課時43基因工程的基本工具和操作程序-2023年高考生物一輪復習小題多維練

專題十五基因工程和生物技術的安全性和理論問題課時43基因工程的基本工具和操作程序1．下列與DNA粗提取與鑒定的敘述，錯誤的是（

）A．豬血比雞血更適合作為提取DNA的材料B．DNA在不同濃度的NaCl溶液中溶解度不同C．預冷的乙醇可用來進一步純化粗提的DNAD．用二苯胺試劑鑒定DNA需要進行水浴加熱【答案】A【解析】豬屬于哺乳動物，其成熟的紅細胞沒有細胞核及各種細胞器，提取不到DNA，而雞屬于鳥類，其紅細胞內含有細胞核與各種細胞器，DNA含量較多，A錯誤；由于DNA在不同氯化鈉溶液中的溶解度不同，因此可以采用不同濃度的NaCl溶液反復溶解與析出DNA的方法去除部分雜質，B正確；在冷的95%酒精溶液中DNA的溶解度最低，DNA的沉淀量最大，故預冷的乙醇可用來進一步純化粗提的DNA，C正確；將析出的DNA溶解在2mol/L的NaCl溶液中，加入二苯胺試劑后需要水浴加熱才會呈現藍色，D正確。2．在重組DNA技術中，將外源基因導入受體細胞，通常是利用質粒作為載體。下列關于質粒的敘述，正確的是（

）A．質粒是一種只存在于原核細胞中的結構簡單的環(huán)狀DNA分子B．質粒的復制和表達過程都遵循中心法則和堿基互補配對原則C．目的基因只有通過質粒整合到受體細胞的DNA中才能表達D．大多數天然質粒都不需要人工改造，可以直接作為載體使用【答案】B【解析】質粒存在于許多細菌以及酵母菌（真核細胞）中的有自主復制能力的小型環(huán)狀DNA分子，A錯誤；質粒的復制和表達都遵循中心法則，也遵循堿基互補配對原則，B正確；只需要將含有目的基因的質粒導入受體細胞，無需整合到受體細胞的DNA中也能表達，C錯誤；天然的質粒不能直接作為載體，基因工程中用到的質粒都是在天然質粒的基礎上進行過人工改造的，D錯誤。3．引物是一小段能與DNA母鏈上一段堿基序列互補配對的短單鏈核酸。下列相關敘述錯誤的是（

）A．引物的基本骨架由“磷酸—脫氧核糖”與“堿基”交替排列構成B．引物5'端為游離的磷酸基團C．引物與DNA母鏈3'端堿基序列互補配對D．若DNA多起點復制，則該過程需要多種引物的參與【答案】A【解析】引物是一小段能與DNA母鏈上一段堿基序列互補配對的短單鏈核酸，可能是DNA片段或RNA片段，其基本骨架由磷酸和脫氧核糖（或核糖）交替排列構成，A錯誤；核酸單鏈5'端均為游離的磷酸基團，B正確；堿基序列互補配對的兩條鏈遵循反向平行的原則，DNA單鏈延伸的方向為5'→3'，所以引物與DNA母鏈3'端互補，C正確；引物作為子鏈的5'端片段，若DNA多起點復制，則子鏈有多個起始位點，可能需要多種引物，D正確。4．下列關于基因文庫的說法，錯誤的是（

）A．基因文庫可分為基因組文庫和部分基因文庫B．cDNA文庫屬于部分基因文庫C．cDNA文庫中的基因不含內含子，含有啟動子D．同種生物的cDNA文庫中基因數量較基因組文庫少【答案】C【解析】基因文庫包括基因組文庫和部分基因文庫。其中基因組文庫包含某種生物所有的基因，而部分基因文庫只包含某種生物的部分基因，A正確；cDNA文庫包括了生物細胞中全部mRNA信息的cDNA，不包含生物的所有基因，屬于部分基因組文庫，B正確；由于基因轉錄過程中，不轉錄啟動子序列，內含子序列轉錄下來后在RNA成熟的過程中被剪切掉，所以由mRNA逆轉錄形成的cDNA文庫中的基因不含內含子和啟動子，C錯誤；其中基因組文庫包含某種生物所有的基因，而部分基因文庫只包含某種生物的部分基因，D正確。5．下列關于“基因探針”的敘述，錯誤的是（

