新教材同步系列2024春高中生物第3章基因工程第2节基因工程的基本操作程序课后提能集训新人教版选择性必修3

第3章第2节[基础达标]题组一目的基因的筛选与获得1．在基因工程的基本操作程序中，目的基因的获得途径不包括()A．从基因文库中获得目的基因B．利用PCR技术扩增目的基因C．人工合成目的基因D．利用DNA分子杂交技术，获得目的基因【答案】D【解析】可以从基因文库中获得目的基因，A不符合题意；获得目的基因的方法之一是PCR技术，B不符合题意；可以通过人工合成的方法获得目的基因，C不符合题意；DNA分子杂交技术不能用于获得目的基因，D符合题意。2．(2024·广东广州阶段练习)PCR是一种体外快速扩增DNA片段的技术。PCR过程一般阅历下述30多次循环：95℃下使模板DNA变性、解链→55℃下复性(引物与DNA模板链结合)→72℃下引物链延长(形成新的DNA链)。下列有关PCR过程的叙述中不正确的是()A．变性过程中破坏的是DNA分子内碱基对之间的氢键B．复性过程中引物与DNA模板链的结合是依靠碱基互补配对原则完成C．延长过程中须要DNA聚合酶、ATP、四种核糖核苷酸D．PCR与细胞内DNA复制相比所需酶的最适温度较高【答案】C【解析】变性是DNA分子解旋，该过程中破坏的是DNA分子内碱基对之间的氢键，A正确；复性过程中引物与DNA模板链的结合是依靠碱基互补配对原则完成的，B正确；延长是合成DNA的子链，所以该过程中须要DNA聚合酶、ATP、四种脱氧核糖核苷酸，C错误；PCR与细胞内DNA复制相比所需酶的最适温度较高，因为PCR过程须要高温变性，即使在复性时的温度也比较高，D正确。题组二基因表达载体的构建3．下列对基因表达载体构建的叙述，不正确的是()A．须要限制酶和DNA连接酶等特别工具B．基因表达载体中有的含有启动子和密码子C．标记基因不愿定是抗生素抗性基因D．基因表达载体的构建是基因工程的核心【答案】B【解析】基因表达载体是目的基因与载体的结合，在此过程中通常用同一种限制酶切割目的基因与载体，用DNA连接酶将相同的末端连接起来，A正确；基因表达载体含有启动子、终止子、标记基因和目的基因，密码子位于mRNA上，B错误；抗生素抗性基因可作为标记基因，但标记基因不都是抗生素抗性基因，C正确；基因表达载体的构建是基因工程的核心，在细胞外进行，使目的基因在受体细胞中稳定存在并且可以遗传给下一代并表达和发挥作用，D正确。4．在基因表达载体的构建中，下列说法不正确的是()①一个基因表达载体的组成只包括目的基因、启动子、终止子②有了启动子才能驱动目的基因转录出mRNA③终止子的作用是使转录在所须要的地方停止④全部基因表达载体的构建是完全相同的A．②③ B．①④C．①② D．③④【答案】B【解析】基因表达载体的组成包括目的基因、标记基因、启动子、终止子，①错误；有了启动子才能驱动目的基因转录出mRNA，②正确；终止子的作用是使转录在所须要的地方停止，③正确；由于受体细胞有植物、动物以及微生物之分，则目的基因导入受体细胞的方法不同，因此基因表达载体的构建不是完全相同的，④错误。5．(2024·广东名校阶段练习)下列关于试验“PCR片段的扩增及电泳鉴定”的叙述，正确的是()A．PCR反应中，变性阶段须要耐高温的解旋酶参加B．PCR反应中，复性阶段须要DNA聚合酶连接磷酸二酯键C．PCR反应中，延长阶段可将脱氧核苷酸连接到引物的5′端D．电泳时，DNA分子在凝胶中的迁移速率与DNA的大小和构象等有关【答案】D【解析】PCR反应中，变性阶段须要高温解开DNA双螺旋，无需解旋酶，A错误；复性阶段是指引物与模板结合，无需DNA聚合酶，B错误；延长可将脱氧核苷酸连接到引物的3′端，C错误；电泳时，DNA分子在凝胶中的迁移速率与DNA的大小和构象等有关，琼脂糖凝胶的浓度也会影响迁移速率，D正确。题组三将目的基因导入受体细胞6．农杆菌中含有一个大型的Ti质粒(如图所示)，在侵染双子叶植物细胞的过程中，其中的T－DNA片段转入植物的染色体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当在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胜利的最简洁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胜利【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当在T-DNA片段内，且要保证复制原点、启动子和终止子不被破坏，A正确；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，B正确；转基因抗旱植物培育是否胜利的最简洁检测方法是看该植物是否具有抗旱性状，C正确；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胜利，D错误。