人教版2022年高考生物选修3-专题1.2-基因工程的基本操作程序-课时作业.docx

1．(2022·江西南昌高二检测)下列属于猎取目的基因的方法的是(　　)
①利用mRNA反转录形成　②从基因文库中提取　③利用PCR技术合成　④利用DNA转录形成　⑤人工合成
A．①②③⑤　　　　　　　 B．①③④⑤
C．①②③④ D．①②④⑤
解析：选A。目的基因的猎取可以从基因文库中提取；也可以用mRNA反转录形成DNA分子的一条链，然后合成DNA分子；对于一些已知一段核苷酸序列的目的基因，可用PCR技术扩增合成；对于一些短小而无模板且已知核苷酸序列的目的基因可用人工合成法；DNA转录出的是RNA，不能得到目的基因。
2．(2022·北京海淀区高二检测)PCR是一种体外快速扩增DNA片段的技术，其基本原理和过程与细胞内DNA的复制类似。下列关于两者共同点的叙述，不正确的是(　　)
①边解旋边复制　②遵循碱基互补配对原则　③需要引物　④过程可分为变性、复性、延长等步骤
A．①② B．②③
C．③④ D．①④
解析：选D。PCR技术不具①、但具④。
3．(2022·高考江苏卷)下列关于基因工程技术的叙述，错误的是(多选)(　　)
A．切割质粒的限制性核酸内切酶均特异性地识别6个核苷酸序列
B．PCR反应中温度的周期性转变是为了DNA聚合酶催化不同的反应
C．载体质粒通常接受抗生素合成基因作为筛选标记基因
D．抗虫基因即使成功地插入到植物细胞染色体上也未必能正常表达
解析：选ABC。A项，限制性核酸内切酶大多特异性地识别6个核苷酸序列，但也有少数限制性核酸内切酶能识别4个、5个或8个核苷酸序列。B项，PCR反应中温度周期性变化是为变性、复性和延长制造条件。另外，耐高温的DNA聚合酶只是在延长阶段发挥催化作用，变性和复性过程不需要酶的催化。C项，载体质粒上的抗生素抗性基因可作为标记基因，供重组DNA的鉴定和选择，而不是抗生素合成基因。D项，目的基因导入受体细胞后不愿定能正常表达。
4．在基因表达载体的构建中，下列说法不正确的是(　　)
①一个表达载体的组成包括目的基因、启动子、终止子　②有了启动子才能驱动基因转录出mRNA　③终止子的作用是使转录在相应地方停止　④全部基因表达载体的构建是完全相同的
A．②③ B．①④
C．①② D．③④
解析：选B。一个基因表达载体的组成包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。标记基因用于鉴别受体细胞中是否含目的基因。由于受体细胞的种类不同，目的基因导入受体细胞的方法不同，基因表达载体的构建不行能完全相同。

5．农杆菌中含有一个大型的Ti质粒(如图所示)，在侵染植物细胞的过程中，其中的T-DNA片段转入植物的基因组。若想用基因工程并通过农杆菌向某种植物中导入抗旱基因，以下分析不合理的是(　　)

A．若用Ti质粒作为抗旱基因的载体，目的基因的插入位置应当在T-DNA片段内，且要保证复制起始点和用于转移T-DNA的基因片段不被破坏
B．将重组Ti质粒导入农杆菌中时，可以用Ca2＋处理细菌
C．转基因抗旱植物培育是否成功的最简洁检测方法是看该植物是否具有抗旱性状
D．若能够在植物细胞中检测到抗旱目的基因，则说明该基因工程项目获得成功
解析：选D。若用Ti质粒作为抗旱基因的载体，目的基因的插入位置应当在T-DNA片段内，且要保证复制起始点、终止点和用于转移T-DNA的基因片段不被破坏，否则不会成功；将重组Ti质粒导入农杆菌中时，可以用Ca2＋处理细菌，便于完成转化；转基因抗旱植物培育是否成功的最简洁检测方法是看该植物是否具有抗旱性状；能够在植物细胞中检测到抗旱目的基因，并能成功表达出抗旱性状，才说明基因工程项目获得成功。
6．将目的基因导入玉米茎尖分生区细胞和小鼠受精卵，应分别接受的方法是(　　)
A．显微注射法　农杆菌转化法
B．基因枪法　花粉管通道法
C．农杆菌转化法　显微注射法
D．基因枪法　显微注射法
解析：选D。玉米是单子叶植物，对单子叶植物来说，常用的方法是基因枪法；对于动物细胞来说，常用的方法是显微注射法。
7．基因工程中科学家常接受细菌、酵母菌等微生物作为受体细胞，缘由是(　　)
A．结构简洁，操作便利
B．繁殖速度快
C．遗传物质含量少、简洁
D．性状稳定，变异少
解析：选B。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格外快，故在很短时间内就能获得大量目的基因表达的产物。
8．(2022·福建福州高二检测)下列有关基因工程操作的叙述正确的是(　　)
A．用同种限制性核酸内切酶切割载体与目的基因可获得相同的末端
B．以蛋白质的氨基酸序列为依据合成的目的基因与原基因的碱基序列相同
C．检测到受体细胞含有目的基因就标志着基因工程操作的成功
D．用含抗生素抗性基因的质粒作为载体是由于其抗性基因便于与外源基因连接
解析：选A。一种氨基酸可对应多个密码子，以蛋白质的氨基酸序列为依据合成的目的基因与原基因的碱基序列可能不同。只有目的基因在受体细胞中成功表达才标志着基因工程操作的成功。用含抗生素抗性基因的质粒作为载体是由于抗性基因作为标记基因可检测表达载体是否导入到受体细胞中。
9．如图是利用基因工程技术培育转基因植物，生产可食用疫苗的部分过程示意图，其中Pst Ⅰ、Sma Ⅰ、EcoR Ⅰ、Apa Ⅰ为四种限制性内切酶。下列说法错误的是(　　)

