基因工程的基本操作程序同步课时作业 高二下学期生物人教版（2019）选择性必修3

3.2基因工程的基本操作程序

一、单选题1．下列有关PCR的叙述错误的是()A.PCR用的DNA聚合酶是一种耐高温酶B.变性过程中双链DNA的解开不需要解旋酶C.复性过程中引物与模板链的结合遵循碱基互补配对原则D.延伸过程中需要DNA聚合酶、ATP和4种核糖核苷酸2．在基因工程中，若受体细胞是细菌，则用来处理该细菌以增强细胞壁通透性的化学试剂是()A.氯化钠 B.聚乙二醇 C.氯化钙 D.二苯胺3．利用PCR获得目的基因后，用限制酶EcoRⅠ同时处理目的基因与质粒，拼接后可得到重组基因表达载体，其部分DNA片段如下图所示。下列有关引物的分析正确的是()A.通过PCR获取目的基因时，所选的引物可为引物2和引物3B.检测目的基因是否插入质粒且方向是否正确时，应选用引物1和引物4进行PCRC.若设计的引物与模板不完全配对，可适当提高PCR复性的温度D.DNA聚合酶能与引物结合，并从引物的5'端连接脱氧核苷酸4．利用PCR技术将某小段DNA分子扩增n代，需()A.测定DNA片段的核苷酸序列，以便设计引物对B.2n﹣1对引物参与子代DNA分子的合成C.向反应体系中加入解旋酶、DNA聚合酶等D.保持反应体系温度恒定，确保扩增的正常进行5．科学家将抵御干旱胁迫反应中具有调控作用的AhCMO基因转入棉花细胞中，培育出了转基因抗旱棉花。下列相关叙述错误的是()A.将AhCMO基因导入棉花细胞可用农杆菌转化法B.构建基因表达载体是培育转基因抗旱棉花的核心工作C.AhCMO基因成功插入棉花细胞染色体上也未必能正常表达D.PCR扩增AhCMO基因时需要设计两种碱基互补的引物6．下列关于基因工程的叙述，正确的是()A.抗除草剂基因转入某植物获得转基因植株，其DNA检测均含目的基因，抗性鉴定为抗除草剂和不抗除草剂。表明一定是前者表达了抗性蛋白而后者目的基因没有表达B.基因工程导入受体细胞，若是微生物用显微注射法C.质粒可以作为基因的载体使用，通常采用抗生素合成基因作为标记基因D.目的基因在供体细胞与受体细胞中的表达产物可能不同7．苏云金杆菌通过合成苏云金杆菌伴孢晶体蛋白（Bt抗虫蛋白）破坏鳞翅目昆虫的消化系统来杀死棉铃虫。科学家将该细菌的Bt抗虫蛋白基因通过基因工程转移到棉花细胞里，让棉花也能产生Bt抗虫蛋白抵抗虫害。该过程的核心步骤是()A.获取Bt抗虫蛋白基因 B.将Bt抗虫蛋白基因导入棉花细胞C.构建Bt抗虫蛋白基因表达载体 D.Bt抗虫蛋白的检测和鉴定8．人血清白蛋白（HSA）是血浆蛋白的主要成分，具有维持血浆渗透压和进行物质运输的功能。科学家利用转基因技术获得转HSA基因的大肠杆菌，通过发酵工程，实现HSA的大量生产，下图表示HSA基因。下列叙述错误的()A.PCR过程每次循环分为3步，其中温度最低的一步是第二步B.扩增出HSA基因并用于表达载体的构建，应选择引物Ⅱ和引物ⅢC.在PCR反应缓冲液中加入Mg2+的作用是激活耐高温的DNA聚合酶D.用PCR方法检测大肠杆菌是否导入HSA基因，预变性过程可促进模板DNA边解旋边复制9．干扰素是一类由单核细胞和淋巴细胞产生的细胞因子、具有广谱的抗病毒、淋巴细胞生长及分化、调节免疫等功能。如图是利用转基因技术生产干扰素的简化流程。下列相关叙述错误的是()A.过程①一般使用两种限制酶切割干扰素基因和细菌质粒B.过程②为构建基因表达载体，需用DNA连接酶连接磷酸二酯键C.重组质粒A上的终止子位于干扰素基因的下游，可使转录停止D.检测干扰素基因是否转录时，应用PCR直接对产生的mRNA进行扩增和检测10．金花茶是一种珍贵的茶花品种，具有药用和观赏价值，但易得枯萎病，会降低观赏价值。科学家在某种植物体中找到了抗枯萎病的基因，用转基因方法培育出了抗枯萎病的金花茶新品种。下列叙述正确的是()A.必须使用同种限制酶切割以便获得①和②B.若采用PCR扩增和获取抗病基因，反应体系中需加入Mg2+来激活TaqDNA聚合酶C.通过转基因方法获得的抗枯萎病金花茶，产生的配子中一定含有抗病基因D.导入③的金花茶叶片细胞具备了抗枯萎病的特性，并不能说明②已经成功表达二、多选题11．用PCR扩增下面的DNA片段，应选择的引物有()5′GACCTGTGGAAGC……CATACGGGATTG3′3′CTGGACACCTTCG……GTATGCCCTAAC5′A.5′GACCTGTGGAAGC3′ B.5′CATACGGGATTG3′ C.5′GTATGCCCTAAC3′ D.5′CAATCCCGTATG3′12．