生物（人教版選修3）練習(xí)1.2基因工程的基本操作程序

專題一1.21．下列關(guān)于基因工程的說法中，正確的是()A．將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞采用最多的方法是顯微注射法B．基因工程所用的工具酶是限制酶、連接酶和運(yùn)載體C．T4DNA連接酶只能將雙鏈DNA片段互補(bǔ)的黏性末端連接起來D．檢測目的基因能否翻譯成蛋白質(zhì)可以采用抗原—抗體雜交的方法解析：將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞采用最多的方法是農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法，顯微注射法是將目的基因?qū)雱游锛?xì)胞常用的方法；基因工程所用的工具酶是限制酶、DNA連接酶，運(yùn)載體不是酶，而是將目的基因轉(zhuǎn)運(yùn)到受體細(xì)胞中的工具；T4DNA連接酶既能連接雙鏈DNA片段互補(bǔ)的黏性末端，也能連接平末端。答案：D2．如圖為表達(dá)載體的模式圖，若結(jié)構(gòu)X是表達(dá)載體所必需的，則X最可能是()A．氨芐青霉素抗性基因 B．啟動子C．限制酶 D．DNA連接酶解析：一個基因表達(dá)載體的組成，除了目的基因外，還必須有啟動子、終止子以及標(biāo)記基因等。答案：B3．如圖是將人的生長激素基因?qū)爰?xì)菌B細(xì)胞內(nèi)制造“工程菌”的示意圖。已知細(xì)菌B細(xì)胞內(nèi)不含質(zhì)粒A，也不含質(zhì)粒A上的基因。判斷下列說法正確的是()A．將重組質(zhì)粒導(dǎo)入細(xì)菌B常用的方法是顯微注射法B．將完成導(dǎo)入過程后的細(xì)菌涂布在含有四環(huán)素的培養(yǎng)基上，能生長的只是導(dǎo)入了重組質(zhì)粒的細(xì)菌C．將完成導(dǎo)入過程后的細(xì)菌涂布在含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基上，能生長的就是導(dǎo)入了質(zhì)粒A的細(xì)菌D．目的基因成功表達(dá)的標(biāo)志是受體細(xì)胞能在含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基上生長解析：將目的基因?qū)氲郊?xì)菌細(xì)胞中常用的方法是Ca2＋處理法；基因必須保持結(jié)構(gòu)的完整性才能得以表達(dá)，在含有四環(huán)素的培養(yǎng)基上能存活的是導(dǎo)入了質(zhì)粒A或?qū)肓酥亟M質(zhì)粒的細(xì)菌；由于將人的生長激素基因?qū)氲劫|(zhì)粒的抗氨芐青霉素基因上，破壞了抗氨芐青霉素基因的完整性，導(dǎo)入了重組質(zhì)粒的細(xì)菌沒有對氨芐青霉素的抗性，在含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基上不能存活，能存活的是導(dǎo)入了質(zhì)粒A的細(xì)菌。答案：C4．如圖表示基因工程中獲取水稻某目的基因的不同方法。相關(guān)敘述中正確的是()A．這三種方法都用到酶，都是在體外進(jìn)行B．①②③堿基對的排列順序均相同C．①②③片段均不含內(nèi)含子，但含非編碼區(qū)D．方法a不遵循中心法則解析：由圖示可知a為反轉(zhuǎn)錄法獲得目的基因，用到反轉(zhuǎn)錄酶；b為直接從生物體獲得目的基因，用到限制酶；c為用PCR技術(shù)擴(kuò)增獲取目的基因，用到Taq酶，且三種方法均在生物體外進(jìn)行，故A正確。因水稻為真核生物，所以②中含內(nèi)含子，但方法a獲得的目的基因內(nèi)無內(nèi)含子序列，也無非編碼區(qū)，所以B、C錯誤。方法a遵循中心法則，D錯誤。答案：A5．α1-抗胰蛋白缺乏癥是一種在北美較為常見的單基因遺傳病，患者成年后會出現(xiàn)肺氣腫及其他疾病，嚴(yán)重者甚至死亡。對于該致病患者?？刹捎米⑸淙甩?-抗胰蛋白酶來緩解癥狀。