）A．基因探針既可以檢測某一特定的DNA，也可檢測RNAB．基因探針是一小段具有特定核苷酸序列的單鏈核酸序列C．基因探針既可以檢測核酸分子，又可以檢測特定的蛋白質D．基因探針以單鏈形式發(fā)揮作用，其放射性和熒光標記便于檢測【答案】C【解析】基因探針可以和DNA或RNA上的堿基互補配對，所以既可以檢測DNA，也可以檢測RNA，A正確；基因探針是一段具有特定核苷酸序列的單鏈核酸序列，一般是是單鏈DNA序列，B正確；基因探針是通過堿基互補配對與目標物結合的，所以無法檢測蛋白質，C錯誤；基因探針是單鏈核酸序列，通過放射性和熒光標記可作為標記以便于檢測，D正確。6．如圖為部分限制酶的酶切位點，下列相關敘述正確的是A．限制酶識別單鏈DNA分子的特定核苷酸序列B．限制酶作用于DNA分子一端后可產生4個游離磷酸基團C．限制酶HindⅢ作用后，產生的黏性末端可表示為—AGCTTD．限制酶SpeⅠ和XbaⅠ作用后的黏性末端可被DNA連接酶連接【答案】D【解析】限制酶能識別雙鏈DNA分子的特定核苷酸序列，A錯誤；限制酶作用于DNA分子一端后有1個切口，可產生2個游離磷酸基團，B錯誤；據圖可知，限制酶HindⅢ作用后，產生的黏性末端可表示為AGCT，C錯誤；限制酶SpeⅠ和XbaⅠ作用后的黏性末端相同，均為CTAG，故可被DNA連接酶連接，D正確。7．用限制酶HindⅢ、BamHⅠ及兩者的混合物分別切割一個長度為4kb（1kb即1千個堿基對）的線性DNA分子，切割產物分別進行瓊脂糖凝膠電泳，結果如圖甲所示。據此定位這兩種限制酶的切割位點如圖乙，下列分析錯誤的是（）A．瓊脂糖凝膠的加樣孔在甲圖各圖示的上端B．乙圖中b也是BamHⅠ的酶切位點C．乙圖中cd的長度為0．3kbD．若將這個線性DNA分子首尾相連，用HindⅢ切割，只能形成一個4kb的片段【答案】D【解析】瓊脂糖凝膠電泳中較小的DNA片段在瓊脂糖凝膠中比較大的DNA片段移動得更遠，據圖可知，下端DNA分子片段較小，因此加樣孔在甲圖各圖示的上端，A正確；據題意可知，HindⅢ酶切后，形成2個DNA片段（2.8kb和1.2kb），BamHⅠ酶切后形成3個DNA片段（1.8kb、1.3kb和0.9kb），兩種酶共同酶切后形成4個DNA片段（1.8kb、1.0kb、0.9kb和0.3kb），因此該DNA片段上酶切位點的圖示為：，因此乙圖中b和d是BamHⅠ的酶切位點，cd的長度為1.2kb0.9kb=0.3kb，BC正確；據圖可知，該片段中只有一個HindⅢ酶切位點，但這個線性DNA分子首尾相連后是否會出現另一個HindⅢ酶切位點并不知道，因此若將這個線性DNA分子首尾相連，用HindⅢ切割，不一定只形成一個4kb的片段，D錯誤。8．以下為形成cDNA過程和PCR擴增過程示意圖。據圖分析，下列說法正確的是（

