課時(shí)跟蹤檢測(cè)二　基因工程的基本操作程序

1、課時(shí)跟蹤檢測(cè)(二)基因工程的基本操作程序(滿分50分時(shí)間25分鐘)一、選擇題(每小題2分，共20分)1下列關(guān)于基因工程的敘述，正確的是()A目的基因和受體細(xì)胞均可來(lái)自動(dòng)植物或微生物B限制酶和DNA連接酶都能識(shí)別特定的堿基序列，是兩類常用的工具酶C人胰島素原基因在大腸桿菌中表達(dá)的胰島素原具有生物活性D載體上的抗性基因有利于篩選含重組DNA的細(xì)胞和促進(jìn)目的基因的表達(dá)解析：選A目的基因和受體細(xì)胞均可來(lái)自動(dòng)、植物或微生物；基因工程中常用的工具酶有限制酶和DNA連接酶，前者能識(shí)別特定的堿基序列；大腸桿菌為原核生物，不含有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體等細(xì)胞器，不能對(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行加工，其合成的胰島素原無(wú)生物活性；載體中的

2、抗性基因?yàn)闃?biāo)記基因，其作用是有利于篩選含重組DNA的細(xì)胞，不能促進(jìn)目的基因的表達(dá)。2下列用于判斷目的基因是否轉(zhuǎn)移成功的方法中，不屬于分子檢測(cè)的是()A通過(guò)害蟲(chóng)吃棉葉看其是否死亡B轉(zhuǎn)基因生物基因組DNA與DNA探針能否形成雜交帶C轉(zhuǎn)基因生物中提取的mRNA與DNA探針能否形成雜交帶D轉(zhuǎn)基因生物中提取的蛋白質(zhì)能否與抗體形成雜交帶解析：選A分子水平的檢測(cè)包括三個(gè)方面：通過(guò)DNA分子雜交檢測(cè)目的基因是否插入受體細(xì)胞染色體的DNA上；通過(guò)RNA與DNA雜交，檢測(cè)目的基因是否轉(zhuǎn)錄；通過(guò)抗原抗體雜交，檢測(cè)目的基因是否翻譯。通過(guò)害蟲(chóng)吃棉葉看其是否死亡，屬于個(gè)體生物學(xué)水平的檢測(cè)。3下列關(guān)于PCR技術(shù)的敘述，正確

3、的是()APCR技術(shù)建立在對(duì)擴(kuò)增的目的基因序列完全已知的基礎(chǔ)上B該技術(shù)需要解旋酶和熱穩(wěn)定的DNA聚合酶C該技術(shù)需要一對(duì)特異性的引物，要求一對(duì)引物的序列是互補(bǔ)的D該技術(shù)應(yīng)用體內(nèi)DNA雙鏈復(fù)制原理，也需要模板、原料、能量、酶等條件解析：選DPCR技術(shù)擴(kuò)增的目的基因序列不一定是已知的，A錯(cuò)誤；PCR技術(shù)是通過(guò)高溫來(lái)使DNA解旋的，不需要解旋酶，B錯(cuò)誤；該技術(shù)需要的一對(duì)引物，分別能與模板DNA的兩條鏈的末端堿基配對(duì)，其序列不是互補(bǔ)的，C錯(cuò)誤。4下列關(guān)于基因表達(dá)載體的敘述，錯(cuò)誤的是()A基因表達(dá)載體的構(gòu)建是基因工程的核心B其上的啟動(dòng)子和終止子都是有特殊結(jié)構(gòu)的DNA片段C一般用抗生素抗性基因作為標(biāo)記基因D

4、雖然基因工程中的受體細(xì)胞有所不同，但構(gòu)建的基因表達(dá)載體都是一樣的解析：選D由于受體細(xì)胞有植物、動(dòng)物、微生物之分，目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞的方法不同，所以，表達(dá)載體的構(gòu)建也有所差別。5右圖是基因工程中基因表達(dá)載體的模式圖，若結(jié)構(gòu)X是表達(dá)載體所必需的，則X最可能是()A熒光蛋白基因B啟動(dòng)子C限制酶DDNA連接酶解析：選B一個(gè)完整的基因表達(dá)載體應(yīng)包括啟動(dòng)子、終止子、目的基因和標(biāo)記基因。6下列關(guān)于基因表達(dá)載體導(dǎo)入微生物細(xì)胞的敘述中，錯(cuò)誤的是()A常用原核生物作為受體細(xì)胞，是因?yàn)樵松锓敝晨?，且多為單?xì)胞，遺傳物質(zhì)相對(duì)較少B受體細(xì)胞所處的一種能吸收周圍環(huán)境中DNA分子的生理狀態(tài)稱為感受態(tài)C感受態(tài)細(xì)胞吸收D

