3.2基因工程的基本操作程序练习-2023-2024学年高二下学期生物人教版选择性必修3

基因工程的基本操作程序一、选择题1.农杆菌中含有一个大型的Ti质粒(如下图所示),在侵染植物细胞的过程中,其中的TDNA片段可以转入植物的基因组。若想用基因工程技术通过农杆菌向某种植物中导入抗旱基因,下列分析错误的是()A.若用Ti质粒作为抗旱基因的载体,目的基因的插入位置应该在TDNA片段内,且要保证复制原点和用于转移TDNA的基因片段不被破坏B.将重组Ti质粒导入农杆菌中时,可以用Ca2+处理农杆菌C.转基因抗旱植物培育是否成功,最简单的检测方法是看该植物是否具有抗旱性状D.若能够在植物细胞中检测到抗旱基因,则说明该基因工程项目获得成功2PCR一般要经过30多次循环,从第二次循环开始,上一次循环的产物也作为模板参与反应,由引物Ⅰ延伸而成的DNA单链作模板时将()A.仍与引物Ⅰ结合进行DNA子链的延伸B.与引物Ⅱ结合进行DNA子链的延伸C.同时与引物Ⅰ和引物Ⅱ结合进行子链的延伸D.无须与引物结合,在酶的作用下从头合成子链3.某线性DNA分子含有5000个碱基对(bp),先用限制酶a切割,再把得到的产物用限制酶b切割,得到的DNA片段大小如下表。限制酶a、b的识别序列和切割位点如下图所示。下列有关说法正确的是()酶a切割产物(bp)酶b再次切割产物(bp)2100,1400,1000,5001900,200,800,600,1000,500A.该DNA分子中,酶a与酶b分别识别了3个和2个序列B.酶a与酶b切出的黏性末端不能互相连接C.酶a与酶b切断的化学键不相同D.若酶a切割与该DNA序列相同的质粒,得到的切割产物为4种4.(2023·东莞)下图是用基因工程技术培育抗棉铃虫的转基因棉花过程,有关该过程叙述错误的是()A.抗虫基因的表达产物为蛋白质B.抗虫基因的插入引起的变异属于基因重组C.用Ca2+处理农杆菌利于重组DNA分子的导入D.通过Ti质粒上的抗性基因筛选试管苗5.将目的基因导入大肠杆菌细胞和小鼠受精卵,常用的方法分别是()A.显微注射,农杆菌转化法B.农杆菌转化法,花粉管通道法C.Ca2+转化法,显微注射D.基因枪法,显微注射6.下图为基因工程的部分过程示意图,甲~丁代表各不同阶段参与的成分。下列叙述正确的是()A.甲可以是细菌的质粒B.乙是某种激素分子C.丙可以是植物的RNA分子D.丁为抗体分子7.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8.下列技术依据碱基互补配对原理的是()①检测转基因生物的DNA上是否插入了目的基因②检测目的基因是否转录出了mRNA③检测目的基因是否翻译产生蛋白质④通过观察害虫吃棉叶是否死亡判断棉花是否被赋予了抗虫特性A.①②③④ B.①②C.①②④ D.①②③9.利用外源基因在受体细胞中表达,可生产人类所需要的产品。下列能说明目的基因完成了在受体细胞中表达的是()A.棉花二倍体细胞中检测到细菌的抗虫基因B.大肠杆菌中检测到人胰岛素基因及其mRNAC.山羊乳腺细胞中检测到人生长激素DNA序列D.酵母菌细胞中提取到人干扰素蛋白10.(2023·佛山)新型冠状病毒由RNA与蛋白质等成分构成。在新冠肺炎疫情防控中,通过核酸检测可快速准确地发现人群中的传染源,所用的检测原理或方法是()A.核酸易与一些碱性染料结合产生颜色反应,即可确定有新型冠状病毒B.用水解法处理采样,因变量是测定能否产生基本单位核糖核苷酸C.用同位素标记新型冠状病毒的RNA或蛋白质,能鉴别遗传物质D.用有特异性碱基序列的荧光探针进行检测,测定荧光产生的情况二、综合题11.为获得某转基因生物,下图为基因工程操作步骤示意图。请回答下列问题。(1)从基因文库中提取的目的基因通过技术进行扩增。与细胞内同类酶相比,该技术所利用的DNA聚合酶所具有的特点是。

(2)在过程①中,需酶将已切开的载体DNA与目的基因结合成基因表达载体。载体DNA上必须要有标记基因,标记基因的作用是

。过程②中若选用的受体细胞为大肠杆菌,一般需用Ca2+进行处理,其目的是

。

(3)若将病毒外壳蛋白基因导入酵母菌或哺乳动物细胞中,使之表达出病毒外壳蛋白,经纯化后而制得的疫苗可用于生产基因工程疫苗,接种基因工程疫苗比接种灭活减毒的病毒疫苗更安全,从疫苗的结构组成来看,其原因是

