高中生物人教版 (2019)选择性必修3第2节 基因工程的基本操作程序优秀课时作业

一、单项选择题（共44分，每道题4分，共11题）

1、下列关于质粒的说法正确的是（       ）

A．质粒上需要有复制原点、启动子和终止子

B．细菌的基因只存在于质粒上

C．质粒是存在于拟核外的大型环状DNA分子

D．质粒是基因工程中的重要工具酶之一

2、下列有关基因工程及其应用的相关叙述，正确的是（       ）

A．可利用转基因细菌降解有毒有害的化合物

B．DNA连接酶可催化脱氧核苷酸链间形成氢键

C．基因工程常用的运载体质粒中含有两个游离的磷酸基团

D．转基因技术培育的抗虫棉自交产生的子代一定都抗虫

3、利用菜花进行“DNA的粗提取与鉴定”实验中，下列有关叙述正确的是（       ）

A．在切碎的菜花中加入一定量的洗涤剂和食盐，充分研磨，过滤后弃去滤液

B．利用高温能使蛋白质变性，却对DNA没有影响的特性，也可将DNA与蛋白质分离

C．粗提取DNA时观察到丝状物偏少，可能是向2mol·L-1NaCl溶液中加入蒸馏水过多

D．将白色丝状物溶解在NaCl溶液中，加入二苯胺试剂后震荡，观察颜色变化

4、脱氧核苷三磷酸(dNTP)和双脱氧核苷三磷酸(ddNTP，ddN-Pα~Pβ~Pγ)的结构均与核苷三磷酸(NTP)类似，其中dNTP核糖的第2位碳原子上的羟基(—OH)被氢原子取代而ddNTP核糖第2位和第3位碳原子上的羟基均被氢原子取代。DNA复制时，ddNTP可以与dNTP竞争核苷酸链延长位点，并终止DNA片段的延伸。现有一些序列为5’—GCCTAAGATCGTA—3’的DNA分子单链片段，拟通过PCR获得被32P标记且以碱基“A”为末端(3’为碱基A)、不同长度的子链DNA。在反应管中加入单链模板、引物、底物、TaqDNA聚合酶、Mg2+及缓冲溶液。下列叙述正确的是（       ）

A．实验结束后最多可得到3种被32P标记的子链DNA

B．反应底物是dCTP、dGTP、dTTP和γ位32P标记的ddATP

C．ddNTP与dNTP竞争的延长位点是脱氧核苷酸链的5’末端

D．TaqDNA聚合酶在PCR中的作用是形成氢键和磷酸二酯键

5、下列利用菜花进行“DNA的粗提取与鉴定”实验的叙述，正确的是（       ）

A．根据DNA在不同浓度的NaCl溶液中的溶解度不同，可去除部分杂质

B．在切碎的菜花中加入一定量的洗涤剂和食盐，充分研磨，过滤后弃去滤液

C．用蒸馏水将NaCl溶液浓度调至0.14mol/L，DNA的溶解度最大

D．将白色丝状物溶解在NaCl溶液中，加入二苯胺试剂后振荡，观察颜色变化

6、科学家利用PCR技术扩增人乳头瘤病毒HPV-16L1蛋白基因，构建了含HPV-16L蛋白基因的表达载体pBI-L1，经根瘤农杆菌介导转化，获得了转基因烟草植株。该技术利用转基因烟草作为生物反应器，生产出了纯度较高的HPV-16L1蛋白。下列说法错误的是（       ）

