冀人版高二生物上冊(cè)第四單元測(cè)試卷學(xué)校：___________姓名：___________班級(jí)：___________得分：___________書寫等級(jí)：___________說明：本單元聚焦“基因工程的原理與技術(shù)、蛋白質(zhì)工程及生物工程應(yīng)用”核心內(nèi)容，考查生物概念理解、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)分析及實(shí)際應(yīng)用能力。試卷滿分100分，考試時(shí)間90分鐘。請(qǐng)規(guī)范書寫答題步驟，關(guān)鍵邏輯需清晰呈現(xiàn)。第一部分基礎(chǔ)認(rèn)知（30分）一、填空題（每空1分，共14分）1.基因工程又叫基因拼接技術(shù)或________________技術(shù)，其核心步驟是________________，該步驟需要________________酶和________________酶的參與。2.限制酶的作用是識(shí)別特定的________________并在特定位點(diǎn)切割DNA分子，DNA連接酶的作用是連接DNA片段的________________末端或黏性末端。3.基因工程中常用的運(yùn)載體有質(zhì)粒、________________和________________，其中質(zhì)粒是獨(dú)立于細(xì)菌擬核DNA之外的________________分子。4.PCR技術(shù)是一種體外擴(kuò)增DNA片段的技術(shù)，其原理是________________，每次循環(huán)包括________________、復(fù)性和延伸三個(gè)步驟，需要________________酶催化。5.蛋白質(zhì)工程的基本流程是：從預(yù)期的蛋白質(zhì)功能出發(fā)→設(shè)計(jì)預(yù)期的________________→推測(cè)應(yīng)有的氨基酸序列→找到對(duì)應(yīng)的________________序列，其本質(zhì)是對(duì)基因進(jìn)行定向改造。6.乳腺生物反應(yīng)器的構(gòu)建中，需將目的基因與________________等調(diào)控組件重組，使目的基因在乳腺細(xì)胞中特異表達(dá)。二、選擇題（每題2分，共12分）1.下列關(guān)于基因工程工具酶的說法，正確的是（）A.一種限制酶能識(shí)別多種核苷酸序列B.DNA連接酶可連接DNA與RNA片段C.限制酶切割DNA后可產(chǎn)生黏性末端或平末端D.逆轉(zhuǎn)錄酶可用于構(gòu)建基因組文庫2.下列關(guān)于基因工程運(yùn)載體的敘述，錯(cuò)誤的是（）A.運(yùn)載體需具備自我復(fù)制的能力B.運(yùn)載體需帶有標(biāo)記基因以便篩選C.質(zhì)?？勺鳛檫\(yùn)載體，但其本質(zhì)不是細(xì)胞器D.噬菌體不能作為動(dòng)物基因工程的運(yùn)載體3.下列關(guān)于PCR技術(shù)的敘述，正確的是（）A.需加入解旋酶解開DNA雙鏈B.反應(yīng)過程中溫度保持穩(wěn)定C.子鏈的延伸方向是5'端到3'端D.只需一次加入引物即可持續(xù)擴(kuò)增4.將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞的方法中，適合植物細(xì)胞的是（）A.顯微注射法B.農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法C.感受態(tài)細(xì)胞法D.病毒侵染法5.下列關(guān)于蛋白質(zhì)工程與基因工程的敘述，錯(cuò)誤的是（）A.基因工程合成的蛋白質(zhì)是天然存在的B.蛋白質(zhì)工程可制造新的蛋白質(zhì)C.兩者都需對(duì)基因進(jìn)行操作D.蛋白質(zhì)工程是基因工程的基礎(chǔ)6.基因治療是治療遺傳病的重要手段，下列關(guān)于基因治療的敘述，正確的是（）A.可將目的基因直接注入患者體內(nèi)B.需將目的基因?qū)牖颊叩纳臣?xì)胞C.腺苷酸脫氨酶缺陷癥的治療屬于體外基因治療D.可徹底治愈所有遺傳性疾病三、判斷題（每題1分，共4分）1.基因工程的操作對(duì)象是蛋白質(zhì)，最終目的是獲得所需蛋白質(zhì)。（）2.cDNA文庫包含該生物全部的遺傳信息，而基因組文庫僅包含部分信息。（）3.檢測(cè)目的基因是否導(dǎo)入受體細(xì)胞，可采用DNA分子雜交技術(shù)。