2024-2025学年高中生物限时规范训练2基因工程的基本操作程序含解析新人教版选修3

PAGEPAGE9基因工程的基本操作程序1．有关目的基因和基因文库的叙述，不正确的是()A．目的基因可以从自然界中分别，也可以人工合成B．目的基因主要是指编码蛋白质的基因C．基因文库就是基因组文库D．cDNA文库只包含一种生物的部分基因答案C解析目的基因可以从自然界中分别，也可以通过人工合成的方法获得，A项正确；目的基因主要是指编码蛋白质的基因，B项正确；基因文库分为基因组文库和部分基因文库，C项错误；cDNA文库只包含一种生物的部分基因，D项正确。2．在基因表达载体的构建中，下列叙述错误的是()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mRNAC．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答案C解析因为受体细胞有植物、动物、微生物细胞之分，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；启动子是一段有特别结构的DNA片段，位于基因的首端，是RNA聚合酶识别和结合的部位，能驱动基因转录出mRNA，最终获得所须要的蛋白质；终止子的作用是使转录在所须要的地方停止，终止密码子的作用是使翻译在所须要的地方停止；基因表达载体包括启动子、终止子、目的基因、标记基因等。3．在将目的基因导入受体细胞的相关操作中，正确的是()A．导入植物细胞时均采纳农杆菌转化法B．转基因动物的获得多采纳基因枪法C．大肠杆菌作为受体细胞时通常须要运用钙离子处理D．导入目的基因的动物受精卵在培育液中发育成转基因动物答案C解析将目的基因导入植物细胞采纳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中最为有效的方法，转基因动物的获得多采纳显微注射法；大肠杆菌作为受体细胞时通常须要运用钙离子处理，使其成为易于汲取DNA分子的感受态细胞；导入目的基因的动物受精卵在培育液中发育成早期胚胎，再经胚胎移植进入母体子宫内，其在母体子宫内发育成转基因动物。4．下列关于目的基因的检测与鉴定方法中错误的是()A．用显微镜视察染色体的形态和结构，从而检测受体细胞是否导入了目的基因B．采纳分子杂交技术检测目的基因是否转录出了mRNAC．用相应的抗体进行抗原—抗体杂交检测目的基因是否翻译成蛋白质D．做抗虫或抗病的接种试验检测转基因生物是否具有抗性以及抗性的程度答案A解析检测受体细胞是否导入了目的基因，用显微镜视察不到，但可以利用DNA分子杂交技术进行检测；采纳分子杂交技术可检测目的基因是否转录出mRNA；通过抗原—抗体杂交可检测目的基因是否翻译成蛋白质；做抗虫或抗病的接种试验可检测转基因生物是否具有抗性以及抗性的程度。5．应用转基因技术可生产人类所须要的转基因产品，如利用大肠杆菌生产人胰岛素。下列能说明人胰岛素基因在受体细胞中得以表达的是()A．在大肠杆菌细胞中检测到人的胰岛素基因B．在大肠杆菌细胞中检测到人胰岛素基因转录出的mRNAC．在大肠杆菌的代谢产物中检测到人胰岛素D．在含有四环素的培育基中培育出大肠杆菌答案C解析在大肠杆菌细胞中检测到人的胰岛素基因，只能说明胰岛素基因导入胜利，但不肯定能胜利表达合成胰岛素；在大肠杆菌细胞中检测到人胰岛素基因转录出的mRNA，只能说明胰岛素基因转录胜利，但不肯定能胜利翻译合成胰岛素；人胰岛素基因在大肠杆菌中得以表达的标记是通过转录和翻译合成人的胰岛素，所以在大肠杆菌的代谢产物中检测到人胰岛素，说明人胰岛素基因在受体细胞中得以表达；若基因表达载体上有四环素抗性基因，则在含有四环素的培育基中大肠杆菌能生存，说明目的基因可能导入受体细胞中，但不肯定能合成胰岛素。6．下列过程中须要应用分子杂交技术的是()①用DNA分子探针诊断疾病②重组DNA导入受体细胞③快速灵敏地检测水中病毒的含量④杂交育种A．