阶段综合检测卷(十二)基因工程(Word练习)-【正禾一本通】2026年新高考生物高三一轮总复习高效讲义(人教版 单选)
2025-11-27
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 生物学 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高三 |
| 章节 | - |
| 类型 | 题集-专项训练 |
| 知识点 | 细胞工程 |
| 使用场景 | 高考复习-一轮复习 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 618 KB |
| 发布时间 | 2025-11-27 |
| 更新时间 | 2025-11-27 |
| 作者 | 山东正禾大教育科技有限公司 |
| 品牌系列 | 正禾一本通·高考一轮总复习高效讲义 |
| 审核时间 | 2025-11-27 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/55134573.html |
| 价格 | 2.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
阶段综合检测卷(十二) 基因工程
【选择题】每小题3分
1.科研人员利用不同算法,可依据蛋白质结构预测其功能。下列有关说法错误的是( )
A.将未知蛋白质与已知蛋白质的氨基酸序列进行对比分析可以预测蛋白质的功能
B.通过三维结构对比可以判断两个蛋白质是否有相似的功能
C.核苷酸序列发生突变,其编码的蛋白质功能就会发生改变
D.可根据蛋白质结构相似程度判断物种间亲缘关系的远近
2.为提高转基因抗虫棉的抗虫持久性,可采取基因策略(包括提高杀虫基因的表达量、向棉花中转入多种杀虫基因等)。例如,早期种植的抗虫棉只转入了一种Bt抗虫蛋白基因,抗虫机制比较单一;现在经常将两种或两种以上Bt基因同时转入棉花。关于上述基因策略,下列叙述错误的是( )
A.提高Bt基因的表达量,可降低抗虫棉种植区的棉铃虫种群密度
B.转入棉花植株的两种Bt基因的遗传不一定遵循基因的自由组合定律
C.若两种Bt基因插入同一个TDNA并转入棉花植株,则两种基因互为等位基因
D.转入多种Bt基因能提高抗虫持久性,是因为棉铃虫基因突变频率低且不定向
3.下列是通过基因工程对生物体遗传物质进行改造的实例,其中子代不会遗传获得该性状的是( )
A.将干扰素基因表达载体导入酵母菌,筛选获得的干扰素工程菌
B.将烟草花叶病毒外壳蛋白基因导入烟草体细胞,最终获得的转基因烟草
C.将抗凝血酶基因导入羊受精卵,培育出作乳腺生物反应器的奶羊
D.以修饰的腺病毒为载体,将治疗囊性纤维化的正常基因导入患者肺组织中
4.粗提取DNA时,向鸡血细胞培养液中加入一定量的蒸馏水并搅拌,过滤后得到滤液甲,向滤液甲中加入适量的物质X、氯化钠后,再次过滤得到滤液乙,向滤液乙中加入物质Y,获得DNA相对含量较高的白色丝状物。下列叙述错误的是( )
A.加入蒸馏水的目的是使细胞破裂
B.物质X可以是蛋白酶
C.物质Y可以是体积分数为95%的冷酒精溶液
D.滤液甲和滤液乙的成分基本相同
5.关于“DNA片段的扩增及电泳鉴定”实验,下列说法错误的是( )
A.在一定的电场强度下,DNA分子的迁移速率与其大小成反比
B.制备琼脂糖凝胶时,需待凝胶溶液完全冷却后再加入适量的核酸染料搅拌混匀
C.将凝胶放入电泳槽后,应确保加样孔内充满电泳缓冲液且没有气泡
D.复性温度过低可能导致出现非特异性扩增条带
6.图甲为某单基因遗传病患者所在家系的系谱图,患该病的男性在人群中占10%。对该家系中相关个体的DNA用限制酶切割后形成的电泳图谱如图乙。下列叙述正确的是( )
