3.2《基因工程的基本操作程序》课时同步练2023~2024学年高中生物人教版（2019）选择性必修3（含答案）
文档属性
| 名称 | 3.2《基因工程的基本操作程序》课时同步练2023~2024学年高中生物人教版（2019）选择性必修3（含答案） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 512.0KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2023-12-08 09:40:05 | ||
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文档简介
3.2《基因工程的基本操作程序》课时同步练
【夯实基础】
1.目的基因的筛选方法是( )
A.从已知结构和功能清晰的基因中筛选
B.利用标记基因筛选
C.利用PCR技术筛选
D.核酸分子杂交筛选
2.检测转基因生物是否转录出mRNA,应通过何种分子杂交方法实现( )
A.DNA—DNA杂交 B.DNA—RNA杂交
C.RNA—蛋白质杂交 D.蛋白质—蛋白质杂交
3.1982年,世界上第一例体积比普通小鼠大1倍的转基因超级鼠培育成功。下列相关叙述正确的是( )
A.将含有目的基因的DNA直接注入小鼠体内
B.该转基因超级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
4.下列关于PCR技术的叙述,不正确的是( )
A.依据碱基互补配对原则
B.每次循环一般可以分为变性、复性和延伸三步
C.需要合成特定序列的引物
D.需要解旋酶、DNA聚合酶等酶类
5.PCR是聚合酶链式反应的缩写,下列有关PCR过程叙述不正确的是( )
A.目的基因DNA变性过程中破坏的是DNA分子内碱基对之间的氢键
B.引物与DNA模板链的结合是依靠碱基互补配对原则完成的
C.延伸过程中需要DNA聚合酶和四种核糖核苷酸
D.PCR与细胞内DNA复制相比所需要酶的最适温度较高
6.下列关于利用PCR技术扩增目的基因的叙述,正确的是 ( )
A.PCR技术利用DNA半保留复制的原理,使核糖核苷酸序列呈指数方式增加
B.在扩增目的基因前,需要设计可与目的基因的碱基序列互补的两种双链引物
C.目的基因的扩增依赖于模板、耐高温的DNA聚合酶和原料等物质
D.加热至90 ℃以上的目的是使目的基因的磷酸二酯键断裂
7.关于基因表达载体的说法不正确的是( )
A.基因表达载体的构建是基因工程的核心步骤
B.基因表达载体包含启动子、目的基因、终止子和标记基因等
C.启动子位于目的基因的上游,能够启动翻译
D.不同的目的基因所需的启动子不一定相同
8.在基因工程的操作过程中,构建基因表达载体不需要使用的酶是( )
①逆转录酶②DNA连接酶③限制酶④RNA聚合酶
A.②③ B.②④ C.①④ D.①②
9.利用PCR可以在体外进行DNA片段的扩增,下列有关“DNA片段的扩增及电泳鉴定”实验的相关叙述,错误的是( )
A.PCR实验中使用的微量离心管、枪头和蒸馏水等在使用前必须进行高压灭菌处理
B.PCR利用了DNA的热变性原理
C.PCR所用的缓冲液和酶从冰箱拿出之后,迅速融化
D.在向微量离心管中添加反应组分时,每吸取一种试剂后,移液器上的枪头都必须更换
10.目的基因导入受体细胞后,需要检测目的基因是否可以稳定维持和表达其遗传特性。下列关于目的基因的检测和鉴定的叙述,错误的是 ( )
A.抗虫、抗病特性鉴定可用于确定转基因生物是否具备相关性状
B.采用PCR技术检测转基因生物的染色体DNA上是否插入了目的基因
C.目的基因是否转录和翻译的检测方法是DNA分子杂交技术