①③ B．②③C．③④ D．①④答案A解析将某种致病基因的单链DNA用放射性同位素等作标记，以此作为探针，使探针与病人的DNA杂交，假如出现杂交带，则说明含有该致病基因，有利于疾病的早期诊断；重组DNA导入受体细胞的过程无需进行分子杂交；检测水中病毒的含量时，在该病毒核酸片段上用放射性同位素等作标记，以此作为探针，若发觉探针能与水中的核酸产生杂交带，则表明水中含有该种病毒，可依据杂交带的多少，确定病毒的含量；杂交育种的过程中不须要进行分子杂交。7．多聚酶链式反应是一种体外快速扩增DNA片段的技术。下列有关叙述不正确的是()A．变性过程中破坏的是DNA分子内碱基对之间的氢键，也可利用解旋酶实现B．复性过程中引物与DNA模板链的结合是依据碱基互补配对原则完成的C．延长过程中须要加入DNA聚合酶、四种核糖核苷酸D．与细胞内DNA复制相比，PCR所需酶的最适温度较高答案C解析PCR延长过程中须要加入耐高温DNA聚合酶、四种脱氧核糖核苷酸。8．植物甲具有极强的耐旱性，其耐旱性与某个基因有关。若从该植物中获得该耐旱基因，并将其转移到耐旱性低的植物乙中，有可能提高后者的耐旱性。回答下列问题：(1)理论上，基因组文库含有生物的________基因；而cDNA文库中含有生物的________基因。(2)若要从植物甲中获得耐旱基因，可首先建立该植物的基因组文库，再从中________出所需的耐旱基因。(3)将耐旱基因导入农杆菌，并通过农杆菌转化法将其导入植物________的体细胞中，经过一系列的过程得到再生植株。要确认该耐旱基因是否在再生植株中正确表达，应检测此再生植株中该基因的________，假如检测结果呈阳性，再在田间试验中检测植株的________是否得到提高。(4)假如用得到的二倍体转基因耐旱植株自交，子代中耐旱与不耐旱植株的数量比为3∶1时，则可推想该耐旱基因整合到了________(填“同源染色体的一条上”或“同源染色体的两条上”)。答案(1)全部部分(其他合理答案也可)(2)筛选(3)乙表达产物耐旱性(4)同源染色体的一条上解析(1)基因组文库包含某种生物全部的基因，而cDNA文库包含某种生物的部分基因。(2)植物甲具有极强的耐旱性，其耐旱性与某个基因有关，若要从植物甲中获得耐旱基因，首先应建立该植物的基因组文库，然后再从中筛选出所需的耐旱基因。(3)从植物甲中获得耐旱基因后，通常采纳农杆菌转化法，将该耐旱基因导入植物乙的体细胞中，经过一系列的过程得到再生植株。若要确认该耐旱基因是否在再生植株中正确表达，应检测此再生植株中该基因的表达产物，假如检测结果为阳性，说明该耐旱基因已经翻译成相应的蛋白质。此后还须要进行个体生物学水平的检测，即在田间试验中检测植株的耐旱性是否得到提高。(4)若得到的二倍体转基因耐旱植株自交，子代中耐旱和不耐旱植株的数量比为3∶1，符合基因的分别定律，可知得到的二倍体转基因耐旱植株为杂合子，因此可推想该耐旱基因整合到了同源染色体的一条上。9．下列有关获得目的基因的叙述，正确的是()A．获得目的基因是实施基因工程的第一步，也是基因工程的核心B．从基因组文库中获得的基因均可在物种间进行沟通C．利用PCR技术获得目的基因时须要耐热的解旋酶D．假如基因比较小，核苷酸序列又已知，可以用化学方法干脆人工合成答案D解析基因工程的核心为构建基因表达载体，A项错误；从cDNA文库中获得的基因可以进行物种间的基因沟通，但从基因组文库中获得的基因，只有部分可以进行物种间沟通，B项错误；利用PCR技术获得目的基因时，DNA在高温下变性解旋，无需耐热的解旋酶，C项错误；假如基因较小，核苷酸序列又已知，可以通过DNA合成仪用化学方法干脆人工合成该基因，D项正确。10．下列所述方法不能用于检测目的基因是否胜利导入或表达的是()A．显微镜下干脆视察受体细胞中是否含有目的基因B．在含某种抗生素的培育基中培育导入重组质粒的大肠杆菌C．