【金版教程】2021年高中生物 1-3 基因工程的基本操作程序-将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定作业 新人教版选修3.doc

【金版教程】2015年高中生物 1-3 基因工程的基本操作程序-将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定作业 新人教版选修3一、选择题1基因工程中科学家常采用细菌、酵母菌等微生物作为受体细胞，主要原因是()A结构简单，操作方便 B繁殖速度快C遗传物质含量少 D性状稳定，变异少解析：本题考查基因工程的受体细胞。目的基因导入受体细胞后，随着受体细胞的繁殖而复制，由于细菌等微生物繁殖速度非常快，在很短的时间内就能获得大量的目的基因，所以基因工程常用细菌、酵母菌等微生物作为受体细胞。解答这类题目应结合受体细胞的特点回答。答案：B2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，只有通过检测和鉴定才能知道。下列属于目的基因的检测的是()检测受体细胞是否含有目的基因检测受体细胞是否有致病基因检测目的基因是否转录出信使RNA检测目的基因是否翻译出蛋白质A BC D解析：本题考查目的基因检测的相关知识。目的基因的检测包括：检测转基因生物染色体的DNA上是否插入了目的基因，方法是用DNA探针与基因组DNA杂交；检测目的基因是否转录出了信使RNA，方法是用基因探针与信使RNA杂交；最后检测目的基因是否翻译出了蛋白质，方法是进行抗原抗体杂交。答案：C3如图为某科研小组采用“基因靶向”技术先将小鼠的棕褐毛色基因导入黑色纯种小鼠的胚胎干细胞(ES细胞)中，再将改造后的胚胎干细胞移植回囊胚继续发育成小鼠的过程。据图分析不正确的是()A该过程使用的工具酶是DNA连接酶以及限制性核酸内切酶B完成第步操作得到的由两个DNA切段连接成的产物，必定是载体与棕褐毛色基因形成的重组DNA分子C第步操作后，还需经过筛选目的基因已成功转移的胚胎干细胞的过程，才能将该胚胎干细胞注射到囊胚中D改造后的胚胎干细胞移植回囊胚能继续发育成小鼠，其根本原因是细胞核中含有一整套的遗传物质解析：图中的第步为形成重组DNA过程，在DNA连接酶的作用下，目的基因和具有黏性末端的质粒形成重组DNA，与此同时还会发生质粒和质粒的重组，以及目的基因和目的基因的重组。答案：B4DNA分子杂交技术可以用来比较不同种生物DNA分子的差异。将来自不同种生物的两条DNA单链进行杂交，两种生物的DNA分子碱基序列越相似，形成的杂合双链区的部位就越多。某人用甲、乙、丙三种生物的DNA单链进行杂交实验，结果如图所示，根据图判断，下列叙述中正确的是()A游离的单链所对应的原物种DNA片段均不含遗传信息B杂合双链区的存在表示两种生物携带的遗传密码相同C甲与乙的亲缘关系比甲与丙的亲缘关系远D甲与丙的亲缘关系比乙与丙的亲缘关系远解析：在DNA分子中所有的核苷酸排列顺序都代表一定的遗传信息。对DNA分子杂交原理应用的不理解，想当然地认为不配对的序列不含有遗传信息，误选A项；混淆了遗传密码的存在位置，误选B项。答案：D5基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的。在基因工程操作的基本步骤中，无须进行碱基互补配对的步骤是()A. 人工合成目的基因B. 基因表达载体的构建C. 将目的基因导入受体细胞D. 目的基因的检测与鉴定解析：人工合成目的基因需要以脱氧核苷酸为原料按照碱基互补配对原则合成；基因表达载体的构建需要载体的黏性末端和目的基因的黏性末端互补配对；目的基因的检测要通过分子杂交技术，同样也离不开碱基互补配对。答案：C6. 2014·北师大附中高三检测如图是将人的生长激素基因导入细菌B细胞内制造“工程菌”的示意图。已知细菌B细胞内不含质粒A，也不含质粒A上的基因。判断下列说法正确的是()A. 将重组质粒导入细菌B常用的方法是显微注射法B. 将完成导入过程后的细菌涂布在含有氨苄青霉素的培养基上，能生长的只是导入了重组质粒的细菌C. 将完成导入过程后的细菌涂布在含有四环素的培养基上，能生长的就是导入了质粒A的细菌D. 目的基因成功表达的标志是受体细胞能在含有氨苄青霉素的培养基上生长解析：将重组质粒导入细菌B常用的方法是Ca2处理法。