第6周·周末作业 “基因工程操作步骤”强化练-【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（浙科版）

第6周·周末作业　“基因工程操作步骤”强化练 一、选择题 1.(2025·杭二模拟)大肠杆菌经溶菌酶和洗涤剂处理后，拟核DNA就会缠绕在细胞壁碎片上，静置一段时间，质粒分布在上清液中，利用上述原理可初步获得质粒DNA。用三种限制酶处理提取的产物，电泳结果如图所示。下列关于质粒的粗提取和鉴定的叙述不正确的是 (　　) A.提取DNA时可加入酒精，使溶于酒精的蛋白质等物质溶解 B.将提取的DNA溶于2 mol/L NaCl溶液后，可用二苯胺试剂进行鉴定 C.电泳鉴定DNA利用了DNA在电场中会向着与它所带电荷相反的电极移动的原理 D.根据电泳结果，质粒上一定没有限制酶Ⅰ和Ⅱ的切割位点，而有限制酶Ⅲ的切割位点 2.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。下列有关叙述错误的是 (　　) 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.复制起点可以让重组表达载体拥有自主复制的能力，不会随细胞分裂被稀释而最终消失 3.某课题组为得到青蒿素产量高的新品系，通过一定的技术，使青蒿素合成过程的某一关键酶基因fps在野生青蒿中得到了过量表达，其过程如图所示。下列叙述错误的是 (　　) A.PCR过程中，温度需要控制在90 ℃以上的目的是破坏氢键 B.构建重组质粒过程中，目的基因需插入Ti质粒的T-DNA上 C.农杆菌的作用是感染植物并将目的基因转移到受体细胞中 D.用荧光标记的fps作为探针可以检测目的基因是否表达 　　(2024·浙江6月选考)阅读下列材料，完成4~5题。 　　疟疾是一种严重危害人类健康的红细胞寄生虫病，可用氯喹治疗。疟原虫pfcrt基因编码的蛋白，在第76位发生了赖氨酸到苏氨酸的改变，从而获得了对氯喹的抗性。对患者进行抗性筛查，区分氯喹敏感患者和氯喹抗性患者，以利于分类治疗。 　　研究人员根据prcrt基因的序列，设计了F1、F2、R1和R2等4种备选引物，用于扩增目的片段，如图甲所示。为选出正确和有效的引物，以疟原虫基因组DNA为模板进行PCR，产物的电泳结果如图乙所示。 4.下列关于引物F1、F2、R1和R2的叙述，错误的是 (　　) A.F1-R1引物可用于特异性地扩增目的片段 B.F1-R2引物不能用于特异性地扩增目的片段 C.F2为无效引物，没有扩增功能，无法使用 D.R2引物可用于特异性地扩增目的片段 5.为了筛查疟原虫感染者，以及区分对氯喹的敏感性。现有6份血样，处理后进行PCR。产物用限制酶ApoⅠ消化，酶解产物的电泳结果如图所示。1~6号血样中，来自氯喹抗性患者的是 (　　) A.1号和6号 B.2号和4号 C.3号和5号 D.1号、2号、4号和6号 6.(2025·长沙模拟)青蒿素是有效的抗疟疾药物，但野生黄花蒿中青蒿素的产量较低。为缓解青蒿素供应不足的状况，科学家将基因tms和tmr导入黄花蒿的愈伤组织，获得了黄花蒿的冠瘿组织，改造过程用到的部分结构如图所示。下列叙述错误的是 (　　) A.将目的基因导入黄花蒿愈伤组织细胞常用的方法是农杆菌转化法 B.图中P位于基因的上游，作用是RNA聚合酶识别和结合的部位，驱动转录 C.图中还缺少的结构是标记基因，标记基因的作用是表达出目的基因产物 D.欲检测目的基因是否导入冠瘿组织细胞的染色体DNA上，可采用PCR技术 7.