2018-2019高中生物 第4章 基因工程 4.2 基因工程的操作程序練習(xí) 北師大版選修3.doc

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第2節(jié)基因工程的操作程序課時(shí)過關(guān)能力提升一、基礎(chǔ)鞏固1.基因工程是在DNA分子水平上進(jìn)行設(shè)計(jì)施工的,在基因操作的基本步驟中,不進(jìn)行堿基互補(bǔ)配對的步驟是()A.人工合成目的基因B.基因表達(dá)載體的構(gòu)建C.把目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞D.目的基因的檢測和表達(dá)答案:C2.下列關(guān)于基因表達(dá)載體構(gòu)建的敘述,不正確的是()A.需要限制性內(nèi)切酶和DNA連接酶 B.必須在細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行 C.抗生素抗性基因可作為標(biāo)記基因 D.啟動子位于目的基因的首端解析:基因表達(dá)載體的構(gòu)建是目的基因與運(yùn)載體的結(jié)合,在此過程中需用同一種限制性內(nèi)切酶切割目的基因與運(yùn)載體,用DNA連接酶將相同的末端連接起來?；虮磉_(dá)載體的構(gòu)建是在細(xì)胞外進(jìn)行的?；虮磉_(dá)載體包括啟動子(位于基因首端使轉(zhuǎn)錄開始)、終止子、目的基因和標(biāo)記基因等。答案:B3.下圖是獲得抗蟲棉的技術(shù)流程示意圖?？敲顾乜剐曰?kanR)常作為標(biāo)記基因,只有含卡那霉素抗性基因的細(xì)胞才能在含卡那霉素的培養(yǎng)基上生長。下列敘述正確的是()A.構(gòu)建重組質(zhì)粒過程中需要限制性內(nèi)切酶和DNA連接酶B.愈傷組織的分化產(chǎn)生了不同基因型的植株C.卡那霉素抗性基因中有該過程所利用的限制性內(nèi)切酶的識別位點(diǎn)D.抗蟲棉有性生殖后代能保持抗蟲性狀的穩(wěn)定遺傳解析:質(zhì)粒與目的基因結(jié)合時(shí)需要用同一種限制性內(nèi)切酶切割,切出相同的末端,然后用DNA連接酶連接。愈傷組織由相同的細(xì)胞分裂形成,分化后產(chǎn)生基因型相同的植株?？敲顾乜剐曰蜃鳛闃?biāo)記基因不能有構(gòu)建重組質(zhì)粒時(shí)所用的限制性內(nèi)切酶的切割位點(diǎn),因?yàn)闃?biāo)記基因被切斷后就不能再表達(dá),從而失去作用?？瓜x棉為雜合子,其有性生殖后代可能會發(fā)生性狀分離,抗蟲性狀不一定能穩(wěn)定遺傳。答案:A4.利用外源基因在受體細(xì)胞中的表達(dá)可生產(chǎn)人類所需要的產(chǎn)品。下列選項(xiàng)中能說明目的基因完成了在受體細(xì)胞中表達(dá)的是()A.棉花二倍體細(xì)胞中檢測到細(xì)菌的抗蟲基因 B.大腸桿菌中檢測到人胰島素基因及其mRNAC.山羊乳腺細(xì)胞中檢測到人生長激素DNA序列D.酵母菌細(xì)胞中提取到人干擾素蛋白解析:在基因工程中,判斷外源基因是否“表達(dá)”常用的方法是看有無目的基因產(chǎn)物產(chǎn)生。答案:D5.Ti質(zhì)粒上有T-DNA,這種DNA可以轉(zhuǎn)移到受體細(xì)胞,并且整合到受體細(xì)胞染色體的DNA上。這種質(zhì)粒存在于()A.大腸桿菌B.農(nóng)桿菌C.酵母菌D.蘇云金桿菌解析:Ti質(zhì)粒上有可轉(zhuǎn)移的T-DNA,Ti質(zhì)粒進(jìn)入受體細(xì)胞后,T-DNA將會整合到受體細(xì)胞的DNA上,Ti質(zhì)粒是農(nóng)桿菌中特有的一種質(zhì)粒。答案:B6.將ADA(腺苷脫氨酶基因)通過質(zhì)粒pET28b導(dǎo)入大腸桿菌并成功表達(dá)腺苷脫氨酶。下列敘述錯(cuò)誤的是()A.每個(gè)大腸桿菌細(xì)胞至少含一個(gè)重組質(zhì)粒B.每個(gè)重組質(zhì)粒至少含一個(gè)限制性內(nèi)切酶識別位點(diǎn)C.每個(gè)限制性內(nèi)切酶識別位點(diǎn)至少插入一個(gè)ADAD.