2024-2025學(xué)年高中生物1.2基因工程的基本操作程序練習(xí)含解析新人教版選修3

PAGEPAGE71.2基因工程的基本操作程序課時(shí)過關(guān)·實(shí)力提升一、基礎(chǔ)鞏固1.下列有關(guān)基因工程操作的依次組合,正確的是()①目的基因的檢測與鑒定②基因表達(dá)載體的構(gòu)建③將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞④目的基因的獲得A.①②③④ B.④③②①C.④②③① D.③④②①答案:C2.在已知某目的基因的一段核苷酸序列的狀況下,要在短時(shí)間內(nèi)大量獲得該目的基因,最簡便的方法是()A.化學(xué)合成法 B.基因組文庫法C.cDNA文庫法 D.利用PCR技術(shù)擴(kuò)增解析:利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因的前提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列,依據(jù)這一序列合成引物,進(jìn)而在肯定條件下利用DNA雙鏈復(fù)制的原理,將目的基因的核苷酸序列不斷地加以復(fù)制。通過這一技術(shù),可以在短時(shí)間內(nèi)大量擴(kuò)增目的基因。答案:D3.下列不屬于基因表達(dá)載體的組成部分的是()A.啟動(dòng)子 B.終止密碼C.標(biāo)記基因 D.目的基因解析:一個(gè)基因表達(dá)載體的組成,除了目的基因外,還需有啟動(dòng)子、終止子和標(biāo)記基因等。終止子和終止密碼不同,前者位于DNA上,后者位于mRNA上。答案:B4.下列不行能作為基因工程受體細(xì)胞的是()A.動(dòng)物的受精卵細(xì)胞 B.人的神經(jīng)細(xì)胞C.大腸桿菌細(xì)胞 D.酵母菌細(xì)胞解析:動(dòng)植物的受精卵細(xì)胞均可作為基因工程的受體細(xì)胞,以培育成轉(zhuǎn)基因動(dòng)植物;大腸桿菌細(xì)胞和酵母菌細(xì)胞是人們最常利用的受體細(xì)胞,它們具有很強(qiáng)的繁殖實(shí)力,是生產(chǎn)某些藥品的良好試驗(yàn)材料。人的神經(jīng)細(xì)胞高度分化,已失去分裂實(shí)力,不能作為基因工程的受體細(xì)胞。答案:B5.在基因工程技術(shù)中,須要用氯化鈣處理的環(huán)節(jié)是()A.目的基因的提取和導(dǎo)入B.目的基因與載體結(jié)合C.將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞D.目的基因的檢測與表達(dá)解析:假如載體是質(zhì)粒,受體細(xì)胞是細(xì)菌,一般是將細(xì)菌用氯化鈣處理,以增大細(xì)菌細(xì)胞壁的通透性,使含有目的基因的重組質(zhì)粒進(jìn)入受體細(xì)胞。答案:C6.目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞后,是否可以穩(wěn)定維持并表達(dá)其遺傳特性,只有通過鑒定和檢測才能知道。下列屬于目的基因檢測和鑒定的是()①檢測受體細(xì)胞是否含有目的基因②檢測受體細(xì)胞是否含有致病基因③檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄出mRNA④檢測目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)A.①②③ B.②③④ C.①③④ D.①②④解析:目的基因的檢測包括檢測轉(zhuǎn)基因生物的DNA上是否插入了目的基因,方法是用基因探針與基因組DNA雜交;檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA,方法是用基因探針與mRNA雜交;檢測目的基因是否翻譯出了蛋白質(zhì),方法是進(jìn)行抗原—抗體雜交。答案:C7.基因工程技術(shù)可使大腸桿菌合成人的蛋白質(zhì)。下列敘述錯(cuò)誤的是()A.大腸桿菌具有繁殖快、遺傳物質(zhì)相對(duì)較少等特點(diǎn)B.常用Ca2+處理大腸桿菌,有利于目的基因與載體的結(jié)合C.可通過檢測標(biāo)記基因來檢測重組質(zhì)粒是否勝利導(dǎo)入受體細(xì)胞D.導(dǎo)入大腸桿菌的目的基因不肯定能勝利表達(dá)解析:將目的基因?qū)胛⑸锛?xì)胞時(shí),常用Ca2+處理微生物細(xì)胞,如大腸桿菌細(xì)胞,使細(xì)胞處于一種能汲取四周環(huán)境中DNA分子的生理狀態(tài),這種細(xì)胞稱為感受態(tài)細(xì)胞,有利于目的基因的導(dǎo)入。答案:B8.在基因表達(dá)載體的構(gòu)建中,下列說法錯(cuò)誤的是()①一個(gè)基因表達(dá)載體包括目的基因、啟動(dòng)子、終止子②有啟動(dòng)子才能驅(qū)動(dòng)基因轉(zhuǎn)錄出mRNA③終止子的作用是使轉(zhuǎn)錄在相應(yīng)地方停止④全部基因表達(dá)載體的構(gòu)建都是完全相同的A.②③ B.①④C.①② D.③④解析:一個(gè)基因表達(dá)載體必需具有目的基因、啟動(dòng)子、終止子和標(biāo)記基因等。由于受體細(xì)胞和目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞的方法不同,基因表達(dá)載體的構(gòu)建不行能是完全相同的。答案:B9.下列獲得目的基因的方法中須要模板鏈的是()①從基因文庫中獲得目的基因②利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因③逆轉(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.①②④ 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。逆轉(zhuǎn)錄法則是以目的基因轉(zhuǎn)錄成的mRNA為模板,在逆轉(zhuǎn)錄酶的作用下,先逆轉(zhuǎn)錄形成互補(bǔ)的單鏈DNA,再合成雙鏈DNA。①④均不須要模板。答案:D10.家蠶細(xì)胞具有高效表達(dá)外源基因的實(shí)力,將人的干擾素基因?qū)爰倚Q細(xì)胞并大規(guī)模培育可以提取干擾素用于制藥。(1)從人的DNA分子中獲得干擾素基因時(shí),要用到限制酶。假設(shè)該限制酶能專一性地識(shí)別DNA上的GAATTC序列,并在某一位點(diǎn)切割某化學(xué)鍵,該化學(xué)鍵是。

