1、第第 2 课时课时 基因基因工程的实施过程工程的实施过程 课后分层训练 (时间：30 分钟) 对点强化 强化点 1 目的基因的获取 1.下列关于基因文库的说法，错误的是( ) A.可分为基因组文库和部分基因文库 B.cDNA 文库属于部分基因文库 C.基因组文库的基因在不同物种之间均可进行基因交流 D.同种生物的 cDNA 文库中基因数量较基因组文库少 解析 基因组文库中只有部分基因能够在不同物种之间进行基因交流。 答案 C 2.下列有关 PCR 技术的说法，错误的是( ) A.PCR 是一项在生物体外复制特定的 DNA 片段的核酸合成技术 B.PCR 技术的原理是 DNA 双链复制 C.利用
2、 PCR 技术获取目的基因的前提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列 D.PCR 扩增中需要解旋酶解开双链 DNA 解析 PCR 是一项在生物体外复制特定的 DNA 片段的核酸合成技术，其原理是 DNA 双链复制，A、B 正确；利用 PCR 技术获取目的基因的前提是要有一段已知 目的基因的核苷酸序列，以便根据这一序列合成引物，C 正确；PCR 扩增中目的 基因受热变性后解链为单链，不需要解旋酶解开双链 DNA，D 错误。 答案 D 3.PCR 技术扩增 DNA，需要的条件是( ) 目的基因 引物 四种脱氧核苷酸 DNA 聚合酶等 mRNA 核 糖体 A. B. C. D. 解析 PCR 技术是一
3、种在生物体外复制特定 DNA 片段的核酸合成技术，其原理 是： DNA 双链复制的原理； 利用 PCR 技术扩增 DNA， 需要的条件是： 目的基因、 引物、四种脱氧核苷酸、DNA 聚合酶等，C 正确。 答案 C 4.下列关于 cDNA 文库和基因组文库的说法，错误的是( ) A.cDNA 文库中的 DNA 来源于 mRNA 的逆转录过程 B.如果某种生物的 cDNA 文库中的某个基因与该生物的基因组文库中的某个基因 控制的性状相同，则这两个基因的结构也完全相同 C.cDNA 文库中的基因都没有启动子 D.一种生物的 cDNA 文库可以有许多种，但基因组文库只有一种 解析 cDNA 是指以 m
4、RNA 为模板，由逆转录酶催化形成的互补 DNA，cDNA 文库中的基因来自 mRNA 逆转录，A 正确；mRNA 是由基因中的外显子部分转 录后拼接形成的，因此 cDNA 文库中的基因不包含启动子和内含子等结构，与该 生物的基因组文库中的基因结构不同，B 错误；cDNA 文库中的基因都没有启动 子，C 正确；由于 cDNA 文库中只含有某种生物的部分基因，因此该种基因文库 可能有多种， 而基因组文库中含有某种生物的全部基因， 因此只有一种， D 正确。 答案 B 5.甲、乙两图表示从细菌细胞中获取目的基因的两种方法，以下说法中错误的是 ( ) A.甲方法可建立该细菌的基因组文库 B.乙方法可
5、建立该细菌的部分基因文库 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 甲图为利用限制性核酸内切酶将原有的 DNA 切断，不需要以脱氧核苷酸 为原料；乙图为通过逆转录得到目的基因，需要逆转录酶参与，并需要脱氧核苷 酸为原料。 答案 C 强化点 2 基因表达载体的构建 6.图甲乙中的箭头表示三种限制性核酸内切酶的酶切位点，Ampr表示氨苄青霉素 抗性基因，Ner表示新霉素抗性基因。下列叙述正确的是( ) A.图甲中的质粒用 BamH切割后，含有 4 个游离的磷酸基团 B.用 Pst和 Hind酶切，可以防止目的基因和质粒切割后自身环化 C.在构建重组质粒时，可用 Pst和 B
6、amH切割质粒和外源 DNA D.导入目的基因的大肠杆菌可在含氨苄青霉素的培养基中生长 解析 图甲中的质粒只有一个 BamH切割位点，切割后形成一个直链 DNA，含 2 个游离的磷酸基团，A 错误；用 Pst和 Hind酶切质粒和目的基因后，切成的 每一个片段两端的黏性末端不同，不能自身环化，B 正确；BamH切割位点在目 的基因上，不能用该酶切割外源 DNA，C 错误；导入目的基因的大肠杆菌，其重 组质粒是用 Pst和 Hind酶切割的，其中的 Ampr(氨苄青霉素抗性基因)已被破 坏，D 错误。 答案 B 7.下面是将人的生长激素基因导入细菌 d 细胞内，产生“工程菌”的示意图。所 用的载
