專題1-2 基因工程的基本操作程序測(cè)-2016-2017學(xué)年高二

選修3專題1第2節(jié)基因工程的基本操作程序（測(cè)）（滿分60分，40分鐘完成）一、單選題（30分，每題3分）1．綠葉海天牛（簡(jiǎn)稱甲）吸食濱海無隔藻（簡(jiǎn)稱乙）后，身體就逐漸變綠，這些“奪來”的葉綠體能夠在甲體內(nèi)長(zhǎng)期穩(wěn)定存在，有科學(xué)家推測(cè)其原因是在甲的染色體DNA上可能存在乙編碼葉綠體部分蛋白的核基因。為證實(shí)上述推測(cè)，以這種變綠的甲為材料進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，方法和結(jié)果最能支持上述推測(cè)的是（）通過PCR技術(shù)從甲體內(nèi)的DNA中克隆出屬于乙的編碼葉綠體蛋白的核基因通過核酸分子雜交技術(shù)，在甲體內(nèi)檢測(cè)到乙的編碼葉綠體蛋白的核基因轉(zhuǎn)錄出的RNA給甲提供14CO，一段時(shí)間后檢測(cè)到其體內(nèi)的部分有機(jī)物出現(xiàn)放射性用乙編碼葉綠體蛋白的核基因做探針與甲的染色體DNA雜交，結(jié)果顯示出雜交帶【答案】D【解析】通過PCR手段，雖然能夠從綠葉海天牛〔甲）的DMA中克隆出屬于濱海無隔藻〔乙）的編碼葉綠體蛋白的核基因，但不能排除其他因素如這是甲消化道中的乙殘?jiān)挠绊懀珹項(xiàng)不符合題意,通過檢酸分子雜交技術(shù),在甲體內(nèi)檢測(cè)到乙的編碼葉綠體蛋白的核基因轉(zhuǎn)錄出的剛山也不能直接證明甲的染色體D砒上存在乙編碼葉綠體蛋白的核基因，B項(xiàng)不符合題意，給甲提供叱0“一段時(shí)間后檢測(cè)到其體內(nèi)的部分有機(jī)物出現(xiàn)放射性，只能證明甲能將七爲(wèi)合成有機(jī)物，不能證明甲的染色ftDNA±1?在乙編碼葉綠體蛋白的核基因，C項(xiàng)不符合題意,用乙特有的編碼葉綠體蛋白的檢基因做探針與甲的染色體D皿雜交，結(jié)果顯示出雜交帶，最能支持“甲的染色體D砒上存在乙編碼葉綠體蛋白的核基因■"的推測(cè)，D項(xiàng)符合題意?！??科研人員以抗四環(huán)素基因?yàn)闃?biāo)記基因，通過基因工程的方法讓大腸桿菌生產(chǎn)鼠的B-珠蛋白，治療鼠的鐮刀型細(xì)胞貧血癥。下列相關(guān)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中，不合理的是（）用編碼序列加啟動(dòng)子、抗四環(huán)素基因等元件來構(gòu)建表達(dá)載體利用小鼠DNA分子通過PCR克隆出B-珠蛋白基因的編碼序列用含有四環(huán)素的培養(yǎng)基篩選出已經(jīng)導(dǎo)入B-珠蛋白編碼序列的大腸桿菌用Ca2+處理大腸桿菌后，將表達(dá)載體導(dǎo)入具有四環(huán)素抗性的大腸桿菌中【答案】D【解析】基因表中載體包括啟動(dòng)子、目的基因（B珠蛋白基因）、標(biāo)記基因（抗四環(huán)素基因）、終止子等，A正確；B珠蛋白基因?qū)儆谀康幕?，可以利用PCR技術(shù)擴(kuò)增，B正確；導(dǎo)入重組質(zhì)粒的大腸桿菌能抗四環(huán)素，因此可以用含有四環(huán)素的培養(yǎng)基篩選出已經(jīng)導(dǎo)入B珠蛋白編碼序列的大腸桿菌，c正確；抗四環(huán)素基因是標(biāo)記基因，用于篩選導(dǎo)入重組質(zhì)粒的受體細(xì)胞，因此受體細(xì)胞（大腸桿菌）不能含有四環(huán)素抗性基因，D錯(cuò)誤。3.