高中生物 专题1 第2节 基因工程的基本操作程序练习 新人教版选修3.docx
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高中生物专题1第2节基因工程的基本操作程序练习新人教版选修3
2021年高中生物专题1第2节基因工程的基本操作程序练习新人教版选修3
基因工程的基本操作程序主要包括四个步骤:
________________、__________________、______________________、____________________。
目的基因的获取 基因表达载体的构建 将目的基因导入受体细胞 目的基因的检测与鉴定
一、目的基因的获取
1.从基因文库中获取目的基因:
将含有某种生物________的许多DNA片段导入受体菌的群体中储存,各个受体菌分别含有这种生物的________,称为基因文库。
基因文库可大可小,如果它含了一种生物所有的基因,就叫____________;如果它只包含一种生物的一部分基因,就叫__________,如________。
2.利用PCR技术扩增目的基因:
PCR技术是一项在生物体外________特定DNA片段的核酸合成技术。
(1)原理:
利用________原理,将基因的核苷酸序列不断加以复制,使其呈指数方式增加。
指数扩增约为2n(n为扩增循环的次数)。
(2)条件:
已知目的基因的________序列、________、________、______________。
(3)过程:
目的基因DNA受热变性后解链为____________________,与引物结合,然后在______________的作用下进行延伸形成DNA。
3.化学合成目的基因:
如果________比较小,核苷酸序列又________,也可以利用DNA合成仪化学合成。
1.不同基因 不同基因 基因组文库 部分基因文库 cDNA文库
2.复制
(1)DNA复制
(2)核苷酸 引物 模板DNA TaqDNA聚合酶 (3)单链 TaqDNA聚合酶
3.基因 已知
二、基因表达载体的构建
1.表达载体的组成:
目的基因+________+________+标记基因。
2.表达载体的功能:
使目的基因在受体细胞中稳定存在,并且________给下一代,同时,使目的基因能够________和发挥作用。
3.启动子:
位于基因的________,它是__________________的部位,驱动基因转录产生mRNA。
4.终止子:
位于基因的________,能够终止________。
5.标记基因:
________受体细胞中是否含有目的基因,从而将含有目的基因的细胞筛选出来。
1.启动子 终止子
2.遗传 表达
3.首端 RNA聚合酶识别和结合
4.尾端 转录
5.鉴别
三、将目的基因导入受体细胞
1.将目的基因导入植物细胞的方法有____________、__________、____________。
2.将目的基因导入动物细胞的常用方法为____________。
3.将目的基因导入微生物细胞时,一般须首先用________处理微生物细胞,使其成为感受态细胞。
1.农杆菌转化法 基因枪法 花粉管通道法
2.显微注射法
3.Ca2+
四、目的基因的检测与鉴定
检测转基因生物的________上的目的基因,采用方法是______________;检测目的基因是否转录出________,采用方法是____________;检测目的基因是否翻译成________,采用方法是________________;个体生物学水平的鉴定,如抗虫、抗病的________实验等。
染色体 DNA分子杂交法 mRNA 分子杂交法 蛋白质 抗原—抗体杂交法 接种
一、选择题
1.下列不属于获取目的基因的方法是( )
A.利用DNA连接酶复制目的基因
B.反转录法
C.从基因文库中获取目的基因
D.利用PCR技术扩增目的基因
解析:
对目的基因(DNA片段)进行复制需利用DNA聚合酶而不是DNA连接酶。