。

12.下图为某种质粒载体的简图,小箭头所指部位分别为限制酶EcoRⅠ、BamHⅠ的切割位点,AmpR为氨苄青霉素抗性基因,TetR为四环素抗性基因,P为启动子,T为终止子,ori为复制原点。已知目的基因的两端分别有包括EcoRⅠ、BamHⅠ在内的多种酶的切割位点。请分析回答下列问题。(1)将含有目的基因的DNA片段与质粒分别用EcoRⅠ切割,产物用DNA连接酶进行连接后,其中由两个DNA片段连接形成的产物有、、三种。

(2)在上述实验中,为了防止目的基因和质粒用限制酶切割后产生的末端发生任意连接,应选用的限制酶是。

基因工程的基本操作程序一、选择题1.农杆菌中含有一个大型的Ti质粒(如下图所示),在侵染植物细胞的过程中,其中的TDNA片段可以转入植物的基因组。若想用基因工程技术通过农杆菌向某种植物中导入抗旱基因,下列分析错误的是()A.若用Ti质粒作为抗旱基因的载体,目的基因的插入位置应该在TDNA片段内,且要保证复制原点和用于转移TDNA的基因片段不被破坏B.将重组Ti质粒导入农杆菌中时,可以用Ca2+处理农杆菌C.转基因抗旱植物培育是否成功,最简单的检测方法是看该植物是否具有抗旱性状D.若能够在植物细胞中检测到抗旱基因,则说明该基因工程项目获得成功解析:若用Ti质粒作为抗旱基因的载体,目的基因的插入位置应该在TDNA片段内,且要保证复制原点和用于转移TDNA的基因片段不被破坏,否则不会成功,A项正确;将重组Ti质粒导入农杆菌中时,可以用Ca2+处理农杆菌,使农杆菌处于易于吸收周围DNA分子的状态,便于完成转化,B项正确;转基因抗旱植物培育是否成功,最简单的检测方法是看该植物是否具有抗旱性状,C项正确;能够在植物细胞中检测到抗旱基因,并能成功表达出抗旱性状,则说明基因工程项目获得成功,D项错误。答案:D2PCR一般要经过30多次循环,从第二次循环开始,上一次循环的产物也作为模板参与反应,由引物Ⅰ延伸而成的DNA单链作模板时将()A.仍与引物Ⅰ结合进行DNA子链的延伸B.与引物Ⅱ结合进行DNA子链的延伸C.同时与引物Ⅰ和引物Ⅱ结合进行子链的延伸D.无须与引物结合,在酶的作用下从头合成子链解析:当由引物Ⅰ延伸而成的DNA单链作模板时,此单链引物端为5'端,因此与它互补的子链应从另一端开始合成,即与引物Ⅱ结合延伸DNA子链。答案:B3.某线性DNA分子含有5000个碱基对(bp),先用限制酶a切割,再把得到的产物用限制酶b切割,得到的DNA片段大小如下表。限制酶a、b的识别序列和切割位点如下图所示。下列有关说法正确的是()酶a切割产物(bp)酶b再次切割产物(bp)2100,1400,1000,5001900,200,800,600,1000,500A.该DNA分子中,酶a与酶b分别识别了3个和2个序列B.酶a与酶b切出的黏性末端不能互相连接C.酶a与酶b切断的化学键不相同D.若酶a切割与该DNA序列相同的质粒,得到的切割产物为4种解析:酶a切完有4个不同的片段,识别了3个序列,而酶b只切了2100和1400两个片段,则识别了2个序列;酶a与酶b切出的黏性末端相同,用DNA连接酶可以将它们连接起来;限制酶切割的化学键都是磷酸二酯键;质粒是环状DNA分子,与线性DNA相同碱基序列的质粒含有3个酶a的切割位点,则其被酶a切割后可以得到3种切割产物。答案:A4.(2023·东莞)下图是用基因工程技术培育抗棉铃虫的转基因棉花过程,有关该过程叙述错误的是()A.抗虫基因的表达产物为蛋白质B.抗虫基因的插入引起的变异属于基因重组C.用Ca2+处理农杆菌利于重组DNA分子的导入D.通过Ti质粒上的抗性基因筛选试管苗解析:抗虫基因的表达包括转录和翻译两个过程,产物是蛋白质;抗虫基因被插入到受体细胞的染色体DNA中,该过程属于基因重组;用Ca2+处理农杆菌会使农杆菌处于容易吸收外来DNA分子的状态,因此利于重组DNA分子的导入;通过Ti质粒上的抗性基因筛选含有目的基因的受体细胞,而试管苗的筛选需要用个体生物学鉴定的方法,即用虫食用棉花,观察其存活情况,来鉴定棉花幼苗是否具有抗虫特性。答案:D5.将目的基因导入大肠杆菌细胞和小鼠受精卵,常用的方法分别是()A.显微注射,农杆菌转化法B.农杆菌转化法,花粉管通道法C.Ca2+转化法,显微注射D.