2017-2018學(xué)年高中生物專題1基因工程1.2基因工程的基本操作程序優(yōu)化練習(xí)新人教版選

1、1.2 基因工程的基本操作程序課時(shí)作業(yè)、選擇題1 基因工程中科學(xué)家常采用細(xì)菌、酵母菌等微生物作為受體細(xì)胞的主要原因是（）A. 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便B. 繁殖速度快C. 遺傳物質(zhì)含量少，易操作D. 性狀穩(wěn)定，變異少解析：微生物一般具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：個(gè)體微小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。繁殖快，在實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)條 件下細(xì)菌幾十分鐘至幾小時(shí)可以繁殖一代。代謝類型多，活性強(qiáng)。易變異，相對(duì)于高等 生物而言，較容易發(fā)生變異。在基因工程中，主要是利用它快速繁殖的特點(diǎn)，可以提供更多的基因產(chǎn)物。答案：B2.下列關(guān)于基因工程的敘述，正確的是（）A. 目的基因和受體細(xì)胞均可來(lái)自動(dòng)植物或微生物B. 限制酶和 DNA 連接酶都能識(shí)別特定的堿基

2、序列，是兩類常用的工具酶C. 人胰島素原基因在大腸桿菌中表達(dá)的胰島素原具有生物活性D.載體上的抗性基因有利于篩選含重組DNA 的細(xì)胞和促進(jìn)目的基因的表達(dá)解析：目的基因和受體細(xì)胞均可來(lái)自動(dòng)植物或微生物；基因工程中常用的工具酶有限制酶和DNA 連接酶，前者能識(shí)別特定的堿基序列；大腸桿菌為原核生物，不含有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體 等細(xì)胞器，不能對(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行加工， 其合成的胰島素原無(wú)生物活性；載體中的抗性基因?yàn)闃?biāo)記基因，其作用是有利于篩選含重組DNA 的細(xì)胞，不能促進(jìn)目的基因的表達(dá)。答案：A3. 禾 U 用外源基因在受體細(xì)胞中表達(dá)，可生產(chǎn)人類所需要的產(chǎn)品。下列各項(xiàng)中能說(shuō)明目的基因完成了在受體細(xì)胞中表達(dá)的是（）

3、A. 棉花二倍體細(xì)胞中檢測(cè)到細(xì)菌的抗蟲(chóng)基因B.大腸桿菌中檢測(cè)到人胰島素基因及其mRNAC.山羊乳腺細(xì)胞中檢測(cè)到人生長(zhǎng)激素DNA 序列D. 酵母菌細(xì)胞中提取到人干擾素蛋白在受體細(xì)胞中的表達(dá)。答案：D解析：基因的表達(dá)即控制蛋白質(zhì)的合成,只有合成了相應(yīng)的蛋白質(zhì)才能證明目的基因完成了24 .要檢測(cè)受體 DNA 中是否成功插入了目的基因，需要用基因探針，這里的基因探針是指（ ）A. 用于檢測(cè)疾病的醫(yī)療器械B. 帶標(biāo)記的與目的基因互補(bǔ)的核酸序列C. 帶標(biāo)記的蛋白質(zhì)分子D. 人工合成的免疫球蛋白解析：本題中基因探針是指用放射性同位素或熒光分子標(biāo)記的與目的基因互補(bǔ)的核酸序列， 利用堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，檢測(cè)目的基

4、因是否導(dǎo)入受體細(xì)胞的DNA 中。答案：B5.用某人的胰島素基因制成的DNA 探針， 檢測(cè)下列物質(zhì)，能形成雜交帶的是（）-1人胰島 A 細(xì)胞中的 DNA2人胰島 B 細(xì)胞的 mRNA3人胰島 A 細(xì)胞的 mRNA4人肝細(xì)胞的 DNAA. B.C.D.解析：人體內(nèi)所有細(xì)胞均含有胰島素基因， 胰島 B 細(xì)胞能夠表達(dá)胰島素基因， 含有由胰島素 基因轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的 mRNA 所以中的細(xì)胞均可以跟胰島素基因制成的DNA 探針配對(duì)形成雜交分子；胰島 A 細(xì)胞不表達(dá)胰島素基因，因此不含有該基因轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的mRNAXV*答案：C6.在基因工程操作的基本步驟中， 不進(jìn)行堿基互補(bǔ)配對(duì)的是（）A. 人工合成目的基因B. 目

