2025届高考生物一轮总复习课时跟踪练51基因工程的基本工具和基本操作程序

这是一份2025届高考生物一轮总复习课时跟踪练51基因工程的基本工具和基本操作程序，共6页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
1.用限制酶EcR Ⅴ单独切割某普通质粒，可产生14 kb（1 kb即1 000个碱基对）的长链，而同时用限制酶EcR Ⅴ和Mb Ⅰ联合切割该质粒，可得到三种长度的DNA片段，见下图（其中*表示EcR Ⅴ限制酶切割后的一个黏性末端）。
若用Mb Ⅰ限制酶单独切割该普通质粒，则产生的DNA片段的长度为（ ）
A.2.5和5.5 B．2.5和6
C．5.5和8 D．6和8
答案：D
2.图甲、图乙中的箭头表示三种限制性内切核酸酶的酶切位点，AmpR表示氨苄青霉素抗性基因，NeR表示新霉素抗性基因。下列叙述正确的是（ ）
A．图甲中的质粒用BamH Ⅰ切割后，含有4个游离的磷酸基团
B．在构建重组质粒时，可用Pst Ⅰ和BamH Ⅰ切割质粒和外源DNA
C．用Pst Ⅰ和Hind Ⅲ酶切，可以保证目的基因与质粒正确连接
D．导入目的基因的大肠杆菌可在含氨苄青霉素的培养基中生长
解析：选C。题图甲中的质粒只有一个BamH Ⅰ的切割位点，切割后形成一个直链DNA，含2个游离的磷酸基团，A项错误；据题图乙可知，BamH Ⅰ的切割位点在目的基因上，故不能用该限制酶切割外源DNA，B项错误；用PstⅠ和Hind Ⅲ酶切，可以保证目的基因与质粒正确连接，C项正确；导入目的基因的大肠杆菌，其重组质粒是用Pst Ⅰ和Hind Ⅲ切割形成的，其中的AmpR（氨苄青霉素抗性基因）已被破坏，D项错误。
3.（2022·山东等级考）关于“DNA的粗提取与鉴定”实验，下列说法错误的是（ ）
A．过滤液沉淀过程在4 ℃冰箱中进行是为了防止DNA降解
B．离心研磨液是为了加速DNA的沉淀
C．在一定温度下，DNA遇二苯胺试剂呈现蓝色
D．粗提取的DNA中可能含有蛋白质
解析：选B。低温时DNA酶的活性较低，过滤液沉淀过程在4 ℃冰箱中进行是为了防止DNA降解，A项正确；离心研磨液是为了使细胞碎片沉淀，B项错误；在沸水浴条件下，DNA遇二苯胺试剂呈现蓝色，C项正确；细胞中的某些蛋白质可以溶于酒精，但也有蛋白质不溶于酒精，在95%的冷酒精中与DNA一同析出，故粗提取的DNA中可能含有蛋白质，D项正确。
4.用PCR方法检测转基因植株是否成功导入目的基因时，得到如图所示电泳图谱，其中1号为DNA标准样（Marker），2～10号为PCR产物；其中2号的模板为野生型植株DNA，3～9号模板为转基因植株的DNA，10号使用蒸馏水代替模板DNA。PCR时加入的模板DNA如上图所示。据此做出分析不合理的是（ ）
A．PCR产物的分子大小在250至500 bp之间
B．3号样品植株导入的目的基因一定能成功表达
C．9号样品对应植株不是所需的转基因植株
D．10号的电泳结果能确定反应体系等对实验结果没有干扰
解析：选B。3～9号是转基因植株，理论上应包含目的基因，结合2号野生型和10号蒸馏水组的结果，推测包含目的基因的片段大小应为250～500 bp，A项合理；3号PCR结果包含250～500 bp片段，包含目的基因，但导入的目的基因不一定能成功表达，B项不合理；9号PCR结果不包含250～500 bp片段，所以不是所需转基因植株，C项合理；10号使用蒸馏水，可排除反应体系等对结果的干扰，D项合理。
5.（2024·湖北十堰高三模拟）下图为农杆菌Ti质粒的T­DNA区段结构示意图。农杆菌附着植物细胞后，T­DNA首先在农杆菌中从右边界到左边界被剪切、复制，然后进入植物细胞并整合到染色体上，继而诱发细胞异常生长和分裂，形成植物肿瘤。以下有关叙述错误的是（ ）
A．Ti质粒存在于农杆菌的拟核DNA之外
B．植物肿瘤的形成与A、B两个基因的表达有关
C．清除植物肿瘤组织中的农杆菌后肿瘤不再生长
D．利用T­DNA进行转基因时需保留LB、RB序列
答案：C
