江蘇專用2024-2025學年高中生物專題1基因工程2基因工程的基本操作程序演練強化提升含解析新人教版選修3

PAGEPAGE7基因工程的基本操作程序一、單項選擇題1．(2024·沈陽高二檢測)基因工程技術也稱為DNA重組技術，其實施必需具備的4個必要條件是()A．目的基因、限制酶、載體、受體細胞B．工具酶、目的基因、載體、受體細胞C．模板DNA、mRNA、質(zhì)粒、受體細胞D．重組DNA、RNA聚合酶、限制酶、DNA連接酶解析：選B?；蚬こ痰幕竟ぞ呤窍拗泼浮NA連接酶和載體，前兩者統(tǒng)稱為工具酶；在實際操作中，載體上插入目的基因形成重組載體，然后導入受體細胞。2．(2024·淮安高二期中)下圖中甲、乙表示從細菌細胞中獲得目的基因的兩種方法，以下說法中錯誤的是()A．甲方法可建立該細菌的基因組文庫B．乙方法可建立該細菌的cDNA文庫C．甲方法要以脫氧核苷酸為原料D．乙方法須要逆轉(zhuǎn)錄酶參加解析：選C。甲方法是以細菌中的DNA為基礎，用限制酶進行切割，它包括了細菌全部的基因，可以建立基因組文庫，并且可以從中選出所需的目的基因，不須要模板和原料。而乙方法是用逆轉(zhuǎn)錄的方法人工合成目的基因，它只能得到生物的部分基因，基因中只有編碼區(qū)，所以組成的是該細菌的cDNA文庫。3．在基因工程中，可依據(jù)受體細胞的類型及其生理特性來選擇合適的載體，既能高效地攜帶目的基因進入受體細胞，又能便利地進行檢測。已知有以下幾類含有不同標記基因的質(zhì)粒，不行作為侵入大腸桿菌的載體的是(已知青霉素可殺死細菌，四環(huán)素不能殺死大腸桿菌)()答案：B4．(2024·鄭州一中高二期中)我國上海探討所合成了一種具有鎮(zhèn)痛作用而又不會使病人上癮的藥物——腦啡呔多糖(類似人體中的糖蛋白)。如要采納基因工程和發(fā)酵技術讓微生物來生產(chǎn)有生物活性的腦啡呔多糖，應選哪種微生物為受體細胞()A．大腸桿菌 B．大腸桿菌質(zhì)粒C．T4噬菌體 D．酵母菌答案：D5．(2024·天津四十七中期中)下圖為基因表達載體的模式圖，下列有關說法錯誤的是()A．構建基因表達載體須要用到限制酶和DNA連接酶B．任何基因表達載體的構建都是一樣的，沒有差別C．圖中啟動子位于基因的首端，是RNA聚合酶識別和結合的部位D．抗生素抗性基因的作用是作為標記基因，用于鑒別受體細胞中是否導入了目的基因解析：選B。構建基因表達載體須要用到限制酶和DNA連接酶，A正確。用不同種類的載體構建基因表達載體時處理方法是有差別的，B錯誤。啟動子位于基因的首端，是RNA聚合酶識別和結合的部位，C正確?？股乜剐曰虻淖饔镁褪亲鳛闃擞浕?，用于檢測受體細胞中是否導入了目的基因，D正確。6．(2024·河北武邑中學高二期中)據(jù)圖分析，下列有關基因工程的說法，不正確的是()A．用限制酶Ⅰ、Ⅱ同時切割質(zhì)粒(假設切割完全)，會獲得3種長度的DNA片段B．用限制酶Ⅰ、Ⅱ切割質(zhì)粒和目的基因比只用限制酶Ⅰ更符合要求C．與啟動子結合的應當是RNA聚合酶D．能夠檢測到標記基因表達產(chǎn)物的受體細胞中，不肯定會有目的基因的表達產(chǎn)物答案：A7．利用外源基因在受體細胞中表達，可生產(chǎn)人類所需的產(chǎn)品。下列選項中能說明目的基因完成表達的是()A．棉花細胞中檢測到載體上的標記基因B．山羊乳腺細胞中檢測到人生長激素基因C．大腸桿菌中檢測到人胰島素基因的mRNAD．酵母菌細胞中提取到人的干擾素解析：選D。A、B、C三項都不能說明目的基因完成表達。人的干擾素基因?qū)虢湍妇?，酵母菌合成了人的干擾素，說明目的基因完成表達。8．(2024·河南鄭州一中高二期中)下圖為利用生物技術獲得生物新品種的過程，下列有關說法錯誤的是()A．A→B過程中用到的原料有4種，加入的引物有2種B．A→B過程利用了DNA復制原理，須要運用耐高溫的DNA聚合酶C．