A.G與A之間的鍵 B.G與C之間的鍵C.A與T之間的鍵 D.兩個(gè)核苷酸之間的鍵(2)將外源基因?qū)爰倚Q細(xì)胞的常用方法是。

(3)此基因工程操作過程的核心步驟是。啟動(dòng)子位于基因的,是識(shí)別和結(jié)合的部位。

(4)人的干擾素基因一般來自cDNA文庫,其屬于(填“基因組”或“部分基因”)文庫。

(5)通過PCR技術(shù)可大量獲得目的基因,PCR技術(shù)的原理是。

解析:(1)該限制酶切割的是識(shí)別序列上兩個(gè)核苷酸之間的磷酸二酯鍵。(2)在基因工程的操作過程中,將目的基因?qū)雱?dòng)物細(xì)胞最常用的方法是顯微注射法。(3)基因工程的核心步驟是基因表達(dá)載體的構(gòu)建。在基因表達(dá)載體上,目的基因的首端(上游)是啟動(dòng)子,這是一段特別的DNA片段,是RNA聚合酶識(shí)別和結(jié)合的位點(diǎn),啟動(dòng)目的基因的轉(zhuǎn)錄。(4)cDNA文庫屬于部分基因文庫,它只含有某種生物的部分基因。(5)PCR技術(shù)是一種體外DNA復(fù)制技術(shù),原理是DNA雙鏈復(fù)制。答案:(1)D(2)顯微注射法(3)基因表達(dá)載體的構(gòu)建首端RNA聚合酶(4)部分基因(5)DNA復(fù)制11.水稻種子中70%的磷以植酸形式存在。植酸易同鐵、鈣等金屬離子或蛋白質(zhì)結(jié)合排出體外,是多種動(dòng)物的抗養(yǎng)分因子,同時(shí),排出的大量磷進(jìn)入水體易引起水華。為從根本上解決水稻中的高植酸問題,可將植酸酶基因?qū)胨?培育低植酸轉(zhuǎn)基因水稻品種。下圖是獲得植酸酶基因的流程。請(qǐng)據(jù)圖回答下列問題。(1)圖中基因組文庫(填“小于”或“大于”)cDNA文庫。

