课时跟踪检测（十七）“基因工程”强化练

课时跟踪检测（十七）“基因工程”强化练一、基础综合1．某科学家从细菌中分离出耐高温的淀粉酶(Amy)基因a，通过基因工程的方法，将基因a与载体结合后导入马铃薯植株中，经检测发现Amy在成熟块茎细胞中存在。结合图示分析，下列有关这一过程的叙述，正确的是 ()A．获取基因a的限制酶的作用部位是图中的①B．基因工程所用的工具酶是限制酶、DNA连接酶、质粒C．连接基因a与载体的DNA连接酶的作用部位是图中的②D．一种限制酶只能识别一种特定的核糖核苷酸序列，并在特定的切点上切割DNA分子解析：选A获取基因a的限制酶其作用部位是图中的①磷酸二酯键，A正确；基因工程所用的工具酶是限制酶、DNA连接酶，质粒是基因工程中常用的载体，而不是工具酶，B错误；连接基因a与载体的DNA连接酶其作用部位是图中的①磷酸二酯键，C错误；一种限制酶只能识别一种特定的脱氧核糖核苷酸序列，并在特定的切点上切割DNA分子，D错误。2．下列有关“DNA提取与鉴定”实验的叙述，正确的是 ()A．新鲜猪血、菜花等动植物材料均可用于DNA的粗提取B．植物材料需先研磨破碎细胞C．DNA只能溶于2mol/L的NaCl溶液D．溶有DNA的NaCl溶液中加入二苯胺试剂后颜色呈紫色解析：选B猪是哺乳动物，其成熟红细胞内没有细胞核，所以猪血不能用于DNA的粗提取，A错误；植物细胞含有细胞壁，因此选用植物细胞提取DNA时，需先研磨破碎细胞，B正确；DNA在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同，在2mol/L的NaCl溶液中溶解度高，C错误；溶有DNA的NaCl溶液中加入二苯胺试剂，沸水浴加热后冷却，颜色应呈现蓝色，D错误。3．下图为DNA分子在不同酶的作用下所发生的变化，图中依次表示解旋酶、DNA聚合酶、DNA连接酶、限制酶作用过程的正确顺序是 ()A．③④②① B．①②④③C．①④②③ D．①④③②解析：选A解旋酶的作用是将DNA双链解开，对应题图③；DNA聚合酶在DNA分子复制时将单个脱氧核苷酸连接成脱氧核苷酸链，对应题图④；DNA连接酶连接DNA片段，对应题图②；限制酶可在特定位点对DNA分子进行切割，对应题图①。故图中依次表示解旋酶、DNA聚合酶、DNA连接酶、限制酶作用过程的正确顺序是③④②①。4．下列关于基因文库的说法，错误的是 ()A．可分为基因组文库和部分基因文库B．cDNA文库属于部分基因文库C．同种生物的cDNA文库中基因数量较基因组文库少D．基因组文库的基因在不同物种之间均可进行基因交流解析：选D基因文库可分为基因组文库和部分基因文库(cDNA文库)两种，A正确；cDNA文库属于部分基因文库，所以同种生物的cDNA文库基因数量较基因组文库基因数量少，B、C正确；不同物种之间有生殖隔离，不可进行基因交流，D错误。5．下列有关PCR技术的说法，错误的是 ()A．PCR是一项在生物体外复制特定的DNA片段的核酸合成技术B．PCR技术的原理是DNA双链复制C．利用PCR技术获取目的基因的前提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列D．PCR扩增中必须有解旋酶才能解开双链DNA解析：选DPCR全称为聚合酶链式反应，是一项在生物体外复制特定的DNA片段的核酸合成技术，A正确；PCR技术的原理是DNA双链复制，B正确；利用PCR技术获取目的基因的前提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列，以便根据这一序列合成引物，C正确；PCR技术扩增中通过高温解旋，不需要解旋酶，D错误。6．通过设计引物，运用PCR技术可以实现目的基因的定点诱变。如图为基因工程中获取突变基因的过程，其中引物1序列中含有一个碱基T不能与目的基因片段配对，但不影响引物与模板链的整体配对，反应体系中引物1和引物2的5′端分别设计增加限制酶a和限制酶b的识别位点。下列有关叙述错误的是 ()A．引物中设计两种限制酶识别位点有利于目的基因定向插入B．复性温度过高会导致引物不能与模板牢固结合，PCR扩增效率下降C．第3轮PCR，引物1能与图中②结合并且形成两条链等长的突变基因D．第3轮PCR结束后，含突变碱基对且两条链等长的DNA占1/2解析：选D引物中设计两种限制酶识别位点，可以配合载体的限制酶识别位点，帮助目的基因定向定点插入载体，避免发生自身环化，A正确；PCR技术中，复性是指引物结合到互补DNA链，复性温度过高会引起碱基之间的氢键断裂，导致引物不能与互补DNA链(模板)牢固结合，PCR扩增效率下降，B正确；第3轮PCR，引物1能与图中②结合并且形成两条链等长的突变基因，C正确；第3轮PCR结束后，含突变碱基对且两条链等长的DNA只有1个，而子代DNA有23＝8个，故含突变碱基对且两条链等长的DNA占1/8，D错误。7．