2019-2020学年人教高中生物选修三同步精练：专题1基因工程1-2

2019-2020学年人教高中生物选修三同步精练：专题1基因工程1-2

专题 1 1.2 (建议用时：40分钟) 考点 基本目标 发展目标 1．目的基因的获取 1,2,3 11,12,13,14,152．基因表达载体的构建与转化 4,5,6,7,8 3．目的基因的检测与鉴定 9,10 [基本目标] 1．下列关于基因文库的说法中，不正确的是( ) A．某果蝇 X染色体上的所有基因组成的文库是部分基因文库 B．取出果蝇某细胞中的全部 mRNA，通过反转录产生的全部 DNA片段称为该果蝇的 基因组文库 C．cDNA文库中的基因可以在不同物种间进行交流 D．可以根据基因的碱基序列、基因的功能、基因在染色体上的位置、基因的转录产物 mRNA以及基因的表达产物蛋白质等特性来获取目的基因 B 解析 由于基因的选择性表达，某细胞表达的基因只是全部基因的一部分。以生物 细胞的总 mRNA 为模板，反转录产生的全部 DNA 片段称为该果蝇的 cDNA文库，是部分 基因文库。 2．下列有关 PCR技术的说法，不正确的是( ) A．PCR是一项在生物体外复制特定的 DNA片段的核酸合成技术 B．PCR技术的原理是 DNA双链复制 C．利用 PCR技术获取目的基因的前提是要有一段已知核苷酸序列的目的基因 D．PCR技术中必须有解旋酶才能解开双链 DNA D 解析 PCR技术的过程：目的基因 DNA受热变性后解旋为单链，引物与单链的相 应互补序列结合，然后在 DNA聚合酶作用下进行延伸，如此重复循环多次。PCR技术中利 用高温解开 DNA双链，不需要解旋酶。 3．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．乙方法需要反转录酶参与 C 解析 甲方法是以细菌中的 DNA 为基础，它包括了该细菌的所有基因，用限制酶 进行切割后，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，不需 要原料。而乙方法是用反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，所组 成的是该细菌的 cDNA文库。 4．下列对基因工程中基因表达载体的叙述，错误的是( ) A．基因表达载体上的标记基因不一定是抗生素抗性基因 B．基因表达载体的构建是基因工程的核心 C．基因表达载体中一定不含有起始密码子和终止密码子 D．基因表达载体的构建需要使用限制性核酸内切酶和 DNA聚合酶等特殊工具 D 解析 基因表达载体上的标记基因可以是抗性基因或荧光蛋白基因等。基因表达载 体一般包括启动子、目的基因、标记基因、终止子等，起始密码子和终止密码子位于 mRNA 上。构建基因表达载体时，需要使用限制性核酸内切酶和 DNA连接酶，不需要 DNA聚合 酶。 5．在基因表达载体的构建中，下列说法中不正确的是( ) ①一个表达载体的组成只需目的基因、启动子、终止子 ②有了启动子才能驱动基因转录出 mRNA ③终止子的作用是使转录在相应地方停止 ④所有基因表达载体的构建是完全相同的 A．②③ B．①④ C．①② D．③④ B 解析 一个基因表达载体的组成包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等，标 记基因用于鉴别受体细胞中是否导入了目的基因。由于受体细胞的种类不同，目的基因导入 受体细胞的方法不同，基因表达载体的构建不可能完全相同。 6．土壤农杆菌侵染植物细胞时，其 Ti质粒上的 TDNA片段可转入植物的基因组中。 当利用农杆菌以 Ti质粒作为载体进行转基因，下列相关叙述正确的是( ) A．目的基因应插入 TDNA片段外，以防止破坏 TDNA B．用 Ca2＋处理农杆菌，以利于其侵染植物细胞 C．