A．构建表达载体pBI-L1时至少需要两种限制酶以防止目的基因与质粒反向连接

B．采用根瘤农杆菌介导转化时可对烟草组织进行切割，以便于农杆菌入侵植物组织

C．为促进转基因烟草丛状苗基部细胞分裂形成愈伤组织可向培养基中适当添加赤霉素

D．可以用抗原-抗体杂交法检测再生植株是否表达出相应的HPV-16LI蛋白

7、下图是剔除转基因植物中标记基因的一种策略，下列相关叙述错误的是（       ）

A．分别带有目的基因和标记基因的两个质粒，都带有T-DNA序列

B．该方法建立在高转化频率基础上，标记基因和目的基因须转到不同染色体上

C．若要获得除标记基因的植株，转化植株必须经过有性繁殖阶段遗传重组

D．获得的无筛选标记转基因植株发生了染色体结构变异

8、限制酶a和b的识别序列和切割位点如图所示．下列有关说法错误的是（　　）

A．a酶与b酶切断的化学键相同

B．能被b酶识别并切割的序列也能被 a切割

C．在相同的DNA分子中a酶的识别位点一般明显要比b酶多

D．将大量a酶和b酶切割后的片段混合，重新连接后的DNA片段不一定全都能被a切割

9、蜘蛛丝（丝蛋白）被称为“生物钢”，有着超强的抗张强度，可制成防弹背心、降落伞绳等。蜘蛛丝还可被制成人造韧带和人造肌腱。科学家研究出集中生产蜘蛛丝的方法﹣﹣培育转基因蜘蛛羊作为乳腺生物反应器。下列有关乳腺生物反应器的说法，错误的是（　　）

A．将蜘蛛丝蛋白基因与乳腺蛋白基因的启动子等结合在一起构建成表达载体

B．可通过显微注射技术将表达载体导入羊的受精卵中

C．可用PCR等技术检测目的基因是否表达

D．上述培育转基因蜘蛛羊的过程涉及到基因工程、动物细胞培养、胚胎移植等技术

10、菜油（油菜籽油）中含有芥酸，在烹调时芥酸常可挥发成具有辣嗓子味道的气体，使人难受。如果芥酸含量过高，则可能使婴幼儿、青少年发育迟缓，危害人的心脏，甚至造成心脏坏死与心脏脂肪沉积等疾病。基因G和g控制油菜籽中芥酸的含量，下图是科研人员利用高芥酸的品种培育能稳定遗传的低芥酸抗病品种（基因R为抗病基因）的过程。下列有关叙述错误的是（       ）

A．过程①往往需要使用γ射线处理大量的实验材料

B．过程②采用的是DNA重组技术，过程③采用的方法是杂交育种

C．过程②与③操作顺序互换，对育种进程和结果没有影响

D．若要缩短育种年限，在过程②之后可进行单倍体育种

11、DNA琼脂糖凝胶电泳是指利用在溶液中带负电荷的DNA分子在电场中向正极移动的原理，分离、纯化或分析PCR扩增后的待检DNA片段的生物化学技术。下列说法错误的是（       ）

A．DNA片段相对分子质量越大，迁移就越慢

B．凝胶制备中加入的核酸染料能与DNA分子结合，用于分离后DNA片段的检测

C．拟回收的DNA区带融化后可先用DNA抽取剂抽提，再用70％的冷乙醇沉淀抽提DNA片段，从而提高回收率

D．新冠病毒核酸检测出现假阳性的原因可能是阳性对照中模板核酸与样品交叉污染

二、非选择题（共4道题，共56分）

12、已知新冠病毒的S抗原基因编码的S蛋白在感染人体细胞的过程中起到关键作用，S蛋白与人细胞膜上ACE2受体结合后，新冠病毒入侵人体细胞。我国陈薇院士团队成功开发了一种以人复制缺陷腺病毒为载体的重组新型冠状病毒基因疫苗，目前已获批上市。回答下列问题：

(1)制备腺病毒载体新冠疫苗时，首先需在_____的作用下，以新冠病毒的遗传物质RNA为模板经过逆转录得到S抗原基因后，利用PCR技术扩增S抗原基因的体系中需加入_____酶。

(2)腺病毒DNA上有_____，便于S抗原基因插入，S抗原基因整合进腺病毒基因组时，需将S抗原基因插在腺病毒载体的启动子和终止子之间，使S抗原基因能_____，从而激发人体产生抵抗新冠病毒的抗体和记忆细胞。

(3)研究人员还可将S蛋白注入动物体内，一段时间后从其脾脏中获取浆细胞，与骨髓瘤细胞融合，并利用选择培养基筛选出_____的杂交瘤细胞。接着经过多次筛选并在体外培养，获得针对S蛋白的单克隆抗体，该单克隆抗体最主要优点是_____。