下圖是某質(zhì)粒示意圖，其中ori為質(zhì)粒復(fù)制所必需的核苷酸序列，amp為氨芐青霉素抗性基因，tet為四環(huán)素抗性基因，箭頭表示目的基因插入位點(diǎn)。受體大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)原來不含有這兩種抗生素抗性基因。下列有關(guān)敘述正確的是（）amp和tet是一對(duì)等位基因，常作為基因工程的標(biāo)記基因ori是重組質(zhì)粒得以順利導(dǎo)入受體細(xì)胞所必需的將重組質(zhì)粒2、4導(dǎo)入不同大腸桿菌，大腸桿菌都不能在含四環(huán)素的培養(yǎng)基上分裂生長(zhǎng)將重組質(zhì)粒1、3導(dǎo)入不同大腸桿菌，大腸桿菌都不能在含氨芐青霉素的培養(yǎng)基上分裂、生長(zhǎng)【答案】D【解析】等位基因是位于同源染色體相同位蚤上控制相對(duì)性狀的基因，所以基因和tet不是一對(duì)等位基因，A錯(cuò)誤,門幻為質(zhì)粒復(fù)制所必需的樓苜酸序列，該基因與重組質(zhì)粒順利導(dǎo)入受體細(xì)胞沒有直接的聯(lián)系，B錯(cuò)誤，重組質(zhì)粒2的四環(huán)素抗性基因沒有被破壞，因此導(dǎo)入重組質(zhì)粒2的大腸桿菌能在含有四環(huán)素的培養(yǎng)基上生存，C錯(cuò)i吳；圖中看出，重組質(zhì)粒1的on基因被破壞，質(zhì)粒無法完成復(fù)制，而重組質(zhì)粒3的氨苓青霉素抗性基因基因被破壞，因此導(dǎo)入該質(zhì)粒的大腸桿菌都不能在含有氨節(jié)青零素的培養(yǎng)基上分裂、生長(zhǎng)；0正確。4?鹽害是全球水稻減產(chǎn)的重要原因之一，中國(guó)水稻研究所等單位的專家通過農(nóng)桿菌中的質(zhì)粒將CMO基因、BADH基因、mtld基因、gutD基因和SAMDC基因5個(gè)耐鹽基因?qū)胨?，獲得了一批耐鹽轉(zhuǎn)基因植株。有關(guān)耐鹽轉(zhuǎn)基因水稻培育的分析正確的是（）該轉(zhuǎn)基因水稻與原野生型水稻存在生殖隔離該基因工程所需的限制性核酸內(nèi)切酶可能有多種只要目的基因進(jìn)入水稻細(xì)胞，水稻就會(huì)表現(xiàn)出抗鹽性狀可通過將水稻種植到有農(nóng)桿菌的土壤中觀察目的基因是否表達(dá)【答案】B【解析】該轉(zhuǎn)基因水稻與原野生型水稻屬于同一個(gè)物種，不存在生殖隔離，A錯(cuò)誤；該基因工程涉及多個(gè)目的基因，所以該基因工程所需的限制性核酸內(nèi)切酶可能有多種，B正確；基因是選擇性表達(dá)的，目的基因進(jìn)入水稻細(xì)胞，還要檢測(cè)水稻是否表現(xiàn)出抗鹽性狀，C錯(cuò)誤；可通過將水稻種植到鹽堿含量高的土壤中觀察目的基因是否表達(dá)，D錯(cuò)誤。某研究所的研究人員將生長(zhǎng)激素基因通過質(zhì)粒介導(dǎo)進(jìn)入大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)，來表達(dá)這產(chǎn)生生長(zhǎng)激素。己知質(zhì)粒中存在兩個(gè)抗性基因：A是抗鏈霉素基因，B是抗青霉素基因，且目的基因要插入到基因B中，而大腸桿菌不帶有任何抗性基因，下列敘述錯(cuò)誤的是（）大腸桿菌可能未導(dǎo)入質(zhì)粒導(dǎo)入大腸桿菌的可能是重組質(zhì)粒，也可能是質(zhì)?？捎煤i霉素的培養(yǎng)基檢測(cè)大腸桿菌中是否導(dǎo)入了重組質(zhì)粒在含青霉素培養(yǎng)基中不能生長(zhǎng)，但在含鏈霉素培養(yǎng)基中能生長(zhǎng)的可能是符合生產(chǎn)要求的大腸桿菌【答案】C【解析】犬腸桿菌可能沒有導(dǎo)入質(zhì)粒，止正確，導(dǎo)入犬腸桿菌的質(zhì)?？