Ti质粒是一种环状 DNA分子，属于细菌的拟核 DNA D．TDNA 片段有利于介导外源 DNA整合到植物细胞的染色体上 D 解析 农杆菌的 Ti质粒上的 TDNA可转移至受体细胞，并且整合到受体细胞染色 体的 DNA 上，根据农杆菌的这一特点，目的基因应插入 TDNA片段上，以便通过农杆菌 的转化作用，把目的基因整合到植物细胞染色体的 DNA上，A项错误，D项正确；不需要 用 Ca2＋处理农杆菌，应直接利用土壤农杆菌感染植物细胞，B 项错误；Ti质粒是一种环状 DNA分子，独立于细菌拟核 DNA 之外，C项错误。 7．如图表示利用农杆菌转化法获得某种转基因植物的部分操作步骤。下列说法错误的 是( ) A．利用含有四环素的培养基可以将含Ⅱ的细菌筛选出来 B．Ⅲ是农杆菌，通过步骤③将目的基因导入植株 C．⑥可与多个核糖体结合，并可以同时翻译出多种蛋白质 D．①过程的完成需要限制性核酸内切酶和 DNA连接酶的参与 C 解析 ⑥是一个 mRNA 分子，可与多个核糖体结合形成多聚核糖体，由于翻译的 模板是同一个 mRNA分子，故翻译出的是同一种蛋白质。 8．下列关于目的基因导入受体细胞的描述，不正确的是( ) A．基因枪法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用最多的方法 C．目的基因导入大肠杆菌最常用的方法是 Ca2＋处理法 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 A 解析 将目的基因导入植物体细胞最经济有效的方法是农杆菌转化法，基因枪法是 单子叶植物常用的一种基因转化方法，但成本较高，A项错误，D项正确；将目的基因导入 动物细胞常用显微注射技术，B项正确；将目的基因导入微生物细胞常用感受态细胞法，如 用 Ca2＋处理大肠杆菌，C项正确。 9．在检测抗虫基因是否成功转入棉花基因组的方法中，不属于分子水平的是( ) A．观察害虫吃棉叶是否死亡 B．检测目的基因片段与 DNA探针能否形成杂交带 C．检测目的基因转录形成的 mRNA与 DNA探针能否形成杂交带 D．检测目的基因表达产物蛋白质能否与特定抗体形成杂交带 A 解析 A项属于个体生物学水平的鉴定；B、C两项为分子水平的检测，分别利用 DNA 分子杂交技术、分子杂交技术，观察目的基因或目的基因转录形成的 mRNA 能否与 DNA探针进行杂交形成杂交带；D项也为分子水平检测内容，利用抗原—抗体杂交的原理， 检测基因表达产物能否与特定抗体形成杂交带。 10．人们用 DNA进行亲子鉴定时会用到 DNA探针，“DNA探针”是指( ) A．某一个完整的目的基因 B．目的基因片段的特定 DNA C．与目的基因相同的特定双链 DNA D．与目的基因互补的特定单链 DNA D 解析 亲子鉴定的原理是 DNA分子杂交，用到的探针是一段单链 DNA，它能与目 的基因的一条单链互补配对。 [发展目标] 11．基因工程是在 DNA分子水平上进行设计施工的，在基因操作的基本步骤中，不进 行碱基互补配对的步骤是( ) A．人工合成基因 B．目的基因与载体结合 C．将目的基因导入受体细胞 D．目的基因的检测与鉴定 C 解析 人工合成双链 DNA需要碱基配对；目的基因与载体一般是通过黏性末端的 互补配对连接的；目的基因导入是直接将 DNA导入到细胞里，没有涉及与染色体结合，所 以不必考虑碱基配对；检测、鉴定均是通过碱基互补配对的特异性实现的。 12．如图表示利用致病病毒 M(DNA病毒)的表面蛋白基因和无害病毒 N，通过基因工 程制作重组M病毒疫苗的部分过程。①～⑤表示操作流程，a～h表示分子或结构。据图判 断不正确的说法是( ) A．图中所示的①②③过程中，用作表达载体的 DNA来自分子 c B．图中 c所示质粒可能是由细菌或者病毒的 DNA改造的 C．图中所示过程中，获取目的基因的步骤是流程①② D．