每個(gè)插入的ADA至少表達(dá)一個(gè)腺苷脫氨酶分子解析:由題目可知,ADA通過質(zhì)粒pET28b導(dǎo)入大腸桿菌并成功表達(dá)腺苷脫氨酶,說明每個(gè)大腸桿菌細(xì)胞至少含有一個(gè)重組質(zhì)粒,一個(gè)重組質(zhì)粒至少含一個(gè)限制性內(nèi)切酶的識別位點(diǎn),A、B兩項(xiàng)正確。每個(gè)限制性內(nèi)切酶的識別位點(diǎn)只能插入一個(gè)ADA,C項(xiàng)錯(cuò)誤。插入的ADA至少表達(dá)一個(gè)腺苷脫氨酶分子,D項(xiàng)正確。答案:C7.受體細(xì)胞不同,將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞的方法也不同,下列受體細(xì)胞與導(dǎo)入方法匹配錯(cuò)誤的是()選項(xiàng)受體細(xì)胞導(dǎo)入方法A棉花細(xì)胞花粉管通道法B大腸桿菌農(nóng)桿菌介導(dǎo)的遺傳轉(zhuǎn)化法C羊受精卵顯微注射技術(shù)D番茄細(xì)胞基因槍法解析:將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞的方法有農(nóng)桿菌介導(dǎo)的遺傳轉(zhuǎn)化法、基因槍法、花粉管通道法等;將目的基因?qū)氪竽c桿菌常用的方法是氯化鈣法。答案:B8.下列關(guān)于目的基因檢測與鑒定的敘述,錯(cuò)誤的是()A.可以根據(jù)受體細(xì)胞是否具有某種抗性來判斷受體細(xì)胞是否獲得了目的基因B.受體細(xì)胞必須表現(xiàn)出目的基因控制的特定性狀,才能說明目的基因完成了表達(dá)過程C.目的基因檢測的第一步是檢測目的基因是否插入到轉(zhuǎn)基因生物的DNA上D.檢測到受體細(xì)胞含有目的基因就標(biāo)志著基因工程操作成功解析:目的基因成功導(dǎo)入受體細(xì)胞只是基因工程操作成功的必要一步,標(biāo)志著基因工程操作成功的是目的基因在受體細(xì)胞中成功表達(dá)。答案:D二、能力提升9.土壤農(nóng)桿菌能將自身Ti質(zhì)粒的T-DNA整合到植物染色體DNA上,誘發(fā)植物形成腫瘤。T-DNA中含有植物生長素合成酶基因(S)和細(xì)胞分裂素合成酶基因(R),它們的表達(dá)與否能影響相應(yīng)植物激素的含量,進(jìn)而調(diào)節(jié)腫瘤組織的生長與分化(如下圖)。據(jù)圖分析,下列敘述錯(cuò)誤的是()A.當(dāng)細(xì)胞分裂素與生長素的比值升高時(shí),誘發(fā)腫瘤生芽B.清除腫瘤組織中的土壤農(nóng)桿菌后,腫瘤不再生長與分化C.圖中腫瘤組織可在不含細(xì)胞分裂素與生長素的培養(yǎng)基中生長D.基因通過控制酶的合成控制代謝,進(jìn)而控制腫瘤組織生長與分化解析:因土壤農(nóng)桿菌的T-DNA已經(jīng)整合到植物DNA分子上,所以在清除土壤農(nóng)桿菌后,腫瘤仍會生長與分化。題圖顯示,當(dāng)S基因不表達(dá)R基因表達(dá)(細(xì)胞分裂素與生長素比值升高)時(shí),可誘發(fā)腫瘤生芽。圖中腫瘤細(xì)胞中DNA分子上有細(xì)胞分裂素合成酶基因和生長素合成酶基因,所以這個(gè)腫瘤在沒有細(xì)胞分裂素和生長素的培養(yǎng)基上也能生長。R、S基因通過控制細(xì)胞分裂素合成酶和生長素合成酶的合成,進(jìn)而控制細(xì)胞分裂素和生長素的合成,從而控制腫瘤的生長與分化。答案:B10.胰島素是治療糖尿病的重要藥物。下圖是基因工程技術(shù)生產(chǎn)胰島素的操作過程示意圖,請據(jù)圖回答下列問題。(1)完成過程必需的酶分別是、。(2)在利用A、B獲得C的過程中,常用切割A(yù)和B,使它們產(chǎn)生相同的,再加入,才可形成C。(3)取自大腸桿菌的物質(zhì)B,在基因工程中起作用,必須具備的條件是(至少寫兩個(gè))。(4)圖中的D是基因工程中的細(xì)胞,能作為這種細(xì)胞的有等。解析:(1)過程表示由mRNA到雙鏈DNA的過程,首先是以mRNA為模板,在反轉(zhuǎn)錄酶的作用下合成單鏈DNA,然后在DNA聚合酶的作用下合成雙鏈DNA。