課時(shí)跟蹤檢測(cè)(三十六)-基因工程

第1頁(yè)共10頁(yè)課時(shí)跟蹤檢測(cè)(三十六)基因工程一、單項(xiàng)選擇題1．(2021·山東模擬)矮牽?；ò曜仙纳顪\由花青素的含量高低決定，花青素由查耳酮合酶(CHS)催化合成。為獲得紫色更深的矮牽牛，科研人員將CHS基因?qū)胍吧妥匣ò珷颗Ｈ~肉細(xì)胞中，得到的轉(zhuǎn)基因植株花色反而出現(xiàn)了淺紫色。下列敘述正確的是()A．可以從矮牽牛的幼嫩葉肉細(xì)胞中用逆轉(zhuǎn)錄酶和PCR技術(shù)相結(jié)合，獲取CHS基因B．農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法和基因槍法都可以將獲得的CHS基因直接導(dǎo)入葉肉細(xì)胞中完成轉(zhuǎn)化過(guò)程C．可以用同位素標(biāo)記的CHS基因檢測(cè)目的基因是否成功導(dǎo)入葉肉細(xì)胞D．轉(zhuǎn)基因植株花色為淺紫色的原因可能是CHS基因與載體反向連接，轉(zhuǎn)錄出的mRNA與內(nèi)源基因的mRNA互補(bǔ)解析：DCHS基因只在花瓣細(xì)胞中表達(dá)，因此可以從矮牽牛的花瓣細(xì)胞中用逆轉(zhuǎn)錄酶和PCR技術(shù)相結(jié)合，獲取CHS基因，A錯(cuò)誤；將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞前都需要先構(gòu)建基因表達(dá)載體，因此農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法和基因槍法都不可以將獲得的CHS基因直接導(dǎo)入葉肉細(xì)胞中完成轉(zhuǎn)化過(guò)程，B錯(cuò)誤；葉肉細(xì)胞本身就含有CHS基因，因此不可以用同位素標(biāo)記的CHS基因檢測(cè)目的基因是否成功導(dǎo)入葉肉細(xì)胞，C錯(cuò)誤；轉(zhuǎn)基因植株花色為淺紫色的原因可能是CHS基因與載體反向連接，轉(zhuǎn)錄出的mRNA與內(nèi)源基因的mRNA互補(bǔ)，D正確。2．(2021·寧德模擬)將小菜蛾細(xì)胞的羧酸酯酶基因(CarE)導(dǎo)入水稻細(xì)胞，培育抗農(nóng)藥水稻新品種，過(guò)程如圖所示。下列敘述錯(cuò)誤的是()A．必須將含CarE基因的質(zhì)粒導(dǎo)入水稻的受精卵B．構(gòu)建重組質(zhì)粒時(shí)，應(yīng)選用PstⅠ和SmaⅠ分別切割質(zhì)粒和含CarE基因的DNAC．TetR的作用是鑒別和篩選含CarE基因的細(xì)胞D．通過(guò)檢測(cè)表達(dá)產(chǎn)物來(lái)判斷CarE基因在水稻細(xì)胞中是否發(fā)揮功能作用解析：A不一定要導(dǎo)入水稻的受精卵，但是導(dǎo)入受精卵效果要好，A錯(cuò)誤；構(gòu)建重組質(zhì)粒時(shí)，應(yīng)選用PstⅠ和SmaⅠ分別切割質(zhì)粒和含CarE基因的DNA，B正確；TetR是標(biāo)記基因，是為了鑒定受體細(xì)胞中是否含有目的基因，從而將含有目的基因的細(xì)胞篩選出來(lái)，C正確；通過(guò)檢測(cè)表達(dá)產(chǎn)物來(lái)判斷CarE基因在水稻細(xì)胞中是否發(fā)揮功能作用，D正確。3．(2021·遼寧模擬)科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)Notch基因編碼一類(lèi)高度保守的細(xì)胞表面受體，通過(guò)與其相應(yīng)的配體結(jié)合調(diào)控細(xì)胞增殖、分化和凋亡等。