2012高二生物測試1.2基因工程的基本操作程序(人教版選修3)

1、 1.2基因工程的基本操作程序1基因工程的正確操作步驟是()使目的基因與載體相結合將目的基因導入受體細胞驗證目的基因的表達是否符合特定性狀要求提取目的基因ABC D解析：選C。在基因工程操作中，首先要提取目的基因，然后使目的基因與載體結合，再將目的基因導入受體細胞，最后是目的基因的檢測與表達。2下列獲取目的基因的方法中需要模板的是()從基因文庫中獲取目的基因利用PCR技術擴增目的基因反轉錄法通過DNA合成儀利用化學方法人工合成DNAA BC D解析：選D。PCR技術利用的是DNA雙鏈復制原理。即將DNA雙鏈之間的氫鍵打開，變成單鏈DNA，作為聚合反應的模板。反轉錄法是以目的基因轉錄成的信使RN

2、A為模板，在逆轉錄酶的作用下，先反轉錄形成互補的單鏈DNA，再合成雙鏈DNA。則均不需要模板。3聚合酶鏈式反應(PCR)是一種體外迅速擴增DNA片段的技術。PCR過程一般經歷下述30多次循環(huán)：95下使模板DNA變性、解鏈55 下復性(引物與DNA模板鏈結合)72 下引物鏈延伸(形成新的脫氧核苷酸鏈)。下列有關PCR過程的敘述中不正確的是()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模板鏈的結合是依靠堿基互補配對原則完成C延伸過程中需要DNA聚合酶、ATP、四種核糖核苷酸DPCR與細胞內DNA復制相比所需酶的最適溫度較高解析：選C。本題考查PCR

3、擴增過程。解題的關鍵是要全面理解PCR擴增過程。DNA分子被破壞是指DNA分子被解旋成兩條長鏈，破壞的部位是連接兩條長鏈之間的氫鍵，方法有多種，用解旋酶、高溫等都可使DNA解旋。B項中引物有兩種，分別與模板DNA鏈3端的互補序列互補配對。C項中的原料不正確，合成DNA的原料是四種脫氧核苷酸。PCR技術中DNA合成過程中的溫度在7075 。4(2011年重慶高二檢測)下列關于基因表達載體構建的相關敘述，不正確的是()A需要限制酶和DNA連接酶B必須在細胞內進行C抗生素抗性基因可作為標記基因D啟動子位于目的基因的首端解析：選B?；虮磉_載體構建是目的基因與載體結合，在此過程中需用同一種限制酶切割目

4、的基因與載體，用DNA連接酶將相同的末端連接起來；基因表達載體的構建是在細胞外進行的；基因表達載體包括啟動子(位于基因首端使轉錄開始)、終止子、目的基因和標記基因(鑒別受體細胞中是否含有目的基因，如抗生素抗性基因)。5我國中科院上海生化所合成了一種具有鎮(zhèn)痛作用而又不會像嗎啡那樣使病人上癮的藥物腦啡肽多糖(類似于人體中的糖蛋白)。在人體細胞中糖蛋白必須經過內質網(wǎng)和高爾基體的進一步加工才能形成。如果要采用基因工程和發(fā)酵工程技術讓微生物來生產腦啡肽多糖，應該用下列哪種微生物作受體細胞()A大腸桿菌 B酵母菌CT4噬菌體 D大腸桿菌質粒解析：選B。腦啡肽多糖的化學本質類似于人體中的糖蛋白。從題中可以看

5、出，糖蛋白的合成必須經過內質網(wǎng)和高爾基體的進一步加工，內質網(wǎng)和高爾基體只存在于真核生物的細胞內，大腸桿菌是原核生物，只有核糖體，沒有內質網(wǎng)和高爾基體，T4噬菌體屬于病毒，沒有細胞結構，自己不能合成蛋白質；酵母菌是真核生物，其細胞中有內質網(wǎng)和核糖體，可以合成糖蛋白。6(2011年池州高二檢測)上海醫(yī)學遺傳研究所成功培育出第一頭攜帶人白蛋白基因的轉基因牛。他們還研究出一種可大大提高基因表達水平的新方法，使轉基因動物乳汁中的藥物蛋白含量提高了30多倍，標志著我國轉基因研究向產業(yè)化的目標又邁進了一大步。以下與此有關的敘述中，正確的是()A人白蛋白基因開始轉錄時，在DNA聚合酶的作用下以DNA分子的一條

