90～95℃，必须用

热稳定DNA聚合酶,即Taq酶.（2)大肠杆菌是原核生物，细胞中没有内质网和高尔基体，不能对重组人血白蛋白和干扰素α－2b进行加工。酵母菌是真核生物,酵母菌细胞质中有内质网和高尔基体，可对重组人血白蛋白和干扰素α－2b进行加工，生产的产物重组人血白蛋白和干扰素α－2b活性高，产量高。（3）启动子的本质是一段有特殊结构的DNA片段，其功能是驱动基因转录出mRNA，最终获得所需的蛋白。（4）图乙中Ampicillin表示氨苄青霉素抗性基因，可用于目的基因的鉴定和选择。（5)基因工程最后一步是目的基因的检测与鉴定，分子水平检测的物质有目的基因、转录出的mRNA、翻译的产物（蛋白质)。

答案(1)逆转录Taq （2)活性

(3)DNA mRNA

(4)鉴定选择

(5）目的基因转录出的mRNA 翻译的产物(蛋白质）

4．请根据现代生物工程技术回答下列问题:

（1）基因工程技术中对已获得的目的基因，常采用PCR技术大量扩增。该技术的基本过程是：目的基因DNA受热变性后解链为单链，________与单链相应互补序列结合，然后在DNA 聚合酶的作用下进行________，如此重复循环多次.

（2）限制酶SmaⅠ能识别下图所示核苷酸序列，并在图中箭头位置切断DNA.