第十单元　课时练54　基因工程的基本工具和基本操作程序(含DNA的粗提取)-2026版一轮复习

第十单元课时练54基因工程的基本工具和基本操作程序(含DNA的粗提取)选择题1～2题，每小题7分，3～6题，每小题8分，共46分。一、选择题1．(2024·湖南，5)某同学将质粒DNA进行限制酶酶切时，发现DNA完全没有被酶切，分析可能的原因并提出解决方法。下列叙述错误的是()A．限制酶失活，更换新的限制酶B．酶切条件不合适，调整反应条件如温度和酶的用量等C．质粒DNA突变导致酶识别位点缺失，更换正常质粒DNAD．酶切位点被甲基化修饰，换用对DNA甲基化不敏感的限制酶2．(2024·石家庄调研)图1为某种质粒简图，图2表示某外源DNA上的目的基因，小箭头所指分别为限制酶EcoRⅠ、BamHⅠ、HindⅢ的酶切位点。下列有关叙述错误的是()A．在基因工程中若只用一种限制酶完成对质粒和外源DNA的切割，则可选EcoRⅠB．如果将一个外源DNA分子和一个质粒分别用EcoRⅠ酶切后，再用DNA连接酶连接，形成一个含有目的基因的重组DNA，此重组DNA中EcoRⅠ切割位点有1个C．为了防止质粒和含目的基因的外源DNA片段自身环化，酶切时可使用BamHⅠ和HindⅢ两种限制酶同时处理质粒和目的基因D．一个如图1所示的质粒分子经EcoRⅠ切割后，含有2个游离的磷酸基团3．(2022·山东，13)关于“DNA的粗提取与鉴定”实验，下列说法错误的是()A．过滤液沉淀过程在4℃冰箱中进行是为了防止DNA降解B．离心研磨液是为了加速DNA的沉淀C．在一定温度下，DNA遇二苯胺试剂呈现蓝色D．粗提取的DNA中可能含有蛋白质4．(2023·广东，11)“DNA的粗提取与鉴定”实验的基本过程：裂解→分离→沉淀→鉴定。下列叙述错误的是()A．裂解：使细胞破裂释放出DNA等物质B．分离：可去除混合物中的多糖、蛋白质等C．沉淀：可反复多次以提高DNA的纯度D．鉴定：加入二苯胺试剂后即呈现蓝色5．(2025·黄石模拟)如图所示，研究人员将雪花莲凝集素基因(GNA)和尾穗苋凝集素基因(ACA)与载体(pBI121)结合，然后导入棉花细胞。下列操作不符合实验目的是()A．用PCR技术可检测GNA和ACA基因是否导入棉花细胞中B．将棉花细胞接种在含氨苄青霉素的培养基上可筛选出转基因细胞C．用限制酶BsaBⅠ和DNA连接酶处理两种基因可获得GNA—ACA融合基因D．与只用KpnⅠ相比，KpnⅠ和XhoⅠ处理融合基因和载体可保证基因转录方向正确6．(2025·十堰调研)当苹果削好皮或切开后放置一会儿，切口面的颜色就会由浅变深，最后变成深褐色。发生色变反应主要是因为这些植物体内存在着酚类化合物。酚类化合物易被氧化成醌类化合物，即发生变色反应变成黄色，随着反应的量的增加颜色就逐渐加深，最后变成深褐色。氧化反应的发生是由于与空气中的氧接触和细胞中酚氧化酶的释放。如图是培育抗褐变的转基因苹果的过程，下列叙述不正确的是()A．要想获得抗褐变的转基因苹果，目的基因可选择抑制酚氧化酶表达的基因B．实施步骤①是需要限制性内切核酸酶和DNA聚合酶的参与C．步骤④阶段使用的MS培养基中要加入植物激素和卡那霉素等物质D．为了评估目的基因抑制苹果褐变的效果，可与导入含pBI121质粒的植株作对照二、非选择题7．(16分)(2024·重庆，19)大豆是重要的粮油作物，提高大豆产量是我国农业领域的重要任务。我国研究人员发现，基因S在大豆品种DN(种子较大)中的表达量高于品种TL(种子较小)，然后克隆了该基因(两品种中基因S序列无差异)及其上游的启动子序列，并开展相关研究。我用夸克网盘分享了「与您分享-国家、地方、行业、团体标准」，点击链接即可保存。打开「夸克APP」，无需下载在线播放视频，畅享原画5倍速，支持电视投屏。链接：/s/45a9f612fe59提取码：t9EX联系qq:1328313560我的道客巴巴：/634cd7bd0a3f5a7311db139533c20794