6、鏈為模板合成mRNAB所謂“提高基因表達水平”是指設法使牛的乳腺細胞中含有更多的人白蛋白基因C人們只能在轉基因牛的乳汁中獲取到人白蛋白，是因為人白蛋白基因只在轉基因牛的乳腺細胞中是純合的，在其他細胞中則是雜合的D如果人白蛋白基因的序列是已知的，可以用化學方法合成該目的基因解析：選D。人白蛋白基因開始轉錄時，在RNA聚合酶的作用下以DNA分子的一條鏈為模板合成mRNA；所謂“提高基因表達水平”是指設法使牛的乳腺細胞中的人白蛋白基因更多地進行轉錄、翻譯，產生更多的人白蛋白；人們只能在轉基因牛的乳汁中獲取到人白蛋白，是因為人白蛋白基因只在轉基因牛的乳腺細胞中表達。7(2010年高考江蘇卷)下表中列出

7、了幾種限制酶識別序列及其切割位點，圖1、圖2中箭頭表示相關限制酶的酶切位點。請回答下列問題：限制酶BamH IHind EcoR ISma I識別序列及切割位點ATCCCCTAGCTTTTCGATTCCTTACCGGGGCC(1)一個圖l所示的質粒分子經Sma 切割前后，分別含有_個游離的磷酸基團。(2)若對圖中質粒進行改造，插入的Sma 酶切位點越多，質粒的熱穩(wěn)定性越_。(3)用圖中的質粒和外源DNA構建重組質粒，不能使用Sma 切割，原因是 _。(4)與只使用EcoR 相比較，使用BamH 和Hind 兩種限制酶同時處理質粒、外源DNA的優(yōu)點在于可以防止_。(5)為了獲取重組質粒，將切割后

8、的質粒與目的基因片段混合，并加入_酶。(6)重組質粒中抗生素抗性基因的作用是為了_。(7)為了從cDNA文庫中分離獲取蔗糖轉運蛋白基因，將重組質粒導入喪失吸收蔗糖能力的大腸桿菌突變體，然后在_的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，以完成目的基因表達的初步檢測。解析：(1)該質粒為環(huán)狀DNA，經Sma 切割前，不含有游離的磷酸基團，經Sma 切割后形成平末端，含有2個游離的磷酸基團。(2)Sma 識別的是CCCGGG序列，切割點在C與G之間，Sma 酶切位點越多，也就是CG堿基對越多，C與G之間的氫鍵(3個)比A與T之間的氫鍵(2個)數(shù)量多，其含量越多，質粒的熱穩(wěn)定性越高。(3)據(jù)圖1可知，Sma 切割位點在抗生素抗

9、性基因(標記基因)中，據(jù)圖2可知，Sma 切割位點在目的基因中，因此使用Sma 切割會破壞質粒的抗性基因和外源DNA中的目的基因。(4)用同一種限制酶處理質粒和外源DNA，再用DNA連接酶連接時，往往會有三種連接形式：目的基因質粒、目的基因目的基因(環(huán)化)、質粒質粒(環(huán)化)，后兩種是我們不需要的，因而要進行篩選。用兩種限制酶處理質粒和外源DNA，因形成的末端不同可避免上述情況的發(fā)生。(5)連接質粒與目的基因的工具酶是DNA連接酶。(6)抗生素抗性基因是標記基因的一種，標記基因的作用是供重組DNA鑒定和篩選。(7)可根據(jù)目的基因是否表達成預期的蛋白質進行目的基因的檢測，本題中預期的蛋白質是蔗糖轉

