2019-2020学年人教版生物选修三江苏专用练习：1．2　基因工程的基本操作程序　演练强化提升

2019-2020学年人教版生物选修三江苏专用练习：1．2　基因工程的基本操作程序　演练强化提升

一、单项选择题 1．(2019·沈阳高二检测)基因工程技术也称为 DNA 重组技术，其实施必须具备的 4 个 必要条件是( ) A．目的基因、限制酶、载体、受体细胞 B．工具酶、目的基因、载体、受体细胞 C．模板 DNA、mRNA、质粒、受体细胞 D．重组 DNA、RNA 聚合酶、限制酶、DNA 连接酶 解析：选 B。基因工程的基本工具是限制酶、DNA 连接酶和载体，前两者统称为工具 酶；在实际操作中，载体上插入目的基因形成重组载体，然后导入受体细胞。 2．(2019·淮安高二期中)下图中甲、乙表示从细菌细胞中获取目的基因的两种方法，以 下说法中错误的是( ) A．甲方法可建立该细菌的基因组文库 B．乙方法可建立该细菌的 cDNA 文库 C．甲方法要以脱氧核苷酸为原料 D．乙方法需要逆转录酶参与 解析：选 C。甲方法是以细菌中的 DNA 为基础，用限制酶进行切割，它包括了细菌所 有的基因，可以建立基因组文库，并且可以从中选出所需的目的基因，不需要模板和原料。 而乙方法是用逆转录的方法人工合成目的基因，它只能得到生物的部分基因，基因中只有编 码区，所以组成的是该细菌的 cDNA 文库。 3．在基因工程中，可依据受体细胞的类型及其生理特性来选择合适的载体，既能高效 地携带目的基因进入受体细胞，又能方便地进行检测。已知有以下几类含有不同标记基因的 质粒，不可作为侵入大肠杆菌的载体的是(已知青霉素可杀死细菌，四环素不能杀死大肠杆 菌)( ) 答案：B 4．(2019·郑州一中高二期中)我国上海研究所合成了一种具有镇痛作用而又不会使病人 上瘾的药物——脑啡呔多糖(类似人体中的糖蛋白)。如要采用基因工程和发酵技术让微生物 来生产有生物活性的脑啡呔多糖，应选哪种微生物为受体细胞( ) A．大肠杆菌 B．大肠杆菌质粒 C．T4 噬菌体 D．酵母菌 答案：D 5．(2019·天津四十七中期中)下图为基因表达载体的模式图，下列有关说法错误的是 ( ) A．构建基因表达载体需要用到限制酶和 DNA 连接酶 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：选 B。构建基因表达载体需要用到限制酶和 DNA 连接酶，A 正确。用不同种类 的载体构建基因表达载体时处理方法是有差别的，B 错误。启动子位于基因的首端，是 RNA 聚合酶识别和结合的部位，C 正确。抗生素抗性基因的作用就是作为标记基因，用于检测受 体细胞中是否导入了目的基因，D 正确。 6．(2019·河北武邑中学高二期中)据图分析，下列有关基因工程的说法，不正确的是 ( ) A．用限制酶Ⅰ、Ⅱ同时切割质粒(假设切割完全)，会获得 3 种长度的 DNA 片段 B．用限制酶Ⅰ、Ⅱ切割质粒和目的基因比只用限制酶Ⅰ更符合要求 C．与启动子结合的应该是 RNA 聚合酶 D．能够检测到标记基因表达产物的受体细胞中，不一定会有目的基因的表达产物 答案：A 7．利用外源基因在受体细胞中表达，可生产人类所需的产品。下列选项中能说明目的 基因完成表达的是( ) A．棉花细胞中检测到载体上的标记基因 B．山羊乳腺细胞中检测到人生长激素基因 C．大肠杆菌中检测到人胰岛素基因的 mRNA D．酵母菌细胞中提取到人的干扰素 解析：选 D。A、B、C 三项都不能说明目的基因完成表达。人的干扰素基因导入酵母 菌中，酵母菌合成了人的干扰素，说明目的基因完成表达。 8．(2019·河南郑州一中高二期中)下图为利用生物技术获得生物新品种的过程，下列有 关说法错误的是( ) A．A→B 过程中用到的原料有 4 种，加入的引物有 2 种 B．A→B 过程利用了 DNA 复制原理，需要使用耐高温的 DNA 聚合酶 C．B→C 为转基因绵羊的培育过程，常选用的受体细胞是卵母细胞 D．B→D 为转基因植物的培育过程，其中④过程常用的方法是农杆菌转化法 答案：C 二、多项选择题 9．抗菌肽对治疗癌症有一定的作用，下图表示抗菌肽的合成过程。下列相关说法正确 的是( ) 克隆目的基因 → 导入毕赤酵母菌 → 筛选菌种 → 甲醇诱导抗菌肽表达 → 分离纯化 → 功能研究 A．用 PCR 技术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子和终止密码子 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基因或 mRNA 解析：选 AD。PCR 技术中采用高温变性使 DNA 解旋，因此用 PCR 技术克隆目的基因 不需要 DNA 解旋酶，A 正确；基因表达载体包含启动子和终止子，而起始密码子和终止密 码子在 mRNA 上，B 错误；将基因表达载体导入酵母菌细胞时应用感受态细胞法，C 错误； 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，D 正确。 