2021-2022学年高二生物人教版选修三同步课时作业1.2基因工程的基本操作程序(word版含解析)

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名称 2021-2022学年高二生物人教版选修三同步课时作业1.2基因工程的基本操作程序(word版含解析)
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资源类型 教案
版本资源 人教版(新课程标准)
科目 生物学
更新时间 2022-01-20 09:58:44

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文档简介

1.2基因工程的基本操作程序——2021-2022学年高二生物人教版选修三同步课时作业
1.在基因工程的操作过程中,下列叙述正确的是( )
A.限制性核酸内切酶只能用于切割目的基因
B.DNA 连接酶一般作用于碱基对之间的氢键
C.质粒可存在于细菌和酵母菌等生物的细胞中
D.目的基因成功导入受体细胞后一定能表达
2.下列有关基因工程基本操作程序的叙述,不正确的是( )
A.获取目的基因可采用PCR和人工合成等方法
B.基因表达载体的构建过程需要限制酶和DNA连接酶
C.基因工程的第三步不涉及碱基互补配对原则
D.常用分裂能力较强的动物体细胞作为基因工程的受体细胞
3.如图表示利用基因工程技术从酵母菌中获取某种目的基因的部分流程。下列叙述正确的是( )
A.图中目的基因Ⅰ和目的基因Ⅱ的结构完全相同
B.B过程所需要的酶一般取自原核生物和病毒
C.可通过PCR技术在短时间内大量扩增目的基因
D.从含目的基因的菌株中分离到的目的基因可直接导入受体细胞
4.如图是利用基因工程技术构建重组表达载体的过程示意图,其中PstⅠ、SmaⅠ、EcoRⅠ,ApaⅠ为四种限制酶。下列相关叙述错误的是( )
A.需要用限制酶PstⅠ和EcoRⅠ来切割质粒
B.表达载体中的抗青霉素基因在受体细胞中能复制
C.任何基因表达载体中都必须要有抗青霉素基因作为标记基因
D.表达载体中目的基因的上游有启动子和复制原点
5.关于基因表达载体的构建,叙述不正确的是( )
A.目的是使目的基因在受体细胞中稳定存在并遗传、表达和发挥作用
B.一个基因表达载体的组成含有目的基因、标记基因、启动子、终止子等
C.终止子位于mRNA的尾端,使转录在所需要的地方停止下来
D.涉及了碱基互补配对原则
6.构建基因表达载体时,可利用碱性磷酸单酯酶催化载体的5′-P变成5′-OH,如图所示。将经过该酶处理的载体与外源DNA连接时,由于5′-OH与3′-OH不能连接而形成切口(nick)。下列说法错误的是( )
A.经碱性磷酸单酯酶处理的载体不会发生自身环化
B.外源DNA也必须用碱性磷酸单酯酶处理
C.T4DNA连接酶可连接黏性末端和平末端
D.重组DNA经过2次复制可得到不含nick的子代DNA
7.感受态细胞是一种经过处理处于能吸收周围环境中DNA分子的生理状态的细胞。制备该细胞的核心步骤:①活化大肠杆菌菌种;②扩大培养菌种;③将菌液离心处理;④弃上清液后,用CaCl2使菌体悬浮;⑤离心;⑥弃上清液,再用CaCl2使菌体悬浮,待用。下列分析合理的是( )
A.②中的培养基是固体培养基以便于获得单菌落
B.③中的离心速度对④中上清液的成分没有影响
C.⑤中离心的目的是诱导大肠杆菌细胞融合
D.制备的感受态细胞常作为基因工程的受体细胞
8.利用农杆菌转化法可以将目的基因导入受体细胞。农杆菌Ti质粒是一种天然存在的植物遗传转化系统。下列关于Ti质粒的叙述正确的是( )
A.当农杆菌感染植物时,菌体不会进入受体细胞内
B.Ti质粒上的T-DNA区段会随机整合到受体细胞的染色体上
C.T-DNA进入受体细胞后不能利用植物体内的酶进行转录和翻译
D.将目的基因与Ti质粒整合的过程称为转化
