3.2基因工程的基本操作程序練習(xí)-2023-2024學(xué)年高二下學(xué)期生物人教版選擇性必修3

基因工程的基本操作程序一、選擇題1.農(nóng)桿菌中含有一個(gè)大型的Ti質(zhì)粒(如下圖所示),在侵染植物細(xì)胞的過程中,其中的TDNA片段可以轉(zhuǎn)入植物的基因組。若想用基因工程技術(shù)通過農(nóng)桿菌向某種植物中導(dǎo)入抗旱基因,下列分析錯(cuò)誤的是()A.若用Ti質(zhì)粒作為抗旱基因的載體,目的基因的插入位置應(yīng)該在TDNA片段內(nèi),且要保證復(fù)制原點(diǎn)和用于轉(zhuǎn)移TDNA的基因片段不被破壞B.將重組Ti質(zhì)粒導(dǎo)入農(nóng)桿菌中時(shí),可以用Ca2+處理農(nóng)桿菌C.轉(zhuǎn)基因抗旱植物培育是否成功,最簡(jiǎn)單的檢測(cè)方法是看該植物是否具有抗旱性狀D.若能夠在植物細(xì)胞中檢測(cè)到抗旱基因,則說明該基因工程項(xiàng)目獲得成功2PCR一般要經(jīng)過30多次循環(huán),從第二次循環(huán)開始,上一次循環(huán)的產(chǎn)物也作為模板參與反應(yīng),由引物Ⅰ延伸而成的DNA單鏈作模板時(shí)將()A.仍與引物Ⅰ結(jié)合進(jìn)行DNA子鏈的延伸B.與引物Ⅱ結(jié)合進(jìn)行DNA子鏈的延伸C.同時(shí)與引物Ⅰ和引物Ⅱ結(jié)合進(jìn)行子鏈的延伸D.無須與引物結(jié)合,在酶的作用下從頭合成子鏈3.某線性DNA分子含有5000個(gè)堿基對(duì)(bp),先用限制酶a切割,再把得到的產(chǎn)物用限制酶b切割,得到的DNA片段大小如下表。限制酶a、b的識(shí)別序列和切割位點(diǎn)如下圖所示。下列有關(guān)說法正確的是()酶a切割產(chǎn)物(bp)酶b再次切割產(chǎn)物(bp)2100,1400,1000,5001900,200,800,600,1000,500A.該DNA分子中,酶a與酶b分別識(shí)別了3個(gè)和2個(gè)序列B.酶a與酶b切出的黏性末端不能互相連接C.酶a與酶b切斷的化學(xué)鍵不相同D.若酶a切割與該DNA序列相同的質(zhì)粒,得到的切割產(chǎn)物為4種4.(2023·東莞)下圖是用基因工程技術(shù)培育抗棉鈴蟲的轉(zhuǎn)基因棉花過程,有關(guān)該過程敘述錯(cuò)誤的是()A.抗蟲基因的表達(dá)產(chǎn)物為蛋白質(zhì)B.抗蟲基因的插入引起的變異屬于基因重組C.用Ca2+處理農(nóng)桿菌利于重組DNA分子的導(dǎo)入D.通過Ti質(zhì)粒上的抗性基因篩選試管苗5.將目的基因?qū)氪竽c桿菌細(xì)胞和小鼠受精卵,常用的方法分別是()A.顯微注射,農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法B.農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法,花粉管通道法C.Ca2+轉(zhuǎn)化法,顯微注射D.基因槍法,顯微注射6.下圖為基因工程的部分過程示意圖,甲~丁代表各不同階段參與的成分。下列敘述正確的是()A.甲可以是細(xì)菌的質(zhì)粒B.乙是某種激素分子C.丙可以是植物的RNA分子D.丁為抗體分子7.下列有關(guān)人胰島素基因表達(dá)載體的敘述,正確的是()A.表達(dá)載體中的胰島素基因可通過人肝細(xì)胞mRNA逆轉(zhuǎn)錄獲得B.表達(dá)載體的復(fù)制和胰島素基因的表達(dá)均啟動(dòng)于復(fù)制原(起)點(diǎn)C.借助抗生素抗性基因可將含胰島素基因的受體細(xì)胞篩選出來D.啟動(dòng)子和終止密碼子均在胰島素基因的轉(zhuǎn)錄中起作用8.下列技術(shù)依據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原理的是()①檢測(cè)轉(zhuǎn)基因生物的DNA上是否插入了目的基因②檢測(cè)目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA③檢測(cè)目的基因是否翻譯產(chǎn)生蛋白質(zhì)④通過觀察害蟲吃棉葉是否死亡判斷棉花是否被賦予了抗蟲特性A.①②③④ B.①②C.①②④ D.①②③9.利用外源基因在受體細(xì)胞中表達(dá),可生產(chǎn)人類所需要的產(chǎn)品。下列能說明目的基因完成了在受體細(xì)胞中表達(dá)的是()A.棉花二倍體細(xì)胞中檢測(cè)到細(xì)菌的抗蟲基因B.大腸桿菌中檢測(cè)到人胰島素基因及其mRNAC.山羊乳腺細(xì)胞中檢測(cè)到人生長(zhǎng)激素DNA序列D.酵母菌細(xì)胞中提取到人干擾素蛋白10.(2023·佛山)新型冠狀病毒由RNA與蛋白質(zhì)等成分構(gòu)成。在新冠肺炎疫情防控中,通過核酸檢測(cè)可快速準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)人群中的傳染源,所用的檢測(cè)原理或方法是()A.核酸易與一些堿性染料結(jié)合產(chǎn)生顏色反應(yīng),即可確定有新型冠狀病毒B.用水解法處理采樣,因變量是測(cè)定能否產(chǎn)生基本單位核糖核苷酸C.用同位素標(biāo)記新型冠狀病毒的RNA或蛋白質(zhì),能鑒別遺傳物質(zhì)D.用有特異性堿基序列的熒光探針進(jìn)行檢測(cè),測(cè)定熒光產(chǎn)生的情況二、綜合題11.為獲得某轉(zhuǎn)基因生物,下圖為基因工程操作步驟示意圖。請(qǐng)回答下列問題。(1)從基因文庫中提取的目的基因通過技術(shù)進(jìn)行擴(kuò)增。與細(xì)胞內(nèi)同類酶相比,該技術(shù)所利用的DNA聚合酶所具有的特點(diǎn)是。