（）4.抗蟲棉的培育過程中，需從個(gè)體水平檢測(cè)抗蟲基因是否表達(dá)。（）第二部分實(shí)驗(yàn)探究（25分）一、基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)分析（12分）實(shí)驗(yàn)室利用基因工程技術(shù)構(gòu)建轉(zhuǎn)基因抗蟲棉，核心步驟包括目的基因獲取、基因表達(dá)載體構(gòu)建、導(dǎo)入受體細(xì)胞及目的基因的檢測(cè)與鑒定，回答下列問題：（1）目的基因獲取：從蘇云金桿菌中提取抗蟲基因，可采用________________法；若已知抗蟲基因的核苷酸序列，還可采用________________法人工合成。（2）基因表達(dá)載體構(gòu)建：用相同的限制酶分別切割抗蟲基因和Ti質(zhì)粒，可使兩者產(chǎn)生相同的________________，便于DNA連接酶連接。Ti質(zhì)粒上的________________可將抗蟲基因整合到棉花細(xì)胞的染色體DNA上。（3）導(dǎo)入受體細(xì)胞：將重組Ti質(zhì)粒導(dǎo)入土壤農(nóng)桿菌時(shí)，需先用________________處理農(nóng)桿菌，使其處于感受態(tài)；再利用農(nóng)桿菌感染棉花的________________細(xì)胞，該方法適用于大多數(shù)雙子葉植物。（4）目的基因檢測(cè)：①分子水平檢測(cè)中，用放射性同位素標(biāo)記的________________作為探針，可檢測(cè)棉花細(xì)胞基因組中是否插入目的基因，該技術(shù)依據(jù)________________原理；②個(gè)體水平檢測(cè)可通過________________實(shí)驗(yàn)，觀察棉花葉片被害蟲取食后的損傷情況。（5）實(shí)驗(yàn)反思：若構(gòu)建的基因表達(dá)載體中缺少終止子，會(huì)導(dǎo)致________________。二、綜合實(shí)驗(yàn)探究（13分）某小組利用PCR技術(shù)擴(kuò)增抗流感病毒的目的基因，實(shí)驗(yàn)流程及部分結(jié)果如下，回答下列問題：實(shí)驗(yàn)材料：含目的基因的DNA片段、Taq酶、dNTP、引物1、引物2、緩沖液等。實(shí)驗(yàn)步驟：①向PCR反應(yīng)體系中加入上述材料，設(shè)置循環(huán)參數(shù)（95℃30s→55℃30s→72℃1min），共循環(huán)30次；②反應(yīng)結(jié)束后，通過瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè)擴(kuò)增產(chǎn)物。實(shí)驗(yàn)結(jié)果：電泳圖譜中出現(xiàn)預(yù)期大小的DNA條帶，但同時(shí)出現(xiàn)多條雜帶。（1）PCR反應(yīng)體系中，Taq酶的作用是________________，與普通DNA聚合酶相比，其獨(dú)特優(yōu)勢(shì)是________________；dNTP的作用是提供________________和能量。（2）步驟①中，95℃處理的目的是________________，55℃處理的目的是________________，72℃時(shí)子鏈延伸的方向是________________。（3）循環(huán)30次后，目的基因的數(shù)量理論上為________________（假設(shè)初始模板為1個(gè)DNA分子，且每次循環(huán)均完全擴(kuò)增）。（4）實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)雜帶的可能原因是________________（寫一條即可），改進(jìn)措施為________________。（5）若要將擴(kuò)增的目的基因?qū)氪竽c桿菌，需先用________________處理大腸桿菌，使其細(xì)胞膜的通透性改變；導(dǎo)入后，可在含氨芐青霉素的培養(yǎng)基上篩選含重組質(zhì)粒的大腸桿菌，依據(jù)是________________。（6）若需進(jìn)一步獲得大量目的基因表達(dá)的蛋白質(zhì)，需將重組質(zhì)粒導(dǎo)入________________細(xì)胞，原因是該細(xì)胞具有全能性，可大量增殖并表達(dá)目的基因。第三部分應(yīng)用分析（45分）一、基礎(chǔ)應(yīng)用（每題6分，共18分）1.