5、NA分子需要適宜的溫度和酸堿度D感受態(tài)細(xì)胞吸收重組表達(dá)載體DNA分子的液體只要調(diào)節(jié)為適宜的pH即可，沒(méi)必要用緩沖液解析：選D將基因表達(dá)載體導(dǎo)入微生物細(xì)胞時(shí)，需在一定條件(如適宜的溫度、pH等)下，將基因表達(dá)載體和感受態(tài)的微生物細(xì)胞混合培養(yǎng)，在培養(yǎng)過(guò)程中，可能會(huì)影響pH的變化，因此要加入緩沖液，以保持適宜的pH。7利用基因工程技術(shù)生產(chǎn)羧酸酯酶(CarE)制劑的流程如下圖所示，下列敘述正確的是()A過(guò)程需使用DNA聚合酶B過(guò)程需使用解旋酶和PCR獲取目的基因C過(guò)程使用的感受態(tài)細(xì)胞可用NaCl溶液制備D過(guò)程可利用DNA分子雜交鑒定目的基因是否已導(dǎo)入受體細(xì)胞解析：選D過(guò)程是逆轉(zhuǎn)錄過(guò)程，需要逆轉(zhuǎn)錄酶催化

6、；從cDNA文庫(kù)中獲取所需要的目的基因，根據(jù)基因的核苷酸序列、基因的功能、基因在染色體上的位置或基因翻譯產(chǎn)物蛋白質(zhì)等特性來(lái)獲取，不需要用解旋酶，也不需要PCR；用CaCl2溶液處理大腸桿菌，可使其成為感受態(tài)細(xì)胞；鑒別目的基因是否導(dǎo)入受體細(xì)胞可利用DNA分子雜交技術(shù)。8以下甲、乙兩圖表示從細(xì)菌細(xì)胞中獲取目的基因的兩種方法，以下說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A甲方法可建立該細(xì)菌的基因組文庫(kù)B乙方法可建立該細(xì)菌的cDNA文庫(kù)C甲方法要以脫氧核苷酸為原料D乙方法需要逆轉(zhuǎn)錄酶參與解析：選C甲方法是從細(xì)菌的DNA中直接提取，故可以建立該細(xì)菌的基因組文庫(kù)；乙方法是由信使RNA逆轉(zhuǎn)錄得到的目的基因，故可以建立該細(xì)菌的cDN

7、A文庫(kù)。甲方法只要利用DNA限制性核酸內(nèi)切酶將其原有的DNA切斷即可，不需要以脫氧核苷酸為原料。乙方法需要逆轉(zhuǎn)錄酶參與，并且以脫氧核苷酸為原料。9右圖表示細(xì)胞膜上乙酰膽堿(一種神經(jīng)遞質(zhì))受體基因的克隆技術(shù)操作過(guò)程，下列相關(guān)分析正確的是()A獲得該mRNA的最佳材料是受精卵B構(gòu)建基因表達(dá)載體最可能使用的載體是大腸桿菌C完成過(guò)程必不可少的酶分別是逆轉(zhuǎn)錄酶、DNA聚合酶D探針篩選的目的是淘汰被感染的細(xì)菌，獲得未被感染的細(xì)菌解析：選C該受體基因在神經(jīng)細(xì)胞中表達(dá)，獲得該mRNA的最佳材料是神經(jīng)細(xì)胞。構(gòu)建基因表達(dá)載體最可能使用的載體是質(zhì)粒。探針篩選的目的是檢測(cè)是否存在cDNA。10藍(lán)藻擬核DNA上有控制葉

