3.3基因工程的操作程序——高二生物学北师大版（2019）选择性必修三同步课时作业（含答案）

3.3基因工程的操作程序——高二生物学北师大版（2019）选择性必修三同步课时作业
学校：___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．将含目的基因的表达载体导入棉花细胞，我国科学家独创的方法是( )
A.电融合法 B.花粉管通道法 C.农杆菌转化法 D.显微注射法
2．作为基因进入受体细胞的载体应具备的条件中，错误的是( )
A.必须具有多个限制酶切割位点
B.具有标记基因
C.不能进入受体细胞以外的其他细胞
D.能自我复制或整合到受体细胞DNA上，与受体DNA同步复制
3．下列关于目的基因导入受体细胞和目的基因的检测与鉴定的叙述，错误的是( )
A.农杆菌转化法或用微量注射器将含目的基因的DNA溶液注入子房中可获得种子，再经过筛选和鉴定获得稳定遗传的转基因植物
B.如果受体细胞是大肠杆菌，常用Ca2+处理大肠杆菌使其处于能吸收周围环境中DNA分子的生理状态，再将含目的基因的DNA溶液加入培养基中
C.利用显微注射将目的基因注入动物的受精卵中，这个受精卵可发育成为具有新性状的动物
D.可通过PCR技术检测受体细胞的染色体DNA上是否插入了目的基因及目的基因是否表达
4．下列将目的基因导入受体细胞的方法，不合理的是( )
A.利用显微注射法将目的基因导入受精卵，培育了超级小鼠
B.我国利用花粉管通道法培育了转基因抗虫棉
C.可利用含目的基因的噬菌体侵染玉米细胞来培育转基因玉米
D.用Ca2+处理大肠杆菌，有利于大肠杆菌细胞吸收环境中的DNA
5．下列受体细胞与导入方法匹配错误的一项是( )
A.羊受精卵--农杆菌转化法 B.棉花细胞--花粉管通道法
C.大肠杆菌--Ca2+处理法 D.玉米细胞--基因枪法
6．研究人员欲从酵母菌中获取某种酶的基因，并导入棉株表达，下列叙述不正确的是( )
A.可用PCR技术在短时间内获得大量编码该酶的基因
B.以酵母菌中有关mRNA为模板合成目的基因的过程为逆转录
C.应使用PCR技术检验基因是否成功在棉株中表达
D.如果销售这种转基因棉籽榨成的油，应当在包装上标明其原料为转基因农作物
7．基因工程的核心是构建表达载体，下列不属于载体作用的是( )
A.防止目的基因被受体细胞限制酶“切割”
B.能协助目的基因在受体细胞中复制
C.含有启动子和终止子协助目的基因表达
D.具有标记基因，便于筛选重组受体细胞
8．下图是通过显微注射技术将目的基因导入动物受精卵的示意图，相关叙述错误的是( )
A.过程①当卵细胞膜和透明带间隙看到两个极体时说明卵子已经受精
B.过程②注入雄原核的外源基因会整合进入胚胎部分细胞的基因组中
C.过程③胚胎依次经历卵裂期、囊胚、桑葚胚等时期最终发育成嵌合体
D.过程④获得转基因鼠的前提条件是嵌合体鼠产生的配子中带有目的基因
9．叶绿体基因组为环状双链DNA分子，利用基因工程技术将目的基因插入叶绿体基因组的方法具有多种优点。下列叙述正确的是( )
A.叶绿体内的双链DNA分子不能与蛋白质结合
B.叶绿体具有母系遗传的特点，可有效防止转基因植物造成的花粉污染
C.将目的基因插入叶绿体基因组，叶绿体基因组不会进入生殖细胞
D.叶绿体基因组发生的基因突变无法遗传给后代，属于不可遗传变异
10．将目的基因导入不同的受体细胞的方法是不完全相同的；目的基因进入受体细胞后，是否能稳定维持和表达出其遗传特性也需要进一步检测和鉴定。下列相关叙述错误的是( )
A.目的基因导入动物细胞最常用的方法是显微注射法
