生物（人教版选修3）练习1.2基因工程的基本操作程序

专题一1.21．下列关于基因工程的说法中，正确的是()A．将目的基因导入植物细胞采用最多的方法是显微注射法B．基因工程所用的工具酶是限制酶、连接酶和运载体C．T4DNA连接酶只能将双链DNA片段互补的黏性末端连接起来D．检测目的基因能否翻译成蛋白质可以采用抗原—抗体杂交的方法解析：将目的基因导入植物细胞采用最多的方法是农杆菌转化法，显微注射法是将目的基因导入动物细胞常用的方法；基因工程所用的工具酶是限制酶、DNA连接酶，运载体不是酶，而是将目的基因转运到受体细胞中的工具；T4DNA连接酶既能连接双链DNA片段互补的黏性末端，也能连接平末端。答案：D2．如图为表达载体的模式图，若结构X是表达载体所必需的，则X最可能是()A．氨苄青霉素抗性基因 B．启动子C．限制酶 D．DNA连接酶解析：一个基因表达载体的组成，除了目的基因外，还必须有启动子、终止子以及标记基因等。答案：B3．如图是将人的生长激素基因导入细菌B细胞内制造“工程菌”的示意图。已知细菌B细胞内不含质粒A，也不含质粒A上的基因。判断下列说法正确的是()A．将重组质粒导入细菌B常用的方法是显微注射法B．将完成导入过程后的细菌涂布在含有四环素的培养基上，能生长的只是导入了重组质粒的细菌C．将完成导入过程后的细菌涂布在含有氨苄青霉素的培养基上，能生长的就是导入了质粒A的细菌D．目的基因成功表达的标志是受体细胞能在含有氨苄青霉素的培养基上生长解析：将目的基因导入到细菌细胞中常用的方法是Ca2＋处理法；基因必须保持结构的完整性才能得以表达，在含有四环素的培养基上能存活的是导入了质粒A或导入了重组质粒的细菌；由于将人的生长激素基因导入到质粒的抗氨苄青霉素基因上，破坏了抗氨苄青霉素基因的完整性，导入了重组质粒的细菌没有对氨苄青霉素的抗性，在含有氨苄青霉素的培养基上不能存活，能存活的是导入了质粒A的细菌。答案：C4．如图表示基因工程中获取水稻某目的基因的不同方法。相关叙述中正确的是()A．这三种方法都用到酶，都是在体外进行B．①②③碱基对的排列顺序均相同C．①②③片段均不含内含子，但含非编码区D．方法a不遵循中心法则解析：由图示可知a为反转录法获得目的基因，用到反转录酶；b为直接从生物体获得目的基因，用到限制酶；c为用PCR技术扩增获取目的基因，用到Taq酶，且三种方法均在生物体外进行，故A正确。因水稻为真核生物，所以②中含内含子，但方法a获得的目的基因内无内含子序列，也无非编码区，所以B、C错误。方法a遵循中心法则，D错误。答案：A5．α1­抗胰蛋白缺乏症是一种在北美较为常见的单基因遗传病，患者成年后会出现肺气肿及其他疾病，严重者甚至死亡。对于该致病患者常可采用注射人α1­抗胰蛋白酶来缓解症状。(1)图1表示获取人α1­抗胰蛋白酶基因的两种方法，请回答下列问题：图1①a过程是在______酶的作用下完成的，该酶的作用特点是__________________________②c过程称为__________________，该过程需要的原料是__________________________。③要确定获得的基因是否是所需的目的基因，可以从分子水平上利用____________技术检测该基因的碱基序列。(2)利用转基因技术将控制该酶合成的基因导入羊的受精卵，最终培育出能在乳腺细胞表达人α1­抗胰蛋白酶的转基因羊，从而更易获得这种酶，简要过程如图2所示。图2①获得目的基因后，常利用______技术在体外将其大量扩增。②载体上绿色荧光蛋白(GFP)基因的作用是便于________________________________________________________________________。基因表达载体d，除图中的标出部分外，还必须含有________________________。解析：本题考查基因工程中目的基因的获取、基因表达载体的构建。(1)①方法一是从自然界的物种中提取目的基因，需要限制性核酸内切酶来切割，即a过程是在限制性核酸内切酶的作用下完成的；该酶能识别特定的核苷酸序列，并在特定的位点上切割DNA分子；②c过程是由mRNA得到目的基因，是反转录过程，该过程要合成目的基因(DNA)，需要的原料是4种脱氧核苷酸；③检测基因的碱基序列可以用DNA分子杂交技术。