B→C為轉(zhuǎn)基因綿羊的培育過程，常選用的受體細胞是卵母細胞D．B→D為轉(zhuǎn)基因植物的培育過程，其中④過程常用的方法是農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法答案：C二、多項選擇題9．抗菌肽對治療癌癥有肯定的作用，下圖表示抗菌肽的合成過程。下列相關說法正確的是()eq\x(克隆目的基因)→eq\x(導入畢赤酵母菌)→eq\x(篩選菌種)→eq\x(甲醇誘導抗菌肽表達)→eq\x(分別純化)→eq\x(功能探討)A．用PCR技術克隆目的基因不須要DNA解旋酶B．基因表達載體包含起始密碼子和終止密碼子C．用顯微注射法導入基因表達載體D．篩選菌種時用基因探針檢測相關基因或mRNA解析：選AD。PCR技術中采納高溫變性使DNA解旋，因此用PCR技術克隆目的基因不須要DNA解旋酶，A正確；基因表達載體包含啟動子和終止子，而起始密碼子和終止密碼子在mRNA上，B錯誤；將基因表達載體導入酵母菌細胞時應用感受態(tài)細胞法，C錯誤；篩選菌種時用基因探針檢測相關基因或mRNA，不能用基因探針檢測蛋白質(zhì)，D正確。10．(2024·連云港一中月考)下圖為科學家通過基因工程培育抗蟲棉時，從蘇云金芽孢桿菌中提取抗蟲基因“放入”棉花細胞中與棉花的DNA分子結合起來而發(fā)揮作用的過程示意圖。以下相關說法正確的是()A．圖中Ⅰ是質(zhì)粒，步驟①常需用到限制酶和DNA聚合酶B．圖中Ⅱ是含目的基因的重組Ti質(zhì)粒，步驟②是將重組質(zhì)粒導入棉花細胞C．圖中Ⅲ是農(nóng)桿菌，通過步驟③將目的基因?qū)胫参锛毎鸇．剔除培育勝利的抗蟲棉體內(nèi)的四環(huán)素抗性基因不會影響抗蟲基因的表達解析：選CD。Ⅰ為質(zhì)粒，步驟①為基因表達載體的構建，常需用到限制酶和DNA連接酶，A錯誤；圖中步驟②是將重組質(zhì)粒導入農(nóng)桿菌細胞，B錯誤；圖中步驟③是將目的基因?qū)胫参锛毎?，C正確；基因的表達具有獨立性，剔除抗蟲棉體內(nèi)的四環(huán)素抗性基因不影響抗蟲基因的表達，D正確。三、非選擇題11．(高考全國卷Ⅰ)某一質(zhì)粒載體如圖所示，外源DNA插入到Ampr或Tetr中會導致相應的基因失活(Ampr表示氨芐青霉素抗性基因，Tetr表示四環(huán)素抗性基因)。有人將此質(zhì)粒載體用BamHⅠ酶切后，與用BamHⅠ酶切獲得的目的基因混合，加入DNA連接酶進行連接反應，用得到的混合物干脆轉(zhuǎn)化大腸桿菌。結果大腸桿菌有的未被轉(zhuǎn)化，有的被轉(zhuǎn)化。被轉(zhuǎn)化的大腸桿菌有三種，分別是含有環(huán)狀目的基因、含有質(zhì)粒載體、含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒的大腸桿菌。回答下列問題：(1)質(zhì)粒載體作為基因工程的工具，應具備的基本條件有_______________________(答出兩點即可)，而作為基因表達載體，除滿意上述基本條件外，還需具有啟動子和終止子。(2)假如用含有氨芐青霉素的培育基進行篩選，在上述四種大腸桿菌細胞中，未被轉(zhuǎn)化的和僅含環(huán)狀目的基因的細胞是不能區(qū)分的，其緣由是____________________________________________；并且______________和__________________________的細胞也是不能區(qū)分的，其緣由是____________________________________。在上述篩選的基礎上，若要篩選含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒的大腸桿菌單菌落，還需運用含有____________的固體培育基。