江蘇專用2024-2025學(xué)年高中生物專題1基因工程2基因工程的基本操作程序演練強(qiáng)化提升含解析新人教版選修3

PAGEPAGE7基因工程的基本操作程序一、單項(xiàng)選擇題1．(2024·沈陽高二檢測)基因工程技術(shù)也稱為DNA重組技術(shù)，其實(shí)施必需具備的4個(gè)必要條件是()A．目的基因、限制酶、載體、受體細(xì)胞B．工具酶、目的基因、載體、受體細(xì)胞C．模板DNA、mRNA、質(zhì)粒、受體細(xì)胞D．重組DNA、RNA聚合酶、限制酶、DNA連接酶解析：選B?；蚬こ痰幕竟ぞ呤窍拗泼?、DNA連接酶和載體，前兩者統(tǒng)稱為工具酶；在實(shí)際操作中，載體上插入目的基因形成重組載體，然后導(dǎo)入受體細(xì)胞。2．(2024·淮安高二期中)下圖中甲、乙表示從細(xì)菌細(xì)胞中獲得目的基因的兩種方法，以下說法中錯(cuò)誤的是()A．甲方法可建立該細(xì)菌的基因組文庫B．乙方法可建立該細(xì)菌的cDNA文庫C．甲方法要以脫氧核苷酸為原料D．乙方法須要逆轉(zhuǎn)錄酶參加解析：選C。甲方法是以細(xì)菌中的DNA為基礎(chǔ)，用限制酶進(jìn)行切割，它包括了細(xì)菌全部的基因，可以建立基因組文庫，并且可以從中選出所需的目的基因，不須要模板和原料。而乙方法是用逆轉(zhuǎn)錄的方法人工合成目的基因，它只能得到生物的部分基因，基因中只有編碼區(qū)，所以組成的是該細(xì)菌的cDNA文庫。3．在基因工程中，可依據(jù)受體細(xì)胞的類型及其生理特性來選擇合適的載體，既能高效地?cái)y帶目的基因進(jìn)入受體細(xì)胞，又能便利地進(jìn)行檢測。已知有以下幾類含有不同標(biāo)記基因的質(zhì)粒，不行作為侵入大腸桿菌的載體的是(已知青霉素可殺死細(xì)菌，四環(huán)素不能殺死大腸桿菌)()答案：B4．(2024·鄭州一中高二期中)我國上海探討所合成了一種具有鎮(zhèn)痛作用而又不會(huì)使病人上癮的藥物——腦啡呔多糖(類似人體中的糖蛋白)。如要采納基因工程和發(fā)酵技術(shù)讓微生物來生產(chǎn)有生物活性的腦啡呔多糖，應(yīng)選哪種微生物為受體細(xì)胞()A．大腸桿菌 B．大腸桿菌質(zhì)粒C．T4噬菌體 D．酵母菌答案：D5．(2024·天津四十七中期中)下圖為基因表達(dá)載體的模式圖，下列有關(guān)說法錯(cuò)誤的是()A．構(gòu)建基因表達(dá)載體須要用到限制酶和DNA連接酶B．任何基因表達(dá)載體的構(gòu)建都是一樣的，沒有差別C．圖中啟動(dòng)子位于基因的首端，是RNA聚合酶識別和結(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：選B。構(gòu)建基因表達(dá)載體須要用到限制酶和DNA連接酶，A正確。用不同種類的載體構(gòu)建基因表達(dá)載體時(shí)處理方法是有差別的，B錯(cuò)誤。啟動(dòng)子位于基因的首端，是RNA聚合酶識別和結(jié)合的部位，C正確?？股乜剐曰虻淖饔镁褪亲鳛闃?biāo)記基因，用于檢測受體細(xì)胞中是否導(dǎo)入了目的基因，D正確。6．(2024·河北武邑中學(xué)高二期中)據(jù)圖分析，下列有關(guān)基因工程的說法，不正確的是()A．用限制酶Ⅰ、Ⅱ同時(shí)切割質(zhì)粒(假設(shè)切割完全)，會(huì)獲得3種長度的DNA片段B．用限制酶Ⅰ、Ⅱ切割質(zhì)粒和目的基因比只用限制酶Ⅰ更符合要求C．與啟動(dòng)子結(jié)合的應(yīng)當(dāng)是RNA聚合酶D．能夠檢測到標(biāo)記基因表達(dá)產(chǎn)物的受體細(xì)胞中，不肯定會(huì)有目的基因的表達(dá)產(chǎn)物答案：A7．利用外源基因在受體細(xì)胞中表達(dá)，可生產(chǎn)人類所需的產(chǎn)品。下列選項(xiàng)中能說明目的基因完成表達(dá)的是()A．棉花細(xì)胞中檢測到載體上的標(biāo)記基因B．山羊乳腺細(xì)胞中檢測到人生長激素基因C．大腸桿菌中檢測到人胰島素基因的mRNAD．酵母菌細(xì)胞中提取到人的干擾素解析：選D。A、B、C三項(xiàng)都不能說明目的基因完成表達(dá)。人的干擾素基因?qū)虢湍妇?，酵母菌合成了人的干擾素，說明目的基因完成表達(dá)。8．