5、的基因與運(yùn)載體結(jié)合C. 將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞D. 目的基因的檢測(cè)和表達(dá)解析：在基因工程的基本步驟中， 只有將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞的過(guò)程不進(jìn)行堿基互補(bǔ)配對(duì)。/YC因?yàn)槟康幕虻墨@取需要限制酶切取堿基序列，構(gòu)建運(yùn)載體需要DNA 連接酶連接黏性末端，目的基因的檢測(cè)也需要堿基互補(bǔ)配對(duì)。答案：C7.下列用于判斷目的基因是否轉(zhuǎn)移成功的方法中，不屬于分子檢測(cè)的是（）3A. 通過(guò)害蟲(chóng)吃棉葉看其是否死亡B. 轉(zhuǎn)基因生物基因組 DNA 與 DNA 探針能否形成雜交帶C. 轉(zhuǎn)基因生物中提取的 mRNAf DNA 探針能否形成雜交帶D. 轉(zhuǎn)基因生物中提取的蛋白質(zhì)能否與抗體形成雜交帶解析：分子水平的檢測(cè)包括三個(gè)方面：

6、通過(guò) DNA 分子雜交檢測(cè)目的基因是否插入受體細(xì)胞染色體的 DNA 上;通過(guò) RNA 與 DNA 雜交，檢測(cè)目的基因是否轉(zhuǎn)錄；通過(guò)抗原一抗體雜交，檢測(cè)4目的基因是否翻譯。通過(guò)害蟲(chóng)取食棉葉看其是否死亡，屬于個(gè)體生物學(xué)水平的檢測(cè)。答案：A&水母發(fā)光蛋白由 236 個(gè)氨基酸構(gòu)成，其中由三種氨基酸構(gòu)成發(fā)光環(huán)，現(xiàn)已將這種蛋白質(zhì)的基因作為生物轉(zhuǎn)基因的標(biāo)記。在轉(zhuǎn)基因技術(shù)中，這種蛋白質(zhì)的作用是（）A. 促使目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞中B. 促使目的基因在受體細(xì)胞中復(fù)制C. 促使目的基因容易被檢測(cè)出來(lái)D. 檢測(cè)目的基因是否成功表達(dá)解析：發(fā)光蛋白基因與抗生素標(biāo)記基因作用相同，都可以與目的基因拼接到同一運(yùn)載體上，

7、 檢測(cè)到發(fā)光蛋白，則表明目的基因被導(dǎo)入受體細(xì)胞。答案：C9如圖為基因表達(dá)載體的模式圖，下列有關(guān)基因工程中載體的說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A. 基因工程的核心步驟是基因表達(dá)載體的構(gòu)建B. 任何基因表達(dá)載體的構(gòu)建都是一樣的，沒(méi)有差別C.圖中啟動(dòng)子位于基因的首端，是RNA 聚合酶識(shí)別和結(jié)合的部位D. 抗生素抗性基因的作用是作為標(biāo)記基因，用于鑒別受體細(xì)胞中是否導(dǎo)入了目的基因 解析：由于受體細(xì)胞有植物、動(dòng)物和微生物之分，以及目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞的方式不同, 所以基因表達(dá)載體的構(gòu)建也會(huì)有所差別，不可能千篇一律。答案：B10 .以下甲、乙兩圖表示從細(xì)菌細(xì)胞中獲取目的基因的兩種方法，以下說(shuō)法中錯(cuò)誤的是（）某劃苗的DNA