7．(2024·广东深圳期中)利用基因工程技术生产羧酸酯酶(CarE)制剂，用于降解某种农药的残留，基本流程如图。下列叙述正确的是()A．过程①的反应体系中须要加入逆转录酶和核糖核苷酸B．过程②需运用限制酶和DNA聚合酶，是基因工程的核心步骤C．过程③须要运用NaCl溶液处理利于重组表达载体导入大肠杆菌细胞D．过程可利用DNA分子杂交技术鉴定CarE基因是否胜利导入受体细胞【答案】D【解析】过程①是逆转录过程，以RNA为模板合成DNA，须要加入逆转录酶和脱氧核糖核苷酸，A错误；过程②是构建基因表达载体的过程，需运用限制酶和DNA连接酶，是基因工程的核心步骤，B错误；过程③是将目的基因导入受体细胞的过程，运用CaCl2溶液处理利于重组表达载体导入大肠杆菌细胞，C错误；可利用DNA分子杂交技术鉴定CarE基因是否胜利导入受体细胞，D正确。8．转化是指目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程。下列有关说法错误的是()A．大肠杆菌转化试验中可运用Ca2+处理以提高转化效率B．目的基因导入受体细胞前必需构建基因表达载体以便稳定存在C．将DNA溶液滴加在受粉后的花柱切面上，可以使目的基因进入胚囊D．农杆菌转化法中须要进行两次体外拼接和两次导入【答案】D【解析】可以用Ca2+处理大肠杆菌细胞，使其能吸取四周环境中的DNA分子，有利于重组的基因表达载体导入其中，提高转化效率，A正确；将目的基因导入受体细胞前必需构建基因表达载体，这是基因工程的核心步骤，B正确；花粉管通道法：可以用微量注射器将含目的基因的DNA溶液干脆注射到子房中，也可以在植物受粉后的确定时间内，剪去柱头，将DNA溶液滴加在花柱切面上，使目的基因借助花粉管通道进入胚囊，C正确；农杆菌转化法总体上有两次的拼接过程，发生在Ti质粒与目的基因之间(体外拼接)、携带目的基因的T-DNA与植物细胞的染色体DNA之间(体内拼接)，两次的导入过程，即基因表达载体导入农杆菌、农杆菌导入植物细胞，D错误。题组四目的基因的检测与鉴定9．(2024·广东河源周测)下图为转基因抗冻番茄培育过程的示意图(其中AmpR为抗氨苄青霉素基因)。下列叙述错误的是()A．④过程中可利用目的基因作为探针对植株进行筛选B．可同时选用限制酶PstⅠ、SmaⅠ对含目的基因的DNA进行剪切C．过程②可接受农杆菌转化法将含目的基因的表达载体导入受体细胞D．质粒上的抗性基因有利于筛选含目的基因的细胞和促进目的基因的表达【答案】D【解析】④过程中可利用目的基因作为探针对植株进行筛选，以获得含有目的基因的植株，A正确；AluⅠ酶切位点位于目的基因内部，若选择该酶切割会破坏目的基因，若选择同一种限制酶切割目的基因，则简洁导致构建基因表达载体时形成自体连接，而目的基因两侧含有限制酶PstⅠ和SmaⅠ的识别序列，且质粒上也含有这两种限制酶的切割位点，所以可同时选用限制酶PstⅠ、SmaⅠ对含目的基因的DNA进行切割，B正确；农杆菌转化法适用于双子叶植物或裸子植物，因此过程②可接受农杆菌转化法将含目的基因的表达载体导入受体细胞，C正确；质粒上的抗性基因有利于筛选含目的基因的细胞，但不能促进目的基因的表达，D错误。[实力提升]10．(2024·广东梅州期末)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猝灭基团，新链延长过程中，DNA聚合酶会破坏探针，导致荧光基团与猝灭基团分别而发出荧光。利用RT－PCR进行核酸检测的相关过程如下图所示。下列有关叙述错误的是()A．该技术须要用到解旋酶和TaqDNA聚合酶B．该技术的原理是DNA半保留复制C．该技术过程中需加入一对碱基序列不互补的引物D．若检测结果有荧光发出，说明被检测者可能感染了病毒【答案】A【解析】逆转录合成cDNA的过程中，反应体系中须要加入逆转录酶，在PCR技术中须要用到TaqDNA聚合酶，不须要解旋酶，A错误；该技术运用了DNA半保留复制的原理，B正确；由于DNA复制过程中子链的延长是在引物的3′端依次连接上去的，且两个引物须要连在两个互补的DNA模板链的5′端，因此该技术过程中需加入一对碱基序列不互补的引物，C正确；若检测结果有猛烈的荧光发出，说明被检测者感染了病毒；若检测结果没有检测出荧光，初步断定样本中不含有病毒，被检测者可能没有感染病毒，D正确。11．