8、綠素合成的ch1L基因。某科學(xué)家通過(guò)構(gòu)建該種生物缺失ch1L基因的變異株細(xì)胞，以研究ch1L基因?qū)θ~綠素合成的控制，技術(shù)路線如下圖所示，下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()A過(guò)程應(yīng)使用不同的限制性內(nèi)切酶B過(guò)程都要使用DNA連接酶C終止密碼子是基因表達(dá)載體的重要組成部分D若操作成功，可用含紅霉素的培養(yǎng)基篩選出該變異株解析：選C限制性內(nèi)切酶有特異性，過(guò)程要切割的DNA序列不同，故應(yīng)使用不同的限制性內(nèi)切酶；DNA連接酶的作用是連接被切開(kāi)的磷酸二酯鍵，使ch1L基因、紅霉素抗性基因與質(zhì)粒結(jié)合；基因表達(dá)載體由目的基因、啟動(dòng)子、終止子、標(biāo)記基因組成，終止密碼子是mRNA上密碼子的一種，表示一次翻譯的結(jié)束；變異株中ch

9、1L基因被重組基因替換，重組基因中有紅霉素抗性基因，故可用含紅霉素的培養(yǎng)基篩選出該變異株。二、非選擇題(共30分)11(全國(guó)卷)(9分)圖(a)中的三個(gè)DNA片段上依次表示出了EcoR 、BamH 和Sau3A三種限制性內(nèi)切酶的識(shí)別序列與切割位點(diǎn)，圖(b)為某種表達(dá)載體的示意圖(載體上的EcoR、Sau3A的切點(diǎn)是唯一的)。GAATTCGGATCCGATCCTTAAGCCTAGGCTAG圖(a)圖(b)根據(jù)基因工程的有關(guān)知識(shí)，回答下列問(wèn)題：(1)經(jīng)BamH酶切后得到的目的基因可以與上述表達(dá)載體被_酶切后的產(chǎn)物連接，理由是_。(2)若某人利用圖(b)所示的表達(dá)載體獲得了甲、乙、丙三種含有目的基因

10、的重組子，如圖(c)所示。這三種重組子中，不能在宿主細(xì)胞中表達(dá)目的基因產(chǎn)物的有_，不能表達(dá)的原因是_。圖(c)(3)DNA連接酶是將兩個(gè)DNA片段連接起來(lái)的酶，常見(jiàn)的有_和_，其中既能連接黏性末端又能連接平末端的是_。解析：(1)由題圖可知，BamH和Sau3A兩種限制性內(nèi)切酶的共同識(shí)別序列是，二者切割可以形成相同的黏性末端，因此經(jīng)BamH酶切得到的目的基因可以與圖(b)所示表達(dá)載體被Sau3A酶切后的產(chǎn)物連接。(2)在基因表達(dá)載體中，啟動(dòng)子應(yīng)位于目的基因的首端，終止子應(yīng)位于目的基因的尾端，這樣目的基因才能順利地轉(zhuǎn)錄，再完成翻譯過(guò)程，即順利表達(dá)。圖中甲所示的目的基因插入在啟動(dòng)子的上游，丙所示目

11、的基因插入在終止子的下游，二者的目的基因均不能被轉(zhuǎn)錄，因此目的基因不能表達(dá)。(3)常見(jiàn)的DNA連接酶有E·coliDNA連接酶和T4DNA連接酶，其中T4DNA連接酶既能連接黏性末端又能連接平末端。答案：(1)Sau3A兩種酶切割后產(chǎn)生的片段具有相同的黏性末端(2)甲和丙甲中目的基因插入在啟動(dòng)子的上游，丙中目的基因插入在終止子的下游，二者的目的基因均不能被轉(zhuǎn)錄(其他合理答案可酌情給分)(3)E·coli DNA連接酶T4DNA連接酶T4DNA連接酶(其他合理答案可酌情給分)12(8分)下面是口蹄疫疫苗生產(chǎn)過(guò)程示意圖，請(qǐng)據(jù)圖回答下列問(wèn)題：(1)首先從口蹄疫病毒中提取部分合成病

12、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質(zhì)，具有_特性，又不會(huì)使動(dòng)物致病。以合成病毒蛋白的RNA產(chǎn)生病毒蛋白的DNA，需用到的工具酶是_。(2)構(gòu)建基因表達(dá)載體所需要的工具酶是_?；虮磉_(dá)載體除目的基因外，還應(yīng)包括_。(3)導(dǎo)入大腸桿菌前需先將大腸桿菌處理為_(kāi)細(xì)胞。(4)為檢測(cè)目的基因是否導(dǎo)入受體細(xì)胞，常常要借助載體上_的表達(dá)，更準(zhǔn)確的方法是利用放射性同位素標(biāo)記的_作探針與基因組DNA雜交。最后還要檢測(cè)目的基因是否翻譯成了病毒蛋白質(zhì)，利用的技術(shù)是_。解析：(1)病毒由核酸和蛋白質(zhì)組成，其蛋白質(zhì)外殼具有免疫特性，故口蹄疫疫苗生產(chǎn)過(guò)程只需提取口蹄