(2024·河南鄭州一中高二期中)下圖為利用生物技術(shù)獲得生物新品種的過程，下列有關(guān)說法錯(cuò)誤的是()A．A→B過程中用到的原料有4種，加入的引物有2種B．A→B過程利用了DNA復(fù)制原理，須要運(yùn)用耐高溫的DNA聚合酶C．B→C為轉(zhuǎn)基因綿羊的培育過程，常選用的受體細(xì)胞是卵母細(xì)胞D．B→D為轉(zhuǎn)基因植物的培育過程，其中④過程常用的方法是農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法答案：C二、多項(xiàng)選擇題9．抗菌肽對治療癌癥有肯定的作用，下圖表示抗菌肽的合成過程。下列相關(guān)說法正確的是()eq\x(克隆目的基因)→eq\x(導(dǎo)入畢赤酵母菌)→eq\x(篩選菌種)→eq\x(甲醇誘導(dǎo)抗菌肽表達(dá))→eq\x(分別純化)→eq\x(功能探討)A．用PCR技術(shù)克隆目的基因不須要DNA解旋酶B．基因表達(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)入基因表達(dá)載體D．篩選菌種時(shí)用基因探針檢測相關(guān)基因或mRNA解析：選AD。PCR技術(shù)中采納高溫變性使DNA解旋，因此用PCR技術(shù)克隆目的基因不須要DNA解旋酶，A正確；基因表達(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錯(cuò)誤；將基因表達(dá)載體導(dǎo)入酵母菌細(xì)胞時(shí)應(yīng)用感受態(tài)細(xì)胞法，C錯(cuò)誤；篩選菌種時(shí)用基因探針檢測相關(guān)基因或mRNA，不能用基因探針檢測蛋白質(zhì)，D正確。10．(2024·連云港一中月考)下圖為科學(xué)家通過基因工程培育抗蟲棉時(shí)，從蘇云金芽孢桿菌中提取抗蟲基因“放入”棉花細(xì)胞中與棉花的DNA分子結(jié)合起來而發(fā)揮作用的過程示意圖。以下相關(guān)說法正確的是()A．圖中Ⅰ是質(zhì)粒，步驟①常需用到限制酶和DNA聚合酶B．圖中Ⅱ是含目的基因的重組Ti質(zhì)粒，步驟②是將重組質(zhì)粒導(dǎo)入棉花細(xì)胞C．圖中Ⅲ是農(nóng)桿菌，通過步驟③將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞D．剔除培育勝利的抗蟲棉體內(nèi)的四環(huán)素抗性基因不會(huì)影響抗蟲基因的表達(dá)解析：選CD。Ⅰ為質(zhì)粒，步驟①為基因表達(dá)載體的構(gòu)建，常需用到限制酶和DNA連接酶，A錯(cuò)誤；圖中步驟②是將重組質(zhì)粒導(dǎo)入農(nóng)桿菌細(xì)胞，B錯(cuò)誤；圖中步驟③是將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞，C正確；基因的表達(dá)具有獨(dú)立性，剔除抗蟲棉體內(nèi)的四環(huán)素抗性基因不影響抗蟲基因的表達(dá)，D正確。三、非選擇題11．(高考全國卷Ⅰ)某一質(zhì)粒載體如圖所示，外源DNA插入到Ampr或Tetr中會(huì)導(dǎo)致相應(yīng)的基因失活(Ampr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BamHⅠ酶切后，與用BamHⅠ酶切獲得的目的基因混合，加入DNA連接酶進(jìn)行連接反應(yīng)，用得到的混合物干脆轉(zhuǎn)化大腸桿菌。結(jié)果大腸桿菌有的未被轉(zhuǎn)化，有的被轉(zhuǎn)化。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。回答下列問題：(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，除滿意上述基本條件外，還需具有啟動(dòng)子和終止子。(2)假如用含有氨芐青霉素的培育基進(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，其緣由是____________________________________________；并且______________和__________________________的細(xì)胞也是不能區(qū)分的，其緣由是____________________________________。