9.用XhoⅠ和SalⅠ两种限制性内切核酸酶分别处理同一DNA片段,酶切位点及酶切产物分离结果如图。下列叙述错误的是( )
A.电泳是指带电的分子在电场的作用下发生迁移的过程
B.泳道①中是用XhoⅠ处理得到的酶切产物
C.若用XhoⅠ和SalⅠ两种酶同时处理该DNA片段后电泳,其泳道可能只出现5条条带
D.电泳技术可以用于人类亲子鉴定、生物间亲缘关系鉴定
10.目的基因导入受体细胞后,需要检测目的基因是否可以维持稳定和表达其遗传特性。下列关于目的基因的检测和鉴定的叙述,正确的是( )
A.目的基因能否在受体细胞中稳定遗传的关键是能否转录出mRNA
B.可采用PCR检测目的基因是否转录和翻译
C.可从转基因生物中提取蛋白质来检测目的基因是否翻译成相应蛋白质
D.抗虫、抗病检验属于分子水平的检测
11.研究人员利用农杆菌侵染水稻叶片,经组培、筛选,最终获得了一株水稻突变体,利用不同的限制酶处理突变体的总DNA、电泳,得到如图所示的放射性检测结果(注:T-DNA上没有所用限制酶的酶切位点)。对该实验的分析错误的是( )
A.检测结果时使用了放射性标记的T-DNA片段作探针
B.该突变体产生的根本原因是T-DNA插入水稻核DNA中
C.不同酶切显示的杂交带位置不同,说明T-DNA有不同的插入位置
D.若野生型也出现杂交带,则实验样本可能被污染,检测结果不准确
12.某制药公司研制了基于DNA的个性化新生抗原靶向疫苗,并用于相关癌症治疗。该公司依据不同癌细胞的特点合成出能编码一个或多个新生抗原的DNA片段。该DNA片段导入人体细胞后,可产生相应的新抗原,新抗原能激活机体的免疫系统,诱导人体产生特异性免疫应答。据此判断,下列叙述错误的是( )
A.获取新生抗原基因可在癌细胞内提取相应的mRNA,通过反转录获取cDNA
B.由mRNA在细胞内逆转录获取的cDNA中不含内含子
C.利用PCR技术扩增新生抗原基因时需要设计2种引物
D.检测受体细胞中的新生抗原基因是否成功表达可采用抗原—抗体杂交技术
13.棉蚜是棉花的主要害虫之一。A基因与B基因具有良好的抗蚜虫效果。研究人员将A基因与B基因连接成融合基因C,构建双抗虫基因的基因表达载体并将其转入棉花,过程如图。下列叙述错误的是( )
A.构建基因表达载体,应选用BsaBⅠ、KpnⅠ和和XhoⅠ酶切
B.KpnⅠ、和XhoⅠ双酶切可确保融合基因与载体的正确连接
C.用农杆菌转化法将目的基因转入棉花愈伤组织过程中需无菌操作
D.可用DNA分子杂交技术或抗原—抗体杂交技术检测目的基因是否表达
14.植物的基因工程中常用农杆菌转化法,农杆菌的特点是其细胞内的Ti质粒上的T-DNA片段能够转移至受体细胞,并整合到受体细胞的染色体上。下列说法错误的是( )
A.一般情况下农杆菌不能感染的植物是双子叶植物,利用农杆菌在自然条件下感染植物的特点,能将目的基因导入植物细胞
B.将携带外源基因的DNA片段插入T-DNA片段中可将目的基因导入植物细胞
C.根据T-DNA的这一特点,推测该DNA片段上可能含有控制DNA连接酶、限制酶合成的基因
D.植物基因工程中除了采取农杆菌转化法之外,还可以采取基因枪法、花粉管通道法等
15.大豆是重要的油料作物,除草剂草甘膦能抑制大豆蛋白的合成,造成大豆减产。培育抗草甘膦大豆是增加单位面积产量的关键措施,下图是获得抗草甘膦基因的过程示意图。回答下列问题:
(1)构建基因组文库时,需要使用的酶包括_____。cDNA文库中基因的数量_____(填“大于”“小于”或“等于”)基因组文库的。基因组文库是指_____。
(2)构建cDNA文库时,B过程需要_____酶。
(3)将获取的抗草甘膦基因转入大豆细胞,常采用农杆菌转化法,该方法主要依赖农杆菌的_____将抗草甘膦基因转移至受体细胞染色体的DNA上。将目的基因导入植物细胞的方法还有_____和_____。
(4)基因工程的实施过程中,根据不同的受体细胞采用不同的转化方法。转化是指_____。
答案以及解析