赡転橹亟M質(zhì)粒，也可能為普通質(zhì)粒，B正確’由于目的基因要插入到基因B中，即抗氨節(jié)青雷素基因破壞，即工程菌不能抗氨節(jié)青雷素，因此不能用含氨節(jié)青霉素的培養(yǎng)基檢測(cè)大腸桿菌中是否導(dǎo)入了重組質(zhì)粒，C錯(cuò)誤；據(jù)分析可知，在含氨節(jié)青零素培養(yǎng)基中不能生長(zhǎng)，但在含璉霉素培養(yǎng)基中能生長(zhǎng)的可能是符合生產(chǎn)要求的犬腸桿菌，D正確。下列關(guān)于基因工程的敘述，錯(cuò)誤的是（）cDNA文庫(kù)中的基因可以進(jìn)行物種間的基因交流轉(zhuǎn)基因棉花是否具抗蟲特性可通過檢測(cè)棉花對(duì)某種害蟲的抗性來確定外源DNA必須位于重組質(zhì)粒的起始密碼和終止密碼之間才能進(jìn)行表達(dá)抗蟲棉的抗蟲基因可通過花粉傳遞至近緣作物，從而造成基因污染【答案】C【解析】A、基因工程可以克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙，因此從基因組文庫(kù)中獲取的某種生物的部分基因，可以實(shí)現(xiàn)物種間的基因交流，A正確；轉(zhuǎn)基因棉花是否具抗蟲特性可通過檢測(cè)棉花對(duì)某種害蟲的抗性來確定，故B對(duì)；外源DNA必須位于重組質(zhì)粒的啟動(dòng)子和終止子之間才能進(jìn)行表達(dá)，故C錯(cuò)；抗蟲棉的抗蟲基因可通過花粉傳遞至近緣作物，從而造成基因污染，故D對(duì)。7?以下為形成cDNA過程和PCR擴(kuò)增過程示意圖。據(jù)圖分析，下列說法正確的是（）催化①過程的酶是DNA聚合酶④過程發(fā)生的變化是引物與單鏈DNA結(jié)合催化②⑤過程的酶都必須能耐高溫過程③需要解旋酶【答案】B【解析】分析題團(tuán):團(tuán)示為形成cDNA過程和PCR擴(kuò)増過程示童團(tuán)，其中①是由ENA形成單璉DNA的過程，為逆轉(zhuǎn)錄過程，②是以■單鏈DNA合成艱璉DNA的過程，是DNA分子復(fù)制過程，催化⑤過程的酶都必須能耐高溫,③④⑤是多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)擴(kuò)増D曲片段，其中③是變性、④是復(fù)性、⑤是延伸階段。加熱使D恥變性，不需要解旋酶。&日本下村修、美國(guó)沙爾非和錢永健因在發(fā)現(xiàn)綠色熒光蛋白（GFP）等研究方面作出突出貢獻(xiàn)，獲得諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。GFP在紫外光的照射下會(huì)發(fā)出綠色熒光。依據(jù)GFP的特性，你認(rèn)為該蛋白在生物工程中的應(yīng)用價(jià)值是（）A、作為標(biāo)記基因，研究基因的表達(dá)B、作為標(biāo)記基因，研究細(xì)胞的轉(zhuǎn)移C、注入肌肉細(xì)胞，繁殖發(fā)光小鼠D、標(biāo)記噬菌體外殼，示蹤DNA途徑【答案】B【解析】綠色熒光蛋白基因可作為標(biāo)記基因，便于目的基因的鑒定和篩選，A錯(cuò)誤；綠色熒光蛋白在紫外光的照射下會(huì)發(fā)出綠色熒光，因此能作為標(biāo)簽蛋白，用于研究細(xì)胞的轉(zhuǎn)移,B正確；已經(jīng)的高度分化的肌肉細(xì)胞一般不能表現(xiàn)出全能性，因此難以繁殖出發(fā)光小白鼠，C錯(cuò)誤；噬菌體的外殼是由蛋白質(zhì)組成的，因此用綠色熒光蛋白標(biāo)記噬菌體只能示蹤蛋白質(zhì)的轉(zhuǎn)移途經(jīng)，D錯(cuò)誤.PCR是一種體外迅速擴(kuò)增DNA片段的技術(shù)，下列有關(guān)PCR過程的敘述，不正確的是（）變性過程中破壞的是DNA分子內(nèi)堿基對(duì)之間的氫鍵復(fù)性過程中引物與DNA模板鏈的結(jié)合是依靠堿基互補(bǔ)配對(duì)原則完成