簡(jiǎn)述基因工程中“目的基因的檢測(cè)與鑒定”三個(gè)層次的具體內(nèi)容及常用方法。答：________________________________________________________________________________________________________________________________2.對(duì)比基因工程與蛋白質(zhì)工程的核心區(qū)別及聯(lián)系，完成下表并簡(jiǎn)要說明。對(duì)比項(xiàng)目基因工程蛋白質(zhì)工程操作起點(diǎn)________________________________最終產(chǎn)物________________________________核心區(qū)別________________________________聯(lián)系說明：____________________________________________________________3.簡(jiǎn)述乳腺生物反應(yīng)器的構(gòu)建流程及優(yōu)勢(shì)。答：________________________________________________________________________________________________________________________________二、綜合應(yīng)用（每題9分，共27分）1.某研究團(tuán)隊(duì)利用基因工程技術(shù)生產(chǎn)人胰島素，流程如下：獲取人胰島素基因→構(gòu)建基因表達(dá)載體→導(dǎo)入大腸桿菌→篩選鑒定→培養(yǎng)發(fā)酵→提取純化胰島素?；卮鹣铝袉栴}：（1）獲取人胰島素基因時(shí)，可從人體________________細(xì)胞中提取mRNA，通過逆轉(zhuǎn)錄獲得cDNA，該方法獲得的基因與基因組文庫中的基因相比，不含________________序列。（2）構(gòu)建基因表達(dá)載體時(shí)，需將人胰島素基因與大腸桿菌的________________重組，以保證目的基因在大腸桿菌中高效表達(dá)。（3）將重組質(zhì)粒導(dǎo)入大腸桿菌時(shí)，常用Ca2?處理使其處于感受態(tài)，其原理是什么？（4）篩選含重組質(zhì)粒的大腸桿菌時(shí)，若質(zhì)粒上的標(biāo)記基因?yàn)樗沫h(huán)素抗性基因，篩選方法是什么？若重組質(zhì)粒構(gòu)建時(shí)插入目的基因?qū)е聵?biāo)記基因失活，如何進(jìn)一步篩選？（5）與從動(dòng)物胰腺中提取胰島素相比，該方法的優(yōu)勢(shì)是什么？（答出兩點(diǎn)即可）2.腺苷酸脫氨酶（ADA）基因缺陷癥是一種免疫缺陷病，患者因缺乏ADA導(dǎo)致免疫功能低下?；蛑委煹牧鞒虨椋喝〕龌颊吖撬杓?xì)胞→體外培養(yǎng)時(shí)轉(zhuǎn)入正常ADA基因→篩選含正常基因的細(xì)胞→回輸?shù)交颊唧w內(nèi)?；卮鹣铝袉栴}：（1）該治療方法屬于________________（填“體內(nèi)”或“體外”）基因治療，其優(yōu)勢(shì)是什么？（2）將正常ADA基因?qū)牍撬杓?xì)胞時(shí)，常用的載體是什么？導(dǎo)入后如何檢測(cè)目的基因是否成功表達(dá)？（3）回輸后的細(xì)胞能否在患者體內(nèi)長(zhǎng)期發(fā)揮作用？為什么？（4）若將正常ADA基因?qū)牖颊叩氖芫?，能否徹底治愈該疾病并遺傳給后代？說明理由。3.某科技公司利用蛋白質(zhì)工程改造溶菌酶，提高其在高溫環(huán)境下的穩(wěn)定性，用于食品防腐。改造流程為：分析天然溶菌酶的結(jié)構(gòu)與功能→設(shè)計(jì)耐高溫溶菌酶的預(yù)期結(jié)構(gòu)→推測(cè)對(duì)應(yīng)的氨基酸序列→合成突變基因→構(gòu)建表達(dá)載體→導(dǎo)入酵母菌表達(dá)→篩選鑒定?；卮鹣铝袉栴}：（1）分析天然溶菌酶的結(jié)構(gòu)時(shí)，需測(cè)定其________________結(jié)構(gòu)和空間結(jié)構(gòu)，其中空間結(jié)構(gòu)與________________有關(guān)。（2）設(shè)計(jì)耐高溫溶菌酶的預(yù)期結(jié)構(gòu)時(shí)，需考慮哪些因素？（答出兩點(diǎn)即可）（3）合成突變基因后，需構(gòu)建基因表達(dá)載體，該過程中是否需要用限制酶和DNA連接酶？