8、某削菌的DNA】1 】1I1】1】111 】1ITI 仃 innun inHT曲RNA的基因-T L LIJ I IL L I L L |乙A. 甲方法可建立該細(xì)菌的基因組文庫(kù)TTTT TTTT TTTT5B.乙方法可建立該細(xì)菌的cDNA 文庫(kù)C. 甲方法要以脫氧核苷酸為原料D. 乙方法需要逆轉(zhuǎn)錄酶參與6解析：甲方法是從細(xì)菌的 DNA 中直接提取，故可以建立該細(xì)菌的基因組文庫(kù)；乙方法是由信使 RNA 逆轉(zhuǎn)錄的目的基因，故可以建立該細(xì)菌的cDNA 文庫(kù)。甲方法中，只要利用限制酶將原 DNA 切斷即可，不需要以脫氧核苷酶為原料。乙方法需要逆轉(zhuǎn)錄酶的參與。答案：C11.如圖表示細(xì)胞膜上乙酰膽堿（一種

9、神經(jīng)遞質(zhì)）受體基因的克隆 技術(shù)操作過(guò)程，下列相關(guān)分析中正確的是（）A. 獲得該 mRNA 勺最佳材料是受精卵B. 構(gòu)建基因表達(dá)載體最可能使用的載體是大腸桿菌C.完成過(guò)程必不可少的酶分別是逆轉(zhuǎn)錄酶、DNA 聚合酶D. 探針篩選的目的是淘汰被感染的細(xì)菌，獲得未被感染的細(xì)菌解析：該受體基因在神經(jīng)細(xì)胞中表達(dá)，獲得該 mRNA 勺最佳材料是神經(jīng)細(xì)胞。構(gòu)建基因表達(dá)載體最可能使用的載體是質(zhì)粒。探針篩選的目的是檢測(cè)是否存在目的cDNA答案：C12.藍(lán)藻擬核 DNA 上有控制葉綠素合成的基因的變異株細(xì)胞，以研究ch1L 基因?qū)θ~綠素合成的控制，技術(shù)路線如下圖所示，下列相A. 過(guò)程應(yīng)使用不同的限制性內(nèi)切酶B. 過(guò)

10、程都要使用 DNA 連接酶Ic.終止密碼子是基因表達(dá)載體的重要組成部分D.若操作成功，可用含紅霉素的培養(yǎng)基篩選出該變異株解析：限制性內(nèi)切酶有特異性，過(guò)程要切割的 DNA 序列不同，故應(yīng)使用不同的限制性內(nèi)切酶；DNA 連接酶的作用是連接被切開(kāi)的磷酸二酯鍵，使ch1L 基因、紅霉素抗性基因與質(zhì)粒結(jié)合；基因表達(dá)載體由目的基因、啟動(dòng)子、終止子、標(biāo)記基因組成，終止密碼子是mRNA上密碼子的一種，表示一次翻譯的結(jié)束；變異株中 ch1L 基因被重組基因替換，重組基因中 有紅霉素抗mRNAcDNAch1L 基因。某科學(xué)家通過(guò)構(gòu)建該種生物缺失ch1L關(guān)敘述錯(cuò)誤的是（分甑相關(guān)菌藕)基因藍(lán)轅基悶藍(lán)襁7性基因，故可用

11、含紅霉素的培養(yǎng)基篩選出該變異株。答案：C 二、非選擇題13.下面是口蹄疫疫苗生產(chǎn)過(guò)程示意圖，請(qǐng)據(jù)圖回答下列問(wèn)題:8(1) 首先從口蹄疫病毒中提取部分合成病毒蛋白的RNA 而不是用口蹄疫病毒的全部RNA 原因是合成病毒蛋白的 RNA 控制合成的病毒蛋白質(zhì)，具有 _特性，又不會(huì)使動(dòng)物致病。以合成病毒蛋白的 RNA 產(chǎn)生病毒蛋白的 DNA 需用到的工具酶是 _。2構(gòu)建基因表達(dá)載體所需要的工具酶是 _ ?；虮磉_(dá)載體除目的基因外，還應(yīng)包括 _。(3) 導(dǎo)入大腸桿菌前需先將大腸桿菌處理為 _細(xì)胞。(4) 為檢測(cè)目的基因是否導(dǎo)入受體細(xì)胞，常常要借助載體上 _ 的表達(dá)，更準(zhǔn)確的方法是利用放射性同位素標(biāo)記的

