秋高二生物世纪金榜选修三习题及答案12 基因工程的基本操作程序 2.docx

秋高二生物世纪金榜选修三习题及答案12 基因工程的基本操作程序 2.docx

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秋高二生物世纪金榜选修三习题及答案12基因工程的基本操作程序2

课时达标·效果检测

一、选择题

1.（2019·济南高二检测）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.（2019·郑州高二检测）下列关于目的基因导入微生物细胞的叙述中，不正确的是（）

A.常用原核生物作为受体细胞，是因为原核生物繁殖快，且多为单细胞、遗传物质相对较少

B.受体细胞所处的一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态称为感受态

C.感受态细胞吸收DNA分子需要适宜的温度和酸碱度

D.感受态细胞吸收重组表达载体DNA分子的液体只要调节为适宜的pH即可，没必要用缓冲液

【解析】选D。

由于原核生物具有繁殖快，且多为单细胞、遗传物质相对较少等特点，所以早期的基因工程通常都用原核生物作为受体细胞；受体细胞经Ca2+处理后，处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态，称为感受态；感受态细胞吸收DNA分子需要在适宜的温度和酸碱度的缓冲液中完成。

3.下列关于cDNA文库和基因组文库的说法中，不正确的是（）

A.cDNA文库中只含有某种生物的部分基因，基因组文库中含有某种生物的全部基因

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】选B。

cDNA文库中的DNA来源于mRNA的反转录过程，所以该DNA（或基因）与该生物体内的原DNA在结构上是有区别的，如不含有启动子、内含子等。

4.（2019·枣庄高二检测）2019年3月在上海和安徽首次发现H7N9禽流感病例，现在我国多地出现禽流感疫情，为此某研究小组为了研制预防H7N9禽流感病毒的疫苗，开展了前期研究工作。

其简要的操作流程如下图。

下列有关叙述错误的是（）

A.步骤①所代表的过程是反转录

B.步骤②需使用限制酶和DNA连接酶

C.步骤③可用CaCl2处理大肠杆菌，使其从感受态恢复到常态

D.检验Q蛋白的免疫反应特性，可用Q蛋白与患禽流感康复的鸡的血清进行抗原—抗体特异性反应实验

【解析】选C。

由图可知：

步骤①是由RNA合成DNA的过程，表示反转录，选项A正确；步骤②是把目的基因与质粒连接，构建重组质粒的过程，该过程需使用限制酶和DNA连接酶，选项B正确；步骤③可用CaCl2处理大肠杆菌，使其从常态转化为感受态，选项C错误；检验Q蛋白的免疫反应特性，可用Q蛋白与患禽流感康复的鸡的血清进行抗原-抗体特异性反应实验，选项D正确。

5.（2019·揭阳高二检测）甲、乙两图均为DNA测序仪显示的图像，已知甲图显示的碱基顺序为TCGAAT，则乙图显示的碱基顺序为（）

A.TCGCACB.ACCGTGC.ATTCAGD.TCCGGA

【解析】选B。

由第一幅图给出的条件可知，从左到右看依次为ACGT，但解题时应从上向下看，这样就可得出乙图显示的碱基顺序为ACCGTG。

6.（2019·菏泽高二检测）农杆菌中含有一个大型的Ti质粒（如右图所示），在侵染植物细胞的过程中，其中的T-DNA片段转入植物的基因组。

若想用基因工程并通过农杆菌向某种植物中导入抗旱基因，以下分析合理的是（多选）（）

A.若用Ti质粒作为抗旱基因的载体，目的基因的插入位置应该在T-DNA片段内，且要保证复制起始点和用于转移T-DNA的基因片段不被破坏

B.将重组Ti质粒导入农杆菌中时，可以用Ca2+处理细菌

C.转基因抗旱植物培育是否成功的最简单检测方法是看该植物是否具有抗旱性状

D.若能够在植物细胞中检测到抗旱目的基因，则说明该基因工程项目获得成功

【解析】选A、B、C。

若用Ti质粒作为抗旱基因的载体，目的基因的插入位置应该在T-DNA片段内，且要保证复制起始点、终止点和用于转移T-DNA的基因片段不被破坏，否则不会成功；将重组Ti质粒导入农杆菌中时，可以用Ca2+处理细菌，便于完成转化；转基因抗旱植物培育是否成功的最简单检测方法是看该植物是否具有抗旱性状；能够在植物细胞中检测到抗旱目的基因，并能成功表达出抗旱性状，才说明基因工程项目获得成功。