）A．催化①過程的酶是RNA聚合酶B．④過程發(fā)生的變化稱為復性C．催化②⑤過程的酶都是DNA聚合酶，都必須能耐高溫D．如果RNA單鏈中A與U之和占該鏈堿基含量的40%，則一個雙鏈DNA中，A與U之和也占該DNA堿基含量的40%【答案】B【解析】①過程為逆轉錄過程，故催化①過程的酶是逆轉錄酶，A錯誤；④為復性過程，發(fā)生的變化是引物與互補DNA鏈結合，B正確；催化②過程（DNA復制）需要的酶是DNA聚合酶，催化⑤過程（DNA單鏈延伸）的酶是耐高溫DNA聚合酶Taq酶，⑤過程進行的溫度是70℃，因此催化⑤過程的DNA聚合酶耐高溫，C錯誤；根據堿基互補原則AT，UA，如果RNA單鏈中A與U之和占該鏈堿基含量的40%，則一個雙鏈DNA中，A與T之和也占該DNA堿基含量的40%，DNA中不含有U，D錯誤。9．新型冠狀病毒是一種RNA病毒，臨床檢測最初采用核酸檢測的方法，該方法首先要進行DNA的擴增，其一般過程是先通過一定的方法從患者體內獲得RNA，然后通過相應的酶合成cDNA(互補DNA)，最后在特異性引物的幫助下擴增DNA。以下相關說法不正確的是（

）A．此過程中用到了逆轉錄酶、Taq酶和DNA連接酶等B．所設計的引物應該能與cDNA特異性結合C．從患者體內獲得的RNA中可能包含患者自身基因轉錄的RNAD．核酸檢測擴增DNA時用到了PCR技術【答案】A【解析】此過程中以病毒RNA為模板合成cDNA的過程需要逆轉錄酶，在以cDNA為模板擴增DNA的過程需要TaqDNA聚合酶，不需要DNA連接酶，A錯誤；在體外擴增DNA時，所設計的引物應該能與cDNA（模板鏈）特異性結合，B正確；從患者體內獲得的RNA中包含患者自身基因轉錄的RNA和病毒RNA，C正確；核酸檢測中，以cDNA為模板擴增DNA的過程用到了PCR技術，D正確。10．羧酸酯酶（CarE）可分解馬拉硫酸類農藥以降低環(huán)境污染，下圖為利用基因工程技術生產CarE制劑的流程示意圖。下列敘述正確的是（

）A．過程①獲取目的基因的方法比直接從生物體獲取的成功率高B．過程②所用的引物常為一段與目的基因互補的核糖核苷酸單鏈C．過程③使用的方法常為顯微注射，使重組表達載體進入受體細胞D．過程④完成后的工程菌細胞中檢測到CarE基因說明轉基因成功【答案】A【解析】利用mRNA通過反轉錄法合成相應的cDNA文庫，從而獲取目的基因針對性更強，比直接從生物體獲取的成功率高，A正確；過程②所用的引物常為一段與目的基因互補的脫氧核糖核苷酸單鏈，B錯誤；將目的基因導入大腸桿菌的方法常感受態(tài)細胞法，使重組表達載體進入受體細胞，C錯誤；過程④完成后的工程菌細胞中檢測到CarE基因只能說明導入成功，需在工程菌中檢測到其表達產物羧酸酯酶方可說明轉基因成功，D錯誤。11．面對新冠疫情，最常見的檢測方法是新冠病毒核酸檢測，原理為實時熒光定量PCR（RTPCR）檢測法，技術流程如下圖所示，①②③表示相關步驟。請回答：(1)PCR技術與DNA體內復制過程相比，兩者的復制方式都是____________。RTPCR過程中，需先以RNA為模板合成cDNA，故裝置中需添加____________酶。(2)過程①中，RNA提取裂解液可同時滅活病毒，原因是____________。采集到的樣本要迅速進行病毒滅活處理，其目的是____________。步驟③需要的酶是____________，引物F和引物R是根據____________序列合成的。(3)在進行新冠病毒核酸檢測時，通常以病毒的ORF1b基因為檢測的目標基因，是因為ORF1ab基因具有____________的特點?！敬鸢浮?1)