下图1表示某DNA片段及限制酶酶切位点，用限制酶XhoⅠ和SalⅠ分别处理该DNA片段后，酶切产物电泳分离的结果如图2所示。下列叙述错误的是 (　　) A.泳道①②分别是限制酶XhoⅠ和限制酶SalⅠ处理得到的产物 B.限制酶XhoⅠ与限制酶SalⅠ识别的核苷酸序列不同 C.不同的限制酶切割DNA后形成的黏性末端可能相同 D.用限制酶XhoⅠ和限制酶SalⅠ同时处理该DNA片段，可得到6种电泳产物 二、非选择题 8.聚合酶链式反应(PCR)是一种体外迅速扩增DNA片段的技术；电泳技术是分离、鉴定、纯化核酸和蛋白质的常用方法。请回答有关这两项技术原理及应用的问题。 (1)PCR与体内DNA复制相比，其中一个优点是复制次数不受　　　　　　　　　次数的限制，可在短时间内大量复制DNA。  (2)电泳技术原理：在同一电场下，由于蛋白质或DNA的　　　　　　　以及本身　　　　　　、形状不同而产生不同的迁移方向或速度，从而实现样品的分离。  (3)图1为应用电泳方法和原理对核酸进行分析的示意图： 图1 图1结果显示，核苷酸数量多的DNA片段，迁移速度　 　(填“快”或“慢”)。如果选择性断开的位置是碱基T，那么在电泳带上被分离的显示位置应有　　　处。应用上述原理分析了某种未知序列核酸的一条单链，结果如图2所示，此结果说明，该链含　　个核苷酸，其中A∶T∶G∶C=　 　　　。  9.B基因存在于水稻基因组中，其仅在水稻体细胞(2n)和精细胞中正常表达，而在卵细胞中不转录。为研究B基因表达对水稻卵细胞的影响，设计了如图所示的实验。已知Luc基因表达的荧光素酶能氧化荧光素从而产生荧光，据图回答： (1)B基因在水稻卵细胞中不转录，推测其可能的原因是卵细胞中　　　(填字母)。  A.含B基因的染色体缺失 B.DNA聚合酶失活 C.B基因发生基因突变 D.B基因的启动子无法启动转录 (2)可从水稻体细胞或　　　　　　中提取总RNA，通过逆转录合成cDNA，进而获得B基因序列。  (3)在过程①②转化筛选时，过程　　　　中T-DNA整合到受体细胞染色体DNA上，过程　　　　　在培养基中应加入卡那霉素。  (4)获得转基因植株过程中，以下鉴定筛选方式正确的有　　　　　　(填字母)。  A.将随机断裂的B基因片段制备成探针进行DNA分子杂交 B.以Luc基因为模板设计探针进行DNA分子杂交 C.以B基因序列为模板设计探针与从卵细胞提取的mRNA杂交 D.检测加入荧光素的卵细胞中是否发出荧光 (5)从转基因植株未成熟种子中分离出胚，观察到其细胞内仅含一个染色体组，判定该胚是由未受精的卵细胞发育形成的，而一般情况下水稻卵细胞在未受精时不进行发育，由此表明　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  10.(2025年1月·八省联考河南卷)核酮糖-1，5-二磷酸羧化/加氧酶(Rubisco)是植物固定CO2的关键酶。某研究小组通过导入相关基因在大肠杆菌中搭建图1所示的代谢通路，以筛选结合CO2能力更强的Rubisco。回答下列问题。 (1)为将Rubisco基因导入大肠杆菌，研究小组使用BamHⅠ和EcoRⅠ双酶切以构建重组质粒。图2表达载体中，片段2为　　　　　(填“启动子”或“终止子”)，其作用是　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　。  (2)为检测转化的菌落是否携带含有Rubisco基因的重组质粒，将P1、P2和P3引物(引物位置如图2所示，→表示引物5'→3'方向)共同加入反应体系后，分别以3个菌落的DNA为模板进行PCR扩增。