(2)①PCR技术能在体外将目的基因大量扩增；②载体上的绿色荧光蛋白(GFP)基因是标记基因，其作用是筛选含有目的基因的受体细胞。基因表达载体包括4部分：启动子、终止子、目的基因、标记基因，图中已经有了目的基因和标记基因，还缺少启动子、终止子。答案：(1)①限制性核酸内切识别特定的核苷酸序列，并在特定的位点上切割DNA分子②反转录4种脱氧核苷酸③DNA分子杂交(2)①PCR②筛选含有目的基因的受体细胞启动子、终止子(时间：30分钟满分：50分)知识点及角度难易度及题号基础中档稍难基因工程的操作程序及目的基因的获取2、4、89基因表达载体的构建1、536目的基因的导入及检测与鉴定710一、选择题(每小题4分，共32分)1．在基因工程的操作过程中，获得重组质粒不需要()①DNA连接酶②同一种限制酶③RNA聚合酶④具有标记基因的质粒⑤目的基因⑥4种脱氧核苷酸A．③⑥ B．②④C．①⑤ D．①②④解析：在基因工程的操作过程中，需要用同一种限制酶切割目的基因与载体，并用DNA连接酶将两者的黏性末端(或平末端)连接起来，所选择的质粒必须具有标记基因，以便进行目的基因的检测。答案：A2．下列获取目的基因的方法中需要模板链的是()①从基因组文库中获取目的基因②利用PCR技术扩增目的基因③反转录法④通过DNA合成仪利用化学方法人工合成A．①②③④ B．①②③C．②③④ D．②③解析：PCR利用的是DNA双链复制原理，即将双链DNA之间的氢键打开，变成单链DNA，作为聚合反应的模板。反转录法是以目的基因转录成的信使RNA为模板，在逆转录酶的作用下，先反转录形成互补的单链DNA，再合成双链DNA。①④则不需要模板。答案：D3．下列关于图中P、Q、R、S、G的描述，正确的是()A．P代表的是质粒RNA，S代表的是外源DNAB．Q表示限制酶的作用，R表示RNA聚合酶的作用C．G是RNA与DNA形成的重组质粒D．G是转基因形成的重组质粒DNA解析：质粒是小型环状DNA分子，因此P是质粒DNA，S是外源DNA，G是质粒和外源DNA通过DNA连接酶连接而成的重组质粒；质粒和外源DNA需经过同一种限制性核酸内切酶切割出相同的黏性末端。答案：D4.下列关于基因工程的叙述，正确的是()A．基因工程常以动物细胞为受体细胞B．细菌质粒是基因工程常用的载体C．通常用一种限制性核酸内切酶处理含目的基因的DNA，用另一种处理载体DNAD．为培育成抗除草剂的作物新品种，导入抗除草剂基因时只能以受精卵为载体解析：植物细胞，动物受精卵及微生物细胞均为基因工程受体细胞；常用同一种限制酶切取DNA及载体，植物体细胞及受精卵均可作为受体细胞。答案：B5．我国科学家在利用基因工程培育抗虫棉的过程中，经提取目的基因、目的基因与运载体结合、将目的基因导入受体细胞这三个步骤后，在全部受体细胞中，能够摄入抗虫基因的受体细胞占()A．全部 B．大部分C．一半 D．很少解析：将目的基因导入受体细胞时，只有少数受体细胞中进入重组质粒，因此，能够摄入抗虫基因的受体细胞占很少。答案：D6．质粒是常用的基因工程载体。如图是某种天然土壤农杆菌Ti质粒结构示意图(标示了部分基因及部分限制酶的作用位点)，据图分析下列说法正确的是()A．图中的终止子是由三个相邻碱基组成的终止密码B．用农杆菌转化法可将该质粒构建的表达载体导入动物细胞C．用限制酶Ⅰ和DNA连接酶改造后的质粒无法被限制酶Ⅱ切割D．用限制酶Ⅱ处理能防止该质粒构建的表达载体引起植物疯长解析：密码子是mRNA上三个相连的碱基，不会出现在DNA上，故A错；农杆菌转化法是将重组载体导入植物细胞，故B错；用限制酶Ⅰ和DNA连接酶构建的表达载体中仍存在限制酶Ⅱ的识别位点，故C错；用限制酶Ⅱ切割后，编码控制细胞分裂素合成的物质就不能合成了，故D正确。答案：D7．下列不属于有效筛选出含目的基因受体细胞的方法是()A．检测受体细胞是否有质粒B．检测受体细胞是否有目的基因C．检测受体细胞是否有目的基因表达产物D．检测受体细胞是否有目的基因转录出的mRNA解析：含有质粒，但质粒中未必嵌入目的基因故检测质粒有无并不能达到目的。答案：A8．如图是获得抗虫棉的技术流程示意图。