2024-2025学年高中生物专题一基因工程第二节基因工程的基本操作程序作业含解析新人教版选修3

PAGE7-其次节基因工程的基本操作程序一、选择题1．以下有关基因工程的叙述，正确的是(A)A．利用PCR技术可以大量扩增目的基因B．目的基因导入受体细胞最常用的方法是农杆菌转化法C．用同一种限制酶分别切割载体和目的基因的目的是能够产生不同的黏性末端D．利用载体上标记基因的相关特性就可检测出目的基因已导入受体细胞并胜利表达解析：PCR是一种体外快速扩增DNA片段的技术；农杆菌转化法是将目的基因导入植物细胞最常用的方法；用同一种限制酶分别切割载体和目的基因的目的是够产生相同的黏性末端，便于两者连接；利用载体上标记基因的相关特性就可检测出目的基因已导入受体细胞，但不能确定目的基因是否得以表达。2．下列关于目的基因导入受体细胞的描述，不正确的是(A)A．利用基因枪法将目的基因导入植物体细胞的方法比较经济有效B．显微注射技术是转基因动物中采纳最多的方法C．大肠杆菌细胞最常用的转化方法是使细胞的生理状态发生变更D．农杆菌转化法是将目的基因导入植物细胞最常用的方法解析：本题综合考查将目的基因导入受体细胞的方法。目的基因导入不同的生物其方法不同，每种方法都有利有弊。目的基因导入植物细胞常用农杆菌转化法，该方法比较经济和有效，此外还有基因枪法和花粉管通道法；目的基因导入动物细胞常用显微注射技术；大肠杆菌细胞最常用的转化方法就是用Ca2＋处理细胞，使细胞的生理状态发生变更，进而完成转化过程。3．基因工程技术可使大肠杆菌合成人的蛋白质。下列叙述不正确的是(B)A．常用相同的限制性核酸内切酶处理目的基因和质粒B．常用Ca2＋处理大肠杆菌，有利于目的基因与载体的结合C．可通过检测标记基因来检测重组质粒是否胜利导入受体细胞D．导入大肠杆菌的目的基因不肯定能胜利表达解析：将目的基因导入微生物细胞时，常用Ca2＋处理微生物细胞，如大肠杆菌细胞，使细胞处于一种能汲取四周环境中DNA分子的生理状态，这种细胞称为感受态细胞，利于基因的导入。4．利用基因工程技术可使大肠杆菌生产人的胰岛素。下列相关叙述正确的是(B)A．人和大肠杆菌在合成胰岛素时，转录和翻译的场所是相同的B．DNA连接酶能把两个黏性末端经碱基互补配对后留下的缝隙“缝合”C．通过检测，大肠杆菌中没有胰岛素产生则可推断重组质粒未导入受体菌D．在培育大肠杆菌的工程菌的过程中，获得目的基因的工具酶有限制酶、DNA聚合酶解析：大肠杆菌为原核生物，在合成胰岛素时，其转录和翻译的场所与人存在差异；检测发觉大肠杆菌中无胰岛素产生，可能的缘由有：①未导入，②导入后未表达；在培育大肠杆菌的工程菌的过程中，获得的目的基因的工具酶是限制酶不用DNA聚合酶。5．下图表示一项重要的生物技术，对图中物质a、b、c、d的描述，正确的是(D)A．a通常存在于细菌体内，是目前该生物技术中唯一的运载体B．b识别特定的核苷酸序列，并将A与T之间的氢键切开C．c连接双链间的A和T，使黏性末端处碱基互补配对D．若要获得已知序列的d，可采纳化学合成方法解析：a为环状双链DNA，推想其为质粒，可作为基因工程的载体，但不是唯一的，动植物病毒等也可作为基因工程的载体。能将双链DNA打开，形成黏性末端的b推想为限制酶，它可以识别特定的核苷酸序列，但作用部位是磷酸二酯键，而不是氢键。d能与a连接，所以d推想为目的基因，假如序列已知可以采纳化学合成法获得。c推想为DNA连接酶，作用部位也是磷酸二酯键，而不是氢键。6．基因敲除主要是应用DNA同源重组原理，将同源DNA片段导入受体细胞，使同源DNA片段在原有位置替代了靶基因片段，从而达到基因敲除的目的。基因敲除既可以是用突变基因或其它基因敲除相应的正常基因，也可以用正常基因敲除相应的突变基因。下列有关基因敲除说法正确的是(C)A．外源片段与活体细胞DNA的同源序列的碱基对越相像，基因敲除的胜利率就越低B．利用基因敲除技术，不能修复细胞中的病变基因C．基因敲除可定向变更生物体的某一基因D．从理论上分析，利用基因敲除技术可治疗先天愚型(21三体综合征，患者多出一条21号染色体)解析：据题意可以知道，因为同源重组具有高度特异性和方向性，外源片段与活体细胞DNA的同源序列的碱基对越相像，基因敲除的胜利率就越高，A错误；基因敲除既可以用突变基因或其它基因敲除相应的正常基因，也可以用正常基因敲除相应的突变基因，所以能修复细胞中的病变基因，B错误；基因敲除可定向变更生物体的某一基因，C正确；先天愚型是染色体异样遗传病，不是基因疾病，D错误。7．如图为基因表达载体的模式图，下列有关基因工程中载体的说法错误的是(B)A．基因工程的核心步骤是基因表达载体的构建B．任何基因表达载体的构建都是一样的，没有差别C．图中启动子位于基因的首端，是RNA聚合酶识别和结合的部位D．