10、運蛋白，因而可在蔗糖為惟一含碳營養(yǎng)物質的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，以完成目的基因表達的初步檢測。答案：(1)0、2(2)高(3)Sma 會破壞質粒的抗性基因和外源DNA中的目的基因(4)質粒和含目的基因的外源DNA片段自身環(huán)化(5)DNA連接(6)鑒定和篩選含有目的基因的細胞(7)蔗糖為惟一含碳營養(yǎng)物質(緊扣教材，思考感悟)【尋根問底】1為什么要構建基因文庫？直接從含目的基因的生物體內提取不行嗎？(教材P9)答案：構建基因文庫是獲取目的基因的方法之一，但并不是唯一的方法。如果所需要的目的基因序列已知，就可以通過PCR方式從含有該基因的生物的DNA中直接獲得，也可以通過反轉錄，用PCR方式從mRNA中獲得，

11、不一定要構建基因文庫。但如果所需要的目的基因的序列完全不知，或只知道目的基因序列的一段，或想從一種生物體內獲得許多基因，或者想知道這種生物與另一種生物之間有多少基因不同，或者想知道一種生物在個體發(fā)育的不同階段表達的基因有什么不同，或者想得到一種生物的全部基因組序列，往往就需要構建基因文庫。2將生物的所有DNA直接導入受體細胞不是更簡便嗎？如果這么做，結果會怎樣？(教材P11)答案：有人采用總DNA注射法進行遺傳轉化，即將一個生物中的總DNA提取出來，通過基因槍法或花粉管通道法導入受體植物，沒有進行表達載體的構建，這種方法針對性差，完全靠運氣，也無法確定什么基因導入了受體植物。此法目前爭議頗多，

12、嚴格來講不算基因工程。1有關基因工程敘述正確的是()A限制酶只在獲取目的基因時才用B重組質粒的形成是在細胞內完成的C質粒都可以作為運載體D蛋白質的氨基酸排列順序可能為合成目的基因提供線索解析：選D。在基因工程中，不僅要用限制酶切割目的基因，還要用同一種限制酶在質粒上切割出一個切口，使目的基因與質粒切口的黏性末端能進行堿基互補配對；重組質粒是在細胞外進行的；并不是所有的質粒都可作為運載體，在科學研究中，人們通常只是用大腸桿菌的質粒(其上有抗藥基因)作運載體；在人工合成目的基因的方法中，有一種方法是根據(jù)已知蛋白質的氨基酸序列，推測出相應的mRNA序列，然后按照堿基互補配對原則，推測出它的結構基因的

13、核苷酸序列，最后通過化學方法，以單核苷酸為原料合成目的基因。2PCR技術擴增DNA，需要的條件是()目的基因引物四種脫氧核苷酸耐高溫的DNA聚合酶mRNA核糖體能量ABC D解析：選D。PCR技術是一項在生物體外復制特定DNA片段的核酸合成技術，條件是有一段已知的目的基因的核苷酸序列和根據(jù)核苷酸序列合成的引物，原料是四種脫氧核苷酸，也需要多種酶，如DNA聚合酶。3下列關于基因表達載體的構建描述錯誤的是()A基因表達載體的構建是基因工程的核心B基因表達載體的構建包括目的基因、啟動子、終止子、標記基因等部分C目的基因就是指編碼蛋白質的結構基因D構建的基因表達載體都是相同的解析：選D。本題綜合考查了

14、基因表達載體構建的基礎知識包括基因表達載體構建在基因工程中的地位、結構組成，不同生物的基因表達載體的不同等?；虮磉_載體的構建是基因工程的第二步，也是基因工程的核心；一個基因表達載體的組成除目的基因外還有啟動子、終止子、標記基因等部分；由于受體細胞不同，基因表達載體的構建也會有差別。4基因工程中科學家常采用細菌、酵母菌等微生物作為受體細胞，原因是()A結構簡單，操作方便B繁殖速度快C遺傳物質含量少、簡單D性狀穩(wěn)定，變異少解析：選B。本題考查基因工程的受體細胞。目的基因導入受體細胞后，隨著受體細胞的繁殖而復制，由于細菌等微生物繁殖速度非?？?，故在很短時間就能獲得大量的目的基因。5下列關于目的基因