7、体为质粒 a。若已知细菌 d 细胞内不含质粒 a，也不含质粒 a 上的基因，质 粒 a 导入细菌后，其上的基因能得到表达。能表明目的基因已与载体结合，并在 受体细胞成功表达的结果是( ) A.在含氨苄青霉素的培养基和含四环素的培养基上均能生长繁殖的细菌 B.在含氨苄青霉素的培养基和含四环素的培养基上都不能生长繁殖的细菌 C.在含氨苄青霉素的培养基上能生长繁殖，但在含四环素的培养基上不能生长繁 殖的细菌 D.在含氨苄青霉素的培养基上不能生长繁殖，但在含四环素的培养基上能生长繁 殖的细菌 解析 由题图可知，人生长激素基因插入质粒后将四环素抗性基因破坏，该基因 不再表达，因此，含有重组质粒的受体细胞
8、在含氨苄青霉素的培养基上能生长繁 殖，但在含四环素的培养基上不能生长繁殖。 答案 C 强化点 3 将目的基因导入受体细胞及目的基因的检测与鉴定 8.如图表示细胞膜上乙酰胆碱(一种神经递质)受体基因的转基因技术操作过程， 相 关分析正确的是( ) A.获得该 mRNA 的最佳材料是受精卵 B.完成过程必不可少的酶分别是反转录酶、DNA 聚合酶 C.构建基因表达载体最可能使用的载体是大肠杆菌 D.建立基因文库过程中导入目的基因的方法为显微注射法 解析 受精卵中的乙酰胆碱受体基因不表达，无法获得所需 mRNA，A 错误；图 示过程以 mRNA 为模板合成 DNA 时，需要逆转录酶；过程以逆转录形成的
9、 DNA 链为模板合成双链 cDNA，需要 DNA 聚合酶，B 正确；大肠杆菌是基因工 程常用的受体细胞，但不能作为基因工程的载体，最常用的载体是大肠杆菌的质 粒，C 错误；由于受体细胞是细菌，因此导入目的基因的方法是感受态转化法， D 错误。 答案 B 9.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。下列选项中能说 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 mRNA C.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 基因表达的产物是蛋白质，因此，只有在受体细胞
10、中检测或提取到了相应 蛋白质才能证明目的基因在受体细胞中完成了表达，A、C 项只能说明完成了目 的基因的导入，B 项只能说明完成了目的基因的导入和目的基因的转录过程。 答案 D 10.如图表示科学家通过基因工程培育抗虫棉时， 从苏云金芽孢杆菌中提取抗虫基 因“放入”棉花细胞中与棉花的 DNA 分子结合起来而发挥作用的过程示意图。 以下说法正确的是( ) A.图中是质粒，常直接从大肠杆菌中获取 B.图中是含目的基因的重组 Ti 质粒，步骤是将重组质粒导入棉花细胞 C.图中是农杆菌，通过步骤将目的基因导入植株 D.剔除培育成功的抗虫棉体内的四环素抗性基因会影响抗虫基因的表达 解析 为质粒，真正被用
11、作载体的质粒，都是在天然质粒的基础上进行过人工 改造的，A 错误；图中步骤是将重组质粒导入农杆菌细胞，B 错误；图中步骤 是将目的基因导入植株，C 正确；基因的表达具有独立性，剔除抗虫棉体内的 四环素抗性基因不影响抗虫基因的表达，D 错误。 答案 C 综合强化 11.用 Xho 和 Sal 两种限制性核酸内切酶分别处理同一 DNA 片段，酶切位点 及酶切产物分离结果如图。以下叙述错误的是( ) A.图 1 中两种酶识别的核苷酸序列不同 B.图 2 中酶切产物可用于构建重组 DNA C.泳道中是用 Sal 处理得到的酶切产物 D.图中被酶切的 DNA 片段是单链 DNA 解析 不同的限制酶识别核
12、苷酸的序列不同，A 正确；限制酶切割的产物可用于 构建重组 DNA，B 正确；泳道显示四个条带，是 Sal 处理后的酶切产物的电 泳结果， 泳道显示三个条带， 是 Xho 处理后的酶切产物的电泳结果， C 正确； 限制酶的作用特点是识别特定 DNA 序列， 并在 DNA 两条链特定部位切割产生黏 性末端或平口末端，D 错误。 答案 D 12.农杆菌是一种在土壤中生活的微生物，能在自然条件下感染植物，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感染的植物是_，利用农杆菌自然条件下感 染植物的特点，能_。具体原理是在农杆菌的