科学家将人的生长激素基因与某种细菌(不含抗生素抗性基因)的DNA分子进行重组，并成功地在该细菌中得以表达(如下图)。下列相关叙述错误的是 ()A．过程①合成人生长激素基因的过程需要用到逆转录酶B．过程③是将重组质粒溶于缓冲液后与经Ca2＋处理的细菌B混合C．成功导入了重组质粒的细菌B在含有氨苄青霉素的培养基上不能生长D．可采用抗原－抗体杂交技术检测工程菌中生长激素基因是否成功表达解析：选C过程①合成人生长激素基因的过程是逆转录过程，需要用到逆转录酶，A正确；过程③是将重组质粒导入细菌B中，故用Ca2＋处理细菌B使其成为能吸收周围环境中DNA分子的感受态细胞，重组质粒容易进入，B正确；成功导入了重组质粒的细菌B，因目的基因插入质粒后，破坏了四环素抗性基因，所以在含有四环素的培养基上不能生长，C错误；检测生长激素基因是否成功表达用抗原－抗体杂交技术，D正确。8．如图表示细胞膜上乙酰胆碱(一种神经递质)受体基因的克隆技术操作过程，下列分析正确的是 ()A．获得该mRNA的最佳材料是心肌细胞B．构建基因表达载体最常用的载体是腺病毒C．完成过程①、②必不可少的酶分别是逆转录酶、DNA聚合酶D．探针筛选的目的是淘汰被感染的细菌，获得未被感染的细菌解析：选C由于乙酰胆碱受体大量分布于神经细胞的细胞膜上，所以在神经细胞中最易获得该基因的mRNA，A错误；腺病毒不能作为基因表达的载体，但可以作为基因表达载体的受体，B错误；①是逆转录过程，需要逆转录酶，②是DNA的复制，需要DNA聚合酶，C正确；探针筛选的目的是检测受体细胞中是否导入了cDNA，D错误。9．棉蚜是棉花的主要害虫之一。雪花莲凝集素(GNA)与尾穗苋凝集素(ACA)具有良好抗蚜虫效果。研究人员将GNA基因与ACA基因连接成融合基因GA，并构建双抗虫基因的重组表达载体转入棉花，过程如下图。下列叙述错误的是 ()A．构建植物表达载体，应选用BsaBⅠ、KpnⅠ和XhoⅠ酶切B．KpnⅠ、XhoⅠ双酶切可确保融合基因与载体的正确连接C．用农杆菌转化法将目的基因转入棉花愈伤组织需无菌操作D．可用DNA分子杂交或抗原抗体杂交技术检测目的基因是否表达解析：选D由图分析可知，构建植物表达载体过程中要选用BsaBⅠ、KpnⅠ和XhoⅠ进行酶切，A正确；KpnⅠ、XhoⅠ双酶切可确保融合基因与载体产生相同的末端以确保二者的正确连接，B正确；用农杆菌转化法将目的基因转入棉花愈伤组织需无菌操作以防止杂菌污染干扰实验，C正确；用DNA分子杂交技术检测是否插入了目的基因，用抗原抗体杂交技术检测目的基因是否表达，D错误。10．下图是用基因工程技术培育抗棉铃虫的转基因棉花过程，下列有关该过程的叙述，错误的是()A．抗虫基因的表达产物为多肽B．抗虫基因的插入引起的变异属于基因重组C．用CaCl2处理农杆菌利于重组DNA分子的导入D．通过Ti质粒上的抗性基因筛选试管苗解析：选D抗虫基因的表达包括转录和翻译两个过程，产物是多肽或肽链，A正确；抗虫基因被插入到受体细胞的染色体DNA中，该过程属于基因重组，B正确；用CaCl2处理农杆菌会使农杆菌处于容易吸收外来DNA分子的状态，因此利于重组DNA分子的导入，C正确；通过Ti质粒上的抗性基因筛选含有目的基因的受体细胞，而试管苗的筛选需要用个体生物学鉴定的方法，即使虫食用棉花，观察其存活情况，来鉴定棉花幼苗是否具有抗虫特性，D错误。11．下图是基因工程示意图，请据图回答问题：(1)从基因文库中提取的目的基因通过PCR进行扩增时。需使用一种特殊的酶是________。如果用基因工程的方法制备HIV的某蛋白时可先提取HIV中的________，以其作为模板，在________的作用下合成________，获取该目的蛋白的基因。(2)进行过程①时，需用________切开载体以插入目的基因，载体应具有该酶识别和结合的部位。为驱动目的基因转录，该部位称为________。(3)构建基因表达载体的目的是使目的基因在________中稳定存在并遗传给下一代，使目的基因能够____________________________________。(4)若将重组质粒转入大肠杆菌，大肠杆菌要用钙离子处理成________，不能直接用未处理的作为受体细胞，原因是______________________________________________________________________________________________________________________________。(5)在抗虫作物的培育过程中，将Bt毒蛋白基因导入作物受体细胞时，常用的方法是________________________________________________________________________。(6)检测细菌的目的基因是否转录出mRNA时，需要用____________做探针，再与相应的物质杂交。