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生物选修3《现代生物科技专题》1.2 基因工程的基本操作程序课时练习
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这是一份生物选修3《现代生物科技专题》1.2 基因工程的基本操作程序课时练习，共5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．下列有关PCR技术的说法不正确的是（ ）。
A．PCR技术是在细胞内完成的
B．PCR技术是一项在生物体外复制特定DNA的核酸合成技术
C．PCR技术的原理与DNA复制的原理相同
D．PCR技术的前提是有一段已知目的基因的核苷酸序列
2．下图为基因表达载体的模式图，下列有关基因工程中载体的说法错误的是（ ）。
A．基因工程的核心步骤是基因表达载体的构建
B．任何基因表达载体的构建都是一样的，没有差别
C．图中启动子位于基因的首端，是RNA聚合酶识别和结合的部位
D．抗生素抗性基因的作用是作为标记基因，用于鉴别受体细胞中是否导入了目的基因
3．在基因工程技术中，需要用氯化钙处理的环节是（ ）。
A．目的基因的提取和导入B．目的基因与运载体结合
C．将目的基因导入受体细胞D．目的基因的检测与表达
4．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，只有通过鉴定和检测才能知道。下列属于目的基因检测和鉴定的是（ ）。
①检测受体细胞是否含有目的基因 ②检测受体细胞是否含有致病基因 ③检测目的基因是否转录mRNA ④检测目的基因是否翻译蛋白质
A．①②③ B．②③④ C．①③④ D．①②④
5．（2010·浙江理综）在用基因工程技术构建抗除草剂的转基因烟草过程中，下列操作错误的是（ ）。
A．用限制性核酸内切酶切割烟草花叶病毒的核酸
B．用DNA连接酶连接经切割的抗除草剂基因和载体
C．将重组DNA分子导入烟草原生质体
D．用含除草剂的培养基筛选转基因烟草细胞
6．（2011·北京期末）基因工程技术可使大肠杆菌合成人的蛋白质。下列叙述不正确的是（ ）。
A．常用相同的限制性核酸内切酶处理目的基因和质粒
B．常用Ca2＋处理大肠杆菌，有利于目的基因与载体的结合
C．可通过检测标记基因来检测重组质粒是否成功导入受体细胞
D．导入大肠杆菌的目的基因不一定能成功表达
7．在基因工程操作中，运载体的本质是双链DNA分子，下列功能不能由运载体完成的是（ ）。
A．目的基因的转运B．目的基因的扩增
C．目的基因的表达D．目的基因的定位
8．下图表示一项重要的生物技术，对图中物质a、b、c、d的描述，正确的是（ ）。
A．a通常存在于细菌体内，是目前该生物技术中唯一的运载体
B．b识别特定的核苷酸序列，并将A与T之间的氢键切开
C．c连接双链间的A和T，使黏性末端处碱基互补配对
D．若要获得已知序列的d，可采用化学合成法
9．下列有关基因工程和操作工具的叙述，正确的是（ ）。
A．质粒常被用作载体的原因是质粒上具有控制质粒DNA转移的基因
B. RNA聚合酶能与信使RNA的特定位点结合，催化遗传信息的转录
C．利用显微注射法将人的生长激素基因直接导入小鼠的受精卵，培育超级小鼠
D. DNA探针可用于检测苯丙酮尿症和21三体综合征
10．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．制备重组DNA分子
C．将目的基因导入受体细胞D．目的基因的检测和表达
二、非选择题
11．基因工程中目的基因的获取是操作的关键。下面甲、乙两图表示从真核生物细胞中获取目的基因的两种方法，请回答下列问题。
甲
乙
（1）在甲图中，a过程是在________酶的作用下完成的，如果用该类酶中的一种，不一定能获取目的基因，其原因是_____________________________________________________。