抗生素抗性基因的作用是作为标记基因，用于鉴别受体细胞中是否导入了目的基因解析：由于受体细胞有植物、动物和微生物之分，以及目的基因导入受体细胞的方式不同，所以基因表达载体的构建也会有所差别，不行能一模一样。8．绿叶海天牛(简称甲)吸食滨海无隔藻(简称乙)后，身体就渐渐变绿，这些“夺来”的叶绿体能够在甲体内长期稳定存在，有科学家推想其缘由是在甲的染色体DNA上可能存在乙编码叶绿体部分蛋白的核基因。为证明上述推想，以这种变绿的甲为材料进行试验，方法和结果最能支持上述推想的是(D)A．通过PCR技术从甲体内的DNA中克隆出属于乙的编码叶绿体蛋白的核基因B．通过核酸分子杂交技术，在甲体内检测到乙的编码叶绿体蛋白的核基因转录出的RNAC．给甲供应14CO2，一段时间后检测到其体内的部分有机物出现放射性D．用乙编码叶绿体蛋白的核基因做探针与甲的染色体DNA杂交，结果显示出杂交带解析：通过PCR技术从甲体内的DNA中克隆出属于乙的编码叶绿体蛋白的核基因，这只能说明甲体内含有乙的编码叶绿体蛋白的核基因，但不能说明甲的染色体DNA上存在乙编码叶绿体部分蛋白的核基因，A错误；通过核酸分子杂交技术，在甲体内检测到乙的编码叶绿体蛋白的核基因转录出的RNA，这只能说明甲体内含有乙的编码叶绿体蛋白的核基因，但不能说明甲的染色体DNA上存在乙编码叶绿体部分蛋白的核基因，B错误；给甲供应14CO2，一段时间后检测到其体内的部分有机物出现放射性，这说明甲中含有叶绿体，但不能说明甲的染色体DNA上存在乙编码叶绿体部分蛋白的核基因，C错误；用乙编码叶绿体蛋白的核基因做探针与甲的染色体DNA杂交，结果显示出杂交带，这说明甲的染色体DNA上存在乙编码叶绿体部分蛋白的核基因，D正确。9．科学家在某种农杆菌中找到了抗枯萎病的基因，并以Ti质粒为载体，采纳转基因方法培育出了抗枯萎病的金花茶新品种。下列有关叙述正确的是(D)A．质粒是最常用的载体之一，质粒的存在与否对宿主细胞的生存有确定性的作用B．应将抗枯萎病基因导入受精卵，否则不能达到该基因在各组织细胞都表达的目的C．抗枯萎病基因能在金花茶细胞中表达，是因为两者的DNA结构相同D．通过该方法获得的抗枯萎病金花茶，将来产生的花粉中不肯定含有该抗病基因解析：一般来说，质粒对受体细胞无害，即存在与否对宿主细胞生存没有确定性的作用，A错误；因为植物细胞具有全能性，则转基因植物的受体细胞可以是受精卵或体细胞，B错误；抗枯萎病基因之所以能在金花茶细胞中表达，缘由是两者共用一套遗传密码子，并且基因表达方式相同，C错误；导入受体细胞的抗枯萎病的基因是单个的，而花粉是减数分裂后的产物，因此有的花粉是不带有抗性基因的，D正确。所以D选项是正确的。10．高粱由于含有磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶，在强光、高温的条件下，其利用CO2的实力远远高于水稻。从高粱的基因组中分别出磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶基因(ppc基因)，将其转入水稻体内，培育出了一批光合效率较高的转基因水稻。下列说法正确的是(C)A．从高粱的基因组中分别出ppc基因须要限制性核酸内切酶、DNA连接酶等工具酶B．获得的该转基因水稻都是杂合子C．该批转基因水稻都能产生磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶D．获得的转基因水稻每个体细胞都有ppc基因，且都能产生磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶解析：转基因水稻的培育运用了基因工程技术，目的基因的获得须要限制性内切酶，不须要DNA连接酶，该基因可导入叶绿体中进行表达，提高对二氧化碳的固定实力，C正确。11．下列有关基因工程和操作工具的叙述，正确的是(A)A．质粒常被用作载体的缘由之一是质粒上具有标记基因B．RNA聚合酶能与信使RNA的特定位点结合，催化遗传信息的转录C．利用显微注射法将人的生长激素基因干脆导入小鼠的受精卵，培育超级小鼠D．DNA探针可用于检测苯丙酮尿症和21三体综合征解析：因质粒上具有标记基因，所以质粒常被用作载体，将目的基因导入受体细胞。RNA聚合酶能与基因的启动子相结合，催化遗传信息的转录。利用显微注射法将重组DNA导入小鼠的受精卵，目的基因才能够得以表达。DNA探针可用于检测苯丙酮尿症，但不能用于检测21三体综合征。12．(不定项选择)番茄叶片受害虫的损伤后，叶肉细胞快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，以应付猖獗的玉米螟。下图为培育转基因抗虫玉米的流程图，下列描述正确的是(C)A．