(1)圖1表示獲取人α1-抗胰蛋白酶基因的兩種方法，請回答下列問題：圖1①a過程是在______酶的作用下完成的，該酶的作用特點(diǎn)是__________________________②c過程稱為__________________，該過程需要的原料是__________________________。③要確定獲得的基因是否是所需的目的基因，可以從分子水平上利用____________技術(shù)檢測該基因的堿基序列。(2)利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)將控制該酶合成的基因?qū)胙虻氖芫眩罱K培育出能在乳腺細(xì)胞表達(dá)人α1-抗胰蛋白酶的轉(zhuǎn)基因羊，從而更易獲得這種酶，簡要過程如圖2所示。圖2①獲得目的基因后，常利用______技術(shù)在體外將其大量擴(kuò)增。②載體上綠色熒光蛋白(GFP)基因的作用是便于________________________________________________________________________。基因表達(dá)載體d，除圖中的標(biāo)出部分外，還必須含有________________________。解析：本題考查基因工程中目的基因的獲取、基因表達(dá)載體的構(gòu)建。(1)①方法一是從自然界的物種中提取目的基因，需要限制性核酸內(nèi)切酶來切割，即a過程是在限制性核酸內(nèi)切酶的作用下完成的；該酶能識別特定的核苷酸序列，并在特定的位點(diǎn)上切割DNA分子；②c過程是由mRNA得到目的基因，是反轉(zhuǎn)錄過程，該過程要合成目的基因(DNA)，需要的原料是4種脫氧核苷酸；③檢測基因的堿基序列可以用DNA分子雜交技術(shù)。(2)①PCR技術(shù)能在體外將目的基因大量擴(kuò)增；②載體上的綠色熒光蛋白(GFP)基因是標(biāo)記基因，其作用是篩選含有目的基因的受體細(xì)胞。基因表達(dá)載體包括4部分：啟動子、終止子、目的基因、標(biāo)記基因，圖中已經(jīng)有了目的基因和標(biāo)記基因，還缺少啟動子、終止子。答案：(1)①限制性核酸內(nèi)切識別特定的核苷酸序列，并在特定的位點(diǎn)上切割DNA分子②反轉(zhuǎn)錄4種脫氧核苷酸③DNA分子雜交(2)①PCR②篩選含有目的基因的受體細(xì)胞啟動子、終止子(時間：30分鐘滿分：50分)知識點(diǎn)及角度難易度及題號基礎(chǔ)中檔稍難基因工程的操作程序及目的基因的獲取2、4、89基因表達(dá)載體的構(gòu)建1、536目的基因的導(dǎo)入及檢測與鑒定710一、選擇題(每小題4分，共32分)1．在基因工程的操作過程中，獲得重組質(zhì)粒不需要()①DNA連接酶②同一種限制酶③RNA聚合酶④具有標(biāo)記基因的質(zhì)粒⑤目的基因⑥4種脫氧核苷酸A．③⑥ B．②④C．①⑤ D．①②④解析：在基因工程的操作過程中，需要用同一種限制酶切割目的基因與載體，并用DNA連接酶將兩者的黏性末端(或平末端)連接起來，所選擇的質(zhì)粒必須具有標(biāo)記基因，以便進(jìn)行目的基因的檢測。答案：A2．下列獲取目的基因的方法中需要模板鏈的是()①從基因組文庫中獲取目的基因②利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因③反轉(zhuǎn)錄法④通過DNA合成儀利用化學(xué)方法人工合成A．①②③④ B．①②③C．②③④ D．②③解析：PCR利用的是DNA雙鏈復(fù)制原理，即將雙鏈DNA之間的氫鍵打開，變成單鏈DNA，作為聚合反應(yīng)的模板。反轉(zhuǎn)錄法是以目的基因轉(zhuǎn)錄成的信使RNA為模板，在逆轉(zhuǎn)錄酶的作用下，先反轉(zhuǎn)錄形成互補(bǔ)的單鏈DNA，再合成雙鏈DNA。①④則不需要模板。答案：D3．下列關(guān)于圖中P、Q、R、S、G的描述，正確的是()A．P代表的是質(zhì)粒RNA，S代表的是外源DNAB．Q表示限制酶的作用，R表示RNA聚合酶的作用C．G是RNA與DNA形成的重組質(zhì)粒D．