為了研究Notch基因表達(dá)產(chǎn)物的功能，科學(xué)家構(gòu)建含Notch基因的重組質(zhì)粒，并在大腸桿菌中表達(dá)。下列相關(guān)分析錯(cuò)誤的是()A．可以用逆轉(zhuǎn)錄的方法和PCR技術(shù)獲得Notch基因B．利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因時(shí)，高溫代替了解旋酶的功能C．可通過(guò)核酸分子雜交的方法判斷導(dǎo)入的基因是否成功表達(dá)D．基因表達(dá)載體的構(gòu)建是基因工程的核心解析：C獲取目的基因的方法有從基因文庫(kù)中獲取、利用PCR擴(kuò)增、人工合成等，故可以用逆轉(zhuǎn)錄的方法和PCR技術(shù)獲得Notch基因，A正確；利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因時(shí)，高溫變性可以將DNA雙鏈打開(kāi)，代替了解旋酶的功能，B正確；判斷導(dǎo)入的基因是否成功表達(dá)，需要用抗原—抗體雜交技術(shù)，C錯(cuò)誤；基因表達(dá)載體的構(gòu)建是基因工程的核心，D正確。4．(2021·濱州一模)構(gòu)建基因表達(dá)載體時(shí)，可利用堿性磷酸單酯酶催化載體的5′-P變成5′-OH，如圖所示。將經(jīng)過(guò)該酶處理的載體與外源DNA連接時(shí)，由于5′-OH與3′-OH不能連接而形成切口(nick)。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．經(jīng)堿性磷酸單酯酶處理的載體不會(huì)發(fā)生自身環(huán)化B．外源DNA也必需用堿性磷酸單酯酶處理C．T4DNA連接酶可連接黏性末端和平末端D．重組DNA經(jīng)過(guò)2次復(fù)制可得到不含nick的子代DNA解析：B將經(jīng)過(guò)該酶處理的載體與外源DNA連接時(shí)，由于5′-OH與3′-OH不能連接而形成切口(nick)，因此經(jīng)堿性磷酸單酯酶處理的載體不會(huì)發(fā)生自身環(huán)化，A正確；外源DNA不能用堿性磷酸單酯酶處理，如用堿性磷酸單酯酶處理，載體與外源DNA將不能連接形成重組DNA，B錯(cuò)誤；T4DNA連接酶可連接黏性末端和平末端，C正確；DNA是半保留復(fù)制，重組DNA經(jīng)過(guò)2次復(fù)制，可得到2個(gè)不含nick的子代DNA，D正確。5．(2021·歷城區(qū)模擬)釀酒酵母(一種酵母菌)在無(wú)氧條件下可以將木糖轉(zhuǎn)化為乙醇。首先，木糖還原酶利用NADPH(還原性輔酶Ⅱ)轉(zhuǎn)化木糖為木糖醇，然后木糖醇脫氫酶利用NAD＋(輔酶Ⅰ)轉(zhuǎn)化木糖醇為木酮糖，后者進(jìn)一步在其他條件下轉(zhuǎn)化為乙醇?？茖W(xué)家利用蛋白質(zhì)工程對(duì)相關(guān)酶進(jìn)行改造，顯著提高了乙醇的產(chǎn)量。下列相關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．NADPH供氫給木糖后不會(huì)轉(zhuǎn)化為NAD＋B．若兩種酶的比例不平衡，可能會(huì)造成木糖醇積累C．釀酒酵母的線(xiàn)粒體在無(wú)氧條件下基本不發(fā)揮作用D．