北师大版生物选修三 4.2基因工程的操作程序 作业.docx

第2节基因工程的操作程序课时过关1在基因工程技术中，下列方法与目的基因获得无关的是()a辐射诱变法 b从cdna中获取c反转录法 d人工合成法答案a2如图为用于基因工程的一个质粒示意图。用ecor限制性内切酶切割目的基因和该质粒，再用dna连接酶连接形成重组质粒，然后导入大肠杆菌，最后将大肠杆菌放在四种培养基中培养：a无抗生素的培养基，b含四环素的培养基，c含氨苄青霉素的培养基，d含四环素和氨苄青霉素的培养基。含重组质粒的大肠杆菌能生长的是()aa ba和cca和b db和c答案b3不属于目的基因与运载体结合过程的是()a用一定的限制性内切酶切割质粒，露出黏性末端b用同种限制性内切酶切割目的基因，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引入到受体细胞中进行扩增答案d4下列哪项不是表达载体所必需的组成()a目的基因 b启动子c终止子 d抗青霉素基因答案d5我国科技工作者利用基因工程方法成功培育出抗虫棉，下列导入目的基因的做法，正确的是()将毒素蛋白注射到棉受精卵中将编码毒素蛋白的dna序列，注射到棉受精卵中将编码毒素蛋白的dna序列，与细菌质粒重组导入细菌，用该细菌感染棉的体细胞，再进行组织培养花粉管未愈合前，剪去柱头，滴加编码毒素蛋白的dna序列，使其借助花粉管通道进入受体细胞a bc d答案c解析基因工程一般要经历四个步骤：首先获得目的基因，即获得编码毒素蛋白的dna序列，再将其与运载体(质粒)结合，形成重组质粒。然后，把它导入受体细胞(棉的体细胞或受精卵)，随着受体细胞繁殖而复制，最终表达出所需要的性状。6下列关于基因表达载体导入微生物细胞的叙述中，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感受态细胞吸收重组表达载体dna分子的液体只要调节为适宜的ph即可，没必要用缓冲液答案d解析将基因表达载体导入微生物细胞时，需在一定条件(如适宜的温度、ph等)下，将基因表达载体和感受态的微生物细胞混合培养，在培养过程中，可能会影响ph的变化，因此要加入缓冲液，以保持适宜的ph。7利用外源基因在受体细胞中表达，可生产人类所需要的产品。下列选项中能说明目的基因完成了在受体细胞中的表达的是()a棉花二倍体细胞中检测到细菌的抗虫基因b大肠杆菌中检测到人胰岛素基因及其mrnac山羊乳腺细胞中检测到人生长激素dna序列d酵母菌细胞中提取到人干扰素蛋白答案d解析基因表达的产物是蛋白质，因此，只有在受体细胞中检测或提取到了相应蛋白质才能证明目的基因在受体细胞中完成了表达。a、c项只能说明完成了目的基因的导入，b项只能说明完成了目的基因的导入和目的基因的转录过程。8检测转基因生物是否转录出mrna，应通过何种分子杂交方法实现()adnadna杂交bdnarna杂交crna蛋白质杂交d抗原抗体杂交答案b解析a、b、d三项分别是在复制、转录和翻译水平上检测基因工程是否成功，c项所述分子杂交方法是不存在的。9萤火虫能发光是因为萤火虫体内通过荧光素酶催化的系列反应所产生的现象。如果荧光素酶存在于植物体内，也能使植物体发光，一直以来荧光素酶的唯一来源是从萤火虫腹部提取的。但加利福尼亚大学的一组科学家成功地通过基因工程实现了将荧光素酶基因导入到大肠杆菌体内，并在大肠杆菌体内生产荧光素酶。请你根据已知的知识回答下列有关问题：(1)获取目的基因通常有两种途径，分别为_。(2)在该过程中需要多种酶的参与，其中包括_等。(3)下列可作为受体细胞的生物有()a土壤农杆菌 b结核杆菌c噬菌体 d病毒(4)在此转基因工程中，是由质粒承担运载体的。在将体外重组的dna插入大肠杆菌体内之前通常要用_处理大肠杆菌，目的是_。(5)由于荧光素酶的特殊作用，人们一直设想将其基因作为实验工具，将它和某一基因连接在一起导入植物体内，如与固氮基因连接在一起导入植物体内，判断固氮基因是否导入的方法是_。(6)与杂交育种、诱变育种相比，通过基因工程来培育新品种的主要优点是_和_。