专题11 基因工程

一、综合题

1. 难度：中等

【云南省云南师范大学附属中学2017届高考适应性月考（八）理综生物试题】番茄红素具有一定的药用价值，但普通番茄合成的番茄红素易发生转化（如图甲），科学家设计了一种重组DNA（质粒三），该DNA能表达出双链RNA（发卡），番茄细胞能识别侵入的双链RNA并将该双链RNA及具有相同序列的单链RNA一起降解，从而提高果实中番茄红素的含量（如图乙）。请分析回答下列问题：

（1）在体外快速大量获得目的基因或含有目的基因的“片段A”可以采用___________技术，该技术的原理是________________________。

（2）根据图甲推知，转录出“发卡”的DNA片段实际上是两个反向连接的________________基因，上述过程通过阻止该基因在细胞内的_______________（填“转录”或“翻译”），提高了果实中番茄红素的含量。

（3）为保证图中的片段A反向连接，处理已开环质粒所用的两种限制酶是______________________。

（4）去磷酸化是去掉黏性末端最外侧游离的磷酸基团。对已开环的质粒二两端去磷酸化的主要作用是阻止其_____________，该DNA分子仍可以和目的基因连接，形成缺少___________个磷酸二酯键的重组质粒，随后在细胞中被修复。

（5）可利用___________________法将质粒三导入植物细胞。

2. 难度：中等

【福建省厦门双十中学2017届高三考前热身考试理综生物试题】研究人员发现了一种提高植物抗旱性的PYL9蛋白，利用转基因技术让棉花自身产生大量PYL9蛋白，可显著提高其抗旱性。请回答下列问题：

（1）已知PYL9蛋白的氨基酸序列，培育转基因抗旱水稻可用_______________方法来获得目的基因。构建基因表达栽体用到的工具酶是__________________。

（2）利用某抗旱植物的成熟叶片为材料，同时构建cDNA文库和基因组文库，两个文库相比，cDNA文库中含有的基因数目比基因组文库中的_________，其原因是__________________________________________。

（3）将目的基因导入棉花细胞采用最多的方法是农杆菌转化法。如果将目的基因插入到Ti质粒的T-DNA上，通过农杆菌的________________作用，将目的基因导入植物细胞并将其插入到植物细胞的染色体DNA上，这是利用了农杆菌的__________________特点。

（4）由于转基因生物存在安全性的争议，所以人类要发展农业经济，实现可持续发展，必须走生态经济之路，生态经济所遵循的主要原则和实现的重要手段分别是_______________和__________________。

3. 难度：中等

【湖南省长郡中学2017年高考模拟卷二理科综合生物试题】囊性纤维病适宜一种单基因遗传病，患者的跨膜结构蛋白改变，导致肺功能受损。据此分析回答：

（1）患者跨膜结构蛋白改变的根本原因是编码跨膜结构蛋白的_____________序列发生改变。

（2）用基因治疗方法时，可先提取正常人细胞中编码跨膜结构蛋白的______________，以其作为模板，在__________的作用下反转录合成cDNA。cDNA与载体需在限制酶和________酶的作用下，拼接构建基因表达载体后，导入患者_______组织中。

（3）检测患者是否已合成正常的跨膜结构蛋白，可从患者细胞中提取_______，用相应的抗体进行_____杂交，若出现杂交带，则表明患者已合成正常的跨膜结构蛋白。

4. 难度：中等

【山西省孝义市2017届高三下学期考前热身训练理科综合生物试题】草甘膦是一种非选择性、无残留灭生性除草剂。科学家从土壤农杆菌变种CP4中分离到抗草甘膦酶的基因，并转移到无抗草甘膦的大豆中，从而得到新的大豆品种。请回答：

（1）在构建目的基因表达载体时，需用同种_________酶对含编码抗草甘膦酶基因的DNA和运载体进行酶切。

（2）基因表达载体除了带有抗草甘膦酶的基因以外，还必须含有启动子、终止子和_________等。

（3）请写出两种检测目的基因是否表达的方法：_________和_________。

（4）在检测进口大豆是否为转基因产品时，可用核酸探针进行检测。核酸探针可以用_________技术进行基因克隆，此克隆过程是利用_________的原理，利用该技术的前提是_________，需加入的酶是_________。

