【课后集训】第3章 基因工程 第2节 基因工程的基本操作程序（word版含解析）

2019版生物选择性必修3 课后集训
第3章 基因工程 第2节 基因工程的基本操作程序
题组一　目的基因的筛选与获取
1．在基因工程的基本操作程序中，目的基因的获取的途径不包括(　　)
A．从基因文库中获取目的基因
B．利用PCR技术扩增目的基因
C．人工合成目的基因
D．利用DNA分子杂交技术，获取目的基因
2．PCR是一种体外迅速扩增DNA片段的技术，下列有关PCR过程的叙述，不正确的是(　　)
A．变性过程中破坏的是DNA分子内碱基对之间的氢键
B．复性过程中引物与DNA模板链的结合依靠碱基互补配对原则完成
C．延伸过程中需要DNA聚合酶、ATP、四种核糖核苷酸
D．PCR与细胞内DNA复制相比所需要酶的最适温度较高
题组二　基因表达载体的构建
3．下列对基因表达载体构建的叙述，不正确的是(　　)
A．需要限制酶和DNA连接酶等特殊工具
B．基因表达载体中有的含有启动子和密码子
C．标记基因不一定是抗生素抗性基因
D．基因表达载体的构建是基因工程的核心
4．在基因表达载体的构建中，下列说法不正确的是(　　)
①一个基因表达载体的组成只包括目的基因、启动子、终止子　②有了启动子才能驱动目的基因转录出mRNA　③终止子的作用是使转录在所需要的地方停止　④所有基因表达载体的构建是完全相同的
A．②③ B．①④
C．①② D．③④
5．下图是利用基因工程技术培育转基因植物，生产可食用疫苗的部分过程示意图，其中Pst Ⅰ、Sma Ⅰ、EcoR Ⅰ、Apa Ⅰ为四种限制性内切核酸酶。下列叙述错误的是(　　)
A．图示过程是基因工程的核心步骤
B．表达载体构建时需要用到限制酶SmaⅠ
C．抗卡那霉素基因的存在有利于将含有抗原基因的细胞筛选出来
D．除图示组成外，表达载体中还应该含有启动子和终止子等结构
题组三　将目的基因导入受体细胞
6．农杆菌中含有一个大型的Ti质粒(如图所示)，在侵染双子叶植物细胞的过程中，其中的T－DNA片段转入植物的染色体DNA上。若想用基因工程并通过农杆菌向某种双子叶植物中导入抗旱基因，下列分析不合理的是(　　)
A．若用Ti质粒作为抗旱基因的载体，目的基因的插入位置应该在T－DNA片段内，且要保证复制原点、启动子和终止子不被破坏
B．将重组Ti质粒导入农杆菌之前，可以用Ca2＋处理农杆菌
C．转基因抗旱植物培育是否成功的最简单检测方法是看该植物是否具有抗旱性状
D．若能够在植物细胞中检测到抗旱基因，则说明该基因工程项目获得成功
7.1982年，世界上第一例体型比普通小鼠大1.8倍的转基因“超级小鼠”培育成功。下列相关叙述正确的是(　　)
A．将含有目的基因的DNA直接注入到小鼠体内
B．该“超级小鼠”的培育利用到了显微注射技术
C．采用的受体细胞是雌性动物的卵细胞
D．目的基因导入受体细胞前不用提纯
8．下列关于基因表达载体导入微生物细胞的叙述中，不正确的是(　　)
A．常用原核生物作为受体细胞，是因为原核生物繁殖快，且多为单细胞，遗传物质相对较少
B．受体细胞所处的一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态称为感受态
C．感受态细胞吸收DNA分子需要适宜的温度和酸碱度
D．感受态细胞吸收重组表达载体DNA分子的液体只要调节为适宜的pH即可，没必要用缓冲液
题组四　目的基因的检测与鉴定
9．利用外源基因在受体细胞中表达，可生产人类所需要的产品。下列选项中，能说明目的基因完成了在受体细胞中表达的是(　　)
A．棉花二倍体细胞中检测到细菌的抗虫基因
B．大肠杆菌中检测到人胰岛素基因及其mRNA
C．山羊乳腺细胞中检测到人生长激素DNA序列
D．酵母菌细胞中提取到人干扰素蛋白
10．利用细菌大量生产人的胰岛素，下列叙述错误的是(　　)
A．用适当的酶对载体与人的胰岛素基因进行切割与黏合
B．用适当的化学物质处理受体细菌表面，将重组DNA导入受体细菌
C．通常通过检测目的基因产物来检测重组DNA是否已导入受体细菌
D．重组DNA必须能在受体细菌内进行复制与转录，并合成人的胰岛素
11．科学家采用基因工程技术将矮牵牛中控制蓝色色素合成的基因A转移到玫瑰中，以培育蓝玫瑰，下列操作正确的是(　　)
A．利用DNA分子杂交技术从矮牵牛的基因文库中获取基因A
B．用氯化钙处理玫瑰叶肉细胞，使其处于感受态
C．用含四环素的培养基筛选转基因玫瑰细胞
D．将基因A导入玫瑰细胞核糖体中，可以防止其经花粉进入野生玫瑰
12．为获得抗病的马铃薯往往采用转基因技术，将相关抗病基因转移到马铃薯体内。其过程大致如下图所示。下列相关叙述正确的是(　　)
