1、专题11.2基因工程的基本操作程序一、选择题1基因工程中因受体细胞不同，目的基因导入的方法也不同，下列叙述不正确的是( )A将目的基因导入棉花细胞内常用花粉管通道法B将目的基因导入老鼠细胞内常用显微注射法C将目的基因导入大肠杆菌内常用感受态细胞转化法D将目的基因导入小麦细胞内常用农杆菌转化法解析：选D小麦是单子叶植物，其受伤后不能分泌酚类物质，农杆菌对它没有感染能力。2下列关于基因工程的叙述，正确的是( )A获得目的基因需用限制性核酸内切酶和DNA连接酶BDNA连接酶的作用是将两个黏性末端的碱基连接起来C可通过农杆菌转化法实现目的基因导入受体细胞D载体上的标记基因有利于载体与外源基因连接以及筛
2、选转化细胞解析：选C获得目的基因只需用限制性核酸内切酶，构建重组质粒需用限制性核酸内切酶和DNA连接酶；DNA连接酶的作用是将两个相同的末端通过磷酸二酯键连接起来；载体上的标记基因有利于筛选含重组DNA的细胞。3下图表示基因工程中获取水稻某目的基因的不同方法。相关叙述正确的是( )A三种方法都需要酶并均在体外进行B碱基对的排列顺序均相同C三种方法均属于人工合成法D方法a不遵循中心法则解析：选A这三种方法都是在体外进行的，且都用到酶(方法a需要逆转录酶和DNA聚合酶；方法b需要限制酶；方法c需要DNA聚合酶)，A正确；通过方法a得到的目的基因不含有内含子，通过方法c得到的目的基因的碱基序列可能有
3、多种，因此碱基对的排列顺序不都相同，B错；图示a和c属于人工合成法，而b是从供体细胞的DNA中直接分离目的基因的方法，C错；方法a遵循中心法则，D错。4下列有关基因工程的叙述，正确的是( )ADNA连接酶只能将由同一种限制性核酸内切酶切割而成的黏性末端连接起来B目的基因导入受体细胞后，受体细胞即发生基因突变C目的基因与质粒结合的过程发生在细胞外D常使用的载体有大肠杆菌、噬菌体和动植物病毒等解析：选CDNA连接酶可以将不同种限制性核酸内切酶切割形成的相同的黏性末端连接起来，A错误；目的基因导入受体细胞后，受体细胞发生基因重组而不是基因突变，B错误；目的基因与质粒结合形成重组质粒的过程发生在细胞外
4、的环境中，C正确；在基因工程中，常使用的载体有质粒、噬菌体的衍生物和动植物病毒等，D错误。5下列关于cDNA文库和基因组文库的说法，不正确的是( )AcDNA文库中的DNA来源于mRNA的反转录过程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CcDNA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：选B由于基因转录时只有编码区才能转录，所以以mRNA反转录成的DNA就只含有外显子区段，而缺少内含子和启动子等非编码序列，和原来的基因结构不相同。6下列有关PCR技术的说法不正确的是( )
5、APCR技术是一项在生物体外复制特定DNA片段的核酸合成技术BPCR技术的原理与DNA复制的原理相同CPCR技术的前提是有一段已知目的基因的核苷酸序列DPCR扩增技术中必须有解旋酶才能解开双链DNA解析：选DPCR技术是在生物体外进行DNA复制的技术，其原理与DNA复制的原理相同，但前提是必须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，目的基因受热变性后解旋为单链，不需要解旋酶的作用。7下列有关人胰岛素基因表达载体的叙述，正确的是( )A表达载体中的胰岛素基因可通过人肝细胞mRNA反转录获得B表达载体的复制和胰岛素基因的表达均启动于复制原(起)点C借助抗生素抗性基因可将含胰岛素基
6、因的受体细胞筛选出来D启动子和终止密码子均在胰岛素基因的转录中起作用解析：选C胰岛素基因只能在胰岛B细胞中表达，不能在肝细胞中表达，因而不能通过人体肝细胞mRNA反转录获得，A错；复制原点是表达载体复制的起点，胰岛素基因表达的起点是启动子，B错；基因表达载体中一般以抗生素抗性基因为标记基因，因此可借助抗生素抗性基因将含有胰岛素基因的受体细胞筛选出来，C对；终止密码子是翻译终止的信号，不是转录终止的信号，D错。8下列有关基因工程和操作工具的叙述，正确的是( )A质粒常被用作载体的原因之一是质粒上具有标记基因BRNA聚合酶能与信使RNA的特定位点结合，催化遗传信息的转录C利用显微注射法将人的生长激
