高中生物专题1基因工程1.2基因工程的基本操作程序检测选修3教案_生物选修三基因工程题
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专题1 基因工程 1.2 基因工程的基本操作程序
1．基因工程常用的受体细胞有()①大肠杆菌 ②枯草杆菌 ③支原体 ④动植物细胞 A．①②③④
C．②③④
B．①②③ D．①②④
解析：支原体太小了，细胞中唯一可见的细胞器是核糖体，而基因工程要求基因能在受体细胞内复制、转录、翻译表达；因为支原体结构的限制，其所具有的功能不能满足基因工程对细胞的要求，故支原体不能作为受体细胞。
答案：D 2．检测转基因生物是否转录出mRNA，应通过何种分子杂交方法实现()A．DNA—DNA杂交 B．DNA—RNA杂交 C．RNA—蛋白质杂交 D．蛋白质—蛋白质杂交
解析：A、B、D三项分别是在复制、转录和翻译水平上检测基因工程是否成功，C项所述分子杂交方法是不存在的。
答案：B 3．应用基因工程技术诊断疾病的过程中必须使用基因探针才能达到探测疾病的目的。基因探针是指()A．用于检测疾病的医疗器械
B．用放射性同位素或荧光分子等标记的DNA分子 C．合成β球蛋白的DNA D．合成苯丙羟化酶的DNA片段
解析：基因探针是具有特定序列的单链DNA，作用是能检测是否含有目的基因，运用了DNA分子杂交技术；基因探针＝目的基因＋放射性同位素标记。
答案：B 4．检测转基因生物染色体DNA上是否插入了目的基因的常用方法是()A．DNA分子杂交技术 C．放射性同位素标记技术
B．荧光分子标记技术
D．显微注射技术
解析：检测目的基因常采用DNA分子杂交技术，即在含有目的基因的DNA片段上用放射性同位素等进行标记，以此作为探针，并使探针与基因组DNA杂交，若显示出杂交带，则表明目的基因已插入染色体DNA中。
答案：A 5．(2016·海南卷)基因工程又称为DNA重组技术，回答相关问题：
(1)在基因工程中，获取目的基因主要有两大途径，即________和从________中分离。(2)利用某植物的成熟叶片为材料，同时构建cDNA文库和基因组文库，两个文库相比，cDNA文库中含有的基因数目比基因组文库中的少，其原因是_______________________________________ _______________________________________________________ _____________________________________________________。
(3)在基因表达载体中，启动子是________聚合酶识别并结合的部位。若采用原核生物作为基因表达载体的受体细胞，最常用的原核生物是________。
(4)将目的基因通过基因枪法导入植物细胞时，常用的携带目的基因的金属颗粒有________和________颗粒。
解析：本题主要考查目的基因的获取方法、基因表达载体的构建方法、目的基因导入植物细胞的方法。
(1)在基因工程中，获取目的基因主要有两大途径，既可在核苷酸序列已知的情况下人工合成，也可用限制酶对生物材料的DNA切割，再选取。
(2)cDNA文库是由mRNA反转录获得的，其中只含有叶细胞已转录(或已表达)的基因，而基因组文库中含有该植物的全部基因。
(3)在基因表达载体中，启动子是RNA聚合酶识别并结合的部位。若采用原核生物作为基因表达载体的受体细胞，最常用的原核生物是大肠杆菌。
(4)将目的基因通过基因枪法导入植物细胞时，常用的携带目的基因的金属颗粒有金粉和钨粉颗粒。
答案：(1)人工合成 生物材料
(2)cDNA文库中只含有叶细胞已转录(或已表达)的基因，而基因组文库中含有该植物的全部基因
(3)RNA 大肠杆菌(或细菌)(4)金粉 钨粉
A级 基础巩固
1．下列不属于获取目的基因的方法是()A．利用DNA连接酶复制目的基因 B．反转录法C．从基因文库中获取目的基因 D．利用PCR技术扩增目的基因