解析：(1)从基因文库中提取的目的基因通过PCR进行扩增时，需使用一种特殊的酶是耐高温的DNA聚合酶(或TaqDNA酶)。制备HIV的某蛋白时可先提取HIV中的RNA，在逆转录酶的作用下合成DNA，获取该目的蛋白的基因。(2)过程①表示基因表达载体的构建，进行过程①时，需用限制酶切开载体以插入目的基因；启动子是RNA聚合酶识别和结合的部位，可以驱动目的基因转录出mRNA。(3)构建基因表达载体的目的是使目的基因在受体细胞中稳定存在并遗传给下一代，使目的基因能够表达和发挥作用。(4)若将重组质粒转入大肠杆菌，大肠杆菌要用钙离子处理成感受态细胞，因为未处理的大肠杆菌吸收质粒(外源DNA)的能力弱。(5)在抗虫作物的培育过程中，将Bt毒蛋白基因导入作物受体细胞吋，常用的方法是农杆菌转化法。(6)检测细菌的目的基因是否转录出mRNA时，需要用标记的目的基因做探针，再与相应的物质杂交。答案：(1)耐高温的DNA聚合酶(或TaqDNA聚合酶)RNA逆转录酶DNA(2)限制酶启动子(3)受体细胞表达和发挥作用(4)感受态未处理的大肠杆菌吸收质粒(外源DNA)的能力弱(5)农杆菌转化法(6)标记的目的基因12．下图是转基因小鼠的培育过程示意图，Gfp是绿色荧光蛋白基因。回答下列问题：(1)完成过程①需要用到的工具酶是____________________________________________。过程②将目的基因导入胚胎干细胞常用的方法是____________________。(2)在构建表达载体时，质粒中的标记基因通常是__________，使用标记基因的目的是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)步骤⑤应该将细胞注射入囊胚的__________位置，该处细胞将发育成__________。(4)通过步骤⑥移植的胚胎，能在代孕母鼠体内存活的生理基础是________________________________________________________________________。解析：(1)过程①是基因表达载体的构建，该过程所使用的工具酶有限制酶、DNA连接酶；过程②是将目的基因导入胚胎干细胞(动物细胞)，常用的方法是显微注射法。(2)在构建表达载体时，质粒中的标记基因通常是抗生素基因，使用标记基因的目的是为了鉴定受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来。(3)囊胚期的细胞开始分化，其中个体较大的细胞叫内细胞团，将来发育成胎儿的各种组织，因此步骤⑤应该将细胞注射入囊胚的内细胞团位置，该处细胞将发育成各种组织。(4)通过步骤⑥移植的胚胎，能在代孕母鼠体内存活的生理基础是受体子宫对外来胚胎基本不发生免疫排斥反应。答案：(1)限制酶和DNA连接酶显微注射法(2)抗生素基因为了鉴定受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来(3)内细胞团各种组织(4)受体子宫对外来胚胎基本不发生免疫排斥反应二、应用创新13.曲妥珠单抗是针对HER2位点治疗乳腺癌的靶向药，是基因工程生产的人源化抗体，结构如图。下列相关叙述错误的是()A．可用限制酶、DNA连接酶构建曲妥珠单抗的人—鼠融合基因B．可用显微注射技术将基因表达载体导入动物细胞生产抗体C．与鼠源性抗体相比，用曲妥珠单抗治疗时可降低免疫副作用D．曲妥珠单抗能治疗各种癌症，使用时不能口服必须注射解析：选D要将人鼠基因重组首先需要用同种限制酶切割使其露出相同的黏性末端，再用DNA连接酶将人鼠基因连接，A正确；将基因表达载体导入动物细胞常用显微注射法，B正确；曲妥珠单抗相比鼠源性抗体增加了人源抗体，注射到机体后，减轻了免疫排斥反应，可降低免疫副作用，C正确；曲妥珠单抗是针对HER2位点治疗乳腺癌的靶向药，治疗癌症具有特异性，而不能治疗各种癌症，D错误。14．用动物乳腺做生物反应器是20世纪90年代出现的新技术。利用转基因动物的乳房作为生物发酵工厂，可以大规模生产某些急需的生物活性物质或药用蛋白。以下是生产人乳铁蛋白的乳腺生物反应器的流程。BamHⅠ、HindⅢ、SmaⅠ直线所指为三种限制酶的酶切位点，请回答下列问题：(1)图中载体需要对天然质粒进行改造才能得到，原因是_____________________________________。图中将人乳铁蛋白基因插入载体质粒，需同时用相同的限制酶HindⅢ和BamHⅠ切割目的基因和载体，原因是____________________________________________________。不能用限制酶SmaⅠ切割的原因是_____________________________________________________________________________________________________