高考生物一轮复习 备用题库 61 课时作业61　基因工程的基本操作程序及应用(一) 【答案】【作业手册】

课时作业61基因工程的基本操作程序及应用(一)1.D[解析]基因工程常用的载体有质粒、λ噬菌体和动植物病毒等,不包括毕赤酵母,A错误;毕赤酵母属于微生物,将目的基因导入微生物细胞的常用方法是钙离子处理法,B错误;毕赤酵母高效表达的产物是蛋白质,可用抗原-抗体杂交技术检测目的基因是否成功表达,C错误;毕赤酵母是一种高效的分泌蛋白表达系统,能用于大量生产外源蛋白质,该类蛋白质合成和加工后可分泌到细胞外,故用毕赤酵母表达系统生产外源蛋白质可不必裂解酵母菌,D正确。2.A[解析]根据启动子的方向,以及终止子的位置,PCR扩增启动子S时,图中引物Ⅰ、Ⅱ分别加入XhoⅠ、BamHⅠ识别序列,A错误;用Ca2+处理大肠杆菌,使大肠杆菌处于感受态,便于转入构建好的表达载体,B正确;氨苄青霉素抗性基因为标记基因,可使用添加氨苄青霉素的培养基筛选转入载体的菌株,C正确;PCR扩增得到的毒物诱导型启动子S(箭头表示转录方向)成功插入图中载体P区后,若水中有毒物,绿色荧光蛋白基因能表达,可通过转基因大肠杆菌的荧光情况判断水中是否含毒物,D正确。3.B[解析]PCR反应体系中需要添加耐高温的DNA聚合酶,不需要解旋酶,A错误;合成子链时,引物的小段核苷酸链先与模板链配对结合,然后在引物的3'端添加脱氧核苷酸进行子链延伸,B正确;利用PCR对目的基因进行扩增时只需要知道目的基因两端的序列即可,C错误;在设计两种引物时,两个引物之间的碱基序列不能互补,D错误。4.C[解析]可从人细胞中提取RNA后利用逆转录PCR技术获取目的基因,此时获得的目的基因没有启动子、终止子等,A正确;动物乳腺生物反应器需要使目的基因在乳腺细胞中表达,则目的基因的上游需连接在乳腺细胞中特异表达基因的启动子,B正确;动物受精卵全能性最高,用显微注射技术将表达载体导入受精卵来获得转基因动物,在乳腺细胞表达特定的基因是启动子的作用,并非将目的基因导入乳腺细胞,C错误;大肠杆菌是原核生物,不具有加工分泌蛋白的内质网和高尔基体,若用大肠杆菌作为受体细胞难以获得活性高的人凝血酶Ⅲ,D正确。5.C[解析]PCR扩增A时,为使A能与质粒结合形成重组质粒,需要在A的两侧加入相应的限制酶的酶切位点,即在引物中加入PstⅠ和XhoⅠ的酶切位点,A正确;由图可知,卡那霉素抗性基因是标记基因,因此在培养基中添加卡那霉素能初步筛选导入重组质粒的农杆菌,B正确;由题意可知,GUS基因表达产物可催化底物呈蓝色,但重组质粒中不含GUS基因,转化后的愈伤组织也不含GUS基因,应选择不呈现蓝色的组织进行培养,C错误;启动子若为除草剂诱导启动子,只有在有除草剂时才会表达,没有除草剂时不会表达,能够减少细胞物质和能量浪费,D正确。6.B[解析]分析题图可知,在加入试管1之前,质粒和目的基因已经被切割,故试管1中应加入DNA连接酶处理,A错误;试管2中用Ca2+处理,使大肠杆菌处于感受态,方便将重组载体导入不含lacZ基因的大肠杆菌中,B正确;若大肠杆菌的菌落为蓝色,则可能导入大肠杆菌的是不含目的基因的普通质粒,C错误;由题干信息可知标记基因是氨苄青霉素抗性基因,因此培养基中除必需的营养物质外,还应加入适量氨苄青霉素,D错误。7.D[解析]重组DNA含启动子P、药物A基因和Neo基因(卡那霉素抗性基因),导入受体细胞中,目的基因会插入受体细胞的基因组中,发生的可遗传变异类型为基因重组,A正确;诱变处理所依据的原理是基因突变,基因突变是不定向的,所以诱变处理使培养液中的链霉菌产生不同突变,B正确;药物A基因和Neo基因(卡那霉素抗性基因)共用一个启动子,所以卡那霉素抗性强弱可反映药物A基因的表达量,C正确;诱变处理后,在含不同浓度卡那霉素的培养基上各接种等量同一稀释度的培养液,含卡那霉素浓度最高的培养基上所长出的菌落,生产药物A的能力较强,但题图无法确定各培养基中卡那霉素的含量,D错误。