课时跟踪检测(13) 目的基因的筛选与获取和基因表达载体的构建-【新课程学案】2025-2026学年高中生物选择性必修3 生物技术与工程配套练习word（人教版 多选版）

课时跟踪检测(十三)　目的基因的筛选与获取和基因表达载体的构建 (标的题目为推荐讲评题目,配有精品课件。选择题请在后面答题栏内作答) 一、选择题 1.下列关于PCR反应体系中所加物质作用的叙述,错误的是 (　　) A.耐高温的DNA聚合酶用于催化DNA子链的合成 B.引物使耐高温的DNA聚合酶能从引物的5'端延伸DNA链 C.目标DNA的双链用作DNA复制的模板 D.四种脱氧核苷酸为PCR提供原料 2.下列有关获取目的基因的叙述,错误的是 (　　) A.目的基因就是编码蛋白质的基因 B.目的基因的筛选与获取是基因工程的第一步 C.来自苏云金杆菌的Bt抗虫蛋白基因可作为转基因抗虫棉的目的基因 D.序列比对工具的应用为科学家找到合适的目的基因提供了更多的机会 3.如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.目的基因插入位点 B.启动子 C.标记基因 D.DNA聚合酶识别位点 4.在核酸分子杂交技术中,常常使用已知序列的单链核酸片段作为探针(探针是指以放射性同位素、生物素或荧光染料等进行标记的已知核苷酸序列的核酸片段)。为了获得图中的B链作探针,可应用PCR技术进行扩增,应选择的引物种类是 (　　) A.引物1与引物2 B.引物3与引物4 C.引物2与引物3 D.引物1与引物4 5.蜘蛛丝是天然蛋白纤维,其机械性能较高,有广泛的应用前景。中国科学家利用质粒(如图)成功构建了蛛丝蛋白基因的重组质粒,并在家蚕丝腺细胞中获得大量蛛丝蛋白。下列有关说法错误的是 (　　) A.为防止目的基因自身环化,可以用限制酶XbaⅠ和SacⅠ来切割目的基因 B.不能选用HindⅢ切割载体和目的基因 C.启动子是RNA聚合酶的识别和结合部位,可以驱动遗传信息的复制和转录 D.基因表达载体中的标记基因便于重组DNA分子的筛选 6.(2025·天津滨海新区高二期末)基因工程中,需使用特定的限制性内切核酸酶切割目的基因和质粒,便于重组和筛选。已知限制性内切核酸酶Ⅰ的识别序列和切割位点是限制性内切核酸酶Ⅱ的识别序列和切割位点是根据图示分析,下列叙述正确的是 (　　) A.质粒用限制性内切核酸酶Ⅱ切割,目的基因用限制性内切核酸酶Ⅰ切割 B.用限制性内切核酸酶切割获得目的基因时,有四个磷酸二酯键被水解 C.限制性内切核酸酶Ⅰ和限制性内切核酸酶Ⅱ切割后获得的黏性末端不同 D.目的基因与载体拼接形成的重组DNA分子中,含两个限制性内切核酸酶Ⅱ的识别序列 7.(2025·本溪高二期中)如图表示pBR322质粒和人生长激素基因所在片段的结构信息,将二者构建的重组质粒导入受体菌并进行筛选。下列有关叙述正确的是 (　　) 注:AmpR为氨苄青霉素抗性基因,TetR为四环素抗性基因。 A.可选择的限制酶组合是酶E和酶G B.所选用的受体菌不能含有AmpR和TetR C.用含氨苄青霉素的培养基就能筛选出含重组质粒的受体菌 D.同时用三种限制酶处理图中质粒,可得到3个DNA片段 8.环境雌激素(EEs)会影响动物和人类的性腺发育。斑马鱼在EEs的诱导下,会表达出卵黄蛋白原(vtg)。已知绿色荧光蛋白(GFP)基因能使斑马鱼发光,欲获得能检测水中是否含有EEs的转基因斑马鱼,下列操作合理的是 (　　) A.将EEs基因的启动子与GFP基因重组 B.将vtg基因的启动子与GFP基因重组 C.将GFP基因的启动子与GFP基因重组 D.将GFP基因的启动子与vtg基因重组 9.