15、導入受體細胞的描述不正確的是()A基因槍法導入植物體細胞的方法比較經濟有效B顯微注射技術是轉基因動物中采用最多的方法C大腸桿菌最常用的轉化方法是：使細胞的生理狀態(tài)發(fā)生改變D農桿菌轉化法是將目的基因導入植物細胞最常用的方法解析：選A。本題綜合考查了將目的基因導入細胞的方法。不同生物目的基因導入的方法不同，每種方法都有利有弊。目的基因導入植物細胞常用的方法是農桿菌轉化法，該方法比較經濟有效，還有基因槍法和花粉管通道法；目的基因導入動物細胞常用的方法是顯微注射法；大腸桿菌細胞最常用的轉化方法就是用鈣離子處理細胞，使細胞的生理狀態(tài)發(fā)生改變，完成轉化過程。6.(2011年哈爾濱高二檢測)科學家在培育抗蟲

16、棉時，經過了許多復雜的過程和不懈的努力，才獲得成功。起初把蘇云金芽孢桿菌的抗蟲基因插入載體質粒中，然后導入棉花的受精卵中，結果抗蟲基因在棉花體內沒有表達。然后在插入抗蟲基因的質粒中插入啟動子(抗蟲基因首端)，導入棉花受精卵，長成的棉花植株還是沒有抗蟲能力?？茖W家又在有啟動子、抗蟲基因的質粒中插入終止子(抗蟲基因末端)，導入棉花受精卵，結果長成的植株才有了抗蟲能力。由以上過程推知，作為目的基因的載體應具備的結構是()A目的基因、啟動子B目的基因、終止子C目的基因、啟動子、終止子 D目的基因、啟動子、終止子、標記基因答案：D7目的基因導入受體細胞后，是否可以穩(wěn)定維持和表達其遺傳特性，只有通過鑒定和

17、檢測才能知道。下列屬于目的基因檢測和鑒定的是()檢測受體細胞是否有目的基因檢測受體細胞是否有致病基因檢測目的基因是否轉錄出mRNA檢測目的基因是否翻譯成蛋白質A BC D解析：選C。本題考查目的基因的檢測的相關知識。目的基因的檢測包括：檢測轉基因生物的染色體DNA上是否插入了目的基因，方法是用DNA探針，使DNA探針與基因組DNA雜交。檢測目的基因是否轉錄出mRNA，方法是用基因探針與mRNA雜交。最后檢測目的基因是否翻譯成蛋白質，方法是進行抗原抗體雜交。8在基因工程的操作過程中，獲得重組質粒不需要()DNA連接酶同一種限制酶RNA聚合酶具有標記基因的質粒目的基因4種脫氧核苷酸A BC D解析

18、：選A。在基因工程的操作過程中，需要用同一種限制酶切割目的基因與載體，并用DNA連接酶將兩者的黏性末端(或平末端)連接起來，所選擇的質粒必須具有標記基因，以便進行目的基因的檢測。9(2011年西安高二檢測)下列哪項表述說明了目的基因表達成功()A用DNA探針檢測目的基因出現(xiàn)雜交帶B用DNA探針檢測mRNA出現(xiàn)雜交帶C用抗原抗體雜交檢測蛋白質出現(xiàn)雜交帶D以上都不能說明解析：選D。目的基因表達成功需從兩個方面檢測：一是分子水平檢測。包括檢測轉基因生物染色體DNA上是否插入了目的基因，檢測目的基因是否轉錄出mRNA，檢測目的基因是否翻譯成蛋白質。二是個體水平檢測。如抗蟲或抗病的目的基因導入植物細胞后

19、，是否賦予了植物抗蟲或抗病特性，需要做抗蟲或抗病的接種實驗。10下列關于基因工程的敘述，錯誤的是()A目的基因和受體細胞均可來自動、植物或微生物B限制性核酸內切酶和DNA連接酶是兩類常用的工具酶C人胰島素原基因在大腸桿菌中表達的胰島素原無生物活性D載體上的抗性基因有利于篩選含重組DNA的細胞和促進目的基因的表達解析：選D?；蚬こ讨心康幕蚝褪荏w細胞均可來自動、植物或微生物；常用的工具酶是限制性核酸內切酶和DNA連接酶；人胰島素原基因在大腸桿菌中表達的胰島素原無生物活性，只有經過一定的物質激活以后，才有生物活性；載體上的抗性基因主要是有利于篩選含重組DNA的細胞，不能促進目的基因的表達。所以D