基因枪法,显微注射解析:大肠杆菌作为受体细胞,一般用Ca2+处理,使其处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态;对于动物细胞来说,常用的方法是显微注射。答案:C6.下图为基因工程的部分过程示意图,甲~丁代表各不同阶段参与的成分。下列叙述正确的是()A.甲可以是细菌的质粒B.乙是某种激素分子C.丙可以是植物的RNA分子D.丁为抗体分子解析:甲、乙、丙、丁可分别表示质粒、限制酶、目的基因、DNA连接酶。答案:A7.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解析:人肝细胞中胰岛素基因不表达,因而不存在胰岛素mRNA;复制原点是基因表达载体复制的起点,而胰岛素基因表达的起点是启动子;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;启动子与RNA聚合酶结合启动转录过程,终止密码子是翻译的终止信号。答案:C8.下列技术依据碱基互补配对原理的是()①检测转基因生物的DNA上是否插入了目的基因②检测目的基因是否转录出了mRNA③检测目的基因是否翻译产生蛋白质④通过观察害虫吃棉叶是否死亡判断棉花是否被赋予了抗虫特性A.①②③④ B.①②C.①②④ D.①②③解析:检测目的基因是否翻译产生蛋白质采用抗原—抗体杂交,③不符合题意;通过用棉叶饲喂害虫判断棉花是否被赋予了抗虫特性,属于个体水平的检测,④不符合题意。答案:B9.利用外源基因在受体细胞中表达,可生产人类所需要的产品。下列能说明目的基因完成了在受体细胞中表达的是()A.棉花二倍体细胞中检测到细菌的抗虫基因B.大肠杆菌中检测到人胰岛素基因及其mRNAC.山羊乳腺细胞中检测到人生长激素DNA序列D.酵母菌细胞中提取到人干扰素蛋白解析:基因表达的产物是蛋白质,因此,只有在受体细胞中检测或提取到了相应蛋白质才能证明目的基因在受体细胞中完成了表达。答案:D10.(2021·佛山)新型冠状病毒由RNA与蛋白质等成分构成。在新冠肺炎疫情防控中,通过核酸检测可快速准确地发现人群中的传染源,所用的检测原理或方法是()A.核酸易与一些碱性染料结合产生颜色反应,即可确定有新型冠状病毒B.用水解法处理采样,因变量是测定能否产生基本单位核糖核苷酸C.用同位素标记新型冠状病毒的RNA或蛋白质,能鉴别遗传物质D.用有特异性碱基序列的荧光探针进行检测,测定荧光产生的情况解析:碱性染料可以鉴别核酸,但不能精确判断是否为新型冠状病毒的核酸;即使测定出水解产物中含有核糖核苷酸,也只能说明其含有RNA,但不能确定是否为新型冠状病毒的RNA;用同位素标记新型冠状病毒的RNA或蛋白质,可以确定新型冠状病毒的遗传物质,但不能在人群中确定个体是否被新型冠状病毒感染;不同核酸的碱基排列顺序不同,因此用有特异性碱基序列的荧光探针进行检测,利用碱基互补配对的原则测定荧光产生的情况,可以用于检测人群中的传染源。答案:D二、综合题11.为获得某转基因生物,下图为基因工程操作步骤示意图。请回答下列问题。(1)从基因文库中提取的目的基因通过技术进行扩增。与细胞内同类酶相比,该技术所利用的DNA聚合酶所具有的特点是。

(2)在过程①中,需酶将已切开的载体DNA与目的基因结合成基因表达载体。载体DNA上必须要有标记基因,标记基因的作用是

。过程②中若选用的受体细胞为大肠杆菌,一般需用Ca2+进行处理,其目的是

。

(3)若将病毒外壳蛋白基因导入酵母菌或哺乳动物细胞中,使之表达出病毒外壳蛋白,经纯化后而制得的疫苗可用于生产基因工程疫苗,接种基因工程疫苗比接种灭活减毒的病毒疫苗更安全,从疫苗的结构组成来看,其原因是

。

解析:(1)通常使用PCR技术对目的基因进行扩增。在PCR技术中应用的关键酶是热稳定DNA聚合酶,其特点是耐高温。(2)DNA连接酶能将已切开的载体DNA与目的基因连接起来形成磷酸二酯键;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;由于未处理的大肠杆菌吸收周围环境中DNA分子的能力较弱,所以常用Ca2+处理大肠杆菌,使大肠杆菌处于容易吸收周围环境中DNA分子的生理状态。(3)基因工程疫苗不含有遗传物质,但可以引发机体发生特异性免疫反应形成抗体和记忆细胞,由于其不增殖和感染人体,所以比灭活疫苗安全