基因工程的基本操作程序同步課時(shí)作業(yè) 高二下學(xué)期生物人教版（2019）選擇性必修3

3.2基因工程的基本操作程序

一、單選題1．下列有關(guān)PCR的敘述錯(cuò)誤的是()A.PCR用的DNA聚合酶是一種耐高溫酶B.變性過(guò)程中雙鏈DNA的解開不需要解旋酶C.復(fù)性過(guò)程中引物與模板鏈的結(jié)合遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則D.延伸過(guò)程中需要DNA聚合酶、ATP和4種核糖核苷酸2．在基因工程中，若受體細(xì)胞是細(xì)菌，則用來(lái)處理該細(xì)菌以增強(qiáng)細(xì)胞壁通透性的化學(xué)試劑是()A.氯化鈉 B.聚乙二醇 C.氯化鈣 D.二苯胺3．利用PCR獲得目的基因后，用限制酶EcoRⅠ同時(shí)處理目的基因與質(zhì)粒，拼接后可得到重組基因表達(dá)載體，其部分DNA片段如下圖所示。下列有關(guān)引物的分析正確的是()A.通過(guò)PCR獲取目的基因時(shí)，所選的引物可為引物2和引物3B.檢測(cè)目的基因是否插入質(zhì)粒且方向是否正確時(shí)，應(yīng)選用引物1和引物4進(jìn)行PCRC.若設(shè)計(jì)的引物與模板不完全配對(duì)，可適當(dāng)提高PCR復(fù)性的溫度D.DNA聚合酶能與引物結(jié)合，并從引物的5'端連接脫氧核苷酸4．利用PCR技術(shù)將某小段DNA分子擴(kuò)增n代，需()A.測(cè)定DNA片段的核苷酸序列，以便設(shè)計(jì)引物對(duì)B.2n﹣1對(duì)引物參與子代DNA分子的合成C.向反應(yīng)體系中加入解旋酶、DNA聚合酶等D.保持反應(yīng)體系溫度恒定，確保擴(kuò)增的正常進(jìn)行5．科學(xué)家將抵御干旱脅迫反應(yīng)中具有調(diào)控作用的AhCMO基因轉(zhuǎn)入棉花細(xì)胞中，培育出了轉(zhuǎn)基因抗旱棉花。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()A.將AhCMO基因?qū)朊藁?xì)胞可用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法B.構(gòu)建基因表達(dá)載體是培育轉(zhuǎn)基因抗旱棉花的核心工作C.AhCMO基因成功插入棉花細(xì)胞染色體上也未必能正常表達(dá)D.PCR擴(kuò)增AhCMO基因時(shí)需要設(shè)計(jì)兩種堿基互補(bǔ)的引物6．下列關(guān)于基因工程的敘述，正確的是()A.抗除草劑基因轉(zhuǎn)入某植物獲得轉(zhuǎn)基因植株，其DNA檢測(cè)均含目的基因，抗性鑒定為抗除草劑和不抗除草劑。表明一定是前者表達(dá)了抗性蛋白而后者目的基因沒(méi)有表達(dá)B.基因工程導(dǎo)入受體細(xì)胞，若是微生物用顯微注射法C.質(zhì)?？梢宰鳛榛虻妮d體使用，通常采用抗生素合成基因作為標(biāo)記基因D.目的基因在供體細(xì)胞與受體細(xì)胞中的表達(dá)產(chǎn)物可能不同7．蘇云金桿菌通過(guò)合成蘇云金桿菌伴孢晶體蛋白（Bt抗蟲蛋白）破壞鱗翅目昆蟲的消化系統(tǒng)來(lái)殺死棉鈴蟲?？茖W(xué)家將該細(xì)菌的Bt抗蟲蛋白基因通過(guò)基因工程轉(zhuǎn)移到棉花細(xì)胞里，讓棉花也能產(chǎn)生Bt抗蟲蛋白抵抗蟲害。該過(guò)程的核心步驟是()A.獲取Bt抗蟲蛋白基因 B.將Bt抗蟲蛋白基因?qū)朊藁?xì)胞C.構(gòu)建Bt抗蟲蛋白基因表達(dá)載體 D.Bt抗蟲蛋白的檢測(cè)和鑒定8．人血清白蛋白（HSA）是血漿蛋白的主要成分，具有維持血漿滲透壓和進(jìn)行物質(zhì)運(yùn)輸?shù)墓δ堋？