2024-2025學年高中生物限時規(guī)范訓練2基因工程的基本操作程序含解析新人教版選修3

PAGEPAGE9基因工程的基本操作程序1．有關目的基因和基因文庫的敘述，不正確的是()A．目的基因可以從自然界中分別，也可以人工合成B．目的基因主要是指編碼蛋白質的基因C．基因文庫就是基因組文庫D．cDNA文庫只包含一種生物的部分基因答案C解析目的基因可以從自然界中分別，也可以通過人工合成的方法獲得，A項正確；目的基因主要是指編碼蛋白質的基因，B項正確；基因文庫分為基因組文庫和部分基因文庫，C項錯誤；cDNA文庫只包含一種生物的部分基因，D項正確。2．在基因表達載體的構建中，下列敘述錯誤的是()A．基因表達載體的構建方法不完全相同B．有了啟動子才能驅動基因轉錄出mRNAC．終止子的作用是終止翻譯過程D．基因表達載體的結構包括目的基因、啟動子、終止子和標記基因等答案C解析因為受體細胞有植物、動物、微生物細胞之分，且目的基因導入受體細胞的方法不同，因此，基因表達載體的構建方法是不完全相同的；啟動子是一段有特別結構的DNA片段，位于基因的首端，是RNA聚合酶識別和結合的部位，能驅動基因轉錄出mRNA，最終獲得所須要的蛋白質；終止子的作用是使轉錄在所須要的地方停止，終止密碼子的作用是使翻譯在所須要的地方停止；基因表達載體包括啟動子、終止子、目的基因、標記基因等。3．在將目的基因導入受體細胞的相關操作中，正確的是()A．導入植物細胞時均采納農桿菌轉化法B．轉基因動物的獲得多采納基因槍法C．大腸桿菌作為受體細胞時通常須要運用鈣離子處理D．導入目的基因的動物受精卵在培育液中發(fā)育成轉基因動物答案C解析將目的基因導入植物細胞采納最多的方法是農桿菌轉化法；顯微注射法是將目的基因導入動物細胞中最為有效的方法，轉基因動物的獲得多采納顯微注射法；大腸桿菌作為受體細胞時通常須要運用鈣離子處理，使其成為易于汲取DNA分子的感受態(tài)細胞；導入目的基因的動物受精卵在培育液中發(fā)育成早期胚胎，再經胚胎移植進入母體子宮內，其在母體子宮內發(fā)育成轉基因動物。4．下列關于目的基因的檢測與鑒定方法中錯誤的是()A．用顯微鏡視察染色體的形態(tài)和結構，從而檢測受體細胞是否導入了目的基因B．采納分子雜交技術檢測目的基因是否轉錄出了mRNAC．用相應的抗體進行抗原—抗體雜交檢測目的基因是否翻譯成蛋白質D．做抗蟲或抗病的接種試驗檢測轉基因生物是否具有抗性以及抗性的程度答案A解析檢測受體細胞是否導入了目的基因，用顯微鏡視察不到，但可以利用DNA分子雜交技術進行檢測；采納分子雜交技術可檢測目的基因是否轉錄出mRNA；通過抗原—抗體雜交可檢測目的基因是否翻譯成蛋白質；做抗蟲或抗病的接種試驗可檢測轉基因生物是否具有抗性以及抗性的程度。5．應用轉基因技術可生產人類所須要的轉基因產品，如利用大腸桿菌生產人胰島素。下列能說明人胰島素基因在受體細胞中得以表達的是()A．在大腸桿菌細胞中檢測到人的胰島素基因B．在大腸桿菌細胞中檢測到人胰島素基因轉錄出的mRNAC．在大腸桿菌的代謝產物中檢測到人胰島素D．在含有四環(huán)素的培育基中培育出大腸桿菌答案C解析在大腸桿菌細胞中檢測到人的胰島素基因，只能說明胰島素基因導入勝利，但不肯定能勝利表達合成胰島素；在大腸桿菌細胞中檢測到人胰島素基因轉錄出的mRNA，只能說明胰島素基因轉錄勝利，但不肯定能勝利翻譯合成胰島素；人胰島素基因在大腸桿菌中得以表達的標記是通過轉錄和翻譯合成人的胰島素，所以在大腸桿菌的代謝產物中檢測到人胰島素，說明人胰島素基因在受體細胞中得以表達；若基因表達載體上有四環(huán)素抗性基因，則在含有四環(huán)素的培育基中大腸桿菌能生存，說明目的基因可能導入受體細胞中，但不肯定能合成胰島素。6．下列過程中須要應用分子雜交技術的是()①用DNA分子探針診斷疾?、谥亟MDNA導入受體細胞③快速靈敏地檢測水中病毒的含量④雜交育種A．①③ B．②③C．③④ D．