PAGEPAGE71.2基因工程的基本操作程序課時過關·實力提升一、基礎鞏固1.下列有關基因工程操作的依次組合,正確的是()①目的基因的檢測與鑒定②基因表達載體的構建③將目的基因導入受體細胞④目的基因的獲得A.①②③④ B.④③②①C.④②③① D.③④②①答案:C2.在已知某目的基因的一段核苷酸序列的狀況下,要在短時間內大量獲得該目的基因,最簡便的方法是()A.化學合成法 B.基因組文庫法C.cDNA文庫法 D.利用PCR技術擴增解析:利用PCR技術擴增目的基因的前提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列,依據這一序列合成引物,進而在肯定條件下利用DNA雙鏈復制的原理,將目的基因的核苷酸序列不斷地加以復制。通過這一技術,可以在短時間內大量擴增目的基因。答案:D3.下列不屬于基因表達載體的組成部分的是()A.啟動子 B.終止密碼C.標記基因 D.目的基因解析:一個基因表達載體的組成,除了目的基因外,還需有啟動子、終止子和標記基因等。終止子和終止密碼不同,前者位于DNA上,后者位于mRNA上。答案:B4.下列不行能作為基因工程受體細胞的是()A.動物的受精卵細胞 B.人的神經細胞C.大腸桿菌細胞 D.酵母菌細胞解析:動植物的受精卵細胞均可作為基因工程的受體細胞,以培育成轉基因動植物;大腸桿菌細胞和酵母菌細胞是人們最常利用的受體細胞,它們具有很強的繁殖實力,是生產某些藥品的良好試驗材料。人的神經細胞高度分化,已失去分裂實力,不能作為基因工程的受體細胞。答案:B5.在基因工程技術中,須要用氯化鈣處理的環節是()A.目的基因的提取和導入B.目的基因與載體結合C.將目的基因導入受體細胞D.目的基因的檢測與表達解析:假如載體是質粒,受體細胞是細菌,一般是將細菌用氯化鈣處理,以增大細菌細胞壁的通透性,使含有目的基因的重組質粒進入受體細胞。答案:C6.目的基因導入受體細胞后,是否可以穩定維持并表達其遺傳特性,只有通過鑒定和檢測才能知道。下列屬于目的基因檢測和鑒定的是()①檢測受體細胞是否含有目的基因②檢測受體細胞是否含有致病基因③檢測目的基因是否轉錄出mRNA④檢測目的基因是否翻譯成蛋白質A.①②③ B.②③④ C.①③④ D.①②④解析:目的基因的檢測包括檢測轉基因生物的DNA上是否插入了目的基因,方法是用基因探針與基因組DNA雜交;檢測目的基因是否轉錄出了mRNA,方法是用基因探針與mRNA雜交;檢測目的基因是否翻譯出了蛋白質,方法是進行抗原—抗體雜交。答案:C7.基因工程技術可使大腸桿菌合成人的蛋白質。下列敘述錯誤的是()A.大腸桿菌具有繁殖快、遺傳物質相對較少等特點B.常用Ca2+處理大腸桿菌,有利于目的基因與載體的結合C.可通過檢測標記基因來檢測重組質粒是否勝利導入受體細胞D.導入大腸桿菌的目的基因不肯定能勝利表達解析:將目的基因導入微生物細胞時,常用Ca2+處理微生物細胞,如大腸桿菌細胞,使細胞處于一種能汲取四周環境中DNA分子的生理狀態,這種細胞稱為感受態細胞,有利于目的基因的導入。答案:B8.在基因表達載體的構建中,下列說法錯誤的是()①一個基因表達載體包括目的基因、啟動子、終止子②有啟動子才能驅動基因轉錄出mRNA③終止子的作用是使轉錄在相應地方停止④全部基因表達載體的構建都是完全相同的A.②③ B.①④C.①② D.③④解析:一個基因表達載體必需具有目的基因、啟動子、終止子和標記基因等。由于受體細胞和目的基因導入受體細胞的方法不同,基因表達載體的構建不行能是完全相同的。答案:B9.下列獲得目的基因的方法中須要模板鏈的是()①從基因文庫中獲得目的基因②利用PCR技術擴增目的基因③逆轉錄法④通過DNA合成儀利用化學方法人工合成A.①②③④ B.①②③C.①②④ D.②③解析:PCR利用的是DNA雙鏈復制原理,即將雙鏈DNA之間的氫鍵打開,變成單鏈DNA,作為聚合反應的模板。逆轉錄法則是以目的基因轉錄成的mRNA為模板,在逆轉錄酶的作用下,先逆轉錄形成互補的單鏈DNA,再合成雙鏈DNA。①④均不須要模板。答案:D10.家蠶細胞具有高效表達外源基因的實力,將人的干擾素基因導入家蠶細胞并大規模培育可以提取干擾素用于制藥。(1)從人的DNA分子中獲得干擾素基因時,要用到限制酶。假設該限制酶能專一性地識別DNA上的GAATTC序列,并在某一位點切割某化學鍵,該化學鍵是。

