苏教版 (2019)选择性必修3 生物技术与工程第一节 基因工程及其技术同步练习题

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课后素养落实(十三)　基因工程的基本操作程序(建议用时：40分钟)题组一　目的基因的获取与基因表达载体的构建1．下列不属于获取目的基因的方法是(　　)A．从基因文库中提取B．利用PCR技术合成C．利用DNA转录合成D．利用化学方法人工合成C　[可以从基因组文库中获取目的基因，A正确；可以利用PCR技术扩增目的基因，B正确；利用DNA转录合成的是RNA，不是基因，C错误；可以利用化学方法人工合成目的基因，D正确。]2．在基因表达载体的构建中，下列说法不正确的是(　　)A．基因表达载体的构建方法不完全相同B．有了启动子才能驱动基因转录出mRNAC．终止子的作用是终止翻译过程D．基因表达载体的结构包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等C　[因为受体细胞有植物、动物、微生物之分，且目的基因导入受体细胞的方法不同，因此，基因表达载体的构建方法是不完全相同的，A正确；启动子是一段有特殊结构的DNA片段，位于基因的首端，是RNA聚合酶识别和结合的部位，能驱动基因转录出mRNA，最终获得所需要的蛋白质，B正确；终止子的作用是使转录在所需要的地方停止，终止密码子的作用是使翻译在所需要的地方停止，C错误；基因表达载体包括启动子、终止子、目的基因、标记基因等，D正确。]3.CTB是霍乱弧菌产生的肠毒素(蛋白质)结构的一部分，可用作针对霍乱弧菌的疫苗。研究人员提取了控制CTB合成的基因(ctb)，构建基因表达载体(如图所示)，将其导入番茄，然后用转基因番茄饲喂试验小鼠，检测疫苗的有效性。请回答相关问题：(1)为了在短时间内获得大量基因，可以采用________技术。与细胞内DNA复制时的解旋过程相比，该技术的DNA解链过程有何不同？_____________(写出一点即可。)(2)使用两种限制酶切割载体可防止切开的载体的两个末端重新连接起来，原因是_____________________________________________________。(3)可采用________法将基因表达载体导入番茄细胞，然后在加入了________的培养基中进行初步筛选，之后还需用________技术检测ctb基因是否整合到番茄染色体的DNA上。(4)提取转基因番茄不同部位的蛋白质进行检测，发现只有果实中含有CTB。ctb基因只能在果实细胞中表达，这与基因表达载体中的________有关。(5)用转基因番茄果实饲喂试验小鼠，若能在小鼠的血清中检测到________，则说明该转基因疫苗是有效的。[答案]　(1)PCR　不需要解旋酶　(2)两种限制酶切割载体可以产生不同的末端　(3)农杆菌转化　卡那霉素　DNA分子杂交　(4)E8启动子　(5)CTB抗体题组二　将目的基因导入受体细胞及相关检测与鉴定4．(多选)采用基因工程的方法培育抗虫棉，下列导入目的基因的做法正确的是(　　)A．将毒素蛋白注射到棉受精卵中B．将编码毒素蛋白的DNA序列，注射到棉受精卵中C．将编码毒素蛋白的DNA序列，与质粒重组，导入细菌，用该细菌感染棉的体细胞，再进行组织培养D．将编码毒素蛋白的DNA序列，与细菌质粒重组，注射到棉的子房并进入受精卵CD　[将毒素蛋白直接注射到棉受精卵中，棉受精卵没有获得目的基因，发育成的植株不会有抗虫性状，A错误；将编码毒素蛋白的DNA序列，直接注射到棉受精卵中，而没有将目的基因与运载体结合，目的基因将不能稳定存在，很容易被水解，不能培养出抗虫棉，B错误；C项所述为用农杆菌转化法将目的基因导入受体细胞，C正确；当受体细胞是植物细胞时，还可以利用花粉管通道法将目的基因导入受精卵中，然后发育为转基因植株，D项所描述的类似于花粉管通道法，D正确。所以选CD。]5．下列关于目的基因导入微生物细胞的叙述中，不正确的是(　　)A．常用原核生物作为受体细胞，是因为原核生物繁殖快，且多为单细胞、遗传物质相对较少B．受体细胞所处的一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态称为感受态C．感受态细胞吸收DNA分子需要适宜的温度和酸碱度D．感受态细胞吸收重组表达载体DNA分子的液体只要调节为适宜的pH即可，没必要用缓冲液D　[由于原核生物具有繁殖快，且多为单细胞、遗传物质相对较少等特点，所以早期的基因工程通常都用原核生物作为受体细胞；受体细胞经Ca2＋处理后，处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态，称为感受态；感受态细胞吸收DNA分子需要在适宜的温度和酸碱度的缓冲液中完成。]6．目的基因导入受体细胞后，是否可以稳定维持和表达其遗传特性，只有通过鉴定与检测才能知道。下列属于目的基因检测和鉴定的是(　　)①检测受体细胞中是否有目的基因②检测受体细胞中是否有致病基因③检测目的基因是否转录出了mRNA④检测目的基因是否翻译成蛋白质A．①②③ 　　　　 B．②③④C．①③④     D．