人教版 (新课标)选修3《现代生物科技专题》1.2 基因工程的基本操作程序精练

专题一　第二节

一、选择题

1．下列属于获取目的基因的方法是(　　)

①利用mRNA反转录形成  ②从基因组文库中提取

③从受体细胞中提取  ④利用PCR技术

⑤利用DNA转录  ⑥人工合成

A．①②③⑤  B．①②⑤⑥

C．①②③④  D．①②④⑥

[答案]　D

[解析]　受体细胞是接受目的基因并使之表达的细胞。DNA转录形成信使RNA。目的基因属于外源基因，不能从受体细胞中提取。利用DNA转录合成的是RNA不是目的基因。

2．哪些是基因表达载体的必需组成部分(　　)

①启动子  ②终止密码子  ③标记基因  ④目的基因  ⑤终止子

A．①②③④  B．①③④⑤

C．①②④⑤  D．①②③⑤

[答案]　B

[解析]　启动子位于基因表达载体的首端，有了它才能驱动基因转录出mRNA，最终获得所需要的蛋白质；终止子相当于一盏红色信号灯，使转录在所需要的地方停止下来；标记基因是为了鉴别受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来；目的基因是表达载体上必须具有的结构。

3．不属于目的基因与运载体结合过程的是(　　)

A．用一定的限制酶切割质粒，露出黏性末端

B．用同种限制酶切割目的基因，露出黏性末端

C．将切下的目的基因插入质粒的切口处

D．将重组DNA导入受体细胞进行扩增

[答案]　D

[解析]　目的基因与运载体结合的过程就是构建重组DNA的过程。

4．在判断抗虫基因是否成功转入棉花基因组的方法中，不属于分子检测的是(　　)

A．通过观察害虫吃棉叶是否死亡

B．检测目的基因片段与DNA探针能否形成杂交带

C．检测目的基因转录形成的mRNA与DNA探针能否形成杂交带

D．检测目的基因表达产物蛋白质能否与特定抗体形成杂交带

[答案]　A

[解析]　通过观察害虫吃棉叶是否死亡属于个体水平的检测，检测目的基因表达产物蛋白质能否与特定抗体形成杂交带属于分子水平检测。

5．右图为基因表达载体的模式图，下列有关基因工程中载体的说法错误的是(　　)

A．基因工程的核心步骤是基因表达载体的构建

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

[答案]　B

[解析]　由于受体细胞有植物、动物和微生物之分，以及目的基因导入受体细胞的方式不同，所以基因表达载体的构建也会有所差别，不可能千篇一律。

6．基因工程中因受体细胞不同，目的基因导入的方法也不同，下列叙述不正确的是(　　)

A．将目的基因导入棉花细胞内常用花粉管通道法

B．将目的基因导入老鼠细胞内常用显微注射法

C．将目的基因导入大肠杆菌内常用感受态细胞转化法

D．将目的基因导入小麦细胞内常用农杆菌转化法

[答案]　D

[解析]　小麦是单子叶植物，其受伤后不能分泌酚类物质，农杆菌对它没有感染能力。

二、非选择题

7．回答有关基因工程的问题：

(1)构建基因工程表达载体时，用不同类型的限制酶切割DNA后，可能产生黏性末端，也可能产生________末端。若要在限制酶切割目的基因和质粒后使其直接进行连接，则应选择能使二者产生______(相同、不同)黏性末端的限制酶。

(2)利用大肠杆菌生产人胰岛素时，构建的表达载体含有人胰岛素基因及其启动子等，其中启动子的作用是__________________。在用表达载体转化成为大肠杆菌时，常用__________处理大肠杆菌，以利于表达载体进入；为了检测胰岛素基因是否转录出了mRNA，可用标记的胰岛素基因片段作探针与mRNA杂交，该杂交技术称为__________________。为了检测胰岛素基因转录的mRNA是否翻译成__________，常用抗原——抗体杂交技术。

(3)如果要将某目的基因通过农杆菌转化法导入植物细胞，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物细胞，通过DNA重组将目的基因插入植物细胞的____________上。

[答案]　(1)平　相同

(2)RNA聚合酶识别和结合的部位　Ca2＋　分子杂交技术　蛋白质

(3)T－DNA片段　染色体DNA

8．科学家通过基因工程方法，将苏云金芽孢杆菌的Bt毒蛋白基因转入普通棉株细胞内，并成功实现了表达，从而培育出了能抗棉铃虫的棉花植株——抗虫棉。其过程大致如下图所示：