13、Ti 质粒上存在 TDNA 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 片段插入到_(部 位)即可。 (2) 根 据 TDNA 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)图中 c 过程中，能促进农杆菌向植物细胞转移的物质是_类化合物。 (4)植物基因工程中将目的基因导入受体细胞时，除了农杆菌转化法之外，还可采 取_ _。 (至少写出两种) 解析 (1)一般农杆菌不能感染单子叶植物，可感染双子叶植物和裸子植物。利用 其感染性，可将目的基因导入植物细胞。真正可转移至受体细胞并整合到
14、受体细 胞染色体 DNA 上的是农杆菌的 TDNA 片段，因此目的基因必须插入到该部位 才能成功。(2)根据 TDNA 这一转移特点，可以推测该 DNA 片段能控制合成 DNA 连接酶、限制酶，以实现与双子叶植物细胞染色体 DNA 的整合。(3)植物细 胞受伤后可产生酚类物质，促进农杆菌向植物细胞转移。(4)植物基因工程中将目 的基因导入受体细胞时，除了农杆菌转化法之外，还有基因枪法和花粉管通道法 等。 答案 (1)单子叶植物 将目的基因导入植物细胞 染色体的DNA TDNA片 段 (2)DNA 连接酶、限制酶 (3)酚 (4)基因枪法、花粉管通道法 13.样品DNA经PCR技术扩增， 可以获
15、取大量 DNA分子克隆。 在试管中进行DNA 的人工复制(如图)。在很短的时间内，将 DNA 扩增几百万倍甚至几十亿倍，使实 验室所需的遗传物质不再受限于活的生物体。据图回答下列问题： (1)PCR 技术的原理是_，图中 A 过程表示_。 (2)某样品 DNA 中共含 3 000 个碱基对， 碱基数量满足： (AT)(GC)12， 现欲得到 100 个与样品相同的 DNA， 至少需要向试管中加入_个腺嘌呤脱 氧核苷酸。 (3)A 过程也称为 DNA 的变性，此过程在温度高达 9095 时才能完成，说明 DNA 分子具有_性。利用 PCR 技术获取目的基因的前提是 _。 (4)由图中信息分析可知
16、，催化 C 过程的酶是_，它与正常细胞里的酶的区 别是_ _。 解析 (1)PCR 技术是利用 DNA 双链半保留复制的原理，将基因的核苷酸序列不 断地加以复制，使其数量呈指数形式增加。PCR 技术包含 DNA 受热变性解链、 引物与单链相应互补序列结合、延伸三个过程。(2)已知某 DNA 中(AT)(C G)12，则 A 共有 3 00021/61 000(个)，故通过 PCR 技术得到 100 个相 同的 DNA 共需要添加 A(1001)1 00099 000(个)。(3)利用 PCR 技术获取目 的基因的前提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列。以便根据这一序列合成引 物。(4)催化 C
17、 过程的酶是热稳定 DNA 聚合酶，其与正常细胞里的酶相比能耐高 温。 答案 (1)DNA 双链的复制 DNA 解旋 (2)99 000 (3)热稳定 要有一段已知目的基因的核苷酸序列 (4)热稳定 DNA 聚合酶 能耐高温 14.酵母菌的维生素、蛋白质含量高，可用于生产食品和药品等。科学家将大麦细 胞中的 LTP1 基因植入啤酒酵母菌中，获得的啤酒酵母菌可产生 LTP1 蛋白，并酿 出泡沫丰富的啤酒。基本的操作过程如图： (1)该技术定向改变了酵母菌的性状，其遗传学原理是_。该技术又称为 _或_。 (2)本操作中为了将 LTP1 基因导入酵母菌细胞内，所用的运载体是_。 (3)要使运载体与
18、LTP1 基因连接，首先应使用_进行切割。 (4)切割完成后，利用_将运载体与 LTP1 基因连接。 解析 分析题图，图示表示将使啤酒产生丰富泡沫的 LTP1 基因植入啤酒酵母菌 中，使其产生 LTP1 蛋白，酿出泡沫丰富的啤酒的过程。图中 a 为获取目的基因 的过程；b 为质粒；c 为基因表达载体(重组质粒)。 (1)图示技术称为转基因技术、DNA 重组技术或基因拼接技术，它实现了不同物 种之间的基因重组，能定向地改造某种生物的性状。 (2)图示中的运载体为质粒。 (3)要使目的基因与运载体连接，需用同一种限制酶切割运载体和含目的基因的 DNA 分子，使它们具有相同的黏性末端。 (4)当用限制酶切割以后，可采用 DNA 连接酶将运载体与目的基因连接，连接后 得到的 DNA 分子称为重组 DNA 分子。 答案 (1)基因重组 基因拼接 DNA 重组技术 (2)质粒 (3)限制性核酸内切酶 (4)DNA 连接酶