解析：对目的基因(DNA片段)进行复制需利用DNA聚合酶而不是DNA连接酶。答案：A 2．下列关于基因表达载体构建的相关叙述，不正确的是()A．需要限制酶和DNA连接酶 B．必须在细胞内进行
C．抗生素抗性基因可作为标记基因 D．启动子位于目的基因的首端
解析：基因表达载体的构建是指目的基因与载体结合，在此过程中需用同一种限制酶切割目的基因与载体，用DNA连接酶将互补的末端连接起来；基因表达载体的构建是在细胞外进行的；基因表达载体包括启动子(位于基因首端使转录开始)、终止子、目的基因和标记基因。
答案：B 3．水母发光蛋白由236个氨基酸构成，其中由三种氨基酸构成发光环，现已将这种蛋白质的基因作为生物转基因的标记。在转基因技术中，这种蛋白质的作用是()A．促使目的基因导入受体细胞中 B．促使目的基因在受体细胞中复制 C．促使目的基因容易被检测出来 D．检测目的基因是否成功表达
解析：标记基因表达的荧光蛋白使目的基因容易被检测出来。答案：C 4．基因工程的正确操作步骤是()①目的基因与运载体相结合 ②将目的基因导入受体细胞 ③检测目的基因的表达
④提取目的基因
A．③④②①
C．④①②③
B．②④①③ D．③④①②
解析：基因工程的基本操作步骤主要包括四步：(1)目的基因的获取，即④提取目的基因。
(2)基因表达载体的构建，即①使目的基因与运载体结合。(3)将目的基因导入受体细胞，即②。
(4)目的基因的检测与表达，即③检测目的基因的表达。答案：C 5．某研究所的研究人员将生长激素基因通过质粒介导进入大肠杆菌细胞内，来表达产生生长激素。已知质粒中存在两个抗性基因：A是抗链霉素基因，B是抗氨苄青霉素基因，且目的基因要插入到基因B中，而大肠杆菌不带有任何抗性基因。下列叙述正确的是()A．导入大肠杆菌的质粒一定为重组质粒 B．RNA聚合酶是构建该重组质粒必需的工具酶
C．可用含氨苄青霉素的培养基检测大肠杆菌中是否导入了重组质粒
D．在含氨苄青霉素培养基中不能生长，但在含链霉素培养基中能生长的可能是符合生产要求的大肠杆菌
解析：导入大肠杆菌的质粒可能为重组质粒，也可能为普通质粒，A项错误；构建基因表达载体过程中需要限制酶和DNA连接酶，不需要RNA聚合酶，B项错误；由于目的基因要插入到基因B中，即抗氨苄青霉素基因破坏，即工程菌不能抗氨苄青霉素，因此不能用含氨苄青霉素的培养基检测大肠杆菌中是否导入了重组质粒，C项错误；据分析可知，在含氨苄青霉素培养基中不能生长，但在含链霉素培养基中能生长的可能是符合生产要求的大肠杆菌，D项正确。
答案：D
B级 能力训练
6．科学家通过基因工程，成功培育出能抗棉铃虫的棉花植株——抗虫棉，其过程大致如图。
(1)基因工程的核心是__________________________________。
(2)上述过程中，将目的基因导入棉花细胞内使用了________法，先要将目的基因插入农杆菌Ti质粒的________中，然后用该农杆菌感染植株细胞，通过DNA重组将目的基因插入植株细胞的________上。
(3)目的基因在棉株体内能否成功转录，分子水平上可采用________方法检测。(4)如果把该基因导入叶绿体DNA中，将来产生的卵细胞中________(填“一定”或“不一定”)含有抗虫基因。
解析：(1)基因工程的核心步骤是基因表达载体的构建。
(2)将目的基因导入棉花细胞内使用了农杆菌转化法，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株细胞，通过DNA重组将目的基因插入植株细胞的染色体上。(3)目的基因在棉株体内能否成功转录，从分子水平上检测可采用分子杂交法。(4)由于在产生配子的过程中，细胞质基因是随机分配的，因此产生的配子中不一定含有抗虫基因。
答案：(1)基因表达载体的构建(2)农杆菌转化 TDNA 染色体(3)分子杂交(4)不一定
7．科学家通过基因工程的方法，能使马铃薯块茎含有人奶主要蛋白。以下有关该基因工程的叙述，错误的是()A．采用反转录的方法得到的目的基因有内含子