根据题意，回答下列问题：

(1)基因工程的操作程序主要包括的四个步骤是________、________、________、________。

(2)Ti质粒是农杆菌中的一种质粒，其上有T－DNA，把目的基因插入Ti质粒的T－DNA中是利用T－DNA的________________________________特点。

(3)Bt毒蛋白基因转入普通棉株细胞内并成功实现表达的过程，在基因工程中称为________。

(4)将目的基因导入受体细胞的方法有很多种，该题中涉及的是________。

(5)目的基因能否在棉株内稳定维持和表达其遗传性质的关键是________________ ___________，这需要通过检测才能知道，检测采用的方法是_________________________。

[答案]　(1)目的基因的获取　基因表达载体的构建　将目的基因导入受体细胞　目的基因的检测与鉴定

(2)可转移至受体细胞并且整合到受体细胞染色体DNA上

(3)转化

(4)农杆菌转化法

(5)目的基因是否插入了受体生物细胞的染色体DNA上　DNA分子杂交技术

一、选择题

1．(2015·福州检测)以下有关基因工程的叙述，正确的是(　　)

A．利用PCR技术可以大量扩增目的基因

B．目的基因导入受体细胞最常用的方法是农杆菌转化法

C．用同一种限制酶分别切割载体和目的基因的目的是能够产生不同的黏性末端

D．利用载体上标记基因的相关特性就可检测出目的基因已导入受体细胞并成功表达

[答案]　A

[解析]　PCR是一种体外迅速扩增DNA片段的技术。农杆菌转化法是将目的基因导入植物细胞最常用的方法；用同一种限制酶分别切割载体和目的基因的目的是够产生相同的黏性末端，便于两者连接；利用载体上标记基因的相关特性就可检测出目的基因已导入受体细胞，但不能确定目的基因是否得以表达。

2．下列关于目的基因导入受体细胞的描述，不正确的是(　　)

A．利用基因枪法将目的基因导入植物体细胞的方法比较经济有效

B．显微注射技术是转基因动物中采用最多的方法

C．大肠杆菌细胞最常用的转化方法是使细胞的生理状态发生改变

D．农杆菌转化法是将目的基因导入植物细胞最常用的方法

[答案]　A

[解析]　本题综合考查将目的基因导入受体细胞的方法。目的基因导入不同的生物其方法不同，每种方法都有利有弊。目的基因导入植物细胞常用农杆菌转化法，该方法比较经济和有效，此外还有基因枪法和花粉管通道法；目的基因导入动物细胞常用显微注射技术；大肠杆菌细胞最常用的转化方法就是用Ca2＋处理细胞，使细胞的生理状态发生改变，进而完成转化过程。

3．基因工程技术可使大肠杆菌合成人的蛋白质。下列叙述不正确的是(　　)

A．常用相同的限制性核酸内切酶处理目的基因和质粒

B．常用Ca2＋处理大肠杆菌，有利于目的基因与载体的结合

C．可通过检测标记基因来检测重组质粒是否成功导入受体细胞

D．导入大肠杆菌的目的基因不一定能成功表达

[答案]　B

[解析]　将目的基因导入微生物细胞时，常用Ca2＋处理微生物细胞，如大肠杆菌细胞，使细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态，这种细胞称为感受态细胞，利于基因的导入。

4．利用基因工程技术可使大肠杆菌生产人的胰岛素。下列相关叙述正确的是(　　)

A．人和大肠杆菌在合成胰岛素时，转录和翻译的场所是相同的

B．DNA连接酶能把两个黏性末端经碱基互补配对后留下的缝隙“缝合”

C．通过检测，大肠杆菌中没有胰岛素产生则可判断重组质粒未导入受体菌

D．在培养大肠杆菌的工程菌的过程中，获得目的基因的工具酶有限制酶、DNA聚合酶

[答案]　B

[解析]　大肠杆菌为原核生物，在合成胰岛素时，其转录和翻译的场所与人存在差异；检测发现大肠杆菌中无胰岛素产生，可能的原因有：①未导入，②导入后未表达；在培养大肠杆菌的工程菌的过程中，获得的目的基因的工具酶是限制酶不用DNA聚合酶。