(3)基因工程中，某些噬菌體經(jīng)改造后可以作為載體，其DNA復制所需的原料來自____________。解析：(1)作為運載體的質(zhì)粒上應有一個至多個限制酶切割位點，在細胞中能夠自我復制，且含有特別的標記基因。(2)未被轉(zhuǎn)化的大腸桿菌和僅含環(huán)狀目的基因的大腸桿菌中均未導入質(zhì)粒載體，而質(zhì)粒上含有氨芐青霉素抗性基因，因此這樣的大腸桿菌在含有氨芐青霉素的培育基中不能生長。含有質(zhì)粒載體和含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒的大腸桿菌中都含有氨芐青霉素抗性基因，二者在含有氨芐青霉素的培育基中都能生長，因此無法區(qū)分二者。依據(jù)題圖，用BamHⅠ切割質(zhì)粒后將四環(huán)素抗性基因破壞，因此可將經(jīng)氨芐青霉素培育基篩選出的菌落置于含有四環(huán)素的培育基上再次篩選，能在含四環(huán)素培育基上生存的是含有質(zhì)粒載體的大腸桿菌，不能生存的是含有插入目的基因的重組質(zhì)粒的大腸桿菌。(3)噬菌體為病毒，經(jīng)改造后作為載體時，其DNA復制所需原料來自受體細胞。答案：(1)能自我復制、具有標記基因(2)二者均不含有氨芐青霉素抗性基因，在該培育基上均不生長含有質(zhì)粒載體含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒(或答含有重組質(zhì)粒)二者均含有氨芐青霉素抗性基因，在該培育基上均能生長四環(huán)素(3)受體細胞12．(2024·湖北七市教科研協(xié)作體聯(lián)考)人血清白蛋白(HSA)是血漿中含量最豐富的蛋白質(zhì)，在維持血漿滲透壓、抗凝血等方面起著重要作用，具有重要的醫(yī)用價值。下圖是用基因工程技術獲得重組HSA(rHSA)的兩條途徑。(1)為獲得HSA基因，首先要提取人血細胞中的mRNA，利用____________法合成cDNA，再利用____________技術進行快速擴增，在這一過程中，須要有一段已知目的基因的核苷酸序列，以便依據(jù)這一序列合成____________。(2)構建在水稻胚乳細胞內(nèi)特異表達rHSA的載體時，須要選擇水稻胚乳細胞啟動子，而不能選擇其他物種和組織細胞的啟動子，緣由可能是___________________________。(3)在利用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化水稻受體細胞的過程中，為了吸引農(nóng)桿菌移向水稻受體細胞，需添加____________物質(zhì)。(4)選用大腸桿菌作為受體細胞的優(yōu)點有____________(答出兩點即可)。但相比于水稻胚乳細胞，利用大腸桿菌獲得的rHSA也有一些缺點，請從生物膜系統(tǒng)的角度進行分析________________________________________________________________________。(5)利用上述方法獲得的rHSA不能干脆用于臨床醫(yī)療，你推想的緣由是________________________________________________________________________。答案：(1)反轉(zhuǎn)錄PCR引物(2)啟動子具有(物種及組織)特異性(3)酚類(4)繁殖快；單細胞；遺傳物質(zhì)少(答出兩點即可)大腸桿菌沒有生物膜系統(tǒng)(或內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體)，不能對rHSA進行深加工(5)rHSA可能沒有生物活性或功能性較差或rHSA可能有平安隱患(答案合理即可)13．