(2)在過程①中,需酶將已切開的載體DNA與目的基因結(jié)合成基因表達(dá)載體。載體DNA上必須要有標(biāo)記基因,標(biāo)記基因的作用是

。過程②中若選用的受體細(xì)胞為大腸桿菌,一般需用Ca2+進(jìn)行處理,其目的是

。

(3)若將病毒外殼蛋白基因?qū)虢湍妇虿溉閯?dòng)物細(xì)胞中,使之表達(dá)出病毒外殼蛋白,經(jīng)純化后而制得的疫苗可用于生產(chǎn)基因工程疫苗,接種基因工程疫苗比接種滅活減毒的病毒疫苗更安全,從疫苗的結(jié)構(gòu)組成來看,其原因是

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12.下圖為某種質(zhì)粒載體的簡(jiǎn)圖,小箭頭所指部位分別為限制酶EcoRⅠ、BamHⅠ的切割位點(diǎn),AmpR為氨芐青霉素抗性基因,TetR為四環(huán)素抗性基因,P為啟動(dòng)子,T為終止子,ori為復(fù)制原點(diǎn)。已知目的基因的兩端分別有包括EcoRⅠ、BamHⅠ在內(nèi)的多種酶的切割位點(diǎn)。請(qǐng)分析回答下列問題。(1)將含有目的基因的DNA片段與質(zhì)粒分別用EcoRⅠ切割,產(chǎn)物用DNA連接酶進(jìn)行連接后,其中由兩個(gè)DNA片段連接形成的產(chǎn)物有、、三種。