茖W(xué)家利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)獲得轉(zhuǎn)HSA基因的大腸桿菌，通過(guò)發(fā)酵工程，實(shí)現(xiàn)HSA的大量生產(chǎn)，下圖表示HSA基因。下列敘述錯(cuò)誤的()A.PCR過(guò)程每次循環(huán)分為3步，其中溫度最低的一步是第二步B.擴(kuò)增出HSA基因并用于表達(dá)載體的構(gòu)建，應(yīng)選擇引物Ⅱ和引物ⅢC.在PCR反應(yīng)緩沖液中加入Mg2+的作用是激活耐高溫的DNA聚合酶D.用PCR方法檢測(cè)大腸桿菌是否導(dǎo)入HSA基因，預(yù)變性過(guò)程可促進(jìn)模板DNA邊解旋邊復(fù)制9．干擾素是一類由單核細(xì)胞和淋巴細(xì)胞產(chǎn)生的細(xì)胞因子、具有廣譜的抗病毒、淋巴細(xì)胞生長(zhǎng)及分化、調(diào)節(jié)免疫等功能。如圖是利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)生產(chǎn)干擾素的簡(jiǎn)化流程。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()A.過(guò)程①一般使用兩種限制酶切割干擾素基因和細(xì)菌質(zhì)粒B.過(guò)程②為構(gòu)建基因表達(dá)載體，需用DNA連接酶連接磷酸二酯鍵C.重組質(zhì)粒A上的終止子位于干擾素基因的下游，可使轉(zhuǎn)錄停止D.檢測(cè)干擾素基因是否轉(zhuǎn)錄時(shí)，應(yīng)用PCR直接對(duì)產(chǎn)生的mRNA進(jìn)行擴(kuò)增和檢測(cè)10．金花茶是一種珍貴的茶花品種，具有藥用和觀賞價(jià)值，但易得枯萎病，會(huì)降低觀賞價(jià)值?？茖W(xué)家在某種植物體中找到了抗枯萎病的基因，用轉(zhuǎn)基因方法培育出了抗枯萎病的金花茶新品種。下列敘述正確的是()A.必須使用同種限制酶切割以便獲得①和②B.若采用PCR擴(kuò)增和獲取抗病基因，反應(yīng)體系中需加入Mg2+來(lái)激活TaqDNA聚合酶C.通過(guò)轉(zhuǎn)基因方法獲得的抗枯萎病金花茶，產(chǎn)生的配子中一定含有抗病基因D.導(dǎo)入③的金花茶葉片細(xì)胞具備了抗枯萎病的特性，并不能說(shuō)明②已經(jīng)成功表達(dá)二、多選題11．用PCR擴(kuò)增下面的DNA片段，應(yīng)選擇的引物有()5′GACCTGTGGAAGC……CATACGGGATTG3′3′CTGGACACCTTCG……GTATGCCCTAAC5′A.5′GACCTGTGGAAGC3′ B.5′CATACGGGATTG3′ C.5′GTATGCCCTAAC3′ D.5′CAATCCCGTATG3′12．下列關(guān)于DNA片段的電泳鑒定實(shí)驗(yàn)的說(shuō)法，錯(cuò)誤的是()A.等瓊脂糖凝固后插入梳子，形成加樣孔B.用微量移液器吸取不同的DNA樣品時(shí)，需要更換槍頭C.電泳結(jié)束后，需用顯微鏡觀察形成的電泳條帶D.電泳過(guò)程中既要使用核酸染色劑，也要使用電泳指示劑，它們的觀察方法、作用一致三、讀圖填空題13．人體內(nèi)的t-PA蛋白能高效降解血栓，是心梗和腦血栓的急救藥。然而，為心梗患者注射大劑量的t-PA蛋白會(huì)誘發(fā)顱內(nèi)出血。研究證實(shí)，將t-PA第84位的半胱氨酸換成絲氨酸，能顯著降低出血副作用。據(jù)此，先對(duì)天然的t-PA基因進(jìn)行序列改造，然后再采取傳統(tǒng)的基因工程方法表達(dá)該改良基因，可制造出性能優(yōu)異的t-PA改良蛋白。