高中生物 专题112 基因工程的基本操作程序练习（含解析）新人教版选修3

基因工程的基本操作程序

［基础全练］

1.下列关于cDNA文库和基因组文库的说法，不正确的是（）

A.cDNA文库中的DNA来源于mRNA的逆转录过程

B.如果某种生物的cDNA文库中的某个基因与该生物的基因组文库中的某个基因控制的性状

相同，则这两个基因的结构也完全相同

C.cDNA文库中的基因都没有启动子

I）.一种生物的cDNA文库可以有许多种，但基因组文库只有一种

解析：cDNA是指以mRNA为模板，由逆转录酶催化形成的互补DNA,cDNA文库中的基因来自

mRNA逆转录，A正确；mRNA是由基因中的外显子部分转录后拼接形成的，因此cDNA文库中的

基因不包含启动了•和内含子等结构，与该生物的基因组文库中的基因结构不同，B错误；cDNA

文库中的基因都没有启动子，C正确；由于cDNA文库中只含有某种生物的部分基因，因此该

种基因文库可能有多种，而基因组文库中含有某种生物的全部基因，因此只有•种，D正确。

答案：B

2.下列有关PCR技术的说法，不正确的是（）

A.PCR是一项在生物体外复制特定的DNA片段的核酸合成技术

B.PCR技术的原理是DNA双链复制

C.利用PCR技术获取目的基因的前提是要有一段已知目的基因的核甘酸序列

D.PCR扩增中需要解旋酶解开双链DMA

解析：PCR是一项在生物体外复制特定的DNA片段的核酸合成技术，其原理是DNA双链复制，

A、B正确：利用PCR技术获取目的基因的前提是要有一段已知目的基因的核苜酸序列，以便

根据这一序列合成引物，C正确；PCR扩增中目的基因受热变性后解链为单链，不需要解旋附

解开双链DNA,D错误。

答案：D

3.下列选项中不是基因表达载体必要的组成成分的是（）

A.目的基因B.启动子

C.终止子D.抗青霉素基因

解析：目的基因、启动子、终止子、标记基因表达载体必耍的组成成分，而抗青霉素基因只

是标记基因中的一种。

答案：D

4.要检测受体DNA中是否成功插入了目的基因，需要用基因探针，这里的基因探针是指（）

A.用于检测疾病的医疗器械

B.带标记的与目的基因互补的核酸序列

C.带标记的蛋白质分子

I）.人_1合成的免疫球蛋白

解析：本题中基因探针是指用放射性同位素或荧光分子标记的与目的基因互补的核酸序列，

利用碱基互补配对原则，检测目的基因是否导入受体细胞的DNA中。

答案：B

5.下列关于目的基因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

等

B.受体细胞所处的•种能吸收周围环境中D\A分子的牛理状态称为感受态

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我体DNA分子的液体只要调节为适宜的pH即可，没必要加入缓

冲液

解析：因为原核生物繁殖快，且多为单细胞，遗传物质相对较少，故常用原核生物作为受体

细胞，A正确：Ca"处理后细胞处于能吸收周围环境中DNA分子的生理状态称为感受态，感受

态细胞吸收DNA分子需要适宜的温度和酸碱度，B、C正确；感受态细胞吸收重组表达载体DNA

分子的液体需要加入缓冲液，D错误。

答案：D

6.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mRNA

C.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：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。

答案：I）

7.如图为基因表达载体的模式图，下列有关基因工程中载体的说法错误的是

上动子桶人基因

发制原点

\抗生奈抗性茶因

A.基因，程的核心步骤是基因表达载体的构建

B.任何基因表达载体的构建都是一样的，没有差别

C.图中启动子位于基因的首端，是RNA聚合酶识别和结合的部，立

D.抗生素抗性基因的作用是作为标记基因，用于鉴别受体细胞中是否导入了目的基因

解析：由于受体细胞有植物、动物和微生物之分，以及目的基因导入受体细胞的方式不同，

所以基因表达载体的构建也会有所差别，不可能千篇一律。

答案：B

8.如图表示科学家通过基因T程培育抗电棉时,从苏云金芽的杆菌中提取抗虫基因“放入”