A.电泳槽中加入电泳缓冲液,甲侧连正极
B.无法判断致病基因位于常染色体上还是性染色体上
C.女性群体中与Ⅱ2个体基因型相同的概率为81%
D.Ⅱ3与人群中正常女性婚配,子代患病的概率为1/12
7.基因工程中常采用农杆菌转化法将目的基因导入植物细胞。某科研小组欲将某抗虫基因导入某植物,下列分析错误的是( )
A.应该将抗虫基因插入农杆菌Ti质粒的TDNA片段内
B.可以用农杆菌侵染水稻、玉米等单子叶植物
C.目的基因与Ti质粒的结合未涉及碱基互补配对原则
D.转基因是否成功,最简便的方法是观察该植物有没有抗虫性状
8.如图表示利用基因工程技术生产人血清白蛋白的两条途径,下列有关叙述正确的是( )
A.分子运输车——载体的组成包括目的基因、标记基因、启动密码、终止密码等
B.扩增目的基因时,利用耐高温的DNA连接酶从引物a和引物b起始延伸互补链
C.接受人血清白蛋白基因的绵羊受体细胞是乳腺细胞
D.含目的基因的植物受体细胞可能无需培养成完整植株
9.CRISPR/Cas9是一种基因编辑技术,Cas9蛋白能与人工设计的sgRNA形成复合体(如图)。利用该技术可以对DNA进行一系列的定向改造。下列相关叙述错误的是( )
A.Cas9蛋白属于限制酶,能切割目的基因
B.sgRNA具有能与目的基因发生碱基互补配对的结构
C.基因编辑技术能够定点插入、删除或替换部分碱基对
D.通过基因编辑技术引起的变异属于基因重组
10.下图为质粒pUC18,为生产出满足需求的质粒载体,利用定点诱变技术,通过设计具有诱变位点的引物P1和引物P2进行PCR,来实现目标载体的单碱基突变,目的是使质粒pUC18不能被限制酶Eam1105Ⅰ识别,但依然具有氨苄青霉素抗性。下列相关叙述错误的是( )
A.诱变位点位于限制酶Eam1105Ⅰ识别序列中
B.PCR反应体系由P1、P2两种引物、脱氧核苷酸、Taq DNA聚合酶及含Mg2+的缓冲液组成
C.诱变成功的质粒依然具有氨苄青霉素抗性,利用了密码子具有简并性的原理
D.诱变成功的质粒pUC18经过EcoRⅠ、Eam1105Ⅰ双酶切后进行电泳,只能产生1条条带
11.为使玉米获得抗除草剂性状,科研人员进行了相关操作(如图所示)。含有内含子的报告基因不能在原核生物中正确表达,其正确表达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,会导致未转化的愈伤组织可能在含除草剂的培养基中生长。下列叙述错误的是( )
A.TDNA可将基因G转移并整合到愈伤组织细胞的染色体DNA上
B.利用物质K和抗生素进行筛选1,可获得农杆菌的蓝色菌落
C.利用物质K和除草剂进行筛选2,更易于获得抗除草剂的转基因植株
D.愈伤组织重新分化为芽、根等器官的过程中,需要添加植物激素
12.为了获得抗蚜虫棉花新品种,研究人员将雪花莲凝集素基因(GNA)和尾穗苋凝集素基因(ACA)与载体(pBI 121)结合,然后导入棉花细胞(如图所示)。下列说法错误的是( )
A.用限制酶BsaBⅠ和DNA连接酶处理两种基因可获得GNA-ACA融合基因
B.用KpnⅠ和XhoⅠ两种酶处理融合基因和载体可保证基因转录方向正确
C.将棉花细胞接种在含氨苄青霉素的培养基上不能筛选出转基因细胞
D.用PCR技术可检测GNA和ACA基因是否导入棉花细胞中
13.用限制酶EcoRⅠ、NotⅠ单独或联合剪切同一个DNA分子,获得的DNA片段电泳结果如图所示,最左边为DNA Marker(1 kb=1 000碱基对)。下列叙述错误的是( )
A.该DNA分子的大小为10 kb
B.该DNA分子上至少有3个酶切位点
C.NotⅠ单独剪切后的产物与该DNA分子电泳时的迁移速率不相同
