2019高中生物 专题1 基因工程 1.2 基因工程的基本操作程序课堂演练 新人教版选修3.doc

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1、11.21.2 基因工程的基本操作程序基因工程的基本操作程序1基因工程技术也称 DNA 重组技术，其实施必须具备的 4 个必要条件是( )A目的基因、限制酶、载体、受体细胞B工具酶、目的基因、载体、受体细胞C模板 DNA、mRNA、质粒、受体细胞D重组 DNA、RNA 聚合酶、限制酶、DNA 连接酶解析：基因工程的基本工具是限制酶、DNA 连接酶和载体，前两者统称为工具酶；在实际操作中，载体上插入目的基因形成重组载体，然后导入受体细胞。答案：B2下列获取目的基因的方法中需要用到模板链的是( )从基因文库中获取目的基因 利用 PCR 技术扩增目的基因 通过逆转录法获取目的基因 通过 DNA 合成

2、仪利用化学方法直接人工合成目的基因A BC D解析：PCR 技术利用的是 DNA 复制原理，将双链 DNA 之间的氢键打开，变成单链 DNA，作为聚合反应的模板。逆转录法是以目的基因转录成的 mRNA 为模板，在逆转录酶的作用下，先逆转录形成互补的单链 DNA，再合成双链 DNA。均不需要模板。答案：D3将目的基因导入玉米茎尖分生区细胞和小鼠受精卵，应分别采用的方法是( )A显微注射技术 农杆菌转化法B基因枪法 花粉管通道法C农杆菌转化法 显微注射技术D基因枪法 显微注射技术解析：玉米是单子叶植物，对单子叶植物来说，常用的方法是基因枪法；对于动物细胞来说，常用的方法是显微注射技术。答案：D4检

3、测转基因生物染色体 DNA 上是否插入了目的基因的常用方法是( )ADNA 分子杂交技术 B荧光分子标记技术C放射性同位素标记技术 D显微注射技术解析：检测目的基因常采用 DNA 分子杂交技术，即在含有目的基因的 DNA 片段上用放2射性同位素等进行标记，以此作为探针，并使探针与基因组 DNA 杂交，若显示出杂交带，则表明目的基因已插入染色体 DNA 中。答案：A5为了增加菊花花色类型，研究者从其他植物中克隆出花色基因 C(图 1)，拟将其与质粒(图 2)重组，再借助农杆菌导入菊花中。下列操作与实验目的不符的是( )A用限制性核酸内切酶EcoR 和连接酶构建重组质粒B用含基因 C 的农杆菌侵染

4、菊花愈伤组织，将基因 C 导入细胞C在培养基中添加卡那霉素，筛选被转化的菊花细胞D用分子杂交方法检测基因 C 是否整合到菊花染色体上解析：本题主要考查基因工程的相关知识。由于基因 C 两端及质粒上均存在限制酶EcoR 的酶切位点，因此，可采用限制酶EcoR 和 DNA 连接酶构建重组质粒；用含基因C 的农杆菌侵染菊花愈伤组织(即农杆菌转化法)，可以将基因 C 导入细胞；由于质粒上存在潮霉素抗性基因(标记基因)，因此，可以在培养基中添加潮霉素，筛选被转化的菊花细胞，C 项与实验目的不符，选 C；可用分子杂交方法检测基因 C 是否整合到菊花染色体上。答案：C6(2016海南卷)基因工程又称为 DN

5、A 重组技术，回答相关问题：(1)在基因工程中，获取目的基因主要有两大途径，即_和从_中分离。(2)利用某植物的成熟叶片为材料，同时构建 cDNA 文库和基因组文库，两个文库相比，cDNA 文库中含有的基因数目比基因组文库中的少，其原因是_。(3)在基因表达载体中，启动子是_聚合酶识别并结合的部位。若采用原核生物作为基因表达载体的受体细胞，最常用的原核生物是_。(4)将目的基因通过基因枪法导入植物细胞时，常用的携带目的基因的金属颗粒有_和_颗粒。解析：本题主要考查目的基因的获取方法、基因表达载体的构建方法、目的基因导入植物细胞的方法。3(1)在基因工程中，获取目的基因主要有两大途径，既可在核苷