若质粒上标记基因被破坏，则细菌在有相应抗生素的培养基上不能生长，故在含有氨苄青霉素的培养基上能生长的是导入了质粒或重组质粒的细菌；在含有四环素的培养基上导入质粒的细菌能生长。目的基因成功表达的标志是合成生长激素。答案：C72013·安徽高考下图为通过DNA分子杂交鉴定含有某特定DNA的细菌克隆示意图。下列叙述正确的是()A根据培养皿中菌落数可以准确计算样品中含有的活菌实际数目B外源DNA必须位于重组质粒的启动子和终止子之间才能进行复制C重组质粒与探针能进行分子杂交是因为DNA分子脱氧核糖和磷酸交替连接D放射自显影结果可以显示原培养皿中含有特定DNA的细菌菌落位置解析：由于长成的一个单菌落可能来自样品中的2个或更多个细胞，因此根据培养皿中菌落数计算样品中含有的活菌的结果一般比实际活菌数低，A项错误；外源DNA分子要想表达，必须位于重组质粒的启动子和终止子之间，而DNA分子的复制只需重组质粒有DNA复制原点就可以了，B项错误；重组质粒与探针能进行分子杂交是因为它们之间能进行碱基互补配对，C项错误；根据图示可知放射自显影结果可以显示含有能与探针杂交的特定DNA的细菌菌落位置，D项正确。答案：D8植物学家在培育抗虫棉时，对目的基因作了适当的修饰，使得目的基因在棉花植株的整个生长发育期都能表达，以防止害虫侵害，这种对目的基因所作的修饰发生在()A. 终止子 B. 标记基因C. 结构基因 D. 启动子解析：启动子位于基因的首端，是与RNA聚合酶结合的部位，将其修饰后，目的基因在棉花植株的整个生长发育期都能表达。答案：D91987年，美国科学家将萤火虫的荧光素基因转入烟草细胞，并获得高水平表达。长成的植物通体光亮，堪称自然界的奇迹。这一研究成果表明()萤火虫与烟草植物的DNA结构基本相同萤火虫与烟草植物共用一套遗传密码转基因烟草体内合成了荧光素萤火虫和烟草植物合成蛋白质的方式基本相同A和 B和C和 D解析：不同种生物之间转基因能够成功，与DNA分子的结构、复制和表达的一致性密不可分。答案：D102014·池州模拟上海医学遗传研究所成功培育出第一头携带人白蛋白基因的转基因牛。他们还研究出一种可大大提高基因表达水平的新方法，使转基因动物乳汁中的药物蛋白含量提高了30多倍，标志着我国转基因研究向产业化的目标又迈进了一大步。以下与此有关的叙述中，正确的是()A人白蛋白基因开始转录时，在DNA聚合酶的作用下以DNA分子的一条链为模板合成mRNAB所谓“提高基因表达水平”是指设法使牛的乳腺细胞中含有更多的人白蛋白基因C人们只能在转基因牛的乳汁中获取到人白蛋白，是因为人白蛋白基因只在转基因牛的乳腺细胞中是纯合的，在其他细胞中则是杂合的D如果人白蛋白基因的序列是已知的，可以用化学方法合成该目的基因解析：人白蛋白基因开始转录时，在RNA聚合酶的作用下以DNA分子的一条链为模板合成mRNA；所谓“提高基因表达水平”是指设法使牛的乳腺细胞中的人白蛋白基因更多地进行转录、翻译，产生更多的人白蛋白；人们只能在转基因牛的乳汁中获取到人白蛋白，是因为人白蛋白基因只在转基因牛的乳腺细胞中表达。答案：D11下图表示一项重要生物技术的关键步骤，字母X可能代表()A不能合成胰岛素的细菌细胞B能合成抗体的人类细胞C能合成胰岛素的细菌细胞D不能合成抗生素的人类细胞解析：此题中目的基因是人胰岛素基因，受体细胞是细菌，通过载体将目的基因导入受体细胞后，带有胰岛素基因的细菌在分裂繁殖过程中就可能合成胰岛素。答案：C12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()将毒素蛋白注射到棉受精卵中将编码毒素蛋白的DNA序列注射到棉受精卵中将编码毒素蛋白的DNA序列与质粒重组，导入农杆菌，用该细菌感染棉的体细胞，再进行组织培养将编码毒素蛋白的DNA序列与细菌质粒重组，借助花粉管通道法进入棉受精卵A BC D解析：本题着重考查基因工程的第三步将目的基因导入受体细胞。强调目的基因必须与载体(如细菌质粒)重组，形成基因表达载体，才可导入棉花体细胞或受精卵中。答案：C131976年人类首次获得转基因生物，即将人的生长抑制素因子的基因转入大肠杆菌，并获得表达。