新教材適用2024-2025學(xué)年高中生物第3章基因工程第2節(jié)基因工程的基本操作程序夯基提能作業(yè)新人教版選擇性必修3

第3章第2節(jié)基礎(chǔ)題組一、選擇題1．(2024·陜西西安高二校考期中)在胰島素的基因與質(zhì)粒形成重組DNA分子的過程中，下列哪組是所須要的(D)①同一種限制酶切割兩者②不需同一種限制酶切割兩者③加入適量的DNA連接酶④不需加DNA連接酶A．②③ B．①④C．②④ D．①③解析：在胰島素的基因與質(zhì)粒形成重組DNA分子的過程中，需先用同一種限制酶切割兩者，使其露出相同的黏性末端，然后加入適量的DNA連接酶，形成重組質(zhì)粒，即D正確，A、B、C錯誤。故選D。2．(2024·貴州黔西高二校考階段練習(xí))有關(guān)PCR技術(shù)的說法，不正確的是(D)A．PCR是一項在生物體外復(fù)制特定的DNA片段的核酸合成技術(shù)B．PCR技術(shù)的原理是DNA雙鏈復(fù)制C．利用PCR技術(shù)獲得目的基因的前提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列D．PCR擴(kuò)增中必需有解旋酶才能解開雙鏈DNA解析：PCR全稱為聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，是一項在生物體外復(fù)制特定的DNA片段的核酸合成技術(shù)，A正確；PCR技術(shù)的原理是DNA雙鏈復(fù)制，B正確；利用PCR技術(shù)獲得目的基因的前提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列，以便依據(jù)這一序列合成引物，C正確；PCR技術(shù)中通過高溫解旋，不須要解旋酶，D錯誤。故選D。3．(2024·湖北省武漢市部分學(xué)校聯(lián)合體聯(lián)考)幾丁質(zhì)是很多真菌細(xì)胞壁的重要成分，幾丁質(zhì)酶可催化幾丁質(zhì)水解。利用基因工程技術(shù)將幾丁質(zhì)酶基因轉(zhuǎn)入植物體內(nèi)，以增加其抵擋真菌病害的實力。下列有關(guān)敘述錯誤的是(C)A．獲得的轉(zhuǎn)基因植株抗真菌的實力沒有提高，可能的緣由是目的基因的轉(zhuǎn)錄或翻譯異樣B．將幾丁質(zhì)酶基因?qū)胫参锛?xì)胞常用的方法為農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法C．該轉(zhuǎn)基因植物對真菌病害的防衛(wèi)機(jī)制也可用于防治煙草花葉病D．幾丁質(zhì)酶基因轉(zhuǎn)入植物細(xì)胞后，利用組織培育可獲得具有抗病實力的完整植株解析：獲得的轉(zhuǎn)基因植株抗真菌的實力沒有提高，很可能是植株中的幾丁質(zhì)酶并沒有表達(dá)，可能的緣由是目的基因的轉(zhuǎn)錄或翻譯異樣，A正確；將幾丁質(zhì)酶基因?qū)胫参锛?xì)胞常用的方法為農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法，B正確；煙草花葉病是由煙草花葉病毒感染所致，并不是真菌所致，所以這種運用水解酶基因的防衛(wèi)機(jī)制，無法用于防治煙草花葉病，C錯誤；將幾丁質(zhì)酶基因轉(zhuǎn)入植物細(xì)胞后，利用植物細(xì)胞的全能性，對植物細(xì)胞進(jìn)行組織培育，從培育的植株中篩選出具有抗病實力的完整植株，D正確。故選C。4．(2024·江蘇淮安高二統(tǒng)考期末)下列有關(guān)基因工程的敘述正確的是(B)A．基因克隆載體的構(gòu)建是基因工程的核心工作B．將目的基因?qū)雱游锸芫殉２杉{顯微注射法C．限制酶能夠在DNA的特定部位水解磷酸二酯鍵和氫鍵D．