D.可以确定该DNA分子上EcoRⅠ、NotⅠ切割位点的相对位置
14.科研人员将酿酒酵母质粒上的丙酮酸脱氢酶基因(PD) 替换为植物乳杆菌中的乳酸脱氢酶基因(LPG),可获得乳酸乙酯(白酒香味的主要来源)高产菌株,过程如图。下列分析错误的是( )
A.转入的LPG基因表达产物不能影响酿酒酵母的活性
B.LPG基因替换质粒上的PD基因是通过同源重组实现的
C.标记基因Ampr可检测是否成功构建乳酸乙酯高产菌株
D.可以利用PCR技术筛选含有LPG基因的受体细胞
【非选择题】
15.(14分)图甲为基因工程中常用的某一质粒载体,将目的基因插入Ampr或Tetr中会导致相应的基因失活(Ampr表示氨苄青霉素抗性基因,Tetr表示四环素抗性基因)。图乙表示限制酶BamHⅠ的识别序列和切割位点。
据图回答下列问题:
(1)图甲质粒中存在复制原点,可以保证质粒在受体细胞中能______________。该质粒中还含有启动子,启动子是指______________________________。该质粒中的标记基因是指____________________。(5分)
(2)用限制酶BamHⅠ切割目的基因和质粒后,可用____________________________(填“E.coli DNA连接酶”“T4 DNA连接酶”或“E.coli DNA连接酶或T4 DNA连接酶”)进行连接。(2分)
(3)目的基因和图甲所示的质粒用限制酶BamHⅠ切割后,再用DNA连接酶连接得到重组质粒,将其导入受体细胞。若受体细胞在含有氨苄青霉素的培养基上能生长,______(填“能”或“不能”)判断该受体细胞中含有重组质粒,原因是____________________________。(4分)
(4)为了检测目的基因是否转录出了mRNA,可用标记的目的基因片段作为探针与mRNA杂交,该杂交技术称为____________________。为了检测目的基因转录的mRNA是否翻译成__________,常用抗原—抗体杂交技术。(3分)
16.(15分)研究发现,大豆的耐高温性与其含有的ColS基因有关,已知大豆中存在6种ColS基因,科研人员对其中一种ColS基因——GmColS1基因进行扩增,并利用农杆菌转化法将其导入烟草细胞中,培育出转基因烟草。请回答下列相关问题:
(1)科研人员利用PCR技术对GmColS1基因进行扩增时,通过设计引物可在GmColS1基因的两端分别添加能切出不同黏性末端的限制酶NdeⅠ和EcoRⅠ的酶切位点,这样做可避免__________________________。(2分)
(2)利用质粒和扩增得到的GmColS1基因构建基因表达载体时,除限制酶NdeⅠ和EcoRⅠ外,还需要使用____________酶。在基因表达载体中,启动子和终止子作为调控元件调控的是GmColS1基因的________过程。(6分)
(3)利用农杆菌转化法将目的基因导入受体细胞时,首先将基因表达载体导入经________处理的农杆菌中,然后使其侵染野生型烟草细胞,利用________________的特性筛选出导入了GmColS1基因的受体细胞,将受体细胞培养成烟草植株需要用到________________技术。为确定转基因烟草是否具有耐高温特性,可采用的方法是_________________________。(7分)
17.(15分)生长素参与植物生长发育的调节,生长素运输蛋白(PINI)对IAA的极性运输具有重要作用。为研究35S启动子(一种来自病毒的强启动子)能否引起下游基因的过量表达,研究人员将35S启动子与PINI基因转入拟南芥,观察PINI过量表达对植物的影响。请回答下列相关问题:
