课时微练42 基因工程的基本工具和基本操作程序(Word练习)-【赢在微点·顶层设计】2025年高中生物学高考一轮总复习（不定项版）

课时微练(四十二)　基因工程的基本工具和基本操作程序 　 一、选择题:本题共6小题,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的 1.T4 DNA连接酶可将任意2个具有相同黏性末端的DNA片段连接在一起。该反应过程需消耗ATP,其水解产生的腺苷一磷酸(AMP)通过共价键与酶相连,随后AMP转移至DNA片段,进而完成连接反应。下列叙述正确的是(　　) A.T4 DNA连接酶的底物种类较多,故其无专一性 B.T4 DNA连接酶催化反应后,其组成成分已改变 C.ATP在该反应过程中可能打开两个特殊的化学键 D.T4 DNA连接酶需保存于最适温度和pH条件下 解析　T4 DNA连接酶有专一性,A项错误;酶在催化反应前后性质不变,故T4 DNA连接酶催化反应后,其组成成分不变,B项错误;ATP水解产生AMP需要打开两个特殊的化学键,结合题干“该反应过程需消耗ATP,其水解产生的腺苷一磷酸(AMP)通过共价键与酶相连”可推测ATP在该反应过程中可能打开两个特殊的化学键,C项正确;T4 DNA连接酶需在低温和最适pH条件下保存,D项错误。 答案　C 2.(2024·常德质检)如图表示由不同的限制酶切割而成的DNA末端及相关的酶作用位点。下列叙述错误的是(　　) 　　 甲 乙 丙 A.甲、乙、丙都属于黏性末端 B.甲、乙片段可形成重组DNA分子,但甲、丙不能 C.DNA连接酶的作用位点在图乙中b处 D.切割甲的限制酶不能识别由甲、乙片段形成的重组DNA分子 解析　甲、乙、丙都属于黏性末端,A项正确;甲、乙的黏性末端相同,因此可在DNA连接酶的作用下形成重组DNA分子,但甲、丙的黏性末端不同,它们之间不能形成重组DNA分子,B项正确;DNA连接酶将两个DNA片段连接为一个DNA分子,作用部位是磷酸二酯键,即题图乙中a处,C项错误;切割甲的限制酶的识别序列为GAATTC∥CTTAAG,而甲、乙片段形成的重组DNA分子序列为GAATTG∥CTTAAC,因此切割甲的限制酶不能识别由甲、乙片段形成的重组DNA分子,D项正确。 答案　C 3.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PstⅠ、SmaⅠ、EcoRⅠ、ApaⅠ为四种限制性内切核酸酶。下列说法错误的是(　　) A.图示对质粒和目的基因切割用到了两种限制酶 B.卡那霉素抗性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SmaⅠ D.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 解析　限制酶SmaⅠ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SmaⅠ,应用限制酶PstⅠ、EcoRⅠ,A项正确,C项错误;卡那霉素抗性基因作为标记基因,有利于将含有目的基因的细胞筛选出来,B项正确;除题图所示组成外,表达载体中还应该含有启动子和终止子等结构,D项正确。 答案　C 4.荧光定量PCR技术可定量检测样本中某种DNA含量,其原理是在PCR体系中每加入一对引物的同时加入一个与某条模板链互补的荧光探针,当TaqDNA聚合酶催化子链延伸至探针处,会水解探针,使荧光监测系统接收到荧光信号,即每扩增一次,就有一个荧光分子生成。下列叙述错误的是(　　) A.引物与探针均具有特异性,与模板结合时遵循碱基互补配对原则 B.反应最终的荧光强度与起始状态模板DNA含量呈负相关 C.TaqDNA聚合酶催化DNA合成的方向总是从子链的5'端向3'端延伸 D.若用cDNA作模板,上述技术也可检测某基因的转录水平 解析　引物与探针均具有特异性,与模板结合时遵循碱基互补配对原则,A项正确;模板DNA含量越高,PCR扩增过程中形成的荧光分子越多,荧光强度越大,即反应最终的荧光强度与起始状态模板DNA含量呈正相关,B项错误;TaqDNA聚合酶催化DNA的合成方向总是从子链的5'端向3'端延伸,C项正确;cDNA是以mRNA为模板逆转录形成的,若以cDNA为模板,该项技术便可用于检测某基因的转录水平,D项正确。 答案　B 5.用XhoⅠ和SalⅠ两种限制性内切核酸酶分别处理同一DNA片段,酶切位点及酶切产物分离结果如图。下列关于电泳叙述错误的是(　　) 图1　酶切位点图 图2　电泳结果示意图 A.电泳是指带电的分子在电场的作用下发生迁移的过程 B.泳道①②分别是用XhoⅠ、SalⅠ处理得到的产物 C.