高三生物一轮复习基因工程重点题目练习

高三一轮复习基因工程【关于PCR】·PCR扩增过程中的循环图示与规律补充：引物中A+T比例越高，PCR退火温度越______。·引物的选择

1.为了筛选出转入了重组质粒的大肠杆菌，应在筛选平板培养基中添加四环素，平板上长出的菌落，常用PCR鉴定，所用的引物组成为图2中。2.为了对重金属污染的土壤进行生物修复，研究者将从杨树中克隆的重金属转运蛋白(HMA3)基因与外源高效启动子连接，导入杨树基因组中(如图)。为检测获得的转基因杨树苗中是否含有导入的HMA3基因，同时避免内源HMA3基因的干扰，在进行PCR扩增时，应选择的引物组合是()A．①＋③B．①＋②C．③＋② D．③＋④3.利用PCR技术扩增目的基因，其原理与细胞内DNA复制类似(如下图所示)。图中引物为单链DNA片段，它是子链合成延伸的基础。下列叙述错误的是()A．用PCR方法扩增目的基因时不必知道基因的全部序列B．设计引物时需要避免引物之间形成碱基互补配对而造成引物自连C．复性温度过高可能导致PCR反应得不到任何扩增产物D．第四轮循环产物中同时含有引物A和引物B的DNA片段所占的比例为15/16【PCR构建突变基因】4．利用PCR技术进行定点突变：利用重叠延伸PCR技术进行定点突变可以实现对纤维素酶基因进行合理性改造，其过程如下图所示。下列分析不正确的是()A．PCR1过程中的产物AB是依赖引物a和引物b扩增的结果B．引物c和引物b上均含有与模板链不能互补的碱基C．①过程需要先加热至90℃以上后再冷却至50℃左右D．②过程需要利用引物a和引物d获得突变产物AD【RT-PCR】5.以下为形成单链DNA后，再进行PCR扩增示意图。催化①过程的酶是________；核酸酶H的作用是________________。如果某RNA单链中一共有80个碱基，其中C有15个，A与U之和占该链碱基含量的40%，经过以上若干过程后共获得8个双链DNA，此过程中至少需加入G参与组成的核苷酸数量为________(以上过程不考虑引物)。【实时荧光RT-PCR】6.实时荧光RT－PCR可用于RNA病毒的核酸检测，其原理是：在PCR复性过程中探针和引物一起与模板结合，探针两侧分别带有荧光基团和抑制荧光发出的淬灭基团，新链延伸过程中，DNA聚合酶会破坏探针，导致荧光基团与淬灭基团分离而发出荧光。利用RT－PCR进行核酸检测的相关过程如图所示。下列说法错误的是()A．做RT－PCR之前，需要先根据cDNA的核苷酸序列合成引物和探针B．RNA不能作为PCR扩增的模板，故需要将样本中的RNA逆转录为DNA后再进行扩增C．若检测结果有强烈荧光信号发出，说明被检测者没有感染病毒D．病毒的检测还可检测病毒表面的物质或病毒引发产生的抗体，其原理都是抗原—抗体杂交【启动子具有物种及组织特异性】7.里氏木霉能高效表达并分泌纤维二糖水解酶Ⅰ(由cbh1基因编码)等多种蛋白质,且不会产生对人体有害的毒素。中国科学家用里氏木霉作为受体细胞成功表达出Nb20(一种高亲和性抗新冠病毒抗体)。操作流程如图。pUC19质粒→插入cbh1基因启动子→插入Nb20的编码基因→表达载体导入里氏木霉并整合至其染色体上→培养回答下列问题:(1)纤维二糖水解酶Ⅰ是土壤微生物分解纤维素所需酶之一,推测里氏木霉在生态系统中的成分是。与大肠杆菌相比,采用里氏木霉作为工程菌可以生产结构相对复杂的药用蛋白,推测其原因是。