6、酸序列已知的情况下人工合成，也可用限制酶对生物材料的 DNA 切割，再选取。(2)cDNA 文库是由 mRNA 反转录获得的，其中只含有叶细胞已转录(或已表达)的基因，而基因组文库中含有该植物的全部基因。(3)在基因表达载体中，启动子是 RNA 聚合酶识别并结合的部位。若采用原核生物作为基因表达载体的受体细胞，最常用的原核生物是大肠杆菌。(4)将目的基因通过基因枪法导入植物细胞时，常用的携带目的基因的金属颗粒有金粉和钨粉颗粒。答案：(1)人工合成 生物材料(2)cDNA 文库中只含有叶细胞已转录(或已表达)的基因，而基因组文库中含有该植物的全部基因(3)RNA 大肠杆菌(或细菌)(4)金粉 钨

7、粉A 级 基础巩固1下列不属于获取目的基因的方法是( )A利用 DNA 连接酶复制目的基因B反转录法C从基因文库中获取目的基因D利用 PCR 技术扩增目的基因解析：对目的基因(DNA 片段)进行复制需利用 DNA 聚合酶而不是 DNA 连接酶。答案：A2下列关于基因表达载体构建的相关叙述，不正确的是( )A需要限制酶和 DNA 连接酶B必须在细胞内进行C抗生素抗性基因可作为标记基因D启动子位于目的基因的首端解析：基因表达载体的构建是指目的基因与载体结合，在此过程中需用同一种限制酶切割目的基因与载体，用 DNA 连接酶将互补的末端连接起来；基因表达载体的构建是在细胞外进行的；基因表达载体包括启动

8、子(位于基因首端使转录开始)、终止子、目的基因和标记基因。答案：B3水母发光蛋白由 236 个氨基酸构成，其中由三种氨基酸构成发光环，现已将这种蛋白质的基因作为生物转基因的标记。在转基因技术中，这种蛋白质的作用是( )4A促使目的基因导入受体细胞中B促使目的基因在受体细胞中复制C促使目的基因容易被检测出来D检测目的基因是否成功表达解析：标记基因表达的荧光蛋白使目的基因容易被检测出来。答案：C4基因工程的正确操作步骤是( )目的基因与运载体相结合 将目的基因导入受体细胞 检测目的基因的表达 提取目的基因A BC D解析：基因工程的基本操作步骤主要包括四步：(1)目的基因的获取，即提取目的基因。(

9、2)基因表达载体的构建，即使目的基因与运载体结合。(3)将目的基因导入受体细胞，即。(4)目的基因的检测与表达，即检测目的基因的表达。答案：C5某研究所的研究人员将生长激素基因通过质粒介导进入大肠杆菌细胞内，来表达产生生长激素。已知质粒中存在两个抗性基因：A 是抗链霉素基因，B 是抗氨苄青霉素基因，且目的基因要插入到基因 B 中，而大肠杆菌不带有任何抗性基因。下列叙述正确的是( )A导入大肠杆菌的质粒一定为重组质粒BRNA 聚合酶是构建该重组质粒必需的工具酶C可用含氨苄青霉素的培养基检测大肠杆菌中是否导入了重组质粒D在含氨苄青霉素培养基中不能生长，但在含链霉素培养基中能生长的可能是符合生产要求

