新教材苏教版高中生物选择性必修3第3章基因工程 课时分层练习题含答案解析

第三章基因工程

1基因工程的基本工具与聚合酶链式反应（PCR）技术...............................1

2基因工程的基本操作程序.....................................................8

3基因工程的应用价值........................................................14

4蛋白质工程................................................................21

1基因工程的基本工具与聚合酶链式反应（PCR）技术

［4组基础达标练］

题组一基因工程及其诞生和发展

i.科学家经过多年的努力，创立了一种新兴生物技术一一基因工程。实施该工程的最终目

的是（）

A.定向提取生物体的DNA分子

B.定向地对DNA分子进行人工“剪切”

C.在生物体外对DNA分子进行改造

D.定向地改造生物的遗传性状

D［该题的关键词是“最终目的”，A、B、C三项都是基因工程的技术手段，这些手段的目的

是定向改造生物的遗传性状，故选D项。］

2.下列关于基因工程的发展历程的说法错误的是（）

A.质粒是一种具有自我复制能力的环状DNA分子

B.美国科学家伯格领导的研究小组完成世界上首次DNA分子体外重组

C.科恩和博耶证明真核生物的基因可以在原核生物中表达

D.基因工程的建立和发展是生物学进步的结果，与其他学科无关

I）［基因工程是在遗传学、微生物学、生物化学和分子生物学等众多学科长足进步的基础上

发展而来的。］

题组二基因工程的基本工具

3.下列有关限制性内切核酸酶的叙述，正确的是（）

A.用限制性内切核酸酶切割一个DNA分子中部，获得一个目的基因时，被水解的磷酸二酯

键有2个

B.限制性内切核酸酶识别序列越短，则该序列在DNA中出现的概率就越大

C.—CATGI一和一GIGATCC一序列被限制酶切出的黏性末端可用DNA连接酶连接

D.只有用相同的限制性内切核酸酶处理含目的基因的片段和质粒，才能形成重组质粒

B［用限制性内切核酸酶切割一个DNA分子中部，获得一个目的基因时，需耍切割目的基因

的两侧，因此要断裂4个磷酸二酯键，即被水解的磷酸二酯键有4个，A错误；限制性内切核酸

酶识别序列越短，则该序列在DNA中出现的概率就越大，B正确；一CATCH一和一GIGATCC一序

列被限制酶切出的黏性末端不同，分别为CATG和GATC,不能用DNA连接酶连接，C错误；用不

同的限制性内切核酸酶处理含目的基因的DNA片段和质粒，若产生的黏性末端相同，也能形成重

组质粒，D错误。］

4.下列关于DNA连接前作用的叙述，正确的是（）

A.将单个核甘酸加到某个DNA片段的末端，形成磷酸二酯键

B.将断开的2个DNA片段的骨架连接起来，重新形成磷酸二酯键

C.连接2条DNA链上碱基之间的氢键

D.只能将双链DNA片段互补的黏性末端连接起来，而不能将两者之间的平末端进行连接

B［DNA连接酶和DNA聚合酶都是催化2个脱氧核甘酸分子之间形成磷酸二酯键。但DNA连

接酶是在2个DNA片段之间形成磷酸二酯键，将2个DNA片段连接成重组DNA分子；DNA聚合酶

是将单个的核甘酸分子加到已存在的核酸片段上形成磷酸二酯键，合成新的DNA分子。］

5.下列关于载体的叙述中，错误的是（）

A.载体与目的基因结合后，实质上就是一个重组DNA分子

B.在进行基因工程操作中，真正被用作载体的质粒，都是在天然质粒的基础上进行过人工

改造的

C.目前常用的载体有质粒、噬菌体和动植物病毒等

D.载体具有某些标记基因，便于对其进行切割

D［用DNA连接酶将目的基因和载体DNA连接在一起，形成的DNA分子为重组DNA分子，A

正确；常用的载体有质粒、入噬菌体的衍生物、动植物病毒等，其中在进行基因工程操作中，真

正被用作载体的质粒，都是在天然质粒的基础上进行人工改造的，B、C正确；标记基因的作用是

鉴别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，D错误。］

6.下面是四种不同质粒的示意图，其中ori为复制必需的序列，a如'为氨羊青霉素抗性基

因，杷广为四环素抗性基因，箭头表示一种限制性内切核酸酶的酶切位点。若要得到一个能在四

环素培养基上生长而不能在氨苦青霉素培养基上生长的含重组DNA的细胞，应选用的质粒是

（）

C［A项破坏了复制必需的序列。B项氨茉青霉素抗性基因和四环素抗性基因都完好，在四

环素培养基上和氨茶青霉素培养基上都能生长。C项氨茉青霉素抗性基因被破坏，四环素抗性基

因完好，能在四环素培养基上生长而不能在氨芳青霉素培养基上生长。D项氨芳青霉素抗性基因

完好，四环素抗性基因被破坏。］

7.根据图表的内容回答问题:

EcoRIPstISmaI£coRI

iiur…卜…

控制多肽链合

成的DNA片段

几种限制的识别序列切割位点

限制酶SmaIEcoRIPstI

1

CCCGGGGAATTCCTGCAG

切割位点

GGGCCCCTTAAGGACGTC

tTt

（1）假设所用的限制酶均能将所识别的位点完全切开，采用历。RI和AtI酶切含有目的基

因的DNA,能得到种DNA片段。如果将质粒载体和含目的基因的DNA片段只用EcoRI酶

切，酶切产物再加入DNA连接酶，其中由两个DNA片段之间连接形成的产物有、

⑵为了防止目的基因和质粒表达载体酶切后的末端任意连接，酶切时应该选用的酶是

［解析］（1）含目的基因的DNA分子上含有2个比oRI和1个尸stI的酶切位点，3个切点

全部切开，则形成4种DNA片段。质粒与含目的基因的DNA片段都用历次1酶切，目的基因两端

和质粒切口处的黏性末端相同，只考虑两个DNA片段相连，则会形成3种连接产物，即质粒与质

粒相连、质粒与目的基因相连、目的基因与目的基因相连。（2）为了防止任意连接，可选用反出

［和S77al两种酶同时切割。

［答案］（1）4质粒载体与质粒载体连接物目的基因与目的基因连接物质粒载体与目

的基因连接物（2）EcoRlSma\

题组三PCR技术

8.DNA的复制需要引物，主要原因是（）

A.可加快DNA的复制速度

B.引物可与DNA母链通过碱基互补配对结合

C.引物的5'端有助于DNA聚合酶的延伸DNA链

D.DNA聚合酶只能从3'端延伸DNA链

I）［DNA聚合酶不能从5'端开始合成DNA,而只能从3'端延伸DNA链，因此，DNA复制需

要引物。当引物与DNA母链通过碱基互补配对结合后，DNA聚合酶就能从引物的3'端开始延伸

DNA链，DNA的合成方向总是从子链的5'端向3'端延伸。］

9.利用PCR技术从某种生物的基因组DNA中获取目的基因的前提是（）

A.有目的基因的DNA片段，作为模板进行复制

B.有一段已知目的基因的核甘酸序列，以便根据这一序列合成引物

C.有足够的脱氧核甘酸作为原料

D.加入足够数量的DNA连接酶进行指数式扩增

B［利用PCR技术从某种生物的基因组DNA中获取目的基因的前提是要有一段己知目的基因

的核甘酸序列以便合成引物。］

10.金属硫蛋白(MT)是一类广泛存在的金属结合蛋白，某研究小组计划通过多聚酶链式反应

(PCR)扩增获得目的基因，构建转基因工程菌，用于重金属废水的净化处理。PCR扩增过程示意图

如下，请回答下列问题：

模板DNA引物1引物2-—................

94t步骤1一七■二:二---»

____________三二三继续循环

—z72t1步痴―

55r步骤2二-一叼一

________.___________________________-__,_——__6ECT

----------四——55X.\步骤2

72t步骤3

第二轮循环—.......