①④答案A解析將某種致病基因的單鏈DNA用放射性同位素等作標記，以此作為探針，使探針與病人的DNA雜交，假如出現(xiàn)雜交帶，則說明含有該致病基因，有利于疾病的早期診斷；重組DNA導入受體細胞的過程無需進行分子雜交；檢測水中病毒的含量時，在該病毒核酸片段上用放射性同位素等作標記，以此作為探針，若發(fā)覺探針能與水中的核酸產生雜交帶，則表明水中含有該種病毒，可依據雜交帶的多少，確定病毒的含量；雜交育種的過程中不須要進行分子雜交。7．多聚酶鏈式反應是一種體外快速擴增DNA片段的技術。下列有關敘述不正確的是()A．變性過程中破壞的是DNA分子內堿基對之間的氫鍵，也可利用解旋酶實現(xiàn)B．復性過程中引物與DNA模板鏈的結合是依據堿基互補配對原則完成的C．延長過程中須要加入DNA聚合酶、四種核糖核苷酸D．與細胞內DNA復制相比，PCR所需酶的最適溫度較高答案C解析PCR延長過程中須要加入耐高溫DNA聚合酶、四種脫氧核糖核苷酸。8．植物甲具有極強的耐旱性，其耐旱性與某個基因有關。若從該植物中獲得該耐旱基因，并將其轉移到耐旱性低的植物乙中，有可能提高后者的耐旱性?；卮鹣铝袉栴}：(1)理論上，基因組文庫含有生物的________基因；而cDNA文庫中含有生物的________基因。(2)若要從植物甲中獲得耐旱基因，可首先建立該植物的基因組文庫，再從中________出所需的耐旱基因。(3)將耐旱基因導入農桿菌，并通過農桿菌轉化法將其導入植物________的體細胞中，經過一系列的過程得到再生植株。要確認該耐旱基因是否在再生植株中正確表達，應檢測此再生植株中該基因的________，假如檢測結果呈陽性，再在田間試驗中檢測植株的________是否得到提高。(4)假如用得到的二倍體轉基因耐旱植株自交，子代中耐旱與不耐旱植株的數(shù)量比為3∶1時，則可推想該耐旱基因整合到了________(填“同源染色體的一條上”或“同源染色體的兩條上”)。答案(1)全部部分(其他合理答案也可)(2)篩選(3)乙表達產物耐旱性(4)同源染色體的一條上解析(1)基因組文庫包含某種生物全部的基因，而cDNA文庫包含某種生物的部分基因。(2)植物甲具有極強的耐旱性，其耐旱性與某個基因有關，若要從植物甲中獲得耐旱基因，首先應建立該植物的基因組文庫，然后再從中篩選出所需的耐旱基因。(3)從植物甲中獲得耐旱基因后，通常采納農桿菌轉化法，將該耐旱基因導入植物乙的體細胞中，經過一系列的過程得到再生植株。若要確認該耐旱基因是否在再生植株中正確表達，應檢測此再生植株中該基因的表達產物，假如檢測結果為陽性，說明該耐旱基因已經翻譯成相應的蛋白質。此后還須要進行個體生物學水平的檢測，即在田間試驗中檢測植株的耐旱性是否得到提高。(4)若得到的二倍體轉基因耐旱植株自交，子代中耐旱和不耐旱植株的數(shù)量比為3∶1，符合基因的分別定律，可知得到的二倍體轉基因耐旱植株為雜合子，因此可推想該耐旱基因整合到了同源染色體的一條上。9．下列有關獲得目的基因的敘述，正確的是()A．獲得目的基因是實施基因工程的第一步，也是基因工程的核心B．從基因組文庫中獲得的基因均可在物種間進行溝通C．利用PCR技術獲得目的基因時須要耐熱的解旋酶D．假如基因比較小，核苷酸序列又已知，可以用化學方法干脆人工合成答案D解析基因工程的核心為構建基因表達載體，A項錯誤；從cDNA文庫中獲得的基因可以進行物種間的基因溝通，但從基因組文庫中獲得的基因，只有部分可以進行物種間溝通，B項錯誤；利用PCR技術獲得目的基因時，DNA在高溫下變性解旋，無需耐熱的解旋酶，C項錯誤；假如基因較小，核苷酸序列又已知，可以通過DNA合成儀用化學方法干脆人工合成該基因，D項正確。10．下列所述方法不能用于檢測目的基因是否勝利導入或表達的是()A．顯微鏡下干脆視察受體細胞中是否含有目的基因B．在含某種抗生素的培育基中培育導入重組質粒的大腸桿菌C．利用相應的DNA探針與受體細胞DNA分子進行雜交D．