10、的大肠杆菌解析：导入大肠杆菌的质粒可能为重组质粒，也可能为普通质粒，A 项错误；构建基因表达载体过程中需要限制酶和 DNA 连接酶，不需要 RNA 聚合酶，B 项错误；由于目的基因要插入到基因 B 中，即抗氨苄青霉素基因破坏，即工程菌不能抗氨苄青霉素，因此不能用含氨苄青霉素的培养基检测大肠杆菌中是否导入了重组质粒，C 项错误；据分析可知，在含氨苄青霉素培养基中不能生长，但在含链霉素培养基中能生长的可能是符合生产要求的大肠杆菌，D 项正确。答案：DB 级 能力训练6科学家通过基因工程，成功培育出能抗棉铃虫的棉花植株抗虫棉，其过程大致5如图。(1)基因工程的核心是_。(2)上述过程中，将目的基因导

11、入棉花细胞内使用了_法，先要将目的基因插入农杆菌 Ti 质粒的_中，然后用该农杆菌感染植株细胞，通过 DNA 重组将目的基因插入植株细胞的_上。(3)目的基因在棉株体内能否成功转录，分子水平上可采用_方法检测。(4)如果把该基因导入叶绿体 DNA 中，将来产生的卵细胞中_(填“一定”或“不一定”)含有抗虫基因。解析：(1)基因工程的核心步骤是基因表达载体的构建。(2)将目的基因导入棉花细胞内使用了农杆菌转化法，先要将目的基因插入农杆菌 Ti质粒的 TDNA 中，然后用该农杆菌感染植株细胞，通过 DNA 重组将目的基因插入植株细胞的染色体上。(3)目的基因在棉株体内能否成功转录，从分子水平上检测

12、可采用分子杂交法。(4)由于在产生配子的过程中，细胞质基因是随机分配的，因此产生的配子中不一定含有抗虫基因。答案：(1)基因表达载体的构建(2)农杆菌转化 TDNA 染色体(3)分子杂交 (4)不一定B 级 能力训练7如图表示一项重要生物技术的关键步骤，X 是获得外源基因并能够表达的细胞。下列说法不正确的是( )AX 是能合成胰岛素的细菌细胞B质粒通常有多个标记基因和多个限制酶切点C基因与运载体的重组只需要 DNA 连接酶D该细菌的性状被定向改造6解析：X 是含有胰岛素基因的细菌细胞分裂形成的，含有胰岛素基因，因此能合成胰岛素，A 项正确；质粒通常有多个标记基因和多个限制酶切点，这样便于目的基

13、因的插入和筛选含有重组 DNA 的细胞，B 项正确；基因与运载体的重组除了需要 DNA 连接酶，还需要限制酶，C 项错误；基因工程能定向改造生物的性状，该细菌是采用基因工程技术培育形成的，因此其性状已被定向改造，D 项正确。答案：C8在基因工程操作技术中，为保证目的基因更好地导入受体细胞，有时需要用 Ca2处理。下列有关叙述，正确的是( )A显微注射法中要用 Ca2处理动物受精卵B花粉管通道法中要用 Ca2处理植物体细胞C农杆菌转化法中要用 Ca2处理植物细胞D农杆菌转化法中要用 Ca2处理农杆菌细胞解析：用 Ca2处理原核细胞，会增大细胞壁的通透性，使细胞处于一种能吸收周围环境中 DNA 分

14、子的生理状态，即感受态。在农杆菌转化法中，需要把构建好的重组载体(重组Ti 质粒)先导入原核细胞农杆菌细胞中，此时需要用 Ca2处理，然后再把含重组 Ti 质粒的农杆菌导入植物细胞。答案：D9下列有关人胰岛素基因表达载体的叙述，正确的是( )A表达载体中的胰岛素基因可通过人肝细胞 mRNA 反转录获得B表达载体的复制和胰岛素基因的表达均启动于复制原(起)点C借助抗生素抗性基因可将含胰岛素基因的受体细胞筛选出来D启动子和终止密码子均在胰岛素基因的转录中起作用解析：本题考查基因工程相关知识。A 项，胰岛素基因只在胰岛 B 细胞中表达，人肝细胞无胰岛素 mRNA，故错误。B 项，复制原点是基因表达载