-------------,A--------fZZJ

-------------BO——94t步骤］----------------

(1)从高表达MT蛋白的生物组织中提取mRNA,通过获得用于PCR扩增。

(2)设计一对与MT基因两端序列互补配对的引物(引物1和引物2),为方便构建重组质粒，

在引物中需要增加适当的位点。设计引物时需要避免引物之间形成

，而造成引物自连。

(3)图中步骤1代表一,步骤2代表退火，步骤3代表延伸，这三个步骤组成一轮循

环。

(4)如果PCR反应得不到任何扩增产物，则可以采取的改进措施有________(填序号：①升高

退火温度②降低退火温度③重新设计引物)。

［解析］(1)目的基因的获取：从高表达MT蛋白的生物组织中提取mRNA,通过逆转录获得

cDNA用于PCR扩增。

(2)设计一对与MT基因两端序列互补配对的引物(引物1和引物2),为方便基因与载体相连

构建重组质粒，在引物中需要增加适当的限制性内切核酸酶的切割位点。为了避免引物自连，设

计引物时需要避免引物之间形成碱基互补配对。

(3)根据PCR的过程可知，图中步骤1为变性，步骤2为退火，步骤3为延伸，这三个步骤

组成一轮循环。

(4)如果PCR反应得不到任何扩增产物，可能的原因是退火温度过高，或者设计的引物不合

适，不能与模板碱基配对。因此可采取的改进措施有降低退火温度、重新设计引物等。

［答案］⑴逆转录cDNA(2)限制性内切核酸酶碱基互补配对(3)变性⑷②③

［S组素养培优练］

11.对下图所示黏性末端的相关说法错误的是（）

AATTCAATTG—TTAAg

甲乙丙

A.甲、乙、丙黏性末端是由各自不同的限制性内切核酸酶催化产生的

B.甲、乙具相同的黏性末端，可形成重组DNA分子，但甲、丙之间不能

C.DNA连接酶作用位点在b处，催化磷酸基团和脱氧核糖之间形成化学键

I）.切割甲的限制性内切核酸酶不能识别由甲、乙片段形成的重组DNA分子

C［甲图表示在G和A之间进行剪切，乙图表示在C和A之间进行剪切，丙图表示在C和1T

之间进行剪切，因此三者需要不同的限制性内切核酸酶进行剪切；甲和乙的黏性末端相同，能够

通过碱基互补配对形成重组DNA分子，但甲和丙不行；DNA连接酶作用的位点是磷酸二酯键，乙

图中的a和b分别表示磷酸二酯键和氢键；甲和乙形成的重组DNA分子相应位置的DNA碱基序列

为一?%:”?一，而甲图表示在G和A之间切割，所以该重组序列不能被切割甲的限制性内切核

CI1AAC

酸酶识别。］

12.下图所示为限制酶晟加1和磨/H的识别序列及切割位点，实验中用房切H1切割DNA

获得目的基因，用//II切割质粒，并将它们拼接得到重组质粒。下列相关叙述正确的是（）

BaniWIBglII

II

-GGATCC——AGATCT—

-CCTAGG——TCTAGA—

tt

A.在酶切过程中，只需要控制好酶的浓度，不需要控制温度等因素

B.经两种酶处理得到的重组质粒不能再被这两种酶所识别

C.质粒经磨/H切割后形成的黏性末端是

C1ACG

D.分别用图中两种限制酶切割，可保证目的基因定向地插入质粒

B［影响酶促反应的因素有温度、pH、酶浓度、底物浓度、反应时间等，因此酶切过程中，

需控制好酶浓度、温度和反应时间等因素，A错误；经两种酶处理得到的重组质粒不能再被这两

种酶识别，B正确；质粒经纭/II切割后形成的黏性末端是「C错误；分别用题图中两

种限制酶切割目的基因和质粒，由于形成的黏性末端相同，因此并不能保证目的基因定向地插入

质粒，D错误。］

13.RT-PCR是将RNA逆转录（RT）和cDNA的聚合酶链式扩增反应相结合的技术，可利用此技

术获取目的基因，具体过程如图所示，以下说法错误的是（）

mRNAI------------FT5jl

3,-------------------*----------------------<=>51

cDNA

A.设计扩增目的基因的引物时需考虑表达载体的序列

B.GC含量高的引物在与模板链结合时，需要更高的温度

C.过程［需要加入缓冲液、原料、耐高温的DNA聚合醐和引物A等

D.过程H拟对单链cDNA进行〃次循环的扩增，理论上需要2°T个引物B

C［设计扩增目的基因的引物时，引物应当可以与表达载体两端的序列进行互补配对。所以

设计引物时需考虑表达载体的序列，A正确；GC对之间有三个氢键，GC含量高时稳定性高，所以

需要更高的温度，B正确；过程I是逆转录过程，所以需要加入缓冲液、原料、逆转录酶和引物

A等，C错误；过程II拟对单链cDNA进行〃次循环的扩增，根据DNA的半保留复制可知理论上需

要2"T个引物B,D正确。］

14.目前基因工程所用的质粒载体主要是以天然细菌质粒的各种元件为基础重新组建的人工

质粒，PBR322质粒是较早构建的质粒载体，其主要结构如图一所示。

(1)构建人工质粒时要有抗性基因，以便于。

(2)pBR322分子中有单个皮成I限制酶作用位点，EcoRI只能识别序列一GAATTC一,并只

能在G与A之间切割。若在某目的基因的两侧各有1个AoRI的切点，请画出目的基因两侧被

限制酶FcoRI切割后所形成的黏性末端。

(3)pBR322分子中另有单个的及血1I限制酶作用位点，现将经Ba血I处理后的质粒与用另

一种限制酶BglII处理得到的目的基因,通过DNA连接酶的作用恢复键，成功地获

得了重组质粒，这说明

(4)为了检测上述重组质粒是否导入原本无/如'和的大肠杆菌，将大肠杆菌在含氨苇青

霉素的培养基上培养，得到如图二的菌落。再将灭菌绒布按到培养基上，使绒布面沾上菌落，然

后将绒布按到含四环素的培养基上培养，得到如图三的结果(空圈表示与图二对照无菌落的位

置）。与图三空圈相对应的图二中的菌落表型是,图三结果显示，多数大

肠杆菌导入的是o

［解析］（1）构建人工质粒时要有抗性基因作为标记基因，用于重组DNA的鉴定和筛选或便

于鉴别目的基因是否导入受体细胞。⑵&。RI只能识别核酸序列一GAATTC一,并只能在G与A

之间切割。根据限制酶的识别序列和切割位点进行解答。（3）DNA连接酶的作用是恢复磷酸二酯键:

由题干可知，两种限制酶（&砒I和窈JH）切割得到的黏性末端相同，这样才能进行相应的碱基

互补配对。（4）与图三空圈相对应的图二中的菌落表型是能抗氨革青霉素，但不能抗四环素；图

三结果显示，多数大肠杆菌导入的是能抗氨茉青霉素和四环素的人工质粒即PBR322质粒。

［答案］（1）重组DNA的鉴定和筛选（鉴别目的基因是否导入受体细胞）

（2）

AATTC——S.W—cAATTC—

—G

—CTTAAG—.............—CTTAAG—

（3）磷酸二酯两种限制酶（6a加I和Bglll）切割得到的黏性末端相同

（4）能抗氨苇青霉素，但不能抗四环素pBR322质粒

15.表1列举了几种限制酶识别序列及其切割位点（箭头表示相关酶的切割位点）。图2是酶

切后产生的几种末端。下列说法正确的是（）

限制酶AluIBamHISmaISau3AI

JI

识别序列AGCTGGATCCCCCGGGGATC

切割位点TCGACCTAGGGGGCCCCTAG

tTt

表1

—AGGATCA——CCCGATCC——T

11III11

—T(二T——GGGG——ACTAG

Q)②③④⑤

图2

A.Ba册I切割的是磷酸二酯键，AluI切割的是氢键

B.能被Sau3AI识别的序列，一定也能被BaffilI识别

C.DNA连接酶能连接②⑤，也能连接②④

D.£coliDNA连接酶和T4DNA连接酶都能连接①③

C［曲丽I与/加I切割的均是磷酸二酯键，A错误；BaniAI识别并切割强疗，，Sau3A

_____

I识别并切割黑,故的溯I能识别的碱基序列，Sau3AI一定能识别，但是Sau3AI能

L1AV

识别的序列，为加I不一定能识别，B错误；②⑤的黏性末端相同，②④的黏性末端也相同，因

此DNA连接酶能连接②⑤，也能连接②④，C正确；笈c。刀,DNA连接酶是从大肠杆菌中获得的，

只能连接黏性末端，T4DNA连接酶既可以连接黏性末端也可以连接平末端，而图中①③均属于平

末端，只能用T4DNA连接酶连接，D错误。］

2基因工程的基本操作程序

［4组基础达标练］

题组一目的基因的获取与基因表达载体的构建

1.下列不属于获取目的基因的方法是（）

A.从基因文库中提取

B.利用PCR技术合成

C.利用DNA转录合成

D.利用化学方法人工合成

C［可以从基因组文库中获取目的基因，A正确；可以利用PCR技术扩增目的基因，B正确;