B.农杆菌可以将Ti质粒上的T－DNA转移到植物细胞内
C.PCR技术在细胞水平上检测目的基因是否成功转录
D.抗原－抗体杂交体现了抗体的特异性，检测目的基因是否成功翻译
二、多选题
11．在重组DNA技术中，将外源基因送入受体细胞的载体可以是( )
A.大肠杆菌 B.动物病毒 C.植物病毒 D.噬菌体
12．将棉花的酶D基因与拟南芥的转运肽基因相连，导入双子叶植物油菜的叶片细胞，可培育出高产转基因油菜品种。下图是需要用到的Ti质粒。下列叙述错误的是( )
A.必须用相同的限制酶对目的基因和T-DNA进行切割
B.四环素抗性基因可检测目的基因是否表达成功
C.将重组Ti质粒导入农杆菌后，再用其侵染油菜叶片细胞
D.两个基因的表达产物不能影响油菜叶片细胞的存活
三、读图填空题
13．1992年，我国科学家成功研制出具有自主知识产权的Bt转基因抗虫棉。Bt基因的两端存在EcoRI、BamHI的酶切位点，如图甲所示；质粒表达载体如图乙所示，其中Amp为青霉素抗性基因，TetR为四环素抗性基因，P为启动子，箭头所指之处表示酶切位点。回答下列问题：
甲乙
(1)切割图甲中Bt基因和图乙中的运载体选用的酶最好是___________，原因是________
(2)基因工程所用的限制酶主要从_______中分离纯化出来，限制酶作用的化学键是______
(3)培育转基因抗虫棉的核心工作是_____________。我国科学家将图乙所示表达载体导人棉花细胞所采用的方法是___________________
(4)我国新疆棉区大规模种植抗虫棉的农场都种植了非抗虫棉作为棉铃虫庇护所，从生物进化的角度分析这样做的目的：______________________
14．油酸是一种单不饱和脂肪酸，稳定性高，具有较高的营养和保健功能，富含油酸的食用油可长时间保存且在高温条件下不易氧化变质。油酸含量是评价大豆油食用品质和稳定性的重要指标。研究人员利用转基因技术抑制大豆内源FAD2-1基因的表达，获得了油酸比例显著提高的大豆，其油酸含量高达51.71%。回答下列问题：
(1)从大豆基因组数据库查找到FAD2-1基因的序列后，可用__________的方法获得FAD2-1基因片段，接着用PCR技术进行扩增，PCR技术的原理是__________。
(2)对FAD2-1基因进行XbaⅠ、SacⅠ双酶切,这两种酶作用的化学键是__________。将FAD2-1基因反向连接到pCAMBIA3300-BCSP质粒中,构建反义基因表达载体。FAD2-1基因、重组表达载体的结构如下图所示,a~d表示FAD2-1基因的4个位点。
将FAD2-1基因的__________(填图中的字母)位点连接到重组表达载体模板链启动子端。重组表达载体转录产生的mRNA可抑制细胞内FAD2-1基因的表达，其原因是__________。
(3)重组表达载体中包含草铵磷(一种除草剂)抗性基因，转化后可以通过__________的方法挑选出存活的大豆植株，收获大豆后检测__________，鉴定成功转基因的大豆植株并评价其效果。
参考答案
1．答案：B
解析：A、电融合法可用于将含目的基因的表达载体导入棉花细胞，但是不是我国独创的，A不符合题意;B、花粉管通道法是我国科学家独创的一种方法，是一种十分简便经济的方法，我国的转基因抗虫棉就是用此种方法获得的，B符合题意;C、农杆菌转化法是将目的基因导入植物细胞常用的方法，约80%的转基因植物都是用这种方法获得的，但是不是我国独创的，C不符合题意;D、显微注射技术是将目的基因导入动物细胞的常用方法，D不符合题意。故选B。
2．答案：C