(2)在上述實(shí)驗(yàn)中,為了防止目的基因和質(zhì)粒用限制酶切割后產(chǎn)生的末端發(fā)生任意連接,應(yīng)選用的限制酶是。

基因工程的基本操作程序一、選擇題1.農(nóng)桿菌中含有一個(gè)大型的Ti質(zhì)粒(如下圖所示),在侵染植物細(xì)胞的過程中,其中的TDNA片段可以轉(zhuǎn)入植物的基因組。若想用基因工程技術(shù)通過農(nóng)桿菌向某種植物中導(dǎo)入抗旱基因,下列分析錯(cuò)誤的是()A.若用Ti質(zhì)粒作為抗旱基因的載體,目的基因的插入位置應(yīng)該在TDNA片段內(nèi),且要保證復(fù)制原點(diǎn)和用于轉(zhuǎn)移TDNA的基因片段不被破壞B.將重組Ti質(zhì)粒導(dǎo)入農(nóng)桿菌中時(shí),可以用Ca2+處理農(nóng)桿菌C.轉(zhuǎn)基因抗旱植物培育是否成功,最簡(jiǎn)單的檢測(cè)方法是看該植物是否具有抗旱性狀D.若能夠在植物細(xì)胞中檢測(cè)到抗旱基因,則說明該基因工程項(xiàng)目獲得成功解析:若用Ti質(zhì)粒作為抗旱基因的載體,目的基因的插入位置應(yīng)該在TDNA片段內(nèi),且要保證復(fù)制原點(diǎn)和用于轉(zhuǎn)移TDNA的基因片段不被破壞,否則不會(huì)成功,A項(xiàng)正確;將重組Ti質(zhì)粒導(dǎo)入農(nóng)桿菌中時(shí),可以用Ca2+處理農(nóng)桿菌,使農(nóng)桿菌處于易于吸收周圍DNA分子的狀態(tài),便于完成轉(zhuǎn)化,B項(xiàng)正確;轉(zhuǎn)基因抗旱植物培育是否成功,最簡(jiǎn)單的檢測(cè)方法是看該植物是否具有抗旱性狀,C項(xiàng)正確;能夠在植物細(xì)胞中檢測(cè)到抗旱基因,并能成功表達(dá)出抗旱性狀,則說明基因工程項(xiàng)目獲得成功,D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案:D2PCR一般要經(jīng)過30多次循環(huán),從第二次循環(huán)開始,上一次循環(huán)的產(chǎn)物也作為模板參與反應(yīng),由引物Ⅰ延伸而成的DNA單鏈作模板時(shí)將()A.仍與引物Ⅰ結(jié)合進(jìn)行DNA子鏈的延伸B.與引物Ⅱ結(jié)合進(jìn)行DNA子鏈的延伸C.同時(shí)與引物Ⅰ和引物Ⅱ結(jié)合進(jìn)行子鏈的延伸D.無須與引物結(jié)合,在酶的作用下從頭合成子鏈解析:當(dāng)由引物Ⅰ延伸而成的DNA單鏈作模板時(shí),此單鏈引物端為5'端,因此與它互補(bǔ)的子鏈應(yīng)從另一端開始合成,即與引物Ⅱ結(jié)合延伸DNA子鏈。答案:B3.某線性DNA分子含有5000個(gè)堿基對(duì)(bp),先用限制酶a切割,再把得到的產(chǎn)物用限制酶b切割,得到的DNA片段大小如下表。限制酶a、b的識(shí)別序列和切割位點(diǎn)如下圖所示。下列有關(guān)說法正確的是()酶a切割產(chǎn)物(bp)酶b再次切割產(chǎn)物(bp)2100,1400,1000,5001900,200,800,600,1000,500A.該DNA分子中,酶a與酶b分別識(shí)別了3個(gè)和2個(gè)序列B.酶a與酶b切出的黏性末端不能互相連接C.酶a與酶b切斷的化學(xué)鍵不相同D.若酶a切割與該DNA序列相同的質(zhì)粒,得到的切割產(chǎn)物為4種解析:酶a切完有4個(gè)不同的片段,識(shí)別了3個(gè)序列,而酶b只切了2100和1400兩個(gè)片段,則識(shí)別了2個(gè)序列;酶a與酶b切出的黏性末端相同,用DNA連接酶可以將它們連接起來;限制酶切割的化學(xué)鍵都是磷酸二酯鍵;質(zhì)粒是環(huán)狀DNA分子,與線性DNA相同堿基序列的質(zhì)粒含有3個(gè)酶a的切割位點(diǎn),則其被酶a切割后可以得到3種切割產(chǎn)物。答案:A4.(2023·東莞)下圖是用基因工程技術(shù)培育抗棉鈴蟲的轉(zhuǎn)基因棉花過程,有關(guān)該過程敘述錯(cuò)誤的是()A.抗蟲基因的表達(dá)產(chǎn)物為蛋白質(zhì)B.抗蟲基因的插入引起的變異屬于基因重組C.用Ca2+處理農(nóng)桿菌利于重組DNA分子的導(dǎo)入D.通過Ti質(zhì)粒上的抗性基因篩選試管苗解析:抗蟲基因的表達(dá)包括轉(zhuǎn)錄和翻譯兩個(gè)過程,產(chǎn)物是蛋白質(zhì);抗蟲基因被插入到受體細(xì)胞的染色體DNA中,該過程屬于基因重組;用Ca2+處理農(nóng)桿菌會(huì)使農(nóng)桿菌處于容易吸收外來DNA分子的狀態(tài),因此利于重組DNA分子的導(dǎo)入;通過Ti質(zhì)粒上的抗性基因篩選含有目的基因的受體細(xì)胞,而試管苗的篩選需要用個(gè)體生物學(xué)鑒定的方法,即用蟲食用棉花,觀察其存活情況,來鑒定棉花幼苗是否具有抗蟲特性。答案:D5.將目的基因?qū)氪竽c桿菌細(xì)胞和小鼠受精卵,常用的方法分別是()A.