(2)B過程須要的酶是;A、C過程中(填“可以”或“不行以”)運(yùn)用同一種探針篩選含目的基因的菌株。

(3)目的基因Ⅰ和目的基因Ⅱ除從構(gòu)建的文庫中分別外,還可以分別利用圖中和為模板干脆進(jìn)行PCR擴(kuò)增,該過程中所用酶的顯著特點(diǎn)是。答案:(1)大于(2)逆轉(zhuǎn)錄酶可以(3)DNAcDNA耐高溫二、實(shí)力提升1.將目的基因?qū)胗衩浊o尖分生區(qū)細(xì)胞和小鼠受精卵,應(yīng)分別采納的方法是()A.顯微注射法農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法B.基因槍法花粉管通道法C.農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法顯微注射法D.基因槍法顯微注射法解析:玉米是單子葉植物,對(duì)單子葉植物細(xì)胞來說,常用的方法是基因槍法;對(duì)于動(dòng)物細(xì)胞來說,常用的方法是顯微注射法。答案:D2.基因工程是在DNA分子水平上進(jìn)行設(shè)計(jì)施工的,在基因操作的基本步驟中,不進(jìn)行堿基互補(bǔ)配對(duì)的步驟是()A.人工合成基因B.制備重組DNA分子C.將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞D.目的基因的檢測和表達(dá)解析:人工合成目的基因有兩條途徑:mRNA逆轉(zhuǎn)錄形成DNA;或者由蛋白質(zhì)序列推想DNA的核苷酸序列,然后化學(xué)合成。這兩條途徑都涉及堿基互補(bǔ)配對(duì)。制備重組DNA涉及黏性末端的互補(bǔ)配對(duì)。檢測目的基因是否存在于受體細(xì)胞,以及目的基因是否轉(zhuǎn)錄形成mRNA的時(shí)候,都要用DNA探針進(jìn)行檢測,其原理都是堿基互補(bǔ)配對(duì)原則。答案:C3.綠葉海天牛(簡稱甲)吸食濱海無隔藻(簡稱乙)后,身體就漸漸變綠,這些“奪來”的葉綠體能夠在甲體內(nèi)長期穩(wěn)定存在。有科學(xué)家推想其緣由是在甲的染色體DNA上可能存在乙編碼葉綠體部分蛋白的核基因。要證明上述推想,可以這種變綠的甲為材料進(jìn)行試驗(yàn)。下列方法和結(jié)果最能支持上述推想的是()A.通過PCR技術(shù)從甲體內(nèi)的DNA中克隆出屬于乙的編碼葉綠體蛋白的核基因B.通過核酸分子雜交技術(shù),在甲體內(nèi)檢測到乙的編碼葉綠體蛋白的核基因轉(zhuǎn)錄出的RNAC.給甲供應(yīng)14CO2,一段時(shí)間后檢測到其體內(nèi)的部分有機(jī)物出現(xiàn)放射性D.用乙編碼葉綠體蛋白的核基因做探針與甲的染色體DNA雜交,結(jié)果顯示出雜交帶解析:通過PCR技術(shù)從甲體內(nèi)的DNA中克隆出屬于乙的編碼葉綠體蛋白的核基因,這只能說明甲體內(nèi)含有乙的編碼葉綠體蛋白的核基因,但不能說明甲的染色體DNA上存在乙編碼葉綠體部分蛋白的核基因,A項(xiàng)不符合題意。通過核酸分子雜交技術(shù),在甲體內(nèi)檢測到乙的編碼葉綠體蛋白的核基因轉(zhuǎn)錄出的RNA,這只能說明甲體內(nèi)含有乙的編碼葉綠體蛋白的核基因,但不能說明甲的染色體DNA上存在乙編碼葉綠體部分蛋白的核基因,B項(xiàng)不符合題意。給甲供應(yīng)14CO2,一段時(shí)間后檢測到其體內(nèi)的部分有機(jī)物出現(xiàn)放射性,這說明甲能進(jìn)行光合作用,但不能說明甲的染色體DNA上存在乙編碼葉綠體部分蛋白的核基因,C項(xiàng)不符合題意。用乙編碼葉綠體蛋白的核基因做探針與甲的染色體DNA雜交,結(jié)果顯示出雜交帶,這說明甲的染色體DNA上存在乙編碼葉綠體部分蛋白的核基因,D項(xiàng)符合題意。