棉花细胞中与棉花的DNA分子结合起来而发挥作用的过程示意图。以下说法正确的是（）

A.图中I是质粒，常直接从大肠杆菌中获取

B.图中II是含目的基因的重组Ti质粒，步骤②是将重组质粒导入棉花细胞

C.图中IH是农杆菌，通过步骤③将目的基因导入植株

D.剔除培育成功的抗虫棉体内的四环素抗性基因会影响抗虫基因的表达

解析：I为质粒，真正被用作载体的质粒，都是在天然质粒的基础上进行过人工改造的，A错

误；图中步骤②是将重组质粒导入农杆菌细胞，B错误；图中步骤③是将目的基因导入植株，

C正确：基因的表达具有独立性，剔除抗虫棉体内的四环素抗性基因不影响抗虫基因的表达，

I）错误。

答案：C

9.科学家设法将人的牛.长激素基因导入其他生物体（细胞）内，从血获1仅大量的人的生长激素，

应用于侏儒症的早期治疗，如图所示。请据图回答下列问题：

◎一

嬴/备给人的生KM索mRNA

户（借导入大肠杆菌通过微生物培养获取生长«嫁

丝v人动物细胞通过动物细#（培养状取生长激素

温力国号人动物体内通过血原生物反应器麻取生长a媒

（1）过程①采用的方法是____________,过程②之前需用__________处理含目的基因的DNA片

段和质粒。（2）过程③需事先对大肠杆菌用________处理，使其处于感受态，接着

,从而完成转化过程。

（3）过程⑤重组载体导入动物细胞一般使用法。

解析：（1）过程①是由mRNA通过逆转录形成DNA的过程，过程②是将质粒和目的基因拼接在

一起，形成重组质粒的过程，在拼接前要用同一种限制酶对含目的基因的DNA片段和质粒进

行切割。以形成相同的黏性末端。（2）过程③是将里组质粒导入大肠杆菌细胞，需要事先用Cl

+处理，使大肠杆菌细胞成为感受态细胞，接着将重组质粒与感受态细胞混合。在一定温度下

促进感受态细胞吸收DNA分子。（3）将目的基因导入动物细胞常采用显微注射法。

答案：（1）逆转录同一种限制酶（2）Ca"将重组表达载体溶于缓冲液与感受态细胞混合，

在一定温度下促进感受态细胞吸收DNA分子（合理即可）（3）显微注射

10.农杆菌是一种在土壤中生活的微生物，能在自然条件下感染植物，因而在植物基因工程

中得到了广泛的运用。如图为农杆菌转化法的示意图，试回答下列问题：

场人目的M因

的染色体DNA

Ti质粒T储

T61盘携r背外含OII的基含承组Ti质植物瑁胞

1-DNA望谿闪的g粒的农杆菌次现出新

1Ki性状的植株

的DNATi质粒

（1）一般情况下农杆菌不能感染的植物是_______，利用农杆菌刍然条件下感染植物的特点，

能。具体原理是在农杆菌的Ti质粒上存在T-DNA片段，它具有可转移

至受体细胞并整合到受体细胞_______上的特点，因此只要将携带外源基因的DNA片段插入

到（部位）即可。

（2）根据T-DNA这一转移特点，推测该DNA片段上可能含有控制_______（酶）合成的基因。

（3）图中c过程中，能促进农杆菌向植物细胞转移的物质是_______类化合物。

⑷植物基因工程中将目的基因导入受体细胞时，除了农杆菌转化法之外，还可采取

_o（至少写出两种）

解析：（1）一般农杆菌不能感染单子叶植物，可感染双子叶植物和裸子植物。利用其感染性，

可将目的基因导入植物细胞。真正可转移至受体细胞并整合到受体细胞染色体DNA上的是农

杆菌的T-DNA片段，因此目的基因必须插入到该部位才能成功。⑵根据T-DXA这•转移特点，

可以推测该DNA片段能控制合成DNA连接酶、限制酶，以实现与双子叶植物细胞染色体DNA

的整合。（3）植物细胞受伤后兀产生酚类物质，促进农杆菌向植物细胞转移。（4）植物基因工

程中将目的基因导入受体细胞时，除了农杆菌转化法之外，还有基因枪法和花粉管通道法等。

答案：（1）单子叶植物将目的基因导入植物细胞染色体的DNAT-DNA片段（2）DNA连接

酶、限制酶（3）酚（4）基因枪法、花粉管通道法

［素养提升］

11.如图表示利用致病病毒M（DNA病毒）的表面蛋白基因和无害病毒N,通过基因工程制作重