在上述篩選的基礎(chǔ)上，若要篩選含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒的大腸桿菌單菌落，還需運(yùn)用含有____________的固體培育基。(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)制所需的原料來自____________。解析：(1)作為運(yùn)載體的質(zhì)粒上應(yīng)有一個(gè)至多個(gè)限制酶切割位點(diǎn)，在細(xì)胞中能夠自我復(fù)制，且含有特別的標(biāo)記基因。(2)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中均未導(dǎo)入質(zhì)粒載體，而質(zhì)粒上含有氨芐青霉素抗性基因，因此這樣的大腸桿菌在含有氨芐青霉素的培育基中不能生長。含有質(zhì)粒載體和含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒的大腸桿菌中都含有氨芐青霉素抗性基因，二者在含有氨芐青霉素的培育基中都能生長，因此無法區(qū)分二者。依據(jù)題圖，用BamHⅠ切割質(zhì)粒后將四環(huán)素抗性基因破壞，因此可將經(jīng)氨芐青霉素培育基篩選出的菌落置于含有四環(huán)素的培育基上再次篩選，能在含四環(huán)素培育基上生存的是含有質(zhì)粒載體的大腸桿菌，不能生存的是含有插入目的基因的重組質(zhì)粒的大腸桿菌。(3)噬菌體為病毒，經(jīng)改造后作為載體時(shí)，其DNA復(fù)制所需原料來自受體細(xì)胞。答案：(1)能自我復(fù)制、具有標(biāo)記基因(2)二者均不含有氨芐青霉素抗性基因，在該培育基上均不生長含有質(zhì)粒載體含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒(或答含有重組質(zhì)粒)二者均含有氨芐青霉素抗性基因，在該培育基上均能生長四環(huán)素(3)受體細(xì)胞12．(2024·湖北七市教科研協(xié)作體聯(lián)考)人血清白蛋白(HSA)是血漿中含量最豐富的蛋白質(zhì)，在維持血漿滲透壓、抗凝血等方面起著重要作用，具有重要的醫(yī)用價(jià)值。下圖是用基因工程技術(shù)獲得重組HSA(rHSA)的兩條途徑。(1)為獲得HSA基因，首先要提取人血細(xì)胞中的mRNA，利用____________法合成cDNA，再利用____________技術(shù)進(jìn)行快速擴(kuò)增，在這一過程中，須要有一段已知目的基因的核苷酸序列，以便依據(jù)這一序列合成____________。(2)構(gòu)建在水稻胚乳細(xì)胞內(nèi)特異表達(dá)rHSA的載體時(shí)，須要選擇水稻胚乳細(xì)胞啟動(dòng)子，而不能選擇其他物種和組織細(xì)胞的啟動(dòng)子，緣由可能是___________________________。(3)在利用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化水稻受體細(xì)胞的過程中，為了吸引農(nóng)桿菌移向水稻受體細(xì)胞，需添加____________物質(zhì)。(4)選用大腸桿菌作為受體細(xì)胞的優(yōu)點(diǎn)有____________(答出兩點(diǎn)即可)。但相比于水稻胚乳細(xì)胞，利用大腸桿菌獲得的rHSA也有一些缺點(diǎn)，請從生物膜系統(tǒng)的角度進(jìn)行分析________________________________________________________________________。(5)利用上述方法獲得的rHSA不能干脆用于臨床醫(yī)療，你推想的緣由是________________________________________________________________________。答案：(1)反轉(zhuǎn)錄PCR引物(2)啟動(dòng)子具有(物種及組織)特異性(3)酚類(4)繁殖快；單細(xì)胞；遺傳物質(zhì)少(答出兩點(diǎn)即可)大腸桿菌沒有生物膜系統(tǒng)(或內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體)，不能對rHSA進(jìn)行深加工(5)rHSA可能沒有生物活性或功能性較差或rHSA可能有平安隱患(答案合理即可)13．