1.答案:C
解析:A、限制性核酸内切酶还可以切割质粒,A错误;
B、DNA 连接酶一般作用于两个脱氧苷酸之间的磷酸二酯键,B错误;
C、质粒存在于许多细菌以及酵母菌等生物的细胞中,是细胞核或拟核外能够自主复制的很小的环状DNA,C正确;
D、当目的基因导入受体细胞后,能否稳定维持和表达其遗传特性,还需要进行鉴定和筛选,D错误。
故选C。
2.答案:D
解析:获取目的基因可采用PCR和人工合成等方法,也可从基因文库中获得,A正确;构建重组质粒时,需用限制酶切割含有目的基因的外源DNA分子和载体,还需要用DNA连接酶将目的基因与DNA分子连接形成重组质粒,B正确;基因工程的第三步是将目的基因导入受体细胞,该过程不涉及碱基互补配对,C正确;在动物基因工程中,通常使用受精卵作为受体细胞,D错误。
3.答案:C
解析:由于图中目的基因的提取方法不同,因此核苷酸序列不完全相同,如目的基因Ⅰ含有内含子,而目的基因Ⅱ没有内含子,A错误;B过程表示逆转录,需要逆转录酶,通常取自病毒,原核生物不含有逆转录酶,B错误;PCR技术可在短时间内大量扩增目的基因,C正确;目的基因不能直接导入受体细胞需要通过载体导入受体细胞,D错误。
4.答案:C
解析:因为限制酶SmaⅠ的识别序列位于目的基因上,故构建基因表达载体时不能用限制酶SmaⅠ切割,可用限制酶PstⅠ、EcoRⅠ来切割质粒,A正确;表达载体中抗青霉素基因在受体细胞中能稳定存在且遗传给下一代,B正确;基因表达载体中标记基因的种类很多,但不一定都是抗青霉素基因,C错误;基因表达载体中目的基因的上游有启动子,启动子是RNA聚合酶识别和结合的部位,同时在目的基因的上游还有复制原点,复制原点用于目的基因的复制,D正确。
5.答案:C
解析:构建基因表达载体的目的是使目的基因在受体细胞中稳定存在,并且遗传给下一代,同时可使目的基因表达和发挥作用,A正确;一个基因表达载体的组成含有目的基因、标记基因、启动子、终止子等,B正确;终止子位于基因的下游,使转录在所需要的地方停下来,C错误构建基因表达载体时,目的基因与载体连接时涉及碱基互补配对原则,D正确。
6.答案:B
解析:本题考查基因工程相关知识。据图分析,经过碱性磷酸单酯酶处理的载体不会发生自身环化,只是其端口会有所变化,A正确;从图中并不能得出外源DNA也必须用碱性磷酸单酯酶处理,B错误;在DNA连接酶的作用下载体和外源DNA形成重组DNA,T4DNA连接酶可连接黏性末端和平末端,C正确;重组DNA复制一代,必然每一个DNA中都含有nick,但复制两代就可以得到不含nick的子代DNA,D正确。
7.答案:D
解析:②中用的是液体培养基,A错误;③中的离心速度对④中上清液的成分有影响,如果离心速率慢了,沉淀中可能掺杂培养液,不利于④的操作,B错误;⑤中离心的目的是使CaCl2溶液与大肠杆菌分开,C错误;大肠杆菌可以作为基因工程的受体细胞,故制备的感受态细胞常作为基因工程的受体细胞,D正确。
8.答案:B
解析:本题考查基因工程的概念、原理及操作步骤。当农杆菌感染植物时,菌体会通过伤口进入受体细胞内,A错误;Ti质粒上的T-DNA区段会随机整合到受体细胞的染色体上,B正确;T-DNA进入受体细胞后利用植物体内的酶进行转录和翻译,C错误;将T-DNA上的目的基因与受体细胞的染色体整合并能维持稳定和表达的过程为转化,D错误。
9.答案:B
解析:电泳是指带电的分子在电场的作用下发生迁移的过程,A正确;由图1知,限制酶SalⅠ有三处切割位点,切割后产生4个DNA片段,泳道①中是用SalⅠ处理得到的酶切产物,B错误;限制酶SalⅠ有三处切割位点,切割后产生4个DNA片段,限制酶XhoⅠ有两处切割位点,切割后产生3个DNA片段,结合题图可知,若用XhoⅠ和SalⅠ两种酶同时处理该DNA片段后电泳,可能存在相同长度的DNA片段,其泳道可能只出现5条条带,C正确;不同生物的DNA切割后长度不同,切割后再进行电泳,可以用于人类亲子鉴定、生物间亲缘关系的鉴定,D正确。