若用XhoⅠ和SalⅠ两种酶同时处理该DNA片段后电泳,其泳道可能只有5个条带 D.电泳技术可以用于亲子鉴定、生物间亲缘关系鉴定 解析　电泳是指带电的分子在电场的作用下发生迁移的过程,A项正确;限制酶SalⅠ有3处切割位点,切割后产生4个DNA片段,泳道①是用SalⅠ处理得到的酶切产物,限制酶XhoⅠ有2处切割位点,切割后产生3个DNA片段,泳道②是用XhoⅠ处理得到的酶切产物,B项错误;结合题图可知,若用XhoⅠ和SalⅠ两种酶同时处理该DNA片段后电泳,可能存在相同长度的DNA片段,其泳道可能只有5个条带,C项正确;不同生物的DNA切割后长度不同,切割后再进行电泳,可以用于亲子鉴定、生物间亲缘关系鉴定,D项正确。 答案　B 6.(2024·锦州模拟)下列关于DNA的粗提取与鉴定实验的叙述,错误的是(　　) A.不宜选用哺乳动物成熟红细胞作为实验材料 B.DNA不溶于2 mol·L-1的NaCl溶液,易溶于预冷的酒精 C.DNA析出过程中应用玻璃棒沿同一方向进行轻缓搅拌,以免DNA断裂 D.DNA粗提取液中加入二苯胺试剂后经沸水浴加热一段时间,溶液会变成蓝色 解析　哺乳动物成熟红细胞中几乎不含DNA,故不宜选用哺乳动物成熟红细胞作为实验材料,A项正确;DNA能溶于2 mol·L-1的NaCl溶液,不溶于酒精,B项错误;DNA析出过程中搅拌应沿同一方向进行且要轻缓,以免DNA断裂,C项正确;二苯胺试剂与DNA在加热条件下会发生颜色反应,呈现蓝色,D项正确。 答案　B 二、选择题:本题共4小题,在每小题给出的四个选项中,有一个或多个选项符合题目要求 7.用氨苄青霉素抗性基因(AmpR)、四环素抗性基因(TetR)作为标记基因构建的质粒如图所示。用含有目的基因的DNA片段和用不同限制酶酶切后的质粒,构建基因表达载体(重组质粒),并导入受体菌中。根据题目所提供的信息,下列叙述正确的是(　　) A.若用ScaⅠ酶切质粒,所得产物经凝胶电泳可形成3个条带 B.若用HindⅢ和ScaⅠ酶切,不一定可防止目的基因与质粒的反向连接 C.若用PvuⅠ酶切,在含四环素培养基中形成的菌落,不一定含有目的基因 D.若用SphⅠ酶切,筛选时应先将转化处理的菌液涂布到含四环素的培养基中长成菌落,再影印接种到含氨苄青霉素的培养基中 解析　若用Sca Ⅰ酶切质粒,由于题图质粒中有两个酶切位点,因而能得到三种DNA片段,即完整的片段和两个短片段,所得产物经凝胶电泳可形成3个条带,A项正确;由于质粒中有两个Sca Ⅰ酶的切割位点,所以不一定能防止目的基因与质粒的反向连接,B项错误;若用Pvu Ⅰ酶切,则会破坏氨苄青霉素抗性基因,则重组质粒中只有四环素抗性基因,因此成功导入重组质粒的受体细胞具有对四环素的抗性,同时若导入的是空质粒,则受体细胞也具有对四环素的抗性,进而可推测,在含四环素培养基中形成的菌落,不一定含有目的基因,C项正确;若用Sph Ⅰ酶切,则会破坏四环素抗性基因,则重组质粒中含氨苄青霉素抗性基因(AmpR),因此携带目的基因的受体菌在含氨苄青霉素的培养基中能形成菌落,在含四环素的培养基中不能形成菌落,因此筛选时应先将转化处理的菌液涂布到含氨苄青霉素的培养基中长成菌落,再影印接种到含四环素的培养基中,只在含氨苄青霉素的培养基上生长的菌落即为目的菌,D项错误。 答案　AC 8.琼脂糖凝胶电泳可用于鉴别DNA分子的长度,如图为琼脂糖凝胶电泳图像,图中显示了空载体(不含基因X的质粒载体)和重组载体(含有基因X的质粒载体)在限制酶的作用下呈现的线性DNA的电泳结果。SalⅠ和XhoⅠ为两种限制酶,切割DNA均形成黏性末端,下列说法正确的是(　　) A.凝胶中DNA分子的迁移速率仅取决于DNA分子的大小 B.该质粒上SalⅠ和XhoⅠ的识别序列和切割位点不一定相同 C.基因X的长度是2 kbp,空载体的长度为5 kbp D.限制酶识别的DNA序列均由6个核苷酸组成 解析　凝胶中DNA分子的迁移速率与凝胶的浓度、DNA分子的大小和构象等有关,A项错误;SalⅠ和XhoⅠ的识别序列和切割位点可能相同,也可能不同,大多数限制酶的识别序列由6个核苷酸组成,也有少数限制酶的识别序列由4个、8个或其他数量的核苷酸组成,B项正确,D项错误;由题图分析可知,空载体的长度为5 kbp,重组载体长度为7 kbp,则基因X的长度是2 kbp,C项正确。 答案　BC 9.为使玉米获得抗除草剂性状,需进行如图所示的操作。报告基因的产物能催化无色物质K呈现蓝色。转化过程中,愈伤组织表面常残留农杆菌,导致未转化的愈伤组织也可能在选择培养基上生长。下列叙述正确的是(　　) A.筛选1需要用含有氨苄青霉素的培养基筛选出成功导入表达载体的农杆菌 B.筛选2需要用无色物质K处理愈伤组织并筛选出呈现蓝色的组织 C.