(1)获取PINI基因的mRNA后,通过PCR扩增获取PINI基因(DNA)时所需要的酶是______________________________。每次PCR循环分为3步,其中所需温度最低的一步称为______。(3分)
(2)PINI基因不能直接导入受体细胞,需要构建PINI表达载体。构建PINI表达载体的目的是___________________________________________________________。(2分)
(3)为将PINI基因以正确方向插入质粒需要双酶切。在设计引物时,需在引物的5′端加入相应的酶切位点。已知PINI基因的1链为转录的模板链,据下图分析,引物1和引物2的酶切位点分别为__________,理由是______________________________________。(4分)
(4)提取转基因拟南芥的DNA,用相应引物扩增出35S启动子和PINI基因。为检测目的基因是否导入拟南芥,应电泳检测扩增产物中的________,不检测另一种的原因是____________________________________________________。也可在个体水平上进行检测,方法是__________________________________________________________________。(6分)
18.(14分)一般工业用α淀粉酶的最适温度为70 ℃左右,但在一些食品、日用品等工业领域中也需要在低温下能够催化的α淀粉酶,科研人员发现来自北极海底的假交替单胞菌在低温下能将淀粉催化生成麦芽糖直至葡萄糖。于是他们想利用大肠杆菌构建能大量生产耐低温α淀粉酶的工程菌,目的基因是来自假交替单胞菌的Amy3基因,回答下列问题。
(1)PvuⅠ和EcoRⅠ是两种限制酶,在Amy3基因和质粒上均有它们的酶切位点,据图分析,在构建基因表达载体时适合选用的限制酶是__________。(2分)
(2)质粒是基因工程中常用的载体,选择质粒作为载体的意义是________________________________________________________(写出任意两点)。图中为备选的3种质粒(注:Ampr为氨苄青霉素抗性基因,Tetr为四环素抗性基因,lacZ为蓝色显色基因),质粒A和质粒C不能作为载体的原因是______________________________________。(4分)
(3)将由Amy3基因和质粒B构建的重组质粒用EcoRⅠ进行完全酶切并电泳,会出现________种长度的电泳带。构建基因表达载体时,在载体中会人工构建诱导型启动子,其目的是________________________。用选择培养基筛选时,______________________的菌落为导入重组质粒成功的大肠杆菌形成的菌落。(6分)
(4)利用基因工程构建的转Amy3基因的工程菌生产α淀粉酶,与从天然产物中提取的酶相比,优点是____________________________________。(2分)
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阶段综合检测卷(十二) 基因工程
1.解析:选C。
蛋白质的功能主要由其三维结构决定,而其三维结构与氨基酸序列有关。所以将未知蛋白质与已知蛋白质的氨基酸序列进行对比分析可以预测蛋白质的功能,A正确。蛋白质的功能主要由其三维结构决定,所以通过三维结构对比可以判断两个蛋白质是否有相似的功能,B正确。核苷酸序列发生突变,由于密码子具有简并性,其编码的蛋白质功能不一定发生改变,C错误。蛋白质结构相似程度越高,生物之间的相似性越大,亲缘关系越近,因此可根据蛋白质结构相似程度判断物种间亲缘关系的远近,D正确。
2.解析:选C。