(2)pUC19质粒是经人工改造过的一种载体质粒,一般要利用技术扩增以备用。

(3)Nb20的编码基因需插入至cbh1基因启动子的(填“上游”或“下游”),以保证Nb20的编码基因正常转录;构建的表达载体还需要的结构有(答出两点即可)。

【基因工程的基本操作程序】补充：农杆菌中的Ti质粒是植物基因工程中常用的载体，下列相关叙述正确的是()A．Ti质粒是能够自主复制的单链DNAB．Ti质粒中磷酸基团都与两个脱氧核糖相连接C．重组Ti质粒的受体细胞只能是植物愈伤组织细胞D．Ti质粒上的基因可全部整合到受体细胞染色体上8.研究发现，某种真菌可分泌纤维素酶，有效分解厨余垃圾中的纤维素。研究者从中提取纤维素酶(C1酶)基因D(下图)，利用一种高效表达载体HT质粒(下图)，将其导入到巨大芽孢杆菌中，有效分解厨余垃圾中的纤维素。现有MspⅠ、BamHⅠ、MboⅠ、SmaⅠ等限制酶，它们的识别序列和酶切位点分别为C↓CGG、G↓GATCC、↓GATC、CCC↓GGG。①将HT质粒和目的基因D通过同种限制酶处理后进行连接，形成重组质粒。为了筛选出含重组质粒的巨大芽孢杆菌，一般需要用添加______________的培养基进行培养。经检测，部分含有重组质粒的巨大芽孢杆菌菌株不能正确表达C1酶，其最可能的原因是____________________________________________。②科学家利用PCR定点突变技术改造了基因D，将图中虚线方框内的碱基对替换为T—A，基因D突变为D＋，大大提高了C1酶分解纤维素的能力。从杂合子中分离出图对应的DNA片段，用SmaⅠ完全切割，产物中共有________种不同长度的DNA片段。9.植物细胞壁中存在大量不能被猪消化的多聚糖类物质,如半纤维素多聚糖、果胶质(富含半乳糖醛酸的多聚糖)等。研究人员通过基因工程、胚胎工程等技术培育出转多聚糖酶基因(manA)猪,主要流程如下图(neo为新霉素抗性基因)。(1)运用PCR技术扩增DNA分子时,需经过变性→→延伸→重复过程。图2中的步骤[①]过程,是基因工程基本操作程序中的核心步骤。

(2)通过①过程获得的重组质粒含有4.9kb个碱基对,其中manA基因含有1.8kb个碱基对。现将该重组质粒成功导入受体细胞后,经培养,发现约有50%的细胞能正常表达目的基因产物,原因是目的基因与质粒结合时,存在正接和反接两种重组质粒。若用BamHⅠ和EcoRⅠ联合酶切割其中一种重组质粒,只能获得1.7kb和3.2kb两种DNA片段,若用上述联合酶切割同等长度的另一种重组质粒,则可获得kb、kb两种长度的DNA片段。

(3)在④过程的早期胚胎培养时,通常需要定期更换培养液,目的是。

(4)⑤过程前,通常需对受体母猪注射,使其能同期发情。与普通猪相比,该转基因猪的优势是。

10.图1是利用两种不同生物技术培育大鼠的过程。图2中质粒是基因工程中常用的质粒pIJ702,其中tsr为硫链丝菌素抗性基因,mel是黑色素合成基因,其表达能使白色的链霉菌菌落变成黑色菌落;而限制酶ClaⅠ、BglⅡ、PstⅠ、SacⅠ、SphⅠ在pIJ702上分别只有一处识别序列。(1)图1中应用到的生物工程技术有(多选)。

A.核移植技术 B.转基因技术C.胚胎移植技术 D.动物细胞培养技术(2)若大鼠甲和大鼠乙体内X染色体上均带有某种致病基因,则培育出的大鼠丙和大鼠丁携带致病基因的情况是(不考虑基因突变)。

(3)用SacⅠ和SphⅠ同时切割大鼠生长激素基因和质粒pIJ702,获取的目的基因去置换pIJ702上0.4kb的片段,构成重组质粒pZHZ8,上述两种质粒的限制酶酶切片段长度如上表所示。由此判断目的基因的片段长度为kb。参照表中数据,如果用PstⅠ和ClaⅠ同时酶切重组质粒pZHZ8,则两种酶可将pZHZ8切成个片段。

