2024-2025學年高二生物人教版選擇性必修3同步練習 第3章 第2節(jié) 第1課時 目的基因的篩選與獲取和基因表達載體的構建

第2節(jié)基因工程的基本操作程序第1課時目的基因的篩選與獲取和基因表達載體的構建課標內容(1)闡明基因工程的原理和基本操作程序。(2)嘗試進行PCR的基本操作并用電泳鑒定PCR的產(chǎn)物。知識點1目的基因的篩選與獲取1.培育轉基因抗蟲棉的四個步驟(1)目的基因的篩選與獲取。(2)基因表達載體的構建。(3)將目的基因導入受體細胞。(4)目的基因的檢測與鑒定。2.篩選合適的目的基因3.獲取目的基因的方法4.利用PCR獲取和擴增目的基因(1)PCR的含義：PCR是聚合酶鏈式反應的縮寫，它是一項根據(jù)DNA半保留復制的原理，在體外提供參與DNA復制的各種組分與反應條件，對目的基因的核苷酸序列進行大量復制的技術。(2)基本條件(3)過程基于PCR的過程，完成下列問題：過程Ⅰ為變性，該階段的溫度為90__℃以上，目的是使雙鏈DNA解聚為單鏈。過程Ⅱ為復性，該階段的溫度為50__℃左右，兩種引物通過堿基互補配對與兩條單鏈DNA結合。過程Ⅲ為延伸，該階段的溫度為72__℃左右，該過程需要在耐高溫的DNA聚合酶的催化下，利用4種脫氧核苷酸為原料，根據(jù)堿基互補配對原則從子鏈的3′端延伸合成新的子鏈DNA。(4)儀器：PCR擴增儀(RCR儀)。(5)PCR產(chǎn)物的鑒定方法：瓊脂糖凝膠電泳。知識點2基因表達載體的構建1.構建基因表達載體的目的(1)使目的基因在受體細胞中穩(wěn)定存在，并且遺傳給下一代。(2)使目的基因能夠表達和發(fā)揮作用。2.基因表達載體的組成3.基因表達載體的構建過程(1)首先用一定的限制酶切割載體。(2)然后用同種限制酶或能產(chǎn)生相同末端的限制酶切割含有目的基因的DNA片段。(3)再利用DNA連接酶將目的基因片段拼接到載體的切口處(如圖所示)。(1)從已知結構和功能清晰的基因中篩選目的基因是獲取目的基因的一種有效方法。(√)(2)Taq酶是用PCR儀對DNA分子擴增過程中常用的一種耐高溫的DNA連接酶。(×)提示：Taq酶是耐高溫的DNA聚合酶。(3)基因表達載體中啟動子是DNA聚合酶識別和結合的部位。(×)提示：啟動子是RNA聚合酶識別和結合的部位。(4)PCR擴增技術中，需用解旋酶使雙鏈DNA解聚。(×)提示：不需要解旋酶。(5)DNA聚合酶能夠從引物的5′端開始連接脫氧核苷酸。(×)提示：3′端。一、利用PCR獲取和擴增目的基因【情境探疑】圖1、圖2分別是PCR擴增技術相關過程，請思考回答下列問題：(1)請完善圖1中的信息。(2)高溫變性的目的是使雙鏈DNA解聚為單鏈。(3)PCR所需引物是依據(jù)目的基因的一段已知序列設計而成的，圖1中引物A與引物B不同(填“相同”或“不同”)，其在PCR過程中不能(填“能”或“不能”)重復利用。(4)DNA復制時為什么需要引物？提示：在DNA擴增時，DNA聚合酶不能從頭開始合成DNA，只能從引物的3′端延伸DNA鏈，因此DNA復制時應加入兩種引物。(5)圖1所示利用PCR技術擴增目的基因，從第幾輪循環(huán)才會產(chǎn)生完整的目的基因(可用相關圖解解釋)?提示：第3輪，如圖所示：(6)圖2是某同學設計的兩組引物(只標注了部分堿基序列)都不合理，請分別說明理由。提示：第1組：引物Ⅰ和引物Ⅱ局部發(fā)生堿基互補配對而失效。第2組：引物Ⅰ′自身折疊后會出現(xiàn)局部堿基互補配對而失效。(7)要保證目的基因能與載體相連接，還要對引物進行什么操作？提示：要在兩種引物的5′端分別添加上限制酶的識別序列。(8)如果循環(huán)n次，則共需消耗多少對引物？提示：共需消耗(2n－1)對引物。1.引物DNA復制時，DNA聚合酶不能從DNA模板鏈的一端直接開始合成子鏈，而是需要從引物的3′端開始連接脫氧核苷酸，形成DNA子鏈。