【一轮复习基础知识随堂练】第十单元 生物技术与工程-基因工程的基本工具和操作程序（含解析）

第十单元　生物技术与工程
基因工程的基本工具和操作程序
一、选择题
1．(2024·海南海口模拟)限制酶、DNA连接酶等的发现为DNA分子的切割、连接及基因表达载体的构建创造了条件。下列关于重组DNA技术基本工具的叙述，正确的是(　　)
A．限制酶在原核细胞内的主要作用是切割修剪自身的DNA
B．噬菌体、动植物病毒均可作为载体将外源基因导入受体细胞
C．用作载体的质粒DNA分子上可以不含有限制酶切割位点
D．DNA 连接酶可连接DNA分子两条链中碱基对之间的氢键
2．(2024·福建厦门模拟)下表为四种限制酶所识别的核苷酸序列及相应的切割位置(箭头所指)，下列叙述正确的是(　　)
限制酶种类 序列及切点 限制酶种类 序列及切点
①EcoRⅠ ③BglⅡ
②BamHⅠ ④NotⅠ
A．①②③④可催化磷酸二酯键和氢键断裂，形成黏性末端
B．①切出的DNA片段，只有用E.coli DNA连接酶才能连接起来
C．②③切出的末端连接后形成的片段，不能再被②或③识别切割
D．构建基因表达载体时，用②③进行双酶切，可防止目的基因与载体的反向连接
3．(2024·江苏南通模拟)南通某中学学生以新鲜花菜为实验材料开展了DNA的粗提取与鉴定实验，部分过程如下图。相关叙述错误的是(　　)
A．过程①中的研磨液具有瓦解细胞膜、使蛋白质变性的作用
B．过程②中应用垫有纱布的漏斗进行过滤，取其滤液
C．过程③依据的原理是蛋白质等杂质能溶于酒精，而DNA不溶
D．过程④沸水浴后，试管a、b中溶液颜色分别为无色、蓝色
4．(2024·浙江台州模拟)某校学习小组进行PCR实验，甲、乙、丙三名同学分别以酵母菌为材料，进行PCR扩增，各取20 μL产物进行凝胶电泳，得到的结果如下图。下列叙述错误的是(　　)
A．凝胶a端靠近电泳槽的负极接线柱
B．甲同学设置的PCR循环次数可能比乙同学多
C．丙同学所用的引物可能与甲、乙同学的不一样
D．丙同学扩增得到的片段比甲、乙同学的要大
5．(2024·北京海淀模拟)科研人员从四川卧龙自然保护区采集到的大熊猫粪便中提取DNA，通过PCR技术扩增DNA来区分不同大熊猫个体，进而统计大熊猫种群密度。下列叙述不正确的是(　　)
A．野生大熊猫种群密度调查不适合用标记重捕法
B．PCR扩增的序列应在大熊猫的不同个体间存在差异
C．大熊猫粪便中的脱落细胞可为PCR提供模板DNA
D．不同粪便样本的PCR扩增结果一定存在明显差异
6．(2024·广东深圳期末)研究者欲将X基因导入到大肠杆菌的质粒中保存。该质粒含有氨苄青霉素抗性基因(AmpR)、LacZ基因(表达产物可以分解X-gal产生蓝色物质，使菌落呈蓝色；否则菌落为白色)，其结构如下图所示。下列叙述错误的是(　　)
A．电泳时，X基因和重组质粒在琼脂糖凝胶中的迁移速率不同
B．导入重组质粒前通常需用适宜浓度的Ca2+溶液处理大肠杆菌
C．应在添加了氨苄青霉素和X-gal的培养基上筛选大肠杆菌
D．成功导入X基因的细菌在含X-gal的培养基上的菌落呈蓝色
7．(2024·广东珠海模拟)下图为利用大肠杆菌重组表达系统生产HPV疫苗的过程，质粒中lacZ基因可以编码产生β-半乳糖苷酶，可以分解物质X-gal产生蓝色物质，从而使菌落呈蓝色，否则呈白色。下列有关叙述错误的是(　　)
A．构建重组质粒时不选EcoRⅠ以免破坏目的基因
B．作为受体的大肠杆菌不应含氨苄青霉素抗性基因，以便于筛选
C．筛选含重组质粒的大肠杆菌，应在培养基中加入X-gal和青霉素
D．在选择培养基上筛选出含重组质粒的大肠杆菌，应挑选蓝色菌落
二、非选择题
8．(2024·江西宜春模拟)PHB2蛋白具有抑制细胞增殖的作用。为初步探究某动物PHB2蛋白抑制人宫颈癌细胞增殖的原因，研究者从基因数据库中获取了该蛋白的基因编码序列(简称phb2基因)，利用大肠杆菌表达该蛋白。回答下列问题：
(1)为获取phb2基因，提取该动物肝脏组织的RNA，再经逆转录过程得到cDNA，将其作为PCR反应的模板，并设计一对特异性引物来扩增目的基因。下图为所用载体图谱示意图，质粒DNA含有启动子，启动子的作用是________________________________________。
注：箭头表示切割位点。