(4)将新冠病毒灭活制成的灭活疫苗对预防新冠肺炎也有很好的效果，这种疫苗免疫程序是两针免疫，接种间隔为3-8周，间隔时间过长、过短都可能影响免疫预防的效果，原因可能是_____。

13、动物细胞的培养传代比较困难，为长期保存动物的基因组，一般利用大肠杆菌构建基因组文库，具体流程如图所示。回答下列问题：

(1)一种生物的基因组文库含有该种生物_______（填“部分”或“全部”）的基因。为保证载体和基因组DNA片段能够连接，载体要先用_______（酶）处理。将基因组DNA导入大肠杆菌菌群前，大肠杆菌需要提前用_______处理，使其处于感受态。

(2)研究者需要从基因组文库中获取动物细胞的Y基因进行实验。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_______和4种脱氧核苷酸，该技术依据的生物学原理是_______。

(3)甲链为Y基因的转录模板链，乙链为甲链的互补链。转化之后，为了判断Y基因是否进入受体细胞，可以用_______链片段作为探针；为判断目的基因是否成功转录，可以用_______链片段作为探针。

14、Anti基因是小型猪器官表面的抗原基因，人工合成的reAnti基因的模板链与Anti基因的模板链互补。科学家利用合成的reAnti基因培育出转基因猪，用于解决人类器官移植后免疫排斥的问题。回答下列问题：

(1)科学家可利用____________技术获取大量reAnti基因。要想成功获取上述转基因猪，需要实施基因工程。基因工程的核心步骤是____________，这一关键操作的目的是：①使目的基因____________；②使目的基因能够表达和发挥作用。

(2)转基因猪的细胞核中是否含有reAnti基因和Anti基因这两种基因？____________（填“是”或“否”）。转基因猪可以用于人类器官移植的原因是____________。

15、（一）啤酒生产需经过制麦、糖化、发酵等主要环节。糖化主要是将麦芽中的淀粉等有机物水解为小分子的过程。主要工艺流程如下图所示，请回答下列问题：

(1)制麦过程需促使大麦种子萌发，发芽大麦合成大量_______________直接促进糖化，淀粉糖化后啤酒酵母才能充分发酵的原因是____________________。

(2)大麦发芽会消耗部分储存的有机物，影响产量，提高了成本，厂家试行用____________（激素）诱导处理大麦种子，解决以上问题。

(3)啤酒泡沫的稳定性是啤酒品质的一个重要指标，发酵液中蛋白质有助于泡沫的稳定，为获得优质啤酒酵母，把经射线处理过的酵母菌液，稀释后___________在酪蛋白固体培养基上，选取周围透明圈小的菌落，表明其蛋白酶活性__________，扩增鉴定后获取用于生产的菌株。

(4)研究把啤酒酵母进行固定化试行连续生产工艺时，使用包埋法固定化细胞比固定化酶有明显优势的原因是_______________；细胞固定化后的缺陷是只能利用__________（胞外、胞内）酶，但同时酶的稳定性相比应用固定化酶技术要高，其原因是______________________________。

（二）基因X仅在水稻体细胞和精子中表达蛋白X，在卵细胞中不能转录。为研究基因 X表达对水稻卵细胞的影响，进行如下实验：

(5)从水稻体细胞提取基因X的mRNA，首先需破碎细胞，经离心后获得______________，利用基因X的局部特定短序列做______________，从中钓取相应mRNA经______________后获取目的基因。

(6)将基因X编码序列与Luc基因（荧光素酶基因，荧光素酶能催化荧光素产生荧光）拼接成X-Luc融合基因（表达的蛋白质能保留两种蛋白质各自的功能），并将融合基因插入到_____________的T-DNA中，利用_______________法将融合基因转入水稻愈伤组织。

(7)经修饰处理的T-DNA上______________可与卵细胞RNA聚合酶结合，从而在转基因水稻卵细胞中能表达基因X。分离并培养转基因水稻卵细胞，添加_____________即可筛选出成功表达基因X的卵细胞。

(8)水稻卵细胞在未受精时一般不进行发育，从转基因植株未成熟种子中分离出胚，观察到细胞内仅含一个染色体组，表明基因 X对水稻卵细胞的影响可能是_______________________。