B．基因非编码区对于目的基因在块茎中的表达是不可缺少的 C．马铃薯的叶肉细胞可作为受体细胞
D．用同一种限制酶，分别处理质粒和含目的基因的DNA，可产生黏性末端而形成重组DNA分子
解析：真核基因结构中，内含子部分不能编码蛋白质。在转录形成成熟的mRNA的过程中，内含子转录部分被剪切，因此采用反转录法得到的目的基因不含内含子，故A项错误；非编码区虽然不能编码蛋白质，但对于遗传信息表达是不可缺少的，在它上面由调控遗传信息表达的核苷酸序列，比如RNA聚合酶结合位点，对目的基因的表达必须先有RNA聚合酶与之结合，才可转录形成信使RNA，故B项正确；受体细胞可以是受精卵，也可以是体细胞，如叶肉细胞，故C项正确；用同一种限制酶处理质粒和含目的基因的DNA，可产生相同黏性末端，再用DNA连接酶连接形成重组DNA分子，故D项正确。
答案：A 8．用基因工程技术可使大肠杆菌合成人的胰岛素，下列叙述错误的是()A．用相同的限制酶处理目的基因和质粒
B．DNA连接酶和RNA聚合酶是构建重组质粒必需的工具酶 C．可用含抗生素的培养基检测大肠杆菌中是否导入了重组质粒 D．导入大肠杆菌的目的基因不一定成功表达
解析：基因工程中，用相同的限制酶处理目的基因和质粒使它们露出相同的黏性末端，A正确；DNA连接酶和限制酶是构建重组质粒必需的工具酶，B错误；质粒上的抗生素抗性基因是标记基因，所以可以用含抗生素的培养基检测大肠杆菌中是否导入了重组质粒，C正确；导入大肠杆菌的目的基因不一定能成功表达，D正确。
答案：B 9．如图表示一项重要生物技术的关键步骤，X是获得外源基因并能够表达的细胞。下列说法不正确的是()5
A．X是能合成胰岛素的细菌细胞
B．质粒通常有多个标记基因和多个限制酶切点 C．基因与运载体的重组只需要DNA连接酶 D．该细菌的性状被定向改造
解析：X是含有胰岛素基因的细菌细胞分裂形成的，含有胰岛素基因，因此能合成胰岛素，A项正确；质粒通常有多个标记基因和多个限制酶切点，这样便于目的基因的插入和筛选含有重组DNA的细胞，B项正确；基因与运载体的重组除了需要DNA连接酶，还需要限制酶，C项错误；基因工程能定向改造生物的性状，该细菌是采用基因工程技术培育形成的，因此其性状已被定向改造，D项正确。
答案：C 10．在基因工程操作技术中，为保证目的基因更好地导入受体细胞，有时需要用Ca处理。下列有关叙述，正确的是()A．显微注射法中要用Ca处理动物受精卵 B．花粉管通道法中要用Ca处理植物体细胞 C．农杆菌转化法中要用Ca处理植物细胞 D．农杆菌转化法中要用Ca处理农杆菌细胞
解析：用Ca处理原核细胞，会增大细胞壁的通透性，使细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态，即感受态。在农杆菌转化法中，需要把构建好的重组载体(重组Ti质粒)先导入原核细胞——农杆菌细胞中，此时需要用Ca处理，然后再把含重组Ti质粒的农杆菌导入植物细胞。
答案：D 11．如图为基因工程中获取水稻某目的基因的不同方法。相关叙述中正确的是()
2＋2＋
2＋2＋2＋2＋
2＋
A．这三种方法都是在体内进行的 B．①②③碱基对的数量和排列顺序相同 C．方法a和c均用到DNA聚合酶 D．方法c需要模板
解析：题中三种方法都是在体外进行的，且都用到酶(方法a需要反转录酶和DNA聚合酶，方法b需要限制酶，方法c需要DNA聚合酶)，A错误、C正确。方法a得到的目的基因不含有内含子，方法c得到的目的基因的碱基序列可能有多种，因此①②③碱基对的数量和 6 排列顺序不相同，B错误。方法c不需要模板，D错误。