用限制性核酸内切酶切割番茄的DNA得到的产物就是蛋白酶抑制剂基因B．用氯化钙处理玉米受体细胞，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，通过花药离体培育可获得稳定遗传的转基因玉米解析：目的基因是用限制性核酸内切酶将DNA酶切后得到的，需筛选；氯化钙用于处理细菌细胞；基因胜利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；花药离体培育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。二、非选择题13．新型冠状病毒(COVID－19)的核酸检测采纳逆转录PCR技术。先将样本RNA逆转录成cDNA，再以DNA为模板进行扩增。请据此回答下列问题。(1)样本RNA逆转录成DNA的原料是__四种脱氧核苷酸__。(2)PCR反应中运用的DNA聚合酶是从某水生栖热菌中分别提取。该菌分别提取的DNA聚合酶优势在于__耐高温__。(3)逆转录PCR反应中热变性过程DNA结构的变更是__DNA双链间的氢键断裂，双螺旋结构解开，DNA变为单链__。(4)下表是用于COVID－19的cDNA扩增的两种引物序列，请据表回答相关问题：引物名称 引物序列(5′－3′)引物1 TTCGATGTTGAGGGTGCTCAT引物2TCACACCAGTTGAAAATCCTAATTG引物1对应的模板链序列为__5′－ATGAGCACCCTCAACATCGAA－3′__。(5)PCR技术获得目的基因的优势是__可以在短时间内大量扩增目的基因__。(6)能否利用COVID－19的遗传物质作为基因工程的载体？请说明缘由。__不能；基因工程中目的基因为双链DNA片段，而COVID－19的遗传物质为单链RNA片段。二者结构不统一，目的基因无法插入RNA片段中，因此COVID－19的遗传物质无法成为基因工程的载体。__解析：(1)逆转录以RNA为模板，以四种游离的脱氧核苷酸为原料，合成的产物为DNA单链，再通过DNA聚合酶，可以合成双链DNA分子。(2)PCR变性采纳高温的方式加热到90－95℃(3)热变性时DNA双链间的氢键断裂，双螺旋结构解开，DNA变为单链。(4)引物与模板链序列遵循碱基互补配对原则，因此引物1对应的模板链序列为5′－ATGAGCACCCTCAACATCGAA－3′。(5)PCR技术相较于其他获得目的基因的方法的优势在于可以快速获得大量目的基因。(6)基因工程中目的基因为双链DNA片段，COVID－19的遗传物质为单链RNA片段。二者结构不统一，目的基因无法插入RNA片段中，因此COVID－19的遗传物质无法成为基因工程的载体。14．2024年，屠呦呦因发觉青蒿素治疗疟疾的新疗法获诺贝尔奖。工业上青蒿素一般从青蒿植株中提取，产量低，价格高。基因工程及细胞工程等为培育出高青蒿素含量的青蒿供应了思路。科学家先通过紫外线处理大量青蒿幼苗后，偶然发觉一株高产植株。通过基因测序发觉，该高产植株限制青蒿素合成的一种关键酶的基因发生了突变。(1)提取了高产植株的全部DNA后，要想快速大量获得该突变基因可以采纳PCR技术，该技术的原理是__DNA复制__。(2)假如获得青蒿某个时期mRNA反转录产生的双链cDNA片段，用该双链cDNA进行PCR扩增，进行了30个循环后，理论上可以产生约__230__个DNA分子，该双链DNA与载体连接后储存在一个受体菌群中，这个受体菌群就叫作青蒿的__cDNA文库(或部分基因文库)__，获得的cDNA与青蒿细胞中该基因的碱基序列__不同__(填“相同”或“不同”)。(3)将获得的突变基因导入一般青蒿之前，应先构建基因表达载体，图1、2中箭头表示相关限制酶的酶切位点。请回答下列问题：假如该突变基因导入胜利，且与某条染色体的DNA整合起来，该转基因青蒿可视为杂合子，将该转基因青蒿自交一代，再取含该突变基因的子一代再自交一次，预料子二代转基因青蒿中纯合子占__eq\f(3,5)__。(4)检测目的基因是否表达出相应蛋白质，应实行__抗原—抗体杂交__技术。解析：(1)PCR技术的原理是DNA复制。(2)PCR过程中，目的基因的数量以指数形式扩增(2n，其中n为扩增循环的次数)，所以进行了30个循环后，理论上可以产生230个DNA分子。将该双链DNA与载体连接后储存在一个受体菌群中，这个受体菌群只含有该物种的部分基因，所以叫作青蒿的cDNA文库(或部分基因文库)。获得的cDNA与青蒿细胞中该基因的碱基序列不同，cDNA中没有内含子和启动子，而青蒿细胞中该基因有这部分碱基序列。(3)依据题意可假设该转基因青蒿的基因型为Aa，自交一代后含该基因的子一代的基因型及比例为AA︰Aa