2019-2020年高中生物 專題1.2 基因工程的基本操作程序課時作業(yè) 新人教版選修3.doc

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2019-2020年高中生物 專題1.2 基因工程的基本操作程序課時作業(yè) 新人教版選修3 1．(xx江西南昌高二檢測)下列屬于獲取目的基因的方法的是(　　) ①利用mRNA反轉錄形成　②從基因文庫中提取?、劾肞CR技術合成?、芾肈NA轉錄形成?、萑斯ず铣? A．①②③⑤　　　　　　　 B．①③④⑤ C．①②③④ D．①②④⑤ 解析：選A。目的基因的獲取可以從基因文庫中提??；也可以用mRNA反轉錄形成DNA分子的一條鏈，然后合成DNA分子；對于一些已知一段核苷酸序列的目的基因，可用PCR技術擴增合成；對于一些短小而無模板且已知核苷酸序列的目的基因可用人工合成法；DNA轉錄出的是RNA，不能得到目的基因。 2．(xx北京海淀區(qū)高二檢測)PCR是一種體外迅速擴增DNA片段的技術，其基本原理和過程與細胞內DNA的復制類似。下列關于兩者共同點的敘述，不正確的是(　　) ①邊解旋邊復制?、谧裱瓑A基互補配對原則?、坌枰铩、苓^程可分為變性、復性、延伸等步驟 A．①② B．②③ C．③④ D．①④ 解析：選D。PCR技術不具①、但具④。 3．(xx高考江蘇卷)下列關于基因工程技術的敘述，錯誤的是(多選)(　　) A．切割質粒的限制性核酸內切酶均特異性地識別6個核苷酸序列 B．PCR反應中溫度的周期性改變是為了DNA聚合酶催化不同的反應 C．載體質粒通常采用抗生素合成基因作為篩選標記基因 D．抗蟲基因即使成功地插入到植物細胞染色體上也未必能正常表達 解析：選ABC。A項，限制性核酸內切酶大多特異性地識別6個核苷酸序列，但也有少數限制性核酸內切酶能識別4個、5個或8個核苷酸序列。B項，PCR反應中溫度周期性變化是為變性、復性和延伸創(chuàng)造條件。另外，耐高溫的DNA聚合酶只是在延伸階段發(fā)揮催化作用，變性和復性過程不需要酶的催化。C項，載體質粒上的抗生素抗性基因可作為標記基因，供重組DNA的鑒定和選擇，而不是抗生素合成基因。D項，目的基因導入受體細胞后不一定能正常表達。 4．在基因表達載體的構建中，下列說法不正確的是(　　) ①一個表達載體的組成包括目的基因、啟動子、終止子　②有了啟動子才能驅動基因轉錄出mRNA?、劢K止子的作用是使轉錄在相應地方停止?、芩谢虮磉_載體的構建是完全相同的 A．②③ B．①④ C．①② D．③④ 解析：選B。一個基因表達載體的組成包括目的基因、啟動子、終止子和標記基因等。標記基因用于鑒別受體細胞中是否含目的基因。由于受體細胞的種類不同，目的基因導入受體細胞的方法不同，基因表達載體的構建不可能完全相同。 5．農桿菌中含有一個大型的Ti質粒(如圖所示)，在侵染植物細胞的過程中，其中的T-DNA片段轉入植物的基因組。若想用基因工程并通過農桿菌向某種植物中導入抗旱基因，以下分析不合理的是(　　) A．若用Ti質粒作為抗旱基因的載體，目的基因的插入位置應該在T-DNA片段內，且要保證復制起始點和用于轉移T-DNA的基因片段不被破壞 B．將重組Ti質粒導入農桿菌中時，可以用Ca2＋處理細菌 C．轉基因抗旱植物培育是否成功的最簡單檢測方法是看該植物是否具有抗旱性狀 D．若能夠在植物細胞中檢測到抗旱目的基因，則說明該基因工程項目獲得成功 解析：選D。若用Ti質粒作為抗旱基因的載體，目的基因的插入位置應該在T-DNA片段內，且要保證復制起始點、終止點和用于轉移T-DNA的基因片段不被破壞，否則不會成功；將重組Ti質粒導入農桿菌中時，可以用Ca2＋處理細菌，便于完成轉化；轉基因抗旱植物培育是否成功的最簡單檢測方法是看該植物是否具有抗旱性狀；能夠在植物細胞中檢測到抗旱目的基因，并能成功表達出抗旱性狀，才說明基因工程項目獲得成功。 6．將目的基因導入玉米莖尖分生區(qū)細胞和小鼠受精卵，應分別采用的方法是(　　) A．顯微注射法　農桿菌轉化法 B．基因槍法　花粉管通道法 C．農桿菌轉化法　顯微注射法 D．基因槍法　顯微注射法 解析：選D。玉米是單子葉植物，對單子葉植物來說，常用的方法是基因槍法；對于動物細胞來說，常用的方法是顯微注射法。 7．基因工程中科學家常采用細菌、酵母菌等微生物作為受體細胞，原因是(　　) A．結構簡單，操作方便 B．繁殖速度快 C．遺傳物質含量少、簡單 D．性狀穩(wěn)定，變異少 解析：選B。目的基因導入受體細胞后，隨著受體細胞的繁殖而復制，由于細菌等微生物繁殖速度非?？