2024-2025學(xué)年新教材高中生物第四章基因工程第一節(jié)第三課時(shí)將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞檢測(cè)目的基因及其表達(dá)產(chǎn)物課后練習(xí)含解析浙科版選擇性必修3

PAGEPAGE8第三課時(shí)將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞、檢測(cè)目的基因及其表達(dá)產(chǎn)物必備學(xué)問(wèn)基礎(chǔ)練1.下列有關(guān)基因工程中目的基因的敘述,正確的是()A.用同種限制酶切割載體與含目的基因的DNA片段可獲得相同黏性末端B.只要目的基因進(jìn)入了受體細(xì)胞,就能勝利實(shí)現(xiàn)表達(dá)C.目的基因與載體結(jié)合的過(guò)程發(fā)生在細(xì)胞內(nèi)D.目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞后,受體細(xì)胞即發(fā)生基因突變答案A解析每一種限制酶能識(shí)別特異性的堿基序列,并在特定位點(diǎn)進(jìn)行切割,所以用同種限制酶切割載體與含目的基因的DNA片段可獲得相同黏性末端,A項(xiàng)正確;目的基因進(jìn)入受體細(xì)胞,不肯定能勝利實(shí)現(xiàn)表達(dá),還要通過(guò)進(jìn)一步檢測(cè)和鑒定才能確定目的基因是否表達(dá),B項(xiàng)錯(cuò)誤;目的基因與載體結(jié)合的過(guò)程發(fā)生在細(xì)胞外,C項(xiàng)錯(cuò)誤;基因工程的原理是基因重組,不是基因突變,所以目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞后,受體細(xì)胞即發(fā)生了基因重組,D項(xiàng)錯(cuò)誤。2.利用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將目的基因轉(zhuǎn)入植物細(xì)胞后,目的基因插入的位置是()A.Ti質(zhì)粒上B.受體細(xì)胞染色體DNA上C.T-DNA上D.農(nóng)桿菌的擬核答案B解析農(nóng)桿菌中的Ti質(zhì)粒上的T-DNA片段可整合到植物染色體的DNA上。依據(jù)農(nóng)桿菌的這一特點(diǎn),假如將目的基因插入Ti質(zhì)粒的T-DNA上,通過(guò)農(nóng)桿菌的轉(zhuǎn)化作用,就可以把目的基因整合到植物細(xì)胞中染色體的DNA上,故選B項(xiàng)。3.科學(xué)家在河南華溪蟹中找到了金屬硫蛋白基因,并以質(zhì)粒為載體,采納轉(zhuǎn)基因方法培育出了汞汲取實(shí)力極強(qiáng)的轉(zhuǎn)基因煙草。下列有關(guān)說(shuō)法正確的是()A.培育轉(zhuǎn)基因煙草時(shí)選用的受體細(xì)胞肯定是受精卵B.金屬硫蛋白基因須要插入到質(zhì)粒上再轉(zhuǎn)移到受體細(xì)胞中C.金屬硫蛋白基因必需位于重組質(zhì)粒的起始密碼子和終止密碼子之間才能進(jìn)行表達(dá)D.金屬硫蛋白基因編碼區(qū)的堿基對(duì)數(shù)目等于金屬硫蛋白中氨基酸數(shù)目的3倍答案B解析由于植物細(xì)胞具有全能性,因此植物基因工程的受體細(xì)胞可以是受精卵或體細(xì)胞,A項(xiàng)錯(cuò)誤;金屬硫蛋白基因需插入Ti質(zhì)粒的T-DNA上,再轉(zhuǎn)移到受體細(xì)胞中,B項(xiàng)正確;金屬硫蛋白基因必需位于重組質(zhì)粒的啟動(dòng)子和終止子之間才能進(jìn)行表達(dá),C項(xiàng)錯(cuò)誤;金屬硫蛋白基因?qū)儆谡婧松锏幕?