(4)重组质粒pZHZ8上的标记基因是,若将其导入链霉菌,在含硫链丝菌素固体培养基上培养后,筛选过程中要淘汰色菌落。【电泳技术在基因工程中的应用】11.下列有关电泳的叙述，不正确的是()A．电泳是指带电分子在电场的作用下发生迁移的过程B．待测样品中DNA分子的大小和构象、凝胶的浓度等都会影响DNA在电泳中的迁移速率C．进行电泳时，带电分子会向着与其所带电荷相同的电极移动D．PCR的产物一般通过琼脂糖凝胶电泳来鉴定12.大丽轮枝菌(一种丝状真菌)是引起棉花黄萎病的主要病原菌,因此对其研究至关重要。为观察大丽轮枝菌对棉花根的侵染路径,研究人员通过基因工程培育出了表达绿色荧光蛋白的转基因菌株。其主要过程如图1,分析回答:(1)据图1分析,过程①为保证sGFP正确插入质粒中,需要在目的基因两端添加_____________限制酶的识别序列。

(2)过程②表示基因工程的核心步骤:。首先需要利用上述两种限制酶对sGFP片段和质粒进行剪切,图中质粒大片段的左端和右端产生的黏性末端(填“能”或“不能”)自身连接成环,然后再利用DNA连接酶进行重组质粒的连接。

(3)由图1可知,此研究中利用法将sGFP导入大丽轮枝菌。为了获得所需的农杆菌,可用处理农杆菌,然后将重组质粒导入其中,接着在含有的选择培养基上进行筛选,利用平板划线法或稀释涂布平板法进行接种,培养后获得菌落。

(4)选择不同的农杆菌菌落,分别提取细菌质粒DNA,并用上述限制酶完全酶切后电泳,结果如图2,泳道为重组质粒的酶切结果。

(5)在获得高表达的转基因大丽轮枝菌后,将其接种到棉花根部,通过持续观察以确定其对棉花根部的侵染路径,为棉花黄萎病的治疗提供依据。

13.双酚A(BPA)是一种含碳有机物,是重要的工业原料,在环境中不易降解,科研人员对土壤中细菌等微生物降解BPA进行了相关研究。(1)BPA由多种途径进入环境,沿着在生态系统中传递,并逐级积累,产生富集现象。

(2)为探究BPA对土壤中的细菌数量及种类的影响,科学家进行了以下实验。①首先测定不同浓度BPA对土壤细菌生长情况的影响,结果如图1所示,实验结果表明。

注:电泳条带宽度与细菌相对数量的多少有直接关系②16SrDNA基因存在于所有细菌中,该基因包含多个恒定区和可变区,恒定区序列在所有细菌间无显著差异,可变区序列具有特异性。为探究BPA对细菌群落多样性的影响,利用16SrDNA基因的“恒定区”序列设计引物,PCR扩增16SrDNA片段,电泳结果如图2。如图A、B、C条带是各处理所共有的,说明各处理土壤中具有相同的细菌种类。不同浓度BPA处理出现了特有条带,如d、e、f、g和h条带,说明。且共有条带中宽度不同(如C),可推测不同浓度BPA导致不同细菌的发生改变,由此推测该细菌群落在发生。

(3)经过筛选,科研人员得到3株具有降解BPA能力的菌株,下列叙述正确的是。(不定项选择)