提高Bt基因表达量,使抗虫蛋白含量增加,可以使更多的棉铃虫被淘汰,所以可以降低棉铃虫的种群密度,A正确;如果两种Bt基因都转入一条染色体上,则其遗传不遵循自由组合定律,B正确;如果两种Bt基因插入同一个TDNA并转入棉花植株,两个基因位于一条染色体上,不是等位基因,等位基因位于一对同源染色体上,C错误;由于棉铃虫基因突变频率低且不定向,转入多种Bt基因可以降低棉铃虫抗Bt抗虫蛋白的能力,从而提高抗虫持久性,D正确。
3.解析:选D。
将干扰素基因表达载体导入酵母菌,筛选获得的干扰素工程菌,由于遗传物质发生改变,子代能遗传获得该性状,A不符合题意;将烟草花叶病毒外壳蛋白基因导入烟草体细胞,最终获得的转基因烟草,由于遗传物质发生改变,子代能遗传获得该性状,B不符合题意;将抗凝血酶基因导入羊受精卵,培育出作乳腺生物反应器的奶羊,这是基因工程在医药生产上的应用,该过程中受精卵中的遗传物质发生改变,故可以遗传给后代,C不符合题意;以修饰的腺病毒为载体,将治疗囊性纤维化的正常基因导入患者肺组织中,由于导入的是体细胞,不能遗传给子代,故子代不会遗传获得该性状,D符合题意。
4.解析:选D。
鸡血细胞中无细胞壁,在蒸馏水中容易吸水涨破,故加入蒸馏水的目的是使细胞破裂,A正确;利用蛋白酶可分解杂质蛋白,故物质X可以是蛋白酶,B正确;加入与滤液体积相等的、体积分数为95%的冷却的酒精溶液可以析出DNA,故物质Y可以是95%的冷酒精,C正确;滤液甲和滤液乙的基本成分不同,其中滤液甲中主要含有蛋白质等杂质,而滤液乙中DNA较多,D错误。
5.解析:选B。
DNA分子在凝胶中的迁移速率与DNA分子大小有关,DNA分子越小,移动得越快,DNA分子越大,移动得越慢,因此,DNA分子的迁移速率与其大小成反比,A正确;配制琼脂糖溶液时,需在沸水浴或微波炉内加热至琼脂糖熔化,稍冷却后,加入适量的核酸染料混匀,凝胶溶液不能完全冷却,B错误;待凝胶溶液完全凝固,取出凝胶放入电泳槽内,将电泳缓冲液加入电泳槽中,且应确保加样孔内充满电泳缓冲液且没有气泡(有气泡会导致样品从加样孔飘出),C正确;扩增时复性温度过低,可能会导致引物与非互补配对的序列发生部分结合,从而产生不同长度的DNA分子出现多条条带,即出现非特异性扩增条带,D正确。
6.解析:选D。
DNA分子带负电荷,在电泳槽中向正极移动,因此甲侧连负极,乙侧连接正极,A错误。分析遗传系谱图:Ⅰ1与Ⅰ2都正常,但他们儿子Ⅱ1患病,说明该病为隐性遗传病。根据电泳结果Ⅰ1是纯合子,因此该病不是常染色体隐性遗传病,而是伴X染色体隐性遗传病,B错误。该病是伴X染色体隐性遗传病(相关基因用B、b表示),Ⅱ2是正常的纯合子个体,基因型是XBXB,患该病的男性在人群中占10%,那么在男性中就占20%,即XbY占20%,那么Xb=20%,XB=80%,女性群体中XBXB的概率是(80%)2=64%,C错误。Ⅱ3的基因型是XBY,人群中正常女性有XBXB和XBXb两种基因型,其中与XBXb的个体婚配子代才会患病,根据C的分析,XBXB=64%,XBXb=2×20%×80%=32%,那么XBXb占正常女性的比例就是32%/(32%+64%)=1/3,因此1/3XBXb和XBY婚配,子代患病的概率=1/3×1/4=1/12,D正确。
7.解析:选C。
农杆菌中的Ti质粒上的TDNA可转移至受体细胞,并且整合到受体细胞染色体的DNA上,因此应该将抗虫基因插入农杆菌Ti质粒的TDNA片段内,A正确;若在单子叶植物的伤口处涂抹酚类化合物,则可以用农杆菌侵染水稻、玉米等单子叶植物,B正确;目的基因的黏性末端与质粒的黏性末端依赖碱基互补配对原则连接在一起,C错误;转基因是否成功,最简便的方法是从个体水平上观察该植物有没有抗虫性状,D正确。
8.解析:选D。