15、体复制的起点，而胰岛素基因表达的起点位于启动子，故错误。C 项，在细胞培养液中加入抗生素，只有含胰岛素基因的受体细胞才能存活，即借助抗生素抗性基因可将含胰岛素基因的受体细胞筛选出来，故正确。D 项，启动子在胰岛素基因的转录中起作用，终止密码子在翻译中起作用，故错误。答案：C10已知甲种农作物因受到乙种昆虫危害而减产，乙种昆虫食用某种原核生物分泌的丙种蛋白质后死亡。因此，可将丙种蛋白质基因转入到甲种农作物体内，使甲种农作物获得抗乙种昆虫危害的能力。回答下列问题：(1)为了获得丙种蛋白质的基因，在已知丙种蛋白质氨基酸序列的基础上，推测出丙种蛋白质的_序列，据此可利用_方法合成目的基因。获得丙种蛋白

16、7质的基因还可用_和_方法。(2)在利用上述丙种蛋白质基因和质粒载体构建重组质粒的过程中，常需要使用_酶和_酶。(3)将含有重组质粒的农杆菌与甲种农作物的愈伤组织共培养，筛选出含有丙种蛋白质的愈伤组织，由该愈伤组织培养成的再生植株可抵抗_的危害。(4)若用含有重组质粒的农杆菌直接感染甲种农作物植株叶片伤口，则该植株的种子_(填“含有”或“不含”)丙种蛋白质基因。解析：(1)为了获得丙中蛋白质的基因，在已知丙种蛋白质氨基酸序列的基础上，推测出控制丙中蛋白质的基因的核苷酸序列，据此可利用化学方法合成目的基因。获得丙中蛋白质的基因还可用基因文库、PCR 方法。(2)在利用上述丙中蛋白质基因和质粒载体

17、构建重组质粒的过程中，常需使用限制酶和 DNA 连接酶。(3)将含有重组质粒的农杆菌与甲种农作物的愈伤组织共培养，筛选出含有丙种蛋白质的愈伤组织，由该愈伤组织培养成的再生植株可抵抗乙种昆虫的危害。(4)若用含有重组质粒的农杆菌直接感染甲种农作物植株叶片伤口，则该植株的种子不含丙种蛋白质基因，因为基因不能跨细胞转移。答案：(1)基因的核苷酸 化学 基因文库 PCR(2)限制 DNA 连接(3)乙种昆虫 (4)不含11转基因生物可用于生产人类所需要的药用蛋白，如激素、抗体、疫苗、酶等。下图甲是通过生物工程培育能产生人胰岛素的烟草的过程。请据图回答下列问题：图甲(1)基因工程的核心步骤是_(填字母)

18、。此过程所需的工具酶是_。(2)下图乙是载体和反转录得到的胰岛素基因的片段，已知限制酶的识别序列和切点是GGATCC，限制酶的识别序列和切点是GATC。Gene和 Gene为质粒上的标记基因，根据图示分析，应用限制酶_切割质粒，用限制酶_切割目的基因。构建的重组质粒中，除含有外源基因、标记基因外，还必须含有_和8_。图乙(3)B 过程中，常用_处理使细菌成为感受态细胞，从而利于重组质粒的导入。(4)如果从分子水平检测人胰岛素基因是否表达成功，可以采用_方法。解析：(1)基因工程的核心步骤是基因表达载体的构建，即 A 过程，该过程首先需要限制酶切割含有目的基因的外源 DNA 分子和运载体，还需用