A.分离BPA降解菌的培养基需要以BPA为唯一碳源B.培养基中营养物质浓度越高,对微生物生长越有利C.依据菌落的形状、大小、颜色等可进行菌种的初步鉴定D.比较3株菌株降解BPA能力后,剩余菌液可直接倒掉【基因工程中的筛选问题】14.某质粒上有SalⅠ、HindⅢ、BamHⅠ三种限制酶切割位点，同时还含有抗四环素基因和抗氨苄青霉素基因。利用此质粒获得转基因抗盐烟草的过程，如下图所示。请回答下列问题：(1)将目的基因导入植物细胞，采用最多的方法是农杆菌转化法。其中用到的质粒是____________________；该质粒含有一段特殊的DNA片段，称为________________。该方法中农杆菌的作用是______________________________。(2)在构建重组质粒时，和只用一种酶切割目的基因的两端及质粒相比，选用HindⅢ和SalⅠ两种酶的好处是___________________________________。(3)含有目的基因的农杆菌可根据标记基因进行筛选。若农杆菌在含有氨苄青霉素和四环素的培养基上都可以生长繁殖，农杆菌中是否已含有目的基因？________(填“是”或“否”)。为什么？______________________________。(4)将已经转化的农杆菌进行如下操作，筛选出符合要求的农杆菌。先把转化的农杆菌接种到A培养基中培养，长出菌落后，用无菌牙签挑取A上的单个菌落，分别接种到B(含氨苄青霉素)和C(含四环素和氨苄青霉素)两个培养基的相同位置上，一段时间后，菌落的生长状况如图所示。含目的基因的菌落位于B或C上的哪些菌落中？请在图中相应的位置上圈出来。15.若要利用某目的基因(见图甲)和P1噬菌体载体(见图乙)构建重组DNA(见图丙)，限制性内切核酸酶的酶切位点分别是BglⅡ(A↓GATCT)、EcoRⅠ(G↓AATTC)和Sau3AⅠ(↓GATC)。下列分析合理的是()A．用EcoRⅠ切割目的基因和P1噬菌体载体B．用BglⅡ和EcoRⅠ切割目的基因和P1噬菌体载体C．用BglⅡ和Sau3AⅠ切割目的基因和P1噬菌体载体D．用EcoRⅠ和Sau3AⅠ切割目的基因和P1噬菌体载体16.下图表示pBR322质粒和人生长激素基因所在片段的结构信息，将二者构建的重组质粒导入受体菌并进行筛选。下列叙述错误的是()注：AmpR：氨苄青霉素抗性基因，TetR：四环素抗性基因A．应选择的限制酶组合是酶F和酶GB．所选用的受体菌不能含有AmpR和TetR基因C．用含氨苄青霉素的培养基筛选出含重组质粒的受体菌D．同时用三种限制酶处理图中质粒，电泳后可得到4个条带【基因编辑】阅读下列材料，回答11、12题。材料一：2020年的诺贝尔化学奖授予了两位在基因组编辑技术(如CRISPR/Cas)领域作出杰出贡献的女科学家。这项技术的问世源自于人们在本世纪初对细菌抵御外来入侵者(如噬菌体)的机理研究(如图所示)：不少的细菌当第一次被特定的噬菌体感染后，细菌Cas2基因开始表达出Cas2内切核酸酶(蛋白质)，Cas2内切核酸酶会随机低效切断入侵的噬菌体DNA双链，并将切下的DNA片段插入CRISPR位点，形成“免疫记忆”。当细菌再次遭遇同种噬菌体时，由CRISPR位点转录产生的crRNA便会将另一种内切核酸酶(如Cas9)准确带到入侵者DNA处，并将之切断，即“免疫杀灭”。材料二：在阐明CRISPR/Cas工作原理后不久，科学家们便据此发明了具有划时代意义的基因组编辑技术，其中最基本的形式便是基因的定点突变。在高等动植物细胞中，被切断的DNA会通过一种特殊的机制而连接在一起(即修复)，但这个修复过程会导致碱基的随机缺失或增加，从而使基因发生突变。17．对于细菌的免疫记忆和免疫杀灭过程的理解错误的是()A．内切核酸酶Cas2与基因工程的限制酶之间的区别主要表现在切割是否有序列特异性B．细菌利用图所示的CRISPR/Cas分子装置剿灭入侵噬菌体的过程，相当于高等动物的非特异性免疫C．内切核酸酶Cas9借助crRNA识别外来噬菌体身份可能是依靠碱基互补配对来实现D．细菌中Cas2基因的表达需要噬菌体DNA的刺激18．利用CRISPR/Cas工作原理，实现在高等动植物细胞中突变特定的基因，需向细胞内导入的目的基因应是_____________________（从以下基因中选择：Cas9基因、crRNA编码基因、待突变基因、Cas2基因）【乳腺生物反应器】19.人乳铁蛋白(hLF)对细菌、真菌和病毒等都有抑制作用。研究人员开展人乳铁蛋白基因乳腺特异性表达载体构建及转染研究,主要流程如下图,图中AseⅠ、NheⅠ、SalⅠ、BamHⅠ代表相关限制酶切点,neor为新霉素抗性基因,BLG基因为β乳球蛋白基因,GFP基因为绿色荧光蛋白基因,RT⁃PCR