2024-2025學(xué)年高中生物限時規(guī)范訓(xùn)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(guān)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(zhì)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(zhì)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(gòu)建中，下列敘述錯誤的是()A．基因表達載體的構(gòu)建方法不完全相同B．有了啟動子才能驅(qū)動基因轉(zhuǎn)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(jié)構(gòu)包括目的基因、啟動子、終止子和標(biāo)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?qū)胧荏w細胞的方法不同，因此，基因表達載體的構(gòu)建方法是不完全相同的；啟動子是一段有特別結(jié)構(gòu)的DNA片段，位于基因的首端，是RNA聚合酶識別和結(jié)合的部位，能驅(qū)動基因轉(zhuǎn)錄出mRNA，最終獲得所須要的蛋白質(zhì)；終止子的作用是使轉(zhuǎn)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(biāo)記基因等。3．在將目的基因?qū)胧荏w細胞的相關(guān)操作中，正確的是()A．導(dǎo)入植物細胞時均采納農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法B．轉(zhuǎn)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(dǎo)入目的基因的動物受精卵在培育液中發(fā)育成轉(zhuǎn)基因動物答案C解析將目的基因?qū)胫参锛毎杉{最多的方法是農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法；顯微注射法是將目的基因?qū)雱游锛毎凶顬橛行У姆椒ǎD(zhuǎn)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(dǎo)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(jīng)胚胎移植進入母體子宮內(nèi)，其在母體子宮內(nèi)發(fā)育成轉(zhuǎn)基因動物。4．下列關(guān)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(jié)構(gòu)，從而檢測受體細胞是否導(dǎo)入了目的基因B．采納分子雜交技術(shù)檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNAC．用相應(yīng)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(zhì)D．做抗蟲或抗病的接種試驗檢測轉(zhuǎn)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(dǎo)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(shù)進行檢測；采納分子雜交技術(shù)可檢測目的基因是否轉(zhuǎn)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(zhì)；做抗蟲或抗病的接種試驗可檢測轉(zhuǎn)基因生物是否具有抗性以及抗性的程度。5．應(yīng)用轉(zhuǎn)基因技術(shù)可生產(chǎn)人類所須要的轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品，如利用大腸桿菌生產(chǎn)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(zhuǎn)錄出的mRNAC．在大腸桿菌的代謝產(chǎn)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?qū)雱倮?，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(zhuǎn)錄出的mRNA，只能說明胰島素基因轉(zhuǎn)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(biāo)記是通過轉(zhuǎn)錄和翻譯合成人的胰島素，所以在大腸桿菌的代謝產(chǎn)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(dǎo)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(yīng)用分子雜交技術(shù)的是()①用DNA分子探針診斷疾病②重組DNA導(dǎo)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(biāo)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(dǎo)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(biāo)記，以此作為探針，若發(fā)覺探針能與水中的核酸產(chǎn)生雜交帶，則表明水中含有該種病毒，可依據(jù)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(yīng)是一種體外快速擴增DNA片段的技術(shù)。下列有關(guān)敘述不正確的是()A．變性過程中破壞的是DNA分子內(nèi)堿基對之間的氫鍵，也可利用解旋酶實現(xiàn)B．復(fù)性過程中引物與DNA模板鏈的結(jié)合是依據(jù)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(nèi)DNA復(fù)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(guān)。若從該植物中獲得該耐旱基因，并將其轉(zhuǎn)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?qū)朕r(nóng)桿菌，并通過農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將其導(dǎo)入植物________的體細胞中，經(jīng)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(yīng)檢測此再生植株中該基因的________，假如檢測結(jié)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(zhuǎn)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(chǎn)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(guān)，若要從植物甲中獲得耐旱基因，首先應(yīng)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(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法，將該耐旱基因?qū)胫参镆业捏w細胞中，經(jīng)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(yīng)檢測此再生植株中該基因的表達產(chǎn)物，假如檢測結(jié)果為陽性，說明該耐旱基因已經(jīng)翻譯成相應(yīng)的蛋白質(zhì)。此后還須要進行個體生物學(xué)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(zhuǎn)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(zhuǎn)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(guān)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(shù)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(xué)方法干脆人工合成答案D解析基因工程的核心為構(gòu)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(shù)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(xué)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(dǎo)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(dǎo)入重組質(zhì)粒的大腸桿菌C．