RNA聚合酶只能把核糖核苷酸連續(xù)加到已有鏈的3′－OH端解析：基因表達(dá)載體的構(gòu)建是基因工程的核心工作，A錯誤；依據(jù)受體細(xì)胞不同，導(dǎo)入的方法也不一樣，其中將目的基因?qū)雱游锸芫殉２杉{顯微注射法，B正確；限制酶能夠在DNA的特定部位水解磷酸二酯鍵，但不能水解氫鍵，C錯誤；DNA聚合酶只能把脫氧核糖核苷酸連續(xù)加到已有鏈的3′－OH端，D錯誤。故選B。5．(2024·陜西安康高二統(tǒng)考期末)如圖表示構(gòu)建的基因表達(dá)載體，下列敘述錯誤的是(D)A．基因表達(dá)載體中堿基A＋C的數(shù)量與T＋G的數(shù)量相等B．構(gòu)建基因表達(dá)載體是基因工程的核心步驟C．抗生素抗性基因等標(biāo)記基因有利于對重組DNA分子進(jìn)行篩選D．終止子位于目的基因下游，可以使翻譯在所須要的地方停下來解析：基因表達(dá)載體是目的基因與質(zhì)粒組成的，其本質(zhì)仍是雙鏈DNA分子，雙鏈DNA分子中A＝T、G＝C，故基因表達(dá)載體中堿基A＋C的數(shù)量與T＋G的數(shù)量相等，A正確；構(gòu)建基因表達(dá)載體是基因工程的核心步驟，其目的是使目的基因在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在，并且可以遺傳給下一代，同時，使目的基因能夠表達(dá)和發(fā)揮作用，B正確；抗生素抗性基因等標(biāo)記基因有利于對重組DNA分子進(jìn)行篩選：方法是將待篩選的重組質(zhì)粒等接種到含該抗生素的培育基中，視察其生長狀況，C正確；終止子位于基因的下游，使轉(zhuǎn)錄在所須要的地方停止下來，D錯誤。故選D。6．基因工程中因受體細(xì)胞不同，目的基因?qū)氲姆椒ㄒ膊煌?，下列敘述不正確的是(D)A．將目的基因?qū)朊藁?xì)胞內(nèi)常用花粉管通道法B．將目的基因?qū)肜鲜蠹?xì)胞內(nèi)常用顯微注射技術(shù)C．將目的基因?qū)氪竽c桿菌內(nèi)常用Ca2＋處理法D．將目的基因?qū)胄←溂?xì)胞內(nèi)常用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法解析：小麥?zhǔn)菃巫尤~植物，其受損傷后不能分泌酚類物質(zhì)，不能吸引農(nóng)桿菌移向傷口處，細(xì)胞不能完成轉(zhuǎn)化。7．(2024·江西撫州高二統(tǒng)考期末)PCR技術(shù)是在DNA聚合酶作用下，在體外進(jìn)行DNA大量擴(kuò)增的一種分子生物技術(shù)。下列敘述正確的是(C)A．雙鏈DNA在高溫下氫鍵和磷酸二酯鍵斷裂形成2條DNA單鏈B．溫度降低后，單鏈DNA和引物結(jié)合的部分堿基序列相同C．采納PCR技術(shù)對一個DNA進(jìn)行擴(kuò)增，第n次循環(huán)共須要引物2n個D．PCR反應(yīng)體系中需加入耐高溫的DNA聚合酶，該酶主要在復(fù)性過程起作用解析：高溫條件下，DNA分子發(fā)生變性，氫鍵斷裂，而磷酸二酯鍵不會斷裂，A錯誤；當(dāng)溫度降低時，引物與模板末端結(jié)合，在DNA聚合酶的作用下，引物沿模板延長，最終合成2個DNA分子，此過程以4種脫氧核苷酸為原料，遵循堿基互補(bǔ)配對原則，單鏈DNA和引物結(jié)合的部分堿基序列互補(bǔ)，B錯誤；PCR技術(shù)大量擴(kuò)增目的基因時，n－1次生成2n－1個DNA分子，n次復(fù)制形成2n個DNA，所以第n次循環(huán)須要的引物數(shù)目為(2n－2n－1)×2＝2n，C正確；PCR反應(yīng)體系中需加入耐高溫的DNA聚合酶，該酶主要在延長過程起作用，D錯誤。故選C。二、非選擇題8．依據(jù)基因工程的有關(guān)學(xué)問，回答下列問題：(1)檢驗DNA通常運用_二苯胺__試劑，若存在DNA，則水浴加熱后_溶液變藍(lán)__。