D.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
11.受体细胞不同,将目的基因导入受体细胞的方法也不完全相同,下列受体细胞与导入方法匹配错误的一项是( )
选项 受体细胞 导入方法
A 棉花细胞 花粉管通道法
B 大肠杆菌 农杆菌转化法
C 羊受精卵 显微注射法
D 番茄细胞 农杆菌转化法
12.下列有关电泳的叙述,不正确的是( )
A.电泳是指带电粒子在电场的作用下发生迁移的过程
B.待测样品中DNA分子的大小和构象、凝胶的浓度等都会影响DNA在电泳中的迁移速率
C.进行电泳时,带电粒子会向着与其所带电荷相同的电极移动
D.PCR的产物一般通过琼脂糖凝胶电泳来鉴定
13.PCR技术扩增DNA,需要的条件是( )
①目的基因 ②引物 ③四种脱氧核苷酸
④耐高温的DNA聚合酶 ⑤mRNA ⑥核糖体
A.①②③④ B.①③④
C.①②③⑤⑥ D.②③④⑤⑥
14.目的基因导入受体细胞后,是否可以稳定维持和表达其遗传特性,只有通过鉴定和检测才能知道。下列属于目的基因是否成功表达的检测步骤的是( )
A.检测受体细胞是否有目的基因
B.检测受体细胞是否有致病基因
C.检测目的基因是否转录出mRNA
D.检测目的基因是否翻译成蛋白质
15.利用PCR技术扩增目的基因,其原理与细胞内DNA复制类似(如图所示)。图中引物为单链DNA片段,它是子链合成延伸的基础。下列叙述错误的是( )
A.延伸的温度必须大于复性温度,而小于变性温度
B.设计引物时需要避免引物之间碱基互补配对而造成引物自连
C.复性温度过高可能导致PCR反应得不到任何扩增产物
D.第四轮循环产物中同时含有引物A和引物B的DNA片段所占的比例为15/16
16.据图回答有关基因工程的问题:
(1)如图为基因表达载体,其构建时所需的工具酶有
和 。
(2)基因工程的核心步骤是基因表达载体的构建,其目的是 。
(3)启动子是一段有特殊序列结构的DNA片段,位于基因的上游,它是
识别与结合的位点。
(4)如果要将此表达载体导入大肠杆菌细胞中,通常要用 对大肠杆菌进行处理,使细胞处于一种 的生理状态。
17.农杆菌是一种在土壤中生活的微生物,能在自然条件下侵染植物,因而在植物基因工程中得到了广泛的运用。如图为农杆菌转化法的示意图,试回答下列问题:
(1)一般情况下农杆菌不能侵染的植物是 。利用农杆菌自然条件下侵染植物的特点,能实现将目的基因导入植物细胞,具体原理是在农杆菌的 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 上的特点,因此只要将携带外源基因的DNA片段插入 (部位)即可。
(2)根据T-DNA这一转移特点,推测该DNA片段上可能含有控制
(酶)合成的基因。
(3)若导入的受体细胞为体细胞,要获取能表现出新性状的植株,d过程涉及的生物学技术是 。
(4)植物基因工程中,将目的基因导入受体细胞除了农杆菌转化法之外,还可采取 法。
【能力提升】
1.下列有关人胰岛素基因表达载体的叙述,正确的是( )
A.表达载体中的人胰岛素基因可通过胰岛A细胞的mRNA反转录获得
B.表达载体的复制和人胰岛素基因的表达均启动于复制原点
C.借助标记基因筛选出的受体细胞不一定含有目的基因
D.起始密码子和终止密码子均在人胰岛素基因的转录中起作用
2.如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PstⅠ、SmaⅠ、EcoRⅠ、ApaⅠ为四种限制性内切核酸酶。下列说法错误的是( )
A.图示对质粒和目的基因切割用到了两种限制酶
B.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
