2024-2025學(xué)年高中生物專題1基因工程2基因工程的基本操作程序精練含解析新人教版選修3

PAGEPAGE6基因工程的基本操作程序(建議用時(shí)：40分鐘)考點(diǎn)基本目標(biāo)發(fā)展目標(biāo)1．目的基因的獲得1,2,311,12,13,14,152．基因表達(dá)載體的構(gòu)建與轉(zhuǎn)化4,5,6,7,83．目的基因的檢測與鑒定9,10[基本目標(biāo)]1．下列關(guān)于基因文庫的說法中，不正確的是()A．某果蠅X染色體上的全部基因組成的文庫是部分基因文庫B．取出果蠅某細(xì)胞中的全部mRNA，通過反轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的全部DNA片段稱為該果蠅的基因組文庫C．cDNA文庫中的基因可以在不同物種間進(jìn)行溝通D．可以依據(jù)基因的堿基序列、基因的功能、基因在染色體上的位置、基因的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物mRNA以及基因的表達(dá)產(chǎn)物蛋白質(zhì)等特性來獲得目的基因B解析由于基因的選擇性表達(dá)，某細(xì)胞表達(dá)的基因只是全部基因的一部分。以生物細(xì)胞的總mRNA為模板，反轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的全部DNA片段稱為該果蠅的cDNA文庫，是部分基因文庫。2．下列有關(guān)PCR技術(shù)的說法，不正確的是()A．PCR是一項(xiàng)在生物體外復(fù)制特定的DNA片段的核酸合成技術(shù)B．PCR技術(shù)的原理是DNA雙鏈復(fù)制C．利用PCR技術(shù)獲得目的基因的前提是要有一段已知核苷酸序列的目的基因D．PCR技術(shù)中必需有解旋酶才能解開雙鏈DNAD解析PCR技術(shù)的過程：目的基因DNA受熱變性后解旋為單鏈，引物與單鏈的相應(yīng)互補(bǔ)序列結(jié)合，然后在DNA聚合酶作用下進(jìn)行延長，如此重復(fù)循環(huán)多次。PCR技術(shù)中利用高溫解開DNA雙鏈，不須要解旋酶。3．圖中甲、乙表示從細(xì)菌細(xì)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(xì)菌的基因組文庫B．乙方法可建立該細(xì)菌的cDNA文庫C．甲方法要以脫氧核苷酸為原料D．乙方法須要反轉(zhuǎn)錄酶參加C解析甲方法是以細(xì)菌中的DNA為基礎(chǔ)，它包括了該細(xì)菌的全部基因，用限制酶進(jìn)行切割后，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，不須要原料。而乙方法是用反轉(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，所組成的是該細(xì)菌的cDNA文庫。4．下列對基因工程中基因表達(dá)載體的敘述，錯誤的是()A．基因表達(dá)載體上的標(biāo)記基因不肯定是抗生素抗性基因B．基因表達(dá)載體的構(gòu)建是基因工程的核心C．基因表達(dá)載體中肯定不含有起始密碼子和終止密碼子D．基因表達(dá)載體的構(gòu)建須要運(yùn)用限制性核酸內(nèi)切酶和DNA聚合酶等特別工具D解析基因表達(dá)載體上的標(biāo)記基因可以是抗性基因或熒光蛋白基因等?；虮磉_(dá)載體一般包括啟動子、目的基因、標(biāo)記基因、終止子等，起始密碼子和終止密碼子位于mRNA上。構(gòu)建基因表達(dá)載體時(shí)，須要運(yùn)用限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶，不須要DNA聚合酶。5．在基因表達(dá)載體的構(gòu)建中，下列說法中不正確的是()①一個(gè)表達(dá)載體的組成只需目的基因、啟動子、終止子②有了啟動子才能驅(qū)動基因轉(zhuǎn)錄出mRNA③終止子的作用是使轉(zhuǎn)錄在相應(yīng)地方停止④全部基因表達(dá)載體的構(gòu)建是完全相同的A．②③ B．①④C．①② D．③④B解析一個(gè)基因表達(dá)載體的組成包括目的基因、啟動子、終止子和標(biāo)記基因等，標(biāo)記基因用于鑒別受體細(xì)胞中是否導(dǎo)入了目的基因。由于受體細(xì)胞的種類不同，目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞的方法不同，基因表達(dá)載體的構(gòu)建不行能完全相同。6．土壤農(nóng)桿菌侵染植物細(xì)胞時(shí)，其Ti質(zhì)粒上的T-DNA片段可轉(zhuǎn)入植物的基因組中。