科學(xué)家對(duì)相關(guān)酶改造的過(guò)程中，需要合成全新的基因解析：DNADPH供氫給木糖后轉(zhuǎn)化為NADP＋，A正確；根據(jù)題干信息，“木糖還原酶利用NADPH(還原性輔酶Ⅱ)轉(zhuǎn)化木糖為木糖醇，然后木糖醇脫氫酶利用NAD＋(輔酶Ⅰ)轉(zhuǎn)化木糖醇為木酮糖，后者進(jìn)一步在其他條件下轉(zhuǎn)化為乙醇”可知，若兩種酶的比例不平衡，可能會(huì)造成木糖醇積累，B正確；釀酒酵母在無(wú)氧條件下進(jìn)行無(wú)氧呼吸，場(chǎng)所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)，線(xiàn)粒體基本不發(fā)揮作用，C正確；科學(xué)家對(duì)相關(guān)酶改造的過(guò)程中，需要將基因進(jìn)行改造，而不是合成全新的基因，D錯(cuò)誤。6．(2021·威海市期末)下列與“DNA的粗提取與鑒定”實(shí)驗(yàn)相關(guān)的說(shuō)法，錯(cuò)誤的是()A．研磨液中應(yīng)加入DNA酶的抑制劑，以防細(xì)胞破碎后DNA酶降解DNAB．研磨時(shí)需要控制好時(shí)間，以防影響DNA的提取量C．鑒定時(shí)加入二苯胺試劑后沸水浴即可觀察到較為明顯的顯色反應(yīng)D．鑒定時(shí)溶液藍(lán)色的深淺與DNA含量的多少有關(guān)解析：CDNA主要存在于細(xì)胞核中，DNA酶能降解DNA，研磨液中應(yīng)含有DNA酶抑制劑，DNA酶抑制劑能防止細(xì)胞破碎后DNA酶降解DNA，A正確；由于研磨時(shí)，細(xì)胞結(jié)構(gòu)會(huì)破裂，DNA可能會(huì)被細(xì)胞中的DNA酶降解，從而使DNA含量減少，因此研磨時(shí)需要控制好時(shí)間，以防影響DNA的提取量，B正確；鑒定時(shí)加入二苯胺試劑混合均勻后，將試管置于沸水中加熱5min，待試管冷卻后，可觀察到較為明顯的顯色反應(yīng)，C錯(cuò)誤；在沸水浴的條件下，DNA遇二苯胺會(huì)被染成藍(lán)色，用二苯胺試劑鑒定DNA時(shí)，溶液藍(lán)色的深淺能反映DNA的含量多少，D正確。二、多項(xiàng)選擇題7．(2021·泰安模擬)經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，PVY-CP基因位于某種環(huán)狀DNA分子中。將PVY-CP基因?qū)腭R鈴薯，使之表達(dá)即可獲得抗PVY病毒的馬鈴薯。如圖表示構(gòu)建基因表達(dá)載體的過(guò)程，相關(guān)酶切位點(diǎn)如下表。以下說(shuō)法正確的是()A．推測(cè)Klenow酶的功能與DNA聚合酶類(lèi)似B．由步驟③獲取的目的基因有1個(gè)黏性末端C．步驟④應(yīng)選用的限制酶是BamHⅠ和SmaⅠD．NPTⅡ基因可能是用于篩選的標(biāo)記基因解析：ABD由圖可知，步驟②中用Klenow酶處理后，黏性末端變成平末端，說(shuō)明Klenow酶能催化DNA鏈的合成，從而將DNA片段的黏性末端變成平末端，故Klenow酶的功能與DNA聚合酶類(lèi)似，A正確；經(jīng)過(guò)步驟③后，目的基因(PVY-CP)的一側(cè)是BamHⅠ切割形成的黏性末端，另一側(cè)是平末端，B正確；目的基因有一個(gè)黏性末端和一個(gè)平末端，且質(zhì)粒是順時(shí)針轉(zhuǎn)錄，所以步驟④中應(yīng)該使用的限制酶是BglⅡ、SmaⅠ，C錯(cuò)誤；NPTⅡ基因可能是用于篩選的標(biāo)記基因，D正確。8．(2021·大連模擬)轉(zhuǎn)基因小鼠腫瘤模型的建立為腫瘤研究帶來(lái)了巨大變化，轉(zhuǎn)基因動(dòng)物模型也成為致癌性研究的重要選擇之一，應(yīng)用轉(zhuǎn)基因小鼠模型進(jìn)行化學(xué)物質(zhì)致癌性研究越來(lái)越受到重視和認(rèn)可。目前，精子載體法逐漸成為最具誘惑力的制備轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的方法之一。該方法以精子作為外源基因載體，使精子攜帶外源基因進(jìn)入卵細(xì)胞。