13、疫病毒中控制合成病毒蛋白的RNA部分。以RNA為模板合成DNA的過(guò)程屬于逆轉(zhuǎn)錄，需要逆轉(zhuǎn)錄酶。(2)基因表達(dá)載體的組成：目的基因、啟動(dòng)子、終止子、標(biāo)記基因。構(gòu)建基因表達(dá)載體一般用一定的限制酶切割質(zhì)粒，使其出現(xiàn)一個(gè)有黏性末端的切口，再用同種限制酶切割目的基因，產(chǎn)生相同的黏性末端。將切下的目的基因片段，插入質(zhì)粒的切口處，在DNA連接酶的作用下使質(zhì)粒與目的基因結(jié)合形成重組質(zhì)粒。(3)將目的基因?qū)胛⑸锛?xì)胞前，常用Ca2處理使其成為感受態(tài)細(xì)胞。(4)標(biāo)記基因的表達(dá)可檢測(cè)目的基因是否導(dǎo)入受體細(xì)胞，除此之外還可以用DNA雜交法。目的基因是否表達(dá)可用抗原抗體雜交技術(shù)進(jìn)行檢測(cè)。答案：(1)抗原逆轉(zhuǎn)錄酶(2)

14、限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶啟動(dòng)子、終止子、標(biāo)記基因(3)感受態(tài)(4)標(biāo)記基因病毒蛋白基因(目的基因)抗原抗體雜交技術(shù)13(13分)在培育轉(zhuǎn)基因植物的研究中，卡那霉素抗性基因(Kan)常作為標(biāo)記基因，只有含卡那霉素抗性基因的細(xì)胞才能在卡那霉素培養(yǎng)基上生長(zhǎng)。如圖為獲得抗蟲(chóng)棉的技術(shù)流程。請(qǐng)據(jù)圖回答：(1)基因工程的基本操作程序主要包括四個(gè)步驟：目的基因的獲取、_、將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞、_。(2)A過(guò)程需要的酶有_和_。(3)要把重組質(zhì)粒導(dǎo)入土壤農(nóng)桿菌，首先必須用_處理土壤農(nóng)桿菌，使土壤農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)變?yōu)開(kāi)態(tài)；然后將_在緩沖液中混合培養(yǎng)完成轉(zhuǎn)化過(guò)程。(4)含有重組質(zhì)粒的土壤農(nóng)桿菌侵染離體棉花葉片組織后

15、，將離體棉花葉片組織培養(yǎng)成再生植株要經(jīng)過(guò)C_和E_。如要確保再生植株中含有抗蟲(chóng)基因，可在C過(guò)程的培養(yǎng)基中加入_。(5)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)基因植株的卡那霉素抗性基因的傳遞符合孟德?tīng)栠z傳規(guī)律。將轉(zhuǎn)基因植株與_雜交，其后代中抗卡那霉素型與卡那霉素敏感型的數(shù)量比為11。若該轉(zhuǎn)基因植株自交，則其后代中抗卡那霉素型與卡那霉素敏感型的數(shù)量比為_(kāi)。解析：(1)基因工程的基本操作程序主要包括四個(gè)步驟：目的基因的獲取、基因表達(dá)載體的構(gòu)建、將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞、目的基因的檢測(cè)與鑒定。(2)基因表達(dá)載體的構(gòu)建過(guò)程中，需要用同種限制酶切割目的基因和載體，使它們產(chǎn)生相同的黏性末端，再用DNA連接酶把這兩個(gè)DNA片段連接起來(lái)。(3)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法導(dǎo)入目的基因時(shí)，首先必須用Ca2處理土壤農(nóng)桿菌，使土壤農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)變?yōu)楦惺軕B(tài)；然后將重組質(zhì)粒和感受態(tài)細(xì)胞在緩沖液中混合培養(yǎng)