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(1)基因S启动子的基本组成单位是____________。(2)通过基因工程方法，将DN克隆的“启动子D＋基因S”序列导入无基因S的优质大豆品种YZ。根据题图所示信息(不考虑未标明序列)判断构建重组表达载体时，为保证目标序列的完整性，不宜使用的限制酶是____________；此外，不宜同时选用酶SpeⅠ和XbaⅠ，原因是______________________________________________________________________。(3)为验证“启动子D＋基因S”是否连接在表达载体上，可用限制酶对重组表达载体酶切后进行电泳。电泳时，对照样品除指示分子大小的标准参照物外，还应有________________________________________________________________________。经验证的重组表达载体需转入农杆菌，检测转入是否成功的技术是______________。(4)用检测后的农杆菌转化品种YZ所得再生植株YZ－1的种子变大。同时将从TL克隆的“启动子T＋基因S”序列成功导入YZ，所得再生植株YZ－2的种子也变大，但小于YZ－1。综合分析，大豆品种DN较TL种子大的原因是___________________________________________________________________________________________________________。8．(20分)(2024·贵州，21)研究者用以蔗糖为唯一碳源的液体培养基，培养真菌A的野生型(含NV基因)、突变体(NV基因突变)和转基因菌株(转入NV基因)，检测三种菌株NV酶的生成与培养液中的葡萄糖含量，结果如表所示(表中“＋”表示有，“－”表示无)。检测用菌株蔗糖NV酶葡萄糖(培养液中)野生型＋＋＋野生型－－－突变体＋－－转基因菌株＋＋＋回答下列问题：(1)据表可推测__________诱导了NV基因表达。NV酶的作用是____________________。检测NV酶活性时，需测定的指标是_______________________________________________________________________________________________________________(答出1点即可)。(2)表中突变体由T－DNA随机插入野生型菌株基因组DNA筛选获得。从野生型与突变体中分别提取基因组DNA作为模板，用与__________(填“T－DNA”或“NV基因”)配对的引物进行PCR扩增。若突变体扩增片段长度__________(填“>”“＝”或“<”)野生型扩增片段长度，则表明突变体构建成功，从基因序列分析其原因是______________________________________________________________________________________________________。(3)为进一步验证NV基因的功能，表中的转基因菌株是将NV基因导入__________细胞获得的。在构建NV基因表达载体时，需要添加新的标记基因，原因是_______________________________________________________________________________________________。9．(18分)(2024·衡水模拟)研究人员从分解纤维素的细菌(A菌)中提取出一种纤维素酶基因(CBHⅡ)并进行PCR扩增，然后与高效表达载体pUT质粒(图1)连接构建成重组质粒并导入A菌，从而获得分解纤维素能力更强的工程菌(B菌)。