1、课时规范练36基因工程一、单项选择题1.(2019天津滨海新区模拟)下面是4种限制酶所识别的DNA分子序列和剪切位点图(表示剪切点、切出的断面为黏性末端)。限制酶1:限制酶2:限制酶3:限制酶4:请指出下列哪项表述是正确的?()A.在使用限制酶的同时还需要解旋酶B.限制酶1和3剪出的黏性末端相同C.限制酶1、2、4识别的序列都是由4个脱氧核苷酸组成D.限制酶1和2切出的DNA片段可通过T4DNA连接酶拼接2.(2019辽宁高考模拟)近年诞生的CRISPR/Cas9基因编辑技术可进行基因定点编辑。CRISPR/Cas9系统主要包括Cas9(核酸内切酶)和向导RNA,其原理是由向导RNA引导Cas
2、9到一个特定的基因位点进行切割。(上述过程见下图)。下列相关叙述正确的是()A.CRISPR/Cas9的组成物质是在核糖体上合成的B.向导RNA的合成需要逆转录酶的参与C.基因的定点编辑过程只涉及碱基AU、GC互补配对D.切割后形成的每个DNA片段均含有两个游离的磷酸基团3.(2019北京四中高二期末)如图所示,两个核酸片段在适宜条件下,经过X酶的催化作用,发生下列变化,则X酶是()A.DNA连接酶B.RNA聚合酶C.DNA聚合酶D.限制性核酸内切酶4.(2019福建高二期末)研究者将苏云金芽孢杆菌(Bt)的Cry1Ab基因导入水稻细胞培育成抗螟虫的克螟稻,克螟稻与普通水稻杂交,子代抗螟虫与不
3、抗螟虫的比例为11。下列有关叙述正确的是()A.Cry1Ab基因虽已整合到克螟稻细胞的染色体上,但没有表达B.获取Cry1Ab基因需使用限制酶和DNA连接酶C.克螟稻和普通水稻仍然属于同一个物种D.克螟稻降低了农药的使用量,害虫不会出现抗药性5.(2019北京高三期末)下列现代生物科技相关知识的叙述,正确的是()A.单倍体育种不属于生物工程范畴B.细胞融合技术与动物杂交原理和意义都相同C.生态工程可以彻底解决人类面临的各种环境问题D.基因工程的出现使人类有可能按照自己的意愿定向改造生物6.(2019江苏高二期末)下列关于蛋白质工程的说法,正确的是()A.蛋白质工程是在分子水平上对蛋白质分子直接
4、进行操作B.蛋白质工程能生产出自然界中不存在的新型蛋白质分子C.对蛋白质的改造是通过直接改造相应mRNA来实现的D.蛋白质工程的流程和天然蛋白质合成的过程是相同的二、不定项选择题7.(2019天津高二期末)如图是利用基因工程技术培育转基因植物,生产可食用疫苗的部分过程示意图,其中Pst、Sma、EcoR、Apa为四种限制性核酸内切酶。下列说法正确的是()A.图示对质粒和目的基因切割用到了两种限制酶B.抗卡那霉素基因的存在有利于将含有抗原基因的细胞筛选出来C.表达载体构建时需要用到限制酶SmaD.除图示组成外,表达载体中还应该含有启动子和终止子等结构8.下列关于“DNA的粗提取与鉴定”实验的叙述
5、,正确的是()A.向鸡血溶液中加蒸馏水搅拌,可见玻璃棒上有白色絮状物B.洗涤红细胞时,使用生理盐水可防止红细胞破裂C.DNA在2 mol/L的NaCl溶液中溶解度较高D.DNA溶液加入二苯胺试剂沸水浴加热后变蓝三、非选择题9.(2019山东德州一模)Bar基因存在于青麻、黑麦草等生物体内,其编码的酶可使除草剂草丁膦失去毒害作用。培育转Bar基因大豆,对于控制豆田杂草有重要意义。为了把Bar基因导入大豆细胞,需将Bar基因插入pUc18质粒中构建中间表达载体,然后与Ti质粒重组为重组表达载体系统。如图为pUc18质粒的结构示意图,回答下列问题。(1)不能利用黑麦草与大豆进行有性杂交的方法让大豆获
