第三章 第2节 基因工程的基本操作程序-【创新教程】2025-2026学年高中生物选择性必修3 生物技术与工程五维课堂课时作业word（人教版）

[知识点一]PCR扩增目的基因 1．下列关于PCR操作过程的叙述，错误的是(　　 ) A．PCR实验中使用的微量离心管、枪头、缓冲液以及蒸馏水等在使用前必须进行高压灭菌 B．PCR所用的缓冲液和酶应分装成小份，并在－20 ℃储存 C．将PCR所用的缓冲液和酶从冰箱拿出，放在高温环境中迅速融化 D．在微量离心管中添加反应成分时，每吸取一种试剂后，移液器上的枪头都必须更换 解析：C　[为了避免外源DNA等因素的影响，PCR实验中使用的微量离心管、枪头、缓冲液以及蒸馏水等在使用前必须进行高压灭菌，A正确；PCR所用的缓冲液和酶一般需要分装成小份，并在－20 ℃储存，使用前，将PCR所需试剂从冰箱拿出，放在冰块上缓慢融化，B正确，C错误；为避免试剂的交叉污染，在微量离心管中添加反应成分时，每吸取一种试剂后，移液器上的枪头都必须更换，D正确。] 2．下列有关PCR过程的叙述正确的是(　　 ) A．变性过程中破坏的是DNA分子内的磷酸二酯键 B．延伸过程中需要DNA聚合酶、ATP、四种核糖核苷酸等 C．复性过程中引物与DNA模板链的结合依据碱基互补配对原则完成 D．PCR与细胞内DNA复制相比所需要酶的最适温度相同 解析：C　[变性过程中破坏的是DNA分子内的氢键，A错误。延伸过程中需要耐高温的DNA聚合酶、ATP、四种脱氧核糖核苷酸等，B错误。复性过程中引物与DNA模板链的结合依据碱基互补配对原则完成，C正确。PCR利用了DNA的热变性原理，与细胞内DNA复制相比，PCR过程中所需要酶的最适温度较高，D错误。] 3．某研究小组计划通过多聚酶链式反应(PCR)扩增获得目的基因并构建转基因工程菌，下列有关PCR扩增过程相关叙述不正确的是(　　 ) A．为方便构建重组质粒，在引物中需要增加适当的限制性内切核酸酶位点 B．设计引物时需要避免引物之间形成碱基互补配对，而造成引物自连 C．PCR扩增时，退火温度的设定与引物长度、碱基组成无关 D．如果PCR反应得不到任何扩增产物，则需要降低退火温度或重新设计引物 解析：C　[构建重组质粒，首先要用限制酶切割含目的基因的DNA片段和质粒，所以位于目的基因两端的引物中需要增加适当的限制性内切核酸酶位点，A正确；设计的引物之间不能有碱基互补配对，否则引物自连，而不能与模板相连，B正确；PCR扩增时，退火温度的设定与引物长度、碱基组成有关，因为不同长度和碱基组成的引物中氢键数量不同，C错误；PCR反应得不到任何扩增产物，可能是退火温度过高，导致引物与模板不能相连；或引物间相互配对，引物自连，不能与模板相连，可通过降低退火温度或重新设计引物进行改进，D正确。] [知识点二] 基因表达载体的构建 4．科研人员通过PCR技术获得肝细胞特异性启动子——白蛋白启动子，将该启动子与Cre重组酶基因结合构建表达载体，培育出在肝细胞特异性表达Cre重组酶的转基因小鼠。下列叙述正确的是(　　 ) A．将该表达载体导入肝细胞以获得转基因小鼠 B．利用PCR技术获得白蛋白启动子需设计特异性的引物 C．构建该表达载体需要限制酶和DNA聚合酶 D．通过PCR等技术检测目的基因是否完成表达 解析：B　[将该表达载体导入受精卵以获得转基因小鼠，A错误；PCR技术需设计特异性的引物，B正确；构建该表达载体需要限制酶和DNA连接酶，C错误；检测目的基因是否完成表达常用抗原—抗体杂交技术，D错误。] 5．下列对基因工程中基因表达载体的叙述，错误的是(　　 ) A．基因表达载体上的标记基因不一定是抗生素抗性基因 B．基因表达载体的构建是基因工程的核心 C．基因表达载体中一定不含有起始密码子和终止密码子 D．基因表达载体的构建需要使用限制性内切核酸酶和DNA聚合酶等特殊工具 解析：D　[基因表达载体上的标记基因可以是抗性基因或荧光蛋白基因等。基因表达载体一般包括启动子、目的基因、标记基因、终止子等，起始密码子和终止密码子位于mRNA上。