请回答下列问题：几种限制酶识别序列及酶切位点限制酶识别序列及酶切位点BglⅡ5′－A↓GATCT－3′BstEⅡ5′－G↓GTNACC－3′(N为任意碱基)SacⅠ5′－GAGCT↓C－3′MspⅠ5′－C↓CGG－3′BamHⅠ5′－G↓GATCC－3′(1)构建成重组质粒时，应选择限制酶__________________对pUT质粒进行酶切，经酶切后形成了两个DNA片段(X和Y)，X两端的黏性末端分别为－CTAG和－CAATG，则Y两端的黏性末端分别为－CTAG和______________。(2)CBHⅡ基因中无上述限制酶的酶切位点，两端需添加相关酶切位点才能在酶切后与pUT质粒连接，PCR扩增过程中，最早经过________轮循环后，便可获得两端均携带限制酶识别序列的所需双链目的基因。PCR的产物一般通过琼脂糖凝胶电泳来鉴定。为了能在波长为300nm紫外灯下检测出DNA分子，需要在琼脂糖溶液中加入适量的____________。(3)为鉴定重组质粒是否构建成功以及是否成功导入A菌，将其接种在含抗生素________(填“M”或“N”)的培养基上培养，将3个不同菌落扩大培养后提取质粒分别进行双酶切并进行电泳，结果如图3所示(片段过小时检测不到条带)。据图分析，菌落________中成功导入了重组质粒。(4)为检测B菌的纤维素分解能力，将含有20%纤维素的培养基均分为三组，进行不同处理后，在相同条件下培养一段时间，测定培养基中纤维素含量，结果如图4所示，对照组2的处理为接种________，说明_____________________________________________________________________________________________________________________________________。答案精析1．B[限制酶失活会使DNA完全不被酶切，此时应更换新的限制酶，A正确；在酶切条件不合适时，可能会出现DNA完全没有被酶切的情况，需要调整反应条件如温度、pH等，但调整酶的用量没有作用，B错误；质粒DNA突变可能会导致限制酶识别位点缺失，进而造成限制酶无法进行切割，此时应更换为正常质粒DNA，C正确；质粒DNA上酶切位点被甲基化修饰，会导致对DNA甲基化敏感的限制酶无法进行酶切，此时应换用对DNA甲基化不敏感的限制酶，D正确。]2．B[图中目的基因两侧都有EcoRⅠ酶切位点，质粒上也存在EcoRⅠ酶切位点，若只用一种限制酶完成对质粒和外源DNA的切割，可选EcoRⅠ，A正确；EcoRⅠ切割外源DNA分子和质粒，再用DNA连接酶连接，形成的含目的基因的重组DNA分子中，EcoRⅠ酶切割位点有2个，B错误；为了防止质粒和含目的基因的外源DNA片段自身环化，酶切时可使用BamHⅠ和HindⅢ两种限制酶同时处理质粒和目的基因，C正确；该质粒分子经EcoRⅠ切割后，产生两个黏性末端，含有2个游离的磷酸基团，D正确。]3．B[离心研磨液是为了使细胞碎片沉淀，B错误；在沸水浴条件下，DNA遇二苯胺试剂呈现蓝色，C正确。]4．D[裂解是使细胞破裂释放出DNA等物质，针对不同的实验材料，可选择不同的方法破坏细胞，如植物细胞可选择研磨的方法，而动物细胞可选择吸水涨破的方法，A正确；DNA在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同，能溶于2mol/L的NaCl溶液，将溶液过滤，即可将混合物中的多糖、蛋白质等与DNA分离，B正确；DNA不溶于酒精，而某些蛋白质溶于酒精，可以反复多次用酒精沉淀出DNA，提高DNA的纯度，C正确；将DNA溶于NaCl溶液中，加入二苯胺试剂，沸水浴加热5分钟，待冷却后，溶液能呈现蓝色，D错误。]5．B[根据GNA－ACA融合基因的两端序列设计合适的引物，可以利用PCR技术检测GNA和ACA基因是否导入棉花细胞的染色体DNA上，A正确；由于重组质粒含有卡那霉素抗性基因，故将棉花细胞接种在含卡那霉素的培养基上可筛选出转基因细胞，B错误；GNA和ACA基因均有BsaBⅠ酶切位点，所以用限制酶BsaBⅠ和DNA连接酶处理两种基因可获得GNA－ACA融合基因，C正确；图中质粒与GNA－ACA融合基因上都含有KpnⅠ和XhoⅠ的酶切位点，与只用KpnⅠ相比，KpnⅠ和XhoⅠ处理融合基因和载体可保证基因转录方向正确，D正确。]