5．下图表示一项重要的生物技术，对图中物质a、b、c、d的描述，正确的是(　　)

A．a通常存在于细菌体内，是目前该生物技术中唯一的运载体

B．b识别特定的核苷酸序列，并将A与T之间的氢键切开

C．c连接双链间的A和T，使黏性末端处碱基互补配对

D．若要获得已知序列的d，可采用化学合成方法

[答案]　D

[解析]　a为环状双链DNA，推测其为质粒，可作为基因工程的载体，但不是唯一的，动植物病毒等也可作为基因工程的载体。能将双链DNA打开，形成黏性末端的b推测为限制酶，它可以识别特定的核苷酸序列，但作用部位是磷酸二酯键，而不是氢键。d能与a连接，所以d推测为目的基因，如果序列已知可以采用化学合成法获得。c推测为DNA连接酶，作用部位也是磷酸二酯键，而不是氢键。

6．下图是将人的生长激素基因导入细菌B内制造“工程菌”的示意图。已知细菌B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常用显微注射技术

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，能生长的就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

[答案]　C

[解析]　若导入了质粒，由于质粒中含有抗四环素基因，则细菌可在含有四环素的培养基上生长。

7．(2015·枣庄检测)继在上海和安徽首次发现H7N9禽流感病例，我国多地出现禽流感疫情，为此某研究小组为了研制预防H7N9禽流感病毒的疫苗，开展了前期研究工作。其简要的操作流程如下图。下列有关叙述错误的是(　　)

A．步骤①所代表的过程是反转录

B．步骤②需使用限制酶和DNA连接酶

C．步骤③可用CaCl2处理大肠杆菌，使其从感受态恢复到常态

D．检验Q蛋白的免疫反应特性，可用Q蛋白与患禽流感康复的鸡的血清进行抗原——抗体特异性反应实验

[答案]　C

[解析]　由图可知：步骤①是由RNA合成DNA的过程，表示反转录，选项A正确；步骤②是把目的基因与质粒连接，构建重组质粒的过程，该过程需使用限制酶和DNA连接酶，选项B正确；步骤③可用CaCl2处理大肠杆菌，使其从常态转化为感受态，选项C错误；检验Q蛋白的免疫反应特性，可用Q蛋白与患禽流感康复的鸡的血清进行抗原—抗体特异性反应实验，选项D正确。

二、非选择题

8．1997年，科学家将动物体内的能够控制合成胰岛素的基因与大肠杆菌的DNA分子重组，并且在大肠杆菌中表达成功。请据下图回答问题。

(1)此图表示的是采取________合成基因的方法获取目的基因的过程。

(2)图中①互补DNA是以__________为模板，形成单链DNA，在酶的作用下合成双链DNA，从而获得了所需要的目的基因。

(3)图中③代表____________，它往往含____________基因，以便于目的基因的检测。

(4)图中④表示________________________，为使此过程顺利进行，一般须将大肠杆菌用__________处理，以增大其细胞壁的____　　　　。

(5)图中⑤表示　　　　随大肠杆菌的繁殖而进行增殖，此目的基因在大肠杆菌内表达的标志是　　　　　　　　　　　　。

[答案]　(1)人工

(2)控制胰岛素合成的信使RNA

(3)重组DNA分子　标记

(4)将目的基因导入受体细胞　氯化钙　通透性

(5)目的基因　大肠杆菌能产生胰岛素

9．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EcoRⅠ、BamHⅠ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含有包含EcoRⅠ、BamHⅠ在内的多种酶的酶切位点。

(1)将含有目的基因的DNA与质粒表达载体分别用EcoRⅠ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。若要从这些连接产物中分离出重组质粒，需要对这些连接产物进行　　　　。

(2)用上述3种连接产物与无任何抗药性的原核宿主细胞接种到含四环素的培养基中，能生长的原核宿主细胞所含有的连接产物是　　　　。

(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)在上述实验中，为了防止目的基因和质粒表达载体在酶切后产生的末端发生任意连接，酶切时应选用的酶是　　　　。

[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　分离纯化

(2)载体—载体连接物

(3)启动子　mRNA

(4)EcoRⅠ和BamHⅠ(只答一种酶不可)