①②④C　[目的基因的分子检测包括三个方面：①检测转基因生物的DNA上是否插入了目的基因，方法是采用DNA分子杂交技术；②检测目的基因是否转录出了相应的mRNA，方法是使用基因探针与之杂交；③检测目的基因是否翻译成了相应的蛋白质，常用的方法是抗原—抗体杂交。]7．基因工程中，受体细胞的不同，导入目的基因的方法也不同。请回答下列问题：(1)农杆菌转化法常用来将外源基因转入________细胞，具体操作时，先要将目的基因插入农杆菌________质粒的T­DNA中，然后用该农杆菌感染植物细胞。农杆菌在自然条件下，不容易感染____________植物。农杆菌侵染植物，能够将目的基因插入植物细胞的________________上。(2)将重组质粒导入动物细胞，常采用________的方法。若用重组质粒转化大肠杆菌，一般情况下，不能直接用未处理的大肠杆菌作为受体细胞，原因是未处理的大肠杆菌吸收质粒(外源DNA)的能力极弱。所以，用表达载体转化大肠杆菌时，常先用________处理大肠杆菌，使较多的细胞成为________细胞以利于表达载体的进入。(3)目的基因导入受体细胞引起生物性状的改变，属于可遗传变异中的________(变异类型)。[解析]　(1)农杆菌转化法常用来将外源基因转入植物细胞，具体操作时，先要将目的基因插入农杆菌Ti质粒的T­DNA中，然后用该农杆菌感染植物细胞。农杆菌在自然条件下，不容易感染单子叶植物。农杆菌侵染植物后，能够将Ti质粒上的T­DNA携带的目的基因插入植物细胞的染色体DNA上。(2)将目的基因导入动物细胞最常用的方法是显微注射法。若用重组质粒转化大肠杆菌，一般情况下，不能直接用未处理的大肠杆菌作为受体细胞，原因是未处理的大肠杆菌吸收质粒(外源DNA)的能力极弱。所以，用表达载体转化大肠杆菌时，常先用Ca2＋处理大肠杆菌，使较多的细胞成为感受态细胞以利于表达载体的进入。(3)基因工程的原理为基因重组。[答案]　(1)植物　Ti　单子叶　染色体DNA(2)显微注射　Ca2＋　感受态(3)基因重组题组三　DNA的粗提取与鉴定8．下列关于DNA的粗提取与鉴定的叙述，错误的是(　　)A．用同样方法从等体积兔血和鸡血中提取的DNA量相近B．DNA析出过程中，搅拌操作要轻柔以防DNA断裂C．2 mol·L－1的NaCl溶液可用来粗提取DNAD．用二苯胺试剂鉴定DNA需要进行沸水浴加热A　[兔属于哺乳动物，其红细胞没有细胞核及各种细胞器，提取不到DNA，而鸡属于鸟类，其红细胞内含有细胞核与各种细胞器，DNA含量较多，A错误；DNA分子从细胞中被释放出来且除去蛋白后是非常容易断裂的，如果太过剧烈的搅拌，DNA链可能会被破坏，因此轻柔搅拌的目的是为了获得较完整的DNA分子，B正确；DNA在2 mol·L－1的NaCl溶液中溶解度较高，可用来溶解DNA，C正确；将析出的DNA溶解在2 mol·L－1的NaCl溶液中，加入二苯胺试剂后需要沸水浴加热才会呈现蓝色，D正确。]9．下列有关“DNA的粗提取与鉴定”实验的叙述，正确的是(　　)A．新鲜猪血、菜花等动植物材料均可用于 DNA 的粗提取B．植物材料的细胞壁不影响DNA的粗提取C．DNA易溶于 2 mol·L－1 的 NaCl 溶液中D．溶有 DNA 的 NaCl 溶液中加入二苯胺试剂后，颜色呈紫色C　[猪是哺乳动物，其红细胞没有细胞核，所以猪血不能用于DNA的粗提取，A错误；细胞壁会对DNA的粗提取造成一定的阻碍，B错误；DNA可溶于2 mol·L－1的NaCl溶液，C正确；溶有DNA的NaCl溶液中加入二苯胺试剂，需沸水浴加热后冷却，再观察颜色(呈蓝色)，D错误。]10．如图为“DNA的粗提取与鉴定”实验的相关操作。已知DNA在0.14 mol·L－1的氯化钠中溶解度最低；DNA不溶于酒精溶液，但细胞中的某些蛋白质溶于酒精。回答下列问题：(1)通过上述步骤得到滤液C后，向滤液中加入2 mol·L－1的NaCl溶液的目的是________________，再过滤得到滤液D，向滤液D中加入蒸馏水的目的是__________________。(2)在“DNA的粗提取与鉴定”实验中，将含有一定量杂质的DNA丝状物分别放入体积为2 mL的4种溶液中，经搅拌后过滤，获得下表所示的4种滤液，则含DNA最少的是滤液________，原因是_______________________________________________________________________________________________。序号溶液操作滤液1图中B的溶液研磨搅拌后过滤E22 mol·L－1 NaCl溶液搅拌后过滤F30.14 mol·L－1 NaCl溶液搅拌后过滤G4冷却的95%的酒精溶液搅拌后过滤H(3)DNA鉴定的原理是___________________________________________。[解析]　(1)通过上述所示步骤得到滤液C后，再向滤液中加入2 mol·L－1的NaCl溶液，溶解DNA，过滤除去不溶于NaCl的杂质；向滤液D中加入蒸馏水的目的是降低DNA的溶解度，有利于DNA析出。