為什么？（4）與天然溶菌酶相比，改造后的溶菌酶在食品加工中有何優(yōu)勢(shì)？若要實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，選擇酵母菌作為受體細(xì)胞的原因是什么？參考答案及解析第一部分基礎(chǔ)認(rèn)知一、填空題1.DNA重組；基因表達(dá)載體的構(gòu)建；限制；DNA連接2.核苷酸序列；平3.噬菌體；動(dòng)植物病毒；環(huán)狀DNA4.DNA半保留復(fù)制；變性；Taq（熱穩(wěn)定DNA聚合）5.蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)；脫氧核苷酸6.乳腺特異性啟動(dòng)子二、選擇題1.C（解析：A一種限制酶只識(shí)別一種核苷酸序列；BDNA連接酶僅連接DNA片段；D逆轉(zhuǎn)錄酶用于構(gòu)建cDNA文庫）2.D（解析：噬菌體可作為動(dòng)物基因工程的運(yùn)載體）3.C（解析：APCR無需解旋酶，高溫可解旋；B反應(yīng)需溫度循環(huán)變化；D每次循環(huán)都需引物）4.B（解析：A適用于動(dòng)物細(xì)胞，C適用于微生物細(xì)胞，D適用于動(dòng)物細(xì)胞）5.D（解析：基因工程是蛋白質(zhì)工程的基礎(chǔ)）6.C（解析：A目的基因需構(gòu)建載體后導(dǎo)入；B需導(dǎo)入體細(xì)胞；D不能徹底治愈所有遺傳?。┤?、判斷題1.×（解析：基因工程操作對(duì)象是基因，最終目的是獲得所需蛋白質(zhì)或性狀）2.×（解析：基因組文庫包含全部遺傳信息，cDNA文庫僅包含表達(dá)的基因）3.√（解析：DNA分子雜交可檢測(cè)目的基因是否導(dǎo)入）4.√（解析：個(gè)體水平檢測(cè)需進(jìn)行抗蟲接種實(shí)驗(yàn)）第二部分實(shí)驗(yàn)探究一、基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)分析（1）從基因文庫中獲??；化學(xué)合成（2）黏性末端（或平末端）；T-DNA（3）CaCl?溶液；體細(xì)胞（4）抗蟲基因片段；堿基互補(bǔ)配對(duì)；抗蟲接種（5）目的基因轉(zhuǎn)錄的mRNA無法終止，導(dǎo)致合成的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)異常二、綜合實(shí)驗(yàn)探究（1）催化脫氧核苷酸聚合形成DNA鏈；耐高溫；原料（脫氧核苷酸）（2）使DNA雙鏈解旋；引物與模板鏈結(jié)合；5'端到3'端（3）23?個(gè)（4）引物特異性差（或退火溫度過低）；提高退火溫度（或更換特異性更強(qiáng)的引物）（5）CaCl?溶液；重組質(zhì)粒含氨芐青霉素抗性基因，可在該培養(yǎng)基上生長(zhǎng)（6）受精卵第三部分應(yīng)用分析一、基礎(chǔ)應(yīng)用1.答：①分子水平的檢測(cè)：第一步，檢測(cè)目的基因是否導(dǎo)入受體細(xì)胞，常用DNA分子雜交技術(shù)；第二步，檢測(cè)目的基因是否轉(zhuǎn)錄出mRNA，常用分子雜交技術(shù)；第三步，檢測(cè)目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)，常用抗原—抗體雜交技術(shù)。②個(gè)體水平的鑒定：通過觀察生物個(gè)體的性狀表現(xiàn)，如抗蟲棉的抗蟲性實(shí)驗(yàn)。2.答：表格填寫：

操作起點(diǎn)：基因；預(yù)期蛋白質(zhì)功能

最終產(chǎn)物：天然蛋白質(zhì)；新的蛋白質(zhì)

核心區(qū)別：合成天然存在的蛋白質(zhì)；合成自然界不存在的蛋白質(zhì)

聯(lián)系說明：蛋白質(zhì)工程是在基因工程的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，兩者都需對(duì)基因進(jìn)行定向操作，最終都需通過基因表達(dá)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)物合成。3.答：構(gòu)建流程：①獲取目的基因；②將目的基因與乳腺特異性啟動(dòng)子等調(diào)控組件重組構(gòu)建基因表達(dá)載體；③將重組載體導(dǎo)入受精卵；④篩選含目的基因的受精卵并培育成轉(zhuǎn)基因動(dòng)物。優(yōu)勢(shì)：①產(chǎn)物純度高，易提取；②不影響