答案:D4.下圖表示一項(xiàng)重要的生物技術(shù),對(duì)圖中物質(zhì)a、b、c、d的描述,正確的是()A.a通常存在于細(xì)菌體內(nèi),是目前該生物技術(shù)中唯一的載體B.b識(shí)別特定的脫氧核苷酸序列,并將A與T之間的氫鍵切開C.c連接雙鏈間的A和T,使黏性末端處堿基互補(bǔ)配對(duì)D.若要獲得已知序列的d,可采納化學(xué)合成法解析:a為環(huán)狀雙鏈DNA,推想其為質(zhì)粒,可作為基因工程的載體,但不是唯一的,動(dòng)植物病毒等也可作為基因工程的載體。能將雙鏈DNA打開,形成黏性末端的b為限制酶,它可以識(shí)別特定的脫氧核苷酸序列,但作用部位是磷酸二酯鍵,而不是氫鍵。d能與切開的a連接,所以推想d為目的基因,假如序列已知可以采納化學(xué)合成法獲得。c為DNA連接酶,作用部位也是磷酸二酯鍵,而不是氫鍵。答案:D5.下圖表示一項(xiàng)重要生物技術(shù)的關(guān)鍵步驟,字母X可能代表()A.不能合成胰島素的細(xì)菌細(xì)胞B.能合成抗體的人類細(xì)胞C.能合成胰島素的細(xì)菌細(xì)胞D.不能合成抗生素的人類細(xì)胞解析:目的基因是人胰島素基因,受體細(xì)胞是細(xì)菌,通過載體將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞后,帶有人胰島素基因的細(xì)菌分裂可形成能合成人胰島素的子代。答案:C6.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)胞中檢測到人的生長激素基因C.大腸桿菌中檢測到人的胰島素基因轉(zhuǎn)錄出的mRNAD.酵母菌細(xì)胞中提取到人的干擾素解析:目的基因完成表達(dá)是指目的基因在細(xì)胞中翻譯成相應(yīng)的蛋白質(zhì),在酵母菌細(xì)胞中提取到人的干擾素,說明導(dǎo)入酵母菌中的人的干擾素基因完成了表達(dá)。答案:D★7.自然的玫瑰沒有藍(lán)色花,這是由于缺少限制藍(lán)色色素合成的基因B,而開藍(lán)色花的矮牽牛中存在序列已知的基因B?，F(xiàn)用基因工程技術(shù)培育藍(lán)玫瑰,下列操作正確的是()A.提取矮牽牛藍(lán)色花的mRNA,經(jīng)逆轉(zhuǎn)錄獲得互補(bǔ)的DNA,再擴(kuò)增基因BB.利用限制性核酸內(nèi)切酶從開藍(lán)色花矮牽牛的基因文庫中獲得基因BC.利用DNA聚合酶將基因B與質(zhì)粒連接后導(dǎo)入玫瑰細(xì)胞D.將基因B干脆導(dǎo)入大腸桿菌,然后感染并轉(zhuǎn)入玫瑰細(xì)胞解析:可以利用mRNA經(jīng)逆轉(zhuǎn)錄合成目的基因后再進(jìn)一步擴(kuò)增,A項(xiàng)正確。因?yàn)殚_藍(lán)色花的矮牽?；駼的序列是已知的,所以該目的基因宜采納化學(xué)方法合成或用聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(PCR)擴(kuò)增,而不是從開藍(lán)色花矮牽牛的基因文庫中獲得,從基因文庫中獲得目的基因具有很大的盲目性,B項(xiàng)錯(cuò)誤。目的基因必需與載體結(jié)合后才能導(dǎo)入受體細(xì)胞,且須要DNA連接酶縫合,C、D兩項(xiàng)錯(cuò)誤。答案:A8.真核生物基因中通常有內(nèi)含子,而原核生物基因中沒有,原核生物沒有真核生物所具有的切除內(nèi)含子對(duì)應(yīng)的RNA序列的機(jī)制。已知在人體中基因A(有內(nèi)含子)可以表達(dá)出某種特定蛋白(簡稱蛋白A)。回答下列問題。(1)某同學(xué)從人的基因組文庫中獲得了基因A,以大腸桿菌作為受體細(xì)胞卻未得到蛋白A,其緣由是