利用相应的DNA探针与受体细胞DNA分子进行杂交D．提取受体细胞蛋白质，利用抗原—抗体特异性反应进行检测答案A解析分子水平上的检测：①检测转基因生物的DNA上是否插入了目的基因用DNA分子杂交技术；②检测目的基因是否转录出了mRNA用分子杂交技术；③检测目的基因是否翻译成蛋白质用抗原—抗体杂交技术。个体生物学水平上的检测：做抗虫或抗病的接种试验。质粒上的特别基因作为标记基因，来检测目的基因是否导入受体细胞。显微镜下无法视察到基因，因此无法运用显微镜干脆视察受体细胞中是否含有目的基因。11．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反转录获得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答案C解析人肝细胞的胰岛素基因没有表达，所以无法通过人肝细胞mRNA反转录获得胰岛素基因，A项错误。表达载体的复制是由复制原点起先的；启动子是基因的一个组成部分，限制基因表达(转录)的起始时间和表达的程度，胰岛素基因的表达从启动子起先，启动子和复制原点是不同的序列；起始密码子和终止密码子在翻译过程中起作用，B、D两项错误。用含抗生素抗性基因的质粒作为胰岛素基因表达载体，可以鉴定受体细胞中是否被导入质粒，从而将含有目的基因的细胞筛选出来，C项正确。12．利用基因工程技术生产羧酸酯酶(carE)制剂的流程如图所示，下列叙述正确的是()A．过程①所需的逆转录酶可取自抗农药马拉硫磷小菜蛾的任一细胞B．过程②利用PCR技术扩增目的基因需运用耐高温的解旋酶和引物C．过程③常用Ca2＋处理大肠杆菌使其成为易于汲取DNA分子的感受态细胞D．过程④可利用抗原—抗体杂交技术鉴定目的基因是否已导入受体细胞答案C解析过程①表示通过反转录法合成目的基因，该过程须要逆转录酶，逆转录酶一般取自RNA病毒，抗农药马拉硫磷小菜蛾体内没有逆转录酶，A项错误；过程②利用PCR技术扩增目的基因需运用耐高温的DNA聚合酶和引物，B项错误；过程③常用Ca2＋处理大肠杆菌，使其成为易于汲取DNA分子的感受态细胞，C项正确；抗原—抗体杂交技术用于鉴定目的基因是否胜利表达，鉴定目的基因是否已导入受体细胞常用DNA分子杂交技术，D项错误。13．下面是将某细菌的基因A导入大肠杆菌内，制备“工程菌”的示意图。请据图回答下列问题：(1)人工合成法获得A的两条途径：一是以A的mRNA为模板，在________酶的催化下，合成互补的单链DNA，然后在________作用下合成双链DNA，从而获得所需基因；二是依据目的蛋白质的________序列，推想出相应的mRNA序列，然后依据碱基互补配对原则，推想其DNA的________序列，再通过化学方法合成所需基因。(2)利用PCR技术扩增DNA时，须要在反应体系中添加的有机物质有________、________、4种脱氧核苷酸和具有耐热性的DNA聚合酶，扩增过程可以在PCR扩增仪中完成。(3)由A和载体B拼接形成的C通常称为____________。(4)在基因工程中，常用Ca2＋处理D，其目的是____________________________________________________________________________________________。答案(1)逆转录DNA聚合酶氨基酸脱氧核苷酸(2)引物模板(或目的基因或基因A)(3)基因表达载体(4)使大肠杆菌成为感受态细胞，更简单汲取重组DNA分子解析(1)利用反转录法合成目的基因的过程：以mRNA为模板，在逆转录酶的催化作用下合成单链DNA，然后在DNA聚合酶作用下，合成双链DNA分子，从而获得所需基因。依据蛋白质合成目的基因的过程：依据目的蛋白质的氨基酸序列，推想相应的mRNA序列，然后依据碱基互补配对原则，推想DNA中脱氧核苷酸的序列，通过化学方法合成所需基因。