这里的“表达”是指该基因在大肠杆菌内()A能进行DNA复制B能进行转录和翻译C能合成人生长抑制素因子D能合成人的生长激素解析：基因的表达是指目的基因在受体细胞中的表达，即目的基因通过转录和翻译过程形成了所需要的蛋白质。答案：C142014·临汾一中高二期中考试下列技术依据DNA分子杂交原理的是()检测转基因生物的DNA上是否插入了目的基因检测目的基因是否转录出了mRNA检测目的基因是否翻译成蛋白质通过观察害虫吃棉叶是否死亡判断棉花是否被赋予了抗虫特性用滋养层细胞做DNA分析性别鉴定A BC D解析：该题考查了DNA分子杂交的原理和应用。DNA分子杂交的原理就是碱基互补配对。检测目的基因是否翻译成了蛋白质采用抗原抗体杂交；判断棉花是否被赋予了抗虫特性采用接种实验，属于个体水平的检测。答案：C15在转入生长激素基因绵羊的培育过程中，有关说法不正确的是()A该过程的核心是构建基因表达载体B常采用基因枪法将表达载体导入绵羊的受精卵C该过程所用的目的基因通常是cDNAD该转基因动物胚胎发育在雌性动物的子宫内完成解析：该题综合考查了基因工程中表达载体的构建、目的基因的获取、导入目的基因的方法等知识。将目的基因导入动物细胞采用显微注射法。答案：B二、非选择题162014·天津高考嗜热土壤芽孢杆菌产生的­葡萄糖苷酶(BglB)是一种耐热纤维素酶，为使其在工业生产中更好地应用，开展了以下试验：.利用大肠杆菌表达BglB酶(1)PCR扩增bglB基因时，选用_基因组DNA作模板。(2)如图为质粒限制酶酶切图谱。bglB基因不含图中限制酶识别序列。为使PCR扩增的bglB基因重组进该质粒，扩增的bglB基因两端需分别引入_和_不同限制酶的识别序列。 (3)大肠杆菌不能降解纤维素，但转入上述构建好的表达载体后则获得了降解纤维素的能力，这是因为_。.温度对BglB酶活性的影响(4)据图1、2可知，80保温30分钟后，BglB酶会_；为高效利用BglB酶降解纤维素，反应温度最好控制在_。A50 B60C70 D80.利用分子育种技术提高BglB酶的热稳定性在PCR扩增bglB基因的过程中，加入诱变剂可提高bglB基因的突变率。经过筛选，可获得能表达出热稳定性高的BglB酶的基因。(5)与用诱变剂直接处理嗜热土壤芽孢杆菌相比，上述育种技术获取热稳定性高的BglB酶基因的效率更高，其原因是在PCR过程中_。A仅针对bglB基因进行诱变BbglB基因产生了定向突变CbglB基因可快速累积突变DbglB基因突变不会导致酶的氨基酸数目改变解析：本题主要考查基因工程的操作步骤、操作工具和酶的特性等相关知识，意在考查考生的理解能力、获取信息的能力和综合应用能力。(1)BglB酶是嗜热土壤芽孢杆菌产生的一种耐热纤维素酶，因此在该菌体内存在相应的基因，利用PCR扩增bglB基因时，应选用嗜热土壤芽孢杆菌的基因组DNA作模板。(2)要使目的基因插入在启动子和终止子之间，而且不能破坏启动子、终止子、复制原点、抗生素抗性基因等部位，只能选用Nde 和BamH 限制酶切割质粒和目的基因，因此在扩增的bglB基因的两端需分别引入Nde 和BamH 不同限制酶的识别序列。(3)bglB基因能够编码BglB酶(一种纤维素酶)，BglB酶能分解纤维素。大肠杆菌不能降解纤维素，但转入bglB基因的大肠杆菌能分泌有活性的BglB酶，获得了降解纤维素的能力。(4)根据图1可知，80下BglB酶活性接近于0，由图2可知，BglB酶在80保温30分钟后，其相对活性为0，因此80保温30分钟后，BglB酶会失活；BglB酶的最适温度在6070之间，而在70下保温一段时间后酶活性逐渐降低，因此为高效利用该酶降解纤维素，反应温度最好控制在60。(5)在PCR扩增bglB基因的过程中，加入诱变剂可提高bglB基因的突变率，该过程中诱变剂只针对bglB基因进行诱变，而用诱变剂直接处理嗜热土壤芽孢杆菌，是针对嗜热土壤芽孢杆菌内的所有基因进行诱变，A正确；基因突变是不定向的，用诱变剂处理bglB基因不能产生定向突变，B错误；在PCR扩增bglB基因的过程中，加入诱变剂可快速累积突变，而用诱变剂直接处理嗜热土壤芽孢杆菌则不能，C正确；BglB酶是由bglB基因编码的，基因突变是指基因的内部结构发生改变(碱基对的增添、缺失或改变)，可能会导致酶的氨基酸数目改变，D错误。