2020年人教版高中生物选修三课下提能：专题1　1-2　基因工程的基本操作程序 9页

专题 1 基因工程 1.2 基因工程的基本操作程序 课下提能 一、选择题 1．(2019·哈尔滨模拟)下列有关基因工程的叙述正确的是( ) A．目的基因导入受体细胞一定能成功表达 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．没有与目的基因重组的质粒也可以进入受体细胞 D．基因工程中所用的载体质粒可能是由细菌或者病毒的 DNA 改造而来的 解析：选 C 目的基因进入受体细胞后，只有当受体细胞表达出相应性状， 才能说明目的基因成功表达，A 错误；真核生物基因有编码区和非编码区之分， 以蛋白质的氨基酸序列为依据合成的目的基因不含非编码序列，因此与原基因的 碱基序列不同，B 错误；没有与目的基因重组的普通质粒也可以进入受体细胞， C 正确；质粒可来自细菌，但不可能由病毒的 DNA 改造而来，D 错误。 2．下列关于将目的基因导入微生物细胞的叙述，不正确的是( ) A．常用原核生物作为受体细胞，是因为原核生物繁殖快，且多为单细胞， 遗传物质相对较少等 B．受体细胞所处的一种能吸收周围环境中 DNA 分子的生理状态称为感受 态 C．感受态细胞吸收 DNA 分子需要适宜的温度和酸碱度 D．常用生理盐水处理细胞，使其处于感受态 解析：选 D 因为原核生物繁殖快，且多为单细胞，遗传物质相对较少，故 常用原核生物作为受体细胞，A 正确；Ca2＋处理后细胞处于能吸收周围环境中 DNA 分子的生理状态称为感受态，感受态细胞吸收 DNA 分子需要适宜的温度和 酸碱度，B、C 正确；常用 Ca2＋处理细胞，使其处于感受态，D 错误。 3．将目的基因导入受体细胞是实施基因工程的第三步，下列有关说法不正 确的是( ) A．将目的基因导入裸子植物和单子叶植物细胞常用农杆菌转化法 B．转基因动物的培育过程中受体细胞一般选择受精卵 C．用 Ca2＋处理受体细胞是将目的基因导入微生物细胞中采用最多的方法 D．基因枪法是单子叶植物中常用的一种基因转化方法，但是成本较高 解析：选 A 将目的基因导入裸子植物和双子叶植物细胞，常用农杆菌转化 法，A 错误；将目的基因导入动物细胞，一般选择受精卵作为受体细胞，B 正确； 将目的基因导入微生物细胞一般用钙离子处理法，使得微生物细胞成为感受态细 胞，重组表达载体 DNA 分子易于导入，C 正确；基因枪法是单子叶植物中常用 的一种基因转化方法，但是成本较高，D 正确。 4．(2019·大理期中)下列哪一种方法不能用于检测目的基因是否成功导入或 表达( ) A．在显微镜下直接观察受体细胞中是否含有目的基因 B．利用相应的 DNA 探针与受体细胞 DNA 分子进行杂交 C．提取受体细胞合成的相应蛋白质，利用抗原—抗体特异性反应进行检测 D．抗虫基因导入植物细胞后，检测植物是否具有抗虫特性 解析：选 A 检测目的基因是否成功导入或表达的方法有多种。①分子水平 上的检测：检测转基因生物的 DNA 上是否插入了目的基因用 DNA 分子杂交技 术；检测目的基因是否转录出 mRNA 用 mRNADNA 分子杂交技术；检测目的 基因是否翻译成蛋白质用抗原—抗体杂交技术。②个体生物学水平的鉴定：检测 是否具有抗性及抗性程度；检测基因工程产品与天然产品的活性是否相同。在显 微镜下无法观察到受体细胞中是否含有目的基因。 5．受体细胞不同，将目的基因导入受体细胞的方法也不相同，下列受体细 胞与导入方法匹配错误的一项是( ) A．棉花细胞——花粉管通道法 B．大肠杆菌——用 Ca2＋处理法 C．羊受精卵——农杆菌转化法 D．