6.（2024·梅州质检）为提高红豆杉细胞培养物中紫杉醇的产量，研究人员构建紫杉醇合成关键酶基因（Bapt）的超表达载体，并将其导入红豆杉细胞，具体流程如下图所示。相关说法错误的是（ ）
A．p1301载体上应含有增强Bapt基因表达的序列
B．超表达载体中应含有潮霉素抗性基因作为标记基因
C．可使用Bapt基因制成的探针检测过程⑤是否成功
D．工厂化生产紫杉醇需将改造后的红豆杉细胞培养至愈伤组织
解析：选C。根据题意，研究人员构建紫杉醇合成关键酶基因（Bapt）的超表达载体，说明p1301载体上可能含有增强Bapt基因表达的序列，A项正确；据题图分析，超表达载体中应含有潮霉素抗性基因作为标记基因，在含有潮霉素的培养基上，含超表达载体的红豆杉细胞能够存活，从而起筛选作用，B项正确；由于红豆杉细胞中本身存在Bapt基因，无论超表达载体是否成功导入，都能与Bapt基因探针形成杂交分子，因此不能通过Bapt基因探针来检测过程⑤是否成功，C项错误；工厂化生产的紫杉醇属于细胞产物，则可培养到愈伤组织阶段，再进行细胞培养，生产紫杉醇，D项正确。
7.（2024·汕头高三一模）实时荧光定量PCR可定量检测样本中某种DNA含量，其原理是在PCR体系中每加入一对引物的同时加入一个与某条模板链互补的荧光探针，当耐高温的DNA聚合酶催化子链延伸至探针处时，会水解探针，使荧光监测系统接收到荧光信号，即每扩增一次，就有一个荧光分子生成，过程如右上图所示。下列相关叙述错误的是（ ）
A．引物与探针均具特异性，与模板结合时遵循碱基互补配对原则
B．反应最终的荧光强度与起始状态模板DNA含量呈正相关
C．若用cDNA作模板，上述技术也可检测某基因的转录水平
D．耐高温的DNA聚合酶催化DNA的合成总是从子链的3′端向5′端延伸
解析：选D。PCR中，引物是利用目的基因的一部分已知序列设计出来的，探针也是通过待测序列的一部分设计出来的，均具有特异性，且二者都是通过碱基互补配对原则与模板结合的，A项正确；由题意可知，荧光的产生是荧光探针被水解所致，因此起始时的模板DNA含量越高，与其结合的荧光探针就越多，扩增时水解的探针越多，荧光就越强，B项正确；若用cDNA作模板进行转录，水解特异性荧光探针时会发出荧光，根据荧光的强度可确定转录水平，C项正确；耐高温的DNA聚合酶催化DNA的合成，总是从子链的5′端向3′端延伸，D项错误。
8.（2024·江苏徐州质检）大肠杆菌pUC118质粒是基因工程中常用的一种运载体，具有氨苄青霉素抗性基因，该质粒中某限制酶的唯一切点位于LacZ基因中。在特定的选择培养基中，若LacZ基因没有被破坏，则大肠杆菌菌落呈蓝色；若LacZ基因被破坏，则菌落呈白色。关于下图操作的叙述正确的是（ ）
A．试管1中应加入限制酶和DNA连接酶处理
B．试管2中将重组质粒导入大肠杆菌需用Ca2＋处理
C．能在氨苄青霉素培养基中存在的菌落均呈现白色
D．试管3应选择蓝色菌落内的大肠杆菌进行扩大培养
答案：B
二、非选择题
9.（2023·梅州二模）二十碳五烯酸（EPA）能促进体内饱和脂肪酸代谢，是人体自身不能直接从头合成但又不可缺少的营养物质。获取EPA产品的主要途径是从鱼油等海洋渔业资源中提取。研究人员利用转基因技术从海洋细菌中提取了EPA合成途径的关键基因pfaB，并将其导入酵母菌内，通过酵母菌发酵生产EPA，相关过程如下图所示。请回答下列问题：
注：①～④为四种引物，AmpR：大肠杆菌的筛选标记，氨苄青霉素抗性基因；URA3：酵母菌筛选标记，缺失该基因无法合成尿嘧啶。
（1）利用PCR扩增pfaB基因前，需设计引物_____________（填序号），在第_______________轮循环产物中开始出现两条脱氧核苷酸链等长的DNA片段（pfaB基因）。
（2）利用PCR扩增pfaB基因时，需将温度上升到超过90 ℃后再降温至50 ℃左右，其目的是____________________________________________。将pfaB基因连接在pPIC9质粒上时所用的酶是______________________。