A．图中①过程涉及两种工具酶，目的基因插入的位置为T－DNA所在的区段
B．图中②过程，农杆菌需经镁离子溶液处理，处理后的细胞处于感受态
C．图中③④过程，所用培养基中应添加两种激素，添加顺序对细胞的分化方向无影响
D．检测相关抗病基因是否在受体细胞内转录，可采用抗原—抗体杂交法
13．苦荞是一种有名的经济植物，其含有的黄酮类化合物具有降血糖、降血脂等功效。CHS是合成黄酮类化合物的关键酶，有人把经修饰的CHS基因导入苦荞细胞中，培育高产黄酮苦荞品系。按图示回答下列问题。
(1)过程①中将修饰后的CHS基因与Ti质粒连接成重组Ti质粒的酶称为______________。这种酶主要有两类，一类是从T4噬菌体中分离得到的，另一类是从大肠杆菌中分离得到的，称为____________。这两类酶都能恢复被限制酶切开的两个脱氧核苷酸之间的____________键。
(2)图中将修饰后的CHS基因导入苦荞体细胞的方法称为______________________，除此外还可以利用的方法有__________________。对过程②操作前，需先用Ca2＋处理农杆菌，使其成为____________细胞。
(3)检测转基因苦荞培育是否成功，不能用抗原—抗体杂交技术进行检测的原因是_____ ___________________________，可以比较转基因苦荞与普通苦荞的______________含量或测定细胞中CHS含量进行鉴定。
14．如图是获得转基因抗虫棉的技术流程示意图。
请据图回答下列问题。
(1)A→B利用的技术称为________，其中②过程需要热稳定的______________酶才能完成。
(2)图中将目的基因导入棉花细胞需要经过③过程，该过程为构建________________，其目的是使目的基因在受体细胞中稳定存在且可以遗传给下一代，并能表达。
(3)上述流程示意图中，将目的基因导入棉花细胞所采用的方法是________法，该方法一般________(填“适宜”或“不适宜”)用于将目的基因导入单子叶植物。
(4)欲确定抗虫基因在G体内是否表达，在个体水平上需要做________实验。如果抗虫基因导入成功，且与某条染色体的DNA整合起来，该转基因抗虫棉可视为杂合子，将该转基因抗虫棉自交一代，预计后代中抗虫植株占____________________。
选择性必须3【课后集训】参考答案
1【答案】D
【解析】可以从基因文库中获取目的基因，A不符合题意； 获取目的基因的方法之一是PCR技术，B不符合题意； 可以通过人工合成的方法获取目的基因，C不符合题意； DNA分子杂交技术不能用于获取目的基因，D符合题意。
2【答案】C
【解析】 高温变性过程中破坏的是DNA分子内碱基对之间的氢键，A正确；低温复性过程中引物与DNA模板链的结合依靠碱基互补配对原则完成，B正确；中温延伸过程中需要热稳定的DNA聚合酶、ATP、四种脱氧核糖核苷酸，C错误；PCR与细胞内DNA复制相比所需要酶的最适温度较高，D正确。
3【答案】B
【解析】基因表达载体是目的基因与载体的结合，在此过程中需用同一种限制酶切割目的基因与载体，用DNA连接酶将相同的末端连接起来，A正确；基因表达载体含有启动子、终止子、标记基因和目的基因，密码子位于mRNA上，B错误；抗生素抗性基因可作为标记基因，但标记基因不都是抗生素抗性基因，C正确；基因表达载体的构建是基因工程的核心，在细胞外进行，使目的基因在受体细胞中稳定存在并且可以遗传给下一代并表达和发挥作用，D正确。
4【答案】B
【解析】 基因表达载体的组成包括目的基因、标记基因、启动子、终止子
①错误；有了启动子才能驱动目的基因转录出mRNA
②正确；终止子的作用是使转录在所需要的地方停止
③正确；由于受体细胞有植物、动物以及微生物之分，则目的基因导入受体细胞的方法不同，因此基因表达载体的构建不是完全相同的
④错误。
5【答案】B
【解析】图示过程为基因表达载体的构建过程，是基因工程的核心步骤，A正确；构建过程中需要将目的基因完整切割下来，此时要用到限制酶Pst Ⅰ、EcoR Ⅰ，不能用SmaⅠ，否则会破坏目的基因的结构，B错误；抗卡那霉素基因是标记基因，便于鉴定和筛选含有目的基因的细胞，C正确；基因表达载体包括启动子、目的基因、终止子和标记基因等，D正确。
6【答案】D