二、非选择题

7.（2019·武汉高二检测）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。

下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，能实现。

具体原理是在农杆菌的Ti质粒上存在T-DNA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T-DNA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）植物基因工程中除了农杆菌转化法之外，还可采取。

（至少写出两种）

【解题关键】解答本题的关键有：

（1）分析农杆菌能感染双子叶植物和裸子植物的本质；

（2）分析农杆菌中Ti质粒中的T-DNA特点及其整合到染色体DNA的实质。

【解析】

（1）农杆菌一般不能感染的植物是单子叶植物，可感染双子叶植物和裸子植物。

利用其感染性，可实现目的基因导入植物细胞。

真正可转移至受体细胞并整合到受体细胞染色体的DNA上的是农杆菌T-DNA片段，因此目的基因必须插入到该部位才能成功。

（2）根据T-DNA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化合物，促进农杆菌向植物细胞转移。

（4）植物基因工程中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）单子叶植物目的基因导入植物细胞

染色体的DNAT-DNA片段（内部）

（2）DNA连接酶、限制酶（3）酚

（4）基因枪法、花粉管通道法

【互动探究】

（1）怎样操作能使农杆菌感染单子叶植物？

提示：

可在单子叶植物受损处涂加酚类化合物来吸引农杆菌。

（2）根据题干分析，为什么动植物病毒也可作为基因工程的载体？

提示：

病毒能够侵染正常细胞，有的病毒还能将自己的核酸整合到宿主细胞的染色体上，所以可以作为基因工程的载体。

8.（能力挑战题）回答下列与基因工程有关的问题：

Ⅰ.来源于豇豆的胰蛋白酶抑制剂基因（CPTI基因）具有广谱的抗虫特性。

但直接把该基因转入农作物后，发现转基因植株中合成的CPTI蛋白质的积累量并没有达到能够强烈抑制害虫的浓度。

于是科研工作者在体外对CPTI基因进行了修饰，在其两端分别融合了“信号肽”序列和“内质网滞留信号”序列，在它们的共同作用下，CPTI蛋白质在转基因植株中的积累量明显提高。

（1）在此项基因工程中，供体细胞是；CPTI基因是人们所需要的特定基因，称为。

（2）在体外对CPTI基因进行修饰时，首先要用处理，形成黏性末端。

（3）“信号肽”序列及“内质网滞留信号”序列的化学本质是。

Ⅱ.研究人员欲将目的基因通过质粒导入大肠杆菌细胞内，以表达某种所需的蛋白质。

已知质粒中两个抗性基因：

A是抗链霉素基因，B是抗青霉素基因。

假设目的基因只能插入到A基因中，而所用大肠杆菌不带有任何抗性基因。

（1）与质粒相比，下列哪些结构含有的碱基种类较多（）

A.核糖体B.线粒体C.叶绿体

（2）当完成了基因工程的操作后，经过一段时间的培养，对工程菌进行检测会产生以下三种结果：

①抗链霉素的同时也抗青霉素，这说明 

。

②不抗链霉素但抗青霉素，这说明 

。

③既不抗链霉素也不抗青霉素，这说明。

【解析】Ⅰ.

（1）CPTI基因来源于豇豆，因此供体细胞是豇豆细胞，该基因属于目的基因。

（2）用限制酶处理CPTI基因，可以在其两端形成黏性末端。

（3）“信号肽”序列及“内质网滞留信号”序列都能与CPTI基因连接在一起，其本质都是DNA。

Ⅱ.