答案:
A
2.下列关于基因表达载体构建的相关叙述,不正确的是( )
A.需要限制酶和DNA连接酶
B.必须在细胞内进行
C.抗生素抗性基因可作为标记基因
D.启动子位于目的基因的首端
解析:
基因表达载体的构建是指目的基因与载体结合,在此过程中需用同一种限制酶切割目的基因与载体,用DNA连接酶将互补的末端连接起来;基因表达载体的构建是在细胞外进行的;基因表达载体包括启动子(位于基因首端使转录开始)、终止子、目的基因和标记基因。
答案:
B
3.将ada(腺苷酸脱氨酶基因)通过质粒pET28b导入大肠杆菌并成功表达腺苷酸脱氨酶。
下列叙述错误的是( )
A.每个大肠杆菌细胞至少含一个重组质粒
B.每个重组质粒至少含一个限制性核酸内切酶识别位点
C.每个限制性核酸内切酶识别位点至少插入一个ada
D.每个插入的ada至少表达一个腺苷酸脱氨酶分子
解析:
质粒作为载体的条件之一是有多个限制性核酸内切酶的识别位点,但每种限制性核酸内切酶的一个识别位点,只能插入一个目的基因(ada);不能插入多个目的基因(ada)。
答案:
C
4.基因工程的正确操作步骤是( )
①构建基因表达载体 ②将目的基因导入受体细胞 ③目的基因的检测与鉴定 ④提取目的基因
A.③②④①B.②④①③
C.④①②③D.③④①②
答案:
C
5.利用苏云金芽孢杆菌的抗虫基因培育的抗虫棉是否成功,最好检测( )
A.是否有抗生素产生
B.是否有目的基因表达
C.是否有抗虫的性状出现
D.是否能分离到目的基因
解析:
要检验导入了抗虫基因的棉花植株是否抗虫,需要做抗虫的接种实验,以确定棉花是否有抗虫的性状出现,如果有抗虫的性状出现,则说明抗虫棉培育成功了。
答案:
C
6.有关PCR技术的说法,不正确的是( )
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的原理是DNA双链复制
C.利用PCR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扩增中必须有解旋酶才能解开双链DNA
解析:
PCR全称为聚合酶链式反应,是一项在生物体外复制特定的DNA片段的核酸合成技术,A正确;PCR技术以解开的双链作为模板,利用的原理是DNA复制,B正确;前提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列以便合成引物,C正确;双链DNA模板在热作用下,氢键断裂,形成单链DNA,可见该过程不需要解旋酶解开双链DNA,D错误。
答案:
D
7.基因工程中科学家常采用细菌、酵母菌等微生物作为受体细胞,原因是( )
A.结构简单,操作方便
B.繁殖速度快
C.遗传物质含量少
D.性状稳定,变异少
解析:
目的基因导入受体细胞后,随着受体细胞的繁殖而复制,由于细菌等微生物繁殖速度非常快,在很短的时间内就能获得大量的目的基因。
基因工程常用的受体有细菌、真菌、动植物细胞。
答案:
B
8.基因工程中不会出现( )
A.DNA连接酶将黏性末端的碱基连接起来
B.限制酶可用于目的基因的获取
C.目的基因必须由载体导入受体细胞
D.人工合成目的基因不用限制酶
解析:
DNA连接酶连接的不是碱基,而是磷酸二酯键。
答案:
A
9.基因工程是在DNA分子水平上进行设计施工的,在基因操作的基本步骤中,不进行碱基互补配对的步骤是( )
A.人工合成目的基因
B.目的基因与载体结合
C.将目的基因导入受体细胞
D.目的基因的检测和表达
解析:
目的基因的合成、检测和表达以及与载体结合都发生碱基互补配对行为。
将目的基因导入受体细胞不进行碱基互补配对。
答案:
C
10.下图是基因工程中基因表达载体的模式图,若结构X是表达载体所必需的,则X最可能是( )
A.荧光蛋白基因B.启动子
C.限制酶D.DNA连接酶
答案:
B
二、非选择题
11.下图是利用基因工程技术生产人胰岛素的操作过程示意图,请据图完成下列问题。
(1)能否利用人的皮肤细胞来完成①过程?