答案：C 12．(2015·重庆卷)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反转录获得 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：本题考查基因工程相关知识。A项，胰岛素基因只在胰岛B细胞中表达，人肝细胞无胰岛素mRNA，故错误。B项，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位于启动子，故错误。C项，在细胞培养液中加入抗生素，只有含胰岛素基因的受体细胞才能存活，即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，故正确。D项，启动子在胰岛素基因的转录中起作用，终止密码子在翻译中起作用，故错误。
答案：C 13．已知甲种农作物因受到乙种昆虫危害而减产，乙种昆虫食用某种原核生物分泌的丙种蛋白质后死亡。因此，可将丙种蛋白质基因转入到甲种农作物体内，使甲种农作物获得抗乙种昆虫危害的能力。回答下列问题：
(1)为了获得丙种蛋白质的基因，在已知丙种蛋白质氨基酸序列的基础上，推测出丙种蛋白质的________序列，据此可利用________________方法合成目的基因。获得丙种蛋白质的基因还可用________和________方法。
(2)在利用上述丙种蛋白质基因和质粒载体构建重组质粒的过程中，常需要使用________酶和________酶。
(3)将含有重组质粒的农杆菌与甲种农作物的愈伤组织共培养，筛选出含有丙种蛋白质的愈伤组织，由该愈伤组织培养成的再生植株可抵抗________的危害。
(4)若用含有重组质粒的农杆菌直接感染甲种农作物植株叶片伤口，则该植株的种子________(填“含有”或“不含”)丙种蛋白质基因。
解析：(1)为了获得丙中蛋白质的基因，在已知丙种蛋白质氨基酸序列的基础上，推测出控制丙中蛋白质的基因的核苷酸序列，据此可利用化学方法合成目的基因。获得丙中蛋白质的基因还可用基因文库、PCR方法。(2)在利用上述丙中蛋白质基因和质粒载体构建重组质粒的过程中，常需使用限制酶和DNA连接酶。(3)将含有重组质粒的农杆菌与甲种农作物的愈伤组织共培养，筛选出含有丙种蛋白质的愈伤组织，由该愈伤组织培养成的再生植株可抵抗乙种昆虫的危害。(4)若用含有重组质粒的农杆菌直接感染甲种农作物植株叶片伤口，则该植株的种子不含丙种蛋白质基因，因为基因不能跨细胞转移。
答案：(1)基因的核苷酸 化学 基因文库 PCR(2)限制 DNA连接(3)乙种昆虫(4)不含
14．转基因生物可用于生产人类所需要的药用蛋白，如激素、抗体、疫苗、酶等。下图甲是通过生物工程培育能产生人胰岛素的烟草的过程。请据图回答下列问题：
图甲
(1)基因工程的核心步骤是________(填字母)。此过程所需的工具酶是________。(2)下图乙是载体和反转录得到的胰岛素基因的片段，已知限制酶Ⅰ的识别序列和切点是—G↓GATCC—，限制酶Ⅱ的识别序列和切点是—↓GATC—。GeneⅠ和GeneⅡ为质粒上的标记基因，根据图示分析，应用限制酶________切割质粒，用限制酶________切割目的基因。构建的重组质粒中，除含有外源基因、标记基因外，还必须含有________和________。
图乙
(3)B过程中，常用________处理使细菌成为感受态细胞，从而利于重组质粒的导入。(4)如果从分子水平检测人胰岛素基因是否表达成功，可以采用____________方法。解析：(1)基因工程的核心步骤是基因表达载体的构建，即A过程，该过程首先需要限制酶切割含有目的基因的外源DNA分子和运载体，还需用DNA连接酶将目的基因与运载体连接形成重组DNA分子。
(2)用限制酶Ⅱ切割质粒时会将两个标记基因都破坏，因此只能选用限制酶Ⅰ切割质粒，而切割含有目的基因的外源DNA分子时，只需用限制酶Ⅱ即可，构建的重组质粒中，除含有外源基因、标记基因外，还必须含有启动子和终止子。
(3)将目的基因导入微生物细胞时，常用感受态细胞法，即常用Ca处理使细菌成为感受态细胞，从而利于重组质粒的导入。
(4)从分子水平上检测目的基因是否表达成功，可以采用抗原—抗体杂交方法。答案：(1)A 限制酶和DNA连接酶
2＋(2)Ⅰ Ⅱ 启动子 终止子(3)Ca
(4)抗原—抗体杂交
2＋ 9