答案(1)化学合成法和从基因组中直接分离法(2)限制性内切酶、dna连接酶(3)a(4)氯化钙增大细胞膜的通透性，使重组质粒能够导入到受体细胞内(5)检测植物是否发光(6)目的明确培育周期短可以克服远缘杂交不亲和的障碍(只要合理，两点即可)10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：(1)获得a有两条途径：一是以a的mrna为模板，在_的催化下，合成互补的单链dna，然后在_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种脱氧核糖核苷酸和耐热性的dna聚合酶，扩增过程可以在pcr扩增仪中完成。(3)由a和运载体b拼接形成的c通常称为_。答案(1)反转录酶dna聚合酶氨基酸脱氧核糖核苷酸(2)引物模板(a基因)(3)基因表达载体解析(1)利用反转录法合成目的基因的过程是：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；根据蛋白质工程合成目的基因的过程是：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中脱氧核糖核苷酸的排列顺序，通过化学方法合成。(2)pcr过程中需要酶、底物、模板、引物等条件。(3)目的基因和运载体结合，形成基因表达载体。能力提升一、基础巩固1.基因工程是在dna分子水平上进行设计施工的,在基因操作的基本步骤中,不进行碱基互补配对的步骤是()a.人工合成目的基因b.基因表达载体的构建c.把目的基因导入受体细胞d.目的基因的检测和表达答案:c2.下列关于基因表达载体构建的叙述,不正确的是()a.需要限制性内切酶和dna连接酶 b.必须在细胞内进行 c.抗生素抗性基因可作为标记基因 d.启动子位于目的基因的首端解析:基因表达载体的构建是目的基因与运载体的结合,在此过程中需用同一种限制性内切酶切割目的基因与运载体,用dna连接酶将相同的末端连接起来。基因表达载体的构建是在细胞外进行的。基因表达载体包括启动子(位于基因首端使转录开始)、终止子、目的基因和标记基因等。答案:b3.下图是获得抗虫棉的技术流程示意图。卡那霉素抗性基因(kanr)常作为标记基因,只有含卡那霉素抗性基因的细胞才能在含卡那霉素的培养基上生长。下列叙述正确的是()a.构建重组质粒过程中需要限制性内切酶和dna连接酶来源:b.愈伤组织的分化产生了不同基因型的植株c.卡那霉素抗性基因中有该过程所利用的限制性内切酶的识别位点d.抗虫棉有性生殖后代能保持抗虫性状的稳定遗传解析:质粒与目的基因结合时需要用同一种限制性内切酶切割,切出相同的末端,然后用dna连接酶连接。愈伤组织由相同的细胞分裂形成,分化后产生基因型相同的植株。卡那霉素抗性基因作为标记基因不能有构建重组质粒时所用的限制性内切酶的切割位点,因为标记基因被切断后就不能再表达,从而失去作用。抗虫棉为杂合子,其有性生殖后代可能会发生性状分离,抗虫性状不一定能稳定遗传。答案:a4.利用外源基因在受体细胞中的表达可生产人类所需要的产品。下列选项中能说明目的基因完成了在受体细胞中表达的是()a.棉花二倍体细胞中检测到细菌的抗虫基因 b.大肠杆菌中检测到人胰岛素基因及其mrnac.山羊乳腺细胞中检测到人生长激素dna序列d.酵母菌细胞中提取到人干扰素蛋白解析:在基因工程中,判断外源基因是否“表达”常用的方法是看有无目的基因产物产生。答案:d5.ti质粒上有t-dna,这种dna可以转移到受体细胞,并且整合到受体细胞染色体的dna上。这种质粒存在于()a.大肠杆菌b.农杆菌c.酵母菌d.苏云金杆菌解析:ti质粒上有可转移的t-dna,ti质粒进入受体细胞后,t-dna将会整合到受体细胞的dna上,ti质粒是农杆菌中特有的一种质粒。答案:b6.将ada(腺苷脱氨酶基因)通过质粒pet28b导入大肠杆菌并成功表达腺苷脱氨酶。下列叙述错误的是()a.每个大肠杆菌细胞至少含一个重组质粒b.每个重组质粒至少含一个限制性内切酶识别位点c.每个限制性内切酶识别位点至少插入一个adad.每个插入的ada至少表达一个腺苷脱氨酶分子解析:由题目可知,ada通过质粒pet28b导入大肠杆菌并成功表达腺苷脱氨酶,说明每个大肠杆菌细胞至少含有一个重组质粒,一个重组质粒至少含一个限制性内切酶的识别位点,a、b两项正确。每个限制性内切酶的识别位点只能插入一个ada,c项错误。插入的ada至少表达一个腺苷脱氨酶分子,d项正确。答案:c7.