利用DNA转录合成的是RNA,不是基因，C错误；可以利用化学方法人工合成目的基因，D正确。］

2.在基因表达载体的构建中，下列说法不正确的是（）

A.基因表达载体的构建方法不完全相同

B.有了启动子才能驱动基因转录出mRNA

C.终止子的作用是终止翻译过程

D.基因表达载体的结构包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等

C［因为受体细胞有植物、动物、微生物之分，且目的基因导入受体细胞的方法不同，因此,

基因表达载体的构建方法是不完全相同的，A正确；启动子是一段有特殊结构的DNA片段，位于

基因的首端，是RNA聚合醐识别和结合的部位，能驱动基因转录出mRNA,最终获得所需要的蛋白

质，B正确；终止子的作用是使转录在所需要的地方停止，终止密码子的作用是使翻译在所需要

的地方停止，C错误；基因表达载体包括启动子、终止子、目的基因、标记基因等，D正确。］

3.CTB是霍乱弧菌产生的肠毒素（蛋白质）结构的一部分，可用作针对霍乱弧菌的疫苗。研究

人员提取了控制CTB合成的基因（ctb）,构建基因表达载体（如图所示），将其导入番茄，然后用

转基因番茄饲喂试验小鼠，检测疫苗的有效性。请回答相关问题：

E8启动子

基因表达载体1

终止子,

（1）为了在短时间内获得大量基因，可以采用技术。与细胞内DNA复制时的解旋过

程相比，该技术的DNA解链过程有何不同？（写出一点即可。）

（2）使用两种限制酶切割载体可防止切开的载体的两个末端重新连接起来，原因是

（3）可采用法将基因表达载体导入番茄细胞，然后在加入了________的培养基中进

行初步筛选，之后还需用技术检测ctb基因是否整合到番茄染色体的DNA上。

（4）提取转基因番茄不同部位的蛋白质进行检测，发现只有果实中含有CTB。ctb基因只能在

果实细胞中表达，这与基因表达载体中的有关。

（5）用转基因番茄果实饲喂试验小鼠，若能在小鼠的血清中检测到,则说明该转基

因疫苗是有效的。

［答案］（DPCR不需要解旋酶（2）两种限制酶切割载体可以产生不同的末端（3）农杆

菌转化卡那霉素DNA分子杂交（4）E8启动子（5）CTB抗体

题组二将目的基因导入受体细胞及相关检测与鉴定

4.（多选）采用基因工程的方法培育抗虫棉，下列导入目的基因的做法正确的是（）

A.将毒素蛋白注射到棉受精卵中

B.将编码毒素蛋白的DNA序列，注射到棉受精卵中

C.将编码毒素蛋白的DNA序列，与质粒重组，导入细菌，用该细菌感染棉的体细胞，再进

行组织培养

D.将编码毒素蛋白的DNA序列，与细菌质粒重组，注射到棉的子房并进入受精卵

CD［将毒素蛋白直接注射到棉受精卵中，棉受精卵没有获得目的基因，发育成的植株不会

有抗虫性状，A错误；将编码毒素蛋白的DNA序列，直接注射到棉受精卵中，而没有将目的基因

与运载体结合，目的基因将不能稳定存在，很容易被水解，不能培养出抗虫棉，B错误；C项所

述为用农杆菌转化法将目的基因导入受体细胞，C正确；当受体细胞是植物细胞时，还可以利用

花粉管通道法将目的基因导入受精卵中，然后发育为转基因植株，D项所描述的类似于花粉管通

道法，D正确。所以选CD。］

5.下列关于目的基因导入微生物细胞的叙述中，不正确的是（）

A.常用原核生物作为受体细胞，是因为原核生物繁殖快，且多为单细胞、遗传物质相对较

B.受体细胞所处的一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态称为感受态

C.感受态细胞吸收DNA分子需要适宜的温度和酸碱度

D.感受态细胞吸收重组表达载体DNA分子的液体只要调节为适宜的pH即可，没必要用缓冲

液

I)［由于原核生物具有繁殖快，且多为单细胞、遗传物质相对较少等特点，所以早期的基因

工程通常都用原核生物作为受体细胞；受体细胞经Ca?+处理后，处于一种能吸收周围环境中DNA

分子的生理状态，称为感受态；感受态细胞吸收DNA分子需要在适宜的温度和酸碱度的缓冲液中

完成。］

6.目的基因导入受体细胞后，是否可以稳定维持和表达其遗传特性，只有通过鉴定与检测

才能知道。下列属于目的基因检测和鉴定的是()

①检测受体细胞中是否有目的基因

②检测受体细胞中是否有致病基因

③检测目的基因是否转录出了mRNA

④检测目的基因是否翻译成蛋白质

A.①@③B.②③④

C.©©④D.①②④

C［目的基因的分子检测包括三个方面：①检测转基因生物的DNA上是否插入了目的基因，

方法是采用DNA分子杂交技术；②检测目的基因是否转录出了相应的mRNA,方法是使用基因探针

与之杂交；③检测目的基因是否翻译成了相应的蛋白质，常用的方法是抗原一抗体杂交。］

7.基因工程中，受体细胞的不同，导入目的基因的方法也不同。请回答下列问题：

(1)农杆菌转化法常用来将外源基因转入细胞，具体操作时，先要将目的基因插入

农杆菌质粒的T-DNA中，然后用该农杆菌感染植物细胞。农杆菌在自然条件下，不容易

感染____________植物。农杆菌侵染植物，能够将目的基因插入植物细胞的上。

(2)将重组质粒导入动物细胞，常采用的方法。若用重组质粒转化大肠杆菌，一般

情况下，不能直接用未处理的大肠杆菌作为受体细胞，原因是未处理的大肠杆菌吸收质粒(外源

DNA)的能力极弱。所以，用表达载体转化大肠杆菌时，常先用处理大肠杆菌，使较多的

细胞成为细胞以利于表达载体的进入。

(3)目的基因导入受体细胞引起生物性状的改变，属于可遗传变异中的(变异类型)。

［解析］(1)农杆菌转化法常用来将外源基因转入植物细胞，具体操作时，先要将目的基因

插入农杆菌Ti质粒的T-DNA中，然后用该农杆菌感染植物细胞。农杆菌在自然条件下，不容易

感染单子叶植物。农杆菌侵染植物后，能够将Ti质粒上的T-DNA携带的目的基因插入植物细胞

的染色体DNA上。

(2)将目的基因导入动物细胞最常用的方法是显微注射法。若用重组质粒转化大肠杆菌，一

般情况下，不能直接用未处理的大肠杆菌作为受体细胞，原因是未处理的大肠杆菌吸收质粒(外

源DNA)的能力极弱。所以，用表达载体转化大肠杆菌时，常先用Ca?+处理大肠杆菌，使较多的细

胞成为感受态细胞以利于表达载体的进入。

(3)基因工程的原理为基因重组。

［答案］(1)植物Ti单子叶染色体DNA

(2)显微注射Ca2+感受态

(3)基因重组

题组三DNA的粗提取与鉴定

8.下列关于DNA的粗提取与鉴定的叙述，错误的是()