A.G與A之間的鍵 B.G與C之間的鍵C.A與T之間的鍵 D.兩個核苷酸之間的鍵(2)將外源基因導入家蠶細胞的常用方法是。

(3)此基因工程操作過程的核心步驟是。啟動子位于基因的,是識別和結合的部位。

(4)人的干擾素基因一般來自cDNA文庫,其屬于(填“基因組”或“部分基因”)文庫。

(5)通過PCR技術可大量獲得目的基因,PCR技術的原理是。

解析:(1)該限制酶切割的是識別序列上兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵。(2)在基因工程的操作過程中,將目的基因導入動物細胞最常用的方法是顯微注射法。(3)基因工程的核心步驟是基因表達載體的構建。在基因表達載體上,目的基因的首端(上游)是啟動子,這是一段特別的DNA片段,是RNA聚合酶識別和結合的位點,啟動目的基因的轉錄。(4)cDNA文庫屬于部分基因文庫,它只含有某種生物的部分基因。(5)PCR技術是一種體外DNA復制技術,原理是DNA雙鏈復制。答案:(1)D(2)顯微注射法(3)基因表達載體的構建首端RNA聚合酶(4)部分基因(5)DNA復制11.水稻種子中70%的磷以植酸形式存在。植酸易同鐵、鈣等金屬離子或蛋白質結合排出體外,是多種動物的抗養分因子,同時,排出的大量磷進入水體易引起水華。為從根本上解決水稻中的高植酸問題,可將植酸酶基因導入水稻,培育低植酸轉基因水稻品種。下圖是獲得植酸酶基因的流程。請據圖回答下列問題。(1)圖中基因組文庫(填“小于”或“大于”)cDNA文庫。