A．图示过程是基因工程的核心步骤
B．表达载体构建时需要用到限制酶Sma Ⅰ
C．抗卡那霉素基因的存在有利于将含有抗原基因的细胞筛选出来
D．除图示组成外，表达载体中还应当含有启动子和终止子等结构
解析：选B。图示过程为基因表达载体的构建过程，是基因工程中的核心步骤。构建过程中需要将目的基因完整切割下来，此时要用到限制酶Pst Ⅰ、EcoR Ⅰ。抗卡那霉素基因是标记基因，目的是便于鉴定和筛选含有目的基因的细胞。基因表达载体包括启动子、目的基因、终止子和标记基因等。
10．(2022·高考浙江卷改编)自然 的玫瑰没有蓝色花，这是由于缺少把握蓝色色素合成的基因B，而开蓝色花的矮牵牛中存在序列已知的基因B。现用基因工程技术培育蓝玫瑰，下列操作正确的是(　　)
A．提取矮牵牛蓝色花的mRNA，经反转录获得互补的DNA，再扩增基因B
B．利用限制酶从开蓝色花的矮牵牛的基因文库中猎取基因B
C．利用DNA聚合酶将基因B与质粒连接后导入玫瑰细胞
D．将基因B直接导入大肠杆菌，然后感染并转入玫瑰细胞
解析：选A。由题意知：把握蓝色色素合成的基因B是目的基因，提取矮牵牛蓝色花的mRNA，经反转录获得互补的DNA，再扩增基因B，然后导入自然 的玫瑰细胞中，经培育该受体细胞即能获得蓝玫瑰，故选项A正确。限制酶用于切割目的基因而不是猎取目的基因；将目的基因B与质粒连接需用DNA连接酶，而不是DNA聚合酶；基因B需与质粒连接形成基因表达载体再导入农杆菌，然后感染并转入玫瑰细胞，而不能将基因B直接导入大肠杆菌。
11．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。如图是猎取植酸酶基因的流程。

据图回答：
(1)图中基因组文库________(填“小于”“等于”或“大于”)cDNA文库。
(2)B过程需要的酶是________________。
(3)目的基因Ⅰ和Ⅱ除可从构建的文库中分别外，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________。
解析：分析猎取植酸酶基因的流程图可知，图中基因组文库大于cDNA文库。B过程需要的酶应当是反转录酶；目的基因Ⅰ和Ⅱ除可从构建的文库中分别外，还可以分别利用图中DNA和cDNA为模板直接进行PCR扩增，该过程中所用酶的显著特点是耐高温。
答案：(1)大于
(2)反转录酶
(3)DNA　cDNA　耐高温
12．如图为某种质粒表达载体简图，小箭头所指分别为限制性核酸内切酶EcoR Ⅰ、Bam HⅠ的酶切位点，ampr为青霉素抗性基因，tetr为四环素抗性基因，P为启动子，T为终止子，ori为复制原点。已知目的基因的两端分别有包括EcoR Ⅰ、Bam HⅠ在内的多种酶的酶切位点。