番茄细胞——基因枪法 解析：选 C 花粉管通道法是我国科学家独创的一种方法，是一种十分简便 经济的方法，我国的转基因抗虫棉就是用此种方法获得的，A 正确；Ca2＋处理法 能使大肠杆菌细胞的生理状态发生改变，使之成为易于吸收周围环境中 DNA 分 子的感受态，所以将目的基因导入微生物细胞，常采用感受态细胞法(Ca2＋处理 法)，B 正确；农杆菌转化法的受体细胞一般是双子叶植物和裸子植物，羊受精 卵的导入方法是显微注射法，C 错误；将目的基因导入植物细胞可用基因枪法， D 正确。 6．下列获取目的基因的方法中需要模板链的是( ) ①从基因文库中获取目的基因 ②利用 PCR 技术扩增目的基因 ③反转录法获得 cDNA ④通过 DNA 合成仪利用化学方法人工合成目的基因 A．①②③④ B．①②③ C．②③④ D．②③ 解析：选 D 可依据基因的核苷酸序列、基因的功能、基因的转录产物 mRNA 以及基因的表达产物蛋白质等从基因文库中获取目的基因，故①不需要模板；利 用 PCR 技术扩增目的基因需要 DNA 的两条链作为模板；反转录法获得 cDNA 需要 mRNA 作为模板；通过 DNA 合成仪利用化学方法人工合成目的基因时，不 需要模板。 7．(2019·武汉期末)如图是从酵母菌中获取某植物需要的某种酶基因的流程 图，据图分析下列叙述不正确的是( ) A．①③过程中可以使用 DNA 探针筛选含目的基因的菌株 B．②过程是逆转录过程，需要逆转录酶的催化 C．目的基因除利用图示过程分离外，还可以利用图中的 DNA 和 cDNA 为 模板直接进行 PCR 扩增 D．将该目的基因导入某单子叶植物细胞常采用农杆菌转化法 解析：选 D 图示①③过程中可以使用 DNA 探针筛选含目的基因的菌株， A 正确；②过程是以 RNA 为模板生成 DNA 的过程，是逆转录过程，需要逆转 录酶的催化，B 正确；图示过程为从基因文库中获取目的基因，目的基因除利用 图示过程分离外，还可以利用图中的 DNA 和 cDNA 为模板直接进行 PCR 扩增， C 正确；将目的基因导入双子叶植物或裸子植物细胞时常采用农杆菌转化法，D 错误。 8．为获得抗病的马铃薯往往采用转基因技术，将相关抗病基因转移到马铃 薯体内。其过程大致如图所示。下列相关叙述，正确的是( ) A．图中①过程涉及两种工具酶，目的基因插入的位置为 TDNA 所在的区 段 B．图中②过程，农杆菌需经镁离子溶液处理，处理后的细胞处于感受态 C．图中③④过程，所用培养基中应添加两种激素，添加顺序对细胞的分化 方向无影响 D．检测相关抗病基因是否在受体细胞内转录，可采用抗原—抗体杂交法 解析：选 A 图中①表示基因表达载体的构建过程，该过程涉及两种工具酶 (限制酶和 DNA 连接酶)，该过程中将目的基因导入受体细胞的方法是农杆菌转 化法，因此要将目的基因插入 Ti 质粒的 TDNA 所在的区段，A 正确；图中②过 程，农杆菌需经钙离子溶液处理，处理后的细胞处于感受态，B 错误；图中③④ 过程，所用培养基中应添加两种激素(生长素和细胞分裂素)，这两种激素添加顺 序对细胞的分化方向有影响，C 错误；检测相关抗病基因是否在受体细胞内转录， 可采用分子杂交技术，D 错误。 9．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( ) 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：选 C 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碱基对的数量和排列顺序不相同，B 错误；方法 c 不 需要模板，D 错误。 10．(2019·天津期中)如图为基因表达载体的模式图，下列有关说法错误的是 ( ) A．