。

(2)若用家蠶作為表達(dá)基因A的受體,在噬菌體和昆蟲病毒兩種載體中,不選用作為載體,其緣由是。

(3)若要高效地獲得蛋白A,可選用大腸桿菌作為受體。因?yàn)榕c家蠶相比,大腸桿菌具有(答出兩點(diǎn)即可)等優(yōu)點(diǎn)。

(4)若要檢測基因A是否翻譯出蛋白A,可用的檢測物質(zhì)是(填“蛋白A的基因”或“蛋白A的抗體”)。

(5)艾弗里等人的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化試驗(yàn)為證明DNA是遺傳物質(zhì)做出了重要貢獻(xiàn),也可以說是基因工程的先導(dǎo)。假如說他們的工作為基因工程理論的建立供應(yīng)了啟示,那么,這一啟示是。

解析:(1)人的基因A含有內(nèi)含子,其轉(zhuǎn)錄出的RNA需切除內(nèi)含子對(duì)應(yīng)的RNA序列后才能翻譯出蛋白A,大腸桿菌是原核生物,其沒有切除內(nèi)含子對(duì)應(yīng)的RNA序列的機(jī)制,故將人的基因A導(dǎo)入大腸桿菌無法表達(dá)出蛋白A。(2)噬菌體是一種特地寄生在細(xì)菌體內(nèi)的病毒,無法寄生在家蠶中。(3)大腸桿菌繁殖快、簡單培育,常用作基因工程的受體。(4)在分子水平檢測目的基因是否表達(dá)應(yīng)用抗原—抗體雜交法,即用蛋白A與蛋白A的抗體進(jìn)行雜交。(5)艾弗里的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化試驗(yàn)的原理是基因重組,通過重組使得S型細(xì)菌的DNA在R型細(xì)菌中表達(dá),這種思路為基因工程理論的建立供應(yīng)了啟示。答案:(1)基因A有內(nèi)含子,在大腸桿菌中,其初始轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物中與內(nèi)含子對(duì)應(yīng)的RNA序列不能被切除,無法表達(dá)出蛋白A(2)噬菌體噬菌體的宿主是細(xì)菌,而不是家蠶(3)繁殖快、簡單培育(4)蛋白A的抗體(5)DNA可以從一種生物個(gè)體轉(zhuǎn)移到另一種生物個(gè)體★9.科學(xué)家將外源目的基因與大腸桿菌的質(zhì)粒進(jìn)行重組,并在大腸桿菌中勝利表達(dá)。下圖表示構(gòu)建重組質(zhì)粒和篩選含目的基因的大腸桿菌的過程。請(qǐng)據(jù)圖回答問題。(1)步驟①和②中常用的工具酶分別是和。

(2)圖中質(zhì)粒上有氨芐青霉素抗性基因和四環(huán)素抗性基因兩個(gè)標(biāo)記基因,經(jīng)過①和②步驟后,有些質(zhì)粒上的基因內(nèi)插入了外源目的基因,形成重組質(zhì)粒,由于目的基因的分隔使得該抗性基因失活。

(3)