(2024·广东深圳期中)我国科学家将富含赖氨酸的蛋白质编码基因导入某植物，富含赖氨酸的蛋白质编码基因编码区共含678个碱基对，科学家利用了XbaⅠ和SacⅠ两种限制酶，并运用农杆菌转化法，将富含赖氨酸的蛋白质编码基因导入植物叶片细胞，再经植物组织培育获得转基因植株，使赖氨酸的含量比比照组明显提高，如图所示是相关培育过程，下列说法正确的是()A．重组质粒利用SacⅠ和HindⅢ切割后能得到1500bp片段，则表明目的基因正确插入质粒B．图中①过程接受农杆菌转化法，是因为农杆菌易侵染双子叶植物和裸子植物C．植物组织培育过程中，培育基中添加卡那霉素或新霉素都可以用于筛选转基因植株D．①过程前获得的重组质粒只须要两种工具，即限制酶和DNA连接酶【答案】A【解析】该质粒上含有三个限制酶切点，利用XbaⅠ和SacⅠ两种限制酶，运用农杆菌转化法，将富含赖氨酸的蛋白质编码基因导入植物叶片细胞，说明目的基因插入的位置为1900bp所在位置，即用富含赖氨酸的蛋白质编码基因替代了质粒中1900bp片段。因此会得到822＋678＝1500bp的新片段。由于重组质粒上移除1900bp而补充了富含赖氨酸的蛋白质编码基因的678个碱基对，加上未移除的822bp，所以用SacⅠ和HindⅢ切割重组质粒后，可得到822＋678＝1500bp的新片段，据此可确定目的基因正确插入了质粒，A正确；图中②过程接受农杆菌转化法，①过程须要接受感受态转化法，B错误；目的基因插入两个限制酶酶切位点之间，对卡那霉素抗性基因和新霉素抗性基因都无影响。之所以不能用卡那霉素筛选，是因为插入植物细胞染色体上的是质粒的T－DNA片段，而卡那霉素抗性基因不在此片段上，导入胜利的植物细胞对卡那霉素无抗性，C错误；①表示将目的基因导入农杆菌细胞，①过程前获得的重组质粒需三种工具，即限制酶、DNA连接酶、载体，D错误。12．某试验小组利用转基因技术培育耐盐水稻，如图1表示含有耐盐基因的外源DNA分子，图2表示质粒，其上含有BamHⅠ、SmaⅠ和HindⅢ三种限制酶的酶切位点。请据图回答下列问题：(1)分析上图可知，欲构建重组DNA分子，应选用________________两种限制酶切割质粒和外源DNA分子，运用两种不同的限制酶切割含目的基因的外源DNA和质粒的优点是_____________________________________。(2)题(1)中不运用另外一种限制酶切割的缘由是____________________________，题(1)中构建胜利的重组质粒若用该酶切割能产生________种不同的DNA片段。(3)质粒中抗性基因的作用是__________________。胜利导入了目的基因的受体细胞(受体细胞本身不含四环素抗性基因和氨苄青霉素抗性基因)，不能在含________(填“氨苄青霉素”或“四环素”)的培育基中进行培育。(4)从个体水平上鉴定耐盐基因是否胜利表达的方法是____________________________________________________________________________________________。【答案】(1)BamHⅠ和HindⅢ防止质粒和目的基因的自身环化及质粒与目的基因的反向连接(2)SmaⅠ会破坏目的基因3(3)筛选和鉴定目的基因四环素(4)将转基因水稻置于盐碱地中培育(或用确定浓度的盐水浇灌转基因水稻)，视察其能否正常生长【解析】(1)外源DNA和质粒上都含有限制酶BamHⅠ、HindⅢ和SmaⅠ的识别序列和切割位点，但限制酶SmaⅠ的识别序列位于目的基因中，因此构建基因表达载体时，应当选用限制酶BamHⅠ和HindⅢ切割质粒和外源DNA分子；运用两种不同的限制酶切割含目的基因的外源DNA和质粒可防止质粒和目的基因的自身环化及质粒与目的基因的反向连接。(2)构建胜利的重组质粒含有3个限制酶SmaⅠ的识别序列和切割位点，因此若用该酶切割构建胜利的重组质粒能产生3种不同的DNA片段。(3)质粒中抗性基因的作用是筛选和鉴定目的基因；构建基因表达载体时，四环素抗性基因被破坏，但氨苄青霉素抗性基因没有被破坏，因此胜利导入了目的基因的受体细胞(受体细胞本身不含四环素抗性基因和氨苄青霉素抗性基因)，不能在含四环素的培育基中进行培育。(4)从个体水平上鉴定耐盐基因是否胜利表达的方法是将转基因水稻置于盐碱地中培育(或用确定浓度的盐水浇灌转基因水稻)，视察其能否正常生长。13．苦荞是一种出名的经济植物，其含有的黄酮类化合物具有降血糖、降血脂等功效。CHS是合成黄酮类化合物的关键酶，有人把经修饰的CHS基因导入苦荞细胞中，培育高产黄酮苦荞品系。据图回答下列问题。(1)过程①中将修饰后的CHS基因与Ti质粒连接成重组Ti质粒的酶称为______________。这种酶主要有两类，一类是从T4噬菌体中分别得到的，另一类是从大肠杆菌中分别得到的，称为______