组M病毒疫苗的部分过程。①〜⑤表示操作流程，a〜h表示分子或结构。据图判断不正确的

说法是（）

A.图中所示的①②③过程中，用作运载体的DNA来自分子c

B.图中c所示质粒可能是由维菌或者病毒的DNA改造的

C.图中所示过程中，获取目的基因的步骤是流程①、②

D.在流程③中必须实施的步骤有切割质粒、将质粒与目的基因重组

解析：图中①②表示提取致病病毒V的DNA并切割下目的基因.图中③是目的基因与运载体

拼接过程，所以①②③过程中用作运载体的只有c,A正确；图中质粒不可能来自病毒的DNA,

因为病毒中没有质粒，B错误；图中①②表示提取致病病毒M的DNA并切割下目的基因，图中

③是目的基因与运载体的拼接过程，C、D正确。

答案：B

12.下面是将人的生长激素基因导入细菌d细胞内，产生“工程菌”的示意图。所用的载体

为质粒a。若已知细菌d细胞内不含质粒a,也不含质粒a上的基因，质粒a导入细菌后，其

上的基因能得到表达。能表明目的基因已与载体结合，并在受体细胞成功表达的结果是()

注.

(1)II抗氨节青霉素基因

(2)।一,四环京抗性落火

(3)e为目的基因与质粒a的结合点

(4)b为生长激素合成基因

细菌工程常

A.在含经羊吉福素的培养基和含四环素的培养基上均能生长繁殖的细菌

B.在含氮节青霉素的培养基和含四环素的培养基上都不能生长繁殖的细菌

C.在含缎羊吉得素的培养基上能生长繁殖，但在含四环素的培养基上不能生长繁殖的细菌

I).在含氨羊青霉素的培养基上不能生长繁殖，但在含四环素的涪养基上能生长繁殖的细菌

解析：由题图可知，人生长激素基因插入质粒后将四环素抗性基因破坏，该基因不再表达，

因此，含有重组质粒的受体细胞在含氨苇青霉素的培养基上能生长繁殖，但在含四环素的培

养基上不能生长繁殖。

答案：C

13.基因工程利用某目的基因(图甲)和R噬菌体载体(图乙)构建重组DNA。限制性核酸内切施

分别是纭/II、历次1和Sa“3Al。下列分析错误的是()

A.构建重组D'A时，可用的川和3Al切割目的基因所在片段和Pi噬菌体我体

B.构建重组DNA时，可用反依I和SaaI切割目的基因所在片段和Pi噬菌体载体

C.图乙中的R噬菌体载体只用发沸I切割后，含有2个游离的磷酸基团

D.用反苏I切割目的基因所在片段和巴噬菌体载体，再用DNA连接酶连接，只能产生一种重

组DNA

解析：由题图可知，BglW.Sau3Al及历乐【三种福在目的基因和R噬菌体上都有切口，故

可用常八1和Sa43AI或&oRI和Sa〃3AI切割目的基因所在片段和Pi噬菌体载体：从图乙知

Pi噬菌体载体为环状DNA,只用FcoRI切割后产生两条反向双蟒旋链状DNA,有2个游离的磷

酸基团：用历加I切割目的基因所在片段和Pi噬菌体载体，再用DNA连接酶连接，能产生不

止一种重组DNA。

答案：D

14.为了增加菊花花色类型，研究者从其他植物中克隆出花色基因C（图1）,拟将其与质粒（图

2）重组，再借助农杆菌导入菊花中。下列操作与实验目的不符的是（）

A.用限制性核酸内切酶£”RI和连接酶构建重组质粒

B.用含C基因的农杆菌侵染菊花愈伤组织，将C基因导入细胞

C.在培养基中添加卡那霉素，筛选被转化的菊花细胞

D.用DNA分子杂交方法检测C基因是否整合到菊花染色体上

解析：目的基因C和质粒都有可被氏•加1切割的酶切位点，另外需要DNA连接前将切好的目

的基因和质粒连接起来，A项正确；愈伤组织全能性较高，是理想的植物受体细胞，将目的基

因导入植物受体细胞的方法通常为农杆菌转化法，B项正确：质粒中含有潮霉素抗性基因，因

此选择培养基中应该加入潮霉素，C项错误：使用DNA分子杂交方法可检测目的基因是否整合

到受体染色体上，D项正确。

答案：C

15.下面是口蹄疫疫苗生产过程示意图，请据图回答下列问题：

(1)首先从口蹄殁病毒中提取部分合成病毒蛋白的RNA,而不是用口蹄疫病毒的全部RNA,原

因是合成病毒蛋白的RNA控制合成的病毒蛋白质，具有特性，又不会使动物致病。

以合成病毒蛋白的RNA产生病毒蛋白的DNA,