（2）在乙图中，c过程在遗传学上称为________， d过程除需以mRNA为模板，脱氧核苷酸为原料，还需要的条件是ATP、________、DNA聚合酶等。
12．科学家将外源目的基因与大肠杆菌的质粒进行重组，并在大肠杆菌中成功表达。下图表示构建重组质粒和筛选含目的基因的大肠杆菌的过程。请据图回答问题。
（1）步骤①和②中常用的工具酶是________和________。
（2）图中质粒上有抗氨苄青霉素和抗四环素两个标记基因，经过①和②步骤后，有些质粒上的________基因内插入了外源目的基因，形成重组质粒，由于目的基因的分隔使得该抗性基因失活。
（3）步骤③是________的过程，为了促进该过程，应该用________处理大肠杆菌。
（4）步骤④：将三角瓶内的大肠杆菌接种到含四环素的培养基C上培养，目的是筛选________，能在C中生长的大肠杆菌有________种。
（5）步骤⑤：用无菌牙签挑取C上的若干单个菌落，分别接种到D（含氨苄青霉素和四环素）和E（含四环素）两个培养基的相同位置上，一段时间后，菌落的生长状况如上图所示。含目的基因的菌落位于________（D、E）上，请在图中相应的位置上圈出来。
13．水稻种子中70%的磷以植酸形式存在。植酸易同铁、钙等金属离子或蛋白质结合排出体外，是多种动物的抗营养因子；同时，排出的大量磷进入水体易引起水华。
为从根本上解决水稻中的高植酸问题，可将植酸酶基因导入水稻，培育低植酸转基因水稻品种。下图是获取植酸酶基因的流程。
据图回答。
（1）图中基因组文库________（小于/等于/大于）cDNA文库。
（2）B过程需要的酶是________；A、C过程中________（可以/不可以）使用同一种探针筛选含目的基因的菌株。
（3）目的基因Ⅰ和Ⅱ除从构建的文库中分离外，还可以分别利用图中________和________为模板直接进行PCR扩增，该过程中所用酶的显著特点是___________________________。
参考答案
1. 答案：A PCR技术是在生物体外进行DNA复制的技术，其原理与DNA复制的原理相同，但前提是必须要有一段已知目的基因的核苷酸序列和根据核苷酸序列合成的引物。
2. 答案：B 由于受体细胞有植物、动物和微生物之分，以及目的基因导入受体细胞的方式不同，所以基因表达载体的构建也会有所差别，不可能千篇一律。
3. 答案：C 如果运载体是质粒，受体细胞是细菌，一般是将细菌用氯化钙处理，以增大细菌细胞壁的通透性，使含有目的基因的重组质粒进入受体细胞，目的基因导入受体细胞后，就可以随着受体细胞的复制而复制。
4. 答案：C 目的基因的检测包括检测转基因生物的染色体DNA上是否插入了目的基因，方法是用DNA探针，使DNA探针与基因组DNA杂交。检测目的基因是否转录出了mRNA，方法是用基因探针与mRNA杂交。最后检测目的基因是否翻译了蛋白质，方法是进行抗原—抗体杂交。
5. 答案：A 本题考查基因工程的有关知识，基因工程的一般过程：①用限制性核酸内切酶切割含目的基因的DNA分子（抗除草剂基因）和载体（质粒）；②用DNA连接酶连接切割好的目的基因和载体；③重组DNA分子导入受体细胞，因为是植物细胞，所以说是原生质体；④用相应的试剂和病原体筛选转基因细胞；⑤用植物组织培养技术培养抗除草剂的转基因烟草（表达）。
6. 答案：B 将目的基因导入微生物细胞时，常用Ca2＋处理微生物细胞，如大肠杆菌细胞，使细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态，这种细胞称为感受态细胞，利于基因的导入。
7. 答案：C
8. 答案：D a为环状双链DNA，推测其为质粒，可作为基因工程的载体，但不是唯一的，动植物病毒等也可作为基因工程的载体。能将双链DNA打开，形成黏性末端的b推测为限制酶，它可以识别特定的核苷酸序列，但作用部位是磷酸二酯键，而不是氢键。d能与a连接，所以d推测为目的基因，如果序列已知可以采用化学合成法获得。 c推测为DNA连接酶，作用部位也是磷酸二酯键，而不是氢键。
