2020-2021学年1.2 基因工程的基本操作程序课后作业题

这是一份2020-2021学年1.2 基因工程的基本操作程序课后作业题，共7页。试卷主要包含了基因工程的核心是等内容，欢迎下载使用。

基础巩固
1.基因比较小,且核苷酸序列已知,获得该基因的最佳方法是( )

A.以mRNA为模板反转录合成DNA
B.以4种脱氧核苷酸为原料人工合成
C.将供体DNA片段转入受体细胞中,再进一步筛选
D.先建立基因文库,再从中筛选
答案B
解析目的基因的获取方法主要有三种:从基因文库中获取、利用PCR技术扩增、人工合成。对于比较小且核苷酸序列已知的目的基因,可以通过DNA合成仪用化学方法直接人工合成。
2.基因工程的核心是( )
A.目的基因的获取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
答案B
3.人的糖蛋白必须经内质网和高尔基体进一步加工。通过转基因技术等,可以使人的糖蛋白基因得以表达的受体细胞是( )
A.大肠杆菌B.大肠杆菌质粒
C.T4噬菌体D.酵母菌
答案D
解析糖蛋白上有共价结合的糖链,这些糖链是在内质网和高尔基体上加工完成的,大肠杆菌属于原核生物,细胞内无内质网、高尔基体等细胞器,A项错误;大肠杆菌质粒的化学本质是环状的DNA,不能作为受体细胞,B项错误;T4噬菌体是病毒,不能作为受体细胞,C项错误;酵母菌为真核生物,细胞内有内质网和高尔基体等细胞器,D项正确。
4.将目的基因导入玉米茎尖分生区细胞和小鼠受精卵,应采用的方法分别是( )
A.显微注射技术 农杆菌转化法
B.基因枪法 花粉管通道法
C.农杆菌转化法 显微注射技术
D.基因枪法 显微注射技术
答案D
解析玉米是单子叶植物,对单子叶植物来说,常用的方法是基因枪法;对动物细胞来说,常用的方法是显微注射技术。
5.检测转基因生物染色体DNA上是否插入了目的基因的常用方法是( )
A.DNA分子杂交技术B.荧光分子标记技术
C.放射性同位素标记技术D.显微注射技术
答案A
解析检测目的基因常采用DNA分子杂交技术,即在含有目的基因的DNA片段上用放射性同位素进行标记,以此作为基因探针,并使基因探针与基因组DNA杂交,若显示出杂交带,则表明目的基因已插入染色体DNA中。
6.农杆菌中含有一个大型的Ti质粒(如右图所示),在侵染双子叶植物细胞的过程中,其中的T-DNA片段可转入植物的染色体DNA上。若想用基因工程并通过农杆菌向某种双子叶植物中导入抗旱基因,下列分析不合理的是( )
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该在T-DNA片段内,且要保证复制原点、启动子和终止子不被破坏
B.将重组Ti质粒导入农杆菌之前,可以用Ca2+处理农杆菌
C.转基因抗旱植物培育是否成功的最简单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基因,则说明该基因工程项目获得成功
答案D
解析若用Ti质粒作为抗旱基因的载体,目的基因的插入位置应该在T-DNA片段内,且要保证复制原点、启动子和终止子不被破坏;将重组Ti质粒导入农杆菌之前,可以用Ca2+处理农杆菌,便于完成转化;转基因抗旱植物培育是否成功的最简单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基因及其表达产物,或转基因植物表现出抗旱性状,才能说明该基因工程项目获得成功。
7.下面是将某细菌的基因A导入大肠杆菌内,制备“工程菌”的示意图。
请据图回答下列问题。
(1)获得A有两条途径:一是以A的mRNA为模板,在 酶的催化下,合成互补的单链DNA,然后在 的作用下合成双链DNA,从而获得所需基因;二是根据目标蛋白质的 序列,推测出相应的mRNA序列,然后按照碱基互补配对原则,推测其DNA的 序列,再通过化学方法合成所需基因。
(2)利用PCR技术扩增DNA时,需要在反应体系中添加的有机物质有 、 、4种脱氧核苷酸和热稳定DNA聚合酶,扩增过程可以在PCR扩增仪中完成。
(3)由A和载体B拼接形成的C通常被称为 。
(4)在基因工程中,常用Ca2+处理D,其目的是
。
答案(1)反转录 DNA聚合酶 氨基酸 脱氧核苷酸
(2)引物 模板(目的基因或基因A) (3)基因表达载体
(4)使大肠杆菌成为感受态细胞,更容易吸收重组DNA分子
解析(1)利用反转录法合成目的基因的过程:以mRNA为模板,在反转录酶的催化作用下合成单链DNA,然后在DNA聚合酶的作用下合成双链DNA分子。蛋白质合成目的基因的过程为:根据目标蛋白质的氨基酸序列,推测相应的mRNA序列,然后按照碱基互补配对原则,推测DNA中脱氧核苷酸的序列,通过化学方法合成。(2)PCR过程中需要热稳定DNA聚合酶、原料、模板、引物等物质。(3)目的基因和载体结合,形成基因表达载体。(4)在利用大肠杆菌作受体细胞时,需要先用Ca2+处理,使之成为感受态细胞,有利于吸收重组DNA分子。
能力提升
8.甲、乙两图表示从细菌细胞中获取目的基因的两种方法,下列叙述错误的是( )
A.甲方法可建立该细菌的基因组文库
B.乙方法可建立该细菌的cDNA文库
C.甲方法要以脱氧核苷酸为原料
D.乙方法需要反转录酶参与
答案C
解析甲方法是从细菌的DNA中直接提取,故可以建立该细菌的基因组文库;乙方法是由mRNA反转录获得目的基因,故可以建立该细菌的cDNA文库。乙方法需要反转录酶和脱氧核苷酸。