A.用同样方法从等体积兔血和鸡血中提取的DNA量相近

B.DNA析出过程中，搅拌操作要轻柔以防DNA断裂

C.2mol•L_1的NaCl溶液可用来粗提取DNA

D.用二苯胺试剂鉴定DNA需要进行沸水浴加热

A［兔属于哺乳动物，其红细胞没有细胞核及各种细胞器，提取不到DNA,而鸡属于鸟类，

其红细胞内含有细胞核与各种细胞器，DNA含量较多，A错误；DNA分子从细胞中被释放出来且除

去蛋白后是非常容易断裂的，如果太过剧烈的搅拌，DNA链可能会被破坏，因此轻柔搅拌的目的

是为了获得较完整的DNA分子，B正确：DNA在2moi•L"1的NaCl溶液中溶解度较高，可用来溶

解DNA,C正确；将析出的DNA溶解在2mol-L_1的NaCl溶液中，加入二苯胺试剂后需要沸水浴

加热才会呈现蓝色，D正确。］

9.下列有关“DNA的粗提取与鉴定”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.植物材料的细胞壁不影响DNA的粗提取

C.DNA易溶于2mol•的NaCl溶液中

I).溶有DNA的NaCl溶液中加入二苯胺试剂后，颜色呈紫色

C［猪是哺乳动物，其红细胞没有细胞核，所以猪血不能用于DNA的粗提取，A错误；细胞

壁会对DNA的粗提取造成一定的阻碍，B错误；DNA可溶于2mol•I/'的NaCl溶液，C正确；溶

有DNA的NaCl溶液中加入二苯胺试剂，需沸水浴加热后冷却，再观察颜色(呈蓝色)，D错误。］

10.如图为“DNA的粗提取与鉴定”实验的相关操作。已知DNA在0.14mol♦的氯化钠

中溶解度最低；DNA不溶于酒精溶液，但细胞中的某些蛋白质溶于酒精。回答下列问题：

(1)通过上述步骤得到滤液C后，向滤液中加入2mol-L-的NaCl溶液的目的是

,再过滤得到滤液D,向滤液D中加入蒸储水的目的是。

(2)在“DNA的粗提取与鉴定”实验中，将含有一定量杂质的DNA丝状物分别放入体积为2mL

的4种溶液中，经搅拌后过滤，获得下表所示的4种滤液，则含DNA最少的是滤液,原

因是__________________________________

序号溶液操作滤液

1图中B的溶液研磨搅拌后过滤E

22mol•L-1NaCl溶液搅拌后过滤F

30.14mol•L_1NaCl溶液搅拌后过滤G

4冷却的95%的酒精溶液搅拌后过滤H

(3)DNA鉴定的原理是

［解析］⑴通过上述所示步骤得到滤液C后，再向滤液中加入2moi的NaCl溶液，溶

解DNA,过滤除去不溶于NaCl的杂质；向滤液D中加入蒸偏水的目的是降低DNA的溶解度，有利

于DNA析出。

(2)由于DNA可以溶于氯化钠溶液中，在2moi•的氯化钠溶液中DNA的溶解度较高，搅

拌过滤后，DNA存在于得到的滤液中；DNA在0.14mol•的氯化钠溶液中溶解度最低，此时

DNA会从溶液中析出，搅拌过滤后，得到的黏稠物主要就是DNA,滤液只含有少量DNA；由于DNA

不溶于酒精，而其他杂质可以溶于酒精，因此放入冷却的95%的酒精溶液中，DNA不溶于酒精，

搅拌过滤后，DNA存在于黏稠物中，滤液中几乎不含DNA,因此含DNA最少的是滤液H。

(3)DNA鉴定的原理：在沸水浴的条件下，DNA与二苯胺反应呈现蓝色。

［答案］(1)使DNA溶解使DNA(溶解度下降而沉淀)析出(2)HDNA不溶于酒精(3)在

沸水浴条件下，DNA与二苯胺试剂反应呈现蓝色

［6组素养培优练］

H.抗菌肽对治疗癌症有一定的作用，下图表示抗菌肽合成过程。相关说法正确的是()

克隆目导入毕赤|，酒」甲醇诱导，研

酵母菌一一|抗菌肽表达|一|纯化|

的基因

|功能|

1研究I

A.用PCR克隆目的基因不需要DNA解旋酶

B.基因表达载体包含起始密码和终止密码

C.用显微注射法导入基因表达载体

D.筛选菌种时用基因探针检测相关蛋白质

A［PCR技术中采用高温变性，因此用PCR克隆目的基因不需要DNA解旋酶；基因表达载体

包括启动子和终止子，起始密码和终止密码在mRNA上；将基因表达载体导入酵母菌细胞时应用

感受态细胞法；筛选菌种时用基因探针检测相关基因或mRNA,不能用基因探针检测蛋白质。］

12.番茄叶片受害虫的损伤后，叶肉细胞迅速合成蛋白酶抑制剂，抑制害虫的消化作用。人

们尝试将番茄的蛋白酶抑制剂基因导入玉米，以对付猖獗的玉米螟。下图为培育转基因抗虫玉米

的流程图，下列描述正确的是()