9. 答案：A 因质粒上具有控制质粒DNA转移的基因，所以质粒常被用作载体，将目的基因导入受体细胞。RNA聚合酶能与基因的非编码区的特定位点结合，催化遗传信息的转录。利用显微注射法将重组DNA导入小鼠的受精卵，目的基因才能够得以表达。DNA探针可用于检测苯丙酮尿症，但不能用于检测21三体综合征。
10. 答案：C 人工合成目的基因有两条途径：mRNA逆转录形成DNA；或者由蛋白质序列推测DNA核苷酸序列，然后化学合成，这两个过程都涉及碱基互补配对。制备重组DNA涉及黏性末端的互补配对。检测目的基因是否存在于受体细胞，以及目的基因是否转录形成mRNA的时候，都要用DNA探针进行检测，其原理就是碱基互补配对原则。
11. 解析：用限制酶切割获取目的基因时，由于目的基因两端的序列中同时具有同种限制酶切割位点的可能性很小，因此在实际操作中通常用两种不同的限制酶切取目的基因，此外这样还可避免由于两端黏性末端相同导致重组质粒构建时的成功率降低的问题。
答案：（1）限制 一种限制酶只能对特定的脱氧核苷酸序列进行识别和切割 （2）转录 逆转录酶
12. 解析：（4）能在含四环素的培养基上生长的一定是含四环素抗性基因的大肠杆菌。而具有该基因的大肠杆菌不是具有质粒，就是具有重组质粒，因而能在C中生长的大肠杆菌有两种。（5）步骤⑤的目的是从在C中生长的两种大肠杆菌中筛选出含重组质粒（目的基因）的大肠杆菌。E培养基的条件与C相同，因而从C上挑取的菌落依然完全能在E上生长。而D培养基除了含有四环素外，还含有氨苄青霉素，这样使得含重组质粒（目的基因）的大肠杆菌无法生长，因为在构建重组质粒时，氨苄青霉素抗性基因已被破坏，而含质粒的大肠杆菌可以生长，因为完整的质粒中氨苄青霉素抗性基因是完好无损的。由此判断，在E中出现，而在D中相应位置上不出现的菌落即为含有目的基因的菌落。
答案：（1）限制性核酸内切酶 DNA连接酶 （2）氨苄青霉素抗性 （3）将重组质粒（目的基因）导入大肠杆菌（受体细胞） CaCl2溶液 （4）含四环素抗性基因的大肠杆菌 两 （5）E
13. 解析：（2）由于mRNA是以DNA一条链为模板转录出来的，所以A、C可以使用同一种探针筛选含目的基因的菌株。
答案：（1）大于 （2）逆转录酶 可以 （3）DNA cDNA 耐高温
1．下列有关PCR技术的说法不正确的是（ ）。
A．PCR技术是在细胞内完成的
B．PCR技术是一项在生物体外复制特定DNA的核酸合成技术
C．PCR技术的原理与DNA复制的原理相同
D．PCR技术的前提是有一段已知目的基因的核苷酸序列
2．下图为基因表达载体的模式图，下列有关基因工程中载体的说法错误的是（ ）。
A．基因工程的核心步骤是基因表达载体的构建
B．任何基因表达载体的构建都是一样的，没有差别
C．图中启动子位于基因的首端，是RNA聚合酶识别和结合的部位
D．抗生素抗性基因的作用是作为标记基因，用于鉴别受体细胞中是否导入了目的基因
3．在基因工程技术中，需要用氯化钙处理的环节是（ ）。
A．目的基因的提取和导入B．目的基因与运载体结合
C．将目的基因导入受体细胞D．目的基因的检测与表达
4．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，只有通过鉴定和检测才能知道。下列属于目的基因检测和鉴定的是（ ）。
①检测受体细胞是否含有目的基因 ②检测受体细胞是否含有致病基因 ③检测目的基因是否转录mRNA ④检测目的基因是否翻译蛋白质
A．①②③ B．②③④ C．①③④ D．①②④
5．（2010·浙江理综）在用基因工程技术构建抗除草剂的转基因烟草过程中，下列操作错误的是（ ）。
A．用限制性核酸内切酶切割烟草花叶病毒的核酸
B．用DNA连接酶连接经切割的抗除草剂基因和载体
C．将重组DNA分子导入烟草原生质体
D．用含除草剂的培养基筛选转基因烟草细胞
6．（2011·北京期末）基因工程技术可使大肠杆菌合成人的蛋白质。下列叙述不正确的是（ ）。
A．常用相同的限制性核酸内切酶处理目的基因和质粒
B．常用Ca2＋处理大肠杆菌，有利于目的基因与载体的结合