下列关于DNA片段的电泳鉴定实验的说法，错误的是()A.等琼脂糖凝固后插入梳子，形成加样孔B.用微量移液器吸取不同的DNA样品时，需要更换枪头C.电泳结束后，需用显微镜观察形成的电泳条带D.电泳过程中既要使用核酸染色剂，也要使用电泳指示剂，它们的观察方法、作用一致三、读图填空题13．人体内的t-PA蛋白能高效降解血栓，是心梗和脑血栓的急救药。然而，为心梗患者注射大剂量的t-PA蛋白会诱发颅内出血。研究证实，将t-PA第84位的半胱氨酸换成丝氨酸，能显著降低出血副作用。据此，先对天然的t-PA基因进行序列改造，然后再采取传统的基因工程方法表达该改良基因，可制造出性能优异的t-PA改良蛋白。下图是通过两次PCR操作，运用大引物进行定点突变获取t-PA改良基因和利用质粒pCLYⅡ构建含t-PA改良基因的重组质粒示意图。（注：一次PCR操作可进行多次循环）（1）PCR扩增的第一步是使双链模板DNA变性。DNA中G+C的含量与变性要求的温度有关，DNA中G-C的含量越多，要求的变性温度越高。其原因是_____________。（2）在PCR反应中，引物的作用是________________。（3）如果要利用微生物进一步克隆PCR定点诱变产物，其步骤包括：_______、______、微生物的筛选和培养，从菌群中获取更多目的基因。为实现质粒和t-PA改良基因的高效连接，选用限制酶XmaⅠ而不选用限制酶SmaⅠ的原因是____________。为将t-PA改良基因连接在质粒上，还需要______________等酶。14．某目的基因酶切后的末端为平末端，科研人员利用基因工程技术，借助中间载体P将目的基因接入载体E，如下图所示，回答有关问题：（1）基因工程的操作步骤有__________→基因表达载体的构建→将目的基因导入受体细胞→____________。（2）结合上图分析，需要借助中间载体P的主要原因是__________________；载体P只能作为中间载体，是因为其没有表达该目的基因的________________________。（3）为了便于该目的基因接入载体E应选用限制酶______和______。（4）若将构建好的重组质粒导入大肠杆菌中，需用______处理大肠杆菌，使其处于______状态。（5）若要检测目的基因是否转录，常用______方法检测。

参考答案1．答案：D解析：A、PCR扩增DNA的过程中，需要高温解旋，因此催化复制的DNA聚合酶是一种耐高温的酶，A正确；B、PCR扩增中双链DNA解开不需要解旋酶，高温条件下氢键可自动解开，B正确；C、复性过程中引物（一段DNA）与模板链（DNA）的结合遵循碱基互补配对原则，C正确；D、PCR反应的产物是DNA，原料是四种游离的脱氧核苷三磷酸，不是核糖核苷酸，D错误。故选D。2．答案：C解析：用CaCl2处理细菌，可增强细胞壁的通透性，以使其成为感受态细胞，从而便于接受外源DNA分子，C正确。故选C。3．答案：A解析：A、引物结合在模板链的3'端，通过PCR获取目的基因时，所选的引物可为引物2和引物3，A正确；B、引物结合在模板链的3'端，检测目的基因是否插入质粒且方向是否正确时，应选用引物2和引物4进行PCR，B错误；C、若设计的引物与模板不完全配对，可适当降低PCR复性的温度，以便引物与模板链结合，C错误；D、DNA聚合酶能与引物结合，并从引物的3'端连接脱氧核苷酸，D错误。故选A。4．答案：A解析：A、利用PCR技术扩增DNA时需要引物的参与，因此需要测定DNA分子两端的核苷酸序列，以便设计引物对，A正确；B、依据题意，将某小段DNA分子扩增n代，子代DNA分子总数为2n，其中除了两条最初的模板链不含引物外，其他的链均含有引物，因此需要2n－1对引物参与子代DNA分子的合成，B错误；C、PCR技术中双链DNA解开不需要解旋酶，且PCR扩增DNA分子是在较高温度下进行的，因此需要热稳定DNA聚合酶，C错误；D、PCR扩增的过程为高温变性、低温复性、中温延伸，可见整个过程中并不要保持恒温，D错误。故选A。5．