7、素基因直接导入小鼠的受精卵，培育超级小鼠DDNA探针可用于检测苯丙酮尿症和21三体综合征解析：选A因质粒上具有标记基因，所以质粒常被用作载体，将目的基因导入受体细胞，A对；RNA聚合酶能与基因的启动子相结合，催化遗传信息的转录，B错；利用显微注射法将重组DNA导入小鼠的受精卵，目的基因才能够得以表达，C错；DNA探针可用于检测苯丙酮尿症，但不能用于检测21三体综合征，D错。9番茄叶片受害虫的损伤后，叶肉细胞迅速合成蛋白酶抑制剂，抑制害虫的消化作用。人们尝试将番茄的蛋白酶抑制剂基因导入玉米，以对付猖獗的玉米螟。下图为培育转基因抗虫玉米的流程图，下列描述正确的是( )A用限制性核酸内切酶切割番茄的
8、DNA得到的产物就是蛋白酶抑制剂基因B用氯化钙处理玉米受体细胞，有利于含目的基因的重组质粒导入C重组Ti质粒应有RNA聚合酶识别和结合的部位，以启动蛋白酶抑制剂基因的转录D若将目的基因导入玉米花粉细胞，通过花药离体培养可获得稳定遗传的转基因玉米解析：选C目的基因是用限制性核酸内切酶将DNA酶切后得到的，需筛选，A错误；氯化钙用于处理细菌细胞，B错误；基因成功表达的前提是能转录和翻译，转录时需RNA聚合酶识别转录的起点才能启动，C正确；花药离体培养得到的是玉米的单倍体，需再用秋水仙素处理单倍体，使染色体加倍才能得到稳定遗传的转基因玉米，D错误。10如图是将人的生长激素基因导入细菌B细胞内制造“工
9、程菌”的示意图。已知细菌B细胞内不含质粒A，也不含质粒A上的基因。判断下列说法正确的是( )A将重组质粒导入细菌B常用的方法是显微注射法B将完成导入过程后的细菌涂布在含有氨苄青霉素的培养基上，能生长的就是导入了重组质粒的细菌C将完成导入过程后的细菌涂布在含有四环素的培养基上，能生长的就是导入了质粒A的细菌D目的基因成功表达的标志是受体细胞能在含有氨苄青霉素的培养基上生长解析：选C将目的基因导入细菌细胞中常用的方法是Ca2处理法，A错误；基因必须保持结构的完整性才能得以表达，而抗氨苄青霉素基因结构完整能够表达，从而使细菌具有对氨苄青霉素的抗性。在含有氨苄青霉素的培养基上能存活的是导入了质粒A或重
10、组质粒的细菌，B错误；由于将人的生长激素基因插入到质粒的抗四环素基因上，破坏了抗四环素基因的完整性，因此，导入了重组质粒的细菌没有对四环素的抗性，在含有四环素的培养基上不能存活，能存活的是导入了质粒A的细菌，C正确；目的基因成功表达的标志是受体细胞产生人的生长激素，D错误。11为了增加菊花花色类型，研究者从其他植物中克隆出花色基因C(图1)，拟将其与质粒(图2)重组，再借助农杆菌导入菊花中。下列操作与实验目的不符的是( )A用限制性核酸内切酶EcoR和连接酶构建重组质粒B用含C基因的农杆菌侵染菊花愈伤组织，将C基因导入细胞C在培养基中添加卡那霉素，筛选被转化的菊花细胞D用分子杂交技术检测C基因
11、是否整合到菊花染色体上解析：选C目的基因C和质粒都有可被EcoR切割的酶切位点，另外需要DNA连接酶将切好的目的基因和质粒连接起来，A正确；愈伤组织全能性较高，是理想的植物受体细胞，将目的基因导入植物受体细胞的方法通常为农杆菌转化法，B正确；质粒中含有潮霉素抗性基因，因此选择培养基中应该加入潮霉素，C错误；使用分子杂交技术可检测目的基因是否整合到菊花的染色体上，D正确。12如图是利用基因工程技术生产可使用疫苗的部分过程，其中Pst、Sma、EcoR、Apa为四种限制性核酸内切酶。下列有关说法正确的是( )A图示过程是基因工程的核心步骤，所需的限制性核酸内切酶均来自原核生物B图示中构建基因表达载
12、体时，需用到一种限制性核酸内切酶C一种限制性核酸内切酶只能识别一种特定的核糖核苷酸序列D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解析：选D图示表示基因表达载体的构建过程，这是基因工程的核心步骤，所需的限制性核酸内切酶主要来自原核生物，A错误；此表达载体构建时需要用到EcoR 、Pst两种限制性核酸内切酶，B错误；限制性核酸内切酶具有特异性，即一种限制性核酸内切酶只能识别一种特定的脱氧核苷酸序列并在特定的位点切割，C错误；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，D正确。二、非选择题1320世纪70年代科学家证实了RNA病毒能依赖RNA合成DNA的过程，并发
13、现了催化此过程的酶。下面为形成cDNA的过程和PCR扩增过程示意图。请根据图解回答下列问题：(1)催化过程的酶是_。(2)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。(3)由图中信息分析可知，催化过程的酶都是_，两者在作用特性上的区别是_。(4)如果RNA单链中有碱基100个，其中A占25%，U占15%，则通过该过程合成的一个双链DNA片段中至少有胞嘧啶_个。解析：(1)以单链RNA为模板合成DNA分子的过程称为逆转录，此过程需要反转录酶(或逆转录酶)的作用。(2)在常温范围内DNA分子为规则的双螺旋结构，当温度达到90 以上时DNA分子双链解开，变为