因此進行PCR擴增的前提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列來合成引物。(1)引物的本質：引物是一小段能與DNA母鏈的一段堿基序列互補配對的短單鏈核酸，既可以是DNA單鏈，也可以是RNA單鏈。細胞內的DNA進行復制時，也需要引物，一般是RNA片段。(2)引物的長度：用于PCR的引物長度通常為20～30個核苷酸。(3)一個PCR反應所需引物的種類：2種。DNA的兩條鏈是反向平行的，2種引物要分別與兩條模板鏈結合。2.PCR所需要的原料在PCR過程中實際加入的為dNTP，即脫氧核糖核苷三磷酸，包括dATP、dGTP、dTTP、dCTP。其分子結構為：既可作為合成DNA子鏈的原料，又可為DNA的合成提供能量。3.生物體內DNA復制與PCR技術的比較【典例應用】例1下列有關體內DNA復制與PCR技術比較的敘述，錯誤的是()A.二者子鏈的延伸方向相同，均為5′端→3′端B.二者均需要解旋酶破壞氫鍵來實現(xiàn)解旋C.體內DNA復制需要能量，PCR反應也需要能量D.二者遵循的堿基互補配對原則相同答案B解析DNA體內復制與利用PCR技術擴增DNA時，子鏈的延伸方向相同，均為5′端→3′端，A正確；PCR擴增中雙鏈DNA解開不需要解旋酶，在高溫條件下氫鍵斷裂，B錯誤；DNA體內復制與利用PCR擴增DNA時都需要能量，但兩者所需能量來源不同，C正確；DNA體內復制與利用PCR擴增DNA時，遵循的堿基互補配對原則相同，D正確。例2(2023·山東濟寧高二檢測)通過咽拭子取樣進行RT－PCR技術檢測是臨床上診斷新冠病毒感染疑似患者的常用方法，用于核酸檢測的RT－PCR試劑盒的部分工作原理簡圖如圖所示：(1)RT－PCR是指以病毒的RNA為模板通過________過程合成cDNA，并對cDNA進行PCR擴增的過程。利用RT－PCR試劑盒對新冠病毒進行檢測時，除借助上述RT－PCR技術外，還需要有特異性探針，利用該探針對新冠病毒進行核酸檢測方法是____________。若用RT－PCR技術擴增胰島素基因，應選擇________細胞提取RNA。(2)PCR與體內DNA復制相比，不需要________酶。利用PCR技術擴增目的基因的前提是_________________________________________________________。(3)若將1個DNA分子拷貝10次，則需要在緩沖液中至少加入________個引物。(4)PCR反應中的每次循環(huán)可分為變性、復性、________三步，其中復性的結果是____________________________________________________________________。答案(1)逆轉錄PCR等技術胰島B(2)解旋有一段已知目的基因的核苷酸序列作為模板，以便合成引物(3)211－2(4)延伸兩種引物通過堿基互補配對與兩條單鏈DNA結合解析(1)以RNA為模板合成cDNA的過程為逆轉錄過程，該過程需要逆轉錄酶的參與；探針是指被放射性同位素標記或熒光標記的一段單鏈核酸，因此制作該探針的依據(jù)是新冠病毒的核苷酸序列，利用該探針對新冠病毒進行檢測的方法是PCR等技術。PT－PCR技術首先是以RNA為模板合成cDNA，因此應選擇胰島B細胞提取RNA。(2)PCR技術是利用DNA在高溫條件下解開雙鏈，因此與體內DNA復制相比，不需要解旋酶。利用PCR技術擴增目的基因的前提是有一段已知目的基因的核苷酸序列作為模板，以便根據(jù)這一序列合成引物。(3)PCR技術大量擴增目的基因時，緩沖液中需要加入的引物個數(shù)即為新增單鏈數(shù)＝2·2n－2，因此，若將1個DNA分子拷貝10次，則需要在緩沖液中至少加入2·210－2＝211－2個引物。(4)PCR反應中的每次循環(huán)可分為變性、復性、延伸三步，其中復性的結果是兩種引物通過堿基互補配對與兩條單鏈DNA結合。