9.(多选)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。其过程大致如下图所示。下列相关叙述错误的是( )
A.图中①过程涉及两种工具酶,目的基因插入的位置为T-DNA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
答案BCD
解析图中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T-DNA所在的区段,A项正确;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项错误;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),这两种激素的添加顺序对细胞的分化方向有影响,C项错误;检测相关抗病基因是否在受体细胞内转录,可采用DNA—RNA分子杂交技术,D项错误。
10.(2021全国甲)PCR技术可用于临床的病原菌检测。为检测病人是否感染了某种病原菌,医生进行了相关操作:①分析PCR扩增结果;②从病人组织样本中提取DNA;③利用PCR扩增DNA片段;④采集病人组织样本。回答下列问题。
(1)若要得到正确的检测结果,正确的操作顺序应该是 (用数字序号表示)。
(2)操作③中使用的酶是 。PCR反应中的每次循环可分为变性、复性、 三步,其中复性的结果是 。
(3)为了做出正确的诊断,PCR反应所用的引物应该能与 特异性结合。
(4)PCR(多聚酶链式反应)技术是指 。该技术目前被广泛地应用于疾病诊断等方面。
答案(1)④②③① (2)DNA聚合酶 延伸 引物通过碱基互补配对与单链DNA结合 (3)病原菌DNA
(4)在生物体外大量快速扩增特定DNA片段的技术
解析(1)PCR技术可用于临床的病原菌检测。为检测病人是否感染了某种病原菌,医生进行了相关操作,其正确操作的顺序为④采集病人组织样本→②从病人组织样本中提取DNA→③利用PCR扩增DNA片段→①分析PCR扩增结果。(2)利用PCR扩增DNA片段时,需要热稳定DNA聚合酶(Taq酶),复性的结果是引物通过碱基互补配对与单链DNA结合。(3)PCR技术可用于临床的病原菌检测。检测病人是否感染了某种病原菌的方法是根据该种病原菌的DNA设计引物,通过PCR技术检测病人的组织样本中是否含有病原菌的DNA。因此PCR反应所用的引物应该能与病原菌DNA特异性结合。(4)PCR(多聚酶链式反应)技术是指在生物体外大量快速扩增特定DNA片段的技术。
11.新冠病毒的肆虐给人类生活带来了极大的影响,研发疫苗是防控新冠肺炎的有效措施。请根据相关知识回答下列问题。
(1)检测新冠肺炎的一般策略是检测疑似病例是否携带新冠病毒。新冠病毒主要由 构成,如果检测其核酸,一般的方法是 。
(2)图中①为将新冠病毒灭活后研制的灭活病毒疫苗,这种疫苗失去新冠病毒的 ,而保留抗原性,能激活人体产生免疫反应,但通常需要多次接种,原因是 。
(3)图中②所示的腺病毒载体疫苗,制作原理是将编码新冠病毒表面刺突蛋白(S蛋白)的基因与腺病毒的核酸连接,构建成无害的腺病毒载体。腺病毒和质粒等之所以适合做载体,是因为其遗传物质是 ,且具备 (答出两点即可)条件。
(4)腺病毒载体疫苗注入人体后,可表达出新冠病毒的 ,进而激活人体的免疫功能。
答案(1)RNA和蛋白质 DNA—RNA分子杂交技术(或分子杂交技术或探针法) (2)致病性(或传染性、感染性、毒性) 初次免疫产生的抗体量和记忆细胞少,需要通过多次免疫接种,免疫应答才更持久(或才能达到免疫要求) (3)DNA 能自我复制、有一个或多个限制酶切割位点、有标记基因(位点)、对受体细胞无害、大小适宜 (4)刺突蛋白(或S蛋白)
解析(1)新冠病毒是RNA病毒,主要由RNA和蛋白质组成,常用DNA—RNA分子杂交法检测其核酸。(2)灭活病毒疫苗失去了新冠病毒的致病性,但可以保留抗原性。由于初次免疫产生的抗体和记忆细胞较少,故需要多次接种,免疫应答才更持久。(3)腺病毒和质粒的遗传物质均为DNA,能够自我复制、有一个或多个酶切位点、有标记基因等,故适合作为载体。(4)腺病毒载体疫苗注入人体后,可以表达出新冠病毒的S蛋白,可以诱发人体的免疫反应,但不会致病。
12.为探究SHH基因与角化囊肿发生的相关性,科研人员利用SHH基因的非模板链转录合成的RNA作为探针,进行分子杂交实验,以检测SHH基因在角化囊肿中的表达情况。其基本流程如下图:(Amp表示氨苄青霉素抗性基因;LacZ基因被SHH基因插入后不表达)
请回答下列问题。
(1)重组载体中SHH基因转录合成RNA探针时, (填“需要”或“不需要”)启动子。
(2)在步骤②中,用Ca2+处理大肠杆菌,使之成为 细胞,然后导入重组载体。实验中,用添加氨苄青霉素的培养基培养大肠杆菌,未导入质粒的细菌将会死亡,原因是这些细菌不含有 基因。
(3)将制备的探针加入角化囊肿切片中,探针将与 形成杂交带,进而判断SHH基因的转录情况。
答案(1)需要 (2)感受态 Amp(或氨苄青霉素抗性或抗性) (3)SHH转录的mRNA(只写mRNA不可)
解析(1)在重组载体中,SHH基因的表达需要启动子。(2)大肠杆菌细胞用Ca2+处理后就成为感受态细胞;能在添加氨苄青霉素的培养基中生存的细菌含有氨苄青霉素抗性基因,没有氨苄青霉素抗性基因的细菌将会死亡。(3)判断SHH基因的转录情况,也就是判断SHH基因是否转录出mRNA。