据图回答：
(1)将含有目的基因的DNA与质粒分别用EcoR Ⅰ酶切，酶切产物用DNA连接酶进行连接后，其中由两个DNA片段之间连接形成的产物有________________、________________、________________三种。
(2)用上述3种连接产物与无任何抗药性的原核宿主细胞进行转化试验。之后将这些宿主细胞接种到含四环素的培育基中，能生长的原核宿主细胞所含有的连接产物有____________________；若接种到含青霉素的培育基中，能生长的原核宿主细胞所含有的连接产物有________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)目的基因表达时，RNA聚合酶识别和结合的位点是________，其合成的产物是___
(4)在上述试验中，为了防止目的基因和质粒在酶切后产生的末端发生任意连接，酶切时应选用的酶是________________________。
解析：(1)将含有目的基因的DNA与质粒分别用EcoR Ⅰ酶切，所产生的黏性末端相同，用DNA连接酶处理后，不同的片段随机结合，可形成3种不同的连接物；目的基因—目的基因、目的基因—载体、载体—载体。(2)在上述三种产物中，插入目的基因的都不能在四环素培育基上生长，只有载体—载体连接产物才能在含四环素的培育基上生长。(3)启动子是RNA聚合酶识别和结合的位点，可启动转录过程，合成mRNA。(4)由图示和题目中供应的信息可知，同时运用EcoR Ⅰ和BamH Ⅰ进行酶切可有效防止酶切后产生的末端发生任意连接。
答案：(1)目的基因—载体连接物　载体—载体连接物　目的基因—目的基因连接物
(2)载体—载体连接物　目的基因—载体连接物、载体—载体连接物
(3)启动子　mRNA　(4)EcoR Ⅰ和BamH Ⅰ
13．如图是培育表达人乳铁蛋白的乳腺生物反应器的技术路线。图中tetR表示四环素抗性基因，ampR表示氨苄青霉素抗性基因，BamH Ⅰ、Hind Ⅲ、Sma Ⅰ直线所示为三种限制酶的酶切位点。
据图回答下面的问题。

(1)图中将人乳铁蛋白基因插入载体，需用________________限制酶同时酶切载体和人乳铁蛋白基因。筛选含有重组载体的大肠杆菌首先需要在含________的培育基上进行。
(2)能使人乳铁蛋白基因在乳腺细胞中特异性表达的调控序列是________(填字母代号)。
A．启动子 B．tetR
C．复制原点 D．ampR
(3)过程①可接受的操作方法是________(填字母代号)。
A．农杆菌转化 B．大肠杆菌转化
C．显微注射 D．基因枪法
(4)为检测人乳铁蛋白是否成功表达，可接受________(填字母代号)技术。
A．核酸分子杂交 B．基因序列分析
C．抗原—抗体杂交 D．PCR
解析：(1)由图示可知：需用Hind Ⅲ和BamH Ⅰ限制酶同时酶切载体和人乳铁蛋白基因，因酶切后tetR四环素抗性基因结构被破坏而ampR结构完好，故用含氨苄青霉素的选择培育基可筛选含有重组载体的大肠杆菌。(2)启动子是一段特殊的DNA序列，是RNA聚合酶识别和结合的位点，可调控基因的特异性表达。(3)过程①表示把重组载体导入受体细胞的过程，当受体细胞为动物细胞时，常接受显微注射法。(4)人乳铁蛋白基因是否成功表达，关键看是否有其表达产物即人乳铁蛋白，可用抗原—抗体杂交法检测该蛋白是否存在。
答案：(1)Hind Ⅲ和BamH Ⅰ　氨苄青霉素　(2)A　(3)C　(4)C
14．(2022·潍坊高二检测)如图为培育转基因抗虫棉的技术流程请据图回答：

(1)质粒上标记基因的作用是________________________________________________________________________。
(2)过程①是________________________，这是基因工程的核心步骤。其目的是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)过程②接受最多的方法是____________，检测抗虫基因是否整合到棉花细胞DNA分子上的方法是________________________。
(4)经检测抗虫棉细胞染色体上含有一个抗虫基因，该植株自交得到F1，其中全部的抗虫植株再自交一次，后代中抗虫植株占总数的________________________________________________________________________。
解析：(1)质粒上标记基因具有鉴别目的基因是否导入受体细胞的作用。(2)图中分析①是质粒与抗虫基因重组为重组质粒的过程，即基因表达载体的构建过程。(3)棉花为双子叶植物，常用农杆菌转化法将目的基因导入棉花细胞，并用DNA分子杂交技术检测目的基因(抗虫基因)是否整合到棉花细胞DNA分子上。(4)抗虫基因整合到染色体上后，该植株为杂合子，自交2次后代中抗虫植株为5/6。
答案：(1)鉴别受体细胞中是否含有目的基因
(2)基因表达载体的构建　使目的基因在受体细胞中能够稳定存在，并且可以遗传给下一代，同时使目的基因能够表达和发挥作用
(3)农杆菌转化法　DNA分子杂交
(4)5/6