（1）质粒是小型环状DNA，碱基组成为4种；核糖体中只含RNA，碱基组成为4种；线粒体、叶绿体中含有DNA和RNA，碱基种类为5种。

（2）质粒中含有抗链霉素基因A和抗青霉素基因B，如果目的基因只能插入到A基因中，则重组的结果是抗链霉素基因不能表达，抗青霉素基因可以表达。

因此，如果工程菌抗链霉素的同时也抗青霉素，说明质粒已导入，但导入前并未与目的基因发生结合；如果工程菌不抗链霉素但抗青霉素，说明重组的质粒顺利导入受体细胞；如果工程菌既不抗链霉素也不抗青霉素，说明质粒未能导入受体细胞。

答案：

Ⅰ.

（1）豇豆细胞目的基因

（2）限制酶（3）DNA

Ⅱ.

（1）B、C

（2）①质粒已导入，但导入前并未与目的基因发生结合

②重组的质粒顺利导入受体细胞

③质粒未能导入受体细胞

9.（2019·福州高二检测）苏云金芽孢杆菌（Bt）能产生具有杀虫能力的毒素蛋白。

下图是转Bt毒素蛋白基因植物的培育过程示意图（ampr为抗氨苄青霉素基因），据图回答下列问题。

（1）将图中①的DNA用HindⅢ、BamHⅠ完全酶切后，反应管中有种DNA片段。

（2）图中②表示HindⅢ与BamHⅠ酶切、DNA连接酶连接的过程，此过程可获得

种重组质粒；如果换用BstⅠ与BamHⅠ酶切，目的基因与质粒连接后可获得种重组质粒。

（3）目的基因插入质粒后，不能影响质粒的。

（4）图中③的Ti质粒调控合成的vir蛋白，可以协助带有目的基因的T-DNA导入植物细胞，并防止植物细胞中对T-DNA的降解。

（5）已知转基因植物中毒素蛋白只结合某些昆虫肠上皮细胞表面的特异受体，使细胞膜穿孔，肠细胞裂解，昆虫死亡。

而该毒素蛋白对人类的风险相对较小，原因是人类肠上皮细胞。

（6）生产上常将上述转基因作物与非转基因作物混合播种，其目的是降低害虫种群中的基因频率的增长速率。

【解析】本题考查基因工程的相关知识。

（1）由于上述两种酶形成的黏性末端不一样，所以被两种不同的限制酶完全切割之后所形成的片段有4种。

（2）同时被两种限制酶切割有两种不同的目的基因，所以重组质粒有两种。

BstⅠ与BamHⅠ切割的末端一样，同时用这两种限制酶切割只能形成一种目的基因，所以只能形成一种重组质粒。

（3）质粒要进行复制才能表达出更多的产物，所以重组之后要能复制。

（4）酶具有专一性，对T-DNA的降解酶为DNA水解酶。

（5）生物细胞表面的受体具有特异性，人类肠上皮细胞没有昆虫肠上皮细胞表面的特异性受体，所以该毒素蛋白对人类的风险相对较小。

（6）纯种种植会使害虫抗性基因频率快速增长，所以混合种植的目的是降低害虫的抗性基因频率的增长速率。

答案：

（1）4

（2）21

（3）复制

（4）DNA水解酶

（5）表面无相应的特异性受体

（6）抗性

【方法规律】围绕“农杆菌转化法”的解题方法总结

围绕运用农杆菌转化法将目的基因导入到受体细胞类的题型解题的技巧是“一看、二找、三不定”。

一看：

一定要看清T-DNA的位置、限制酶的识别序列、运用限制酶后破坏抗性基因的情况。

二找：

农杆菌转化法中一定存在两次转移、两次筛选，找到它，并分析出影响它的各种因素。

三不定：

受体细胞不一定是受精卵，体细胞也可以；导入后的目的基因不一定能成功表达；导入的方法不一定只有农杆菌转化法。