如圖表示利用該方法制備轉(zhuǎn)基因鼠的基本流程。下列說(shuō)法正確的是()A．PCR擴(kuò)增外源基因時(shí)，應(yīng)根據(jù)外源基因設(shè)計(jì)引物堿基序列B．導(dǎo)入外源基因的精子與卵細(xì)胞結(jié)合即可完成轉(zhuǎn)化C．②采用體外受精技術(shù)，受精的標(biāo)志是觀察到兩個(gè)極體D．②③過(guò)程所用培養(yǎng)液的成分相同且都加入動(dòng)物血清解析：ACPCR擴(kuò)增外源基因時(shí)，應(yīng)根據(jù)外源基因設(shè)計(jì)引物堿基序列，A正確；將外源基因?qū)刖雍蠹纯赏瓿赊D(zhuǎn)化，B錯(cuò)誤；②采用體外受精技術(shù)，受精的標(biāo)志是在卵黃膜和透明帶之間觀察到兩個(gè)極體，C正確；②為體外受精過(guò)程，③為早期胚胎培養(yǎng)過(guò)程，前者在獲能溶液或?qū)Ｓ玫氖芫芤褐羞M(jìn)行，后者在發(fā)育培養(yǎng)基中進(jìn)行，這兩個(gè)過(guò)程所用培養(yǎng)液的成分不完全相同，D錯(cuò)誤。9．(2021·丹東二模)胰島素用于治療糖尿病，但胰島素注射后易在皮下堆積，需較長(zhǎng)時(shí)間才能進(jìn)入血液，進(jìn)入血液后又易被分解，因此治療效果受到影響。如圖是新的速效胰島素的生產(chǎn)過(guò)程，有關(guān)敘述正確的是()A．新的胰島素的產(chǎn)生是依據(jù)基因工程原理完成的B．新的胰島素生產(chǎn)過(guò)程中不涉及中心法則C．新的胰島素產(chǎn)生過(guò)程中最困難的一步是由胰島素分子結(jié)構(gòu)推測(cè)氨基酸序列D．若用大腸桿菌生產(chǎn)新的胰島素，常用Ca2＋處理大腸桿菌解析：ACD生產(chǎn)新的胰島素屬于蛋白質(zhì)工程，是依據(jù)基因工程原理完成的，A正確；新的胰島素生產(chǎn)過(guò)程中涉及中心法則，B錯(cuò)誤；新的胰島素生產(chǎn)過(guò)程中最關(guān)鍵也是最困難的一步是由胰島素分子結(jié)構(gòu)推測(cè)氨基酸序列，C正確；若要利用大腸桿菌生產(chǎn)新的胰島素，常用Ca2＋處理大腸桿菌以導(dǎo)入修飾改造好的胰島素基因，D正確。三、非選擇題10．(2021·菏澤二模)大麗輪枝菌(一種絲狀真菌)是引起棉花黃萎病的主要病原菌。為觀察大麗輪枝菌對(duì)棉花根的侵染路徑，研究人員利用綠色熒光蛋白基因(sGFP)轉(zhuǎn)染大麗輪枝菌，培育出表達(dá)綠色熒光蛋白的轉(zhuǎn)基因菌株，主要過(guò)程如圖(圖中a鏈和b鏈分別是相應(yīng)基因轉(zhuǎn)錄模板鏈)。分析回答：(1)研究者將獲得的sGFP基因利用PCR技術(shù)擴(kuò)增，該過(guò)程需設(shè)計(jì)合適的引物。設(shè)計(jì)引物時(shí)需已知____________________________，為便于進(jìn)行后續(xù)操作還需在引物中添加限制酶的識(shí)別序列，圖中b鏈的黏性末端堿基序列(5′→3′)為_(kāi)___________。PCR擴(kuò)增時(shí)需要設(shè)計(jì)2種引物，其原因是________________________________________________________。PCR技術(shù)操作步驟中包括兩次升溫和一次降溫，其中降溫的目的是_______________________。(2)利用圖示目的基因和質(zhì)粒構(gòu)建重組質(zhì)粒，選用限制酶HindⅢ和BamHⅠ切割，優(yōu)點(diǎn)是__________________________________________________________。