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課時(shí)規(guī)范練36　基因工程 基礎(chǔ)鞏固 1.下列不屬于基因工程基本工具的是(　　) A.限制酶 B.DNA連接酶 C.運(yùn)載體 D.RNA聚合酶 2.下列關(guān)于如圖所示DNA分子片段的說法,正確的是(　　) A.限制酶可作用于①部位,解旋酶作用于③部位 B.限制酶可作用于③部位,解旋酶作用于①部位 C.作用于①部位的限制酶同時(shí)也可以作用于④部位 D.作用于①部位的限制酶與作用于⑤部位的限制酶的堿基識(shí)別順序相反 3.(2018陜西西安鐵一中學(xué)月考)將目的基因?qū)胗衩浊o尖分生區(qū)細(xì)胞和小鼠受精卵,應(yīng)分別采用的方法是(　　) A.顯微注射技術(shù)　農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法 B.基因槍法　花粉管通道法 C.農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法　顯微注射技術(shù) D.基因槍法　顯微注射技術(shù) 4.抗菌肽對(duì)治療癌癥有一定的作用,下圖表示抗菌肽合成過程。相關(guān)說法正確的是(　　) 克隆目的基因?導(dǎo)入畢赤酵母菌?篩選菌種?甲醇誘導(dǎo)抗菌肽表達(dá)?分離純化?功能研究 A.用PCR克隆目的基因不需要DNA解旋酶 B.基因表達(dá)載體包含起始密碼和終止密碼 C.用顯微注射法導(dǎo)入基因表達(dá)載體 D.篩選菌種時(shí)用基因探針檢測(cè)相關(guān)蛋白質(zhì) 5.下列哪項(xiàng)不是蛋白質(zhì)工程的研究?jī)?nèi)容?(　　) A.分析蛋白質(zhì)分子的精細(xì)結(jié)構(gòu) B.對(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行有目的的改造 C.分析氨基酸的化學(xué)組成 D.按照人的意愿將天然蛋白質(zhì)改造成新的蛋白質(zhì) 6.下列有關(guān)基因工程的敘述,正確的是(　　) A.基因治療就是去除生物體細(xì)胞中有缺陷的突變基因 B.運(yùn)載體上抗性基因的存在有利于對(duì)目的基因是否表達(dá)進(jìn)行檢測(cè) C.在基因工程操作中,剪切目的基因和質(zhì)粒的限制性核酸內(nèi)切酶一定相同 D.轉(zhuǎn)基因技術(shù)造成的變異,實(shí)質(zhì)上相當(dāng)于人為的基因重組,但卻產(chǎn)生了定向變異 7.下列關(guān)于限制酶和DNA連接酶的理解,正確的是(　　) A.其化學(xué)本質(zhì)都是蛋白質(zhì) B.DNA連接酶可以恢復(fù)DNA分子中的氫鍵 C.它們不能被反復(fù)使用 D.在基因工程操作中可以用DNA聚合酶代替DNA連接酶 8.圖1、2分別為“DNA的粗提取與鑒定”實(shí)驗(yàn)中部分操作步驟示意圖,下列敘述不正確的是(　　) A.圖1、2中加入蒸餾水稀釋的目的相同 B.圖1中完成過濾之后保留濾液 C.圖2中完成過濾之后棄去濾液 D.在圖1雞血細(xì)胞液中加入少許嫩肉粉有助于去除雜質(zhì) 能力提升 9.下列關(guān)于應(yīng)用基因工程治療人類遺傳病的敘述,不正確的是(　　) A.基因治療是治療遺傳病的最有效手段 B.進(jìn)行基因治療時(shí),基因的受體細(xì)胞是受精卵 C.基因治療并不是對(duì)患者體內(nèi)細(xì)胞的缺陷基因改造 D.基因治療時(shí)可只對(duì)患者部分細(xì)胞輸入正?；? 10.下表為常用的限制性核酸內(nèi)切酶及其識(shí)別序列和切割位點(diǎn),下列有關(guān)說法正確的是(　　) 限制性核酸內(nèi)切酶 識(shí)別序列和切割位點(diǎn) 限制性核酸內(nèi)切酶 識(shí)別序列和切割位點(diǎn) BamHⅠ G↓GATCC KpnⅠ GGTAC↓C EcoRⅠ G↓AATTC Sau3AⅠ ↓GATC HindⅡ GTY↓RAC SmaⅠ CCC↓GGG (注 Y表示C或T,R表示A或G。) A.