C.表达载体构建时需要用到限制酶SmaⅠ
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
3.在植物基因工程中,为将目的基因导入受体细胞常采用土壤农杆菌转化法,在土壤农杆菌中常含有一个Ti质粒。某科研小组欲将某抗虫基因导入某植物,下列分析错误的是( )
A.Ti质粒不含有对宿主细胞生存具有决定性作用的基因,是基因工程中重要的载体
B.用Ca2+处理细菌是重组Ti质粒导入土壤农杆菌中的重要方法
C.重组Ti质粒的土壤农杆菌成功侵染植物细胞,可通过植物组织培养技术将该细胞培养成具有抗虫性状的植物
D.若能够在植物细胞中检测到抗虫基因,则说明重组质粒成功地导入受体细胞,并已表达
4.(不定项)利用PCR技术将某小段DNA分子扩增n次,有关该过程的相关说法正确的是( )
A.测定DNA分子两端的核苷酸序列,以便设计引物对
B.共有(2n-1)对引物参与子代DNA分子的合成
C.向反应体系中加入解旋酶、DNA聚合酶等
D.保持反应体系温度恒定,确保扩增的正常进行
5.(不定项)科学家利用基因工程技术将鱼的抗冻蛋白基因导入番茄,使番茄的耐寒能力大大提高。在培育转基因番茄的过程中,下列操作合理的是( )
A.可用PCR技术获得抗冻蛋白基因
B.将抗冻蛋白基因与相应载体连接构建基因表达载体
C.利用农杆菌转化法将基因表达载体导入番茄体细胞
D.在低温条件下筛选已导入抗冻蛋白基因的番茄细胞
6.(不定项)荧光定量PCR技术可定量检测样本中某种DNA含量。其原理是在PCR体系中每加入一对引物的同时加入一个与某条模板链互补的荧光探针(探针是指以放射性同位素、生物素或荧光染料等进行标记的已知核苷酸序列的核酸片段),当Taq DNA聚合酶催化子链延伸至探针处,会水解探针,使荧光监测系统接收到荧光信号,即每扩增一次,就有一个荧光分子生成。相关叙述错误的是( )
A.引物与探针均具特异性,与模板结合时遵循碱基互补配对原则
B.反应最终的荧光强度与起始状态模板DNA含量呈正相关
C.若用cDNA(部分基因文库)作模板,上述技术也可检测某基因的转录水平
D.Taq DNA聚合酶催化DNA的合成方向总是从子链的3'端向5'端延伸
7.PCR是利用体内DNA复制的原理,进行生物体外复制特定DNA片段的核酸合成技术。请回答有关问题:
(1)PCR反应的基本步骤是 。
(2)科学家研究发现DNA聚合酶只能催化 方向的聚合反应。图1表示细胞内染色体DNA的复制过程,有一条子链是先合成短的DNA片段(称为冈崎片段),再形成较长的分子,可推测参与以上过程的酶有 。在PCR过程中无冈崎片段形成的原因是 。
图1
(3)双脱氧核苷三磷酸(ddNTP)与脱氧核苷三磷酸(dNTP)的结构如图2所示。已知ddNTP按碱基互补配对的方式加到正在复制的子链中后,子链的延伸立即终止。某同学现有一些序列为5'—GCCTAAGATCGC—3'的DNA分子单链片段,通过PCR技术获得以碱基“C”为末端(3'为碱基C)不同长度的子链DNA片段,将以上子链DNA片段进行电泳分离可得到 种不同长度的子链DNA片段。为使实验顺利进行,在PCR反应管中除了单链模板、引物、DNA聚合酶和相应的缓冲液等物质外,还需要加入下列哪组原料: 。
A.dGTP、dATP、dTTP
B.dGTP、dATP、dTTP、dCTP、ddCTP
C.dGTP、dATP、dTTP、dCTP
D.ddGTP、ddATP、ddTTP、ddCTP
图2
(4)以下为形成单链DNA后,再进行PCR扩增示意图。据图3分析回答:
图3