(2)PCR过程中须要耐热性DNA聚合酶、原料(4种脱氧核苷酸)、模板、引物等物质。(3)目的基因和运载体结合，形成基因表达载体。(4)利用大肠杆菌作为受体细胞时，须要先用Ca2＋处理，使之成为感受态细胞，有利于汲取重组DNA分子。14．如图是转基因抗冻番茄培育过程示意图(Ampr为氨苄青霉素抗性基因)，其中①～④是该过程中的相关步骤，Ⅰ、Ⅱ表示相关结构或细胞。请据图作答(题中四种限制酶切割产生的末端不相同)：(1)在构建基因表达载体时，可用一种或多种限制酶进行切割，为了避开目的基因和载体在酶切后发生随意连接，在此试验中应当选用____________分别对含鱼抗冻蛋白基因的DNA片段和质粒进行切割，含目的基因的DNA片段和质粒切割后产生的DNA片段分别有________、________个。(2)基因工程中核心步骤是________(填序号)，该步骤的目的是____________________________________________________________。为了使目的基因正常表达，其首端必需有启动子，它是________识别和结合的部位。若限制酶切出了平末端，要选择________(填“E·coliDNA连接酶”或“T4DNA连接酶”)进行连接。(3)图中将鱼抗冻蛋白基因导入番茄细胞的方法一般为____________。该方法用到的Ti质粒中含有____________，可以将目的基因转移至受体细胞并整合到受体细胞中染色体的DNA上。(4)检测番茄植株细胞中鱼抗冻蛋白基因是否胜利表达，分子水平上常采纳的方法是________。答案(1)PstⅠ、SmaⅠ42(2)①使目的基因稳定存在并能遗传下去，使目的基因能够表达及发挥作用RNA聚合酶T4DNA连接酶(3)农杆菌转化法T－DNA(或可转移的DNA)(4)抗原—抗体杂交解析(1)在构建基因表达载体时，假如目的基因和载体仅用一种限制酶切割，获得的末端相同，可能会发生自连或目的基因反向接入载体的现象。为避开目的基因和载体在酶切后发生随意连接，应选用两种不同的限制酶切割，分析图中4种限制酶的切割位点可知，应选用PstⅠ和SmaⅠ对含鱼抗冻蛋白基因的DNA片段、质粒进行切割。含鱼抗冻蛋白基因的DNA片段被切割后产生4个DNA片段，质粒被切割后产生2个DNA片段。(2)基因工程中核心步骤是①(基因表达载体的构建)，该步骤的目的是使目的基因稳定存在并能遗传下去，使目的基因能够表达及发挥作用。启动子是RNA聚合酶识别和结合的部位。若限制酶切出了平末端，应选择T4DNA连接酶进行连接。(3)图中将鱼抗冻蛋白基因导入番茄细胞的方法一般为农杆菌转化法。该方法用到的Ti质粒中含有T－DNA(可转移的DNA)，可以将目的基因转移至受体细胞并整合到受体细胞中染色体DNA上。(4)检测番茄植株细胞中鱼抗冻蛋白基因是否胜利表达，分子水平上常采纳的方法是抗原—抗体杂交。15．苏云金芽孢杆菌(Bt)能产生具有杀虫实力的毒蛋白。图1表示3种限制酶的识别序列与酶切位点，图2是转Bt毒蛋白基因植物的重组DNA形成过程示意图，图3是Bt毒蛋白基因进入植物细胞后发生的两种生物大分子合成的过程。据图回答下列问题。(1)将图2中①用HindⅢ、BamHⅠ完全酶切后，反应管中有________种DNA片段。过程②两片段通过________键相连。(2)假设图2中质粒上限制酶BamHⅠ的识别序列变成了另一种限制酶BclⅠ的识别序列，现用BclⅠ和HindⅢ切割质粒，则该图中①还能选择BamHⅠ和HindⅢ进行切割，并获得所需重组质粒吗？并请说明理由。_____________________________________________________________________。(3)若(2)中假设成立，并胜利构建重组质粒，则重组质粒________。A．既能被BamHⅠ切开，也能被HindⅢ切开B．能被Bam