用PCR可以擴增mRNA嗎？提示：mRNA不可以直接擴增，需要將它逆轉錄成cDNA再進行擴增。由mRNA逆轉錄形成cDNA的過程是：①逆轉錄酶以RNA為模板合成一條與RNA互補的DNA鏈，形成RNA—DNA雜交分子。②用一定的方法降解RNA—DNA雜交分子中的RNA鏈，使之變成單鏈DNA，即cDNA。二、基因表達載體的構建【情境探疑】目的基因導入受體細胞之前，需構建基因表達載體，圖甲、乙表示質粒及目的基因所在DNA片段，圖中箭頭表示相關限制酶的切割位點。(1)構建基因表達載體時需要使用的工具酶為限制酶和DNA連接酶。(2)用圖中質粒和DNA構建基因表達載體時，不能使用SmaⅠ切割，原因是SmaⅠ會破壞質粒的抗生素抗性基因和外源DNA中的目的基因。(3)構建基因表達載體時，可用EcoRⅠ同時切割質粒和DNA，但會導致目的基因和質粒的自身環(huán)化、目的基因不能定向連接等問題，為避免以上問題出現(xiàn)，應使用BamHⅠ和HindⅢ(或EcoRⅠ和Hind__Ⅲ)兩種限制酶。(4)構建好的基因表達載體在目的基因前要加上啟動子，其是RNA聚合酶識別和結合的部位。限制酶的選擇技巧(1)根據(jù)目的基因兩端的限制酶切割位點確定限制酶的種類①應選擇切割位點位于目的基因兩端的限制酶，如圖甲可選擇PstⅠ。②不能選擇切割位點位于目的基因內部的限制酶，如圖甲不能選擇SmaⅠ。③為避免目的基因和質粒的自身環(huán)化和隨意連接，也可使用不同的限制酶切割目的基因和質粒，如圖甲也可選擇用PstⅠ和EcoRⅠ兩種限制酶(但要確保質粒上也有這兩種酶的切割位點)。(2)根據(jù)質粒的特點確定限制酶的種類(3)根據(jù)Ti質粒的T-DNA片段選擇限制酶，下圖中甲、乙、丁的Ti質粒均不宜選取，而丙的Ti質粒宜選取(設切割目的基因的限制酶為XbaⅠ和SacⅠ)?！镜淅龖谩坷?(多選)某實驗小組利用下圖所示的質粒和目的基因來構建基因表達載體，將目的基因導入大腸桿菌細胞并表達。下列敘述正確的是()A.圖中的質粒用酶A切割后，會產(chǎn)生4個游離的磷酸基團B.在構建重組質粒時，可用酶A和酶C切割質粒和目的基因C.成功導入目的基因的大腸桿菌可在含四環(huán)素的培養(yǎng)基中生長D.若用酶B和酶C切割，可以避免質粒的自身環(huán)化答案AD解析限制酶每一次切割后會得到兩個黏性末端，會有2個游離的磷酸基團，而圖中的質粒含有2個酶A的切割位點，則會產(chǎn)生4個游離的磷酸基團，A正確；在構建重組質粒時，可用酶B和酶C切割質粒和目的基因，假如用酶A切割質粒會破壞兩個標記基因，B錯誤；用酶B和酶C切割質粒時四環(huán)素抗性基因被破壞，成功導入目的基因的大腸桿菌可在含氨芐青霉素的培養(yǎng)基中生長，C錯誤；用酶B和酶C兩種限制酶切割可以避免目的基因和質粒自身環(huán)化和兩者之間的反向連接等問題，D正確。例4(2023·天津濱海新區(qū)期末)下列關于基因表達載體構建的敘述，錯誤的是()A.啟動子是RNA聚合酶識別和結合的位點，組成它的基本單位是脫氧核苷酸B.基因表達載體的組成包括目的基因、啟動子、終止密碼子、標記基因等組件C.人工構建的誘導型啟動子，當誘導物存在時，可激活或抑制目的基因的表達D.由于受體細胞不同，基因表達載體的構建也有所差別答案B解析啟動子在基因的首段，它是RNA聚合酶識別和結合的位點，組成它的基本單位是脫氧核苷酸，A正確；基因表達載體的組成包括目的基因、啟動子、終止子、標記基因等組件，B錯誤；人工構建的誘導型啟動子，當誘導物存在時，可激活或抑制目的基因的表達，C正確；由于受體細胞有植物、動物以及微生物之分，以及目的基因導入受體細胞的方法不同，因此基因表達載體的構建是不完全相同的，D正確。例5(2023·天津濱海新區(qū)高二期末)基因工程中，需使用特定的限制性內切核酸酶切割目的基因和質粒，便于重組和篩選。