延伸過程中需要DNA聚合酶、ATP、四種核糖核苷酸PCR與細(xì)胞內(nèi)DNA復(fù)制相比所需要酶的最適溫度較高【答案】C【解析】高溫變性過程中破壞的是DNA分子內(nèi)堿基對(duì)之間的氫鍵；A正確；低溫復(fù)性過程中引物與DNA模板鏈的結(jié)合是依靠堿基互補(bǔ)配對(duì)原則完成；B正確；中溫延伸過程中需要熱穩(wěn)定DNA聚合酶、ATP、四種脫氧核糖核苷酸；C錯(cuò)誤；PCR與細(xì)胞內(nèi)DNA復(fù)制相比所需要酶的最適溫度較高；D正確。人的糖蛋白必須經(jīng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體進(jìn)一步加工合成，通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)，可以使人的糖蛋白基因得以表達(dá)的受體細(xì)胞是（）A、大腸桿菌B、酵母菌C、T4噬菌體D、質(zhì)粒DNA【答案】B【解析】分泌蛋白的合成分泌過程需經(jīng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體加工，而只有真核細(xì)胞中含有該細(xì)胞器，酣母菌是真核生物，故選咲二、非選擇題（30分，每格2分）11.（11.（16分）白細(xì)胞介素是泌出有活性的白細(xì)胞介素。白細(xì)胞介素基因稱切￡?R52EcoRS21+EcoR52*越切1）為增加白細(xì)胞介素基因的數(shù)量，可使用稱切￡?R52EcoRS21+EcoR52*越切1）為增加白細(xì)胞介素基因的數(shù)量，可使用技術(shù)，但前提是必須知道基因的已知序列，目的是2）在重組載體導(dǎo)入酵母菌細(xì)胞之前，需用2）在重組載體導(dǎo)入酵母菌細(xì)胞之前，需用處理酵母菌，白細(xì)胞介素基因進(jìn)入酵母菌細(xì)胞內(nèi)，并且在其細(xì)胞內(nèi)維持穩(wěn)定和表達(dá)的過程，稱為。在表達(dá)過程中，入酵母菌細(xì)胞內(nèi)，并且在其細(xì)胞內(nèi)維持穩(wěn)定和表達(dá)的過程，稱為。在表達(dá)過程中，啟動(dòng)子需與識(shí)別和結(jié)合，從而驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)錄過程。啟動(dòng)子需與識(shí)別和結(jié)合，從而驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)錄過程。3）在體液免疫過程中，白細(xì)胞介素是由細(xì)胞分泌的，為了能成功表達(dá)出白細(xì)胞介素，不使用細(xì)菌，而使用酵母細(xì)胞作為受體細(xì)胞，可能原因是。