载体的组成包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等,A错误;若利用PCR技术扩增目的基因时,利用耐高温的DNA聚合酶延伸子链,B错误;接受人血清白蛋白基因的绵羊受体细胞是受精卵,C错误;为了大量生产人血清白蛋白,可从愈伤组织获得,无需培养为完整植株,D正确。
9.解析:选D。
Cas9蛋白能与人工设计的sgRNA形成复合体,复合体中的sgRNA与目的基因按照碱基互补配对原则特异性结合,Cas9蛋白相当于限制酶,Cas9蛋白结合到相应位置并剪切DNA,最终实现对靶基因序列的编辑,A、B正确;复合体在sgRNA引导下结合目的基因,Cas9蛋白切割目的基因造成双链断裂,细胞在修复断裂的DNA时会随机插入、删除或替换部分碱基对,C正确;通过基因编辑技术引起的变异属于基因突变,D错误。
10.解析:选B。
利用定点诱变使质粒pUC18不能被限制酶Eam1105Ⅰ识别,因此诱变位点位于限制酶Eam1105Ⅰ识别序列中,A正确;PCR反应体系除有P1、P2两种引物、脱氧核苷酸、Taq DNA聚合酶及含Mg2+的缓冲液之外,还需要有模板DNA,B错误;诱变成功的质粒依然具有氨苄青霉素抗性,是由于密码子的简并性,该基因虽然发生了基因突变,但其控制的性状不变,C正确;诱变成功的质粒pUC18只有限制酶EcoRⅠ识别序列,没有限制酶Eam1105Ⅰ的识别序列,因此经过EcoRⅠ、Eam1105Ⅰ双酶切后进行电泳,只能产生1条条带,D正确。
11.解析:选B。
农杆菌中的Ti质粒上的TDNA可转移至受体细胞,并且整合到受体细胞染色体的DNA上,根据农杆菌的这一特点,将目的基因(基因G)插入到Ti质粒的TDNA上,通过农杆菌的转化作用,就可以把目的基因(基因G)整合到愈伤组织细胞的染色体DNA上,A正确;农杆菌属于原核生物,含有内含子的报告基因不能在原核生物中正确表达,故不会出现农杆菌的蓝色菌落,B错误;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,而愈伤组织表面残留的农杆菌会导致未转化的愈伤组织能在含除草剂的培养基中生长,因此利用物质K和除草剂进行筛选2,更易于获得抗除草剂的转基因植株,C正确;愈伤组织重新分化为芽、根等器官的过程中,需要添加植物激素,如生长素和细胞分裂素,D正确。
12.解析:选B。
两个基因中都有限制酶BsaBⅠ的一个识别位点,用该限制酶切割后再用DNA连接酶可拼接成GNA-ACA融合基因,A正确;GNA-ACA融合基因的两端有限制酶KpnⅠ和XhoⅠ的切割位点,而质粒上也有限制酶KpnⅠ和XhoⅠ的切割位点,用两种酶处理融合基因和载体,可保证基因按一定方向插入,但不能保证转录方向正确,B错误;载体上带有卡那霉素的抗性基因,没有氨苄青霉素的抗性基因,转基因细胞在含有氨苄青霉素的培养基上不能存活,C正确;用PCR技术扩增GNA和ACA基因后,再通过分子杂交或电泳的方式,可检测是否导入棉花细胞中,D正确。
13.解析:选D。
EcoRⅠ单独切割后获得6 kb和4 kb片段,NotⅠ切割后获得10 kb的片段,假设该DNA分子是一个线状DNA分子,则其长度应为10 kb,且其上不存在NotⅠ的切割位点,但EcoRⅠ、NotⅠ联合切割后获得6 kb、3 kb、1 kb的片段,说明该DNA分子上存在NotⅠ的切割位点,故该DNA分子为环状,长度为10 kb,其上有2个EcoRⅠ酶切位点和1个NotⅠ酶切位点,A、B正确;NotⅠ单独剪切后的产物为10 kb的线状DNA,与10 kb的环状DNA电泳时的迁移速率(影响因素:分子大小、形状、所带电荷等)不相同,C正确;该DNA分子上EcoRⅠ、NotⅠ切割位点的相对位置有两种,D错误。
14.解析:选C。