已知限制性內切核酸酶Ⅰ的識別序列和切割位點是—G↓GATCC—，限制性內切核酸酶Ⅱ的識別序列和切割位點是—↓GATC—，根據(jù)圖示分析下列敘述正確的是()A.質粒用限制性內切核酸酶Ⅱ切割，目的基因用限制性內切核酸酶Ⅰ切割B.用限制性內切核酸酶切割獲得目的基因時，有四個磷酸二酯鍵被水解C.限制性內切核酸酶Ⅰ和限制性內切核酸酶Ⅱ切割后獲得的黏性末端不同D.質粒中標記基因的作用是便于篩選出目的基因已經(jīng)表達的細胞答案B解析限制性內切核酸酶Ⅱ能識別限制性內切核酸酶Ⅰ的識別序列，限制性內切核酸酶Ⅰ不能識別限制性內切核酸酶Ⅱ的識別序列；要將目的基因從該DNA鏈中提取出來，需要在目的基因左右切開，所以要用限制性內切核酸酶Ⅱ；質粒不能用限制性內切核酸酶Ⅱ，若用該酶切割，質粒的兩個標記基因均被破壞，A錯誤；由于DNA是雙鏈，用限制性內切核酸酶Ⅱ將目的基因左右切開時，有四個磷酸二酯鍵被水解，B正確；限制性內切核酸酶Ⅰ和限制性內切核酸酶Ⅱ切割產(chǎn)生的黏性末端相同，C錯誤；質粒中標記基因的作用是用來篩選含有目的基因的受體細胞的，D錯誤。思維導圖晨讀必背1.PCR是聚合酶鏈式反應的縮寫，該技術的原理是DNA半保留復制。2.PCR反應進行的條件有緩沖溶液、DNA模板、2種引物、4種脫氧核苷酸、耐高溫的DNA聚合酶、溫度條件等。3.PCR擴增的過程：變性→復性→延伸。4.在構建基因表達載體時，首先會用一定的限制酶切割載體，然后再用同種限制酶或能產(chǎn)生相同末端的限制酶切割含有目的基因的DNA片段；再利用DNA連接酶連接形成重組DNA分子。隨堂檢測1.下列關于PCR反應體系中所加物質作用的敘述，錯誤的是()A.耐高溫的DNA聚合酶用于催化DNA子鏈的合成B.引物使TaqDNA聚合酶能從引物的5′端延伸DNA鏈C.目標DNA的雙鏈用作合成DNA復制的模板D.四種脫氧核苷酸為PCR提供原料答案B解析通過PCR技術擴增目的基因時，需要用耐高溫的DNA聚合酶催化單個脫氧核苷酸聚合形成DNA子鏈，A正確；在復制時，引物與DNA母鏈通過堿基互補配對結合后，TaqDNA聚合酶從引物的3′端開始延伸DNA鏈，因此DNA合成方向總是從子鏈的5′端向3′端延伸，B錯誤；PCR技術的原理是DNA半保留復制，DNA復制時兩條鏈均作為復制的模板，C正確；DNA合成的原料是四種脫氧核苷酸，D正確。2.如圖是基因工程中基因表達載體的模式圖，若結構X是表達載體所必需的，則X最可能是()A.目的基因插入位點 B.啟動子C.標記基因 D.DNA聚合酶識別位點答案B解析基因表達載體由啟動子、終止子、標記基因、復制原點和目的基因等組成。題圖中有終止子、標記基因(抗生素抗性基因)、目的基因、復制原點等，還缺少啟動子。啟動子位于基因的上游，所以X最可能是啟動子，B正確。3.在核酸分子雜交技術中，常常使用已知序列的單鏈核酸片段作為探針(探針是指以放射性同位素、生物素或熒光染料等進行標記的已知核苷酸序列的核酸片段)。為了獲得B鏈作探針，可應用PCR技術進行擴增，應選擇的引物種類是()A.引物1與引物2 B.引物3與引物4C.引物2與引物3 D.引物1與引物4答案C解析要獲得B鏈，根據(jù)PCR中子鏈延伸方向為5′到3′，則需選擇引物2與引物3進行擴增，故選C。4.(2023·海南中學高三一模)PCR是聚合酶鏈式反應的縮寫，下圖表示PCR的過程，下列敘述錯誤的是()A.反應體系中需加入耐高溫的DNA聚合酶，該酶在B過程起作用B.引物a和引物b的長度應適宜，且相互之間不能發(fā)生堿基互補配對C.PCR是體外進行的DNA擴增，PCR擴增遵循DNA半保留復制原則D.A過程通過高溫破壞DNA分子中的氫鍵，使雙鏈DNA解聚為單鏈答案A解析反應體系中需加入耐高溫的DNA聚合酶，該酶的作用是催化合成DNA子鏈，在C過程中起作用，A錯誤；引物是一小段能與DNA母鏈的一段堿基序列互補配對的短單鏈核酸，用于PCR的引物長度通常為20～30個核苷酸，且引物之間不能發(fā)生堿基互補配對，否則引物之間會配對形成雙鏈核酸從而失去作用，B正確；PCR是體外進行DNA擴增的技術，根據(jù)題圖可知，PCR擴增遵循DNA半保留復制原則，C正確；A過程為DNA變性過程，該過程通過高溫破壞DNA分子中的氫鍵，當溫度上升到90℃以上時，雙鏈DNA解聚為單鏈，D正確。