催化①过程的酶是 ;核酸酶H的作用是 。如果某RNA单链中一共有80个碱基,其中C有15个,A与U之和占该链碱基含量的40%,经过以上若干过程后共获得8个双链DNA,此过程中至少需加入G参与组成的核苷酸数量为 个(以上过程不考虑引物)。
8.穿梭载体是一类具有两种不同复制原点、能在两种不同的生物体(物种不同)中复制的载体,一般在原核细胞和真核细胞中都能复制和表达,如Ti质粒和哺乳动物表达质粒pMT2。回答下列问题。
(1)构建基因表达载体前,需先获取目的基因。PCR技术可用于目的基因的扩增,其原理是 。用PCR技术从基因文库中获取并扩增目的基因,需要加入 作为引物;PCR反应体系中需加入的原料是 。
(2)若要构建一个穿梭质粒,使其能够在大肠杆菌中大量复制,且能在哺乳动物细胞中表达,质粒上除启动子、终止子、一个至多个限制酶切割位点和标记基因外,还需要有 的复制原点。
(3)如图为某种哺乳动物穿梭质粒示意图,现欲使用该质粒表达人生长激素,但人生长激素基因所在的DNA片段上不含图中限制酶识别序列。为使PCR扩增的人生长激素基因定向插入该质粒,扩增的人生长激素基因两端设计的序列应含有 (填图中的限制酶名称)的切割位点。
(4)将该穿梭质粒、目的基因混合后形成的重组质粒与处于能吸收周围环境中DNA分子的大肠杆菌细胞混合,完成转化过程,再从培养的大肠杆菌细胞中提取质粒,可获得大量该质粒。在含卡那霉素的培养基中能够生长的大肠杆菌细胞中 (填“一定”或“不一定”)含有目的基因,原因是 。
9.为使水稻获得抗除草剂性状,科研人员将除草剂草甘膦抗性基因转入水稻植株,获得抗草甘膦转基因水稻。回答下列问题:
注:GUS基因表达产物经染色能从无色变成蓝色。
(1)将草甘膦抗性基因作为 ,与Ti质粒用相同的
和DNA连接酶处理构建基因表达载体。
(2)用 处理农杆菌,将其与基因表达载体混合完成转化后,在添加 的培养基中,经筛选1得到含目的基因表达载体的农杆菌。
(3)(不定项)利用PCR技术,可以鉴定被侵染的愈伤组织中是否含有草甘膦抗性基因。草甘膦抗性基因的部分序列如下:
5'—ATGGCT………AGGAAC—3'
3'—TACCGA………TCCTTG—5'
根据上述序列应选择引物 (填字母)进行PCR。
A.引物:5'—TACCGA—3'
B.引物:5'—GTTCCT—3'
C.引物:5'—AUGGCU—3'
D.引物:5'—ATGGCT—3'
(4)PCR扩增时需要根据草甘膦抗性基因序列设计 种引物,其原因是 。
(5)除了鉴定愈伤组织中是否含有目的基因以外,还可以利用GUS基因表达产物的鉴定进行图中的筛选2,以确定目的基因是否 。两次筛选后得到的转基因愈伤组织经过细胞的 过程,获得转基因水稻。
参考答案：
【夯实基础】
1-5ABBDC
6-10CCCCC
11-15BCADD
16.
(1)同种限制酶或能产生相同末端的限制酶 DNA连接酶
(2)使目的基因在受体细胞中稳定存在且能遗传给下一代,同时,使目的基因表达和发挥作用
(3)RNA聚合酶
(4)Ca2+ 能吸收周围环境中DNA分子
17.
(1)单子叶植物 Ti质粒 染色体DNA T-DNA片段(内部)
(2)DNA连接酶、限制酶
(3)植物组织培养
(4)花粉管通道
【能力提升】
1-3CCD
4.AB
5.ABC
6.D
7.
(1)变性、复性、延伸
(2)5'→3' 解旋酶、DNA聚合酶、DNA连接酶 细胞内是边解旋边复制,PCR过程是先完全解旋再复制
(3)3 B
(4)反转录酶 切除RNA(水解RNA) 384
8.
(1)DNA半保留复制 一小段单链DNA 4种脱氧核苷酸
(2)大肠杆菌和哺乳动物
(3)NdeⅠ和BamHⅠ
(4)不一定 若大肠杆菌细胞中导入的是未携带目的基因的(穿梭)质粒,大肠杆菌细胞也能在含卡那霉素的培养基中生长
9.