12、_ 作探針與基因組 DNA 雜交。最后還要檢測(cè)目的基因是否翻譯成了病毒蛋白質(zhì)，禾 U 用的技術(shù)是 _。解析：(1)病毒由核酸和蛋白質(zhì)組成，其蛋白質(zhì)外殼具有抗原特性，故口蹄疫疫苗生產(chǎn)過(guò)程只需提取口蹄疫病毒中控制合成病毒蛋白的RNA 部分。以 RNA 為模板合成 DNA 勺過(guò)程屬于逆轉(zhuǎn)錄，需要逆轉(zhuǎn)錄酶。(2)基因表達(dá)載體的組成：目的基因、啟動(dòng)子、終止子、標(biāo)記基因。構(gòu)建基因表達(dá)載體一般用一定的限制酶切割質(zhì)粒，使其出現(xiàn)一個(gè)有黏性末端的切口，再用同種限制酶切割目的基因，產(chǎn)生相同的黏性末端。將切下的目的基因片段， 插入質(zhì)粒的切口處，在 DNA 連接酶的作用下使質(zhì)粒與目的基因結(jié)合形成重組質(zhì)粒。(3)將目的基

13、因?qū)胛⑸锛?xì)胞前，常用 CaT 處理使其成為感受態(tài)細(xì)胞。(4)標(biāo)記基因的表達(dá)可檢測(cè)目的基因是否導(dǎo)入受體細(xì)胞，除此之外還可以用DNA 雜交法和抗原一抗體雜交技術(shù)進(jìn)行檢測(cè)。答案：(1)抗原 逆轉(zhuǎn)錄酶(2) 限制性核酸內(nèi)切酶和 DNA 連接酶 啟動(dòng)子、終止子、標(biāo)記基因(3) 感受態(tài)(4) 標(biāo)記基因病毒蛋白基因(目的基因)抗原一抗體雜交技術(shù)14.大腸桿菌pUC18質(zhì)粒是基因工程中常用的運(yùn)載體。某限制酶在此質(zhì)粒上的唯一酶切位點(diǎn)位于 LacZ 基因中，如果沒(méi)有插入外源基因，LacZ 基因便可表達(dá)出3 -半乳糖苷酶。當(dāng)培養(yǎng)基中含有 IPTG 和 X-gal 時(shí)，X-gal 便會(huì)被 3 -半乳糖苷酶水解成藍(lán)

14、色，大腸桿菌將形成藍(lán)色isiafh9菌落。反之，則形成白色菌落。 下圖表示利用此質(zhì)粒實(shí)施基因工程的主要流程。請(qǐng)分析并回 答：試常1試浮II選擇培養(yǎng)基10對(duì)已獲得的目的基因可利用 _技術(shù)進(jìn)行擴(kuò)增。(2) 目的基因插入質(zhì)粒構(gòu)建重組質(zhì)粒的過(guò)程中，需要DNA 連接酶恢復(fù) _鍵。(3) 將試管 I 中的物質(zhì)和大腸桿菌共同置于試管 H 的目的是 _ ;大腸桿菌需事先用 Ca2+進(jìn)行處理，目的是 _ 。(4) 將試管 n 中的菌液接種于選擇培養(yǎng)基上培養(yǎng)，培養(yǎng)基中應(yīng)含有大腸桿菌必需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)_和生長(zhǎng)因子，還應(yīng)加入 IPTG、X-gal 以及氨芐青霉素, 其中加入氨芐青霉素的作用是篩選出 _ 。若觀察到培養(yǎng)基上