PCR产物的琼脂糖凝胶电泳结果如图3所示，菌落　　　(填“1”或“2”或“3”)携带正确的重组质粒。  (3)通过单独或共同转化prkA基因、Rubisco基因获得三种大肠杆菌，涂布在同一平板的不同区域(区域①涂布未携带目的基因的大肠杆菌)，一段时间后，菌落分布及生长状况如图4所示，推测区域②④内菌落携带的目的基因分别是　　　　　　、　　　　　　　　　。现有多种Rubisco突变基因，应用该共同转化体系可筛选出高活性Rubisco的依据是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (4)Rubisco的活性与植物有机物的积累密切相关。现已筛选出携带高活性Rubisco编码基因的重组质粒(无法转化植物)，研究小组拟使用农杆菌转化法培育高产量大豆品种，简要写出实验思路　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  第6周·周末作业 1.选D　由于某些蛋白质可溶于酒精，而DNA钠盐不溶于酒精，所以在提取DNA时加入酒精，使溶于酒精的蛋白质等物质溶解，而让DNA析出，A正确；由于DNA在2 mol/L NaCl溶液中溶解度高，DNA在沸水浴条件下遇二苯胺试剂会呈现蓝色，所以将提取的DNA溶于2 mol/L NaCl溶液后，可用二苯胺试剂在沸水浴条件进行鉴定，B正确；电泳鉴定DNA利用了DNA在电场中会向着与它所带电荷相反的电极移动的原理，C正确；因为质粒的本质是环状的DNA，限制酶Ⅰ和Ⅱ处理后电泳只有一条条带，可能是该质粒上有一个切割位点，也可能没有切割位点，D错误。 2.选B　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，这样的基因才能表达，图中甲和丙均不符合，所以不能在宿主细胞中表达目的基因产物，A正确；启动子是一段有特殊结构的DNA片段，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，B错误；载体上的标记基因便于重组DNA分子的筛选，常用的标记基因是抗生素抗性基因，C正确；复制起点是DNA聚合酶识别和结合的位点，可以让重组表达载体拥有自主复制的能力，不会随细胞分裂被稀释而最终消失，D正确。 3.选D　利用PCR技术扩增目的基因时，使反应体系中的模板DNA解旋为单链的条件是温度在90 ~95 ℃，目的是破坏DNA分子中的氢键，A正确；构建重组Ti质粒的过程中，需将目的基因插入Ti质粒的T-DNA上，B正确；将目的基因导入植物细胞常用的方法是农杆菌转化法，由图可知，农杆菌的作用是感染植物，将目的基因转移到受体细胞中，C正确；检验目的基因是否整合到青蒿基因组中，可用核酸分子杂交法，即将fps制成基因探针，与青蒿基因组DNA杂交，而检测目的基因是否表达，常用抗原-抗体杂交法，D错误。 4.选D　根据图乙结果可知，F1-R1引物只扩增出一条片段，说明能够用于特异性扩增目的片段，A正确；根据图乙可知，F1-R2引物扩增条带为三条，说明其不能用于特异性扩增目的片段，B正确；F1-R1能扩增出一条片段，而F2-R1无法扩增出目的条带，所以F2为无效引物，没有扩增功能，无法使用，C正确；F1-R1引物只扩增出一条片段，F1-R2引物扩增条带为三条，说明R2引物无法特异性的扩增目的条带，D错误。 5.