____________,为什么?
________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(2)过程②一定要用到的酶是__________酶,过程③在细胞内需要的酶是__________酶。
(3)在利用A、B获得C的过程中,必须用__________________________切割A和B,使它们产生______________,再加入__________,才可形成C。
(4)为使过程⑧更易进行,可用__________(填药剂)处理D。
解析:
由于基因在不同细胞中的表达情况不同,胰岛素基因在皮肤细胞中不表达,也就不可能形成胰岛素的mRNA。
由mRNA获取目的基因是反转录的过程,需要反转录酶催化。
DNA分子的扩增首先需解旋,而解旋需要解旋酶。
基因工程中切割目的基因和载体用的是同一种限制酶,以产生相同的黏性末端,在DNA连接酶作用下形成重组DNA分子。
当受体细胞为微生物时,将重组DNA分子导入时,常用Ca2+处理细胞。
答案:
(1)不能 皮肤细胞中的胰岛素基因未表达(或未转录),不能形成胰岛素mRNA
(2)反转录 解旋
(3)同一种限制性核酸内切酶 相同的黏性末端 DNA连接酶
(4)Ca2+
12.科学家通过基因工程方法,培育了能抗棉铃虫的棉花植株——抗虫棉。
其过程大致如图所示。
根据题意,回答下列问题。
(1)基因工程的操作程序主要包括的四个步骤是:
________________、________________、________________、________________。
(2)Ti质粒是农杆菌中的一种质粒,其上有TDNA,把目的基因插入Ti质粒的TDNA中是利用TDNA________________________________________________________________________________________________________________________________________________的特点。
(3)Bt毒蛋白基因转入普通棉株细胞内并成功实现表达的过程,在基因工程中称为________。
(4)将目的基因导入受体细胞的方法有很多种,该题中涉及的是________________________________________________________________________。
(5)目的基因能否在棉株体内稳定维持和表达其遗传特性的关键是________________________________________________________________________,
这需要通过检测才能知道,检测采用的方法是________________。
解析:
农杆菌转化法是将目的基因导入植物细胞的常用方法,利用它能在自然条件下感染双子叶植物和裸子植物,以及其Ti质粒上的TDNA能转移至受体细胞,并且整合到受体细胞染色体DNA上的特点,可以把目的基因插入其Ti质粒的TDNA中,借助其作用使目的基因成功导入受体细胞。
答案:
(1)目的基因的获取 基因表达载体的构建 将目的基因导入受体细胞 目的基因的检测与鉴定
(2)可转移至受体细胞并且整合到受体细胞染色体DNA上
(3)转化
(4)农杆菌转化法
(5)目的基因是否插入了受体细胞的染色体DNA上 DNA分子杂交技术
13.α1-抗胰蛋白缺乏症是一种在北美较为常见的单基因遗传病,患者成年后会出现肺气肿及其他疾病,严重者甚至死亡。
对于该致病患者常可采用注射入α1-抗胰蛋白酶来缓解症状。
据此完成
(1)~
(2)题。
(1)图1表示获取人α1-抗胰蛋白酶基因的两种方法,请回答下列问题:
①a过程是在__________酶的作用下完成的,该酶的作用特点是________________________________________________________________________。
②c过程称为________________,该过程需要的原料是______________________。
③要确定获得的基因是否是所需的目的基因,可以从分子水平上利用______________________技术检测该基因的碱基序列。
(2)利用转基因技术将控制该酶合成的基因导入羊的受精卵,最终培育出能在乳腺细胞表达人α1-抗胰蛋白酶的转基因羊,从而更易获得这种酶,简要过程如图2所示。
①获得目的基因后,常利用________________技术在体外将其大量扩增。
②载体上绿色荧光蛋白(GEP)基因的作用是便于
________________________________________________________________________。
基因表达载体d,除图中的标示部分外,还必须含有________________。
答案:
(1)①限制 识别特定的核苷酸序列,并在特定的切点上切割DNA分子 ②反转录 4种脱氧核苷酸 ③DNA分子杂交
(2)①PCR ②筛选含有目的基因的受体细胞 启动子、终止子
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