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1、课时跟踪检测(二)基因工程的基本操作程序(满分50分时间25分钟)一、选择题(每小题2分，共20分)1下列关于基因工程的叙述，正确的是()A目的基因和受体细胞均可来自动、植物或微生物B限制酶和DNA连接酶都能识别特定的碱基序列，是两类常用的工具酶C人胰岛素原基因在大肠杆菌中表达的胰岛素原具有生物活性D载体上的抗性基因有利于筛选含重组DNA的细胞和促进目的基因的表达解析：选A目的基因和受体细胞均可来自动、植物或微生物；基因工程中常用的工具酶有限制酶和DNA连接酶，前者能识别特定的碱基序列；大肠杆菌为原核生物，不含有内质网和高尔基体等细胞器，不能对蛋白质进行加工，其合成的胰岛素原无生物活性；载体中
2、的抗性基因为标记基因，其作用是有利于筛选含重组DNA的细胞，不能促进目的基因的表达。2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。下列各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mRNAC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解析：选D基因的表达即控制蛋白质的合成，只有合成了相应的蛋白质才能证明目的基因完成了在受体细胞中的表达。3下列关于PCR技术的叙述，正确的是()APCR技术建立在对扩增的目的基因序列完全已知的基础上B该技术需要解旋酶和热稳定的DNA聚合酶C该技术需要一
3、对特异性的引物，要求一对引物的序列是互补的D该技术应用体内DNA双链复制原理，也需要模板、原料、能量、酶等条件解析：选DPCR技术扩增的目的基因序列不一定是已知的，A错误；PCR技术是通过高温来使DNA解旋的，不需要解旋酶，B错误；该技术需要的一对引物，分别能与模板DNA的两条链的末端碱基配对，其序列不是互补的，C错误。4下列关于基因表达载体的叙述，不正确的是()A基因表达载体的构建是基因工程的核心B其上的启动子和终止子都是有特殊结构的DNA片段C一般用抗生素抗性基因作为标记基因D虽然基因工程中的受体细胞有所不同，但构建的基因表达载体都是一样的解析：选D由于受体细胞有植物、动物、微生物之分，目
4、的基因导入受体细胞的方法不同，所以，表达载体的构建也有所差别。5右图是基因工程中基因表达载体的模式图，若结构X是表达载体所必需的，则X最可能是()A荧光蛋白基因B启动子C限制酶DDNA连接酶解析：选B一个完整的基因表达载体应包括启动子、终止子、目的基因和标记基因。6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
5、液解析：选D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。7(2014广东)(双选)利用基因工程技术生产羧酸酯酶(CarE)制剂的流程如下图所示，下列叙述正确的是()A过程需使用逆转录酶B过程需使用解旋酶和PCR获取目的基因C过程使用的感受态细胞可用NaCl溶液制备D过程可利用DNA分子杂交鉴定目的基因是否已导入受体细胞解析：选AD过程是逆转录过程，需要逆转录酶催化；从cDNA文库中获取所需要的目的基因，根据基因的核苷酸序列、基因的功能、基因在染色体上的
6、位置或基因翻译产物蛋白质等特性来获取，不需要用解旋酶，也不需要PCR；用CaCl2溶液处理大肠杆菌，可使其成为感受态细胞；鉴别目的基因是否导入受体细胞可利用DNA分子杂交技术。8以下甲、乙两图表示从细菌细胞中获取目的基因的两种方法，以下说法错误的是()A甲方法可建立该细菌的基因组文库B乙方法可建立该细菌的cDNA文库C甲方法要以脱氧核苷酸为原料D乙方法需要逆转录酶参与解析：选C甲方法是从细菌的DNA中直接提取，故可以建立该细菌的基因组文库；乙方法是由信使RNA逆转录得到的目的基因，故可以建立该细菌的cDNA文库。甲方法只要利用DNA限制性核酸内切酶将其原有的DNA切断即可，不需要以脱氧核苷酸为