當(dāng)利用農(nóng)桿菌以Ti質(zhì)粒作為載體進(jìn)行轉(zhuǎn)基因，下列相關(guān)敘述正確的是()A．目的基因應(yīng)插入T-DNA片段外，以防止破壞T-DNAB．用Ca2＋處理農(nóng)桿菌，以利于其侵染植物細(xì)胞C．Ti質(zhì)粒是一種環(huán)狀DNA分子，屬于細(xì)菌的擬核DNAD．T-DNA片段有利于介導(dǎo)外源DNA整合到植物細(xì)胞的染色體上D解析農(nóng)桿菌的Ti質(zhì)粒上的T-DNA可轉(zhuǎn)移至受體細(xì)胞，并且整合到受體細(xì)胞染色體的DNA上，依據(jù)農(nóng)桿菌的這一特點(diǎn)，目的基因應(yīng)插入T-DNA片段上，以便通過農(nóng)桿菌的轉(zhuǎn)化作用，把目的基因整合到植物細(xì)胞染色體的DNA上，A項(xiàng)錯誤，D項(xiàng)正確；不須要用Ca2＋處理農(nóng)桿菌，應(yīng)干脆利用土壤農(nóng)桿菌感染植物細(xì)胞，B項(xiàng)錯誤；Ti質(zhì)粒是一種環(huán)狀DNA分子，獨(dú)立于細(xì)菌擬核DNA之外，C項(xiàng)錯誤。7．如圖表示利用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法獲得某種轉(zhuǎn)基因植物的部分操作步驟。下列說法錯誤的是()A．利用含有四環(huán)素的培育基可以將含Ⅱ的細(xì)菌篩選出來B．Ⅲ是農(nóng)桿菌，通過步驟③將目的基因?qū)胫仓闏．⑥可與多個(gè)核糖體結(jié)合，并可以同時(shí)翻譯出多種蛋白質(zhì)D．①過程的完成須要限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶的參加C解析⑥是一個(gè)mRNA分子，可與多個(gè)核糖體結(jié)合形成多聚核糖體，由于翻譯的模板是同一個(gè)mRNA分子，故翻譯出的是同一種蛋白質(zhì)。8．下列關(guān)于目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞的描述，不正確的是()A．基因槍法導(dǎo)入植物體細(xì)胞的方法比較經(jīng)濟(jì)有效B．顯微注射技術(shù)是轉(zhuǎn)基因動物中采納最多的方法C．目的基因?qū)氪竽c桿菌最常用的方法是Ca2＋處理法D．農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法是將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞最常用的方法A解析將目的基因?qū)胫参矬w細(xì)胞最經(jīng)濟(jì)有效的方法是農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法，基因槍法是單子葉植物常用的一種基因轉(zhuǎn)化方法，但成本較高，A項(xiàng)錯誤，D項(xiàng)正確；將目的基因?qū)雱游锛?xì)胞常用顯微注射技術(shù)，B項(xiàng)正確；將目的基因?qū)胛⑸锛?xì)胞常用感受態(tài)細(xì)胞法，如用Ca2＋處理大腸桿菌，C項(xiàng)正確。9．在檢測抗蟲基因是否勝利轉(zhuǎn)入棉花基因組的方法中，不屬于分子水平的是()A．視察害蟲吃棉葉是否死亡B．檢測目的基因片段與DNA探針能否形成雜交帶C．檢測目的基因轉(zhuǎn)錄形成的mRNA與DNA探針能否形成雜交帶D．檢測目的基因表達(dá)產(chǎn)物蛋白質(zhì)能否與特定抗體形成雜交帶A解析A項(xiàng)屬于個(gè)體生物學(xué)水平的鑒定；B、C兩項(xiàng)為分子水平的檢測，分別利用DNA分子雜交技術(shù)、分子雜交技術(shù)，視察目的基因或目的基因轉(zhuǎn)錄形成的mRNA能否與DNA探針進(jìn)行雜交形成雜交帶；D項(xiàng)也為分子水平檢測內(nèi)容，利用抗原—抗體雜交的原理，檢測基因表達(dá)產(chǎn)物能否與特定抗體形成雜交帶。10．人們用DNA進(jìn)行親子鑒定時(shí)會用到DNA探針，“DNA探針”是指()A．某一個(gè)完整的目的基因B．目的基因片段的特定DNAC．與目的基因相同的特定雙鏈DNAD．與目的基因互補(bǔ)的特定單鏈DNAD解析親子鑒定的原理是DNA分子雜交，用到的探針是一段單鏈DNA，它能與目的基因的一條單鏈互補(bǔ)配對。[發(fā)展目標(biāo)]11．基因工程是在DNA分子水平上進(jìn)行設(shè)計(jì)施工的，在基因操作的基本步驟中，不進(jìn)行堿基互補(bǔ)配對的步驟是()A．人工合成基因B．目的基因與載體結(jié)合C．將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞D．