提取受體細胞蛋白質，利用抗原—抗體特異性反應進行檢測答案A解析分子水平上的檢測：①檢測轉基因生物的DNA上是否插入了目的基因用DNA分子雜交技術；②檢測目的基因是否轉錄出了mRNA用分子雜交技術；③檢測目的基因是否翻譯成蛋白質用抗原—抗體雜交技術。個體生物學水平上的檢測：做抗蟲或抗病的接種試驗。質粒上的特別基因作為標記基因，來檢測目的基因是否導入受體細胞。顯微鏡下無法視察到基因，因此無法運用顯微鏡干脆視察受體細胞中是否含有目的基因。11．下列有關人胰島素基因表達載體的敘述，正確的是()A．表達載體中的胰島素基因可通過人肝細胞mRNA反轉錄獲得B．表達載體的復制和胰島素基因的表達均啟動于復制原(起)點C．借助抗生素抗性基因可將含胰島素基因的受體細胞篩選出來D．啟動子和終止密碼子均在胰島素基因的轉錄中起作用答案C解析人肝細胞的胰島素基因沒有表達，所以無法通過人肝細胞mRNA反轉錄獲得胰島素基因，A項錯誤。表達載體的復制是由復制原點起先的；啟動子是基因的一個組成部分，限制基因表達(轉錄)的起始時間和表達的程度，胰島素基因的表達從啟動子起先，啟動子和復制原點是不同的序列；起始密碼子和終止密碼子在翻譯過程中起作用，B、D兩項錯誤。用含抗生素抗性基因的質粒作為胰島素基因表達載體，可以鑒定受體細胞中是否被導入質粒，從而將含有目的基因的細胞篩選出來，C項正確。12．利用基因工程技術生產羧酸酯酶(carE)制劑的流程如圖所示，下列敘述正確的是()A．過程①所需的逆轉錄酶可取自抗農藥馬拉硫磷小菜蛾的任一細胞B．過程②利用PCR技術擴增目的基因需運用耐高溫的解旋酶和引物C．過程③常用Ca2＋處理大腸桿菌使其成為易于汲取DNA分子的感受態(tài)細胞D．過程④可利用抗原—抗體雜交技術鑒定目的基因是否已導入受體細胞答案C解析過程①表示通過反轉錄法合成目的基因，該過程須要逆轉錄酶，逆轉錄酶一般取自RNA病毒，抗農藥馬拉硫磷小菜蛾體內沒有逆轉錄酶，A項錯誤；過程②利用PCR技術擴增目的基因需運用耐高溫的DNA聚合酶和引物，B項錯誤；過程③常用Ca2＋處理大腸桿菌，使其成為易于汲取DNA分子的感受態(tài)細胞，C項正確；抗原—抗體雜交技術用于鑒定目的基因是否勝利表達，鑒定目的基因是否已導入受體細胞常用DNA分子雜交技術，D項錯誤。13．下面是將某細菌的基因A導入大腸桿菌內，制備“工程菌”的示意圖。請據圖回答下列問題：(1)人工合成法獲得A的兩條途徑：一是以A的mRNA為模板，在________酶的催化下，合成互補的單鏈DNA，然后在________作用下合成雙鏈DNA，從而獲得所需基因；二是依據目的蛋白質的________序列，推想出相應的mRNA序列，然后依據堿基互補配對原則，推想其DNA的________序列，再通過化學方法合成所需基因。(2)利用PCR技術擴增DNA時，須要在反應體系中添加的有機物質有________、________、4種脫氧核苷酸和具有耐熱性的DNA聚合酶，擴增過程可以在PCR擴增儀中完成。(3)由A和載體B拼接形成的C通常稱為____________。(4)在基因工程中，常用Ca2＋處理D，其目的是____________________________________________________________________________________________。答案(1)逆轉錄DNA聚合酶氨基酸脫氧核苷酸(2)引物模板(或目的基因或基因A)(3)基因表達載體(4)使大腸桿菌成為感受態(tài)細胞，更簡單汲取重組DNA分子解析(1)利用反轉錄法合成目的基因的過程：以mRNA為模板，在逆轉錄酶的催化作用下合成單鏈DNA，然后在DNA聚合酶作用下，合成雙鏈DNA分子，從而獲得所需基因。依據蛋白質合成目的基因的過程：依據目的蛋白質的氨基酸序列，推想相應的mRNA序列，然后依據堿基互補配對原則，推想DNA中脫氧核苷酸的序列，通過化學方法合成所需基因。(2)PCR過程中須要耐熱性DNA聚合酶、原料(4種脫氧核苷酸)、模板、引物等物質。