G是轉(zhuǎn)基因形成的重組質(zhì)粒DNA解析：質(zhì)粒是小型環(huán)狀DNA分子，因此P是質(zhì)粒DNA，S是外源DNA，G是質(zhì)粒和外源DNA通過DNA連接酶連接而成的重組質(zhì)粒；質(zhì)粒和外源DNA需經(jīng)過同一種限制性核酸內(nèi)切酶切割出相同的黏性末端。答案：D4.下列關(guān)于基因工程的敘述，正確的是()A．基因工程常以動物細(xì)胞為受體細(xì)胞B．細(xì)菌質(zhì)粒是基因工程常用的載體C．通常用一種限制性核酸內(nèi)切酶處理含目的基因的DNA，用另一種處理載體DNAD．為培育成抗除草劑的作物新品種，導(dǎo)入抗除草劑基因時只能以受精卵為載體解析：植物細(xì)胞，動物受精卵及微生物細(xì)胞均為基因工程受體細(xì)胞；常用同一種限制酶切取DNA及載體，植物體細(xì)胞及受精卵均可作為受體細(xì)胞。答案：B5．我國科學(xué)家在利用基因工程培育抗蟲棉的過程中，經(jīng)提取目的基因、目的基因與運(yùn)載體結(jié)合、將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞這三個步驟后，在全部受體細(xì)胞中，能夠攝入抗蟲基因的受體細(xì)胞占()A．全部 B．大部分C．一半 D．很少解析：將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞時，只有少數(shù)受體細(xì)胞中進(jìn)入重組質(zhì)粒，因此，能夠攝入抗蟲基因的受體細(xì)胞占很少。答案：D6．質(zhì)粒是常用的基因工程載體。如圖是某種天然土壤農(nóng)桿菌Ti質(zhì)粒結(jié)構(gòu)示意圖(標(biāo)示了部分基因及部分限制酶的作用位點(diǎn))，據(jù)圖分析下列說法正確的是()A．圖中的終止子是由三個相鄰堿基組成的終止密碼B．用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法可將該質(zhì)粒構(gòu)建的表達(dá)載體導(dǎo)入動物細(xì)胞C．用限制酶Ⅰ和DNA連接酶改造后的質(zhì)粒無法被限制酶Ⅱ切割D．用限制酶Ⅱ處理能防止該質(zhì)粒構(gòu)建的表達(dá)載體引起植物瘋長解析：密碼子是mRNA上三個相連的堿基，不會出現(xiàn)在DNA上，故A錯；農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法是將重組載體導(dǎo)入植物細(xì)胞，故B錯；用限制酶Ⅰ和DNA連接酶構(gòu)建的表達(dá)載體中仍存在限制酶Ⅱ的識別位點(diǎn)，故C錯；用限制酶Ⅱ切割后，編碼控制細(xì)胞分裂素合成的物質(zhì)就不能合成了，故D正確。答案：D7．下列不屬于有效篩選出含目的基因受體細(xì)胞的方法是()A．檢測受體細(xì)胞是否有質(zhì)粒B．檢測受體細(xì)胞是否有目的基因C．檢測受體細(xì)胞是否有目的基因表達(dá)產(chǎn)物D．檢測受體細(xì)胞是否有目的基因轉(zhuǎn)錄出的mRNA解析：含有質(zhì)粒，但質(zhì)粒中未必嵌入目的基因故檢測質(zhì)粒有無并不能達(dá)到目的。答案：A8．如圖是獲得抗蟲棉的技術(shù)流程示意圖。卡那霉素抗性基因(kanR)常作為標(biāo)記基因，只有含卡那霉素抗性基因的細(xì)胞才能在卡那霉素培養(yǎng)基上生長。下列敘述正確的是()A．構(gòu)建重組質(zhì)粒過程中需要限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶B．愈傷組織的分化產(chǎn)生了不同基因型的植株C．卡那霉素抗性基因(kanR)中有構(gòu)建該過程所利用的限制性核酸內(nèi)切酶的識別位點(diǎn)D．抗蟲棉有性生殖后代能保持抗蟲性狀的穩(wěn)定遺傳解析：質(zhì)粒與目的基因結(jié)合時需要用同一種限制酶切割，再用DNA連接酶連接；愈傷組織的分化屬于細(xì)胞分化，不會改變遺傳物質(zhì)，能產(chǎn)生相同基因型的植株；卡那霉素抗性基因作為標(biāo)記基因不能有限制酶的切割位點(diǎn)；否則其結(jié)構(gòu)受到破壞，不能表達(dá)而失去相應(yīng)作用；抗蟲棉有性生殖后代可能會發(fā)生性狀分離，抗蟲性狀不一定能穩(wěn)定遺傳。