5. 难度：中等

【吉林省吉林大学附属中学2017届高三第八次模拟考试理综生物试题】复合型免疫缺陷症（SCID）患者缺失ada基因，利用现代生物工程技术将人正常ada基因转入患者自身T细胞，可改善患者的免疫功能。如图显示该过程的主要步骤，回答下列问题：

（1）图中所示获取正常ada基因的方法是从基因文库中获取目的基因，基因文库包括基因组文库和___________。若要大量获取该目的基因，可通过PCR技术进行扩增。PCR技术是利用___________的原理，将基因的核苷酸序列不断加以复制。

（2）与细胞内DNA复制过程相比，PCR技术的不同点有：需要___________DNA聚合酶，另一个不同之处表现在温度控制方面，在PCR中先用90～95℃左右高温处理的目的是__________，而这一过程在细胞内是通过___________的催化作用实现的。

（3）将人正常ada基因转入患者自身T细胞进行治病的方法叫做___________。

（4）在该治疗方案中，病毒DNA起___________作用，ada基因整合到病毒核酸上需使用的工具酶有_______________________。

6. 难度：中等

【福建省泉州市2017届高三下学期普通高中毕业班5月质量检查生物试题】β-葡萄糖甘酸酶（GUS）基因来自大肠杆菌。转GUS基因的植物组织浸泡在含有某底物的缓冲液中，GUS能与底物发生反应，使植物组织呈现蓝色。研究人员利用转GUS基因的葡萄植株，以探究干旱调节对葡萄P启动子的功能是否有诱导作用。请回答：

（1）葡萄P启动子是____________识别并结合的位点。欲获得葡萄P启动子，可根据P启动子的核苷酸序列设计引物，利用该引物和从葡萄细胞获取的_________________为模板进行PCR扩增。

（2）将葡萄P启动子与GUS基因等元件构建基因表达载体，利用___________(方法)将该基因表达载体导入葡萄愈伤组织，葡萄愈伤组织在培养基中经______________后，进而发育形成转基因葡萄植株。

（3）取上述转基因葡萄植株分为A、B两组，A组置于正常条件（无干旱处理）下培养，B组置于干旱条件下培养。一段时间后分别取A、B组葡萄植株幼根，浸泡在含有底物的缓冲液中，观察幼根颜色变化情况。

①若A、B组的结果分别为____________________，则葡萄P启动子的功能受干旱诱导。

②若A、B组的结果分别为____________________，则葡萄P启动子的功能不受干旱诱导。

7. 难度：中等

【2017届河北省衡水中学高考押题理科综合生物试题（一）】[生物——选修3:现代生物科技专题]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）若将干扰素基因导入癌细胞，在________的环境，一定的营养，适宜的温度和pH，气体环境等条件下，可从体外培养的培养液中源源不断地提取得到干扰素。

（3）目的基因在血液中表达的转基因动物叫做血液反应器。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__________（选填“胰岛素”“抗体”或“干扰素”中的一种或多种）。

（4）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。

（5）膀胱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。与乳腺反应器相比，膀胱反应器的优势表现在__________________。

8. 难度：中等

【2017届重庆市第一中学高三下学期考前热身考试理科综合生物试题】[生物--选修3:现代生物科技专题]如图是从酵母菌细胞内获取某植物需要的某种酶基因的流程，请回答下列问题:

（1）图中cDNA文库含有酵母菌的__________基因，与基因组文库中的基因相比无___________。

（2）①过程提取的DNA需要用限制酶，该酶能够识别__________，并且使_________断开。

（3）为在短时间内大量获得目的基因，可用PCR方法扩增，该反应体系的主要成分应包含：扩增缓冲液（含Mg²⁺)、水、4种脱氧核苷酸、模板DNA、_________和______________。

（4）蛋白质工程也被称为第二代基因工程，其基本途径是从__________出发，通过设计蛋白质结构和推测相应的氨基酸序列，进而确定相对应的__________，据此获得基因，再经表达、纯化获得蛋白质。