(3)過(guò)程③要初步篩選出導(dǎo)入重組質(zhì)粒的農(nóng)桿菌，要在含有__________________的培養(yǎng)基中進(jìn)行培養(yǎng)。(4)用sGFP基因作為探針可檢測(cè)轉(zhuǎn)基因大麗輪枝菌中是否含有______________，最終通過(guò)檢測(cè)_________________________________篩選出綠色熒光蛋白旺盛表達(dá)的大麗輪枝菌。解析：(1)PCR擴(kuò)增sGFP的原理是雙鏈DNA半保留復(fù)制，由于DNA兩條鏈反向平行，且DNA聚合酶只能使新合成的DNA子鏈從5′→3′方向延伸，所以該過(guò)程需要根據(jù)sGFP兩端(3′端)的核苷酸(或堿基)序列設(shè)計(jì)特異性引物序列，設(shè)計(jì)引物時(shí)需已知sGFP基因兩端的核苷酸序列。由于質(zhì)粒大片段是利用HindⅢ和BamHⅠ共同切割得到的，所以b鏈5′是利用HindⅢ切割形成的黏性末端，根據(jù)HindⅢ識(shí)別的堿基序列可知，圖中b鏈的黏性末端堿基序列(5′→3′)為AGCT。基因由兩條反向平行的鏈構(gòu)成，且都作模板，DNA聚合酶不能從頭開(kāi)始合成DNA，而只能從3′端延伸DNA鏈，因此需要兩種引物，分別結(jié)合在DNA兩條鏈兩端，PCR升溫過(guò)程的目的是使DNA雙鏈解旋開(kāi)，降溫的目的是使引物和模板鏈結(jié)合。(2)使用不同種限制酶切割目的基因和質(zhì)粒，可以產(chǎn)生不同的黏性末端，防止目的基因和載體反向連接，自身環(huán)化。(3)據(jù)圖可知，質(zhì)粒上的標(biāo)記基因?yàn)槌泵顾乜剐曰?，為了篩選出已導(dǎo)入重組質(zhì)粒的農(nóng)桿菌，應(yīng)將農(nóng)桿菌培養(yǎng)在含有潮霉素的培養(yǎng)基中。(4)檢測(cè)目的基因是否導(dǎo)入受體細(xì)胞并在受體中表達(dá)，可采用DNA分子雜交技術(shù)，即用sGFP目的基因做探針，可檢測(cè)轉(zhuǎn)基因大麗輪枝菌中是否含有sGFP基因和sGFP基因的mRNA。轉(zhuǎn)基因成功的標(biāo)志是形成目的基因的產(chǎn)物，所以最終可通過(guò)檢測(cè)大麗輪枝菌菌絲細(xì)胞中綠色熒光強(qiáng)度，以篩選出綠色熒光蛋白旺盛表達(dá)的大麗輪枝菌。答案：(1)sGFP基因兩端的核苷酸序列AGCT基因由兩條反向平行的鏈構(gòu)成，且都作模板，其上堿基序列不同使引物和模板鏈結(jié)合(2)產(chǎn)生不同的黏性末端，防止目的基因和載體反向連接，自身環(huán)化(3)潮霉素(4)sGFP基因和sGFP基因的mRNA大麗輪枝菌菌絲細(xì)胞中綠色熒光強(qiáng)度11．(2021·煙臺(tái)二模)長(zhǎng)期高血糖可引發(fā)血管細(xì)胞衰老?？蒲腥藛T為研究S蛋白在因高血糖引發(fā)的血管細(xì)胞衰老中的作用，以腺病毒為載體將編碼S蛋白的S基因?qū)胙芗?xì)胞，實(shí)現(xiàn)S蛋白在血管細(xì)胞中的大量表達(dá)。(1)腺病毒的遺傳物質(zhì)為DNA，其復(fù)制需要E1、E2、E3基因共同完成。為將S基因?qū)胂俨《?，科研人員首先構(gòu)建了含S基因的重組質(zhì)粒，如圖1所示。在構(gòu)建含S基因的重組質(zhì)粒時(shí)，通過(guò)________________________________________的方法可鑒定重組質(zhì)粒是否插入了S基因。將圖1中含S基因的重組質(zhì)粒用__________酶切割后，獲得改造后的腺病毒DNA；將其導(dǎo)入A細(xì)胞(A細(xì)胞含有E3基因，可表達(dá)E3蛋白)，如圖2所示。