(2)按其來源不同，基因工程中所運用的DNA連接酶有兩類，其中T4DNA連接酶與E.coliDNA連接酶的區(qū)分：_T4DNA連接酶可以連接平末端和互補(bǔ)的黏性末端，E.coli_DNA連接酶只能連接互補(bǔ)的黏性末端__。(3)基因?qū)胧荏w細(xì)胞須要構(gòu)建基因表達(dá)載體，目的是：_讓基因在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在并遺傳給下一代，使目的基因能夠表達(dá)和發(fā)揮作用__。(4)PCR技術(shù)經(jīng)過n輪復(fù)制，產(chǎn)生的同時含有兩種引物的DNA分子數(shù)為_2n－2__。(5)目的基因進(jìn)入受體細(xì)胞后，須要進(jìn)行目的基因的_檢測和鑒定__，其中，通常我們用抗原—抗體雜交檢測目的基因是否翻譯出相關(guān)蛋白質(zhì)，其中我們須要加入的是_抗體__(選填“抗體”或“抗原”)。解析：(1)提取的DNA在水浴加熱的條件下與二苯胺試劑反應(yīng)形成藍(lán)色，所以DNA可用二苯胺試劑進(jìn)行檢測。(2)DNA連接酶分為兩類：E.coliDNA連接酶和從T4噬菌體分別出來的稱為T4DNA連接酶，這二者都能連接黏性末端，此外T4DNA連接酶還可以連接平末端。(3)基因表達(dá)載體能讓基因在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在并遺傳給下一代，使目的基因能夠表達(dá)和發(fā)揮作用，所以基因?qū)胧荏w細(xì)胞須要構(gòu)建基因表達(dá)載體。(4)利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因時，由于DNA聚合酶只能從3′端延長DNA鏈，因此要用兩種引物才能確保DNA兩條鏈同時被擴(kuò)增，一個DNA分子n輪復(fù)制以后，含有DNA分子2n個，其中模板鏈不須要引物，則含有兩種引物的DNA分子有2n－2個。(5)目的基因進(jìn)入受體細(xì)胞后，須要進(jìn)行目的基因進(jìn)行檢測和鑒定。檢測目的基因是否勝利表達(dá)可采納抗原—抗體雜交法，檢測目的基因是否翻譯出相關(guān)蛋白質(zhì)。能力提升一、選擇題1．(2024·陜西咸陽高二統(tǒng)考期中)下列關(guān)于PCR技術(shù)的敘述，正確的是(A)A．以脫氧核糖核苷酸為原料，以指數(shù)形式擴(kuò)增B．變性過程中破壞的是磷酸二酯鍵C．該技術(shù)須要解旋酶和耐高溫的DNA聚合酶D．利用PCR技術(shù)擴(kuò)增DNA時，設(shè)置的溫度要逐步提高解析：PCR是一項體外擴(kuò)增DNA分子的技術(shù)，該過程中以脫氧核糖核苷酸為原料，以指數(shù)形式擴(kuò)增，A正確；變性過程中破壞的是氫鍵，使DNA分子解旋，B錯誤；該技術(shù)不須要解旋酶，DNA分子解旋時通過高溫實現(xiàn)的，C錯誤；PCR過程分三步，第一步變性，上升溫度至90℃左右，將DNA雙鏈解聚為單鏈；其次步復(fù)性，降低溫度至50℃左右，引物通過堿基互補(bǔ)配對結(jié)合在模板鏈上；第三步延長，上升溫度至72℃左右，通過耐高溫的DNA聚合酶，將脫氧核苷酸通過堿基互補(bǔ)配對延長形成子鏈DNA，D錯誤。故選A。2．(2024·河南開封高二校聯(lián)考階段練習(xí))圖甲為培育轉(zhuǎn)基因生物時選用的載體，圖乙是含有目的基因的一段DNA序列，圖中標(biāo)注了相關(guān)限制酶的酶切位點。下列說法正確的是(D)A．圖中質(zhì)粒和外源基因DNA構(gòu)建重組質(zhì)粒時可用BamHⅠ和HindⅢ限制酶切割B．圖乙中一個DNA分子在PCR儀中經(jīng)過四輪復(fù)制得到所需目的基因的分子數(shù)為16個C．能在含有四環(huán)素的培育基上生存的細(xì)胞全部都是勝利導(dǎo)入重組質(zhì)粒的受體細(xì)胞D．