6、得Bar基因,原因是。(2)构建中间表达载体时,为了便于筛选出含有Bar基因的重组质粒,需将Bar基因插入pUc18质粒的中形成重组质粒并导入大肠杆菌,然后在添加的培养基上培养大肠杆菌,菌落呈白色的即为含中间表达载体的大肠杆菌。(3)中间表达载体需插入Ti质粒的中才能将Bar基因整合到植物细胞的染色体DNA上,原因是。(4)可通过法直接将重组表达载体导入大豆细胞的原生质体。导入Bar基因的原生质体需,经脱分化形成,再进一步分化才能获得转Bar基因大豆植株。10.(2019湖南娄底二模)肺细胞中的let-7基因表达减弱,癌基因RAS表达增强,会引发肺癌。研究人员利用基因工程技术将let-7基因导
7、入肺癌细胞实现了在细胞内表达。该基因工程技术基本流程如图1。图1图2请回答下列问题。(1)获取let-7基因后可采用技术进行扩增,进行过程时,将let-7基因与载体重组,需要的两类酶是和。载体上RNA聚合酶识别和结合的部位称为。(2)进行过程时,如出现贴壁生长现象,可用酶处理,以利于传代培养。(3)从细胞水平上,研究人员知道let-7基因成功表达的依据是。(4)进一步研究发现,let-7基因能影响癌基因RAS的表达,其影响机理如图2。据图分析,可通过方法,以直接检测let-7基因是否转录。肺癌细胞增殖受到抑制,可能是由细胞中(填“RAS mRNA”或“RAS蛋白”)含量减少引起的。课时规范练3
8、6基因工程1.B使用限制酶是为了切割目的基因和运载体,不需要解旋酶解开双螺旋,A项错误;限制酶1和3切出的黏性末端相同,都是CTAG,B项正确;限制酶1、2识别的序列都是由4个含GATC碱基的脱氧核苷酸组成,限制酶3、4识别的序列是由6个脱氧核苷酸组成,依次是GGATCC和CCGCGG,C项错误;限制酶1和2切割形成的DNA片段的黏性末端不同,前者是CTAG,后者是CATG,不能配对,不能通过T4DNA连接酶拼接,D项错误。2.D根据题意,向导RNA可携带识别序列,与目标DNA的特定位点结合,并进行切割,该识别序列与链的互补链互补配对。CRISPR/Cas9系统主要包括Cas9(核酸内切酶)和
9、向导RNA,前者是在核糖体上合成的,后者是通过转录形成的,其场所不是核糖体,A项错误;向导RNA可通过转录形成,其合成不需要逆转录酶,B项错误;向导RNA和目标DNA互补配对过程中,涉及的配对方式有AU、GC、TA、CG,C项错误;由于DNA分子是双链结构,因此切割后形成的每个DNA分子的片段中均含有2个游离的磷酸基团,D项正确。3.A据图分析,该酶将两个DNA片段连接为一个DNA片段,为DNA连接酶,A项正确;RNA聚合酶是连接游离的核糖核苷酸形成RNA的酶,B项错误;DNA聚合酶主要是连接DNA片段与单个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键,在DNA复制中起作用,C项错误;限制酶能识别特定的脱氧核苷
10、酸序列,并在特定位点进行切割,但不能将DNA片段连接起来,D项错误。4.C克螟稻能抗螟虫,说明Cry1Ab基因已整合到克螟稻细胞的染色体上并成功表达,A项错误;获取Cry1Ab基因需使用限制酶,但不需要DNA连接酶,B项错误;克螟稻和普通水稻能够杂交并产生可育后代,所以仍然属于同一个物种,C项正确;基因突变是不定向的,因此害虫也会出现抗药性,D项错误。5.D单倍体育种需要采用植物组织培养技术,因此属于生物工程范畴,A项错误;细胞融合技术的原理是细胞膜具有一定的流动性,而动物杂交的原理是基因重组,B项错误;生态工程只能解决人类面临的部分环境问题,C项错误;基因工程的出现使人类有可能按照自己的意愿