(1)目的基因 限制性内切核酸酶
(2)Ca2+ 潮霉素
(3)BD
(4)2 保证基因的两条反向平行的链都作模板,且其上碱基序列不同
(5)表达 再分化
【夯实基础】
1.目的基因的筛选方法是( )
A.从已知结构和功能清晰的基因中筛选
B.利用标记基因筛选
C.利用PCR技术筛选
D.核酸分子杂交筛选
2.检测转基因生物是否转录出mRNA,应通过何种分子杂交方法实现( )
A.DNA—DNA杂交 B.DNA—RNA杂交
C.RNA—蛋白质杂交 D.蛋白质—蛋白质杂交
3.1982年,世界上第一例体积比普通小鼠大1倍的转基因超级鼠培育成功。下列相关叙述正确的是( )
A.将含有目的基因的DNA直接注入小鼠体内
B.该转基因超级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
4.下列关于PCR技术的叙述,不正确的是( )
A.依据碱基互补配对原则
B.每次循环一般可以分为变性、复性和延伸三步
C.需要合成特定序列的引物
D.需要解旋酶、DNA聚合酶等酶类
5.PCR是聚合酶链式反应的缩写,下列有关PCR过程叙述不正确的是( )
A.目的基因DNA变性过程中破坏的是DNA分子内碱基对之间的氢键
B.引物与DNA模板链的结合是依靠碱基互补配对原则完成的
C.延伸过程中需要DNA聚合酶和四种核糖核苷酸
D.PCR与细胞内DNA复制相比所需要酶的最适温度较高
6.下列关于利用PCR技术扩增目的基因的叙述,正确的是 ( )
A.PCR技术利用DNA半保留复制的原理,使核糖核苷酸序列呈指数方式增加
B.在扩增目的基因前,需要设计可与目的基因的碱基序列互补的两种双链引物
C.目的基因的扩增依赖于模板、耐高温的DNA聚合酶和原料等物质
D.加热至90 ℃以上的目的是使目的基因的磷酸二酯键断裂
7.关于基因表达载体的说法不正确的是( )
A.基因表达载体的构建是基因工程的核心步骤
B.基因表达载体包含启动子、目的基因、终止子和标记基因等
C.启动子位于目的基因的上游,能够启动翻译
D.不同的目的基因所需的启动子不一定相同
8.在基因工程的操作过程中,构建基因表达载体不需要使用的酶是( )
①逆转录酶②DNA连接酶③限制酶④RNA聚合酶
A.②③ B.②④ C.①④ D.①②
9.利用PCR可以在体外进行DNA片段的扩增,下列有关“DNA片段的扩增及电泳鉴定”实验的相关叙述,错误的是( )
A.PCR实验中使用的微量离心管、枪头和蒸馏水等在使用前必须进行高压灭菌处理
B.PCR利用了DNA的热变性原理
C.PCR所用的缓冲液和酶从冰箱拿出之后,迅速融化
D.在向微量离心管中添加反应组分时,每吸取一种试剂后,移液器上的枪头都必须更换
10.目的基因导入受体细胞后,需要检测目的基因是否可以稳定维持和表达其遗传特性。下列关于目的基因的检测和鉴定的叙述,错误的是 ( )
A.抗虫、抗病特性鉴定可用于确定转基因生物是否具备相关性状
B.采用PCR技术检测转基因生物的染色体DNA上是否插入了目的基因
C.目的基因是否转录和翻译的检测方法是DNA分子杂交技术
D.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
11.受体细胞不同,将目的基因导入受体细胞的方法也不完全相同,下列受体细胞与导入方法匹配错误的一项是( )
选项 受体细胞 导入方法
A 棉花细胞 花粉管通道法
B 大肠杆菌 农杆菌转化法
C 羊受精卵 显微注射法
D 番茄细胞 农杆菌转化法
12.下列有关电泳的叙述,不正确的是( )
A.电泳是指带电粒子在电场的作用下发生迁移的过程