8.B[解析]根据题意,用农杆菌转化法将链霉菌的靛蓝合成酶基因及其激活基因导入白玫瑰后,在细胞质中形成稳定显色的靛蓝,不受pH的影响,故本题方案中无须转入能调控液泡pH的基因,A正确;将sfp基因插入Ti质粒时若使用的限制酶是PmeⅠ和BamHⅠ,则会将终止子1一同切除,故只能用BamHⅠ,B错误;sfp和idgS基因具有各自的启动子,方向不同,转录时以不同链为模板,C正确;将目的基因导入植物细胞可采用农杆菌转化法,农杆菌可将Ti质粒上的T-DNA整合到白玫瑰染色体DNA上,D正确。9.(1)限制酶(2)无Cas9(N)、Cas9(C)存在于细胞质、无Cas9仅在远红光诱导时才有全酶进入细胞核,减少Cas9全酶长时间在细胞核中对非目标DNA的切割(3)①与黑暗组相比,远红光组增加了两条更小的条带,说明PCR产物被酶切②远红光诱导使Cas9恢复全酶活性,切割PLK基因,使其产生突变,抑制肿瘤细胞的增殖(4)构建多个不同表达载体3导入细胞,不同的表达载体3含不同的sgRNA基因与不同的诱导型启动子[解析](1)根据题干信息“人工设计的sgRNA靶向目标基因,Cas9蛋白在sgRNA引导下切割目标基因的双链DNA,使其断裂”可知,Cas9蛋白与sgRNA所形成的复合物的功能与基因操作工具中限制酶的功能类似,作用于磷酸二酯键将DNA在特定位点切开。(2)表达载体1中的启动子1为远红光诱导型启动子,在没有远红光照射时Cas9(N)蛋白基因不能发生转录,受体细胞中也就不能合成Cas9(N)蛋白。表达载体2中的启动子2为持续表达启动子,即使没有受到远红光照射,Cas9(C)蛋白基因也能正常转录,并翻译合成Cas9(C)蛋白,然后由表达载体2中的核外运序列引导蛋白质定位于细胞质,因此受体细胞中存在Cas9(C)蛋白并且位于细胞质。由于没有远红光照射,受体细胞没有合成Cas9(N)-Co复合物,Cas9(C)-Do复合物不能和Cas9(N)-Co复合物相遇,受体细胞中也就不会有Cas9蛋白。根据题干可知“长期存在于细胞核中的Cas9蛋白也可能产生对非目标DNA的切割,从而造成脱靶”,通过“构建Cas9(N)-Co复合物和Cas9(C)-Do复合物,这两个复合物在细胞中相遇时,Cas9可恢复全酶活性”,可知题述方法的优势在于仅在远红光照射时才有全酶进入细胞核,减少Cas9全酶长时间在细胞核中对非目标DNA的切割。(3)定期用远红光照射荷瘤小鼠后,Cas9(N)-Co和Cas9(C)-Do两个复合物在细胞中结合,使Cas9恢复全酶活性,Cas9蛋白在sgRNA引导下对目标基因PLK进行切割,与黑暗组相比,远红光组增加了两条更小的条带,说明PCR产物被酶切。因为远红光诱导使Cas9恢复全酶活性,切割PLK基因,使其产生突变,从而抑制了肿瘤细胞的增殖,则实验组小鼠的肿瘤明显小于对照组。(4)可以构建多个不同表达载体3导入细胞,不同的表达载体3含不同的sgRNA基因与不同的诱导型启动子,这样就可以利用本编辑系统对多个基因在不同时间进行可控编辑。10.(1)受精卵(2)①基因型为AA'的C(有Cre酶基因的AA')②P1、P33、4、7、85、10(3)1∶1[解析](1)小鼠是动物,在基因工程操作程序中,常利用受精卵作为受体细胞,因为受精卵的全能性最高,可以获得基因型为AA'的杂合鼠。(2)AA'鼠与AA'鼠杂交,理论上AA鼠∶AA'鼠∶A'A'鼠=1∶2∶1,AA'鼠与C鼠杂交,可获得AA鼠、AA'鼠、含有Cre酶基因的AA'鼠、含有Cre酶基因的AA鼠,因为实验目的是获得A基因胰腺特异性敲除模型小鼠,所以经过筛选后,获得A'A'鼠和含有Cre酶基因的AA'鼠。用A'A'鼠和含有Cre酶基因的AA'鼠杂交,后代鼠的类型有:①含Cre酶基因的AA'鼠、②AA'鼠、③含Cre酶基因的A'A'鼠、④A'A'鼠。含有Cre酶基因的A'A'鼠即A基因胰腺特异性敲除模型小鼠(因为Cre酶可将含LoxP序列的基因敲除)。由于图中载体与A基因颜色相同的区域序列相同,所以要区分A和A',一定要找到特异性的引物,用P1和P3为引物,扩增出的序列中含有LoxP序列,则说明是A'基因,若不含有LoxP序列,则说明是A基因。通过电泳图甲、乙可以看出,3~10分别是AA'鼠、AA'鼠、含有Cre酶基因的A'A'鼠、A'A'鼠、含有Cre酶基因的AA'鼠、AA'鼠、A'A'鼠、含有Cre酶基因的A'A'鼠。因此含A基因的有3、4、7、8,可实现A基因胰腺特异性敲除的