HIIII目的基因

%1-d―玉米受体细胞一转基因玉米

因nn重组Ti质粒

A.用限制性内切核酸酶切割番茄的DNA得到的产物就是蛋白酶抑制剂基因

B.用Ca?+处理玉米受体细胞，有利于含目的基因的重组质粒导入

C.重组Ti质粒应有RNA聚合酶识别和结合的部位，以启动蛋白酶抑制剂基因的转录

D.若将目的基因导入玉米花粉细胞，通过花药离体培养可获得稳定遗传的转基因玉米

C［目的基因是用限制性内切核酸酶将DNA酶切后得到的，需筛选；+用于处理细菌细胞;

基因成功表达的前提是能转录和翻译，转录时需RNA聚合酶识别转录的起点才能启动；花药离体

培养得到的是玉米的单倍体，需再用秋水仙素处理单倍体，使染色体加倍才能得到稳定遗传的转

基因玉米。］

13.大肠杆菌pUC18质粒是基因工程中常用的载体。某限制酶在此质粒上的唯一酶切位点位

于LacZ基因中，如果没有插入外源基因，LacZ基因便可表达出B-半乳糖甘酶。当培养基中含有

IPTG和X-gal时，X-gal便会被B-半乳糖甘酶水解成蓝色，大肠杆菌将形成蓝色菌落。反之，

则形成白色菌落。下图表示利用此质粒实施基因工程的主要流程。请分析并回答下列问题：

人体DNA目的基因,一-一■、

氨芾青霉素/簟3HUO

翁牖昱,PUS质粒试管I试管II选择培养基

(1)对己获得的目的基因可利用_______技术进行扩增。

(2)目的基因插入质粒构建重组质粒的过程中，需要DNA连接酶恢复键。

(3)将试管I中的物质和大肠杆菌共同置于试管II的目的是；大肠杆菌需事先用Ca2

+进行处理，目的是_____________________________________

(4)将试管II中的菌液接种于选择培养基上培养，培养基中应含有大肠杆菌必需的营养物质

和生长因子，还应加入IPTG、X-gal以及氨茉青霉素，其中加入

氨茉青霉素的作用是筛选出__o

(5)若观察到培养基上出现________色菌落，则说明大肠杆菌中已成功导入了重组质粒。如

果作为受体细胞的大肠杆菌也含有LacZ基因，则不利于重组质粒的筛选，原因是

［答案］(l)PCR(2)磷酸二酯(3)进行转化使大肠杆菌细胞处于一种能吸收周围环境

中DNA分子的生理状态(4)碳源、氮源、无机盐、水导入pUC18质粒和重组质粒的大肠杆菌

(5)白无论大肠杆菌中是否导入重组质粒，均会呈现蓝色菌落，无法判断导入的是原PUC18质

粒还是重组质粒

14.下列有关人胰岛素基因表达载体的叙述，正确的是（）

A.表达载体中的胰岛素基因可通过人肝细胞mRNA逆转录获得

B.表达载体的复制和胰岛素基因的表达均启动于复制原（起）点

C.借助抗生素抗性基因可将含胰岛素基因的受体细胞筛选出来

D.启动子和终止密码子均在胰岛素基因的转录中起作用

C［由于基因的选择性表达，在人的肝细胞中没有胰岛素基因转录的mRNA,所以表达载体中

的胰岛素基因不能通过人肝细胞mRNA逆转录获得，A错误；表达载体的复制启动于复制原（起）

点，胰岛素基因的表达启动于启动子，B错误；标记基因的作用是鉴别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，C正确；启动子在胰岛素基因的转录过程中起作用，