其編碼區(qū)是不連續(xù)的,包括了外顯子和內(nèi)含子,故其編碼區(qū)的堿基對(duì)的數(shù)目大于金屬硫蛋白中氨基酸數(shù)目的3倍,D項(xiàng)錯(cuò)誤。4.某試驗(yàn)小組將人生長(zhǎng)激素基因?qū)氪竽c桿菌細(xì)胞制備工程菌,下列相關(guān)敘述正確的是()A.人生長(zhǎng)激素基因可以通過(guò)從下丘腦細(xì)胞獲得的mRNA為模板經(jīng)逆轉(zhuǎn)錄獲得B.將人生長(zhǎng)激素基因?qū)氪竽c桿菌常采納Ca2+處理細(xì)胞C.在人生長(zhǎng)激素基因的“上游”插入終止子的目的是保證目的基因能夠勝利轉(zhuǎn)錄D.利用工程菌制備的生長(zhǎng)激素和人體細(xì)胞合成的生長(zhǎng)激素具有相同的空間結(jié)構(gòu)答案B解析人生長(zhǎng)激素基因在垂體細(xì)胞中表達(dá),在下丘腦細(xì)胞中不表達(dá),因此下丘腦細(xì)胞中沒(méi)有生長(zhǎng)激素基因轉(zhuǎn)錄的mRNA,A項(xiàng)錯(cuò)誤;在人生長(zhǎng)激素基因的“上游”插入啟動(dòng)子的目的是保證目的基因能夠勝利轉(zhuǎn)錄,C項(xiàng)錯(cuò)誤;人體細(xì)胞合成的生長(zhǎng)激素要在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體中進(jìn)行加工,大腸桿菌沒(méi)有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體,因此利用工程菌制備的生長(zhǎng)激素和人體細(xì)胞合成的生長(zhǎng)激素的空間結(jié)構(gòu)不同,D項(xiàng)錯(cuò)誤。5.根癌農(nóng)桿菌侵染植物細(xì)胞時(shí),Ti質(zhì)粒上的T-DNA片段轉(zhuǎn)入植物的基因組。利用農(nóng)桿菌以Ti質(zhì)粒作為載體進(jìn)行轉(zhuǎn)基因,下列相關(guān)敘述正確的是()A.目的基因應(yīng)插入T-DNA片段外,以防止破壞T-DNAB.用Ca2+處理農(nóng)桿菌,以利于其感染植物細(xì)胞C.Ti質(zhì)粒是一種環(huán)狀DNA分子,屬于細(xì)菌的擬核DNAD.T-DNA片段有利于介導(dǎo)外源DNA整合到植物的染色體上答案D解析在農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法中,須要將目的基因插入T-DNA片段中,A項(xiàng)錯(cuò)誤;在農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法中,用Ca2+處理農(nóng)桿菌,以利于重組Ti質(zhì)粒導(dǎo)入農(nóng)桿菌,B項(xiàng)錯(cuò)誤;Ti質(zhì)粒是一種環(huán)狀DNA分子,是存在于細(xì)菌擬核DNA之外的DNA,C項(xiàng)錯(cuò)誤;T-DNA片段有利于介導(dǎo)外源DNA整合到植物的染色體上,D項(xiàng)正確。6.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.使目的基因簡(jiǎn)單被檢測(cè)出來(lái)D.檢測(cè)目的基因是否勝利表達(dá)答案C7.抗菌肽對(duì)治療癌癥有肯定作用,下圖表示抗菌肽的合成過(guò)程。下列相關(guān)說(shuō)法正確的是()A.用PCR技術(shù)克隆目的基因不須要解旋酶B.表達(dá)載體包含起始密碼子和終止密碼子C.用顯微注射法導(dǎo)入目的基因D.