限制性核酸內(nèi)切酶的切點(diǎn)位于識(shí)別序列的內(nèi)部 B.限制性核酸內(nèi)切酶切割后不一定形成黏性末端 C.一種限制性核酸內(nèi)切酶只能識(shí)別一種脫氧核苷酸序列 D.不同限制性核酸內(nèi)切酶切割后一定形成不同的黏性末端 11.利用基因工程技術(shù)生產(chǎn)羧酸酯酶(CarE)制劑,用于降解某種農(nóng)藥的殘留,基本流程如圖。下列敘述正確的是 (　　) A.過程①的反應(yīng)體系中需要加入逆轉(zhuǎn)錄酶和核糖核苷酸 B.過程②需使用限制酶和DNA聚合酶,是基因工程的核心步驟 C.過程③需要使用NaCl溶液制備感受態(tài)的大腸桿菌細(xì)胞 D.過程④可利用PCR技術(shù)鑒定CarE基因是否成功導(dǎo)入受體細(xì)胞 12.(2018安徽六安一中期末)科學(xué)家將擬南芥的抗寒基因(CBF1),轉(zhuǎn)入香蕉以獲得抗寒的香蕉品種。下圖是某質(zhì)粒載體上的SacⅠ、XbaⅠ、EcoRⅠ、HindⅢ四種限制酶的切割位點(diǎn)示意圖。據(jù)圖回答問題。 (1)在該實(shí)驗(yàn)中為構(gòu)建基因表達(dá)載體,用SacⅠ、XbaⅠ切下CBF1基因后,對(duì)質(zhì)粒載體進(jìn)行切割的限制酶是　　　　　　,理由是　。 (2)連接CBF1基因到該質(zhì)粒載體后,作為基因表達(dá)載體的組成還必須有　　　　　　　　　　　　。將重組質(zhì)粒導(dǎo)入香蕉細(xì)胞最常用的方法是　　　　　　　　　　　　　。 (3)為了鑒別受體細(xì)胞中是否含有CBF1基因,可用含　　　　　　　　　　　的培養(yǎng)基進(jìn)行篩選。 (4)科學(xué)家將生長(zhǎng)健壯、苗齡一致的轉(zhuǎn)基因香蕉(實(shí)驗(yàn)組)與非轉(zhuǎn)基因香蕉(對(duì)照組)進(jìn)行　　　　處理,鑒定兩組之間的抗寒性差異。如果　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,則說明獲得了抗寒的香蕉優(yōu)質(zhì)品種。 13.(2018遼寧五校協(xié)作體聯(lián)考)白細(xì)胞介素是一類淋巴因子。研究人員將人白細(xì)胞介素的基因?qū)氲浇湍妇?xì)胞中,使其分泌出有活性的白細(xì)胞介素。請(qǐng)據(jù)圖回答下列問題。 (1)為增加白細(xì)胞介素基因的數(shù)量,可使用　　　　技術(shù),但前提是必須知道基因的部分序列,目的是　　　　　　　　　　　　。 (2)在重組載體導(dǎo)入酵母菌細(xì)胞之前,需用　　　　處理酵母菌,白細(xì)胞介素基因進(jìn)入酵母菌細(xì)胞內(nèi),并且在其中維持穩(wěn)定和表達(dá)的過程,稱為　　　　。在表達(dá)過程中,啟動(dòng)子需與　　　　　　識(shí)別和結(jié)合,從而驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)錄過程。 (3)在體液免疫過程中,白細(xì)胞介素是由　　　　　　細(xì)胞分泌的,為了能成功表達(dá)出白細(xì)胞介素,不使用細(xì)菌,而使用酵母菌細(xì)胞作為受體細(xì)胞,可能原因是　　　　　　　　　　。 (4)在分泌型表達(dá)載體和白細(xì)胞介素基因所在DNA分子上均有多個(gè)限制酶的酶切位點(diǎn),圖示過程獲得有效表達(dá)的重組載體使用了EcoRⅠ和EcoR52兩種限制酶,與使用單一的限制酶相比,其優(yōu)點(diǎn)是 　。 14.(2019遼寧沈陽重點(diǎn)中學(xué)三模)科學(xué)家通過利用PCR定點(diǎn)突變技術(shù)改造Rubisco酶基因,提高了光合作用過程中Rubisco酶對(duì)CO2的親和力,從而顯著提高了植物的光合作用速率,請(qǐng)回答下列問題。 (1)PCR過程所依據(jù)的原理是　　　　　　　　,該過程需要加入的酶是　　　　　　　　。