终止密码子在胰岛素基因的翻译过程中起作用，D错误。］

3基因工程的应用价值

［4组基础达标练］

题组一基因工程在农牧业中的应用价值

1.我国转基因抗虫棉是在棉花细胞中转入Bt毒蛋白基因培育出来的，它对棉铃虫具有较强

的抗性。下列叙述错误的是（）

A.Bt毒蛋白基因是从苏云金芽抱杆菌中分离的

B.Bt毒蛋白基因可借助花粉管通道进入棉花细胞中

C.培育的转基因棉花植株需要做抗虫的接种实验

D.用DNA聚合酶连接经切割的Bt毒蛋白基因和载体

D［Bt毒蛋白基因是从苏云金芽抱杆菌中分离出来的抗虫基因；Bt毒蛋白基因可借助花粉

管通道进入棉花细胞中；培育的转基因棉花植株需要做抗虫的接种实验，以在个体水平检测目的

基因的表达；切割得到的Bt毒蛋白基因和载体的连接是靠DNA连接酶来完成的。］

2.下列有关转基因植物的说法错误的是（）

A.科学家可以利用一些调节细胞渗透压的基因来提高作物的抗盐碱和抗旱的能力

B.由于抗虫棉可以抵抗一切危害棉花植株的害虫，所以抗虫棉己经推广应用

C.科学家往往将必需氨基酸含量多的蛋白质编码基因导入植物中，以提高农作物的营养价

D.引起植物生病的病原微生物，主要有病毒、真菌和细菌等

B［由于盐碱和干旱对农作物的危害与细胞内渗透压的调节有关，所以目前科学家正在利用

调节细胞渗透压的基因来提高农作物的抗盐碱和抗干旱的能力；转基因抗虫棉只是对棉铃虫有较

强的抗性，并不是针对所有害虫；人体自身不能合成必需氨基酸，所以在改良植物品质上科学家

更重视提高必需氨基酸的含量。］

3.转基因抗虫棉可以有效地用于棉铃虫的防治。在大田种植抗虫棉的同时，间隔种植少量

非转基因的棉花等其他农作物，供棉铃虫取食。这种做法的主要目的是（）

A.维持棉田物种的多样性

B.减缓棉铃虫相关抗性基因频率增加的速度

C.使食虫鸟有虫可食

D.维持棉田生态系统中的能量流动

B［在大田种植抗虫棉的同时，间隔种植少量非转基因的棉花等其他农作物，供棉铃虫取食,

这样能减缓棉铃虫相关抗性基因频率增加的速度，B正确。］

4.菊天牛是菊花的主要害虫之一。科研人员将抗虫基因转入菊花，培育出抗虫菊花。下图

是获得转基因菊花的技术流程，请据图回答：

注：卡那霉素抗性基因（松滑作为标记基因，菊花叶片对卡那霉素高度敏感。

（1）为了促进土壤农杆菌吸收重组质粒，可用处理土壤农杆菌，使其处于感受态。

（2）将重组质粒导入土壤农杆菌的目的是利用农杆菌能够的特点，使目的

基因进入受体细胞中，并插入菊花细胞的上，最终形成转基因植株。

（3）将愈伤组织转移到添加一定浓度植物激素和的培养基中，在适宜条件下进行

培养，筛选转基因菊花。

（4）用PCR方法检测转基因菊花是否含有目的基因时，需根据的核昔酸序列设计特

异引物，以为模板进行第一轮扩增。

［解析］（1）用Ca，+处理土壤农杆菌，使其处于感受态，易于吸收外源重组DNA分子。（2）农

杆菌能够感染植物细胞，并将T-DNA转移至受体细胞中，并插入受体细胞的染色体DNA上，利用

这个特点实现导入目的基因。（3）利用添加卡那霉素的培养基可以筛选含卡那霉素抗性基因的转

基因植株。（4）用PCR方法检测转基因菊花是否含有目的基因时，需根据目的基因的核甘酸序列

设计特异引物，以含目的基因的菊花DNA为模板进行第一轮扩增。

［答案］（l）Cl+（或CaCk溶液）（2）感染菊花（或植物）细胞，并将T-DNA转移至受体细胞

染色体DNA（3）卡那霉素（4）抗虫基因（目的基因）转基因菊花的DNA（或含目的基因的菊花

DNA）

题组二基因工程在食品业中的应用价值

5.利用基因工程生产竣酸酯酶（CarE）制剂的流程如下图所示，下列叙述不正确的是（）

麒栗器CarE甥陵第载体I

幢翦瘠物割禽I

|CarE制剂—

A.过程①是在小菜蛾细胞的细胞核中进行的

B.过程②获取的CarE基因中不含有启动子

C.过程③进行前需要用Ca"处理大肠杆菌

D.过程④后只有部分工程菌含有CarE基因

A［过程①表示通过反转录法合成目的基因，该过程不在小菜蛾细胞内进行，A错误；过程

②表示利用PCR技术对目的基因进行扩增，由于模板cDNA中不含有启动子，所以CarE基因中也

不含有启动子，B正确；过程③进行前需用Ca?+处理大肠杆菌，使其成为感受态细胞，C正确；

工程菌指的是能使外源基因得到高效率表达的菌类细胞株系，只有部分工程菌含有CarE基因，D

正确。］

6.转基因食品已大量进入我们的日常生活，如转基因西红柿、转基因草薄等，涉及的问题

甚至关系到国家之间的贸易竞争，如图为“霸占中国市场的转基因大豆油”的部分图示。下列关

于转基因大豆的叙述，不正确的是（）

质量等级：一级

工艺：浸出

生产日期：瓶身所示

油保质期：18个月

（请贮藏于避光及干燥处）

加工原料为转基因大豆

A.培育过程中可能用到抗病、抗虫等抗性基因

B.目的基因的受体细胞可以是大豆受精卵，也可以是体细胞

C.转基因大豆的种植过程中减少了农药等的使用量，生产成本更低

D.固氮菌的固氮基因也是必需的目的基因之一

D［豆科植物可与含固氮基因的根瘤菌共生，故固氮基因并非必需的目的基因，D项错误。］

题组三基因工程在医药业中的应用价值

7.动物基因工程前景广阔，最令人兴奋的是利用基因工程技术使哺乳动物成为乳腺生物反

应器，以生产所需要的药品，如转基因动物生产人的生长激素。科学家培养转基因动物成为乳腺

生物反应器时