构建基因表达载体时，需要使用限制性内切核酸酶和DNA连接酶，不需要DNA聚合酶。] 6．在基因表达载体的构建中，下列说法正确的是(　　 ) ①基因表达载体至少由目的基因、起始密码子、终止密码子、标记基因组成　②起始密码子能驱动基因转录出mRNA，终止密码子使转录在所需要的地方停止　③基因表达载体构建过程中需要用到限制性核酸内切酶和DNA连接酶　④诱导型启动子一般应位于目的基因上游，当诱导物存在时，可激活或抑制目的基因的表达 A．①②　　　　　 B．③④ C．①④ D．②③ 解析：B　[基因表达载体的组成至少包括目的基因、标记基因、启动子、终止子和复制原点等，①错误；启动子能驱动基因转录出mRNA，终止子使转录在所需要的地方停止，②错误；基因表达载体构建过程中需要用到限制性核酸内切酶和DNA连接酶，③正确；启动子应位于目的基因上游，诱导型启动子属于启动子的一种，④正确。] [知识点三] 将目的基因导入受体细胞 7．将重组DNA分子导入动物细胞的常用方法是(　　 ) A．花粉管通道法 B．氯化钙处理法 C．显微注射法 D．土壤农杆菌转化法 解析：C　[将重组DNA分子导入动物细胞的常用方法是显微注射法，故C正确。] 8．现代生物技术发展迅速，通过基因工程将抗虫基因导入棉花细胞中，下列能够检测抗虫基因导入是否成功的方法是(　　) A．使用同种限制酶切割目的基因和载体 B．使用CaCl2处理棉花细胞 C．使用相应的抗体进行抗原－抗体杂交 D．构建基因表达载体并用微量注射器注入细胞 解析：C　[用限制酶切割目的基因和载体是为了构建基因表达载体，A错误；使用CaCl2可处理大肠杆菌，而不是棉花细胞，B错误；使用抗原—抗体杂交法可以检测棉花细胞中的Bt抗虫蛋白，C正确；用微量注射器将基因表达载体细胞注入细胞的方法是导入方法，而不是检测方法，D错误。] 9．用农杆菌转化法将目的基因导入受体细胞时(　　 ) A．农杆菌菌体进入了受体细胞 B．Ti质粒进入了受体细胞 C．T－DNA(可转移DNA)转移至受体细胞，并整合到染色体上 D．T－DNA(可转移DNA)转移至受体细胞，并存在于细胞质中 解析：C　[T－DNA能够进入植物细胞并融合到植物细胞的染色体上，把目的基因的片段插入其中，所以C选项正确。] 10．下图为获得抗除草剂转基因玉米的技术路线，请回答： (1)构建表达载体选择限制性内切核酸酶时，要求Ti质粒内每种限制性内切核酸酶只有一个切割位点，同时要求酶切后，G基因形成的两个黏性末端序列不相同，这个过程需用　________　种限制酶，目的是　____________________　。除草剂抗性基因G和Ti质粒载体连接时，DNA连接酶催化形成的化学键是　____________　。 (2)农杆菌转化愈伤组织时，T－DNA携带　________________　插入受体细胞的核DNA上。若核DNA中仅插入一个G基因，自交后代含G基因的植株中，纯合子占　________　。 (3)获得抗除草剂转基因玉米涉及到多次筛选，其中筛选含重组质粒的农杆菌应使用含　________　的选择培养基，使用含　________　的选择培养基筛选出转化的愈伤组织，再诱导愈伤组织再生出抗除草剂转基因玉米。 解析：(1)在构建基因表达载体时，为了防止酶切产物自身环化，需要使用2种不同的限制酶对目的基因(除草剂抗性基因G)和质粒进行切割；DNA连接酶催化形成的化学键是磷酸二酯键。 (2)农杆菌转化愈伤组织时，T－DNA携带目的基因(抗除草剂基因G)插入受体细胞的核DNA上；若核DNA中仅插入一个G基因，则转基因植株相当于杂合子，其自交后代含G基因的植株中，纯合子占1/3。 (3)据图分析，图示质粒上的标记基因是抗生素抗性基因，因此筛选含重组质粒的农杆菌应使用含抗生素的选择培养基；应该使用含除草剂的选择培养基筛选出转化的愈伤组织，再诱导愈伤组织再生出抗除草剂转基因玉米。 答案：(1)2　防止酶切产物自身环化　磷酸二酯键　(2)抗除草剂基因G　1/3　(3)抗生素　除草剂 1．运用基因工程技术，可让羊合成并由乳腺分泌抗体。