利用PCR技術(shù)擴(kuò)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,以便根據(jù)這一序列合成　　　　　　　　。 (2)該技術(shù)不直接改造Rubisco酶,而通過對(duì)Rubisco酶基因進(jìn)行改造,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)Rubisco酶的改造,其原因是　　　　　。和傳統(tǒng)基因工程技術(shù)相比較,定點(diǎn)突變最突出的優(yōu)點(diǎn)是　　　　　　　,PCR定點(diǎn)突變技術(shù)屬于　　　　　　　　　　　　的范疇。 (3)可利用定點(diǎn)突變的DNA構(gòu)建基因表達(dá)載體。常用　　　　將基因表達(dá)載體導(dǎo)入植物細(xì)胞,將該細(xì)胞經(jīng)植物組織培養(yǎng)技術(shù)培育成幼苗,從細(xì)胞水平分析所依據(jù)的原理是　　　　　　　　。  課時(shí)規(guī)范練36　基因工程 1.D　基因工程中,獲取目的基因和構(gòu)建基因表達(dá)載體時(shí)需要限制酶;構(gòu)建基因表達(dá)載體時(shí)需要DNA連接酶;將目的基因和運(yùn)載體連接起來;RNA聚合酶不屬于基因工程的工具酶。 2.A　限制酶可作用于①部位磷酸二酯鍵,解旋酶作用于③部位氫鍵,A項(xiàng)正確,B項(xiàng)錯(cuò)誤。作用于①部位的限制酶同時(shí)也可以作用于⑤部位,C項(xiàng)錯(cuò)誤。作用于①部位的限制酶與作用于⑤部位的限制酶的堿基識(shí)別順序相同,它們識(shí)別的序列都為—GAATTC—,D項(xiàng)錯(cuò)誤。 3.D　玉米是單子葉植物,對(duì)單子葉植物來說,常用的方法是基因槍法;對(duì)于動(dòng)物細(xì)胞來說,常用的方法是顯微注射技術(shù)。 4.A　PCR技術(shù)中采用的是高溫變性,因此用PCR克隆目的基因不需要DNA解旋酶,A項(xiàng)正確;基因表達(dá)載體包含啟動(dòng)子和終止子,而起始密碼和終止密碼在mRNA上,B項(xiàng)錯(cuò)誤;將基因表達(dá)載體導(dǎo)入酵母菌細(xì)胞時(shí)應(yīng)用感受態(tài)細(xì)胞法,C項(xiàng)錯(cuò)誤;篩選菌種時(shí)用基因探針檢測(cè)相關(guān)基因或mRNA,不能用基因探針檢測(cè)蛋白質(zhì),D項(xiàng)錯(cuò)誤。 5.C　蛋白質(zhì)工程就是指根據(jù)蛋白質(zhì)的精細(xì)結(jié)構(gòu)和功能之間的關(guān)系,按照人的意愿改造蛋白質(zhì)分子,形成自然界不存在的蛋白質(zhì)分子。為了改造某種蛋白質(zhì)分子,必須對(duì)其精細(xì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析,但不包括對(duì)組成蛋白質(zhì)的氨基酸的化學(xué)成分的分析。 6.D　基因治療是指把健康的外源基因?qū)胗谢蛉毕莸募?xì)胞中,使該基因的表達(dá)產(chǎn)物發(fā)揮功能,達(dá)到治療疾病的目的,A項(xiàng)錯(cuò)誤;標(biāo)記基因便于重組DNA的鑒定和篩選,即有利于對(duì)目的基因是否導(dǎo)入受體細(xì)胞進(jìn)行檢測(cè),B項(xiàng)錯(cuò)誤;基因工程中,構(gòu)建基因表達(dá)載體時(shí),一般要用同種限制性核酸內(nèi)切酶切割載體與含目的基因的DNA片段,以獲得相同的黏性末端,有時(shí)可以用不同的限制性核酸內(nèi)切酶,但必須保證它們剪切后得到的黏性末端相同,C項(xiàng)錯(cuò)誤;基因工程是按照人們的意愿定向改造生物的性狀,其原理是基因重組,D項(xiàng)正確。 