篩選菌種時(shí),用基因探針檢測(cè)相關(guān)蛋白質(zhì)答案A解析PCR技術(shù)中采納高溫使DNA解旋,因此用PCR技術(shù)克隆目的基因不須要解旋酶,A項(xiàng)正確;表達(dá)載體包含啟動(dòng)子和終止子,而起始密碼子和終止密碼子在mRNA上,B項(xiàng)錯(cuò)誤;將目的基因?qū)虢湍妇?xì)胞時(shí)應(yīng)用CaCl2處理法,C項(xiàng)錯(cuò)誤;篩選菌種時(shí),可用基因探針檢測(cè)相關(guān)基因或mRNA,但不能用基因探針檢測(cè)蛋白質(zhì),D項(xiàng)錯(cuò)誤。8.科學(xué)家通過(guò)變更一種名為NR2B的基因研制出了轉(zhuǎn)基因超級(jí)小鼠Hobbie-J,Hobbie-J比一般老鼠更加聰慧,大腦運(yùn)轉(zhuǎn)更加快速,它能夠輕松完成迷宮任務(wù)。下列關(guān)于Hobbie-J產(chǎn)生過(guò)程的描述,錯(cuò)誤的是()A.NR2B基因可通過(guò)PCR技術(shù)進(jìn)行擴(kuò)增B.變更后的NR2B基因作為目的基因,可干脆注入小鼠受精卵內(nèi)C.通常采納顯微注射技術(shù)將變更后的NR2B基因重組質(zhì)粒導(dǎo)入小鼠受精卵內(nèi)D.可采納PCR等技術(shù)檢測(cè)變更后的NR2B基因是否導(dǎo)入小鼠體內(nèi)答案B解析變更后的NR2B基因作為目的基因,須要與載體結(jié)合后才可導(dǎo)入小鼠受精卵內(nèi),B項(xiàng)錯(cuò)誤。9.番茄葉片受害蟲(chóng)的損傷后,葉肉細(xì)胞快速合成蛋白酶抑制劑,抑制害蟲(chóng)的消化作用。人們嘗試將番茄的蛋白酶抑制劑基因?qū)胗衩?以應(yīng)付猖獗的玉米螟。下圖為培育轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)玉米的流程圖,下列描述正確的是()A.用限制性?xún)?nèi)切核酸酶切割番茄的DNA,得到的產(chǎn)物就是蛋白酶抑制劑基因B.用Ca2+處理玉米受體細(xì)胞,有利于含目的基因的重組質(zhì)粒導(dǎo)入C.重組Ti質(zhì)粒應(yīng)有RNA聚合酶的識(shí)別和結(jié)合的部位,以啟動(dòng)蛋白酶抑制劑基因的轉(zhuǎn)錄D.若將目的基因?qū)胗衩谆ǚ奂?xì)胞,通過(guò)花藥離體培育形成單倍體幼苗,可獲得穩(wěn)定遺傳的轉(zhuǎn)基因玉米答案C解析目的基因是用限制性?xún)?nèi)切核酸酶將DNA酶切后得到的,需進(jìn)行篩選;Ca2+用于處理細(xì)菌細(xì)胞;基因勝利表達(dá)的前提是能進(jìn)行轉(zhuǎn)錄和翻譯,轉(zhuǎn)錄時(shí)須要有RNA聚合酶識(shí)別轉(zhuǎn)錄的起點(diǎn)才能啟動(dòng);花藥離體培育得到的是玉米的單倍體,需再用秋水仙素處理單倍體,使染色體加倍,才可得到穩(wěn)定遺傳的轉(zhuǎn)基因玉米。10.農(nóng)桿菌是一種在土壤中生活的微生物,能在自然條件下感染植物,因而在植物基因工程中得到了廣泛的應(yīng)用。下圖為農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法的示意圖,請(qǐng)回答下列問(wèn)題。(1)利用農(nóng)桿菌在自然條件下可感染植物的特點(diǎn),能實(shí)現(xiàn)的目的。詳細(xì)原理是在農(nóng)桿菌的Ti質(zhì)粒上存在T-DNA片段,它具有可轉(zhuǎn)移至受體細(xì)胞并整合到受體細(xì)胞上的特點(diǎn),因此只要將攜帶外源基因的DNA片段插入(部位)即可。