(4)在分泌型表達(dá)載體和白細(xì)胞介素基因所在的DNA分子上均有多個(gè)限制酶的酶切位點(diǎn)，圖示過程獲得有效表達(dá)的重組栽體使用了EcoRl和EcoR52兩種限制酶，比使用單一的限制酶，其優(yōu)點(diǎn)是【答案】(1)PCR設(shè)計(jì)引物(2)Ca2+轉(zhuǎn)化(3)RN細(xì)菌細(xì)胞中無內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體等加工白細(xì)胞介素的細(xì)胞器A聚合酶T淋巴(4)防止目的基因、表達(dá)載體發(fā)生自身環(huán)化或者防止目的基因反向接入到分泌型表達(dá)載體中【解析】(1)基因工程中，擴(kuò)增目的基因的方法為PCR技術(shù)，但前提是必須知道基因的已知序列，以便設(shè)計(jì)引物。在重組載體導(dǎo)入酵母菌細(xì)胞之前，需用Ca2處理酵母菌，使酵母菌稱為感受態(tài)細(xì)胞，白細(xì)胞介素基因進(jìn)入酵母菌細(xì)胞內(nèi)，并且在其細(xì)胞內(nèi)維持穩(wěn)定和表達(dá)的過程，稱為轉(zhuǎn)化．在表達(dá)過程中，啟動(dòng)子需與RNA聚合酶識(shí)別和結(jié)合，從而驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)錄過程。在體液免疫過程中，白細(xì)胞介素是由T淋巴細(xì)胞分泌的；由于細(xì)菌屬于原核生物，細(xì)胞中無內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體等加工白細(xì)胞介素的細(xì)胞器，因此為了能成功表達(dá)出白細(xì)胞介素，不使用細(xì)菌，而使用醐母細(xì)胞作為受體細(xì)胞。⑴在分泌型表達(dá)載體和白細(xì)胞介素基因所在的頃A分子上均有多個(gè)限制酶的酶切位點(diǎn)，圖示過程茯得有效表達(dá)的重組栽體使用了和兩種限制酶，比使用單一的限制酶，其優(yōu)點(diǎn)是防止目的基因、表達(dá)載體發(fā)生自身環(huán)化或者防止目的基因反向接入到分泌型表達(dá)載體中。12.(14分)為了增加油菜種子的含油量，研究人員嘗試將酶D基因與轉(zhuǎn)運(yùn)肽基因相連，一起導(dǎo)入油菜細(xì)胞并獲得了轉(zhuǎn)基因油菜品種。研究人員依據(jù)基因的已知序列設(shè)計(jì)引物，采用法快速擴(kuò)增從陸地棉基因文庫(kù)中獲取到的酶D基因和從擬南芥基因文庫(kù)中獲取到的轉(zhuǎn)運(yùn)肽基因。所含三種限制酶(Clal、SacI、Xbal)的切T-M衣址制超點(diǎn)甘I)仏因轉(zhuǎn)廷賦城因抗性地囲Ti就粒(2T-M衣址制超點(diǎn)甘I)仏因轉(zhuǎn)廷賦城因抗性地囲Ti就粒(2)將上述融合基因插入如圖所示Ti質(zhì)粒的T—DNA中，構(gòu)建.并導(dǎo)入農(nóng)桿菌中。將獲得的農(nóng)桿菌接種在含的固體平板上培養(yǎng)得到含融合基因的單菌落，再利用液體培養(yǎng)基振蕩培養(yǎng)，可以得到用于轉(zhuǎn)化的侵染液。（3）剪取油菜的葉片放入侵染液中一段時(shí)間，此過程的目的是，進(jìn)一步篩選后獲得轉(zhuǎn)基因油菜細(xì)胞，該細(xì)胞通過技術(shù)，可培育成轉(zhuǎn)基因油菜植株。【答案】（1）PCRClaI和DNA連接A和D（2）基因表達(dá)載體（或“重組質(zhì)?！保┧沫h(huán)素（3）利用農(nóng)桿菌將融合基因?qū)胗筒思?xì)胞植物組織培養(yǎng)抗原-抗體雜交【解析】〔1）研究人員依據(jù)基因的已知序列設(shè)計(jì)引物，采用PCR法從陸地棉基因文庫(kù)中獲取酶D基因，從擬南芥基因文庫(kù)中茯取轉(zhuǎn)運(yùn)肽基因。在上述引物設(shè)計(jì)時(shí)，分別在引物中加入如團(tuán)甲所示酶的識(shí)