7.A　限制酶和DNA連接酶的化學(xué)本質(zhì)都是蛋白質(zhì),A項(xiàng)正確; DNA分子中的氫鍵,只要堿基互補(bǔ)配對(duì)就能自動(dòng)生成,不需要DNA連接酶的作用,DNA連接酶可以恢復(fù)DNA分子中的磷酸二酯鍵,故B項(xiàng)錯(cuò)誤;限制酶和DNA連接酶都可以被反復(fù)使用,C項(xiàng)錯(cuò)誤;DNA連接酶是在兩個(gè)DNA片段之間形成磷酸二酯鍵,而DNA聚合酶只能將單個(gè)脫氧核苷酸加到已有的核苷酸片段上,因此在基因工程操作中不能用DNA聚合酶替代DNA連接酶,D項(xiàng)錯(cuò)誤。 8.A　解析圖1中加入蒸餾水稀釋的目的是破碎細(xì)胞獲取含DNA的濾液,圖2中加入蒸餾水稀釋的目的是稀釋NaCl溶液,析出DNA;圖1過濾之后保留濾液,因?yàn)V液中含DNA;圖2過濾之后棄去濾液,因DNA已析出;嫩肉粉中的蛋白酶可對(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行水解。 9.B　基因治療是治療遺傳病的最有效手段,A項(xiàng)正確;進(jìn)行基因治療時(shí),基因的受體細(xì)胞是有基因缺陷的體細(xì)胞而不是受精卵,B項(xiàng)錯(cuò)誤;基因治療并不是對(duì)患者體內(nèi)細(xì)胞的缺陷基因改造而是對(duì)患者部分細(xì)胞輸入正?；?C、D兩項(xiàng)正確。 10.B　根據(jù)表格分析,限制性核酸內(nèi)切酶的切點(diǎn)不一定位于識(shí)別序列的內(nèi)部,也可能在識(shí)別位點(diǎn)的外部,如sau3AⅠ,A項(xiàng)錯(cuò)誤;限制性核酸內(nèi)切酶切割后不一定形成黏性末端,也可能是平末端,如HindⅡ、SmaⅠ,B項(xiàng)正確;一種限制性核酸內(nèi)切酶不一定只能識(shí)別一種脫氧核苷酸序列,如HindⅡ能識(shí)別多種序列,C項(xiàng)錯(cuò)誤;不同限制性核酸內(nèi)切酶切割后也可以形成相同的黏性末端,如BamHⅠ和Sau3AⅠ,D項(xiàng)錯(cuò)誤。 11.D　過程①為逆轉(zhuǎn)錄過程,反應(yīng)體系中需要加入逆轉(zhuǎn)錄酶和脫氧核苷酸,A項(xiàng)錯(cuò)誤;過程②為基因表達(dá)載體的構(gòu)建,需使用限制酶和DNA連接酶,B項(xiàng)錯(cuò)誤;過程③需要使用CaCl2溶液制備感受態(tài)的大腸桿菌細(xì)胞,C項(xiàng)錯(cuò)誤;鑒定CarE基因是否成功導(dǎo)入受體細(xì)胞,可利用PCR技術(shù)擴(kuò)增受體細(xì)胞DNA片段,用基因探針進(jìn)行DNA分子雜交,D項(xiàng)正確。 12.答案(1)SacⅠ、XbaⅠ　用相同限制酶切割來源不同的DNA后,可產(chǎn)生相同的末端 (2)啟動(dòng)子和終止子　農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法 (3)氨芐青霉素 (4)低溫　實(shí)驗(yàn)組的抗寒能力明顯高于對(duì)照組 解析(1)在基因工程中,用相同限制酶切割來源不同的DNA后,可產(chǎn)生相同的末端,所以和切割含目的基因的DNA一樣,質(zhì)粒也應(yīng)使用SacⅠ、XbaⅠ進(jìn)行切割。(2)基因表達(dá)載體的組成包括啟動(dòng)子、終止子、標(biāo)記基因、目的基因等。香蕉細(xì)胞是植物細(xì)胞,將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞常用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法。(3)據(jù)圖可知,質(zhì)粒上的標(biāo)記基因是氨芐青霉素抗性基因,所以為了鑒別受體細(xì)胞中是否含有CBF1基因,可用含氨芐青霉素的培養(yǎng)基進(jìn)行篩選。(4)根據(jù)題干信息可知目的基因是抗寒基因,所以科學(xué)家將生長(zhǎng)健壯、苗齡一致的轉(zhuǎn)基因香蕉(實(shí)驗(yàn)組)與非轉(zhuǎn)基因香蕉(對(duì)照組)進(jìn)行低溫處理,鑒定兩組之間的抗寒性差異。如果實(shí)驗(yàn)組的抗寒能力明顯高于對(duì)照組,則說明獲得了抗寒的香蕉優(yōu)質(zhì)品種。 13.