[多选]某人利用下图中所示的表达载体获得了甲、乙、丙三种含有目的基因的重组表达载体。下列有关叙述正确的是 (　　) A.这三种重组表达载体中,不能在宿主细胞中表达目的基因产物的是甲、丙 B.启动子是DNA片段,是RNA连接酶识别和结合的部位 C.抗生素抗性基因便于重组DNA分子的筛选 D.复制原点可以让重组表达载体拥有自主复制的能力 二、非选择题 10.图1表示目的基因及限制酶切割位点,图2表示质粒。请回答下列问题: (1)获得图1中目的基因的方法除了PCR技术,还有 　(答一点)。 (2)采用PCR扩增目的基因的原理是　　　　　　　　　　　　　　　　　,图1中A、B、C、D 4种与目的基因互补的单链DNA片段中,　　　　　　　　　　　　可作为扩增目的基因的引物。  (3)在构建目的基因表达载体时,用PstⅠ、EcoRⅠ两种酶同时切割目的基因和质粒,是为了防止一种酶切割时　　　　　　　　　　　　　　　,从图1切割下目的基因需要消耗　　　　个水分子。不选用限制酶PstⅠ和HindⅢ同时对质粒和目的基因进行切割的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  11.蜂毒前溶血肽原是PL基因的表达产物,在蜜蜂体内合成后首先加工成蜂毒溶血肽原(蜂毒肽前体蛋白),被进一步水解形成分泌蛋白蜂毒肽。与蜂毒肽相比,蜂毒前溶血肽原具有较大的溶解度,且对细胞的破坏能力小,可利用基因工程合成蜂毒肽的前体产物。 (1)生产蜂毒肽常选用微生物作为受体细胞,优点是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　(答出两点即可);原核细胞　　　　(填“能”或“不能”)将蜂毒前溶血肽原加工成蜂毒肽,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (2)对目的基因可利用人工化学合成方法进行全基因合成,设计并合成引物对合成基因进行PCR扩增,引物序列的长度越长、G—C含量越高,PCR过程中复性温度的设定值越　　　。将PCR产物和pGEX⁃4T⁃1载体利用限制酶　　　　　　　　　　　　　　　　进行重组DNA分子的构建,获得蜂毒前溶血肽原与GST(一种标签蛋白)融合表达重组质粒pGEX⁃4T⁃1/PPMel(见图)。  (3)若培育相应的转基因植物,常用农杆菌转化法,需将目的基因插入Ti质粒的　　　　中,最后通过植物组织培养技术培育转基因植株。  12.图1是某基因工程中构建重组质粒的过程示意图,载体质粒P0具有四环素抗性基因(TetR)和氨苄青霉素抗性基因(AmpR)。请回答下列问题: (1)EcoRⅤ的酶切位点为,EcoRⅤ酶切出来的线性载体P1为　　　　末端。  (2)用耐高温的DNA聚合酶进行PCR扩增获得的目的基因片段,其两端各自带有一个腺嘌呤脱氧核苷酸。载体P1用酶处理,在两端各添加了一个碱基为　　　　的脱氧核苷酸,形成P2;P2和目的基因片段在　　　　酶的作用下,形成重组质粒P3。  (3)为筛选出含有重组质粒P3的菌落,采用含有不同抗生素的平板进行筛选,得到A、B、C三类菌落,其生长情况如下表(“+”代表生长,“-”代表不生长)。根据表中结果判断,应选择的菌落是　　　(填表中字母)类,另外两类菌落质粒导入情况分别是　　　　　　　　　　　　、　　　　　　　　　　　　　。  平板类型 菌落类型 A B C 无抗生素 + + + 氨苄青霉素 + + - 四环素 + - - 氨苄青霉素 +四环素 + - - (4)为鉴定筛选出的菌落中是否含有正确插入目的基因的重组质粒,拟设计引物进行PCR鉴定。