答案：A二、非選擇題(每小題9分，共18分)9．(2016·全國丙卷)圖(a)中的三個DNA片段上依次表示出了EcoRⅠ、BamHⅠ和Sau3AⅠ三種限制性內(nèi)切酶的識別序列與切割位點(diǎn)，圖(b)為某種表達(dá)載體的示意圖(載體上的EcoRⅠ、Sau3AⅠ的切點(diǎn)是唯一的)。eq\a\vs4\al(↓↓↓,,,——GAATTC————GGATCC————GATC——,——GTTAAG————CCTAGG————CTAG——,,,↑↑↑)圖(a)圖(b)根據(jù)基因工程的有關(guān)知識，回答下列問題：(1)經(jīng)BamHⅠ酶切后得到的目的基因可以與上述表達(dá)載體被________酶切后的產(chǎn)物連接，理由是_________________________________________________。(2)若某人利用圖(b)所示的表達(dá)載體獲得了甲、乙、丙三種含有目的基因的重組子，如圖(c)所示。這三種重組子中，不能在宿主細(xì)胞中表達(dá)目的基因產(chǎn)物的有________，不能表達(dá)的原因是__________________________________________________________________________________________________________________________________________。圖(c)(3)DNA連接酶是將兩個DNA片段連接起來的酶，常見的有________和________，其中既能連接黏性末端又能連接平末端的是________。解析：(1)由題圖可知，BamHⅠ和Sau3AⅠ兩種限制性內(nèi)切酶的共同識別序列是eq\a\vs4\al(——GATC——,——CTAG——)，二者切割可以形成相同的黏性末端，因此經(jīng)BamHⅠ酶切得到的目的基因可以與圖(b)所示表達(dá)載體被Sau3AⅠ酶切后的產(chǎn)物連接。(2)在基因表達(dá)載體中，啟動子應(yīng)位于目的基因的首端，終止子應(yīng)位于目的基因的尾端，這樣基因才能順利地轉(zhuǎn)錄，再完成翻譯過程，即順利表達(dá)。圖中甲所示的目的基因插入在啟動子的上游，丙所示目的基因插入在終止子的下游，二者的目的基因均不能被轉(zhuǎn)錄，因此目的基因不能表達(dá)。(3)常見的DNA連接酶有E.coliDNA連接酶和T4DNA連接酶，其中T4DNA連接酶既能連接黏性末端又能連接平末端。答案：(1)Sau3AⅠ兩種酶切割后產(chǎn)生的片段具有相同的黏性末端(2)甲和丙甲中目的基因插入在啟動子的上游，丙中目的基因插入在終止子的下游，二者的目的基因均不能被轉(zhuǎn)錄(其他合理答案可酌情給分)(3)E.coliDNA連接酶T4DNA連接酶T4DNA連接酶(其他合理答案可酌情給分)10．下圖是培育表達(dá)人乳鐵蛋白的乳腺生物反應(yīng)器的技術(shù)路線。圖中tetR表示四環(huán)素抗性基因，ampR表示氨芐青霉素抗性基因，BamHⅠ、HindⅢ、SmaⅠ直線所示為三種限制酶的酶切位點(diǎn)。據(jù)圖回答：(1)圖中將人乳鐵蛋白基因插入載體，需用________限制酶同時酶切載體和人乳鐵蛋白基因。篩選含有重組載體的大腸桿菌首先需要在含______的培養(yǎng)基上進(jìn)行。(2)能使人乳鐵蛋白基因在乳腺細(xì)胞中特異性表達(dá)的調(diào)控序列是______(填字母代號)。A．啟動子 B．tetRC．復(fù)制原點(diǎn) D．a(chǎn)mpR(3)過程①可采用的操作方法是______(填字母代號)。A．農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化 B．大腸桿菌轉(zhuǎn)化C．顯微注射 D．細(xì)胞融合(4)為檢測人乳鐵蛋白是否成功表達(dá)，可采用________(填字母代號)技術(shù)。A．核酸分子雜交 B．基因序列分析C．抗原—抗體雜交 D．PCR