答案：D解析：A、将AhCMO基因导入棉花细胞可用农杆菌转化法，因为农杆菌中的Ti质粒能将目的基因整合到受体细胞的染色体DNA上，A正确；B、构建基因表达载体是培育转基因抗旱棉花的核心工作，即基因表达载体的构建是基因工程的核心，B正确；C、AhCMO基因成功插入棉花细胞染色体上也未必能正常表达，因为基因的表达包括转录和翻译两个步骤，因此还需要对转基因棉花进行进一步的检测和鉴定，C正确；D、PCR扩增AhCMO基因时需要设计两种引物，这两种引物之间不能发生碱基互补配对，否则无法实现DNA体外扩增，D错误。故选D。6．答案：D解析：A、抗除草剂基因转入某植物获得转基因植株，但不抗除草剂，也可能是翻译后的肽链未能正确折叠形成特定的空间结构，A错误；B、基因工程导入受体细胞时，动物细胞才可以采用显微注射法，B错误；C、质粒中的抗生素抗性基因通常作为标记基因，C错误；D、原核细胞中表达的真核细胞基因，由于原核细胞没有内质网、高尔基体等细胞器，表达产物与真核细胞中可能不同，D正确。故选D。7．答案：C解析：基因表达载体的构建是基因工程的核心步骤，因此，构建B抗虫蛋白基因表达载体是该过程的核心步骤，C正确。故选C。8．答案：D解析：A、PCR过程每次循环分为变性、复性和延伸3步，其中温度最低的一步是第二步复性，A正确；B、引物结合在模板链的3'端，使子链从5'→3'延伸，扩增出HSA基因并用于表达载体的构建，应选择引物Ⅱ和引物Ⅲ，B正确；C、在PCR反应缓冲液中加入Mg2+的作用是激活耐高温的DNA聚合酶，C正确；D、用PCR方法检测大肠杆菌是否导入HSA基因，与细胞内DNA复制不同，预变性过程可促进模板DNA全部打开，不是边解旋边复制，D错误。故选D。9．答案：D解析：A、图中过程①一般使用两种限制酶切割目的基因和质粒，以防止目的基因和质粒自身环化，并保证两者的正确连接，A正确；B、过程②为构建基因表达载体，需利用DNA连接酶将质粒和目的基因之间的磷酸二酯键连接起来，B正确；C、重组质粒A上有启动子、终止子、标记基因等，其中启动子位于目的基因上游，终止子位于目的基因的下游，可使转录停止，C正确；D、过程③表示将目的基因导入受体细胞，检测干扰素基因是否转录，可使用PCR进行检测，即对mRNA反转录产生的cDNA进行PCR扩增，而不是直接对mRNA进行PCR扩增，D错误。故选D。10．答案：B解析：A、在获取目的基因和切割载体时通常用同一种限制酶，以获得相同的黏性末端。但为避免反向连接和自身环化，用两种不同限制酶切割，构建基因表达载体，A错误；B、若采用PCR扩增和获取抗病基因，PCR反应体系中Mg2+的作用是激活TaQDNA聚合酶，B正确；C、转入的基因一般只在整合到同源染色体的其中一条染色体上，被转入基因的个体也就相当于一个杂合子，所以减数分裂时，配子中不一定有该基因，C错误；D、成功导入③的金花茶叶片细胞具备了抗枯菱病枯萎病的特性，能说明②在受体中已经成功表达，D错误。故选：B。11．答案：AD12．答案：ACD解析：进行琼脂糖凝胶电泳时，应将温热的琼脂糖溶液迅速倒入模具，并插入合适大小的梳子，以形成加样孔，等凝胶溶液完全凝固，小心拔出梳子，A错误；为保证实验结果的准确性，用微量移液器吸取不同的DNA样品时，需要更换枪头，B正确；电泳结束后，需将凝胶置于紫外灯下进行观察，C错误；电泳过程中既要使用核酸染色剂，也要使用电泳指示剂，它们的观察方法、作用不同，凝胶中的DNA分子通过染色，可以在波长300nm的紫外灯下被检测出来，D错误。13．答案：（1）DNA中G+C含量越多，其氢键越多，结构越稳定，变性时所需温度越高（2）使DNA聚合酶能够从引物的3'端开始连接脱氧核苷酸（3）基因表达载体的构建；将目的基因导入受体细胞；限制酶SmaⅠ切割产生的末端为平末端，无法与t-PA改良基因上的黏性末端连接；BglⅡ、DNA连接酶解析：（1）DNA分子的热稳定性与碱基对中的氢键数量有关，DNA中G和C之间有三个氢键，A和T之间只有两个氢键，G+C含量越多，其氢键越多，结构越稳定，变性时所需温度越高。（2）在PCR反应中，引物引物是一小段能与DNA母链的一段碱基序列互补配对的短单链核酸，用于PCR的引物长度通常为20〜30个核苷酸，作用是使DNA聚合酶能够从引物的3'端开始连接脱氧核苷酸。（3）如果要利用微生物进一步克隆PCR定点诱变产物，其步骤包括：基因表达载体的构建（这是基因工程的核心步骤）、将目的基因导入受体细胞、微生物的筛选和培养，从菌群中获取更多目的基因。为实现质粒和t-PA改良基因的高效连接，选用限制