顯微注射,農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法B.農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法,花粉管通道法C.Ca2+轉(zhuǎn)化法,顯微注射D.基因槍法,顯微注射解析:大腸桿菌作為受體細(xì)胞,一般用Ca2+處理,使其處于一種能吸收周圍環(huán)境中DNA分子的生理狀態(tài);對(duì)于動(dòng)物細(xì)胞來說,常用的方法是顯微注射。答案:C6.下圖為基因工程的部分過程示意圖,甲~丁代表各不同階段參與的成分。下列敘述正確的是()A.甲可以是細(xì)菌的質(zhì)粒B.乙是某種激素分子C.丙可以是植物的RNA分子D.丁為抗體分子解析:甲、乙、丙、丁可分別表示質(zhì)粒、限制酶、目的基因、DNA連接酶。答案:A7.下列有關(guān)人胰島素基因表達(dá)載體的敘述,正確的是()A.表達(dá)載體中的胰島素基因可通過人肝細(xì)胞mRNA逆轉(zhuǎn)錄獲得B.表達(dá)載體的復(fù)制和胰島素基因的表達(dá)均啟動(dòng)于復(fù)制原(起)點(diǎn)C.借助抗生素抗性基因可將含胰島素基因的受體細(xì)胞篩選出來D.啟動(dòng)子和終止密碼子均在胰島素基因的轉(zhuǎn)錄中起作用解析:人肝細(xì)胞中胰島素基因不表達(dá),因而不存在胰島素mRNA;復(fù)制原點(diǎn)是基因表達(dá)載體復(fù)制的起點(diǎn),而胰島素基因表達(dá)的起點(diǎn)是啟動(dòng)子;借助抗生素抗性基因可將含胰島素基因的受體細(xì)胞篩選出來;啟動(dòng)子與RNA聚合酶結(jié)合啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄過程,終止密碼子是翻譯的終止信號(hào)。答案:C8.下列技術(shù)依據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原理的是()①檢測(cè)轉(zhuǎn)基因生物的DNA上是否插入了目的基因②檢測(cè)目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA③檢測(cè)目的基因是否翻譯產(chǎn)生蛋白質(zhì)④通過觀察害蟲吃棉葉是否死亡判斷棉花是否被賦予了抗蟲特性A.①②③④ B.①②C.①②④ D.①②③解析:檢測(cè)目的基因是否翻譯產(chǎn)生蛋白質(zhì)采用抗原—抗體雜交,③不符合題意;通過用棉葉飼喂害蟲判斷棉花是否被賦予了抗蟲特性,屬于個(gè)體水平的檢測(cè),④不符合題意。答案:B9.利用外源基因在受體細(xì)胞中表達(dá),可生產(chǎn)人類所需要的產(chǎn)品。下列能說明目的基因完成了在受體細(xì)胞中表達(dá)的是()A.棉花二倍體細(xì)胞中檢測(cè)到細(xì)菌的抗蟲基因B.大腸桿菌中檢測(cè)到人胰島素基因及其mRNAC.山羊乳腺細(xì)胞中檢測(cè)到人生長(zhǎng)激素DNA序列D.酵母菌細(xì)胞中提取到人干擾素蛋白解析:基因表達(dá)的產(chǎn)物是蛋白質(zhì),因此,只有在受體細(xì)胞中檢測(cè)或提取到了相應(yīng)蛋白質(zhì)才能證明目的基因在受體細(xì)胞中完成了表達(dá)。答案:D10.(2021·佛山)新型冠狀病毒由RNA與蛋白質(zhì)等成分構(gòu)成。在新冠肺炎疫情防控中,通過核酸檢測(cè)可快速準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)人群中的傳染源,所用的檢測(cè)原理或方法是()A.核酸易與一些堿性染料結(jié)合產(chǎn)生顏色反應(yīng),即可確定有新型冠狀病毒B.用水解法處理采樣,因變量是測(cè)定能否產(chǎn)生基本單位核糖核苷酸C.用同位素標(biāo)記新型冠狀病毒的RNA或蛋白質(zhì),能鑒別遺傳物質(zhì)D.用有特異性堿基序列的熒光探針進(jìn)行檢測(cè),測(cè)定熒光產(chǎn)生的情況解析:堿性染料可以鑒別核酸,但不能精確判斷是否為新型冠狀病毒的核酸;即使測(cè)定出水解產(chǎn)物中含有核糖核苷酸,也只能說明其含有RNA,但不能確定是否為新型冠狀病毒的RNA;用同位素標(biāo)記新型冠狀病毒的RNA或蛋白質(zhì),可以確定新型冠狀病毒的遺傳物質(zhì),但不能在人群中確定個(gè)體是否被新型冠狀病毒感染;不同核酸的堿基排列順序不同,因此用有特異性堿基序列的熒光探針進(jìn)行檢測(cè),利用堿基互補(bǔ)配對(duì)的原則測(cè)定熒光產(chǎn)生的情況,可以用于檢測(cè)人群中的傳染源。答案:D二、綜合題11.為獲得某轉(zhuǎn)基因生物,下圖為基因工程操作步驟示意圖。請(qǐng)回答下列問題。(1)從基因文庫中提取的目的基因通過技術(shù)進(jìn)行擴(kuò)增。與細(xì)胞內(nèi)同類酶相比,該技術(shù)所利用的DNA聚合酶所具有的特點(diǎn)是。