相关叙述正确的是(　　 ) ①该技术将定向改造生物的性状　②限制酶和DNA聚合酶是构建基因表达载体必需的工具酶　③受精卵是理想的受体细胞　④目的基因与运载体混合后，只能得到一种重组DNA分子 A．①③ B．①④ C．③④ D．①② 解析：A　[基因工程技术可以按照人的意愿定向改造生物性状，①正确；限制酶和DNA连接酶是基因工程的工具酶，②错误；在动物基因工程中，受精卵是最理想的受体细胞，③正确；目的基因与运载体混合后，可得到载体与载体，目的基因与目的基因，目的基因与载体等多种重组DNA分子，④错误。] 2．下列有关基因工程基本操作程序的叙述，正确的是(　　 ) A．基因工程的第二步不涉及碱基互补配对原则 B．人们常用转化法将目的基因导入大肠杆菌细胞 C．常用分裂能力较强的动物细胞作为基因工程的受体细胞 D．若从转基因生物中提取的mRNA可与目的基因形成杂交带，说明该目的基因已表达 解析：B　[基因工程的第二步为基因表达载体的构建，将目的基因插入载体时，运用碱基互补配对原则，故A项错误；人们常用转化法将目的基因导入大肠杆菌细胞，故B项正确；当用动物细胞作为基因工程的受体细胞时，常选用全能性强的受精卵细胞，而不是选用分裂能力较强的细胞，故C项错误；若从转基因生物中提取的mRNA可与目的基因形成杂交带，说明该目的基因已转录，而不是已表达，基因的表达包括转录和翻译两个过程，故D项错误。] 3．基因工程中常用细菌等原核生物作受体细胞的原因包括(　　 ) ①繁殖快　②DNA为单链　③遗传物质相对较少　④多为单细胞 A．①② B．①②③④ C．①③④ D．②③ 解析：C　[基因工程中常用细菌等原核生物作受体细胞的原因包括繁殖快、遗传物质相对较少、多为单细胞，细菌的DNA是双链环状结构，故选C。] 4．科学家将萤火虫的荧光素和荧光酶基因转入烟草细胞，获得高水平的表达。长成的植物通体光亮，堪称自然界的奇迹。这一研究成果表明(　　 ) ①萤火虫与烟草的DNA结构基本相同 ②萤火虫与烟草共用一套遗传密码子　③烟草体内合成了荧光素和荧光酶　④萤火虫和烟草合成蛋白质的方式基本相同 A．①和③ B．②和③ C．①和④ D．①②③④ 解析：D　[科学家将萤火虫的荧光素和荧光酶基因转入烟草细胞后，相关基因需整合到烟草细胞的染色体的DNA上才能在植物体不同细胞得以表达，使植物通体光亮，说明萤火虫与烟草的DNA结构基本相同；荧光素和荧光酶基因转入烟草细胞后能成功表达，说明萤火虫和烟草合成蛋白质的方式基本相同，这两种生物共用一套遗传密码子，在烟草体内合成了荧光素和荧光酶，故选D。] 5．(多选)PCR技术现在已经应用到临床诊断、法医鉴定、分子生物学、农牧业等领域。下图为某同学实验中，所用引物与模板配对情况(DNA聚合酶能够从引物的3′端开始连接脱氧核苷酸)。下列说法正确的是(　　 ) A．若用引物Ⅱ和Ⅲ进行该DNA分子扩增可获得5种序列不同的产物 B．复性温度过高导致引物不能与模板牢固结合，PCR扩增效率下降 C．设计以上引物时需要避免引物之间碱基互补配对造成引物自连 D．为方便构建基因表达载体，可在引物中增加限制性内切核酸酶位点 解析：ABCD　[若用引物Ⅱ和Ⅲ进行扩增，因新形成的DNA子链中，有的含有与引物Ⅱ互补配对的碱基序列，有的含有与引物Ⅲ互补配对的碱基序列，则至少在连续扩增3次后可以获得5种序列不同的产物，A正确；PCR技术中，复性是指引物结合到互补DNA链，复性温度过高会引起碱基之间的氢键断裂，导致引物不能与互补DNA链(模板)牢固结合，DNA扩增效率下降，B正确；设计以上引物时需要避免引物之间碱基互补配对造成引物自连，C正确；构建基因表达载体时可在引物中增加限制性内切核酸酶位点，D正确。] 6．(多选)利用基因工程技术生产羧酸酯酶(CarE)制剂的流程如下图所示，有关叙述正确的是(　　 ) A．过程①需使用逆转录酶 B．过程②利用PCR扩增CarE基因需使用解旋酶和耐高温的DNA聚合酶 C．过程③可用NaCl溶液处理大肠杆菌，使之成为感受态细胞 D．