5.(多選)(2023·遼寧六校聯(lián)考)DNA疫苗是指將編碼保護性抗原蛋白的基因(如圖甲)插入適宜的質粒(如圖乙)中得到的重組DNA分子，將其導入人體內，在人體細胞內表達的產(chǎn)物可直接誘導機體產(chǎn)生免疫應答?？蛇x擇的限制酶分別是BglⅡ、EcoRⅠ和Sau3AⅠ。下列分析正確的是()A.構建DNA疫苗時，可用BglⅡ和Sau3AⅠ切割目的基因和質粒B.若用EcoRⅠ切割質粒，產(chǎn)生的DNA片段具有黏性末端C.用EcoRⅠ切割目的基因和質粒，再用DNA連接酶連接，會產(chǎn)生多種連接產(chǎn)物D.圖乙質粒用EcoRⅠ切割前后，分別含有2個和4個游離的磷酸基團答案ABC解析分析題圖，外源DNA分子和質粒上都含有3種限制酶(BglⅡ、EcoRⅠ和Sau3AⅠ)的切割位點，為了防止目的基因和質粒自身環(huán)化和兩者之間的反向連接，構建DNA疫苗時，可用BglⅡ和Sau3AⅠ切割目的基因和質粒，A正確；EcoRⅠ切割后獲得的是黏性末端，B正確；用EcoRⅠ切割目的基因和質粒，再用DNA連接酶連接，能產(chǎn)生多種連接產(chǎn)物，如目的基因自身環(huán)化、質粒自身環(huán)化、目的基因與質粒正向連接、目的基因與質粒反向連接等，C正確；圖乙質粒用EcoRⅠ切割前為環(huán)狀DNA分子，不含游離的磷酸基團，切割后為鏈狀DNA分子，含有2個游離的磷酸基團，D錯誤。eq\a\vs4\al(課時精練)(時間：30分鐘)【基礎對點】知識點1目的基因的篩選與獲取1.實驗室常用PCR技術對DNA進行體外擴增，下列相關敘述錯誤的是()A.PCR反應中目的基因呈指數(shù)形式擴增B.反應過程包括變性→復性→延伸C.90℃以上時雙鏈DNA的氫鍵斷開D.引物與模板結合后向引物的5′端方向延伸DNA鏈答案D解析引物與模板結合后向引物的3′端方向延伸DNA鏈，D錯誤。2.(2023·北京市十一中學期中)用PCR擴增下面的DNA片段：5′GACCTGTGGAAGC……CATACGGGATTG3′3′CTGGACACCTTCG……GTATGCCCTAAC5′供選擇的引物有：①5′GACCTGTGGAAGC3′②5′CATACGGGATTG3′③5′GTATGCCCTAAC3′④5′CAATCCCGTATG3′共四種，應選擇()A.①② B.②③C.③④ D.①④答案D解析用PCR擴增DNA片段的過程中，在引物作用下，耐高溫的DNA聚合酶從引物3′端開始延伸DNA鏈，即DNA的合成方向是從子鏈的5′端至3′端延伸的，故引物的堿基序列應與每條模板鏈5′端的一段核苷酸鏈的堿基序列相同，即應以模板鏈5′端的一段脫氧核苷酸單鏈片段作為引物；由題干信息分析可知，5′端的堿基序列是5′GACCTGTGGAAGC和5′CAATCCCGTATG，故對應的引物為①5′GACCTGTGGAAGC3′和④5′CAATCCCGTATG3′，D正確，A、B、C錯誤。3.下列關于PCR的敘述，正確的是()A.PCR是體外復制DNA技術，關鍵酶是解旋酶和DNA聚合酶B.DNA聚合酶從引物的5′端開始連接脫氧核苷酸C.第三輪循環(huán)產(chǎn)物中出現(xiàn)位于兩種引物之間的DNA片段D.延伸過程需要酶、ATP和4種核糖核苷酸答案C解析PCR體外復制DNA不需要解旋酶，需要耐高溫的DNA聚合酶，A錯誤；DNA聚合酶從引物的3′端開始連接脫氧核苷酸，B錯誤；第三輪循環(huán)產(chǎn)物中出現(xiàn)位于兩種引物之間的DNA片段，C正確；PCR是在較高溫度條件下進行的，該過程需要耐高溫的DNA聚合酶，且PCR反應的產(chǎn)物是DNA，因此原料是4種游離的脫氧核苷酸，不是核糖核苷酸，D錯誤。