(2024·新疆四中高二期末)下圖是從酵母菌中獲得某植物須要的限制某種酶合成的基因的流程，結(jié)合所學(xué)學(xué)問及相關(guān)信息回答下列問題：(1)圖中cDNA文庫________(填“大于”“小于”或“等于”)基因組文庫。(2)①過程提取的DNA須要________________的切割，B過程是________________。(3)為在短時(shí)間內(nèi)大量獲得目的基因，可用__________________擴(kuò)增的方法，其原理是________________________________________________________________________。(4)目的基因獲得之后，須要進(jìn)行________________。(5)將該目的基因?qū)肽畴p子葉植物細(xì)胞，常采納的方法是__________________，其能否在此植物體內(nèi)穩(wěn)定遺傳的關(guān)鍵是________________，可以用__________________技術(shù)進(jìn)行檢測。答案：(1)小于(2)限制酶逆轉(zhuǎn)錄(3)PCR技術(shù)DNA復(fù)制(4)基因表達(dá)載體的構(gòu)建(5)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法目的基因是否整合到植物細(xì)胞的染色體上DNA分子雜交14．(2024·廣東中山高二期末)下圖甲表示我國自主研發(fā)的轉(zhuǎn)基因抗蟲水稻“華恢1號”的主要培育流程，請據(jù)圖回答下列問題：甲乙(1)殺蟲基因通過①～④，最終在宿主細(xì)胞內(nèi)維持穩(wěn)定和表達(dá)的過程叫做________；其中____(填標(biāo)號)是轉(zhuǎn)基因抗蟲水稻的核心步驟，須要的工具酶是________________________、____________。(2)“華恢1號”的培育過程應(yīng)用的主要生物技術(shù)有________________________、________________。(3)構(gòu)建重組質(zhì)粒時(shí)，常用Ti質(zhì)粒作為載體，是因?yàn)門i質(zhì)粒上具有T-DNA，它能把目的基因整合到受體細(xì)胞(植株細(xì)胞)的________________上。(4)圖乙是自然土壤農(nóng)桿菌Ti質(zhì)粒結(jié)構(gòu)示意圖(部分基因及部分限制酶作用位點(diǎn))，組建志向的載體須要對自然的質(zhì)粒進(jìn)行改造，據(jù)圖分析：①人工改造質(zhì)粒時(shí)，要使抗蟲基因表達(dá)，還應(yīng)插入________，其作用是____________________________________________。②人工改造質(zhì)粒時(shí)，先用限制酶Ⅰ處理，可以去除質(zhì)粒上的________基因和________基因(填上圖質(zhì)粒上的基因名稱)，保證重組質(zhì)粒進(jìn)入水稻細(xì)胞后不會(huì)促進(jìn)細(xì)胞的分裂和生長；然后再用限制酶Ⅱ分別切割經(jīng)過改造的志向質(zhì)粒和帶有抗蟲基因的DNA分子，并構(gòu)成重組Ti質(zhì)粒，那么勝利導(dǎo)入抗蟲基因的水稻胚細(xì)胞將不能在含________(填抗生素名稱)的培育基上生長。解析：(1)殺蟲基因通過①～④，最終在宿主細(xì)胞內(nèi)維持穩(wěn)定和表達(dá)的過程叫做轉(zhuǎn)化；其中①過程表示基因表達(dá)載體的構(gòu)建，這是轉(zhuǎn)基因抗蟲水稻的核心步驟，須要的工具酶是限制性核酸內(nèi)切酶(限制酶)、DNA連接酶。(2)分析圖解可知，“華恢1號”的培育過程應(yīng)用的主要生物技術(shù)有基因工程技術(shù)(轉(zhuǎn)基因技術(shù))、植物組織培育技術(shù)。(3)構(gòu)建重組質(zhì)粒時(shí)，常用Ti質(zhì)粒作為載體，是因?yàn)門i質(zhì)粒上具有T-DNA，它能把目的基因整合到受體細(xì)胞(植株細(xì)胞)的染色體DNA上。(4)①啟動(dòng)子是一段特別結(jié)構(gòu)的DNA片段，位于基因的首端，它是RNA聚合酶識