解析：A、运载体必须有一个或多个限制酶的切割位点，以便目的基因可以插入到载体上，进而导入受体细胞，A正确；
B、运载体必须带有标记基因，以便进行重组后的筛选，B正确；
C、运载体可以进入受体细胞，也可以进入其他细胞，C错误；
D、载体必须具备自我复制的能力，或整合到受体细胞DNA上，与受体DNA同步复制，进而遗传给下一代，D正确。
故选C。
3．答案：D
解析：A、用农杆菌转化法或花粉管通道法，即用微量注射器将含有目的基因的DNA溶液直接注入子房中可获得种子，再经过筛选和鉴定获得稳定遗传的转基因植物，A正确；
B、如果受体细胞是大肠杆菌，常用Ca2＋处理大肠杆菌使其处于能吸收周围环境中DNA分子的生理状态，再将含目的基因的DNA溶液加入培养基中，B正确；
C、利用显微注射将目的基因注入动物的受精卵中，由于目的基因的成功表达，这个受精卵可发育成为具有新性状的动物，C正确；
D、采用DNA分子杂交技术检测转基因生物的染色体DNA上是否插入了目的基因，检测目的基因是否表达可利用抗原一抗体杂交或个体水平的鉴定，D错误。
4．答案：C
解析：培育转基因动物时，常用显微注射法将目的基因导入动物的受精卵中，A合理;我国利用花粉管通道法将抗虫基因导入棉花细胞中，培育了转基因抗虫棉，B合理；噬菌体是细菌病毒，不能侵染植物，所以不能利用含目的基因的噬菌体侵染玉米细胞来培育转基因玉米，C不合理；用Ca2+处理大肠杆菌，可使之处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态，D合理。
5．答案：A
解析：A、将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法，A错误；
B、将目的基因导入棉花细胞可采用花粉管通道法，B正确；
C、将目的基因导入微生物细胞可采用感受态转化法，即用Ca2+处理微生物细胞，使之成为感受态细胞，C正确；
D、将目的基因玉米（单子叶植物）细胞可采用基因枪法，D正确。
故选A。
6．答案：C
解析：利用PCR技术可以在短时间内获得大量目的基因，A正确；酵母菌的遗传物质是DNA，以mRNA为模板合成DNA的过程为逆转录，B正确；目的基因是否成功在棉株中表达要看棉株中是否产生了相应的酶，可用抗原—抗体杂交技术检验，C错误；根据我国的有关规定，用转基因生物加工成的产品，应当进行标识，保护消费者知情权，D正确。
7．答案：A
解析：A、限制酶是从微生物（主要是原核生物）中分离出来的，目的基因所导入的细胞不含有所使用的限制酶，不会发生切割，A错误；
B、基因表达载体中有复制原点，目的基因会随着载体的复制而复制，B正确；
C、基因的表达过程包括转录和翻译，基因表达载体中的启动子是RNA聚合酶的结合位点，能控制着转录的开始，而终止子控制着转录的结束，C正确；
D、标记基因便于目的基因的鉴定和筛选，D正确。
故选A。
8．答案：C
解析：
9．答案：B
解析：A、叶绿体内的双链DNA分子可与DNA聚合酶结合形成核酸﹣蛋白质复合体，A错误；B、叶绿体具有母系遗传的特点，利用叶绿体基因组进行转基因操作可使插入的目的基因不会随着花粉广泛传播，有效防止转基因花粉的传播即防止基因污染，增加了转基因产品的生物安全性，B正确；C、叶绿体具有母系遗传的特点，将目的基因插入叶绿体基因组，叶绿体基因组会进入卵细胞，C错误；D、叶绿体基因随着细胞质遗传给后代，叶绿体基因组的基因突变属于可遗传变异，D错误故选B。
10．答案：C