4.下列有關獲取目的基因的敘述錯誤的是()A.目的基因就是編碼蛋白質的基因B.篩選和獲取目的基因是基因工程的第一步C.來自蘇云金桿菌的Bt基因可作為轉基因抗蟲棉的目的基因D.序列比對工具的應用為科學家找到合適的目的基因提供了更多的機會答案A解析目的基因主要是指編碼蛋白質的基因，A錯誤；目的基因的篩選與獲取是實施基因工程的第一步，B正確；來自蘇云金桿菌的Bt基因可作為培育轉基因抗蟲棉用到的目的基因，C正確；隨著測序技術的發(fā)展，以及序列數(shù)據(jù)庫和序列比對工具等的應用，越來越多的基因的結構和功能為人們所知，這為科學家找到合適的目的基因提供了更多的機會和可能，D正確。5.(2021·湖北卷，16)某實驗利用PCR技術獲取目的基因，實驗結果顯示除目的基因條帶(引物與模板完全配對)外，還有2條非特異條帶(引物和模板不完全配對)。為了減少反應中非特異條帶的產(chǎn)生，以下措施中有效的是()A.增加模板DNA的量 B.延長熱變性的時間C.延長延伸的時間 D.提高復性的溫度答案D解析PCR過程中，引物和模板不完全配對會形成非特異條帶，增加模板DNA的量不會減少反應中非特異條帶的產(chǎn)生，A錯誤；延長熱變性的時間，有利于雙鏈DNA解聚為單鏈，不能減少反應中非特異條帶的產(chǎn)生，B錯誤；延長延伸的時間，有利于合成新的DNA鏈，但不能減少反應中非特異條帶的產(chǎn)生，C錯誤；在一定溫度范圍內，選擇較高的復性溫度可減少引物和模板間的非特異性結合，D正確。知識點2基因表達載體的構建6.(2023·黑龍江齊齊哈爾期中)基因工程的核心是構建基因表達載體，下列不屬于載體作用的是()A.載體能防止目的基因被受體細胞限制酶“切割”B.載體能協(xié)助目的基因在受體細胞中復制C.載體含有啟動子和終止子協(xié)助目的基因表達D.載體具有標記基因，便于篩選含目的基因的受體細胞答案A解析載體不能防止目的基因被受體細胞限制酶“切割”，A錯誤；載體在受體細胞中能夠穩(wěn)定存在，并且自我復制，使目的基因數(shù)量擴大，B正確；啟動子是RNA聚合酶的識別和結合的位點，能啟動轉錄過程，終止子控制著轉錄的結束，所以載體含有的啟動子和終止子可協(xié)助目的基因的表達，C正確；載體具有標記基因，標記基因便于篩選含有目的基因的受體細胞，D正確。7.(2022·廣西柳州一中月考)下列關于基因表達載體的說法，錯誤的是()A.基因表達載體的構建是基因工程的核心步驟B.基因表達載體包含啟動子、目的基因、終止子、標記基因等C.終止子位于目的基因的下游，能夠終止翻譯過程D.不同的目的基因所需的啟動子不一定相同答案C解析基因表達載體包括啟動子、終止子、目的基因、標記基因等，其中啟動子位于目的基因的上游，是啟動轉錄的一段DNA片段，終止子位于目的基因的下游，能夠終止轉錄過程，B正確，C錯誤；不同的目的基因具有不同的核苷酸序列，其啟動子也不盡相同，D正確。8.(2023·黑龍江哈爾濱期末)蜘蛛絲是天然蛋白纖維，其機械性能高于常用于制作防彈衣的凱夫拉纖維，有廣泛的應用前景。近期，中國科學家利用質粒(如圖)成功構建了蛛絲蛋白基因的重組質粒，并在家蠶絲腺細胞中獲得大量蛛絲蛋白。下列有關說法錯誤的是()A.為防止目的基因自身環(huán)化，可以用限制酶XbaⅠ和SacⅠ來切割目的基因B.構建表達載體時選用蠶絲蛋白基因的啟動子利于基因在家蠶絲腺細胞中表達C.啟動子是RNA聚合酶的識別和結合部位，可以驅動遺傳信息的復制和轉錄D.