(2)构建基因表达载体需要用到限制酶和DNA连接酶，其中，DNA连接酶催化目的基因片段与质粒载体片段之间形成的化学键是__________。图1中限制酶的识别序列及切割位点见表，为使phb2基因(该基因序列不含图中限制酶的识别序列)与载体正确连接，在扩增的phb2基因两端分别引入________和________两种不同限制酶的识别序列。经过这两种酶酶切的phb2基因和载体进行连接时，可选用__________(填“E.coli DNA连接酶”或“T4 DNA连接酶”)。
(3)转化前需用________处理大肠杆菌细胞，使其处于________，以提高转化效率。将转化后的大肠杆菌接种在含__________的培养基上进行培养。
9．(2024·山东枣庄模拟)人的血清蛋白(HSA)具有重要的医用价值，研究人员欲用乳腺生物反应器来大量生产HSA。下图所示为HSA基因片段和人工构建的大肠杆菌质粒pBR322，图中AmpR表示氨苄青霉素抗性基因，NeoR表示新霉素抗性基因，箭头表示切割形成末端完全不同的4种限制酶的切割位点。请据图回答问题：
(1)人工构建pBR322质粒除了含特定限制酶切割位点、标记基因、复制原点外，还必须有__________(答出两点)等。
(2)若选用牛作为受体动物，可将人血清蛋白基因与______________________等调控组件重组在一起，通过__________方法将目的基因导入牛的受精卵中，然后使其发育成转基因牛，可从其乳汁中获取人血清蛋白。
(3)据图分析，在构建基因表达载体时，选择__________作为切割质粒和目的基因的限制酶可提高目的基因和载体的正确连接效率，其原因是_______________________________。
(4)为了排除普通受体细胞(未导入质粒)、空质粒受体细胞(导入pBR322质粒而非重组质粒)的干扰，目的基因导入后，进行了进一步筛选：制备甲、乙两种培养基，甲培养基含新霉素，乙培养基含新霉素和氨苄青霉素，含重组质粒的受体细胞在甲培养基上________(填“能”或“不能”)生存，在乙培养基上__________(填“能”或“不能”)生存。
(5)据下图分析，利用PCR技术获取HSA基因时，应选择甲、乙、丙、丁四种引物中的__________，需扩增__________次后才可得到所需的HSA目的基因。
10．(2024·山东临沂模拟)转基因植物中标记基因的剔除可有效防止基因污染，剔除常用分离剔除法和重组剔除法。分离剔除法是在转基因时将目的基因和标记基因分别构建在两个Ti质粒上，通过共转化得到转基因植物后让其自交得到不含标记基因的转基因个体；重组剔除法利用Cre/LoxP重组酶系统，Cre酶能有效剔除重组载体中含有标记基因的序列，只留下一个LoxP位点，具体原理如下图。下列说法不正确的是(　　)
A．利用分离剔除法时，目的基因和标记基因都应插到Ti质粒的T-DNA序列内部
B．分离剔除时目的基因和标记基因插到植物细胞的同源染色体或非同源染色体上均可成功
C．上述重组载体中启动子1在农杆菌中可发挥作用，而在植物细胞中不能发挥作用
D．经重组剔除后的标记基因，因没有启动子而无法启动基因的转录
11．(2024·山东青岛模拟)炎症性肠病(IBD)是一种易导致结肠癌的慢性疾病，患者肠道内会产生硫代硫酸盐。科研人员以小鼠为研究对象，建立了下图所示的炎症性肠病检测模型，GFP基因是绿色荧光蛋白基因。
(1)据图分析，可以通过检测荧光强弱来判定小鼠肠道内硫代硫酸盐的浓度，其原因是______________________________________________________。
(2)研究者利用基因工程技术构建含硫代硫酸盐检测传感器的大肠杆菌工程菌，通过PCR扩增R基因时应该选择的引物是________________，在A、B两端引物的5′-端需添加的限制酶识别序列为____________和__________。
限制酶识别序列和酶切位点如下表：
限制酶 HindⅢ BamHⅠ PastⅠ
识别序列(5′→3′) A↓AGCTT G↓GATCC C↓TGCAG
识别序列(5′→3′) G↓AATTC A↓GATCT －
(3)研究发现患者肠道内硫代硫酸盐的生成量与疾病严重程度呈正相关。为简化疾病诊断和精确用药，科研人员开发了智能工程菌。科研人员将抗炎蛋白基因与硫代硫酸盐特异性诱导激活的启动子P连接，构建出下图所示表达载体(部分片段)，导入用____________处理的大肠杆菌细胞内，选用启动子P的优点是_______________________________________。