欤试诤芏虝r間內就能獲得大量目的基因表達的產物。 8．(xx福建福州高二檢測)下列有關基因工程操作的敘述正確的是(　　) A．用同種限制性核酸內切酶切割載體與目的基因可獲得相同的末端 B．以蛋白質的氨基酸序列為依據合成的目的基因與原基因的堿基序列相同 C．檢測到受體細胞含有目的基因就標志著基因工程操作的成功 D．用含抗生素抗性基因的質粒作為載體是因為其抗性基因便于與外源基因連接 解析：選A。一種氨基酸可對應多個密碼子，以蛋白質的氨基酸序列為依據合成的目的基因與原基因的堿基序列可能不同。只有目的基因在受體細胞中成功表達才標志著基因工程操作的成功。用含抗生素抗性基因的質粒作為載體是因為抗性基因作為標記基因可檢測表達載體是否導入到受體細胞中。 9．如圖是利用基因工程技術培育轉基因植物，生產可食用疫苗的部分過程示意圖，其中Pst Ⅰ、Sma Ⅰ、EcoR Ⅰ、Apa Ⅰ為四種限制性內切酶。下列說法錯誤的是(　　) A．圖示過程是基因工程的核心步驟 B．表達載體構建時需要用到限制酶Sma Ⅰ C．抗卡那霉素基因的存在有利于將含有抗原基因的細胞篩選出來 D．除圖示組成外，表達載體中還應該含有啟動子和終止子等結構 解析：選B。圖示過程為基因表達載體的構建過程，是基因工程中的核心步驟。構建過程中需要將目的基因完整切割下來，此時要用到限制酶Pst Ⅰ、EcoR Ⅰ?？箍敲顾鼗蚴菢擞浕?，目的是便于鑒定和篩選含有目的基因的細胞?；虮磉_載體包括啟動子、目的基因、終止子和標記基因等。 10．(xx高考浙江卷改編)天然的玫瑰沒有藍色花，這是由于缺少控制藍色色素合成的基因B，而開藍色花的矮牽牛中存在序列已知的基因B?，F用基因工程技術培育藍玫瑰，下列操作正確的是(　　) A．提取矮牽牛藍色花的mRNA，經反轉錄獲得互補的DNA，再擴增基因B B．利用限制酶從開藍色花的矮牽牛的基因文庫中獲取基因B C．利用DNA聚合酶將基因B與質粒連接后導入玫瑰細胞 D．將基因B直接導入大腸桿菌，然后感染并轉入玫瑰細胞 解析：選A。由題意知：控制藍色色素合成的基因B是目的基因，提取矮牽牛藍色花的mRNA，經反轉錄獲得互補的DNA，再擴增基因B，然后導入天然的玫瑰細胞中，經培育該受體細胞即能獲得藍玫瑰，故選項A正確。限制酶用于切割目的基因而不是獲取目的基因；將目的基因B與質粒連接需用DNA連接酶，而不是DNA聚合酶；基因B需與質粒連接形成基因表達載體再導入農桿菌，然后感染并轉入玫瑰細胞，而不能將基因B直接導入大腸桿菌。 11．為從根本上解決水稻中的高植酸問題，可將植酸酶基因導入水稻，培育低植酸轉基因水稻品種。如圖是獲取植酸酶基因的流程。 據圖回答： (1)圖中基因組文庫________(填“小于”“等于”或“大于”)cDNA文庫。 (2)B過程需要的酶是________________。 (3)目的基因Ⅰ和Ⅱ除可從構建的文庫中分離外，還可以分別利用圖中________和________為模板直接進行PCR擴增，該過程中所用酶的顯著特點是________。 解析：分析獲取植酸酶基因的流程圖可知，圖中基因組文庫大于cDNA文庫。B過程需要的酶應該是反轉錄酶；目的基因Ⅰ和Ⅱ除可從構建的文庫中分離外，還可以分別利用圖中DNA和cDNA為模板直接進行PCR擴增，該過程中所用酶的顯著特點是耐高溫。 答案：(1)大于 (2)反轉錄酶 (3)DNA　cDNA　耐高溫 12．如圖為某種質粒表達載體簡圖，小箭頭所指分別為限制性核酸內切酶EcoR Ⅰ、Bam HⅠ的酶切位點，ampr為青霉素抗性基因，tetr為四環(huán)素抗性基因，P為啟動子，T為終止子，ori為復制原點。已知目的基因的兩端分別有包括EcoR Ⅰ、Bam HⅠ在內的多種酶的酶切位點。 據圖回答： (1)將含有目的基因的DNA與質粒分別用EcoR Ⅰ酶切，酶切產物用DNA連接酶進行連接后，其中由兩個DNA片段之間連接形成的產物有________________、________________、________________三種。 (2)用上述3種連接產物與無任何抗藥性的原核宿主細胞進行轉化實驗。之后將這些宿主細胞接種到含四環(huán)素的培養(yǎng)基中，能生長的原核宿主細胞所含有的連接產物有____________________；若接種到含青霉素的培養(yǎng)基中，能生長的原核宿主細胞所含有的連接產物有________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)目的基因表達時，RNA聚合酶識別和結合的位點是________，其合成的產物是________。 (4)在上述實驗中，為了防止目的基因和質粒在酶切后產生的末端發(fā)生任意連接，酶切時應選用的酶是________________________。 解析：(1)將含有目的基因的DNA與質粒分別用EcoR Ⅰ酶切，所產生的黏性末端相同，用DNA連接酶處理后，不同的片段隨機結合，可形成3種不同的連接物；目的基因—目的基因、目的基因—載體、載體—載體。(2)在上述三種產物中，插入目的基因的都不能在四環(huán)素培養(yǎng)基上生長，只有載體—載體連接產物才能在含四環(huán)素的培養(yǎng)基上生長。(3)啟動子是RNA聚合酶識別和結合的位點，可啟動轉錄過程，合成mRNA。(4)由圖示和題目中提供的信息可知，同時運用EcoR Ⅰ和BamH Ⅰ進行酶切可有效防止酶切后產生的末端發(fā)生任意連接。 答案：(1)目的基因—載體連接物　載體—載體連接物　目的基因—目的基因連接物 (2)載體—載體連接物　目的基因—載體連接物、載體—載體連接物 (3)啟動子　mRNA　(4)EcoR Ⅰ和BamH Ⅰ 13．如圖是培育表達人乳鐵蛋白的乳腺生物反應器的技術路線。圖中tetR表示四環(huán)素抗性基因，ampR表示氨芐青霉素抗性基因，BamH Ⅰ、Hind Ⅲ、Sma Ⅰ直線所示為三種限制酶的酶切位點。 據圖回答下面的問題。 (1)圖中將人乳鐵蛋白基因插入載體，需用________________限制酶同時酶切載體和人乳鐵蛋白基因。篩選含有重組載體的大腸桿菌首先需要在含________的培養(yǎng)基上進行。 (2)能使人乳鐵蛋白基因在乳腺細胞中特異性表達的調控序列是________(填字母代號)。 A．啟動子 B．tetR C．復制原點 D．ampR (3)過程①可采用的操作方法是________(填字母代號)。 A．農桿菌轉化 B．大腸桿菌轉化 C．顯微注射 D．基因槍法 (4)為檢測人乳鐵蛋白是否成功表達，可采用________(填字母代號)技術。 A．核酸分子雜交 B．基因序列分析 C．抗原—抗體雜交 D．PCR 解析：(1)由圖示可知：需用Hind Ⅲ和BamH Ⅰ限制酶同時酶切載體和人乳鐵蛋白基因，因酶切后tetR四環(huán)素抗性基因結構被破壞而ampR結構完好，故用含氨芐青霉素的選擇培養(yǎng)基可篩選含有重組載體的大腸桿菌。(2)啟動子是一段特殊的DNA序列，是RNA聚合酶識別和結合的位點，可調控基因的特異性表達。(3)過程①表示把重組載體導入受體細胞的過程，當受體細胞為動物細胞時，常采用顯微注射法。(4)人乳鐵蛋白基因是否成功表達，關鍵看是否有其表達產物即人乳鐵蛋白，可用抗原—抗體雜交法檢測該蛋白是否存在。 答案：(1)Hind Ⅲ和BamH Ⅰ　氨芐青霉素　(2)A　(3)C　(4)C 14．(xx濰坊高二檢測)如圖為培育轉基因抗蟲棉的技術流程，請據圖回答： (1)質粒上標記基因的作用是________________________________________________________________________。 (2)過程①是________________________，這是基因工程的核心步驟。其目的是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)過程②采用最多的方法是____________，檢測抗蟲基因是否整合到棉花細胞DNA分子上的方法是________________________。 (4)經檢測抗蟲棉細胞染色體上含有一個抗蟲基因，該植株自交得到F1，其中全部的抗蟲植株再自交一次，后代中抗蟲植株占總數的________________________________________________________________________。 解析：(1)質粒上標記基因具有鑒別目的基因是否導入受體細胞的作用。(2)圖中分析①是質粒與抗蟲基因重組為重組質粒的過程，即基因表達載體的構建過程。(3)棉花為雙子葉植物，常用農桿菌轉化法將目的基因導入棉花細胞，并用DNA分子雜交技術檢測目的基因(抗蟲基因)是否整合到棉花細胞DNA分子上。(4)抗蟲基因整合到染色體上后，該植株為雜合子，自交2次后代中抗蟲植株為5/6。 答案：(1)鑒別受體細胞中是否含有目的基因 (2)基因表達載體的構建　使目的基因在受體細胞中能夠穩(wěn)定存在，并且可以遺傳給下一代，同時使目的基因能夠表達和發(fā)揮作用 (3)農桿菌轉化法　DNA分子雜交 (4)5/6