目的基因表达产物不能影响受体细胞的生存和活性,因此转入的LPG基因表达产物不能影响酿酒酵母活性,A正确;由图可知,通过基因工程技术实现质粒上的PD基因被替换为LPG基因,基因工程的实质是基因重组,B正确;标记基因Ampr可筛选含有目的基因的受体细胞,但不能检测是否成功构建乳酸乙酯高产菌株,C错误;PCR技术是一项体外扩增目的基因的技术,依据碱基互补配对原则,可以用于筛选含有LPG基因的受体细胞,D正确。
15.解析:(1)质粒DNA分子上有复制原点,可以保证质粒在受体细胞中能自我复制、稳定存在;表达载体含有启动子,启动子是一段有特殊序列结构的DNA片段,位于基因的上游,是RNA聚合酶识别和结合的部位,能驱动转录过程;使用BamHⅠ切割质粒,将四环素抗性基因破坏,所以标记基因是氨苄青霉素抗性基因,抗性基因的作用是便于对重组DNA分子的筛选。(2)E.coli DNA连接酶和T4 DNA连接酶都能连接黏性末端,另外T4 DNA连接酶还可以连接平末端,但连接平末端时的效率比较低。据乙图可知,BamHⅠ切割DNA后产生的是黏性末端,因此图中BamHⅠ切割目的基因和质粒后,可用E.coli DNA连接酶或T4 DNA连接酶进行连接。(3)由图可知,质粒上含有四环素抗性基因和氨苄青霉素抗性基因。构建基因表达载体时,破坏了质粒上的四环素抗性基因,但没有破坏氨苄青霉素抗性基因,所以导入普通质粒或重组质粒的受体细胞都能抗氨苄青霉素,都能在含有氨苄青霉素的培养基上生长,所以不能判断该受体细胞中含有重组质粒。(4)为了检测目的基因是否转录出了mRNA,可采用DNA—RNA分子杂交技术,即用标记的目的基因片段作探针与mRNA杂交。为了检测目的基因转录的mRNA是否翻译成蛋白质,常用抗原—抗体杂交技术。
答案:(1)自我复制 位于基因上游的一段有特殊序列结构的DNA片段 氨苄青霉素抗性基因 (2)E.coli DNA连接酶或T4 DNA连接酶 (3)不能 导入普通质粒或重组质粒的受体细胞都能抗氨苄青霉素,都能在含有氨苄青霉素的培养基上生长 (4)DNA—RNA分子杂交技术 蛋白质
16.解析:(1)通过设计引物可在GmColS1基因的两端分别添加能切出不同黏性末端的限制酶NdeⅠ和EcoRⅠ的酶切位点,这样做可避免GmColS1基因和载体的反向连接和自我环化。(2)基因表达载体的构建是基因工程的核心,限制酶和DNA连接酶是构建基因表达载体的工具酶。启动子是一段有特殊序列结构的DNA片段,位于基因的上游,它是RNA聚合酶识别和结合的部位,有了它才能驱动基因转录出mRNA,最终获得所需要的蛋白质。终止子位于基因的下游,也是一段有特殊序列结构的DNA片段,终止子相当于一盏红色信号灯,使转录在所需要的地方停止下来。因此,在基因表达载体中,启动子和终止子作为调控元件调控的是GmColS1基因的转录过程。(3)利用农杆菌转化法将基因表达载体导入受体细胞,为了提高转化率,首先用Ca2+处理细胞,使农杆菌细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态。利用基因表达载体上标记基因的特性筛选出导入了GmColS1基因的受体细胞,将受体细胞培养成烟草植株需要用到植物组织培养技术,为确定转基因烟草是否具有耐高温特性,可将转基因烟草种植在高温环境中看能否正常生长。
答案:(1)目的基因的反向连接和自我环化 (2)DNA连接 转录 (3)Ca2+ 基因表达载体上标记基因(或标记基因) 植物组织培养 在高温条件下培养转基因烟草,观察植株的生长状态