若通過PCR技術(shù)擴(kuò)增該目的基因，應(yīng)當(dāng)選用引物a和引物c解析：選擇的限制酶應(yīng)在目的基因兩端存在識別位點，BamHⅠ會導(dǎo)致兩種抗性基因都被破壞，同時為防止目的基因自身環(huán)化，因此只能選BclⅠ和HindⅢ兩種限制酶切割，A錯誤；圖乙中一個DNA分子在PCR儀中經(jīng)過四輪復(fù)制得到所需目的基因，即引物之間的序列的分子數(shù)為24－2－6＝8個，其中2個是指帶有模板鏈的分子數(shù)，6個是兩條鏈不等長的DNA片段，B錯誤；由于選擇BclⅠ和HindⅢ這兩種限制酶，破壞了氨芐青霉素抗性基因，但沒有破壞四環(huán)素抗性基因，因此能在含四環(huán)素的培育基上生長的是含有基因表達(dá)載體和一般質(zhì)粒的大腸桿菌，即能在含有四環(huán)素的培育基上生存的細(xì)胞未必都是勝利導(dǎo)入重組質(zhì)粒的受體細(xì)胞，C錯誤；PCR技術(shù)要求兩種引物分別和目的基因的兩條單鏈結(jié)合，沿相反的方向合成子鏈，故所用的引物組成為圖乙中引物a和引物c，D正確。故選D。3．(2024·安徽滁州高二?？计谀?據(jù)下圖分析，下列有關(guān)基因工程的說法不正確的是(D)A．為防止目的基因與質(zhì)粒隨意結(jié)合而影響基因的表達(dá)，應(yīng)用限制酶Ⅰ、Ⅱ同時切割二者B．DNA聚合酶、DNA連接酶的作用部位都是磷酸二酯鍵C．與啟動子結(jié)合的是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，也肯定會有目的基因的表達(dá)產(chǎn)物解析：限制酶Ⅰ和酶Ⅱ識別的核苷酸序列不同，所以用限制酶Ⅰ和酶Ⅱ同時切割目的基因和質(zhì)?？煞乐苟唠S意結(jié)合，A正確；DNA聚合酶、DNA連接酶的作用部位都是磷酸二酯鍵，前者是連接單個的脫氧核苷酸，后者是連接DNA片段，B正確；啟動子和終止子都是一段有特別結(jié)構(gòu)的DNA片段，其中啟動子是RNA聚合酶的結(jié)合位點，能啟動轉(zhuǎn)錄過程，而終止子能終止轉(zhuǎn)錄過程，C正確；重組DNA分子上的抗性基因可用于目的基因的檢測與鑒定，但是有目的基因也不肯定勝利表達(dá)，D錯誤。故選D。4．(2024·江蘇淮安高二統(tǒng)考期末)微滴式數(shù)字PCR(ddPCR)是一種檢測新冠病毒等病原體的手段，原理如圖所示，分為樣本分散、PCR擴(kuò)增、檢測三個過程。下列有關(guān)敘述錯誤的是(B)A．新冠病毒樣本在進(jìn)行ddPCR檢測時，須要先進(jìn)行逆轉(zhuǎn)錄處理B．多孔板中假如某個孔沒有核酸分子，就不須要加入引物和Taq酶C．檢測時只要有一個孔出現(xiàn)陽性結(jié)果，就可以說明原樣本中有病毒核酸D．相對于傳統(tǒng)手段，ddPCR更加靈敏，更簡單檢測出微量病毒，但成本相對較高解析：PCR是一項體外擴(kuò)增DNA分子的技術(shù)，新冠病毒的遺傳物質(zhì)是RNA，故新冠病毒樣本在進(jìn)行ddPCR檢測時，須要先進(jìn)行逆轉(zhuǎn)錄處理得到DNA，A正確；由于核酸分子無法肉眼視察到，即使某個孔中不含核酸分子也無法得知，故為避開有遺漏，每個多孔板中都須要加入引物和Taq酶，最終通過陽性反應(yīng)進(jìn)行鑒定，B錯誤；陽性結(jié)果意味著有核酸分子能與試劑發(fā)生堿基互補(bǔ)配對，故檢測時只要有一個孔出現(xiàn)陽性結(jié)果，就可以說明原樣本中有病毒核酸，C正確；相對于傳統(tǒng)手段，ddPCR在每個孔中含有少量核酸的條件下即可檢測，故更加靈敏，更簡單檢測出微量病毒，但成本相對較高，D正確。故選B。5．(2024·湖北孝感高二校聯(lián)考期末)利用PCR能夠快速擴(kuò)增目的基因，也可以檢測基因的表達(dá)狀況。下列有關(guān)PCR的敘述，正確的是(C)A．利用PCR技術(shù)可以檢測是否產(chǎn)生相應(yīng)的蛋白質(zhì)B．