解析：目的基因导入动物细胞最常用的方法是显微注射法，A正确；农杆菌细胞内含有Ti质粒，当它侵染植物后，能将Ti质粒上的T－DNA转移到被侵染的细胞，并且将其整合到该细胞的染色体上，B正确；PCR技术在分子水平上检测受体细胞染色体DNA上是否插入了目的基因或目的基因是否成功转录，C错误；抗原－抗体杂交体现了抗体的特异性，检测目的基因是否成功翻译，D正确。
11．答案：BCD
解析：
12．答案：AB
解析：A、对目的基因和T-DNA进行切割需要形成相同的黏性末端,除用相同的限制酶外,也可用同尾酶(不同的限制酶,却能形成相同的黏性末端)切割,A错误;B、四环素抗性基因属于标记基因,可用于重组质粒的初步筛选,但不能用于检测目的基因是否表成功,B错误;C、将目的基因导入植物细胞常用农杆菌转化法,将重组T质粒导入农杆菌后,再用其侵染油菜叶片细胞,C正确;D、目的基因不能影响植物正常的生长,故两个基因的表达产物不能影响油菜叶片细胞的存活,DI确。故选AB。
13．答案：(1)EcoRI、BamHI；利用这两种酶同时切割Br基因，可以防止目的基因和质粒自身环化或目的基因与质粒错误连接；
(2)原核生物；(DNA链上的)磷酸二酯键；
(3)基因表达载体的构建；花粉管通道法；
(4)延缓棉铃虫抗性的产生和发展；
解析：(1)如果只用EcoRI这一种限制酶切割图甲中Bt基因和图乙中的运载体,可能会发生Bt基因和质粒的自身环化以及Bt基因与运载体的反向连接,因此切割图甲中B基因和图乙中的运载体选用的酶最好是EcoRI和BamHI,这样可以防止Bt基因和质粒的自身环化以及Bt基因与运载体的反向连接。
(2)限制酶主要是从原核生物中分离纯化出来的,能够识别双链DNA分子的特定核苷酸序列,并且使每一条链中特定部位的磷酸二酯键断开。
(3)培育转基因抗虫棉的核心工作是基因表达载体的构建,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,同时使目的基因能够表达和发挥作用。棉花细胞是植物细胞,故将基因表达载体导入棉花细胞所采用的方法是农杆菌转化法。
(4)种植抗虫棉的农场都种植了非抗虫棉作为棉铃虫庇护所,这是应对棉铃虫出现抗性所采取的庇护所策略,在Bt作物附近种植非转基因作物,作为棉铃虫的庇护所来保持棉铃虫的敏感性,延缓棉铃虫(害虫)对Bt抗虫蛋白产生抗性。
14．答案：(1)人工合成；DNA的半保留复制
(2)磷酸二酯键；b；重组表达载体中目的基因转录产生的mRNA与FAD2-1基因转录产生的mRNA可发生碱基互补配对,形成双链结构,从而抑制FAD2-1基因的mRNA进行翻译
(3)喷施草铵磷；大豆的油酸含量
解析：(1)从大豆基因组数据库查找到FAD2-1基因的序列，可用人工合成的方法获得FAD2-1基因片段，接着用PCR技术进行扩增，PCR技术的原理DNA的半保留复制。
(2)XbaⅠ、SacⅠ两种限制酶作用的化学键是磷酸二酯键。据题可知，需要将FAD2-1I基因反向连接到pCAMBIA3300-BCSP质粒中，构建反义基因表达载体，故应将FAD2-1基因模板链的互补链接入重组表达载体的模板链中，再结合图示，观察转录方向，根据同向连接原则，可将FAD2-1基因的b位点连接到重组表达载体模板链的启动子端，重组表达载体中目的基因转录产生的mRNA与FAD2-1基因转录产生的mRNA可发生碱基互补配对，形成双链结构，从而抑制FAD2-1基因的mRNA进行翻译，抑制细胞内FAD2-1基因的表达。
(3)重组质粒中包含草铵磷(一种除草剂)抗性基因，该基因为标记基因，则转化后可通过喷施草铵磷的方法挑选出存活的大豆植株，收获大豆后检测大豆的油酸含量，鉴定成功转基因的大豆植株并评价其效果。