(2)由于DNA可以溶于氯化钠溶液中，在2 mol·L－1的氯化钠溶液中DNA的溶解度较高，搅拌过滤后，DNA存在于得到的滤液中；DNA在0.14 mol·L－1的氯化钠溶液中溶解度最低，此时DNA会从溶液中析出，搅拌过滤后，得到的黏稠物主要就是DNA，滤液只含有少量DNA；由于DNA不溶于酒精，而其他杂质可以溶于酒精，因此放入冷却的95%的酒精溶液中，DNA不溶于酒精，搅拌过滤后，DNA存在于黏稠物中，滤液中几乎不含DNA，因此含DNA最少的是滤液H。(3)DNA鉴定的原理：在沸水浴的条件下，DNA与二苯胺反应呈现蓝色。[答案]　(1)使DNA溶解　使DNA(溶解度下降而沉淀)析出　(2)H　DNA不溶于酒精　(3)在沸水浴条件下，DNA与二苯胺试剂反应呈现蓝色11．抗菌肽对治疗癌症有一定的作用，下图表示抗菌肽合成过程。相关说法正确的是(　　)A．用PCR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和终止密码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蛋白质A　[PCR技术中采用高温变性，因此用PCR克隆目的基因不需要DNA解旋酶；基因表达载体包括启动子和终止子，起始密码和终止密码在mRNA上；将基因表达载体导入酵母菌细胞时应用感受态细胞法；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。]12．番茄叶片受害虫的损伤后，叶肉细胞迅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，以对付猖獗的玉米螟。下图为培育转基因抗虫玉米的流程图，下列描述正确的是(　　)A．用限制性内切核酸酶切割番茄的DNA得到的产物就是蛋白酶抑制剂基因B．用Ca2＋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，通过花药离体培养可获得稳定遗传的转基因玉米C　[目的基因是用限制性内切核酸酶将DNA酶切后得到的，需筛选；Ca2＋用于处理细菌细胞；基因成功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；花药离体培养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。]13．大肠杆菌pUC18质粒是基因工程中常用的载体。某限制酶在此质粒上的唯一酶切位点位于LacZ基因中，如果没有插入外源基因，LacZ基因便可表达出β­半乳糖苷酶。当培养基中含有IPTG和X­gal时，X­gal便会被β­半乳糖苷酶水解成蓝色，大肠杆菌将形成蓝色菌落。反之，则形成白色菌落。下图表示利用此质粒实施基因工程的主要流程。请分析并回答下列问题：(1)对已获得的目的基因可利用________技术进行扩增。(2)目的基因插入质粒构建重组质粒的过程中，需要DNA连接酶恢复________键。(3)将试管Ⅰ中的物质和大肠杆菌共同置于试管Ⅱ的目的是________；大肠杆菌需事先用Ca2＋进行处理，目的是__________________________________________________________________________________________________。(4)将试管Ⅱ中的菌液接种于选择培养基上培养，培养基中应含有大肠杆菌必需的营养物质____________________________和生长因子，还应加入IPTG、X­gal以及氨苄青霉素，其中加入氨苄青霉素的作用是筛选出________________________________。(5)若观察到培养基上出现________色菌落，则说明大肠杆菌中已成功导入了重组质粒。如果作为受体细胞的大肠杆菌也含有LacZ基因，则不利于重组质粒的筛选，原因是________________________________________________________________________________________________________________。[答案]　(1)PCR　(2)磷酸二酯　(3)进行转化　使大肠杆菌细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态　(4)碳源、氮源、无机盐、水　导入pUC18质粒和重组质粒的大肠杆菌　(5)白　无论大肠杆菌中是否导入重组质粒，均会呈现蓝色菌落，无法判断导入的是原pUC18质粒还是重组质粒混淆启动子与起始密码子，终止子与终止密码子14．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C　[由于基因的选择性表达，在人的肝细胞中没有胰岛素基因转录的mRNA，所以表达载体中的胰岛素基因不能通过人肝细胞mRNA逆转录获得，A错误；表达载体的复制启动于复制原(起)点，胰岛素基因的表达启动于启动子，B错误；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，C正确；启动子在胰岛素基因的转录过程中起作用，终止密码子在胰岛素基因的翻译过程中起作用，D错误。]