在流程③中必须实施的步骤有切割质粒、将质粒与目的基因重组 B 解析 图中①②表示提取致病病毒M的 DNA并切割下目的基因，图中③是目的基 因与表达载体拼接过程，①②③过程中用作表达载体的只有 c；图中质粒不可能来自病毒的 DNA，因为病毒中没有质粒。 13．家蚕细胞具有高效表达外源基因的能力，将人的干扰素基因导入家蚕细胞并大规模 培养，可以提取干扰素用于制药。请回答下列问题： (1)此基因操作过程中的核心步骤是__________________。启动子位于基因的________， 是____________识别和结合的部位。 (2)人的干扰素基因一般来自 cDNA文库，其属于________基因文库。若要检测干扰素 基因在家蚕细胞中是否表达，可以采用的方法是____________________。 解析 (1)基因工程操作的核心步骤是基因表达载体的构建；启动子位于基因的首端，是 RNA 聚合酶识别和结合的部位。(2)以 mRNA 为模板，经反转录酶催化，在体外反转录成 cDNA，由于只有部分 DNA进行转录形成 mRNA，所以 cDNA 文库是部分基因文库；检测 干扰素基因在家蚕细胞中是否表达通常用抗原—抗体杂交法。 答案 (1)基因表达载体的构建 首端 RNA聚合酶 (2)部分 抗原—抗体杂交法 14．肺细胞中的 let7 基因表达减弱，癌基因 RAS 表达增强，会引发肺癌。研究人员利 用基因工程技术将 let7基因导入肺癌细胞实现表达，发现肺癌细胞的增殖受到抑制。该基因 工程技术基本流程如图 1。 图 1 图 2 请回答： (1)进行过程①时，需用________酶切开载体以插入 let7基因。载体应有 RNA聚合酶识 别和结合的部位，以驱动 let7基因转录，该部位称为________。 (2)研究发现，let7基因能影响癌基因 RAS 的表达，其影响机理如图 2。据图分析，可从 细胞中提取________进行分子杂交，以直接检测 let7基因是否转录。肺癌细胞增殖受到抑制， 可能是由于细胞中________________(填“RAS mRNA”或“RAS蛋白”)含量减少。 解析 (1)过程①表示基因表达载体的构建，在该过程中需要用限制酶对载体进行切割 以便于目的基因的插入；启动子是一段特殊的 DNA序列，是 RNA 聚合酶识别和结合的位 点，RNA聚合酶结合到该位点，可驱动转录过程。(2)判断目的基因是否在受体细胞中转录， 可用分子杂交技术来检测，从细胞中提取 mRNA和用含放射性同位素标记或者荧光标记的 目的基因单链 DNA片段进行杂交。由图 2知，当 let7基因转录出来的 miRNA与癌基因 RAS 转录出的 mRNA结合时，会抑制 RAS 蛋白的翻译过程，减少 RAS 蛋白的产生，故肺癌细 胞增殖受到抑制的原因可能是细胞内 RAS蛋白含量减少。 答案 (1)限制(或限制性核酸内切) 启动子 (2)RNA RAS蛋白 15．如图为 PCR反应原理示意图，请据图回答下列问题： (1)PCR的原理是_____________________________________________。 (2)PCR技术使 DNA解链是通过____________实现的，DNA的这种解链现象在一定的 条件下是________(填“可逆的”或“不可逆的”)。 (3)DNA解链后冷却的目的是让________与____________相结合。 (4)当温度加热至 70～75℃时，是_____________酶把单个脱氧核苷酸通过___________ 键连接到引物上，如此逐渐延伸形成互补链，进而使目的基因数目加倍。 (5)通过重复循环(2)(3)(4)过程，使目的基因以________形式扩增。 答案 (1)DNA 双链复制 (2)高温加热 可逆的 (3)引物 互补 DNA链(两空可换顺序) (4)热稳定 DNA聚合(或 Taq) 磷酸二酯 (5)指数