(2)B過程須要的酶是;A、C過程中(填“可以”或“不行以”)運用同一種探針篩選含目的基因的菌株。

(3)目的基因Ⅰ和目的基因Ⅱ除從構建的文庫中分別外,還可以分別利用圖中和為模板干脆進行PCR擴增,該過程中所用酶的顯著特點是。答案:(1)大于(2)逆轉錄酶可以(3)DNAcDNA耐高溫二、實力提升1.將目的基因導入玉米莖尖分生區細胞和小鼠受精卵,應分別采納的方法是()A.顯微注射法農桿菌轉化法B.基因槍法花粉管通道法C.農桿菌轉化法顯微注射法D.基因槍法顯微注射法解析:玉米是單子葉植物,對單子葉植物細胞來說,常用的方法是基因槍法;對于動物細胞來說,常用的方法是顯微注射法。答案:D2.基因工程是在DNA分子水平上進行設計施工的,在基因操作的基本步驟中,不進行堿基互補配對的步驟是()A.人工合成基因B.制備重組DNA分子C.將目的基因導入受體細胞D.目的基因的檢測和表達解析:人工合成目的基因有兩條途徑:mRNA逆轉錄形成DNA;或者由蛋白質序列推想DNA的核苷酸序列,然后化學合成。這兩條途徑都涉及堿基互補配對。制備重組DNA涉及黏性末端的互補配對。檢測目的基因是否存在于受體細胞,以及目的基因是否轉錄形成mRNA的時候,都要用DNA探針進行檢測,其原理都是堿基互補配對原則。答案:C3.綠葉海天牛(簡稱甲)吸食濱海無隔藻(簡稱乙)后,身體就漸漸變綠,這些“奪來”的葉綠體能夠在甲體內長期穩定存在。有科學家推想其緣由是在甲的染色體DNA上可能存在乙編碼葉綠體部分蛋白的核基因。要證明上述推想,可以這種變綠的甲為材料進行試驗。下列方法和結果最能支持上述推想的是()A.通過PCR技術從甲體內的DNA中克隆出屬于乙的編碼葉綠體蛋白的核基因B.通過核酸分子雜交技術,在甲體內檢測到乙的編碼葉綠體蛋白的核基因轉錄出的RNAC.給甲供應14CO2,一段時間后檢測到其體內的部分有機物出現放射性D.用乙編碼葉綠體蛋白的核基因做探針與甲的染色體DNA雜交,結果顯示出雜交帶解析:通過PCR技術從甲體內的DNA中克隆出屬于乙的編碼葉綠體蛋白的核基因,這只能說明甲體內含有乙的編碼葉綠體蛋白的核基因,但不能說明甲的染色體DNA上存在乙編碼葉綠體部分蛋白的核基因,A項不符合題意。通過核酸分子雜交技術,在甲體內檢測到乙的編碼葉綠體蛋白的核基因轉錄出的RNA,這只能說明甲體內含有乙的編碼葉綠體蛋白的核基因,但不能說明甲的染色體DNA上存在乙編碼葉綠體部分蛋白的核基因,B項不符合題意。給甲供應14CO2,一段時間后檢測到其體內的部分有機物出現放射性,這說明甲能進行光合作用,但不能說明甲的染色體DNA上存在乙編碼葉綠體部分蛋白的核基因,C項不符合題意。用乙編碼葉綠體蛋白的核基因做探針與甲的染色體DNA雜交,結果顯示出雜交帶,這說明甲的染色體DNA上存在乙編碼葉綠體部分蛋白的核基因,D項符合題意。答案:D4.下圖表示一項重要的生物技術,對圖中物質a、b、c、d的描述,正確的是()A.a通常存在于細菌體內,是目前該生物技術中唯一的載體B.b識別特定的脫氧核苷酸序列,并將A與T之間的氫鍵切開C.c連接雙鏈間的A和T,使黏性末端處堿基互補配對D.若要獲得已知序列的d,可采納化學合成法解析:a為環狀雙鏈DNA,推想其為質粒,可作為基因工程的載體,但不是唯一的,動植物病毒等也可作為基因工程的載體。能將雙鏈DNA打開,形成黏性末端的b為限制酶,它可以識別特定的脫氧核苷酸序列,但作用部位是磷酸二酯鍵,而不是氫鍵。d能與切開的a連接,所以推想d為目的基因,假如序列已知可以采納化學合成法獲得。c為DNA連接酶,作用部位也是磷酸二酯鍵,而不是氫鍵。答案:D5.下圖表示一項重要生物技術的關鍵步驟,字母X可能代表()A.不能合成胰島素的細菌細胞B.能合成抗體的人類細胞C.能合成胰島素的細菌細胞D.不能合成抗生素的人類細胞解析:目的基因是人胰島素基因,受體細胞是細菌,通過載體將目的基因導入受體細胞后,帶有人胰島素基因的細菌分裂可形成能合成人胰島素的子代。答案:C6.利用外源基因在受體細胞中表達,可生產人類所需的產品。下列選項中能說明目的基因完成表達的是()A.棉花細胞中檢測到載體上的標記基因B.山羊乳腺細胞中檢測到人的生長激素基因C.大腸桿菌中檢測到人的胰島素基因轉錄出的mRNAD.酵母菌細胞中提取到人的干擾素解析:目的基因完成表達是指目的基因在細胞中翻譯成相應的蛋白質,在酵母菌細胞中提取到人的干擾素,說明導入酵母菌中的人的干擾素基因完成了表達。答案:D★7.自然的玫瑰沒有藍色花,這是由于缺少限制藍色色素合成的基因B,而開藍色花的矮牽牛中存在序列已知的基因B。現用基因工程技術培育藍玫瑰,下列操作正確的是()A.提取矮牽牛藍色花的mRNA,經逆轉錄獲得互補的DNA,再擴增基因BB.利用限制性核酸內切酶從開藍色花矮牽牛的基因文庫中獲得基因BC.利用DNA聚合酶將基因B與質粒連接后導入玫瑰細胞D.將基因B干脆導入大腸桿菌,然后感染并轉入玫瑰細胞解析:可以利用mRNA經逆轉錄合成目的基因后再進一步擴增,A項正確。因為開藍色花的矮牽牛基因B的序列是已知的,所以該目的基因宜采納化學方法合成或用聚合酶鏈式反應(PCR)擴增,而不是從開藍色花矮牽牛的基因文庫中獲得,從基因文庫中獲得目的基因具有很大的盲目性,B項錯誤。目的基因必需與載體結合后才能導入受體細胞,且須要DNA連接酶縫合,C、D兩項錯誤。答案:A8.真核生物基因中通常有內含子,而原核生物基因中沒有,原核生物沒有真核生物所具有的切除內含子對應的RNA序列的機制。已知在人體中基因A(有內含子)可以表達出某種特定蛋白(簡稱蛋白A)。回答下列問題。(1)某同學從人的基因組文庫中獲得了基因A,以大腸桿菌作為受體細胞卻未得到蛋白A,其緣由是