C．可通过检测标记基因来检测重组质粒是否成功导入受体细胞
D．导入大肠杆菌的目的基因不一定能成功表达
7．在基因工程操作中，运载体的本质是双链DNA分子，下列功能不能由运载体完成的是（ ）。
A．目的基因的转运B．目的基因的扩增
C．目的基因的表达D．目的基因的定位
8．下图表示一项重要的生物技术，对图中物质a、b、c、d的描述，正确的是（ ）。
A．a通常存在于细菌体内，是目前该生物技术中唯一的运载体
B．b识别特定的核苷酸序列，并将A与T之间的氢键切开
C．c连接双链间的A和T，使黏性末端处碱基互补配对
D．若要获得已知序列的d，可采用化学合成法
9．下列有关基因工程和操作工具的叙述，正确的是（ ）。
A．质粒常被用作载体的原因是质粒上具有控制质粒DNA转移的基因
B. RNA聚合酶能与信使RNA的特定位点结合，催化遗传信息的转录
C．利用显微注射法将人的生长激素基因直接导入小鼠的受精卵，培育超级小鼠
D. DNA探针可用于检测苯丙酮尿症和21三体综合征
10．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．制备重组DNA分子
C．将目的基因导入受体细胞D．目的基因的检测和表达
二、非选择题
11．基因工程中目的基因的获取是操作的关键。下面甲、乙两图表示从真核生物细胞中获取目的基因的两种方法，请回答下列问题。
甲
乙
（1）在甲图中，a过程是在________酶的作用下完成的，如果用该类酶中的一种，不一定能获取目的基因，其原因是_____________________________________________________。
（2）在乙图中，c过程在遗传学上称为________， d过程除需以mRNA为模板，脱氧核苷酸为原料，还需要的条件是ATP、________、DNA聚合酶等。
12．科学家将外源目的基因与大肠杆菌的质粒进行重组，并在大肠杆菌中成功表达。下图表示构建重组质粒和筛选含目的基因的大肠杆菌的过程。请据图回答问题。
（1）步骤①和②中常用的工具酶是________和________。
（2）图中质粒上有抗氨苄青霉素和抗四环素两个标记基因，经过①和②步骤后，有些质粒上的________基因内插入了外源目的基因，形成重组质粒，由于目的基因的分隔使得该抗性基因失活。
（3）步骤③是________的过程，为了促进该过程，应该用________处理大肠杆菌。
（4）步骤④：将三角瓶内的大肠杆菌接种到含四环素的培养基C上培养，目的是筛选________，能在C中生长的大肠杆菌有________种。
（5）步骤⑤：用无菌牙签挑取C上的若干单个菌落，分别接种到D（含氨苄青霉素和四环素）和E（含四环素）两个培养基的相同位置上，一段时间后，菌落的生长状况如上图所示。含目的基因的菌落位于________（D、E）上，请在图中相应的位置上圈出来。
13．水稻种子中70%的磷以植酸形式存在。植酸易同铁、钙等金属离子或蛋白质结合排出体外，是多种动物的抗营养因子；同时，排出的大量磷进入水体易引起水华。
为从根本上解决水稻中的高植酸问题，可将植酸酶基因导入水稻，培育低植酸转基因水稻品种。下图是获取植酸酶基因的流程。
据图回答。
（1）图中基因组文库________（小于/等于/大于）cDNA文库。
（2）B过程需要的酶是________；A、C过程中________（可以/不可以）使用同一种探针筛选含目的基因的菌株。
（3）目的基因Ⅰ和Ⅱ除从构建的文库中分离外，还可以分别利用图中________和________为模板直接进行PCR扩增，该过程中所用酶的显著特点是___________________________。
参考答案
1. 答案：A PCR技术是在生物体外进行DNA复制的技术，其原理与DNA复制的原理相同，但前提是必须要有一段已知目的基因的核苷酸序列和根据核苷酸序列合成的引物。
2. 答案：B 由于受体细胞有植物、动物和微生物之分，以及目的基因导入受体细胞的方式不同，所以基因表达载体的构建也会有所差别，不可能千篇一律。