基因表達載體中的標記基因可以鑒別與選擇含有蛛絲蛋白基因的受體細胞答案C解析用限制酶XbaⅠ和SacⅠ來切割目的基因，可以使目的基因兩端產(chǎn)生不同的黏性末端，防止目的基因自身環(huán)化，A正確；為能從蠶絲腺細胞中提取蛛絲蛋白，基因表達載體中目的基因的上游必須含有使其能在蠶絲腺細胞中轉錄的啟動子，即構建表達載體時選用蠶絲蛋白基因的啟動子利于基因在家蠶絲腺細胞中表達，B正確；啟動子只能驅動基因轉錄，不能驅動其復制，C錯誤；基因表達載體中的標記基因的作用是鑒別與選擇含有蛛絲蛋白基因的受體細胞，D正確。9.(2023·南師附中期初)載體是基因工程中攜帶外源DNA片段(目的基因)進入受體細胞的重要運載工具，常見的載體類型主要有基因克隆載體和基因表達載體。下圖是利用細菌生產(chǎn)人胰島素的基本流程示意圖，下列相關敘述錯誤的是()A.重組載體A、重組載體B分別是基因克隆載體和基因表達載體B.載體A和載體B都必須含有限制酶切割位點、復制原點和標記基因C.必須把目的基因插入重組載體A的啟動子和終止子之間D.培養(yǎng)細菌A和細菌B的培養(yǎng)基在營養(yǎng)成分和功能上有明顯差異答案C解析重組載體A導入受體菌后隨著受體菌的繁殖而擴增，因此是基因克隆載體，而重組載體B導入受體菌后，表達產(chǎn)生胰島素，因此是基因表達載體，A正確；作為運載體必須要具備的條件有：含有限制酶的切割位點(便于目的基因的插入)、復制原點(便于目的基因的擴增)及標記基因(便于篩選含有目的基因的受體細胞)等，因此載體A和載體B都必須含有限制酶切割位點、復制原點和標記基因，B正確；培養(yǎng)細菌A的目的是擴增目的基因，不需要獲得表達產(chǎn)物，因此目的基因不一定要插入重組載體A的啟動子和終止子之間，C錯誤；培養(yǎng)細菌A的目的是擴增目的基因，培養(yǎng)細菌B的目的是獲得胰島素，因此培養(yǎng)兩者的培養(yǎng)基在營養(yǎng)成分和功能上有明顯差異，D正確?！揪C合提升】10.(2023·河南商丘聯(lián)考)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。下列有關PCR技術的敘述正確的是()A.打開DNA雙鏈需依賴解旋酶B.子鏈延伸的方向是3′端→5′端C.所用的引物一定是單鏈DNA分子D.PCR反應需要在一定的緩沖溶液中進行答案D解析在PCR技術中，DNA的解旋是通過控制溫度實現(xiàn)的，超過90℃，雙鏈DNA解聚，A錯誤；DNA聚合酶從引物的3′端開始延伸DNA鏈，因此，DNA的合成方向是從子鏈的5′端向3′端延伸，B錯誤；引物可以是單鏈DNA分子，也可以是單鏈RNA分子，C錯誤；PCR反應需要在一定的緩沖溶液中才能進行，PCR反應的緩沖溶液的作用是給PCR體系提供一個最適反應條件，D正確。11.(多選)下列有關PCR與體內DNA復制的敘述，正確的是()A.都屬于半保留復制B.都需要DNA聚合酶和DNA連接酶C.所需的酶在相同溫度下活性不同D.PCR需要一小段人工合成的DNA或RNA做引物答案ACD解析PCR過程中兩條鏈是單獨、連續(xù)合成的，不像體內DNA復制時，兩條子鏈在同一復制叉中合成，一條鏈不連續(xù)，所以PCR過程不需要DNA連接酶，B錯誤。12.(2023·北京朝陽區(qū)模擬)PCR引物的3′端為結合模板DNA的關鍵堿基，5′端無嚴格限制，可用于添加限制酶酶切位點等。下列敘述正確的是()A.該圖表示PCR循環(huán)中的變性環(huán)節(jié)B.dNTP作為擴增的原料會依次連接到5′端C.耐高溫的DNA聚合酶催化相鄰的兩個dNTP之間形成磷酸二酯鍵D.用圖中引物擴增兩個循環(huán)后即可獲得兩端添加限制酶酶切位點的產(chǎn)物答案C解析圖中引物與模板鏈堿基互補配對，該圖表示PCR循環(huán)中的復性環(huán)節(jié)，A錯誤；DNA聚合酶只能催化脫氧核苷酸連接在3′端，所以dNTP作為擴增的原料會依次連接到3′端，B錯誤；延伸時，在耐高溫的DNA聚合酶催化下，相鄰的dNTP間形成磷酸二酯鍵，C正確；由于兩個引物均不在該片段的端點，因此第一輪循環(huán)后得到的兩個DNA片段中兩條脫氧核苷酸鏈都不等長，第二輪中亦不會出現(xiàn)兩條鏈等長的目的DNA片段，在第三輪循環(huán)產(chǎn)物中開始出現(xiàn)兩條脫氧核苷酸鏈等長的DNA片段，所以第三輪循環(huán)后可獲得兩端添加限制酶酶切位點的目的產(chǎn)物，D錯誤。