(3)目的基因和運載體結合，形成基因表達載體。(4)利用大腸桿菌作為受體細胞時，須要先用Ca2＋處理，使之成為感受態(tài)細胞，有利于汲取重組DNA分子。14．如圖是轉基因抗凍番茄培育過程示意圖(Ampr為氨芐青霉素抗性基因)，其中①～④是該過程中的相關步驟，Ⅰ、Ⅱ表示相關結構或細胞。請據圖作答(題中四種限制酶切割產生的末端不相同)：(1)在構建基因表達載體時，可用一種或多種限制酶進行切割，為了避開目的基因和載體在酶切后發(fā)生隨意連接，在此試驗中應當選用____________分別對含魚抗凍蛋白基因的DNA片段和質粒進行切割，含目的基因的DNA片段和質粒切割后產生的DNA片段分別有________、________個。(2)基因工程中核心步驟是________(填序號)，該步驟的目的是____________________________________________________________。為了使目的基因正常表達，其首端必需有啟動子，它是________識別和結合的部位。若限制酶切出了平末端，要選擇________(填“E·coliDNA連接酶”或“T4DNA連接酶”)進行連接。(3)圖中將魚抗凍蛋白基因導入番茄細胞的方法一般為____________。該方法用到的Ti質粒中含有____________，可以將目的基因轉移至受體細胞并整合到受體細胞中染色體的DNA上。(4)檢測番茄植株細胞中魚抗凍蛋白基因是否勝利表達，分子水平上常采納的方法是________。答案(1)PstⅠ、SmaⅠ42(2)①使目的基因穩(wěn)定存在并能遺傳下去，使目的基因能夠表達及發(fā)揮作用RNA聚合酶T4DNA連接酶(3)農桿菌轉化法T－DNA(或可轉移的DNA)(4)抗原—抗體雜交解析(1)在構建基因表達載體時，假如目的基因和載體僅用一種限制酶切割，獲得的末端相同，可能會發(fā)生自連或目的基因反向接入載體的現(xiàn)象。為避開目的基因和載體在酶切后發(fā)生隨意連接，應選用兩種不同的限制酶切割，分析圖中4種限制酶的切割位點可知，應選用PstⅠ和SmaⅠ對含魚抗凍蛋白基因的DNA片段、質粒進行切割。含魚抗凍蛋白基因的DNA片段被切割后產生4個DNA片段，質粒被切割后產生2個DNA片段。(2)基因工程中核心步驟是①(基因表達載體的構建)，該步驟的目的是使目的基因穩(wěn)定存在并能遺傳下去，使目的基因能夠表達及發(fā)揮作用。啟動子是RNA聚合酶識別和結合的部位。若限制酶切出了平末端，應選擇T4DNA連接酶進行連接。(3)圖中將魚抗凍蛋白基因導入番茄細胞的方法一般為農桿菌轉化法。該方法用到的Ti質粒中含有T－DNA(可轉移的DNA)，可以將目的基因轉移至受體細胞并整合到受體細胞中染色體DNA上。(4)檢測番茄植株細胞中魚抗凍蛋白基因是否勝利表達，分子水平上常采納的方法是抗原—抗體雜交。15．蘇云金芽孢桿菌(Bt)能產生具有殺蟲實力的毒蛋白。圖1表示3種限制酶的識別序列與酶切位點，圖2是轉Bt毒蛋白基因植物的重組DNA形成過程示意圖，圖3是Bt毒蛋白基因進入植物細胞后發(fā)生的兩種生物大分子合成的過程。據圖回答下列問題。(1)將圖2中①用HindⅢ、BamHⅠ完全酶切后，反應管中有________種DNA片段。過程②兩片段通過________鍵相連。(2)假設圖2中質粒上限制酶BamHⅠ的識別序列變成了另一種限制酶BclⅠ的識別序列，現(xiàn)用BclⅠ和HindⅢ切割質粒，則該圖中①還能選擇BamHⅠ和HindⅢ進行切割，并獲得所需重組質粒嗎？并請說明理由。_____________________________________________________________________。(3)若(2)中假設成立，并勝利構建重組質粒，則重組質粒________。A．既能被BamHⅠ切開，也能被HindⅢ切開B．能被Bam