17.解析:(1)用PINI基因的mRNA作为模板,来合成PINI基因(DNA),是逆转录过程,同时PCR技术中需要逆转录酶、Taq DNA聚合酶。PCR循环包括变性(90 ℃以上)、复性(50 ℃左右)、延伸(72 ℃左右)三步,温度最低的是复性。(2)构建PINI表达载体,使PINI基因随表达载体在受体细胞中稳定存在,并遗传给下一代;表达载体中有启动子和终止子,利于PINI基因在受体细胞中表达和发挥作用。(3)已知PINI基因的1链为转录的模板链,DNA模板被转录方向是从3′端向5′端,RNA链的合成方向是从5′端向3′端,根据图2中质粒的35S启动子的转录方向,PINI基因的引物2端应接入35S启动子的后面,引物1端接入终止子端,所以引物2的酶切位点是EcoRⅠ、引物1的酶切位点是PstⅠ,不能用XhoⅠ进行酶切,XhoⅠ会将PINI基因切断。(4)检测目的基因是否导入拟南芥,应电泳检测扩增产物中的35S启动子,不检测PINI基因。因为拟南芥细胞中原本存在PINI基因,检测PINI基因无法确定外源PINI基因是否导入受体细胞。也可在个体水平上进行检测,由于基因表达载体中含有抗除草剂基因,方法是对转基因拟南芥喷洒适宜浓度的除草剂,观察能否存活,能存活的是转基因成功的拟南芥。
答案:(1)逆转录酶、Taq DNA聚合酶 复性 (2)利于PINI基因在受体细胞中稳定存在,并遗传给下一代;利于PINI基因在受体细胞中表达和发挥作用 (3)PstⅠ、EcoRⅠ(顺序不可颠倒) PINI基因中含有XhoⅠ,引物上的酶切位点不能为XhoⅠ,1链为转录的模板链,该链在启动子后的方向应为3′→5′,因此,引物2应位于PINI基因的上游,其上应构建EcoRⅠ的酶切位点;引物1应位于PINI基因的下游,其上应构建PstⅠ的酶切位点 (4)35S启动子 拟南芥细胞中原本存在PINI基因,检测PINI基因无法确定外源PINI基因是否导入受体细胞 对转基因拟南芥喷洒适宜浓度的除草剂,观察能否存活
18.解析:(1)PvuⅠ和EcoRⅠ在Amy3基因和质粒上均有它们的酶切位点,但EcoRⅠ在Amy3基因上的切点在基因的中间位置,会破坏目的基因,因此应该选用PvuⅠ。(2)质粒能够作为基因工程的载体是因为它有以下特点:质粒上有复制原点和启动子,可以保证重组质粒在受体细胞中能复制;重组质粒能在受体细胞中复制和表达;质粒上有多种限制酶的识别序列,便于外源DNA插入;质粒DNA分子上有标记基因,如某种抗生素抗性基因,利用抗生素可筛选出含重组质粒载体的宿主细胞。质粒A无标记基因,质粒C用PvuⅠ切割时会将复制原点破坏,因此质粒A和质粒C不能作为载体。(3)质粒B和Amy3基因上各有1个EcoRⅠ酶切位点,用EcoRⅠ可以将重组质粒切成大小不同的两段,因此电泳时会出现两种长度的电泳带。构建基因表达载体时,在载体中会人工构建诱导型启动子,当诱导物存在时,可以激活或抑制目的基因的表达。重组质粒B上有Ampr和lacZ两种标记基因,但lacZ上有PvuⅠ的酶切位点,目的基因插入后会将lacZ的基因结构改变,因此用选择培养基筛选时具有氨苄青霉素抗性,且不显蓝色的菌落就是导入重组质粒成功的大肠杆菌形成的菌落。(4)与从天然产物中提取的酶相比,利用工程菌生产的α淀粉酶,具有酶的纯度高,生产成本显著降低,生产效率高等优点。
答案:(1)PvuⅠ (2)质粒上有复制原点和启动子,可以保证重组质粒在受体细胞中能复制;重组质粒能在受体细胞中复制和表达(或质粒上有多种限制酶的识别序列,便于外源DNA插入或质粒DNA分子上有标记基因,如某种抗生素抗性基因,利用抗生素可筛选出含重组质粒载体的宿主细胞) 质粒A无标记基因,质粒C用PvuⅠ切割时会将复制原点破坏 (3)两 当诱导物存在时,可以激活或抑制目的基因的表达 抗氨苄青霉素、不显蓝色 (4)纯度高,生产成本显著降低,生产效率较高
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