图2所示为甲、乙、丙3条引物在正确重组质粒中的相应位置,PCR鉴定时应选择的一对引物是　　　　。某学生尝试用图中另外一对引物,结果从某一菌落的质粒中扩增出了400 bp片段,原因是　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　。 课时跟踪检测(十三) 1.选B　通过PCR技术扩增目的基因时,需要用耐高温的DNA聚合酶催化单个脱氧核苷酸聚合形成DNA子链,A正确;耐高温的DNA聚合酶从引物的3'端开始延伸DNA链,B错误;PCR技术的原理是DNA半保留复制,DNA复制时目标DNA的两条链均作为复制的模板,C正确;PCR中DNA合成的原料是四种脱氧核苷酸,D正确。 2.选A　目的基因是指人们所需要的、主要用来编码蛋白质的基因,A错误;目的基因的筛选与获取是实施基因工程的第一步,B正确;来自苏云金杆菌的Bt抗虫蛋白基因可作为培育转基因抗虫棉的目的基因,C正确;随着测序技术的发展,以及序列数据库和序列比对工具等的应用,越来越多的基因的结构和功能为人们所知,这为科学家找到合适的目的基因提供了更多的机会和可能,D正确。 3.选B　基因表达载体由启动子、终止子、标记基因、复制原点和目的基因等组成。题图中有终止子、标记基因(抗生素抗性基因)、目的基因、复制原点等,还缺少启动子。启动子位于基因的上游,所以X最可能是启动子,B正确。 4.选C　要获得B链,根据PCR中子链延伸方向为5'到3',则需选择引物2与引物3进行扩增,故选C。 5.选C　用限制酶XbaⅠ和SacⅠ来切割目的基因,可以使目的基因两端产生不同的黏性末端,防止目的基因自身环化,A正确;HindⅢ的识别和切割位点位于标记基因上,因此不能选用HindⅢ切割载体和目的基因,B正确;启动子能驱动遗传信息的转录,不能驱动遗传信息的复制,C错误;基因表达载体中的标记基因便于重组DNA分子的筛选,D正确。 6.选B　限制性内切核酸酶Ⅱ能识别限制性内切核酸酶Ⅰ的识别序列,限制性内切核酸酶Ⅰ不一定能识别限制性内切核酸酶Ⅱ的识别序列;要将目的基因从该DNA链中提取出来,需要在目的基因左右切开,所以要用限制性内切核酸酶Ⅱ切割;质粒不能用限制性内切核酸酶Ⅱ切割,若用该酶切割,质粒的两个标记基因均会被破坏,A错误。由于DNA是双链,用限制性内切核酸酶Ⅱ将目的基因左右切开时,有四个磷酸二酯键被水解,B正确。限制性内切核酸酶Ⅰ和限制性内切核酸酶Ⅱ切割产生的黏性末端相同,C错误。重组DNA分子中含三个限制性内切核酸酶Ⅱ的识别序列,D错误。 7.选B　酶E会破坏两种标记基因,为避免切割后DNA片段的自身环化,又保留质粒上的标记基因,切割时应选择的限制酶组合是酶F和酶G,A错误;所选用的受体菌不能含有AmpR和TetR,以便于对含有目的基因的受体菌进行筛选,B正确;重组质粒上的四环素抗性基因被破坏,而氨苄青霉素抗性基因能表达,用含氨苄青霉素的培养基筛选出的是导入重组质粒的受体菌和导入普通质粒的受体菌,C错误;据题图可知,同时用三种限制酶处理图中质粒,能将质粒切割成4个DNA片段,D错误。 8.选B　由题意可知,环境中的EEs可诱导斑马鱼体内vtg基因的表达,在不含EEs的环境中,斑马鱼体内vtg基因不能表达。因此,只要将vtg基因的启动子与GFP基因重组并导入斑马鱼体内,便能根据斑马鱼是否发光检测水中是否含EEs。 9.选ACD　在基因表达载体中,启动子位于目的基因的上游,终止子应位于目的基因的下游,这样目的基因才能表达,图中甲和丙均不能在宿主细胞内表达出目的基因产物,A正确;启动子是一段有特殊序列结构的DNA片段,是RNA聚合酶识别和结合的部位,它能驱动基因转录出mRNA,B错误;载体上的标记基因便于重组DNA分子的筛选,该载体上的标记基因是抗生素抗性基因,C正确;质粒上的复制原点可使重组表达载体能够在受体细胞中自主复制,D正确。 