7、原料。乙方法需要逆转录酶参与，并且以脱氧核苷酸为原料。9右图表示细胞膜上乙酰胆碱(一种神经递质)受体基因的克隆技术操作过程，下列相关分析正确的是()A获得该mRNA的最佳材料是受精卵B构建基因表达载体最可能使用的载体是大肠杆菌C完成过程必不可少的酶分别是逆转录酶、DNA聚合酶D探针筛选的目的是淘汰被感染的细菌，获得未被感染的细菌解析：选C该受体基因在神经细胞中表达，获得该mRNA的最佳材料是神经细胞。构建基因表达载体最可能使用的载体是质粒。探针筛选的目的是检测是否存在cDNA。10蓝藻拟核DNA上有控制叶绿素合成的ch1L基因。某科学家通过构建该种生物缺失ch1L基因的变异株细胞，以研究ch1
8、L基因对叶绿素合成的控制，技术路线如下图所示，下列相关叙述错误的是()A过程应使用不同的限制性内切酶B过程都要使用DNA连接酶C终止密码子是基因表达载体的重要组成部分D若操作成功，可用含红霉素的培养基筛选出该变异株解析：选C限制性内切酶有特异性，过程要切割的DNA序列不同，故应使用不同的限制性内切酶；DNA连接酶的作用是连接被切开的磷酸二酯键，使ch1L基因、红霉素抗性基因与质粒结合；基因表达载体由目的基因、启动子、终止子、标记基因组成，终止密码子是mRNA上密码子的一种，表示一次翻译的结束；变异株中ch1L基因被重组基因替换，重组基因中有红霉素抗性基因，故可用含红霉素的培养基筛选出该变异株。
9、二、非选择题(共30分)11(10分)(2012江苏)图1表示含有目的基因D的DNA片段长度(bp即碱基对)和部分碱基序列，图2表示一种质粒的结构和部分碱基序列。现有Msp、BamH、Mbo、Sma4种限制性核酸内切酶，它们识别的碱基序列和酶切位点分别为CCGG、GGATCC、GATC、CCCGGG。请回答下列问题：(1)图1的一条脱氧核苷酸链中相邻两个碱基之间依次由_连接。(2)若用限制酶Sma完全切割图1中DNA片段，产生的末端是_末端，其产物长度为_。(3)若图1中虚线方框内的碱基对被TA碱基对替换，那么基因D就突变为基因d。从杂合子中分离出图1对应的DNA片段，用限制酶Sma完全切割，
10、产物中共有_种不同长度的DNA片段。(4)若将图2中质粒和目的基因D通过同种限制酶处理后进行连接，形成重组质粒，那么应选用的限制酶是_。在导入重组质粒后，为了筛选出含重组质粒的大肠杆菌，一般需要用添加_的培养基进行培养。经检测，部分含有重组质粒的大肠杆菌菌株中目的基因D不能正确表达，其最可能的原因是_。解析：(1)一条脱氧核苷酸链中相邻的两个碱基之间是通过“脱氧核糖磷酸脱氧核糖”相连的。(2)从Sma 的识别序列和酶切位点可知，其切割后产生的是平末端，图1中DNA片段有两个Sma 的识别序列，故切割后产生的产物长度为5343537(bp)、79633790(bp)和6583661(bp)的三个
11、片段。(3)图示方框内发生碱基对的替换后，形成的d基因失去了1个Sma的识别序列，故D基因、d基因用Sma完全切割所得产物中除原有D基因切割后的3种长度的DNA片段外，还增加一种d基因被切割后出现的长度为5377901 327(bp)的DNA片段。(4)目的基因的两端都有BamH的识别序列，质粒的启动子后抗生素A抗性基因上也有BamH的识别序列，故应选用的限制酶是BamH，此时将抗生素B抗性基因作为标记基因，故筛选时培养基中要添加抗生素B。经过同种限制酶切割后会产生相同的未端，部分目的基因与质粒会反向连接而导致基因无法正常表达。答案：(1)脱氧核糖、磷酸、脱氧核糖(2)平537 bp、790