构建基因表达载体需要用到限制酶和 DNA 连接酶 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 解析：选 B 构建基因表达载体需要用到限制酶和 DNA 连接酶，A 正确； 用不同种类的载体构建基因表达载体时处理方法是有差别的，B 错误；启动子位 于基因的首端，是 RNA 聚合酶识别和结合的部位，C 正确；抗生素抗性基因的 作用就是作为标记基因，用于检测受体细胞中是否导入了目的基因，D 正确。 11．以下为形成 cDNA 过程和 PCR 扩增过程示意图。据图分析，下列说法 正确的是( ) A．催化①过程的酶是 DNA 聚合酶 B．④过程发生的变化是引物与单链 DNA 结合 C．催化②⑤过程的酶都必须能耐高温 D．过程③需要解旋酶 解析：选 B ①为逆转录过程，该过程需要逆转录酶的催化，A 错误；④为 复性过程，发生的变化是引物与单链 DNA 结合，B 正确；图中②⑤过程为 DNA 复制，这两个过程都需要 DNA 聚合酶的催化，其中⑤过程进行的温度是 70～ 75 ℃，因此催化该过程的 DNA 聚合酶必须能耐高温，但催化②过程的酶不耐高 温，C 错误；过程③为高温解链，该过程不需要解旋酶，D 错误。 12．(2019·烟台期末)如图表示利用致病病毒 M(DNA 病毒)的表面蛋白基因 和无害病毒 N，通过基因工程制作重组 M 病毒疫苗的部分过程。①～⑤表示操 作流程，a～h 表示分子或结构。据图判断不正确的说法是( ) A．图中所示的流程①②③中，用作运载体的 DNA 来自 c B．图中 c 所示质粒可能是由细菌或者病毒的 DNA 改造的 C．图中所示过程中，获取目的基因的步骤是流程①② D．在流程③中必须实施的步骤有切割质粒、将质粒与目的基因重组 解析：选 B 图中①②表示提取致病病毒 M 的 DNA 并切割下目的基因，图 中③是目的基因与运载体拼接过程，所以①②③中用作运载体的只有 c，A 正确； 图中质粒不可能来自病毒的 DNA，因为病毒中没有质粒，B 错误；图中①②表 示提取致病病毒 M 的 DNA 并切割下目的基因，即获取目的基因，图中③是目的 基因与运载体的拼接过程，需要切割质粒并将其与目的基因重组，C、D 正确。 二、非选择题 13．如图为体外对 DNA 分子进行切割和连接的示意图，请据图回答下列问 题： (1)EcoRⅠ是一种________酶，其识别序列是________，切割位点是________ 与______________之间的__________________键，切割产生的 DNA 片段末端形 式为___________________________________________。 (2)将不同来源的DNA片段“缝合”起来，需要_________酶或_________酶， 它们均属于___________酶，作用是______________________其中能“缝合”两 个双链 DNA 片段的平末端的酶是____________________。 解析：(1)题图表示 EcoR Ⅰ将两个 DNA 分子在特定序列的特定位点切开并 通过 DNA 连接酶进行拼接的过程。(2)E·coli DNA 连接酶只能“缝合”两个互补 的黏性末端，而 T4DNA 连接酶既可以“缝合”两个互补的黏性末端，也可以“缝 合”平末端。 答案：(1)限制 GAATTC 鸟嘌呤脱氧核苷酸(或 G) 腺嘌呤脱氧核苷酸(或 A) 磷酸二酯 黏性末端 (2)E·coli DNA 连接 T4DNA 连接 DNA 连接 催化两个脱氧核苷酸之间 形成磷酸二酯键，将两个双链 DNA 片段“缝合”起来 T4DNA 连接酶 14．(2019·成都期中)农杆菌是一种在土壤中生活的微生物，能在自然条件下 感染某些植物，因而在植物基因工程中得到了广泛的运用。如图为农杆菌转化法 的示意图，试回答下列问题： (1)一般情况下农杆菌不能感染的植物是__________，利用农杆菌可在自然 条件下感染某些植物的特点，能________________________________。