B.待测样品中DNA分子的大小和构象、凝胶的浓度等都会影响DNA在电泳中的迁移速率
C.进行电泳时,带电粒子会向着与其所带电荷相同的电极移动
D.PCR的产物一般通过琼脂糖凝胶电泳来鉴定
13.PCR技术扩增DNA,需要的条件是( )
①目的基因 ②引物 ③四种脱氧核苷酸
④耐高温的DNA聚合酶 ⑤mRNA ⑥核糖体
A.①②③④ B.①③④
C.①②③⑤⑥ D.②③④⑤⑥
14.目的基因导入受体细胞后,是否可以稳定维持和表达其遗传特性,只有通过鉴定和检测才能知道。下列属于目的基因是否成功表达的检测步骤的是( )
A.检测受体细胞是否有目的基因
B.检测受体细胞是否有致病基因
C.检测目的基因是否转录出mRNA
D.检测目的基因是否翻译成蛋白质
15.利用PCR技术扩增目的基因,其原理与细胞内DNA复制类似(如图所示)。图中引物为单链DNA片段,它是子链合成延伸的基础。下列叙述错误的是( )
A.延伸的温度必须大于复性温度,而小于变性温度
B.设计引物时需要避免引物之间碱基互补配对而造成引物自连
C.复性温度过高可能导致PCR反应得不到任何扩增产物
D.第四轮循环产物中同时含有引物A和引物B的DNA片段所占的比例为15/16
16.据图回答有关基因工程的问题:
(1)如图为基因表达载体,其构建时所需的工具酶有
和 。
(2)基因工程的核心步骤是基因表达载体的构建,其目的是 。
(3)启动子是一段有特殊序列结构的DNA片段,位于基因的上游,它是
识别与结合的位点。
(4)如果要将此表达载体导入大肠杆菌细胞中,通常要用 对大肠杆菌进行处理,使细胞处于一种 的生理状态。
17.农杆菌是一种在土壤中生活的微生物,能在自然条件下侵染植物,因而在植物基因工程中得到了广泛的运用。如图为农杆菌转化法的示意图,试回答下列问题:
(1)一般情况下农杆菌不能侵染的植物是 。利用农杆菌自然条件下侵染植物的特点,能实现将目的基因导入植物细胞,具体原理是在农杆菌的 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 上的特点,因此只要将携带外源基因的DNA片段插入 (部位)即可。
(2)根据T-DNA这一转移特点,推测该DNA片段上可能含有控制
(酶)合成的基因。
(3)若导入的受体细胞为体细胞,要获取能表现出新性状的植株,d过程涉及的生物学技术是 。
(4)植物基因工程中,将目的基因导入受体细胞除了农杆菌转化法之外,还可采取 法。
【能力提升】
1.下列有关人胰岛素基因表达载体的叙述,正确的是( )
A.表达载体中的人胰岛素基因可通过胰岛A细胞的mRNA反转录获得
B.表达载体的复制和人胰岛素基因的表达均启动于复制原点
C.借助标记基因筛选出的受体细胞不一定含有目的基因
D.起始密码子和终止密码子均在人胰岛素基因的转录中起作用
2.如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PstⅠ、SmaⅠ、EcoRⅠ、ApaⅠ为四种限制性内切核酸酶。下列说法错误的是( )
A.图示对质粒和目的基因切割用到了两种限制酶
B.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
C.表达载体构建时需要用到限制酶SmaⅠ
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
3.在植物基因工程中,为将目的基因导入受体细胞常采用土壤农杆菌转化法,在土壤农杆菌中常含有一个Ti质粒。某科研小组欲将某抗虫基因导入某植物,下列分析错误的是( )