12、bp、661 bp(3)4(4)BamH抗生素B同种限制酶切割形成的末端相同，部分目的基因D与质粒反向连接12(10分)下面是口蹄疫疫苗生产过程示意图，请据图回答下列问题：(1)首先从口蹄疫病毒中提取部分合成病毒蛋白的RNA，而不是用口蹄疫病毒的全部RNA，原因是合成病毒蛋白的RNA控制合成的病毒蛋白质，具有_特性，又不会使动物致病。以合成病毒蛋白的RNA产生病毒蛋白的DNA，需用到的工具酶是_。(2)构建基因表达载体所需要的工具酶是_。基因表达载体除目的基因外，还应包括_。(3)导入大肠杆菌前需先将大肠杆菌处理为_细胞。(4)为检测目的基因是否导入受体细胞，常常要借助载体上_的表达，更准确的
13、方法是利用放射性同位素标记的_作探针与基因组DNA杂交。最后还要检测目的基因是否翻译成了病毒蛋白质，利用的技术是_。解析：(1)病毒由核酸和蛋白质组成，其蛋白质外壳具有免疫特性，故口蹄疫疫苗生产过程只需提取口蹄疫病毒中控制合成病毒蛋白的RNA部分。以RNA为模板合成DNA的过程属于逆转录，需要逆转录酶。(2)基因表达载体的组成：目的基因、启动子、终止子、标记基因。构建基因表达载体一般用一定的限制酶切割质粒，使其出现一个有黏性末端的切口，再用同种限制酶切割目的基因，产生相同的黏性末端。将切下的目的基因片段，插入质粒的切口处，在DNA连接酶的作用下使质粒与目的基因结合形成重组质粒。(3)将目的基因
14、导入微生物细胞前，常用Ca2处理使其成为感受态细胞。(4)标记基因的表达可检测目的基因是否导入受体细胞，除此之外还可以用DNA杂交法。目的基因是否表达可用抗原抗体杂交技术进行检测。答案：(1)抗原逆转录酶(2)限制性核酸内切酶和DNA连接酶启动子、终止子、标记基因(3)感受态(4)标记基因病毒蛋白基因(目的基因)抗原抗体杂交技术13(10分)菊天牛是菊花的主要害虫之一。科研人员将抗虫基因转入菊花，培育出抗虫菊花。下图是获得转基因菊花的技术流程，请据图回答：注：卡那霉素抗性基因(KanR)作为标记基因，菊花叶片对卡那霉素高度敏感。(1)为了促进土壤农杆菌吸收重组质粒，可用_处理土壤农杆菌，使其处
15、于感受态。(2)将重组质粒导入土壤农杆菌的目的是利用农杆菌能够_的特点，使目的基因进入受体细胞中，并插入到菊花细胞的_上，最终形成转基因植株。(3)将愈伤组织转移到添加一定浓度植物激素和_的培养基中，在适宜条件下进行培养，筛选转基因菊花。(4)用PCR方法检测转基因菊花是否含有目的基因时，需根据_的核苷酸序列设计特异引物，以_为模板进行第一轮扩增。(5)将转基因菊花嫩茎及叶片与人工饲料以适当比例混合后饲喂菊天牛2龄幼虫，实验结果如下表所示。组别死亡率(%)实验组转基因植株160.00转基因植株253.33对照组13.33对照组应饲喂等量的_。据表分析，_差异显著，说明转基因菊花对菊天牛2龄幼虫
16、有较强的毒杀作用。解析：(1)通常用Ca2处理细菌，使之处于感受态。(2)根据农杆菌的Ti质粒中的TDNA可以整合到受体细胞的染色体DNA上的特点，通常用农杆菌转化法将目的基因导入受体细胞。(3)基因表达载体的构建中，需要标记基因，根据题意可知该标记基因为卡那霉素，因此需要在加入卡那霉素的培养基中选择出成功转入目的基因的菊花。(4)利用PCR技术扩增目的基因时，需要根据目的基因的脱氧核苷酸序列设计引物，同时利用含有目的基因的DNA为模板进行扩增。(5)实验设计遵循对照原则，因此对照组应该加入非转基因菊花嫩茎及叶片与人工饲料混合物；根据实验组比对照组的死亡率高，说明转基因菊花对菊天牛2龄幼虫有较强的毒杀作用。答案：(1)Ca2(或CaCl2溶液)(2)感染菊花(或植物)细胞，并将TDNA转移至受体细胞染色体DNA(3)卡那霉素(4)抗虫基因(目的基因)转基因菊花的DNA(或含目的基因的菊花DNA)(5)非转基因菊花嫩茎及叶片与人工饲料混合物实验组与对照组死亡率