10.解析:(1)获得目的基因的方法有PCR技术、从基因文库中获取、人工合成等。 (2)采用PCR扩增目的基因的原理是DNA半保留复制,DNA复制只能从子链的5'端到3'端,因此A、B、C、D四种单链DNA片段中应选取B和C作为引物。 (3)在构建目的基因表达载体时,用PstⅠ、EcoRⅠ两种酶同时切割目的基因和质粒,是为了防止一种酶切割时目的基因与载体的自身环化和反向连接。限制酶破坏的是磷酸二酯键,图中目的基因切割需要破坏4个磷酸二酯键,因此需要消耗4个水分子。由图2可知,不选用限制酶PstⅠ和HindⅢ同时对质粒和目的基因进行切割的原因是会同时破坏质粒上的两种标记基因。 答案:(1)从基因文库中获取、人工合成　(2)DNA半保留复制　B、C　(3)目的基因与载体的自身环化和反向连接　4　会同时破坏质粒上的两种标记基因 11.解析:(1)由于微生物的生理结构和遗传物质简单,生产成本低,生长繁殖快,对环境因素敏感和容易进行遗传物质操作,故基因工程中常用微生物作为受体细胞。原核细胞无内质网和高尔基体,无法对表达出的蜂毒前溶血肽原进行加工,故通过原核细胞不能直接获得蜂毒肽,还需要进一步加工。 (2)G—C碱基对之间含有3个氢键,A—T之间含有2个氢键,G—C含量越高,DNA越稳定,为保证引物与模板链特异性配对,复性温度的设定值应较高。重组DNA分子构建时需要用到限制酶(切割目的基因和载体)和DNA连接酶(连接切割后的目的基因和载体)。据题图可知,目的基因两端含有EcoRⅠ和SalⅠ切割位点,推测所选的限制酶是EcoRⅠ和SalⅠ。 (3)常用农杆菌转化法培育转基因植物,将目的基因插入Ti质粒的T⁃DNA上,利用农杆菌的转化作用,就可以将目的基因随机整合到植物细胞染色体的DNA上。 答案:(1)微生物的生理结构和遗传物质简单,生产成本低,生长繁殖快,容易进行遗传物质操作　不能　原核细胞无内质网和高尔基体,无法对表达出的蜂毒前溶血肽原进行加工　(2)高　EcoRⅠ、SalⅠ和DNA连接酶　(3)T⁃DNA 12.解析:(1)据题图和EcoRⅤ酶切位点可知,EcoRⅤ酶切出来的线性载体P1为平末端。 (2)从图1中可以看出,目的基因的两端各有一个游离的腺嘌呤脱氧核苷酸,由于载体P1为平末端,所以载体P1的两端应该各添加一个胸腺嘧啶脱氧核苷酸,这样在DNA连接酶的作用下才能把目的基因和载体P1连接起来。 (3)由题意可知,构建重组质粒时四环素抗性基因被破坏,所以导入目的基因的菌落只能在没有抗生素或含有氨苄青霉素的培养基中存活,应该选B类菌落。A类菌落能在所有平板类型条件下存活,说明导入的是P0质粒。C类菌落只能在无抗生素的平板上存活,说明C类菌落没有导入质粒。 (4)据图2分析,目的基因的外侧链只能用丙作引物,内侧链可用甲、乙作引物,如果用甲、丙作引物,则无论目的基因是否插入正确,都能通过PCR扩增大量目的基因,如果用乙、丙作为引物,当目的基因插入不正确(反向插入)时,则乙、丙两引物都结合在外侧,PCR不能正常进行,因此选用乙、丙作为引物可以进行PCR鉴定。若扩增出的DNA片段为400 bp,则正好是目的基因反向连接后,外侧链用乙作引物,内侧链用甲作引物扩增出的片段。 答案:(1)平　(2)胸腺嘧啶(或T)　DNA连接　(3)B　A类菌落含有P0　C类菌落未导入质粒　(4)乙、丙　选用甲、乙作引物,且目的基因反向连接 学科网（北京）股份有限公司 $