(2024·新疆四中高二期末)下圖是從酵母菌中獲得某植物須要的限制某種酶合成的基因的流程，結合所學學問及相關信息回答下列問題：(1)圖中cDNA文庫________(填“大于”“小于”或“等于”)基因組文庫。(2)①過程提取的DNA須要________________的切割，B過程是________________。(3)為在短時間內(nèi)大量獲得目的基因，可用__________________擴增的方法，其原理是________________________________________________________________________。(4)目的基因獲得之后，須要進行________________。(5)將該目的基因?qū)肽畴p子葉植物細胞，常采納的方法是__________________，其能否在此植物體內(nèi)穩(wěn)定遺傳的關鍵是________________，可以用__________________技術進行檢測。答案：(1)小于(2)限制酶逆轉(zhuǎn)錄(3)PCR技術DNA復制(4)基因表達載體的構建(5)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法目的基因是否整合到植物細胞的染色體上DNA分子雜交14．(2024·廣東中山高二期末)下圖甲表示我國自主研發(fā)的轉(zhuǎn)基因抗蟲水稻“華恢1號”的主要培育流程，請據(jù)圖回答下列問題：甲乙(1)殺蟲基因通過①～④，最終在宿主細胞內(nèi)維持穩(wěn)定和表達的過程叫做________；其中____(填標號)是轉(zhuǎn)基因抗蟲水稻的核心步驟，須要的工具酶是________________________、____________。(2)“華恢1號”的培育過程應用的主要生物技術有________________________、________________。(3)構建重組質(zhì)粒時，常用Ti質(zhì)粒作為載體，是因為Ti質(zhì)粒上具有T-DNA，它能把目的基因整合到受體細胞(植株細胞)的________________上。(4)圖乙是自然土壤農(nóng)桿菌Ti質(zhì)粒結構示意圖(部分基因及部分限制酶作用位點)，組建志向的載體須要對自然的質(zhì)粒進行改造，據(jù)圖分析：①人工改造質(zhì)粒時，要使抗蟲基因表達，還應插入________，其作用是____________________________________________。②人工改造質(zhì)粒時，先用限制酶Ⅰ處理，可以去除質(zhì)粒上的________基因和________基因(填上圖質(zhì)粒上的基因名稱)，保證重組質(zhì)粒進入水稻細胞后不會促進細胞的分裂和生長；然后再用限制酶Ⅱ分別切割經(jīng)過改造的志向質(zhì)粒和帶有抗蟲基因的DNA分子，并構成重組Ti質(zhì)粒，那么勝利導入抗蟲基因的水稻胚細胞將不能在含________(填抗生素名稱)的培育基上生長。解析：(1)殺蟲基因通過①～④，最終在宿主細胞內(nèi)維持穩(wěn)定和表達的過程叫做轉(zhuǎn)化；其中①過程表示基因表達載體的構建，這是轉(zhuǎn)基因抗蟲水稻的核心步驟，須要的工具酶是限制性核酸內(nèi)切酶(限制酶)、DNA連接酶。(2)分析圖解可知，“華恢1號”的培育過程應用的主要生物技術有基因工程技術(轉(zhuǎn)基因技術)、植物組織培育技術。(3)構建重組質(zhì)粒時，常用Ti質(zhì)粒作為載體，是因為Ti質(zhì)粒上具有T-DNA，它能把目的基因整合到受體細胞(植株細胞)的染色體DNA上。(4)①啟動子是一段特別結構的DNA片段，位于基因的首端，它是RNA聚合酶識