目的基因的檢測與鑒定C解析人工合成雙鏈DNA須要堿基配對；目的基因與載體一般是通過黏性末端的互補(bǔ)配對連接的；目的基因?qū)胧歉纱鄬NA導(dǎo)入到細(xì)胞里，沒有涉及與染色體結(jié)合，所以不必考慮堿基配對；檢測、鑒定均是通過堿基互補(bǔ)配對的特異性實(shí)現(xiàn)的。12．如圖表示利用致病病毒M(DNA病毒)的表面蛋白基因和無害病毒N，通過基因工程制作重組M病毒疫苗的部分過程。①～⑤表示操作流程，a～h表示分子或結(jié)構(gòu)。據(jù)圖推斷不正確的說法是()A．圖中所示的①②③過程中，用作表達(dá)載體的DNA來自分子cB．圖中c所示質(zhì)?？赡苁怯杉?xì)菌或者病毒的DNA改造的C．圖中所示過程中，獲得目的基因的步驟是流程①②D．在流程③中必需實(shí)施的步驟有切割質(zhì)粒、將質(zhì)粒與目的基因重組B解析圖中①②表示提取致病病毒M的DNA并切割下目的基因，圖中③是目的基因與表達(dá)載體拼接過程，①②③過程中用作表達(dá)載體的只有c；圖中質(zhì)粒不行能來自病毒的DNA，因?yàn)椴《局袥]有質(zhì)粒。13．家蠶細(xì)胞具有高效表達(dá)外源基因的實(shí)力，將人的干擾素基因?qū)爰倚Q細(xì)胞并大規(guī)模培育，可以提取干擾素用于制藥。請回答下列問題：(1)此基因操作過程中的核心步驟是__________________。啟動子位于基因的________，是____________識別和結(jié)合的部位。(2)人的干擾素基因一般來自cDNA文庫，其屬于________基因文庫。若要檢測干擾素基因在家蠶細(xì)胞中是否表達(dá)，可以采納的方法是____________________。解析(1)基因工程操作的核心步驟是基因表達(dá)載體的構(gòu)建；啟動子位于基因的首端，是RNA聚合酶識別和結(jié)合的部位。(2)以mRNA為模板，經(jīng)反轉(zhuǎn)錄酶催化，在體外反轉(zhuǎn)錄成cDNA，由于只有部分DNA進(jìn)行轉(zhuǎn)錄形成mRNA，所以cDNA文庫是部分基因文庫；檢測干擾素基因在家蠶細(xì)胞中是否表達(dá)通常用抗原—抗體雜交法。答案(1)基因表達(dá)載體的構(gòu)建首端RNA聚合酶(2)部分抗原—抗體雜交法14．肺細(xì)胞中的let7基因表達(dá)減弱，癌基因RAS表達(dá)增加，會引發(fā)肺癌。探討人員利用基因工程技術(shù)將let7基因?qū)敕伟┘?xì)胞實(shí)現(xiàn)表達(dá)，發(fā)覺肺癌細(xì)胞的增殖受到抑制。該基因工程技術(shù)基本流程如圖1。圖1圖2請回答：(1)進(jìn)行過程①時(shí)，需用________酶切開載體以插入let7基因。載體應(yīng)有RNA聚合酶識別和結(jié)合的部位，以驅(qū)動let7基因轉(zhuǎn)錄，該部位稱為________。(2)探討發(fā)覺，let7基因能影響癌基因RAS的表達(dá)，其影響機(jī)理如圖2。據(jù)圖分析，可從細(xì)胞中提取________進(jìn)行分子雜交，以干脆檢測let7基因是否轉(zhuǎn)錄。肺癌細(xì)胞增殖受到抑制，可能是由于細(xì)胞中________________(填“RASmRNA”或“RAS蛋白”)含量削減。解析(1)過程①表示基因表達(dá)載體的構(gòu)建，在該過程中須要用限制酶對載體進(jìn)行切割以便于目的基因的插入；啟動子是一段特別的DNA序列，是RNA聚合酶識別和結(jié)合的位點(diǎn)，RNA聚合酶結(jié)合到該位點(diǎn)，可驅(qū)動轉(zhuǎn)錄過程。(2)推斷目的基因是否在受體細(xì)胞中轉(zhuǎn)錄，可用分子雜交技術(shù)來檢測，從細(xì)胞中提取mRNA和用含放射性同位素標(biāo)記或者熒光標(biāo)記的目的基因單鏈DNA片段進(jìn)行雜交。由圖2知，當(dāng)let7基因轉(zhuǎn)錄出來的miRNA與癌基因RAS轉(zhuǎn)錄出的mRNA結(jié)合時(shí)，會抑制RAS蛋白的翻譯過程，削減RAS蛋白的產(chǎn)生，故肺癌細(xì)胞增殖受到抑制的緣由可能是細(xì)胞內(nèi)RAS蛋白含量削減。答案(1)限制(或限制性核酸內(nèi)切)啟動子(2)RNARAS蛋白15．如圖為PCR反應(yīng)原理示意圖，請據(jù)圖回答下列問題：(1)PCR的原理是_____________________________________________。(2)PCR技術(shù)使DNA解鏈?zhǔn)峭ㄟ^____________實(shí)現(xiàn)的，DNA的這種解鏈現(xiàn)象在肯定的條件下是________(填“可逆的”或“不行逆的”)。(3)DNA解鏈后冷卻的目