腺病毒DNA在A細(xì)胞內(nèi)能夠________________________________________，從而產(chǎn)生大量重組腺病毒，腺病毒進(jìn)入宿主細(xì)胞后不整合到宿主細(xì)胞染色體上。(2)綜合上述信息，從生物安全性角度分析重組腺病毒載體的優(yōu)點(diǎn)：___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(寫(xiě)出2點(diǎn))。(3)用含S基因的重組腺病毒分別感染正常人及糖尿病患者的血管細(xì)胞，使S蛋白在血管細(xì)胞中大量表達(dá)。對(duì)正常人、糖尿病患者及二者轉(zhuǎn)入S基因后血管細(xì)胞中能促進(jìn)細(xì)胞衰老的Ⅰ蛋白進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果如圖3所示(顏色越深代表表達(dá)量越高)?？捎胈_____________方法檢測(cè)Ⅰ蛋白的表達(dá)量：實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示____________血管細(xì)胞中Ⅰ蛋白表達(dá)量最高，推測(cè)S蛋白對(duì)高血糖引發(fā)的血管細(xì)胞衰老的作用及機(jī)制是__________________________________。解析：(1)在構(gòu)建含S基因的重組質(zhì)粒時(shí)，通過(guò)設(shè)計(jì)S基因特異的引物進(jìn)行PCR的方法可鑒定重組質(zhì)粒是否插入了S基因。根據(jù)圖1中限制酶切割位點(diǎn)可知，圖1中含S基因的重組質(zhì)粒用PacⅠ酶切割后，獲得改造后的腺病毒DNA；腺病毒DNA在A細(xì)胞內(nèi)能夠復(fù)制并指導(dǎo)腺病毒外殼蛋白的合成從而產(chǎn)生大量重組腺病毒，腺病毒進(jìn)入宿主細(xì)胞后不整合到宿主細(xì)胞染色體上。(2)綜合上述信息，從生物安全性角度分析重組腺病毒載體的優(yōu)點(diǎn)是重組腺病毒只能在A細(xì)胞中復(fù)制，即使侵染其他細(xì)胞，也不能復(fù)制；重組腺病毒進(jìn)入宿主細(xì)胞后不整合到宿主細(xì)胞染色體上；腺病毒是人工改造的載體，不含致病基因。(3)檢測(cè)Ⅰ蛋白的表達(dá)量可用抗原—抗體雜交的方法，圖2中顯示糖尿病患者血管細(xì)胞中Ⅰ蛋白表達(dá)量最高，推測(cè)S蛋白對(duì)高血糖引發(fā)的血管細(xì)胞衰老的作用及機(jī)制是S蛋白通過(guò)降低Ⅰ蛋白的含量，抑制高血糖引發(fā)的血管細(xì)胞衰老。答案：(1)設(shè)計(jì)S基因特異的引物進(jìn)行PCR(或用S基因特異序列作為探針進(jìn)行核酸分子雜交)PacⅠ復(fù)制并指導(dǎo)腺病毒外殼蛋白的合成(2)重組腺病毒只能在A細(xì)胞中復(fù)制，即使侵染其他細(xì)胞，也不能復(fù)制；重組腺病毒進(jìn)入宿主細(xì)胞后不整合到宿主細(xì)胞染色體上；腺病毒是人工改造的載體，不含致病基因(3)抗原—抗體雜交糖尿病患者(或2組)S蛋白通過(guò)降低Ⅰ蛋白的含量，抑制高血糖引發(fā)的血管細(xì)胞衰老12．(2021·濟(jì)寧模擬)基因X的表達(dá)產(chǎn)物可保護(hù)損傷的神經(jīng)細(xì)胞?？茖W(xué)家構(gòu)建了含X的基因表達(dá)載體(圖1)，并導(dǎo)入到大鼠神經(jīng)干細(xì)胞中，用于干細(xì)胞基因治療的研究。請(qǐng)據(jù)此回答下列問(wèn)題：(1)構(gòu)建含X的基因表達(dá)載體時(shí)，應(yīng)選擇圖1中的_________