20、錯誤。11聚合酶鏈式反應(PCR)是生物學家在實驗室以少量樣品制備大量DNA的生化技術，反應系統(tǒng)中包括微量樣品基因、DNA聚合酶、引物、4種脫氧核苷酸等。反應中新合成的DNA又可作為下一輪循環(huán)反應的模板，其過程如圖所示，據(jù)圖回答問題：(1)為什么通過此反應產生的DNA與樣品完全一樣？_。(2)每次此循環(huán)反應完成時產生兩分子DNA，如果該DNA樣品有1000個脫氧核苷酸，已知它的一條單鏈上堿基AGTC1234，則五次循環(huán)后將產生多少個DNA，_個，需要胸腺嘧啶脫氧核苷酸的數(shù)目至少是_個。(3)指出此過程與轉錄過程的三個不同點：_；_；_。解析：本題將基因工程知識與DNA分子復制等知識結合在一起，

21、DNA分子的復制是半保留復制，所以復制五次，可以得到32個DNA分子，而新合成的DNA分子數(shù)目相當于31個，在一個DNA分子中有胸腺嘧啶脫氧核苷酸200個，所以需要胸腺嘧啶脫氧核苷酸的數(shù)目至少是6200個。聚合酶鏈式反應(PCR)技術是在人為條件下進行的DNA分子復制技術，而轉錄是形成mRNA的過程，故二者有很多不同之外。答案：(1)新產生的DNA是以樣品DNA為模板合成的(2)326200(3)PCR以DNA的兩條單鏈為模板，轉錄時以DNA的一條單鏈為模板所用的原料不同催化反應的酶不同12(2011年青島市高二質檢)如圖為某種質粒表達載體簡圖，小箭頭所指分別為限制性內切酶EcoR、Bam H

22、的酶切位點，ampR為青霉素抗性基因，tetR為四環(huán)素抗性基因，P為啟動子，T為終止子，ori為復制原點。已知目的基因的兩端分別有包括EcoR、Bam H在內的多種酶的酶切位點。據(jù)圖回答：(1)將含有目的基因的DNA與質粒表達載體分別用EcoRI酶切，酶切產物用DNA連接酶進行連接后，其中由兩個DNA片段之間連接形成的產物有_、_、_三種。若要從這些連接產物中分離出重組質粒，需要對這些連接產物進行_。(2)用上述3種連接產物與無任何抗藥性的原核宿主細胞進行轉化實驗。之后將這些宿主細胞接種到含四環(huán)素的培養(yǎng)基中，能生長的原核宿主細胞所含有的連接產物是_；若接種到含青霉素的培養(yǎng)基中，能生長的原核宿主

23、細胞所含有的連接產物是_。(3)目的基因表達時，RNA聚合酶識別和結合的位點是_，其合成的產物是_。(4)在上述實驗中，為了防止目的基因和質粒表達載體在酶切后產生的末端發(fā)生任意連接，酶切時應選用的酶是_。解析：(1)將含有目的基因的DNA與質粒用EcoR酶切開后，可形成許多有相同末端的DNA片段，再用DNA連接酶連接起來后，可形成目的基因與目的基因、目的基因與載體、載體與載體連接的重組DNA分子，而基因工程所需要的是目的基因與載體的連接物，所以對以上三種DNA分子片段進行分離提純，以獲得基因工程所需要的。(2)質粒是原核生物細胞中的一種DNA分子，所以對以上連接物，只有含載體與載體的連接物的宿主細胞能生活在含四環(huán)素的培養(yǎng)基中。而目的基因與載體連接物、載體與載體的連接物都含有完整的青霉素抗性基因，所以可生活在含有青霉素的培養(yǎng)基上。(3)目的基因表達時，RNA聚合酶與啟動子結合，催化DNA