19、 DNA 连接酶将目的基因与运载体连接形成重组 DNA 分子。(2)用限制酶切割质粒时会将两个标记基因都破坏，因此只能选用限制酶切割质粒，而切割含有目的基因的外源 DNA 分子时，只需用限制酶即可，构建的重组质粒中，除含有外源基因、标记基因外，还必须含有启动子和终止子。(3)将目的基因导入微生物细胞时，常用感受态细胞法，即常用 Ca2处理使细菌成为感受态细胞，从而利于重组质粒的导入。(4)从分子水平上检测目的基因是否表达成功，可以采用抗原抗体杂交方法。答案：(1)A 限制酶和 DNA 连接酶(2) 启动子 终止子(3)Ca2(4)抗原抗体杂交12中国科学家成功将人肝再生增强因子(hALR)的基

20、因导入羊的乳腺上皮细胞中，再利用核移植技术培育出了转基因克隆羊，其乳汁含有 hALR，请回答下列问题：(1)从人的肝细胞中获取所有 mRNA，并以此为模板反转录产生多种 DNA 片段，与载体连接后储存在一个受体菌群中，该受体菌群体叫作人的_文库，从该文库中获得hALR 基因，这样获得的基因与人的肝细胞中的 hALR 基因相比_(填“有”或“没有”)区别。(2)得到 hALR 基因后，若要较快地得到大量的 hALR 基因，一般采用 PCR 技术扩增，扩增过程包括：目的基因解旋为单链、_、在_酶作用下延伸，如此重复循环，如下图中箭头表示一条引物结合模板的位置及扩增方向，请用箭头在方框内标出另一条引

21、物的位置及扩增方向。(3)目的基因能否在受体细胞中稳定遗传的关键是转基因生物的 DNA 上是否_。9(4)人的 hALR 基因能够在羊乳腺细胞表达出相同的 hALR，说明所有生物_。解析：(1)以 mRNA 为模板，通过逆转录方法产生多种 cDNA 片段，与载体连接后储存在一个受体菌群中，该受体菌群体叫作 cDNA(部分 DNA)文库；从部分基因文库中获取的 DNA没有启动子、内含子和终止子等，因此这样获得的基因与人的肝细胞中的 hALR 基因相比有区别。(2)PCR 技术扩增过程包括：目的基因解旋为单链、引物与单链相应互补序列结合、在热稳定 DNA 聚合酶作用下延伸，如此重复循环，由于 DN

22、A 分子的两条链是反向平行的，且延伸总是从 35，若图中箭头表示一条引物结合模板的位置及扩增方向，则另一条引物的位置及扩增方向。如图所示：(3)目的基因能否在受体细胞中稳定遗传的关键是转基因生物的 DNA 上是否插入了目的基因。(4)由于生物共用一套遗传密码子，因此人的 hALR 基因能够在羊乳腺细胞表达出相同的 hALR。答案：(1)cDNA(部分 DNA) 有(2)引物与单链相应互补序列结合 Taq(热稳定 DNA 聚合或 DNA 聚合)(3)插入了目的基因 (4)共用一套密码子13S 多肽是构成乙肝病毒的主要成分，现利用基因工程制造乙肝疫苗。据此回答下列问题：(1)利用 PCR 技术扩增

23、 S 基因前，需根据 S 基因的核苷酸序列设计_种引物，进行 PCR 时需先加热至 9095 然后冷却至 5560 ，此操作的目的是_。(2)将 S 基因插入质粒中(如下图所示)构建基因表达载体时，需要在 S 基因前后两端分别引入_的酶切位点，目的是_(答出一点即可)。(3)用分子杂交技术检测 S 基因是否转录出 mRNA 的具体操作过程是_，10若_，则表明转录出了 mRNA。(4)乙肝疫苗的接种需要在一定时期内间隔注射 3 次，其目的是使机体产生更多的_。答案：(1)2(两) 使 DNA 解旋为单链，然后使引物结合到互补 DNA 链上(2)Xba 和Sac 防止目的基因(S 基因)自身环化、防止目的基因(S 基因)反向连接(答出一点即可)(3)从受体细胞中提取 mRNA，用标记的 S 基因做探针，与 mRNA 杂交 显示出了杂交带(4)抗体和记忆(B)细胞