(2)在過程①中,需酶將已切開的載體DNA與目的基因結(jié)合成基因表達(dá)載體。載體DNA上必須要有標(biāo)記基因,標(biāo)記基因的作用是

。過程②中若選用的受體細(xì)胞為大腸桿菌,一般需用Ca2+進(jìn)行處理,其目的是

。

(3)若將病毒外殼蛋白基因?qū)虢湍妇虿溉閯?dòng)物細(xì)胞中,使之表達(dá)出病毒外殼蛋白,經(jīng)純化后而制得的疫苗可用于生產(chǎn)基因工程疫苗,接種基因工程疫苗比接種滅活減毒的病毒疫苗更安全,從疫苗的結(jié)構(gòu)組成來看,其原因是

。

解析:(1)通常使用PCR技術(shù)對(duì)目的基因進(jìn)行擴(kuò)增。在PCR技術(shù)中應(yīng)用的關(guān)鍵酶是熱穩(wěn)定DNA聚合酶,其特點(diǎn)是耐高溫。(2)DNA連接酶能將已切開的載體DNA與目的基因連接起來形成磷酸二酯鍵;標(biāo)記基因的作用是鑒別受體細(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;由于未處理的大腸桿菌吸收周圍環(huán)境中DNA分子的能力較弱,所以常用Ca2+處理大腸桿菌,使大腸桿菌處于容易吸收周圍環(huán)境中DNA分子的生理狀態(tài)。(3)基因工程疫苗不含有遺傳物質(zhì),但可以引發(fā)機(jī)體發(fā)生特異性免疫反應(yīng)形成抗體和記憶細(xì)胞,由于其不增殖和感染人體,所以比滅活疫苗安全