受体细胞不同,将目的基因导入受体细胞的方法也不同,下列受体细胞与导入方法匹配错误的是()选项受体细胞导入方法a棉花细胞花粉管通道法b大肠杆菌农杆菌介导的遗传转化法c羊受精卵显微注射技术d番茄细胞基因枪法解析:将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌介导的遗传转化法、基因枪法、花粉管通道法等;将目的基因导入大肠杆菌常用的方法是氯化钙法。答案:b8.下列关于目的基因检测与鉴定的叙述,错误的是()a.可以根据受体细胞是否具有某种抗性来判断受体细胞是否获得了目的基因b.受体细胞必须表现出目的基因控制的特定性状,才能说明目的基因完成了表达过程c.目的基因检测的第一步是检测目的基因是否插入到转基因生物的dna上d.检测到受体细胞含有目的基因就标志着基因工程操作成功解析:目的基因成功导入受体细胞只是基因工程操作成功的必要一步,标志着基因工程操作成功的是目的基因在受体细胞中成功表达。答案:d二、能力提升9.土壤农杆菌能将自身ti质粒的t-dna整合到植物染色体dna上,诱发植物形成肿瘤。t-dna中含有植物生长素合成酶基因(s)和细胞分裂素合成酶基因(r),它们的表达与否能影响相应植物激素的含量,进而调节肿瘤组织的生长与分化(如下图)。据图分析,下列叙述错误的是()a.当细胞分裂素与生长素的比值升高时,诱发肿瘤生芽b.清除肿瘤组织中的土壤农杆菌后,肿瘤不再生长与分化c.图中肿瘤组织可在不含细胞分裂素与生长素的培养基中生长d.基因通过控制酶的合成控制代谢,进而控制肿瘤组织生长与分化解析:因土壤农杆菌的t-dna已经整合到植物dna分子上,所以在清除土壤农杆菌后,肿瘤仍会生长与分化。题图显示,当s基因不表达r基因表达(细胞分裂素与生长素比值升高)时,可诱发肿瘤生芽。图中肿瘤细胞中dna分子上有细胞分裂素合成酶基因和生长素合成酶基因,所以这个肿瘤在没有细胞分裂素和生长素的培养基上也能生长。r、s基因通过控制细胞分裂素合成酶和生长素合成酶的合成,进而控制细胞分裂素和生长素的合成,从而控制肿瘤的生长与分化。答案:b10.胰岛素是治疗糖尿病的重要药物。下图是基因工程技术生产胰岛素的操作过程示意图,请据图回答下列问题。(1)完成过程必需的酶分别是、。(2)在利用a、b获得c的过程中,常用切割a和b,使它们产生相同的,再加入,才可形成c。(3)取自大肠杆菌的物质b,在基因工程中起作用,必须具备的条件是(至少写两个)。(4)图中的d是基因工程中的细胞,能作为这种细胞的有等。解析:(1)过程表示由mrna到双链dna的过程,首先是以mrna为模板,在反转录酶的作用下合成单链dna,然后在dna聚合酶的作用下合成双链dna。过程是dna由双链解旋变成单链的过程,这个过程需要解旋酶。(2)a为目的基因,b为运载体,用同一种限制性内切酶切割,使它们产生相同的末端,然后在dna连接酶的作用下连接在一起形成重组dna。(3)从大肠杆菌中提取的b为质粒,在基因工程中可以起运载体的作用,运载体必须具备的条件是具有标记基因、具有目的基因插入位点和能够在寄主细胞中复制并稳定保存。(4)基因工程中常用的受体细胞是大肠杆菌、枯草杆菌、酵母菌和动植物细胞等。答案:(1)反转录酶、dna聚合酶解旋酶(2)同一种限制性内切酶末端dna连接酶(3)运载体具有标记基因、具有目的基因插入位点和能够在寄主细胞中复制并稳定保存(4)受体大肠杆菌、枯草杆菌、酵母菌和动植物细胞三、综合应用11.根据基因工程的有关知识,回答下列问题。(1)限制性内切酶切割dna分子后产生的片段,其末端类型有和。(2)质粒运载体用ecor切割后产生的片段如下:aattcggcttaa为使运载体与目的基因相连,含有目的基因的dna除可用ecor切割外,还可用另一种限制性内切酶切割,该酶必须具有的特点是。(3)反转录作用的模板是,产物是。若要在体外获得大量反转录产物,常采用技术。(4)基因工程中除质粒外,和也可作为运载体。(5)若用重组质粒转化大肠杆菌,一般情况下,不能直接用未处理的大肠杆菌作为受体细胞,原因是。解析:(1)限制性内切酶切割dna分子后,露出的末端类型有黏性末端和平末端两种。(2)要想用另一种限制性内切酶切割目的基因并与题中质粒运载体相连接,则该限制性内切酶切割后的末端应与ecor切割后的末端相同或互补。(3)反转录的模板是rna,产物是cd