A.Ti质粒不含有对宿主细胞生存具有决定性作用的基因,是基因工程中重要的载体
B.用Ca2+处理细菌是重组Ti质粒导入土壤农杆菌中的重要方法
C.重组Ti质粒的土壤农杆菌成功侵染植物细胞,可通过植物组织培养技术将该细胞培养成具有抗虫性状的植物
D.若能够在植物细胞中检测到抗虫基因,则说明重组质粒成功地导入受体细胞,并已表达
4.(不定项)利用PCR技术将某小段DNA分子扩增n次,有关该过程的相关说法正确的是( )
A.测定DNA分子两端的核苷酸序列,以便设计引物对
B.共有(2n-1)对引物参与子代DNA分子的合成
C.向反应体系中加入解旋酶、DNA聚合酶等
D.保持反应体系温度恒定,确保扩增的正常进行
5.(不定项)科学家利用基因工程技术将鱼的抗冻蛋白基因导入番茄,使番茄的耐寒能力大大提高。在培育转基因番茄的过程中,下列操作合理的是( )
A.可用PCR技术获得抗冻蛋白基因
B.将抗冻蛋白基因与相应载体连接构建基因表达载体
C.利用农杆菌转化法将基因表达载体导入番茄体细胞
D.在低温条件下筛选已导入抗冻蛋白基因的番茄细胞
6.(不定项)荧光定量PCR技术可定量检测样本中某种DNA含量。其原理是在PCR体系中每加入一对引物的同时加入一个与某条模板链互补的荧光探针(探针是指以放射性同位素、生物素或荧光染料等进行标记的已知核苷酸序列的核酸片段),当Taq DNA聚合酶催化子链延伸至探针处,会水解探针,使荧光监测系统接收到荧光信号,即每扩增一次,就有一个荧光分子生成。相关叙述错误的是( )
A.引物与探针均具特异性,与模板结合时遵循碱基互补配对原则
B.反应最终的荧光强度与起始状态模板DNA含量呈正相关
C.若用cDNA(部分基因文库)作模板,上述技术也可检测某基因的转录水平
D.Taq DNA聚合酶催化DNA的合成方向总是从子链的3'端向5'端延伸
7.PCR是利用体内DNA复制的原理,进行生物体外复制特定DNA片段的核酸合成技术。请回答有关问题:
(1)PCR反应的基本步骤是 。
(2)科学家研究发现DNA聚合酶只能催化 方向的聚合反应。图1表示细胞内染色体DNA的复制过程,有一条子链是先合成短的DNA片段(称为冈崎片段),再形成较长的分子,可推测参与以上过程的酶有 。在PCR过程中无冈崎片段形成的原因是 。
图1
(3)双脱氧核苷三磷酸(ddNTP)与脱氧核苷三磷酸(dNTP)的结构如图2所示。已知ddNTP按碱基互补配对的方式加到正在复制的子链中后,子链的延伸立即终止。某同学现有一些序列为5'—GCCTAAGATCGC—3'的DNA分子单链片段,通过PCR技术获得以碱基“C”为末端(3'为碱基C)不同长度的子链DNA片段,将以上子链DNA片段进行电泳分离可得到 种不同长度的子链DNA片段。为使实验顺利进行,在PCR反应管中除了单链模板、引物、DNA聚合酶和相应的缓冲液等物质外,还需要加入下列哪组原料: 。
A.dGTP、dATP、dTTP
B.dGTP、dATP、dTTP、dCTP、ddCTP
C.dGTP、dATP、dTTP、dCTP
D.ddGTP、ddATP、ddTTP、ddCTP
图2
(4)以下为形成单链DNA后,再进行PCR扩增示意图。据图3分析回答:
图3
催化①过程的酶是 ;核酸酶H的作用是 。如果某RNA单链中一共有80个碱基,其中C有15个,A与U之和占该链碱基含量的40%,经过以上若干过程后共获得8个双链DNA,此过程中至少需加入G参与组成的核苷酸数量为 个(以上过程不考虑引物)。
8.穿梭载体是一类具有两种不同复制原点、能在两种不同的生物体(物种不同)中复制的载体,一般在原核细胞和真核细胞中都能复制和表达,如Ti质粒和哺乳动物表达质粒pMT2。回答下列问题。