11、定向改造生物,D项正确。6.B蛋白质工程是指以蛋白质的结构规律及其与生物功能的关系作为基础,通过基因修饰或基因合成,对现有蛋白质进行基因改造,或制造一种新的蛋白质,以满足人类的生产和生活的需要。由概念可知,蛋白质工程是在分子水平上对现有蛋白质的基因进行操作,A项错误;蛋白质工程能生产出自然界中不曾存在过的新型蛋白质分子,B项正确;对蛋白质的改造是通过直接改造现有蛋白质的基因来实现的,C项错误;蛋白质工程的流程和天然蛋白质合成的过程是不完全相同的,D项错误。7.ABD根据题意和图示分析可知:图示表示基因表达载体的构建过程,含抗原基因的DNA分子中含有Pst、Sma、EcoR三种限制性核酸内切酶的
12、识别序列,其中Sma的识别序列位于目的基因上;质粒中含有Pst、Sma、EcoR、Apa四种限制性核酸内切酶的识别序列。为防止酶切后单个含目的基因的DNA片段自身连接成环状,图示对质粒和目的基因切割用到了两种限制酶,A项正确;抗卡那霉素基因作为标记基因,主要作用是筛选含有目的基因的受体细胞,B项正确;限制酶Sma的识别序列位于目的基因上,因此表达载体构建时不能用限制酶Sma,应用限制酶Pst、EcoR,C项错误;基因表达载体一般包括目的基因(抗原基因)、标记基因(抗卡那霉素基因)、启动子和终止子,D项正确。8.BCD向鸡血细胞液中加蒸馏水搅拌,可使细胞破裂,释放DNA,DNA溶于蒸馏水,观察不
13、到白色絮状物。9.答案:(1)黑麦草与大豆之间存在生殖隔离(2)lac Z氨苄青霉素和X-gal(3)T-DNAT-DNA可转移至受体细胞并整合到受体细胞的染色体DNA上(4)显微注射再生出细胞壁愈伤组织解析:(1)由于黑麦草与大豆之间存在生殖隔离,因此不能利用黑麦草与大豆进行有性杂交的方法让大豆获得Bar基因。(2)根据图中信息可知,lacZ基因编码-半乳糖苷酶,-半乳糖苷酶可以将培养基中的X-gal水解,使菌落呈蓝色,否则菌落呈白色。因此,构建中间表达载体时,为了便于筛选出含有Bar基因的重组质粒,需将Bar基因插入pUc18质粒的lacZ基因中形成重组质粒并导入大肠杆菌,然后在添加氨苄青
14、霉素和X-gal的培养基上培养大肠杆菌,菌落呈白色的即为含中间表达载体的大肠杆菌。(3)Ti质粒上的T-DNA可转移至受体细胞,并且整合到受体细胞染色体的DNA上。根据这一特点,如果将目的基因插入到Ti质粒的T-DNA上,通过农杆菌的转化作用,就可以把目的基因整合到植物细胞中染色体的DNA上。(4)可通过显微注射法直接将重组表达载体导入大豆细胞的原生质体。导入Bar基因的原生质体需再生出细胞壁,经脱分化形成愈伤组织,再进一步分化才能获得转Bar基因大豆植株。10.答案:(1)PCR限制性核酸内切酶(或限制酶)DNA连接酶启动子(2)胰蛋白(3)发现肺癌细胞的增殖受到抑制(4)从细胞中提取RNA
15、进行分子杂交RAS蛋白解析:(1)PCR技术可在体外大量扩增目的基因;过程表示基因表达载体的构建,该过程中首先需要用限制性核酸内切酶(简称限制酶)对载体进行切割,其次还需要用DNA连接酶将目的基因与运载体连接形成重组DNA;启动子是一段特殊的DNA序列,是RNA聚合酶识别和结合的位点,RNA聚合酶结合到该位点,可驱动转录过程。(2)动物细胞培养过程中,用胰蛋白酶处理,使细胞分散开来。(3)根据题中信息“肺细胞中的let-7基因表达减弱,癌基因RAS表达增强,会引发肺癌”知,导入let-7基因后,肺癌细胞的增殖受到抑制,因此判断let-7基因成功表达的依据是发现肺癌细胞的增殖受到抑制。(4)判断目的基因是否在受体细胞中转录,可用分子杂交技术来检测,从细胞中提取mRNA和用放射性同位素或者荧光标记的目的基因单链DNA片段进行杂交。据图2可知,let-7基因影响RAS基因表达的机理是:let-7基因转录产物miRNA与RAS基因转录产物RAS mRNA结合,使RAS基因翻译受到抑制,引起细胞中的RAS蛋白含量减少,进而导致癌细胞增殖受到抑制。