6．B[褐变是细胞中的酚氧化酶催化酚类化合物变成黄色所致，故要想获得抗褐变的转基因苹果，可选择抑制酚氧化酶表达的基因作为目的基因，A正确；步骤①是目的基因表达载体的构建，该过程中需要限制性内切核酸酶和DNA连接酶的参与，B错误；步骤④是脱分化阶段，该阶段使用的MS培养基中要加入植物激素(影响细胞的发育方向)和卡那霉素(将含有目的基因的细胞筛选出来)，C正确；为了评估目的基因抑制苹果褐变的效果，可与导入不含目的基因质粒的植株作对照，本实验设计的目的是排除质粒本身对实验结果的影响，同时也能检测导入目的基因的效果，D正确。]7．(1)脱氧核糖核苷酸(脱氧核苷酸)(2)EcoRⅠ酶切后形成的片段黏性末端相同，易自我环化；不能保证目标片段与载体定向链接(反向链接)(3)酶切后的空载体片段，启动子D＋基因S片段PCR(4)品种DN的基因S上游启动子效应比TL强，使得基因S表达量更高，种子更大解析(1)启动子是RNA聚合酶识别和结合的部位，用于驱动基因转录，是一段有特殊序列结构的DNA片段，其基本组成单位是四种脱氧核糖核苷酸。(2)根据图示信息可知，“启动子D＋基因S”的DNA序列上存在EcoRⅠ的识别序列，若使用限制酶EcoRⅠ，会使目的基因序列被破坏；根据图中限制酶的识别序列可知，酶SpeⅠ和XbaⅠ切割产生的黏性末端相同，若用这两种限制酶切割，形成的DNA片段在构建基因表达载体时，容易出现自我环化，以及无法保证目的基因片段与载体片段单向连接，影响目的基因在受体细胞中的表达。(3)DNA电泳可以分离不同大小的DNA片段，用限制酶对重组表达载体酶切后的产物不仅有“启动子D＋基因S”片段，还有酶切后的空载体片段，因此电泳时，对照样品除指示分子大小的标准参照物外，还应有酶切后的空载体片段和“启动子D＋基因S”片段；在分子水平上检测目的基因是否转入成功可通过PCR等技术检测受体细胞的染色体DNA上是否插入目的基因或目的基因是否转录出mRNA。(4)根据(4)题目信息可知，再生植株YZ－1导入的目的基因为取自品种DN的“启动子D＋基因S”序列，再生植株YZ－2导入的目的基因为取自品种TL的“启动子T＋基因S”序列，结合题干信息“两品种中基因S序列无差异”可推测：品种DN的基因S上游的启动子D的效应强于品种TL的启动子T，启动子D使基因S表达量更高，因而种子更大。8．(1)蔗糖参与蔗糖分解代谢，将蔗糖分解成葡萄糖单位时间内葡萄糖的生成量(或蔗糖的减少量等)(2)NV基因＞突变体NV基因中插入了T－DNA序列，使基因中碱基对增加而发生突变(3)突变体便于筛选出成功导入NV基因的细胞解析(1)根据表格可知，野生型菌株在加入蔗糖的培养基中会合成NV酶，不加蔗糖不会合成NV酶，推测蔗糖诱导了NV基因表达。分析表格可知，有NV酶时，菌株就能将蔗糖分解成葡萄糖，因此NV酶可能参与蔗糖的分解代谢过程。检测NV酶活性时，需测定单位时间内葡萄糖的生成量或蔗糖的减少量等。(2)从题目中可知，突变体是由T－DNA随机插入野生型菌株基因组DNA筛选获得的。在进行PCR扩增时，使用的引物需要与特定的DNA序列互补配对，才能启动DNA的扩增。野生型菌株的基因组DNA中没有T－DNA的插入，所以只有用与NV基因配对的引物进行扩增时，才可以扩增出两种菌株的基因片段。突变体中的NV基因中插入了T－DNA序列，导致其碱基对增加，因此若突变体扩增片段长度＞野生型扩增片段长度，则表明突变体构建成功。(3)为进一步验证NV基因的功能，表中的转基因菌株是将NV基因导入突变体细胞获得的。突变体由于NV基因发生突变，无法正常表达NV酶，导致相关生理功能缺失或异常。将正常的NV基因导入突变体细胞，如果能够恢复原本在突变体中缺失或异常的生理功能，就可以有力地证明NV基因确实具有特定的功能。在构建NV基因表达载体时，需要添加新的标记基因，便于筛选出成功导入NV基因的细胞。9．(1)BglⅡ、BstEⅡ—CATTG(2)3核酸染料(3)N2、3