(1)构建基因表达载体前,需先获取目的基因。PCR技术可用于目的基因的扩增,其原理是 。用PCR技术从基因文库中获取并扩增目的基因,需要加入 作为引物;PCR反应体系中需加入的原料是 。
(2)若要构建一个穿梭质粒,使其能够在大肠杆菌中大量复制,且能在哺乳动物细胞中表达,质粒上除启动子、终止子、一个至多个限制酶切割位点和标记基因外,还需要有 的复制原点。
(3)如图为某种哺乳动物穿梭质粒示意图,现欲使用该质粒表达人生长激素,但人生长激素基因所在的DNA片段上不含图中限制酶识别序列。为使PCR扩增的人生长激素基因定向插入该质粒,扩增的人生长激素基因两端设计的序列应含有 (填图中的限制酶名称)的切割位点。
(4)将该穿梭质粒、目的基因混合后形成的重组质粒与处于能吸收周围环境中DNA分子的大肠杆菌细胞混合,完成转化过程,再从培养的大肠杆菌细胞中提取质粒,可获得大量该质粒。在含卡那霉素的培养基中能够生长的大肠杆菌细胞中 (填“一定”或“不一定”)含有目的基因,原因是 。
9.为使水稻获得抗除草剂性状,科研人员将除草剂草甘膦抗性基因转入水稻植株,获得抗草甘膦转基因水稻。回答下列问题:
注:GUS基因表达产物经染色能从无色变成蓝色。
(1)将草甘膦抗性基因作为 ,与Ti质粒用相同的
和DNA连接酶处理构建基因表达载体。
(2)用 处理农杆菌,将其与基因表达载体混合完成转化后,在添加 的培养基中,经筛选1得到含目的基因表达载体的农杆菌。
(3)(不定项)利用PCR技术,可以鉴定被侵染的愈伤组织中是否含有草甘膦抗性基因。草甘膦抗性基因的部分序列如下:
5'—ATGGCT………AGGAAC—3'
3'—TACCGA………TCCTTG—5'
根据上述序列应选择引物 (填字母)进行PCR。
A.引物:5'—TACCGA—3'
B.引物:5'—GTTCCT—3'
C.引物:5'—AUGGCU—3'
D.引物:5'—ATGGCT—3'
(4)PCR扩增时需要根据草甘膦抗性基因序列设计 种引物,其原因是 。
(5)除了鉴定愈伤组织中是否含有目的基因以外,还可以利用GUS基因表达产物的鉴定进行图中的筛选2,以确定目的基因是否 。两次筛选后得到的转基因愈伤组织经过细胞的 过程,获得转基因水稻。
参考答案：
【夯实基础】
1-5ABBDC
6-10CCCCC
11-15BCADD
16.
(1)同种限制酶或能产生相同末端的限制酶 DNA连接酶
(2)使目的基因在受体细胞中稳定存在且能遗传给下一代,同时,使目的基因表达和发挥作用
(3)RNA聚合酶
(4)Ca2+ 能吸收周围环境中DNA分子
17.
(1)单子叶植物 Ti质粒 染色体DNA T-DNA片段(内部)
(2)DNA连接酶、限制酶
(3)植物组织培养
(4)花粉管通道
【能力提升】
1-3CCD
4.AB
5.ABC
6.D
7.
(1)变性、复性、延伸
(2)5'→3' 解旋酶、DNA聚合酶、DNA连接酶 细胞内是边解旋边复制,PCR过程是先完全解旋再复制
(3)3 B
(4)反转录酶 切除RNA(水解RNA) 384
8.
(1)DNA半保留复制 一小段单链DNA 4种脱氧核苷酸
(2)大肠杆菌和哺乳动物
(3)NdeⅠ和BamHⅠ
(4)不一定 若大肠杆菌细胞中导入的是未携带目的基因的(穿梭)质粒,大肠杆菌细胞也能在含卡那霉素的培养基中生长
9.
(1)目的基因 限制性内切核酸酶
(2)Ca2+ 潮霉素
(3)BD
(4)2 保证基因的两条反向平行的链都作模板,且其上碱基序列不同
(5)表达 再分化