卡那霉素抗性基因(kanR)常作为标记基因，只有含卡那霉素抗性基因的细胞才能在卡那霉素培养基上生长。下列叙述正确的是()A．构建重组质粒过程中需要限制性核酸内切酶和DNA连接酶B．愈伤组织的分化产生了不同基因型的植株C．卡那霉素抗性基因(kanR)中有构建该过程所利用的限制性核酸内切酶的识别位点D．抗虫棉有性生殖后代能保持抗虫性状的稳定遗传解析：质粒与目的基因结合时需要用同一种限制酶切割，再用DNA连接酶连接；愈伤组织的分化属于细胞分化，不会改变遗传物质，能产生相同基因型的植株；卡那霉素抗性基因作为标记基因不能有限制酶的切割位点；否则其结构受到破坏，不能表达而失去相应作用；抗虫棉有性生殖后代可能会发生性状分离，抗虫性状不一定能稳定遗传。答案：A二、非选择题(每小题9分，共18分)9．(2016·全国丙卷)图(a)中的三个DNA片段上依次表示出了EcoRⅠ、BamHⅠ和Sau3AⅠ三种限制性内切酶的识别序列与切割位点，图(b)为某种表达载体的示意图(载体上的EcoRⅠ、Sau3AⅠ的切点是唯一的)。eq\a\vs4\al(↓↓↓,,,——GAATTC————GGATCC————GATC——,——GTTAAG————CCTAGG————CTAG——,,,↑↑↑)图(a)图(b)根据基因工程的有关知识，回答下列问题：(1)经BamHⅠ酶切后得到的目的基因可以与上述表达载体被________酶切后的产物连接，理由是_________________________________________________。(2)若某人利用图(b)所示的表达载体获得了甲、乙、丙三种含有目的基因的重组子，如图(c)所示。这三种重组子中，不能在宿主细胞中表达目的基因产物的有________，不能表达的原因是__________________________________________________________________________________________________________________________________________。图(c)(3)DNA连接酶是将两个DNA片段连接起来的酶，常见的有________和________，其中既能连接黏性末端又能连接平末端的是________。解析：(1)由题图可知，BamHⅠ和Sau3AⅠ两种限制性内切酶的共同识别序列是eq\a\vs4\al(——GATC——,——CTAG——)，二者切割可以形成相同的黏性末端，因此经BamHⅠ酶切得到的目的基因可以与图(b)所示表达载体被Sau3AⅠ酶切后的产物连接。(2)在基因表达载体中，启动子应位于目的基因的首端，终止子应位于目的基因的尾端，这样基因才能顺利地转录，再完成翻译过程，即顺利表达。图中甲所示的目的基因插入在启动子的上游，丙所示目的基因插入在终止子的下游，二者的目的基因均不能被转录，因此目的基因不能表达。(3)常见的DNA连接酶有E.coliDNA连接酶和T4DNA连接酶，其中T4DNA连接酶既能连接黏性末端又能连接平末端。答案：(1)Sau3AⅠ两种酶切割后产生的片段具有相同的黏性末端(2)甲和丙甲中目的基因插入在启动子的上游，丙中目的基因插入在终止子的下游，二者的目的基因均不能被转录(其他合理答案可酌情给分)(3)E.coliDNA连接酶T4DNA连接酶T4DNA连接酶(其他合理答案可酌情给分)10．下图是培育表达人乳铁蛋白的乳腺生物反应器的技术路线。图中tetR表示四环素抗性基因，ampR表示氨苄青霉素抗性基因，BamHⅠ、HindⅢ、SmaⅠ直线所示为三种限制酶的酶切位点。据图回答：(1)图中将人乳铁蛋白基因插入载体，需用________限制酶同时酶切载体和人乳铁蛋白基因。筛选含有重组载体的大肠杆菌首先需要在含______的培养基上进行。(2)能使人乳铁蛋白基因在乳腺细胞中特异性表达的调控序列是______(填字母代号)。A．启动子 B．tetRC．复制原点 D．ampR(3)过程①可采用的操作方法是______(填字母代号)。A．农杆菌转化 B．大肠杆菌转化C．显微注射 D．细胞融合(4)为检测人乳铁蛋白是否成功表达，可采用________(填字母代号)技术。A．核酸分子杂交 B．基因序列分析C．抗原—抗体杂交 D．PCR