答案：(1)嗜热土壤芽孢杆菌(2)Nde BamH (3)转基因的大肠杆菌分泌出有活性的BglB酶(4)失活B(5)A、C172012·江苏高考图1表示含有目的基因D的DNA片段长度(bp即碱基对)和部分碱基序列，图2表示一种质粒的结构和部分碱基序列。现有Msp、BamH、Mbo、Sma 4种限制性核酸内切酶，它们识别的碱基序列和酶切位点分别为CCGG、GGATCC、GATC、CCCGGG。请回答下列问题：(1)图1的一条脱氧核苷酸链中相邻两个碱基之间依次由_连接。(2)若用限制酶Sma完全切割图1中DNA片段，产生的末端是_末端，其产物长度为_。(3)若图1中虚线方框内的碱基对被TA碱基对替换，那么基因D就突变为基因d。从杂合子中分离出图1及其对应的DNA片段，用限制酶Sma完全切割，产物中共有_种不同长度的DNA片段。(4)若将图2中质粒和目的基因D通过同种限制酶处理后进行连接，形成重组质粒，那么应选用的限制酶是_。在导入重组质粒后，为了筛选出含重组质粒的大肠杆菌，一般需要用添加_的培养基进行培养。经检测，部分含有重组质粒的大肠杆菌菌株中目的基因D不能正确表达，其最可能的原因是_。解析：本题主要考查基因工程中限制酶的作用原理和重组质粒构建的相关知识。(1)通过分析DNA分子结构的特点可知，在DNA的一条链中，相邻两个碱基依次由脱氧核糖磷酸脱氧核糖连接。(2)限制酶Sma 的识别序列和酶切位点为CCCGGG，酶切位点位于识别序列的中轴线上，所以酶切后形成的末端是平末端。在图1 DNA片段中，有两个Sma 的识别序列，完全切割后形成的产物长度分别为：5343537 bp；79633790 bp；6583661 bp。(3)D基因突变为d基因后，其碱基序列中只含有一个Sma 的识别序列，此时用Sma 完全切割该DNA片段后产物的长度有两种，分别为：53479631327 bp；6583661 bp。所以，从杂合子(Dd)中分离出的D、d基因如图1对应的DNA片段被Sma 完全切割，产物中有537 bp、790 bp、661 bp、1327 bp 4种不同长度的DNA片段。(4)分析图1 DNA片段上的限制酶酶切位点可知，为了防止目的基因被破坏，并将目的基因从DNA片段中切下来，可选择用BamH 或Mbo 对目的基因进行处理。质粒用Mbo 处理后抗生素A抗性基因和抗生素B抗性基因都会被破坏，质粒用BamH 处理后，会破坏抗生素A抗性基因，但抗生素B抗性基因正常，所以应选用的限制酶是BamH 。筛选含重组质粒的大肠杆菌时，一般需用添加抗生素B的培养基进行培养。因为用同种限制酶处理后目的基因和质粒上形成的黏性末端完全相同，所以部分目的基因D可能会反向连接在质粒上，此类重组质粒上的目的基因D将不能正确表达。答案：(1)脱氧核糖、磷酸、脱氧核糖(2)平537 bp、790 bp、661 bp (3)4(4)BamH 抗生素B同种限制酶切割形成的末端相同，部分目的基因D与质粒反向连接18棉铃虫是一种危害棉花的害虫。我国科学工作者发现一种生活在棉铃虫消化道内的苏云金芽孢杆菌能分泌一种毒蛋白使棉铃虫致死，而这种毒蛋白对人畜无害。通过基因工程方法，科学家采用花粉管通道法将毒蛋白基因转入棉花植株并成功表达，棉铃虫吃了这种转基因棉花的植株后就会死亡。花粉管通道法是指：利用植物花粉萌发时形成的花粉管通道将毒蛋白基因送入胚囊，进而导入尚不具备细胞壁的合子或早期胚体细胞，借助天然的种胚系统，形成含有目的基因的种胚。(1)下列所示的黏性末端是由_种限制性内切酶作用产生的。(2)利用花粉管通道法将毒蛋白基因导入棉花细胞，此过程是基因操作的基本步骤中的第三步，即_ _。为减少获得目的基因的盲目性，在获得真核生物的目的基因时，应尽量采用_的方法。(3)该目的基因在导入受体细胞前需要与载体结合，目前经常使用的载体有_、_和_。(4)检测该目的基因是否表达的方法是_。解析：用同一种限制酶切出的黏性末端是相同的，图中四个黏性末端各不相同，故为四种限制酶切割而成；获得目的基因的方法有从原有的物种中分离(基因文库中提取)和人工合成目的基因，后者目的性强；载体最常用的是质粒，另外也可以用噬菌体和动植物病毒等，目的基因是否表达可以在分子水平或个体水平上检测。答案：(1)4(2)将目的基因导入受体细胞人工合成目的基因(3)质粒噬菌体动植物病毒(4)让害虫吃棉花，观察害虫的生存状态- 11 -