（3）将pfaB­pPIC9表达载体导入酵母菌前，需先将表达载体导入大肠杆菌并进行筛选，筛选时培养基中应加入 ，再将含有表达载体的大肠杆菌与酵母菌置于电转杯中，通过电激将大肠杆菌导入酵母菌，该表达载体在酵母菌中不会随着酵母菌繁殖而丢失的原因是____________________________。
答案：（1）①④ 三 （2）使pfaB基因双链解聚为单链后，便于引物与模板链通过碱基互补配对原则结合 DNA连接酶和限制酶 （3）氨苄青霉素 表达载体上含有真核生物复制原点，能在酵母菌中复制
10.（2024·广东六校联考）某科研团队利用农杆菌转化法将抗除草剂基因导入甘蓝，过程如下图所示，①～④为操作步骤，限制酶BamH Ⅰ、Bgl Ⅱ、EcR Ⅰ酶切位点唯一，BamH Ⅰ和EcR Ⅰ之间的距离为20 kb，BamH Ⅰ和Bgl Ⅱ之间的距离为25 kb，识别序列和切割位点如下表所示。请回答下列问题：
（1）基因表达载体包括了启动子、终止子及抗生素抗性基因等，其中终止子的作用为____________________________________。
步骤②和③的目的是_________________________________________，
步骤④的培养基中添加 以便筛选出含目的基因的甘蓝植株。
（2）目的基因用BamH Ⅰ和Bgl Ⅱ剪切，质粒用BamH Ⅰ剪切，剪切后的目的基因和质粒能连接在一起，原因是 。酶切后的目的基因存在正向与反向两种连接方式，可用 酶对两种重组质粒进行剪切，通过凝胶电泳分析产物大小进行区分，如图所示，图中 （填“样品1”或“样品2”）为所需基因表达载体。
（3）若要检测甘蓝是否具有抗除草剂的性状，还需要进行个体水平的检测。请以甘蓝的生长状况为检测指标，设计实验方案，简要写出实验思路：
________________________________________________。
解析：（1）基因表达载体包括了启动子、目的基因、终止子及抗生素抗性基因等，其中终止子是一段有特殊序列结构的DNA片段，其作用是使转录在所需要的地方停下来；步骤②是将含目的基因的表达载体导入农杆菌体内的过程，步骤③是利用农杆菌转化法将目的基因导入愈伤组织细胞内的过程，即通过步骤②和③将目的基因导入愈伤组织细胞中，从而获得带有目的基因的愈伤组织，再经过步骤④，即再分化过程获得转基因甘蓝植株。步骤④需要在培养基中添加潮霉素以便筛选出含目的基因的甘蓝植株。（2）据题表可知，BamH Ⅰ切割得到的黏性末端为－GATC，Bgl Ⅱ切割得到的黏性末端也为－GATC，二者切割DNA后获得的黏性末端相同，当目的基因用BamH Ⅰ和Bgl Ⅱ剪切，质粒用BamH Ⅰ剪切后，由于能获得相同的黏性末端，可通过DNA连接酶连接在一起。已知重组质粒的总长度为225 kb，BamH Ⅰ的酶切位点位于目的基因上游，Bgl Ⅱ的酶切位点位于目的基因下游，且重组质粒中不存在Bgl Ⅱ的酶切位点，若要区分酶切后的目的基因是正向连接还是反向连接，可用EcR Ⅰ和BamH Ⅰ对重组质粒进行切割，正向连接的重组质粒会被切成两个片段，长度分别为45 kb、180 kb，反向连接的重组质粒会被切成两个片段，长度分别为20 kb、205 kb。电泳凝胶中，DNA相对分子质量越大，迁移距离越短，说明样品2是正向连接的重组质粒，是所需的基因表达载体。（3）若要检测甘蓝是否具有抗除草剂的性状，需要在个体水平通过喷洒适宜浓度的除草剂进行检测。具体实验思路为选取长势相似的野生型和转基因甘蓝，分别喷施等量的适宜浓度的除草剂，一段时间后，观察野生型和转基因甘蓝的长势。
答案：（1）使转录在所需要的地方停下来 将目的基因导入愈伤组织细胞中，从而获得带有目的基因的愈伤组织 潮霉素 （2）BamH Ⅰ和Bgl Ⅱ切割DNA后产生相同的黏性末端 BamH Ⅰ和EcR Ⅰ 样品2 （3）选取长势相似的野生型和转基因甘蓝，分别喷施等量的适宜浓度的除草剂，一段时间后，观察野生型和转基因甘蓝的长势限制酶
识别序列和切割位点
BamHⅠ
—G↓GATCC—
Bgl Ⅱ
—A↓GATCT—
EcR Ⅰ
—G↓AATTC—