10．(2019·连云港一中月考)下图为科学家通过基因工程培育抗虫棉时，从苏云金芽孢杆 菌中提取抗虫基因“放入”棉花细胞中与棉花的 DNA 分子结合起来而发挥作用的过程示意 图。以下相关说法正确的是( ) A．图中Ⅰ是质粒，步骤①常需用到限制酶和 DNA 聚合酶 B．图中Ⅱ是含目的基因的重组 Ti 质粒，步骤②是将重组质粒导入棉花细胞 C．图中Ⅲ是农杆菌，通过步骤③将目的基因导入植物细胞 D．剔除培育成功的抗虫棉体内的四环素抗性基因不会影响抗虫基因的表达 解析：选 CD。Ⅰ为质粒，步骤①为基因表达载体的构建，常需用到限制酶和 DNA 连 接酶，A 错误；图中步骤②是将重组质粒导入农杆菌细胞，B 错误；图中步骤③是将目的基 因导入植物细胞，C 正确；基因的表达具有独立性，剔除抗虫棉体内的四环素抗性基因不影 响抗虫基因的表达，D 正确。 三、非选择题 11．(高考全国卷Ⅰ)某一质粒载体如图所示，外源 DNA 插入到 Ampr 或 Tetr 中会导致相 应的基因失活(Ampr 表示氨苄青霉素抗性基因，Tetr 表示四环素抗性基因)。有人将此质粒载 体用 BamH Ⅰ酶切后，与用 BamH Ⅰ酶切获得的目的基因混合，加入 DNA 连接酶进行连 接反应，用得到的混合物直接转化大肠杆菌。结果大肠杆菌有的未被转化，有的被转化。被 转化的大肠杆菌有三种，分别是含有环状目的基因、含有质粒载体、含有插入了目的基因的 重组质粒的大肠杆菌。回答下列问题： (1)质粒载体作为基因工程的工具，应具备的基本条件有_______________________(答出 两点即可)， 而作为基因表达载体，除满足上述基本条件外，还需具有启动子和终止子。 (2)如果用含有氨苄青霉素的培养基进行筛选，在上述四种大肠杆菌细胞中，未被转化 的和仅含环状目的基因的细胞是不能区分的，其原因是____________________________ ________________；并且______________和__________________________的细胞也是不 能区分的，其原因是____________________________________。在上述筛选的基础上，若要 筛选含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌单菌落，还需使用含有____________的固体 培养基。 (3)基因工程中，某些噬菌体经改造后可以作为载体，其 DNA 复制所需的原料来自 ____________。 解析：(1)作为运载体的质粒上应有一个至多个限制酶切割位点，在细胞中能够自我复 制，且含有特殊的标记基因。(2)未被转化的大肠杆菌和仅含环状目的基因的大肠杆菌中均 未导入质粒载体，而质粒上含有氨苄青霉素抗性基因，因此这样的大肠杆菌在含有氨苄青霉 素的培养基中不能生长。含有质粒载体和含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌中都含 有氨苄青霉素抗性基因，二者在含有氨苄青霉素的培养基中都能生长，因此无法区分二者。 根据题图，用 BamH Ⅰ切割质粒后将四环素抗性基因破坏，因此可将经氨苄青霉素培养基 筛选出的菌落置于含有四环素的培养基上再次筛选，能在含四环素培养基上生存的是含有质 粒载体的大肠杆菌，不能生存的是含有插入目的基因的重组质粒的大肠杆菌。(3)噬菌体为 病毒，经改造后作为载体时，其 DNA 复制所需原料来自受体细胞。 答案：(1)能自我复制、具有标记基因 (2)二者均不含有氨苄青霉素抗性基因，在该培 养基上均不生长 含有质粒载体 含有插入了目的基因的重组质粒(或答含有重组质粒) 二者均含有氨苄青霉素抗性基因，在该培养基上均能生长 四环素 (3)受体细胞 12．(2019·湖北七市教科研协作体联考)人血清白蛋白(HSA)是血浆中含量最丰富的蛋白 质，在维持血浆渗透压、抗凝血等方面起着重要作用，具有重要的医用价值。下图是用基因 工程技术获取重组 HSA(rHSA)的两条途径。 (1)为获取 HSA 基因，首先要提取人血细胞中的 mRNA，利用____________法合成 cDNA，再利用____________技术进行快速扩增，在这一过程中，需要有一段已知目的基因 的核苷酸序列，以便根据这一序列合成____________。 (2)构建在水稻胚乳细胞内特异表达 rHSA 的载体时，需要选择水稻胚乳细胞启动子，而 不能选择其他物种和组织细胞的启动子，原因可能是___________________________。 (3)在利用农杆菌转化水稻受体细胞的过程中，为了吸引农杆菌移向水稻受体细胞，需 添加____________物质。 (4)选用大肠杆菌作为受体细胞的优点有____________(答出两点即可)。但相比于水稻胚 乳细胞，利用大肠杆菌获得的 rHSA 也有一些缺点，请从生物膜系统的角度进行分析 ________________________________________________________________________。 (5) 利 用 上 述 方 法 获 得 的 rHSA 不 能 直 接 用 于 临 床 医 疗 ， 你 推 测 的 原 因 是 ________________________________________________________________________。 答案：(1)反转录 PCR 引物 (2)启动子具有(物种及组织)特异性 (3)酚类 (4)繁殖快；单细胞；遗传物质少(答出两点即可) 大肠杆菌没有生物膜系统(或内质网 和高尔基体)，不能对 rHSA 进行深加工 (5)rHSA 可能没有生物活性或功能性较差或 rHSA 可能有安全隐患(答案合理即可) 13．(2019·新疆四中高二期末)下图是从酵母菌中获取某植物需要的控制某种酶合成的基 因的流程，结合所学知识及相关信息回答下列问题： (1)图中 cDNA 文库________(填“大于”“小于”或“等于”)基因组文库。 (2)①过程提取的 DNA 需要________________的切割，B 过程是________________。 (3)为在短时间内大量获得目的基因，可用__________________扩增的方法，其原理是 ________________________________________________________________________。 (4)目的基因获取之后，需要进行________________。 (5)将该目的基因导入某双子叶植物细胞，常采用的方法是__________________，其能 否在此植物体内稳定遗传的关键是________________，可以用__________________技术进行 检测。 答案：(1)小于 (2)限制酶 逆转录 (3)PCR 技术 DNA 复制 (4)基因表达载体的构 建 (5)农杆菌转化法 目的基因是否整合到植物细胞的染色体上 DNA 分子杂交 14．(2019·广东中山高二期末)下图甲表示我国自主研发的转基因抗虫水稻“华恢 1 号” 的主要培育流程，请据图回答下列问题： 甲 乙 (1)杀虫基因通过①～④，最终在宿主细胞内维持稳定和表达的过程叫做________；其 中 ____( 填 标 号 ) 是 转 基 因 抗 虫 水 稻 的 核 心 步 骤 ， 需 要 的 工 具 酶 是 ________________________、____________。 (2)“华恢 1 号”的培育过程应用的主要生物技术有________________________、 ________________。 (3)构建重组质粒时，常用 Ti 质粒作为载体，是因为 Ti 质粒上具有 TDNA，它能把目 的基因整合到受体细胞(植株细胞)的________________上。 (4)图乙是天然土壤农杆菌 Ti 质粒结构示意图(部分基因及部分限制酶作用位点)，组建 理想的载体需要对天然的质粒进行改造，据图分析： ① 人 工 改 造 质 粒 时 ， 要 使 抗 虫 基 因 表 达 ， 还 应 插 入 ________ ， 其 作 用 是 ____________________________________________。 ②人工改造质粒时，先用限制酶Ⅰ处理，可以去除质粒上的________基因和________ 基因(填上图质粒上的基因名称)，保证重组质粒进入水稻细胞后不会促进细胞的分裂和生 长；然后再用限制酶Ⅱ分别切割经过改造的 理想质粒和带有抗虫基因的 DNA 分子，并构成重组 Ti 质粒，那么成功导入抗虫基因的 水稻胚细胞将不能在含________(填抗生素名称)的培养基上生长。 解析：(1)杀虫基因通过①～④，最终在宿主细胞内维持稳定和表达的过程叫做转化； 其中①过程表示基因表达载体的构建，这是转基因抗虫水稻的核心步骤，需要的工具酶是限 制性核酸内切酶(限制酶)、DNA 连接酶。(2)分析图解可知，“华恢 1 号”的培育过程应用的 主要生物技术有基因工程技术(转基因技术)、植物组织培养技术。(3)构建重组质粒时，常用 Ti 质粒作为载体，是因为 Ti 质粒上具有 TDNA，它能把目的基因整合到受体细胞(植株细 胞)的染色体 DNA 上。(4)①启动子是一段特殊结构的 DNA 片段，位于基因的首端，它是 RNA 聚合酶识别和结合的部位，有了它才能驱动基因转录出 mRNA，最终获得所需要的蛋 白质。②从图中看出，tms 基因能够编码吲哚乙酸，tmr 基因能够编码细胞分裂素，这两种 激素能够促进植物的生长。因此人工改造时用限制酶Ⅰ处理，其目的之一是除去或破坏质粒 上的 tmr、tms，保证 TDNA 进入水稻细胞后不会引起细胞的无限分裂和生长；另外只有一 个插入位点，也有利于目的基因(或外源 DNA)准确插入。 答案：(1)转化 ① 限制性核酸内切酶(限制酶) DNA 连接酶 (2)基因工程技术(转基 因技术) 植物组织培养技术 (3)染色体 DNA (4)①启动子 为 RNA 聚合酶提供识别和结 合的部位，驱动转录 ②tms tmr 四环素