【解析】若用Ti质粒作为抗旱基因的载体，目的基因的插入位置应该在T－DNA片段内，且要保证复制原点、启动子和终止子不被破坏，A正确；将重组Ti质粒导入农杆菌之前，可以用Ca2＋处理农杆菌，便于完成转化，B正确；转基因抗旱植物培育是否成功的最简单检测方法是看该植物是否具有抗旱性状，C正确；能够在植物细胞中检测到抗旱基因及其表达产物，或转基因植物表现出抗旱性状，才能说明该基因工程项目获得成功，D错误。
7【答案】B
【解析】转基因“超级小鼠”的培育过程为首先将含有目的基因的表达载体提纯，然后利用显微注射技术将含目的基因的表达载体导入受精卵，经胚胎早期培养一段时间后，再移植到雌性动物的输卵管或子宫内，使其发育成为具有新性状的动物，A、C、D错误，B正确。
8【答案】D
【解析】常用原核生物作为受体细胞，是因为原核生物和真核生物细胞相比，原核生物细胞繁殖快，且多为单细胞，遗传物质相对较少，A正确；受体细胞所处的一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态称为感受态，B正确；将基因表达载体导入微生物细胞时，需在一定条件(如适宜的温度、pH等)下，将基因表达载体和感受态的微生物细胞混合培养，在培养过程中，可能会影响pH的变化，因此要加入缓冲液，以保持适宜的pH，C正确、D错误。
9【答案】D
【解析】基因表达的产物是蛋白质，因此，只有在受体细胞中检测或提取到了相应蛋白质才能证明目的基因在受体细胞中完成了表达，D正确；A、C两项只能说明完成了目的基因的导入，B项只能说明完成了目的基因的导入和目的基因的转录过程，A、B、C错误。
10【答案】C
【解析】对人胰岛素基因进行切割需要限制酶，将人胰岛素基因与载体黏合需要DNA连接酶，A正确；用Ca2＋处理受体细菌表面，将重组DNA导入受体细菌，B正确；通常通过检测标记基因来检测重组DNA是否已导入受体细菌，C错误；重组DNA必须能在受体细菌内进行复制与转录，并合成人的胰岛素，D正确。
11【答案】A
【解析】矮牵牛中有控制蓝色色素合成的基因A，利用DNA分子杂交技术，可以从矮牵牛的基因文库中获取目的基因(基因A)，A正确；将目的基因导入植物细胞时，常采用农杆菌转化法，B错误；根据标记基因来筛选转基因玫瑰细胞，而标记基因不一定是四环素抗性基因，C错误；将目的基因A导入叶绿体或线粒体中，可以防止其经花粉进入野生玫瑰，D错误。
12【答案】A
【解析】图中①表示基因表达载体的构建过程，该过程涉及两种工具酶(限制酶和DNA连接酶)，该过程中将目的基因导入受体细胞的方法是农杆菌转化法，因此要将目的基因插入Ti质粒的T－DNA所在的区段，A正确；图中②过程，农杆菌需经钙离子溶液处理，处理后的细胞处于感受态，B错误；图中③④过程，所用培养基中应添加两种激素(生长素和细胞分裂素)，这两种激素的添加顺序对细胞的分化方向有影响，C错误；检测相关抗病基因是否在受体细胞内转录，可采用PCR技术，D错误。
13【答案】(1)DNA连接酶　E．coliDNA连接酶　磷酸二酯
(2)农杆菌转化法　花粉管通道法　感受态
(3)转基因苦荞植株与普通苦荞植株都能产生黄酮类化合物　黄酮类化合物
【解析】(1)过程①中将修饰后的CHS基因与Ti质粒连接成重组Ti质粒需要DNA连接酶。这种酶主要有两类，一类是从T4噬菌体中分离得到的，称为T4DNA连接酶，另一类是从大肠杆菌中分离得到的，称为E．coliDNA连接酶。DNA连接酶连接的是被限制酶切开的两个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键。(2)将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、花粉管通道法等，图中将修饰后的CHS基因导入苦荞体细胞采用的是农杆菌转化法。将目的基因导入微生物细胞需要采用感受态细胞法，即需先用Ca2＋处理农杆菌，使其成为易于吸收周围环境中DNA分子的感受态细胞。(3)检测转基因苦荞培育是否成功，不能用抗原—抗体杂交技术进行检测，原因是转基因苦荞植株与普通苦荞植株都能产生黄酮类化合物，可以比较转基因苦荞与普通苦荞的黄酮类化合物含量或测定细胞中CHS含量进行鉴定。
14【答案】(1)PCR　DNA聚合(Taq)
(2)基因表达载体　(3)农杆菌转化　不适宜
(4)抗虫接种　3/4
【解析】PCR技术需要用到热稳定的DNA聚合酶(Taq酶)。图中③过程为构建基因表达载体，将目的基因导入棉花细胞所采用的方法是农杆菌转化法，农杆菌对大多数单子叶植物没有感染能力。欲确定抗虫基因在体内是否表达，在个体水平上应做抗虫接种实验。由于抗虫基因只整合到一条染色体DNA上，则该抗虫棉产生的配子只有一半含有抗虫基因，雌雄配子随机结合，后代抗虫植株占3/4。