(2)依據(jù)T-DNA這一轉(zhuǎn)移特點(diǎn),推想該DNA片段上可能含有限制(酶的種類(lèi))合成的基因。

(3)在植物基因工程中,導(dǎo)入目的基因的方法除了農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法之外,還有。

答案(1)將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞染色體的DNAT-DNA片段(內(nèi)部)(2)DNA連接酶、限制酶(3)花粉管通道法、基因槍法、電擊法解析(1)利用農(nóng)桿菌的感染性,可實(shí)現(xiàn)將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞的目的。真正可轉(zhuǎn)移至受體細(xì)胞并整合到受體細(xì)胞染色體的DNA上的是農(nóng)桿菌的T-DNA片段,因此目的基因必需插入該部位。(2)依據(jù)T-DNA的這一轉(zhuǎn)移特點(diǎn),可以推想該DNA片段能限制合成DNA連接酶、限制酶,以實(shí)現(xiàn)與植物細(xì)胞染色體DNA的整合。關(guān)鍵實(shí)力提升練11.下圖所示為培育轉(zhuǎn)基因抗植物病毒番茄的過(guò)程示意圖。下列敘述正確的是()A.過(guò)程A須要的啟動(dòng)子位于基因的“下游”,有了它才能驅(qū)動(dòng)基因轉(zhuǎn)錄出mRNAB.過(guò)程B須要用Ca2+處理,以提高番茄細(xì)胞壁的通透性C.抗植物病毒基因一旦整合到番茄細(xì)胞的染色體上,就能正常表達(dá)D.轉(zhuǎn)基因抗植物病毒番茄是否培育勝利可通過(guò)抗病毒接種試驗(yàn)進(jìn)行鑒定答案D解析題圖中過(guò)程A為構(gòu)建重組Ti質(zhì)粒,啟動(dòng)子位于基因的“上游”,A項(xiàng)錯(cuò)誤;Ca2+處理只是使農(nóng)桿菌細(xì)胞成為感受態(tài)細(xì)胞,B項(xiàng)錯(cuò)誤;抗植物病毒基因整合到番茄細(xì)胞的染色體上,不肯定能正常表達(dá),C項(xiàng)錯(cuò)誤。12.2024年1月30日,加拿大食品檢驗(yàn)局批準(zhǔn)了第三種耐褐變轉(zhuǎn)基因蘋(píng)果品種上市。探討人員通過(guò)RNA緘默技術(shù),特異性降低蘋(píng)果細(xì)胞內(nèi)多酚氧化酶基因的表達(dá)水平,使蘋(píng)果被切開(kāi)后即使長(zhǎng)時(shí)間暴露在空氣中也不會(huì)被氧化褐變。下圖是此過(guò)程的原理示意圖,下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()A.細(xì)胞內(nèi)多酚氧化酶基因的表達(dá)包括圖示中的①②過(guò)程B.將目的基因勝利導(dǎo)入蘋(píng)果細(xì)胞中需限制酶、DNA連接酶和RNA聚合酶C.“RNA緘默”的含義是mRNA不能翻譯產(chǎn)生多酚氧化酶D.目的基因的表達(dá)序列與多酚氧化酶基因的表達(dá)序列互補(bǔ),且要同時(shí)在同一細(xì)胞內(nèi)表達(dá)答案B解析圖示中的①②過(guò)程分別為轉(zhuǎn)錄、翻譯,多酚氧化酶基因的表達(dá)指多酚氧化酶基因限制多酚氧化酶合成的過(guò)程,須要經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)錄、翻譯兩個(gè)過(guò)程,A項(xiàng)正確;將目的基因勝利導(dǎo)入蘋(píng)果細(xì)胞中須要構(gòu)建重組DNA分子,該過(guò)程須要限制酶和DNA連接酶,不須要RNA聚合酶,B項(xiàng)錯(cuò)誤;據(jù)圖可知,目的基因轉(zhuǎn)錄形成的mRNA可以和多酚氧化酶基因轉(zhuǎn)錄形成的mRNA互補(bǔ)配對(duì),形成RNA雙鏈,使mRNA不能與核糖體結(jié)合,從而阻擋了翻譯過(guò)程,C項(xiàng)正確;要想使目的基因轉(zhuǎn)錄形成的mRNA和多酚氧化酶基因轉(zhuǎn)錄形成的mRNA互補(bǔ)配對(duì),應(yīng)使目的基因的表達(dá)序列與多酚氧化酶基因的表達(dá)序列互補(bǔ),且要同時(shí)在同一細(xì)胞內(nèi)表達(dá),D項(xiàng)正確。13.科學(xué)家通過(guò)基因工程,將蘇云金芽孢桿菌的Bt毒蛋白基因轉(zhuǎn)入到一般棉株細(xì)胞內(nèi),并勝利實(shí)現(xiàn)了表達(dá),從而培育出了能抗棉鈴蟲(chóng)的棉花植株——抗蟲(chóng)棉。其過(guò)程大致如下圖所示。(1)從蘇云金芽孢桿菌中獲得Bt毒蛋白基因,須要用到的工具是,可采納技術(shù)對(duì)Bt毒蛋白基因進(jìn)行大量擴(kuò)增。