15、出現(xiàn)_ 色菌落，則說(shuō)明大腸桿菌中已成功導(dǎo)入了重組質(zhì)粒。如果作為受體細(xì)胞的大腸桿菌也含有LacZ 基因，則不利于重組質(zhì)粒的篩選，原因是& _ 。解析：(1)PCR 技術(shù)是一種體外擴(kuò)增 DNA 的方法。(2)DNA 連接酶的作用是催化磷酸二酯鍵的 形成。(3)將試管 I 中的物質(zhì)和大腸桿菌共同置于試管 n 的目的是進(jìn)行轉(zhuǎn)化；大腸桿菌需事 先用 Ca2+進(jìn)行處理，使其轉(zhuǎn)變?yōu)槟芪罩車h(huán)境中DNA 分子的感受態(tài)。(4)培養(yǎng)基中應(yīng)含有大腸桿菌必需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，包括碳源、氮源、無(wú)機(jī)鹽、水和生長(zhǎng)因子。氨芐青霉素抗性基因 作為標(biāo)記基因，作用是篩選出導(dǎo)入pUC18 質(zhì)粒的大腸桿菌。(5)若觀察到培養(yǎng)基上出

16、現(xiàn)白色菌落，則說(shuō)明大腸桿菌中已成功導(dǎo)入了重組質(zhì)粒。如果作為受體細(xì)胞的大腸桿菌也含有LacZ基因，則無(wú)論大腸桿菌中是否導(dǎo)入重組質(zhì)粒，均會(huì)呈現(xiàn)藍(lán)色菌落，故不利于重組質(zhì)粒的篩選。答案：(1)PCR (2)磷酸二酯(3)進(jìn)行轉(zhuǎn)化使大腸桿菌細(xì)胞處于感受態(tài)(4)碳源、氮源、無(wú)機(jī)鹽、水(5)白 無(wú)論大腸桿菌中是否導(dǎo)入重組質(zhì)粒，均會(huì)呈現(xiàn)藍(lán)色菌15. (2016 高考全國(guó)卷 I )某一質(zhì)粒載體如圖所示，外源DNA 插入到Amp或Tet中會(huì)導(dǎo)致相應(yīng)的基因失活(Amp表示氨芐青霉素抗性基因，Tetr表示四環(huán)素抗性基因)。有人將此質(zhì)粒 載體用BanHI 酶切后，與用BartHI 酶切獲得的目的基因混合，加入 DNA

17、連接酶進(jìn)行連接反應(yīng)，用得到的混合物直接轉(zhuǎn)化大腸桿菌。結(jié)果大腸桿菌有的未被轉(zhuǎn)化, 的大腸桿菌有三種， 分別是含有環(huán)狀目的基因、 含有質(zhì)粒載體、含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒的大腸桿菌?；卮鹣铝袉?wèn)題:(1)_質(zhì)粒載體作為基因工程的工具，應(yīng)具備的基本條件有 _ (答出兩點(diǎn)即可)，而作為基因表達(dá)載體，除滿足上述基本條件外，還需具有啟動(dòng)子和終止子。導(dǎo)入 pUC18 質(zhì)粒的大腸桿菌有的被轉(zhuǎn)化。11(2)如果用含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基進(jìn)行篩選，在上述四種大腸桿菌細(xì)胞中，未被轉(zhuǎn)化的和僅含環(huán)狀目的基因的細(xì)胞是不能區(qū)分的，其原因是 _ ；并且 _和_的細(xì)胞也是不能區(qū)分的， 其原因是 _ 。在上述篩選的基礎(chǔ)上， 若要篩

18、選含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒的大腸桿菌單菌落， 還需使用含有 _ 的固體培養(yǎng)基。(3) 基因工程中，某些噬菌體經(jīng)改造后可以作為載體，其 DNA 復(fù)制所需的原料來(lái)自于解析： (1) 質(zhì)粒作為載體， 應(yīng)具備的基本條件有： 有一個(gè)至多個(gè)限制酶切割位點(diǎn)， 供外源 DNA 片段(基因)插入其中；在受體細(xì)胞中能自我復(fù)制，或能整合到染色體DNA 上，隨染色體 DNA進(jìn)行同步復(fù)制；有特殊的標(biāo)記基因，供重組DNA 的鑒定和選擇；等等。(2)在培養(yǎng)基中加入氨芐青霉素進(jìn)行篩選， 其中未被轉(zhuǎn)化的大腸桿菌和僅含環(huán)狀目的基因的大腸桿菌，因不含氨芐青霉素抗性基因而都不能在此培養(yǎng)基上存活， 二者不能區(qū)分。 含有質(zhì)粒載體的大腸桿菌和 含