下圖是通過(guò)兩次PCR操作，運(yùn)用大引物進(jìn)行定點(diǎn)突變獲取t-PA改良基因和利用質(zhì)粒pCLYⅡ構(gòu)建含t-PA改良基因的重組質(zhì)粒示意圖。（注：一次PCR操作可進(jìn)行多次循環(huán)）（1）PCR擴(kuò)增的第一步是使雙鏈模板DNA變性。DNA中G+C的含量與變性要求的溫度有關(guān)，DNA中G-C的含量越多，要求的變性溫度越高。其原因是_____________。（2）在PCR反應(yīng)中，引物的作用是________________。（3）如果要利用微生物進(jìn)一步克隆PCR定點(diǎn)誘變產(chǎn)物，其步驟包括：_______、______、微生物的篩選和培養(yǎng)，從菌群中獲取更多目的基因。為實(shí)現(xiàn)質(zhì)粒和t-PA改良基因的高效連接，選用限制酶XmaⅠ而不選用限制酶SmaⅠ的原因是____________。為將t-PA改良基因連接在質(zhì)粒上，還需要______________等酶。14．某目的基因酶切后的末端為平末端，科研人員利用基因工程技術(shù)，借助中間載體P將目的基因接入載體E，如下圖所示，回答有關(guān)問(wèn)題：（1）基因工程的操作步驟有__________→基因表達(dá)載體的構(gòu)建→將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞→____________。（2）結(jié)合上圖分析，需要借助中間載體P的主要原因是__________________；載體P只能作為中間載體，是因?yàn)槠錄](méi)有表達(dá)該目的基因的________________________。（3）為了便于該目的基因接入載體E應(yīng)選用限制酶______和______。（4）若將構(gòu)建好的重組質(zhì)粒導(dǎo)入大腸桿菌中，需用______處理大腸桿菌，使其處于______狀態(tài)。（5）若要檢測(cè)目的基因是否轉(zhuǎn)錄，常用______方法檢測(cè)。

參考答案1．答案：D解析：A、PCR擴(kuò)增DNA的過(guò)程中，需要高溫解旋，因此催化復(fù)制的DNA聚合酶是一種耐高溫的酶，A正確；B、PCR擴(kuò)增中雙鏈DNA解開不需要解旋酶，高溫條件下氫鍵可自動(dòng)解開，B正確；C、復(fù)性過(guò)程中引物（一段DNA）與模板鏈（DNA）的結(jié)合遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，C正確；D、PCR反應(yīng)的產(chǎn)物是DNA，原料是四種游離的脫氧核苷三磷酸，不是核糖核苷酸，D錯(cuò)誤。故選D。2．答案：C解析：用CaCl2處理細(xì)菌，可增強(qiáng)細(xì)胞壁的通透性，以使其成為感受態(tài)細(xì)胞，從而便于接受外源DNA分子，C正確。故選C。3．答案：A解析：A、引物結(jié)合在模板鏈的3'端，通過(guò)PCR獲取目的基因時(shí)，所選的引物可為引物2和引物3，A正確；B、引物結(jié)合在模板鏈的3'端，檢測(cè)目的基因是否插入質(zhì)粒且方向是否正確時(shí)，應(yīng)選用引物2和引物4進(jìn)行PCR，B錯(cuò)誤；C、若設(shè)計(jì)的引物與模板不完全配對(duì)，可適當(dāng)降低PCR復(fù)性的溫度，以便引物與模板鏈結(jié)合，C錯(cuò)誤；D、DNA聚合酶能與引物結(jié)合，并從引物的3'端連接脫氧核苷酸，D錯(cuò)誤。故選A。4．