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

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]过程①利用质粒构建基因表达载体,该过程需要用到限制酶和DNA连接酶,A正确;②表示将目的基因导入大肠杆菌或酵母菌并将抗体蛋白表达的过程,从而产生外壳上携带不同抗体的不同的噬菌体,B错误;③表示利用抗原和抗体特异性结合的原理筛选能与特定抗原结合的抗体,C正确;酵母菌是真核生物,适合生产复杂蛋白如抗体,过程④可将目标抗体A的基因导入酵母菌进行发酵生产,D正确。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)碱基互补配对载体(2)成功敲入了目的基因S1和S3(3)①S2或S5②S4组对应图丁中的E组,细胞中一对同源染色体的两条染色体均敲入了不止1个目的基因,导致引物之间距离过大而无法完成PCR(4)增加一个靶向ITR的gRNA基因[解析](1)gRNA是一段RNA序列,和DNA序列的结合是依据碱基互补配对原则进行的,引导Cas9蛋白对目的基因进行定点切割。在基因工程中使用的载体除质粒外,还有噬菌体、动植物病毒等(选择性必修3教材第72~73页)。(2)①准确解读图中信息:由图甲可知引物1和引物2是分别根据受体细胞基因组与目的基因的序列设计的,在PCR体系中加入引物1和引物2后能检测到条带说明目的基因成功插入,结合图乙中野生型信息,在PCR体系中加入引物1和引物3后能检测到条带说明原始序列(野生型条带)存在。②进一步推理:同源染色体中只有一条染色体敲入了目的基因意味着既有野生型条带又有目的基因插入条带,为杂合子。③得出结论:图乙中S1和S3既有野生型条带又有目的基因插入条带。(3)①准确解读图甲信息:由图甲可知引物1和引物4都是根据受体细胞基因组的序列设计的,图丙最左侧展示了野生型条带,为图片靠下的条带。②准确解读图丙信息:根据凝胶中DNA的迁移速率与DNA分子的大小有关推理图片靠上的条带为目的基因插入条带,与图乙对应。③推理:由图丁可知B组只存在目的基因插入条带,对应S2或S5。④进一步推理:由图乙可知S4组只存在目的基因插入条带,但在图丙中无条带,推测S4组对应图丁中的E组,由图丁可知E组有5个靶基因拷贝,可能因为细胞中一对同源染色体的两条染色体均敲入了不止1个目的基因,导致引物之间距离过大而无法完成PCR,所以图丙中的S4组无条带。(4)①明确实验目的:由文本信息可知实验目的为对CRISPR⁃Cas9相关DNA片段进行改进,以降低AAV基因组DNA串联插入细胞的比例。②分析条件信息:由文本信息可知AAV基因组DNA通过ITR序列连续串联插入。③梳理逻辑关系:如果破坏ITR序列,则可有效破坏多个AAV基因组DNA通过ITR序列连续串联插入。④得出结论:为降低AAV基因组DNA串联插入细胞的比例,可以增加一个靶向ITR的gRNA基因,破坏ITR从而打破这种串联插入。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有5、10