PCR過程中須要用到耐高溫的解旋酶C．每一次PCR循環(huán)過程中，都須要引物與模板鏈相互結(jié)合D．當(dāng)溫度下降到72℃時有利于引物和兩條單鏈DNA結(jié)合解析：PCR是一項在生物體外復(fù)制特定DNA的核酸合成技術(shù)，利用PCR技術(shù)可以檢測是否產(chǎn)生相應(yīng)的DNA，但不能檢測是否產(chǎn)生相應(yīng)的蛋白質(zhì)，A錯誤；PCR過程中須要用到耐高溫的DNA聚合酶，PCR過程中不須要解旋酶，B錯誤；每一次PCR循環(huán)過程中，在低溫復(fù)性階段，引物與模板DNA單鏈的互補(bǔ)序列配對結(jié)合，C正確；PCR過程中，55℃時引物和兩條單鏈DNA結(jié)合，在72℃時合成子鏈，D錯誤。故選C。6．(2024·河北石家莊高二統(tǒng)考期末)某課題組為得到高產(chǎn)青蒿素的新品系，通過肯定的技術(shù)使青蒿素合成過程中的某一關(guān)鍵酶基因fps在野生青蒿中過量表達(dá)，過程如圖所示。下列敘述錯誤的是(C)A．PCR過程中，溫度限制在90℃以上的目的是破壞氫鍵B．構(gòu)建重組質(zhì)粒過程中，fps基因需插在質(zhì)粒a的T－DNA上C．重組質(zhì)粒包括目的基因、啟動子、終止密碼子和標(biāo)記基因等D．用PCR技術(shù)可以檢測fps基因是否勝利導(dǎo)入野生青蒿細(xì)胞中解析：利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因時，使反應(yīng)體系中的模板DNA解旋為單鏈的條件是加熱至90℃以上，目的是破壞DNA分子中的氫鍵，A正確；構(gòu)建重組Ti質(zhì)粒的過程中，需將目的基因(fps基因)插入Ti質(zhì)粒的T－DNA上，B正確；基因表達(dá)載體包括目的基因、啟動子、終止子和標(biāo)記基因等，終止密碼子位于mRNA上，C錯誤；檢驗fps基因是否勝利導(dǎo)入野生青蒿細(xì)胞中，可用PCR技術(shù)或DNA分子雜交法，D正確。故選C。7．(2024·陜西安康高二統(tǒng)考期末)在PCR擴(kuò)增儀中完成DNA分子的擴(kuò)增后，常采納瓊脂糖凝膠電泳來鑒定PCR產(chǎn)物。試驗人員用EcoRⅠ和SmaⅠ兩種限制酶處理某DNA分子，得到如圖所示的電泳圖譜，其中1號是標(biāo)準(zhǔn)DNA樣品，2號、3號、4號分別是EcoRⅠ單獨處理、SmaⅠ單獨處理、兩種酶共同處理后的電泳結(jié)果。據(jù)圖分析，下列相關(guān)敘述錯誤的是(D)A．該DNA分子可能含1000個堿基對B．EcoRⅠ和SmaⅠ兩種限制酶切割位點不同C．每次PCR擴(kuò)增DNA分子時均須要引物D．EcoRⅠ和SmaⅠ的切割位點最短相距約800bp解析：據(jù)圖可知，用EcoRⅠ單獨處理(2號)或用SmaⅠ單獨處理(3號)都只得到一種大小為1000bp的DNA片段，該DNA分子可能含1000個堿基對，A正確；由題知，兩種限制酶同時切割時則產(chǎn)生800bp和200bp兩種長度的DNA片段，故EcoRⅠ和SmaⅠ兩種限制酶切割位點不同，B正確；每次PCR擴(kuò)增DNA分子時均須要引物，PCR技術(shù)中引物須要和各自互補(bǔ)的DNA單鏈的3′端結(jié)合，C正確；由題知，兩種限制酶同時切割時則產(chǎn)生800bp和200bp兩種長度的DNA片段，所以兩種限制酶的酶切位點最少相距200bp，D錯誤。故選D。二、非選擇題8．(2024·陜西西安高二長安一中?？计谀?干旱會影響農(nóng)作物產(chǎn)量，科學(xué)家們對此進(jìn)行了探討。如圖為用探針檢驗?zāi)骋豢购抵参锘蛐偷脑?，相關(guān)基因用R和r表示。請據(jù)圖分析回答下列問題：(1)基因R與r的本質(zhì)區(qū)分是_脫氧核苷酸排列依次(或堿基對排列依次)__的不同。在利用PCR技術(shù)擴(kuò)增R或r基因過程中，利用