10.答案:C
解析:目的基因导入受体细胞后,首先要检测其染色体DNA上是否插入了目的基因,这是目的基因能否在受体细胞中稳定遗传的关键,A错误;PCR可用于检测目的基因是否转录,检测目的基因是否翻译用抗原—抗体杂交技术,B错误;可从转基因生物中提取蛋白质来检测目的基因是否翻译成相应蛋白质,C正确;抗虫、抗病检验属于个体生物学水平的鉴定,D错误。
11.答案:C
解析:题图所示结果中突变体出现放射性,说明使用了放射性标记的T-DNA片段作探针进行检测,A正确;该突变体产生的根本原因是T-DNA携带目的基因插入水稻的核DNA中,B正确;不同酶切显示的杂交带位置不同,说明不同酶切后带有T-DNA的片段长度不同(即不同的酶切位点距离T-DNA的远近不同),C错误;由题图所示的放射性检测结果可知,野生型无杂交带,若野生型也出现杂交带,则实验样本可能被污染,检测结果不准确,D正确。
12.答案:B
解析:本题考查基因工程的相关知识点,需要从题干获取有效信息。要获取新生抗原基因,可在癌细胞内提取相应的mRNA,通过反转录法获取cDNA,A正确;由于内含子不参与转录过程,所以由mRNA逆转录获取的cDNA中不含内含子,该过程是在体外进行的,不是细胞内,B错误;作为模板链的两条脱氧核苷酸链是互补关系,利用PCR技术扩增新生抗原基因时需要设计2种引物,分别和两条链互补,C正确;检测受体细胞中的新生抗原基因是否成功表达可采用抗原—抗体杂交技术,D正确。
13.答案:D
解析:分析题于信息可知,构建基因表达载体过程中要选用BsaBⅠ、KpnⅠ和XhoⅠ进行酶切,A正确。KpnⅠ、XhoⅠ双酶切可使融合基因与载体产生相同的末端以确保二者的正确连接,B正确。用农杆菌转化法将目的基因转入棉花愈伤组织过程中需无菌操作以防止杂菌污染,C正确。用DNA分子杂交技术可检测受体细胞基因组是否插入了目的基因,用抗原—抗体杂交技术可检测目的基因是否表达,D错误。
14.答案:A
解析:本题考查植物基因工程。一般情况下农杆菌不能感染的植物是大多数单子叶植物,利用农杆菌在自然条件下感染植物的特点,能将目的基因导入植物细胞,A错误;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染色体DNA上的特点,因此将携带外源基因的DNA片段插入T-DNA片段内部,可将目的基因导入植物细胞,B正确;根据T-DNA的转移特点,推测该DNA片段上可能含有控制DNA连接酶、限制酶合成的基因,C正确;植物基因工程中除了采取农杆菌转化法之外,还可采取基因枪法、花粉管通道法等,D正确。
15.答案:(1)限制酶和DNA连接酶;小于;一种生物的全部基因
(2)逆转录
(3)Ti质粒中的T-DNA(可转移的DNA);基因枪法;花粉管通道法
(4)目的基因进入受体细胞内,并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程
解析:(1)构建基因组文库时,首先需要用限制酶切割DNA和质粒,然后用DNA连接酶将两者连接起来形成重组质粒,最后将不同的DNA片段分别导入不同的受体菌群中,形成基因组文库,所以构建基因组文库时,需要使用的酶包括限制酶和DNA连接酶。cDNA包含了一种生物的一部分基因,而基因组文库包含一种生物的全部基因,因此cDNA文库中基因的数量小于基因组文库的。基因组文库指的是一种生物的全部基因。
(2)B过程为mRNA逆转录形成cDNA,此过程需要逆转录酶。
(3)农杆菌转化法利用农杆菌的Ti质粒中的T-DNA(可转移的DNA),将抗草甘膦基因转移至受体细胞的染色体的DNA上。除了农杆菌转化法外,将目的基因导入植物细胞的方法还有基因枪法和花粉管通道法。
(4)目的基因进入受体细胞内,并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程称为转化,是基因工程的第三步。