答案：A解析：A、利用PCR技術(shù)擴(kuò)增DNA時(shí)需要引物的參與，因此需要測(cè)定DNA分子兩端的核苷酸序列，以便設(shè)計(jì)引物對(duì)，A正確；B、依據(jù)題意，將某小段DNA分子擴(kuò)增n代，子代DNA分子總數(shù)為2n，其中除了兩條最初的模板鏈不含引物外，其他的鏈均含有引物，因此需要2n－1對(duì)引物參與子代DNA分子的合成，B錯(cuò)誤；C、PCR技術(shù)中雙鏈DNA解開不需要解旋酶，且PCR擴(kuò)增DNA分子是在較高溫度下進(jìn)行的，因此需要熱穩(wěn)定DNA聚合酶，C錯(cuò)誤；D、PCR擴(kuò)增的過(guò)程為高溫變性、低溫復(fù)性、中溫延伸，可見(jiàn)整個(gè)過(guò)程中并不要保持恒溫，D錯(cuò)誤。故選A。5．答案：D解析：A、將AhCMO基因?qū)朊藁?xì)胞可用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法，因?yàn)檗r(nóng)桿菌中的Ti質(zhì)粒能將目的基因整合到受體細(xì)胞的染色體DNA上，A正確；B、構(gòu)建基因表達(dá)載體是培育轉(zhuǎn)基因抗旱棉花的核心工作，即基因表達(dá)載體的構(gòu)建是基因工程的核心，B正確；C、AhCMO基因成功插入棉花細(xì)胞染色體上也未必能正常表達(dá)，因?yàn)榛虻谋磉_(dá)包括轉(zhuǎn)錄和翻譯兩個(gè)步驟，因此還需要對(duì)轉(zhuǎn)基因棉花進(jìn)行進(jìn)一步的檢測(cè)和鑒定，C正確；D、PCR擴(kuò)增AhCMO基因時(shí)需要設(shè)計(jì)兩種引物，這兩種引物之間不能發(fā)生堿基互補(bǔ)配對(duì)，否則無(wú)法實(shí)現(xiàn)DNA體外擴(kuò)增，D錯(cuò)誤。故選D。6．答案：D解析：A、抗除草劑基因轉(zhuǎn)入某植物獲得轉(zhuǎn)基因植株，但不抗除草劑，也可能是翻譯后的肽鏈未能正確折疊形成特定的空間結(jié)構(gòu)，A錯(cuò)誤；B、基因工程導(dǎo)入受體細(xì)胞時(shí)，動(dòng)物細(xì)胞才可以采用顯微注射法，B錯(cuò)誤；C、質(zhì)粒中的抗生素抗性基因通常作為標(biāo)記基因，C錯(cuò)誤；D、原核細(xì)胞中表達(dá)的真核細(xì)胞基因，由于原核細(xì)胞沒(méi)有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體等細(xì)胞器，表達(dá)產(chǎn)物與真核細(xì)胞中可能不同，D正確。故選D。7．答案：C解析：基因表達(dá)載體的構(gòu)建是基因工程的核心步驟，因此，構(gòu)建B抗蟲蛋白基因表達(dá)載體是該過(guò)程的核心步驟，C正確。故選C。8．答案：D解析：A、PCR過(guò)程每次循環(huán)分為變性、復(fù)性和延伸3步，其中溫度最低的一步是第二步復(fù)性，A正確；B、引物結(jié)合在模板鏈的3'端，使子鏈從5'→3'延伸，擴(kuò)增出HSA基因并用于表達(dá)載體的構(gòu)建，應(yīng)選擇引物Ⅱ和引物Ⅲ，B正確；C、在PCR反應(yīng)緩沖液中加入Mg2+的作用是激活耐高溫的DNA聚合酶，C正確；D、用PCR方法檢測(cè)大腸桿菌是否導(dǎo)入HSA基因，與細(xì)胞內(nèi)DNA復(fù)制不同，預(yù)變性過(guò)程可促進(jìn)模板DNA全部打開，不是邊解旋邊復(fù)制，D錯(cuò)誤。故選D。9．答案：D解析：A、圖中過(guò)程①一般使用兩種限制酶切割目的基因和質(zhì)粒，以防止目的基因和質(zhì)粒自身環(huán)化，并保證兩者的正確連接，A正確；B、過(guò)程②為構(gòu)建基因表達(dá)載體，需利用DNA連接酶將質(zhì)粒和目的基因之間的磷酸二酯鍵連接起來(lái)，B正確；C、重組質(zhì)粒A上有啟動(dòng)子、終止子、標(biāo)記基因等，其中啟動(dòng)子位于目的基因上游，終止子位于目的基因的下游，可使轉(zhuǎn)錄停止，C正確；D、過(guò)程③表示將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞，檢測(cè)干擾素基因是否轉(zhuǎn)錄，可使用PCR進(jìn)行檢測(cè)，即對(duì)mRNA反轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的cDNA進(jìn)行PCR擴(kuò)增，而不是直接對(duì)mRNA進(jìn)行PCR擴(kuò)增，D錯(cuò)誤。