半保留復制

逆轉錄(2)

蛋白酶K能催化病毒蛋白質水解

提高樣本轉運和檢測階段的安全性

TagDNA聚合酶

一段已知的新冠病毒RNA的堿基(3)特異性強、基因結構相對穩(wěn)定（變異?。窘馕觥縋CR技術與DNA體內復制的復制方式都是半保留復制。（1）PCR技術與DNA體內復制的復制方式都是半保留復制。RTPCR過程中cDNA的合成為逆轉錄過程，需向裝置中添加逆轉錄酶。（2）根據圖示，RNA提取裂解液含有的蛋白酶K，可以促進病毒蛋白質的水解，起到滅活病毒的作用。采樣后迅速進行病毒滅活，可以防止樣本在運輸和檢測階段造成病毒泄漏，以提高樣本轉運和檢測階段的安全性。步驟③是DNA的復制，需要熱穩(wěn)定的TaqDNA聚合酶催化，引物F和引物R是根據一段已知新冠病毒的核苷酸序列合成的。（3）在進行新冠病毒核酸檢測時，選擇的檢測的目標基因應具有特異性強、基因結構相對穩(wěn)定（變異?。┑奶攸c。12．β葡萄糖苷酶（BglB）是工業(yè)生產中降解纖維素的關鍵酶，研究人員利用基因工程技術，將編碼BglB的基因轉移到了大腸桿菌的細胞中并使之表達。下圖1~3分別表示BglII、BamHI兩種限制酶的識別序列和酶切位點，及其在質粒和含凝乳酶基因的外源DNA片段上的切割位點。其中，質粒含有l(wèi)eu2基因，可用于合成亮氨酸，目的基因含有卡那霉素抗性基因KanR?；卮鹣铝袉栴}：(1)在基因工程中，質粒和目的基因構建重組質粒時必需的工具酶有_____、_____。為了擴增重組質粒，需用____處理將其轉入處于_______態(tài)的大腸桿菌細胞中。(2)根據圖1分別寫出BgIⅡ與BamHⅠ酶切后形成的末端序列____、_____。(3)BgIII酶切后的質粒與BamHⅠ酶切后的目的基因能夠連接的原因是_______。(4)將連接后的產物轉入某種大腸桿菌，該細菌對卡那霉素敏感，且不能在缺乏亮氨酸的培養(yǎng)基中培養(yǎng)。使用BgIII處理重組質粒，可以得到長度為_____bp的環(huán)狀DNA．若要篩選含有重組質粒的大腸桿菌，應選擇______的培養(yǎng)基進行培養(yǎng)。(5)大腸桿菌不能降解纖維素，但轉入上述建構好的表達載體后則獲得了降解纖維素的能力，這是因為_____?！敬鸢浮?1)

限制性核酸內切酶（限制酶）

DNA連接酶

鈣離子

感受(2)

(3)酶切后產生相同的黏性末端（并遵循堿基互補配對原則）(4)

3300

含卡那霉素但不含亮氨酸(5)轉基因的大腸桿菌能分泌出有活性的BglB酶【解析】（1）在基因工程中，質粒和目的基因構建重組質粒時必需先用限制性核酸內切酶（限制酶）切割，將切割后的質粒和目的基因連接起來需要DNA連接酶。為了擴增重組質粒，需用鈣離子處理將其轉入處于感受態(tài)的大腸桿菌細胞中。（2）分析圖1可知，BgIⅡ切割AGATCT序列中A與G之間的磷酸二酯鍵，酶切后形成的末端序列為；BamHⅠ切割GGATCC序列G與G之間的磷酸二酯鍵，酶切后形成的末端序列為。（3）由于BgIII酶切后的質粒與BamHⅠ酶切后產生相同的黏性末端并遵循堿基互補配對原則，因此BgIII酶切后的質粒與BamHⅠ酶切后的目的基因能夠連接。