過程是DNA由雙鏈解旋變成單鏈的過程,這個(gè)過程需要解旋酶。(2)A為目的基因,B為運(yùn)載體,用同一種限制性內(nèi)切酶切割,使它們產(chǎn)生相同的末端,然后在DNA連接酶的作用下連接在一起形成重組DNA。(3)從大腸桿菌中提取的B為質(zhì)粒,在基因工程中可以起運(yùn)載體的作用,運(yùn)載體必須具備的條件是具有標(biāo)記基因、具有目的基因插入位點(diǎn)和能夠在寄主細(xì)胞中復(fù)制并穩(wěn)定保存。(4)基因工程中常用的受體細(xì)胞是大腸桿菌、枯草桿菌、酵母菌和動植物細(xì)胞等。答案:(1)反轉(zhuǎn)錄酶、DNA聚合酶解旋酶(2)同一種限制性內(nèi)切酶末端DNA連接酶(3)運(yùn)載體具有標(biāo)記基因、具有目的基因插入位點(diǎn)和能夠在寄主細(xì)胞中復(fù)制并穩(wěn)定保存(4)受體大腸桿菌、枯草桿菌、酵母菌和動植物細(xì)胞三、綜合應(yīng)用11.根據(jù)基因工程的有關(guān)知識,回答下列問題。(1)限制性內(nèi)切酶切割DNA分子后產(chǎn)生的片段,其末端類型有和。(2)質(zhì)粒運(yùn)載體用EcoR切割后產(chǎn)生的片段如下:AATTCGGCTTAA為使運(yùn)載體與目的基因相連,含有目的基因的DNA除可用EcoR切割外,還可用另一種限制性內(nèi)切酶切割,該酶必須具有的特點(diǎn)是。(3)反轉(zhuǎn)錄作用的模板是,產(chǎn)物是。若要在體外獲得大量反轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物,常采用技術(shù)。(4)基因工程中除質(zhì)粒外,和也可作為運(yùn)載體。(5)若用重組質(zhì)粒轉(zhuǎn)化大腸桿菌,一般情況下,不能直接用未處理的大腸桿菌作為受體細(xì)胞,原因是。解析:(1)限制性內(nèi)切酶切割DNA分子后,露出的末端類型有黏性末端和平末端兩種。(2)要想用另一種限制性內(nèi)切酶切割目的基因并與題中質(zhì)粒運(yùn)載體相連接,則該限制性內(nèi)切酶切割后的末端應(yīng)與EcoR切割后的末端相同或互補(bǔ)。(3)反轉(zhuǎn)錄的模板是RNA,產(chǎn)物是cDNA(或DNA),可用PCR技術(shù)對其擴(kuò)增。(4)基因工程中常用的運(yùn)載體有質(zhì)粒、噬菌體、動植物病毒。(5)不經(jīng)特殊處理,大腸桿菌吸收質(zhì)粒DNA的能力很弱。答案:(1)黏性末端平末端(2)切割產(chǎn)生的DNA片段的末端與EcoR切割產(chǎn)生的末端相同或互補(bǔ)(3)mRNA(或RNA)cDNA(或DNA)PCR(4)噬菌體動植物病毒(5)未處理的大腸桿菌吸收質(zhì)粒(外源DNA)的能力極弱12.下圖表示基因工程的主要操作步驟,請據(jù)圖回答問題。(1)過程是,需要酶參與。過程是,需要酶參與。(2)過程中使用CaCl2處理受體細(xì)胞可以增大,使重組質(zhì)粒進(jìn)入受體細(xì)胞。(3)重組DNA分子進(jìn)入受體細(xì)胞后,受體細(xì)胞必須,才能說明目的基因完成了表達(dá)過程。(4)不同生物的基因能夠進(jìn)行重組,原因是。解析:分析圖示可知:過程是提取目的基因,該過程需要的酶是限制性內(nèi)切酶;過程是構(gòu)建基因表達(dá)載體,該過程需要用到DNA連接酶。若受體細(xì)胞是微生物細(xì)胞,將重組質(zhì)粒導(dǎo)入時(shí),首先應(yīng)用CaCl2處理受體細(xì)胞,可以增大細(xì)胞膜的通透性,使重組質(zhì)粒易于進(jìn)入受體細(xì)胞。目的基因完成表達(dá)的標(biāo)志是受體細(xì)胞內(nèi)合成了相應(yīng)的蛋白質(zhì)。不同生物之間能夠進(jìn)行轉(zhuǎn)基因,其原因應(yīng)從基因的化學(xué)組成和空間結(jié)構(gòu)兩方面考慮。答案:(1)提取目的基因限制性內(nèi)切構(gòu)建基因表達(dá)載體DNA連接(2)細(xì)胞膜的通透性(3)表達(dá)出目的基因產(chǎn)物(4)不同生物的DNA具有相同的化學(xué)組成和空間結(jié)構(gòu)且堿基互補(bǔ)配對方式相同