14、单链DNA分子，说明在一定温度范围内DNA分子具有稳定性。(3)PCR技术中使用的DNA聚合酶是在高温环境下发挥作用的，必须具有耐高温的特性。(4)RNA中有100个碱基，则DNA分子中至少有200个碱基。由于RNA中AU占40%，所以DNA中AT占40%，则DNA中GC占60%，C至少有60个。答案：(1)反转录酶(或逆转录酶)(2)稳定(3)DNA聚合酶催化过程的酶耐高温(4)6014肺细胞中的let7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let7基因导入肺癌细胞实现表达，发现肺癌细胞的增殖受到抑制。该基因工程技术基本流程如下图1。请回答：(1)进行过程
15、时，需用_酶切开载体以插入let7基因。载体应有RNA聚合酶识别和结合的部位，以驱动let7基因转录，该部位称为_。(2)研究发现，let7基因能影响癌基因RAS的表达，其影响机理如图2。据图分析，可从细胞中提取_进行分子杂交，以直接检测let7基因是否转录。肺癌细胞增殖受到抑制，可能是由于细胞中_(填“RASmRNA”或“RAS蛋白”)含量减少引起的。解析：(1)过程为基因表达载体的构建，该过程涉及的工具酶为限制性核酸内切酶(或限制酶)和DNA连接酶，需用限制酶切开载体以插入let 7基因。完整的基因表达载体包括启动子、目的基因、终止子和标记基因等，而启动子是RNA聚合酶识别和结合的位点。(
16、2)从图中可以看出，RASmRNA和let 7基因转录的miRNA配对形成杂交分子，从而抑制了癌基因RAS的表达，故可以提取RNA进行分子杂交，以直接检测let7基因是否转录。答案：(1)限制性核酸内切(或限制)启动子(2)RNARAS蛋白15下表是几种限制酶识别序列及其切割位点，图1、图2中标注了相关限制酶的酶切位点，其中切割位点相同的酶不重复标注。请回答下列问题：(1)用图中质粒和目的基因构建重组质粒，应选用_两种限制酶切割，酶切后的载体和目的基因片段，通过_酶作用后获得重组质粒。为了扩增重组质粒，需将其转入处于_态的大肠杆菌。(2)为了筛选出转入了重组质粒的大肠杆菌，应在筛选平板培养基中
17、添加_，平板上长出的菌落，常用PCR鉴定，所用的引物组成为图2中_。(3)若BamH酶切的DNA末端与Bcl酶切的DNA末端连接，连接部位的6个碱基对序列为_，对于该部位，这两种酶_(填“都能”“都不能”或“只有一种能”)切开。(4)若用Sau3A切图1质粒最多可能获得_种大小不同的DNA片段。解析：(1)基因工程中选择合适的限制酶切割质粒和目的基因时，应保留目的基因和至少一个标记基因结构的完整性，即遵循“目的基因切两侧，标记基因留一个”的基本原则，最好选择切割产生不同末端的两种限制酶同时切割质粒和目的基因，以避免目的基因的反向插入带来的不正常表达，因此据图分析应选择的限制酶为Bcl 和Hin
18、d ，切割后质粒上保留四环素抗性基因作为标记基因。酶切后的载体和目的基因通过DNA连接酶的作用形成重组质粒，重组质粒需要导入Ca2处理后的处于感受态的大肠杆菌(处于感受态的大肠杆菌细胞的通透性大大增加，便于重组质粒进入)。(2)由上述分析可知，为了筛选出导入重组质粒的大肠杆菌，应先配制含四环素的选择培养基，平板上长出的菌落为导入普通质粒或重组质粒的大肠杆菌菌落，进一步鉴定出导入重组质粒的大肠杆菌，可利用PCR扩增的方式，结合电泳技术来分析处理。DNA的两条链是反向平行的，在PCR过程中，当引物与DNA母链通过碱基互补配对结合后，DNA聚合酶只能从引物的3端延伸DNA链，因此应选择引物甲和引物丙
19、。(3)因为Bcl 和BamH 酶切产生的黏性末端相同，所以可以被DNA连接酶连接，连接部位的6个碱基对序列为，但是连接后形成的DNA中不再具有Bcl和BamH的识别序列，连接部位不能被这两种酶切开。(4)由图可知，能被限制酶Bcl和BamH切割的序列也能被Sau3A识别并切割，因此图中质粒上存在3个Sau3A的切割位点，若将3个切割位点之间的DNA片段分别编号为a、b和c，则完全酶切(3个切割位点均被切割)会产生3种大小的DNA片段，即为a、b和c；考虑只切1个切割位点，有三种情况，都产生一种大小的DNA片段，即大小均为abc；考虑切2个切割位点，则会产生ab、c、ac、b、bc、a几种不同大小的DNA片段。综上所述，若用Sau3A识别并切割图中质粒，最多可获得7种大小的DNA片段，即为abc、ab、ac、bc、a、b、c。答案：(1)Bcl和Hind DNA连接感受(2)四环素引物甲和引物丙(3) 都不能(4)7