(2)重組Ti質(zhì)粒的組成有Bt毒蛋白基因、啟動(dòng)子、終止子以及等,啟動(dòng)子是識(shí)別和結(jié)合的部位。

(3)用Ti質(zhì)粒作為載體,是因?yàn)門(mén)i質(zhì)粒上有,它能將Bt毒蛋白基因整合到棉花細(xì)胞的上。

(4)將Bt毒蛋白基因?qū)朊藁?xì)胞內(nèi)采納的方法是。將重組Ti質(zhì)粒轉(zhuǎn)入農(nóng)桿菌,首先必需用處理農(nóng)桿菌。

(5)檢測(cè)Bt毒蛋白基因在抗蟲(chóng)棉中是否勝利表達(dá),在分子水平上的檢測(cè)方法是;要確定抗蟲(chóng)棉是否具有抗蟲(chóng)特性,還須要進(jìn)行水平的鑒定。

答案(1)限制酶PCR(2)標(biāo)記基因RNA聚合酶(3)T-DNA染色體DNA(4)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法Ca2+(5)抗原-抗體雜交個(gè)體生物學(xué)解析(1)獲得Bt毒蛋白基因,須要用到限制酶,可采納PCR技術(shù)對(duì)Bt毒蛋白基因進(jìn)行大量擴(kuò)增。(2)一個(gè)重組DNA分子的組成必需有啟動(dòng)子、終止子、目的基因、標(biāo)記基因等;啟動(dòng)子是RNA聚合酶識(shí)別和結(jié)合的部位。(3)Ti質(zhì)粒上有T-DNA,可用Ti質(zhì)粒作為載體,它能將Bt毒蛋白基因整合到棉花細(xì)胞的染色體DNA上。(4)將Bt毒蛋白基因?qū)朊藁?xì)胞內(nèi)常采納農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法。將重組Ti質(zhì)粒轉(zhuǎn)入農(nóng)桿菌,首先必需用Ca2+處理農(nóng)桿菌,使農(nóng)桿菌處于感受態(tài)。(5)檢測(cè)Bt毒蛋白基因在抗蟲(chóng)棉中是否勝利表達(dá),在分子水平上的檢測(cè)方法是抗原-抗體雜交;要確定抗蟲(chóng)棉是否具有抗蟲(chóng)特性,還須要進(jìn)行個(gè)體生物學(xué)水平的鑒定。14.大腸桿菌pUC18質(zhì)粒是基因工程中常用的載體。某限制酶在此質(zhì)粒上的唯一酶切位點(diǎn)位于LacZ基因中,假如沒(méi)有插入外源基因,LacZ基因便可表達(dá)出β-半乳糖苷酶。當(dāng)培育基中含有IPTG和X-gal時(shí),X-gal便會(huì)被β-半乳糖苷酶水解成藍(lán)色,大腸桿菌將形成藍(lán)色菌落;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)分析并回答下列問(wèn)題。(1)對(duì)已獲得的目的基因可利用技術(shù)進(jìn)行擴(kuò)增。

(2)在目的基因插入質(zhì)粒構(gòu)建重組質(zhì)粒的過(guò)程中,須要DNA連接酶復(fù)原鍵。

(3)將試管Ⅰ中的物質(zhì)和大腸桿菌共同置于試管Ⅱ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Ⅱ中的菌液接種于選擇培育基上培育,培育基中應(yīng)含有大腸桿菌必需的養(yǎng)分物質(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