3. 答案：C 如果运载体是质粒，受体细胞是细菌，一般是将细菌用氯化钙处理，以增大细菌细胞壁的通透性，使含有目的基因的重组质粒进入受体细胞，目的基因导入受体细胞后，就可以随着受体细胞的复制而复制。
4. 答案：C 目的基因的检测包括检测转基因生物的染色体DNA上是否插入了目的基因，方法是用DNA探针，使DNA探针与基因组DNA杂交。检测目的基因是否转录出了mRNA，方法是用基因探针与mRNA杂交。最后检测目的基因是否翻译了蛋白质，方法是进行抗原—抗体杂交。
5. 答案：A 本题考查基因工程的有关知识，基因工程的一般过程：①用限制性核酸内切酶切割含目的基因的DNA分子（抗除草剂基因）和载体（质粒）；②用DNA连接酶连接切割好的目的基因和载体；③重组DNA分子导入受体细胞，因为是植物细胞，所以说是原生质体；④用相应的试剂和病原体筛选转基因细胞；⑤用植物组织培养技术培养抗除草剂的转基因烟草（表达）。
6. 答案：B 将目的基因导入微生物细胞时，常用Ca2＋处理微生物细胞，如大肠杆菌细胞，使细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态，这种细胞称为感受态细胞，利于基因的导入。
7. 答案：C
8. 答案：D a为环状双链DNA，推测其为质粒，可作为基因工程的载体，但不是唯一的，动植物病毒等也可作为基因工程的载体。能将双链DNA打开，形成黏性末端的b推测为限制酶，它可以识别特定的核苷酸序列，但作用部位是磷酸二酯键，而不是氢键。d能与a连接，所以d推测为目的基因，如果序列已知可以采用化学合成法获得。 c推测为DNA连接酶，作用部位也是磷酸二酯键，而不是氢键。
9. 答案：A 因质粒上具有控制质粒DNA转移的基因，所以质粒常被用作载体，将目的基因导入受体细胞。RNA聚合酶能与基因的非编码区的特定位点结合，催化遗传信息的转录。利用显微注射法将重组DNA导入小鼠的受精卵，目的基因才能够得以表达。DNA探针可用于检测苯丙酮尿症，但不能用于检测21三体综合征。
10. 答案：C 人工合成目的基因有两条途径：mRNA逆转录形成DNA；或者由蛋白质序列推测DNA核苷酸序列，然后化学合成，这两个过程都涉及碱基互补配对。制备重组DNA涉及黏性末端的互补配对。检测目的基因是否存在于受体细胞，以及目的基因是否转录形成mRNA的时候，都要用DNA探针进行检测，其原理就是碱基互补配对原则。
11. 解析：用限制酶切割获取目的基因时，由于目的基因两端的序列中同时具有同种限制酶切割位点的可能性很小，因此在实际操作中通常用两种不同的限制酶切取目的基因，此外这样还可避免由于两端黏性末端相同导致重组质粒构建时的成功率降低的问题。
答案：（1）限制 一种限制酶只能对特定的脱氧核苷酸序列进行识别和切割 （2）转录 逆转录酶
12. 解析：（4）能在含四环素的培养基上生长的一定是含四环素抗性基因的大肠杆菌。而具有该基因的大肠杆菌不是具有质粒，就是具有重组质粒，因而能在C中生长的大肠杆菌有两种。（5）步骤⑤的目的是从在C中生长的两种大肠杆菌中筛选出含重组质粒（目的基因）的大肠杆菌。E培养基的条件与C相同，因而从C上挑取的菌落依然完全能在E上生长。而D培养基除了含有四环素外，还含有氨苄青霉素，这样使得含重组质粒（目的基因）的大肠杆菌无法生长，因为在构建重组质粒时，氨苄青霉素抗性基因已被破坏，而含质粒的大肠杆菌可以生长，因为完整的质粒中氨苄青霉素抗性基因是完好无损的。由此判断，在E中出现，而在D中相应位置上不出现的菌落即为含有目的基因的菌落。
答案：（1）限制性核酸内切酶 DNA连接酶 （2）氨苄青霉素抗性 （3）将重组质粒（目的基因）导入大肠杆菌（受体细胞） CaCl2溶液 （4）含四环素抗性基因的大肠杆菌 两 （5）E
13. 解析：（2）由于mRNA是以DNA一条链为模板转录出来的，所以A、C可以使用同一种探针筛选含目的基因的菌株。
答案：（1）大于 （2）逆转录酶 可以 （3）DNA cDNA 耐高温
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