过程④可利用DNA分子杂交鉴定目的基因是否已导入受体细胞 解析：AD　[过程①表示反转录，需要逆转录酶的催化，A正确；过程②表示目的基因的获取，在利用PCR技术对获取的目的基因进行扩增的过程中，不需要使用解旋酶，解旋是通过高温解链实现的，B错误；过程③表示将目的基因导入受体细胞，若受体细胞为大肠杆菌细胞，则需要用CaCl2溶液处理，使之成为感受态细胞，C错误；过程④可利用DNA分子杂交技术，鉴定目的基因是否已导入受体细胞，D正确。] 7．(多选)某研究所的研究人员欲将生长激素基因通过质粒介导进入大肠杆菌细胞内，使其表达产生生长激素。已知质粒中存在两个抗性基因：A是抗链霉素基因， B是抗氨苄青霉素基因，且目的基因要插入到基因B中，而大肠杆菌不带有任何抗性基因，下列叙述正确的是(　　 ) A．大肠杆菌可能未导入质粒 B．导入大肠杆菌的可能是重组质粒，也可能是质粒 C．可用含氨苄青霉素的培养基检测大肠杆菌中是否导入了重组质粒 D．在含氨苄青霉素培养基中不能生长，但在含链霉素培养基中能生长的可能是符合生产要求的大肠杆菌 解析：ABD　[大肠杆菌可能没有导入质粒，A正确；导入大肠杆菌的质粒可能为重组质粒，也可能为普通质粒，B正确；由于目的基因要插入到基因B中，抗氨苄青霉素基因被破坏，即工程菌不能抗氨苄青霉素，因此不能用含氨苄青霉素的培养基检测大肠杆菌中是否导入了重组质粒，C不正确；在含氨苄青霉素培养基中不能生长，但在含链霉素培养基中能生长的可能是符合生产要求的大肠杆菌，D正确。] 8．如图为转基因抗病香蕉的培育过程流程图，其中质粒上的PstⅠ、SmaⅠ、EcoRⅠ、ApaⅠ等四种限制酶的识别序列及切割位点见下表。 限制酶 ApaⅠ EcoRⅠ PstⅠ SmaⅠ 识别序 列和切 割位点 (1)图中①②分别表示组织培养过程中香蕉组织细胞的　________　和　________　。利用组织培养技术将导入抗病基因的香蕉组织细胞培育成植株，证明了香蕉组织细胞具有　________　。 (2)形成重组质粒A时，应选用限制酶　______________　，对　____________________　进行切割。 (3)一个质粒被限制酶EcoRⅠ、PstⅠ、SmaⅠ同时切割后可得到　________　个DNA片段。如果质粒还可以被限制酶X切割，形成的黏性末端为，则限制酶X的识别序列为　____________　(标明切割位点)。 (4)培养基中的氨苄青霉素会抑制香蕉愈伤组织细胞的生长，欲利用该培养基筛选已导入抗病基因的香蕉细胞，应使重组质粒A中含有　________________　基因。 解析：(1)图中①②表示组织培养过程中香蕉组织细胞的脱分化和再分化，利用组织培养技术将导入抗病基因的香蕉组织细胞培育成植株，证明了香蕉组织细胞具有全能性。 (2)由图可知，含有目的基因的外源DNA分子含有EcoRⅠ、PstⅠ、SmaⅠ酶切位点，但用SmaⅠ切割目的基因时，会破坏目的基因，因此形成重组质粒A时，应选PstⅠ和EcoRⅠ切割目的基因和质粒。 (3)质粒会被限制酶EcoRⅠ、PstⅠ、SmaⅠ同时切割成3段。如果质粒还可以被限制酶X切割，形成的黏性末端为：，则限制酶X的识别序列为，切割位点位于C和C之间。 (4)培养基中的氨苄青霉素会抑制香蕉愈伤组织细胞的生长，所以导入的重组质粒中要含氨苄青霉素抗性基因，才能在含氨苄青霉素的培养基上生长。 答案：(1)脱分化　再分化　全能性 (2)PstⅠ和EcoRⅠ　含抗病基因的DNA和质粒 (3)3　　(4)抗氨苄青霉素(或氨苄青霉素抗性) 启动子、终止子、起始密码子和终止密码子的区分 下列有关基因工程中启动子的说法正确的是(　　 ) A．启动子是一段特殊的RNA片段 B．启动子是DNA聚合酶的识别和结合位点 C．启动子可以驱动基因的转录 D．启动子和起始密码子是同一概念 解析：C　[启动子是一段有特殊结构的DNA片段，它是RNA聚合酶识别和结合的部位，驱动基因转录形成信使RNA，起始密码子存在于mRNA上，是翻译的起点，故C正确。] 学科网（北京）股份有限公司 $