故選D。10．答案：B解析：A、在獲取目的基因和切割載體時(shí)通常用同一種限制酶，以獲得相同的黏性末端。但為避免反向連接和自身環(huán)化，用兩種不同限制酶切割，構(gòu)建基因表達(dá)載體，A錯(cuò)誤；B、若采用PCR擴(kuò)增和獲取抗病基因，PCR反應(yīng)體系中Mg2+的作用是激活TaQDNA聚合酶，B正確；C、轉(zhuǎn)入的基因一般只在整合到同源染色體的其中一條染色體上，被轉(zhuǎn)入基因的個(gè)體也就相當(dāng)于一個(gè)雜合子，所以減數(shù)分裂時(shí)，配子中不一定有該基因，C錯(cuò)誤；D、成功導(dǎo)入③的金花茶葉片細(xì)胞具備了抗枯菱病枯萎病的特性，能說(shuō)明②在受體中已經(jīng)成功表達(dá)，D錯(cuò)誤。故選：B。11．答案：AD12．答案：ACD解析：進(jìn)行瓊脂糖凝膠電泳時(shí)，應(yīng)將溫?zé)岬沫傊侨芤貉杆俚谷肽＞?，并插入合適大小的梳子，以形成加樣孔，等凝膠溶液完全凝固，小心拔出梳子，A錯(cuò)誤；為保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，用微量移液器吸取不同的DNA樣品時(shí)，需要更換槍頭，B正確；電泳結(jié)束后，需將凝膠置于紫外燈下進(jìn)行觀察，C錯(cuò)誤；電泳過(guò)程中既要使用核酸染色劑，也要使用電泳指示劑，它們的觀察方法、作用不同，凝膠中的DNA分子通過(guò)染色，可以在波長(zhǎng)300nm的紫外燈下被檢測(cè)出來(lái)，D錯(cuò)誤。13．答案：（1）DNA中G+C含量越多，其氫鍵越多，結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定，變性時(shí)所需溫度越高（2）使DNA聚合酶能夠從引物的3'端開始連接脫氧核苷酸（3）基因表達(dá)載體的構(gòu)建；將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞；限制酶SmaⅠ切割產(chǎn)生的末端為平末端，無(wú)法與t-PA改良基因上的黏性末端連接；BglⅡ、DNA連接酶解析：（1）DNA分子的熱穩(wěn)定性與堿基對(duì)中的氫鍵數(shù)量有關(guān)，DNA中G和C之間有三個(gè)氫鍵，A和T之間只有兩個(gè)氫鍵，G+C含量越多，其氫鍵越多，結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定，變性時(shí)所需溫度越高。（2）在PCR反應(yīng)中，引物引物是一小段能與DNA母鏈的一段堿基序列互補(bǔ)配對(duì)的短單鏈核酸，用于PCR的引物長(zhǎng)度通常為20?30個(gè)核苷酸，作用是使DNA聚合酶能夠從引物的3'端開始連接脫氧核苷酸。（3）如果要利用微生物進(jìn)一步克隆PCR定點(diǎn)誘變產(chǎn)物，其步驟包括：基因表達(dá)載體的構(gòu)建（這是基因工程的核心步驟）、將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞、微生物的篩選和培養(yǎng)，從菌群中獲取更多目的基因。為實(shí)現(xiàn)質(zhì)粒和t-PA改良基因的高效連接，選用限制