利用相應(yīng)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(zhì)，利用抗原—抗體特異性反應(yīng)進行檢測答案A解析分子水平上的檢測：①檢測轉(zhuǎn)基因生物的DNA上是否插入了目的基因用DNA分子雜交技術(shù)；②檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA用分子雜交技術(shù)；③檢測目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)用抗原—抗體雜交技術(shù)。個體生物學(xué)水平上的檢測：做抗蟲或抗病的接種試驗。質(zhì)粒上的特別基因作為標(biāo)記基因，來檢測目的基因是否導(dǎo)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(guān)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(zhuǎn)錄獲得B．表達載體的復(fù)制和胰島素基因的表達均啟動于復(fù)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(zhuǎn)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(zhuǎn)錄獲得胰島素基因，A項錯誤。表達載體的復(fù)制是由復(fù)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(zhuǎn)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(fù)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(zhì)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(dǎo)入質(zhì)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(shù)生產(chǎn)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(zhuǎn)錄酶可取自抗農(nóng)藥馬拉硫磷小菜蛾的任一細胞B．過程②利用PCR技術(shù)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(shù)鑒定目的基因是否已導(dǎo)入受體細胞答案C解析過程①表示通過反轉(zhuǎn)錄法合成目的基因，該過程須要逆轉(zhuǎn)錄酶，逆轉(zhuǎn)錄酶一般取自RNA病毒，抗農(nóng)藥馬拉硫磷小菜蛾體內(nèi)沒有逆轉(zhuǎn)錄酶，A項錯誤；過程②利用PCR技術(shù)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(shù)用于鑒定目的基因是否勝利表達，鑒定目的基因是否已導(dǎo)入受體細胞常用DNA分子雜交技術(shù)，D項錯誤。13．下面是將某細菌的基因A導(dǎo)入大腸桿菌內(nèi)，制備“工程菌”的示意圖。請據(jù)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(jù)目的蛋白質(zhì)的________序列，推想出相應(yīng)的mRNA序列，然后依據(jù)堿基互補配對原則，推想其DNA的________序列，再通過化學(xué)方法合成所需基因。(2)利用PCR技術(shù)擴增DNA時，須要在反應(yīng)體系中添加的有機物質(zhì)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(zhuǎn)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(zhuǎn)錄法合成目的基因的過程：以mRNA為模板，在逆轉(zhuǎn)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(jù)蛋白質(zhì)合成目的基因的過程：依據(jù)目的蛋白質(zhì)的氨基酸序列，推想相應(yīng)的mRNA序列，然后依據(jù)堿基互補配對原則，推想DNA中脫氧核苷酸的序列，通過化學(xué)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(zhì)。(3)目的基因和運載體結(jié)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(zhuǎn)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(guān)步驟，Ⅰ、Ⅱ表示相關(guān)結(jié)構(gòu)或細胞。請據(jù)圖作答(題中四種限制酶切割產(chǎn)生的末端不相同)：(1)在構(gòu)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(yīng)當(dāng)選用____________分別對含魚抗凍蛋白基因的DNA片段和質(zhì)粒進行切割，含目的基因的DNA片段和質(zhì)粒切割后產(chǎn)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(jié)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?qū)敕鸭毎姆椒ㄒ话銥開___________。該方法用到的Ti質(zhì)粒中含有____________，可以將目的基因轉(zhuǎn)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(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法T－DNA(或可轉(zhuǎn)移的DNA)(4)抗原—抗體雜交解析(1)在構(gòu)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(yīng)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(yīng)選用PstⅠ和SmaⅠ對含魚抗凍蛋白基因的DNA片段、質(zhì)粒進行切割。含魚抗凍蛋白基因的DNA片段被切割后產(chǎn)生4個DNA片段，質(zhì)粒被切割后產(chǎn)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(gòu)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(jié)合的部位。若限制酶切出了平末端，應(yīng)選擇T4DNA連接酶進行連接。(3)圖中將魚抗凍蛋白基因?qū)敕鸭毎姆椒ㄒ话銥檗r(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法。該方法用到的Ti質(zhì)粒中含有T－DNA(可轉(zhuǎn)移的DNA)，可以將目的基因轉(zhuǎn)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(chǎn)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(zhuǎn)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(jù)圖回答下列問題。(1)將圖2中①用HindⅢ、BamHⅠ完全酶切后，反應(yīng)管中有________種DNA片段。過程②兩片段通過________鍵相連。(2)假設(shè)圖2中質(zhì)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(zhì)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(zhì)粒嗎？并請說明理由。_____________________________________________________________________。(3)若(2)中假設(shè)成立，并勝利構(gòu)建重組質(zhì)粒，則重組質(zhì)粒________。A．既能被BamHⅠ切開，也能被HindⅢ切開B．能被Bam