为使除草剂抗性基因G在农杆菌中高效表达,需要把目的基因片段插入到表达载体的复制原点和启动子之间 D.为从个体水平上检测图中玉米植株A是否具有抗除草剂性状,可采用的方法是用相应除草剂喷洒待测玉米植株 解析　分析题图可知,该基因工程的标记基因为氨苄青霉素抗性基因,因此筛选1需要用含有氨苄青霉素的培养基筛选出成功导入表达载体的农杆菌,A项正确;根据题意可知,报告基因的产物能催化无色物质K呈现蓝色,因此筛选2需要用无色物质K处理愈伤组织并筛选出呈现蓝色的组织,B项正确;为使除草剂抗性基因G在农杆菌中高效表达,需要把目的基因片段插入到表达载体的启动子、终止子之间,C项错误;为从个体水平上检测题图中玉米植株A是否具有抗除草剂性状,可采用的方法是用相应除草剂喷洒待测玉米植株,D项正确。 答案　ABD 10.利用重叠延伸PCR技术进行定点突变可以实现对纤维素酶基因进行合理性改造,其过程如图所示。下列分析正确的是(　　) A.PCR1过程中的产物AB是依赖引物a和引物b扩增的结果 B.引物c和引物b上均含有与模板链不能互补的碱基 C.①过程需要先加热至90~95 ℃后再冷却至50~60 ℃ D.②过程需要利用引物a和引物d获得突变产物AD 解析　PCR技术中DNA单链是沿着引物的5'端向3'端延伸的,据此可分析,PCR1过程中的产物AB是依赖引物a和引物b扩增的结果,A项正确;根据突变位点的产生可推知,引物c和引物b上均含有与模板链不能互补的碱基,B项正确;①过程先将温度加热至90~95 ℃,使双链DNA解聚为单链后,再冷却至50~60 ℃,使两条单链DNA通过碱基互补配对结合,为子链的延伸做准备,C项正确;②过程为子链延伸的过程,该过程需要利用AB上链和CD下链之间的互补配对实现子链的延伸过程,D项错误。 答案　ABC 三、非选择题 11.(科学探究)目前基因工程所用的质粒载体主要是以天然细菌质粒的各种元件为基础重新组建的人工质粒,pBR322质粒是较早构建的质粒载体,其主要结构如图所示。 (1)构建人工质粒时要有标记基因,以便于_______________________________________________________________。 (2)pBR322分子中有1个EcoRⅠ限制酶作用位点,EcoRⅠ只能识别序列—GAATTC—,并只能在G和A之间切割。若在某目的基因的两侧各有1个EcoRⅠ的切点,请画出目的基因两侧被限制酶EcoRⅠ切割后所形成的黏性末端:_______________________________________________________________。 (3)pBR322分子中另有1个BamHⅠ限制酶作用位点,现将经BamHⅠ处理后的质粒与用另一种限制酶BglⅡ处理得到的目的基因,通过DNA连接酶作用恢复______________键,成功获得了重组质粒,说明_______________________________________________________________。 (4)为了检测上述重组质粒是否导入原本无AmpR和TetR的大肠杆菌,将大肠杆菌在含氨苄青霉素的培养基上培养,得到如图二的菌落。再将灭菌绒布按到培养基上,使绒布面沾上菌落,然后将绒布按到含四环素的培养基上培养,得到如图三的结果(空圈表示与图二对照无菌落的位置)。与图三空圈相对应的图二中的菌落表现为____________________________,图三结果显示,多数大肠杆菌导入的是______________。 解析　(1)质粒作为基因表达载体的条件之一是要有标记基因,以便于检测目的基因是否导入受体细胞(或筛选含有目的基因的受体细胞)。(2)同一种限制酶切割DNA分子产生的黏性末端相同,图见答案。(3)DNA连接酶催化两个DNA片段形成磷酸二酯键;而通过DNA连接酶作用能将两个DNA片段连接,表明经两种限制酶(BamHⅠ和BglⅡ)切割得到的DNA片段末端相同。(4)由题意知:由于与题图三空圈相对应的大肠杆菌能在含氨苄青霉素的培养基上生长,而不能在含四环素的培养基上生长,故可推知与题图三空圈相对应的题图二中的菌落能抗氨苄青霉素,但不能抗四环素。由题图二、题图三结果可知,多数大肠杆菌都能抗氨苄青霉素,而经限制酶BamHⅠ作用后,标记基因TetR被破坏,故导入目的基因的大肠杆菌不能抗四环素,即多数大肠杆菌导入的是pBR322质粒。 答案　(1)检测目的基因是否导入受体细胞(或筛选含有目的基因的受体细胞) (2)目的基因 (3)磷酸二酯　两种限制酶(BamHⅠ和BglⅡ)切割得到的末端相同　(4)能抗氨苄青霉素,但不能抗四环素　pBR322质粒 学科网（北京）股份有限公司 $$