具体原理 是在农杆菌的 Ti 质粒上存在 TDNA 片段，它具有可转移至受体细胞并整合到受 体细胞________________上的特点，因此只要将携带外源基因的 DNA 片段插入 到________(部位)即可。 (2) 根 据 TDNA 这 一 转 移 特 点 ， 推 测 该 DNA 片 段 上 可 能 含 有 控 制 ________(填酶的名称)合成的基因。 (3)图中 c 过程中，能促进农杆菌向植物细胞转移的物质是________类化合 物。 (4)植物基因工程中将目的基因导入受体细胞时，除了农杆菌转化法之外， 还可采取____________________________。(至少写出两种) 解析：(1)一般农杆菌不能感染单子叶植物，可感染双子叶植物和裸子植物。 利用其感染性，可将目的基因导入植物细胞。真正可转移至受体细胞并整合到受 体细胞染色体 DNA 上的是农杆菌 Ti 质粒上的 TDNA 片段，因此目的基因必须 插入到该部位。(2)根据 TDNA 这一转移特点，可以推测该 DNA 片段可能控制 合成了 DNA 连接酶、限制酶，以实现与受体细胞染色体 DNA 的整合。(3)植物 细胞受伤后可产生酚类物质，促进农杆菌向植物细胞转移。(4)植物基因工程中 将目的基因导入受体细胞时，除了农杆菌转化法之外，还可采取基因枪法和花粉 管通道法等。 答案：(1)单子叶植物 将目的基因导入植物细胞 染色体的 DNA TDNA 片段 (2)DNA 连接酶、限制酶 (3)酚 (4)基因枪法、花粉管通道法 15．绞股蓝细胞中含有抗烟草花叶病毒(TMV)的基因，可以合成一种抗 TMV 蛋白，使其叶片对 TMV 具有抗感染特性。烟草是具有重要经济价值的双子叶植 物，TMV 的感染会导致烟草大幅度减产。研究人员利用转基因技术培育出了抗 TMV 的烟草，主要流程如图所示。 (1)理论上，基因组文库含有一种生物的________基因；而 cDNA 文库中含 有该种生物的________基因。 (2)科学家从绞股蓝细胞中提取抗 TMV 基因转录的 RNA，然后合成目的基 因。图中①过程表示________。 (3)④ 过 程 表 示 将 重 组 Ti 质 粒 导 入 烟 草 体 细 胞 ， 其 常 用 方 法 是 ______________。 (4)由图分析，在③过程构建的重组 Ti 质粒上应该含有的标记基因是 ____________基因，它的作用是____________________________。 (5)⑥过程还需要进行的基因工程操作步骤是__________________，在个体 水平上检验获得的烟草能否抗 TMV 的方法是______________________。 解析：(1)理论上，基因组文库含有一种生物的全部基因；而 cDNA 文库是 通过提取发育到某阶段的细胞中的 mRNA 经反转录形成的，其中含有该种生物 的部分基因。(2)图中①过程表示由 RNA 合成 DNA，即反(逆)转录过程。(3)④过 程表示将重组 Ti 质粒导入烟草(植物)体细胞，其常用方法是农杆菌转化法。(4) 由图可知，再生植株是在含有卡那霉素的培养基上选择的，所以在③过程构建的 重组 Ti 质粒上应该含有的标记基因是卡那霉素抗性基因，它的作用是鉴定和筛 选成功导入目的基因的受体细胞。(5)⑥过程还需要进行的基因工程操作步骤是 目的基因的检测与鉴定，在个体水平上检验获得的烟草能否抗 TMV 的方法是用 TMV 感染烟草，观察烟草是否出现患病症状。 答案：(1)全部 部分 (2)反(逆)转录 (3)农杆菌转化法 (4)卡那霉素抗性 鉴定和筛选成功导入目的基因的受体细胞 (5)目的基因的检测与鉴定 用 TMV 感染烟草，观察烟草是否出现患病症状