。

(2)若用家蠶作為表達基因A的受體,在噬菌體和昆蟲病毒兩種載體中,不選用作為載體,其緣由是。

(3)若要高效地獲得蛋白A,可選用大腸桿菌作為受體。因為與家蠶相比,大腸桿菌具有(答出兩點即可)等優點。

(4)若要檢測基因A是否翻譯出蛋白A,可用的檢測物質是(填“蛋白A的基因”或“蛋白A的抗體”)。

(5)艾弗里等人的肺炎雙球菌轉化試驗為證明DNA是遺傳物質做出了重要貢獻,也可以說是基因工程的先導。假如說他們的工作為基因工程理論的建立供應了啟示,那么,這一啟示是。

解析:(1)人的基因A含有內含子,其轉錄出的RNA需切除內含子對應的RNA序列后才能翻譯出蛋白A,大腸桿菌是原核生物,其沒有切除內含子對應的RNA序列的機制,故將人的基因A導入大腸桿菌無法表達出蛋白A。(2)噬菌體是一種特地寄生在細菌體內的病毒,無法寄生在家蠶中。(3)大腸桿菌繁殖快、簡單培育,常用作基因工程的受體。(4)在分子水平檢測目的基因是否表達應用抗原—抗體雜交法,即用蛋白A與蛋白A的抗體進行雜交。(5)艾弗里的肺炎雙球菌轉化試驗的原理是基因重組,通過重組使得S型細菌的DNA在R型細菌中表達,這種思路為基因工程理論的建立供應了啟示。答案:(1)基因A有內含子,在大腸桿菌中,其初始轉錄產物中與內含子對應的RNA序列不能被切除,無法表達出蛋白A(2)噬菌體噬菌體的宿主是細菌,而不是家蠶(3)繁殖快、簡單培育(4)蛋白A的抗體(5)DNA可以從一種生物個體轉移到另一種生物個體★9.科學家將外源目的基因與大腸桿菌的質粒進行重組,并在大腸桿菌中勝利表達。下圖表示構建重組質粒和篩選含目的基因的大腸桿菌的過程。請據圖回答問題。(1)步驟①和②中常用的工具酶分別是和。

(2)圖中質粒上有氨芐青霉素抗性基因和四環素抗性基因兩個標記基因,經過①和②步驟后,有些質粒上的基因內插入了外源目的基因,形成重組質粒,由于目的基因的分隔使得該抗性基因失活。

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