13.(多選)(2023·山東臨沂高三檢測)某人利用下圖中所示的表達載體獲得了甲、乙、丙三種含有目的基因的重組表達載體。下列有關敘述正確的是()A.這三種重組表達載體中，不能在宿主細胞中表達目的基因產(chǎn)物的是甲、丙B.啟動子是DNA片段，是RNA連接酶識別和結合的部位C.抗生素抗性基因便于重組DNA分子的篩選D.復制原點可以讓重組表達載體擁有自主復制的能力，不會隨細胞分裂被稀釋而最終消失答案ACD解析在基因表達載體中，啟動子位于目的基因的前面，終止子應位于目的基因的后面，這樣基因才能表達，圖中甲和丙均不能在宿主細胞內表達目的基因產(chǎn)物，A正確；啟動子是一段有特殊序列結構的DNA片段，是RNA聚合酶識別和結合的部位，它能驅動基因轉錄出mRNA，B錯誤；載體上的標記基因便于重組DNA分子的篩選，該載體上的標記基因是抗生素抗性基因，C正確。14.(多選)聚合酶鏈式反應(PCR)是一種用于擴增特定DNA片段的分子生物學技術。下列關于PCR引物的敘述正確的是()A.為保證模板鏈與引物結合的效率，兩種引物之間盡量避免存在互補序列B.為了便于將擴增的DNA片段與載體連接，可在引物的3′端加上限制酶識別序列C.在兩種引物上設計加入不同的限制酶識別序列，主要目的是使目的基因定向插入載體并可避免目的基因自身環(huán)化D.復性所需的溫度、時長和延伸所需的溫度、時長均與引物有關答案ACD解析引物之間不應存在互補序列，否則會出現(xiàn)引物與引物配對情況，降低PCR的效率，A正確；引物引導子鏈合成的方向是5′端→3′端，因此為了便于將擴增的DNA片段與載體連接，需要在引物的5′端加上限制酶識別序列，B錯誤；為了便于擴增的DNA片段與載體連接，常在兩條引物上設計加入不同的限制酶識別位點，主要目的是使目的基因能定向插入表達載體，避免目的基因自身環(huán)化，C正確；復性所需的溫度、時長和延伸所需的溫度、時長均與引物有關，D正確。15.基因工程中可以通過PCR技術擴增目的基因?；卮鹣铝袉栴}：(1)生物體細胞內的DNA復制開始時，解開DNA雙鏈的酶是________________。在體外利用PCR技術擴增目的基因時，使反應體系中的模板DNA解鏈為單鏈的條件是______________。上述兩個解鏈過程的共同點是破壞了DNA雙鏈分子中的__________。(2)目前在PCR反應中不使用大腸桿菌DNA聚合酶的主要原因是__________________。(3)含有限制酶的細胞中通常還具有相應的甲基化酶，這兩種酶對DNA分子有相同的作用序列，但具有不同的催化功能。甲基化酶可以對DNA序列進行修飾，使限制酶不能對這一序列進行識別和切割。含有某種限制酶的細胞，可以利用限制酶切割外源DNA，但不破壞細胞自身的DNA，其原因可能有：①________________________________________________________________________________________________________________________________________；②________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)利用PCR擴增目的基因的過程由高溫變性(90℃以上)、低溫復性(50℃左右)、適溫延伸(72℃左右)三個步驟構成一個循環(huán)，為使得DNA聚合酶能夠重復利用，選用的酶應在__________________________