答案(1)PCR　設(shè)計(jì)引物　(2)Ca2+　轉(zhuǎn)化　RNA聚合酶　(3)T淋巴　細(xì)菌細(xì)胞中無內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體等加工白細(xì)胞介素的細(xì)胞器　(4)能防止目的基因、表達(dá)載體發(fā)生自身環(huán)化或者目的基因反向接入分泌型表達(dá)載體中 解析(1)基因工程中,擴(kuò)增目的基因利用的是PCR技術(shù),但前提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列,以便設(shè)計(jì)引物。(2)在重組載體導(dǎo)入酵母菌細(xì)胞之前,需用Ca2+處理酵母菌,使酵母菌細(xì)胞處于感受態(tài)。白細(xì)胞介素基因進(jìn)入酵母菌細(xì)胞內(nèi),并且在其細(xì)胞內(nèi)維持穩(wěn)定和表達(dá)的過程稱為轉(zhuǎn)化。在表達(dá)過程中,啟動(dòng)子需與RNA聚合酶識(shí)別和結(jié)合,從而驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)錄過程。(3)在體液免疫過程中,白細(xì)胞介素是由T淋巴細(xì)胞分泌的。細(xì)菌屬于原核生物,細(xì)胞中無內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體等加工白細(xì)胞介素的細(xì)胞器,因此為了能成功表達(dá)出白細(xì)胞介素,不使用細(xì)菌,而是使用酵母菌細(xì)胞作為受體細(xì)胞。(4)在分泌型表達(dá)載體和白細(xì)胞介素基因所在的DNA分子上均有多個(gè)限制酶的酶切位點(diǎn)。圖示過程獲得有效表達(dá)的重組載體使用了EcoRⅠ和EcoR52兩種限制酶,與使用單一的限制酶相比,其優(yōu)點(diǎn)是能防止目的基因、表達(dá)載體發(fā)生自身環(huán)化或者目的基因反向接入分泌型表達(dá)載體中。 14.答案(1)DNA雙鏈復(fù)制　耐高溫的DNA聚合酶(或Taq酶)　引物　(2)蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜,改造困難;直接改造蛋白質(zhì)不能遺傳,改造了的基因能遺傳　能生產(chǎn)出自然界不存在的蛋白質(zhì)　蛋白質(zhì)工程　(3)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法　植物細(xì)胞的全能性 解析(1)PCR的原理是DNA雙鏈復(fù)制;利用PCR技術(shù)擴(kuò)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,以便根據(jù)這一序列合成引物;擴(kuò)增過程是在較高溫度下進(jìn)行的,因此需要加入耐高溫的DNA聚合酶(或Taq酶)。(2)蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜,改造困難。直接改造蛋白質(zhì)不能遺傳,改造了的基因能遺傳,因此蛋白質(zhì)工程技術(shù)不直接改造Rubisco酶,而通過對(duì)Rubisco酶基因進(jìn)行改造,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)Rubisco酶的改造。和傳統(tǒng)基因工程技術(shù)相比較,定點(diǎn)突變技術(shù)最突出的優(yōu)點(diǎn)是能生產(chǎn)出自然界不存在的蛋白質(zhì),因此PCR定點(diǎn)突變技術(shù)屬于蛋白質(zhì)工程的范疇。(3)將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞常用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法;將轉(zhuǎn)基因植物細(xì)胞培育成轉(zhuǎn)基因植株還需要采用植物組織培養(yǎng)技術(shù),原理是植物細(xì)胞具有全能性。