选B　根据ApoⅠ的识别位点及图甲可知，氯喹抗性的基因组中没有Apo Ⅰ 酶切位点，而氯喹敏感患者基因组中具有该酶切位点，因此对6份血样处理后进行PCR，产物用限制酶Apo Ⅰ 消化，酶解产物的电泳出现两条条带则为敏感型，只有一条条带则具有氯喹抗性，所以1~6号血样中，来自氯喹抗性患者的是2号和4号，B正确。 6.选C　将目的基因导入黄花蒿愈伤组织细胞常用的方法是农杆菌转化法，A正确；图中P为启动子，位于基因的上游，作用是RNA聚合酶识别和结合的部位，驱动转录，B正确；图中还缺少的标记基因等结构，标记基因的作用是鉴别受体细胞中是否含有目的基因，从而将含目的基因的细胞筛选出来，C错误；要检测目的基因是否导入冠瘿组织细胞的染色体DNA上，可采用PCR技术，D正确。 7.选A　由图1、图2可知，SalⅠ在DNA片段上有三个酶切位点，可形成四种条带，因此①号泳道是SalⅠ切割后得到的产物，XhoⅠ在DNA片段上有两个酶切位点，可形成三种条带，②号泳道是XhoⅠ切割后的产物，A错误。 8.解析：(1)PCR是一种体外迅速扩增DNA片段的技术，与体内DNA复制相比，其复制次数不受细胞分裂次数的限制，故可在短时间内大量复制DNA。 (2)电泳技术的原理是在同一电场下，由于蛋白质或DNA的所带电荷以及本身大小、形状不同而产生不同的迁移方向或速度，从而实现样品的分离。 (3)结合图1中DNA片段中的核苷酸数量(其中DNA片段④中的核苷酸数量最多)以及泳动方向可知，核苷酸数量多的DNA片段，迁移速度慢。由图1可知，被分析的材料属于一条DNA单链，该DNA单链含有5个碱基T，则若选择性断开的位置是碱基T，那么随机出现的被标记片段应有5种，由于5种片段的长度不同，则在电泳带上被分离的显示位置应有5处。根据图2电泳结果，可知该单链含4个T、5个A、5个G、3个C，共17个碱基，即17个核苷酸，其中A∶T∶G∶C=5∶4∶5∶3。 答案：(1)细胞分裂　(2)所带电荷　大小　(3)慢　5　17　5∶4∶5∶3 9.解析：(1)通过题干信息可知，B基因可以在体细胞和精细胞中正常表达，说明含B基因的染色体未缺失，也没有发生基因突变，A、C错误；基因表达过程中的转录需要RNA聚合酶，不是DNA聚合酶，B错误；B基因在卵细胞中不能转录，可能是B基因的启动子在卵细胞中不能启动转录，D正确。 (2)B基因在水稻体细胞和精细胞中正常表达，说明在水稻的体细胞和精细胞中有B基因转录而来的mRNA。因此可从水稻体细胞或精细胞中提取总RNA，逆转录产生多种互补DNA(cDNA)片段，进而获得B基因序列。 (3)过程①是将含有目的基因的重组Ti质粒转入农杆菌，过程②是将含有重组Ti质粒的农杆菌与植物细胞混合，并且使Ti质粒上的T-DNA整合到受体细胞的染色体DNA上，为了检测含有目的基因的重组Ti质粒是否转入农杆菌，过程①需在培养基中加入卡那霉素。 (4)将随机断裂的B基因片段制备成探针进行DNA分子杂交，不能用于筛选含目的基因的转基因植株，因为B基因在水稻细胞中本来就存在，A错误；B-Luc融合基因中含有水稻B基因和Luc基因，因此，以Luc基因为模板设计探针进行DNA分子杂交可达到实验目的，B正确；转基因植株卵细胞中的B基因能够转录出mRNA，因此以B基因序列为模板设计探针与从卵细胞提取的mRNA杂交可达到实验目的，C正确；Luc基因表达的荧光素酶能氧化荧光素，产生荧光，因此检测加入荧光素的卵细胞中是否发出荧光，可以达到实验目的，D正确。 (5)一般情况下水稻卵细胞在未受精时不进行发育，而在转基因植株中能发现由未受精的卵细胞发育形成的胚，说明B基因表达能使水稻卵细胞不经受精直接发育成胚。 答案：(1)D　(2)精细胞　(3)②　①　(4)BCD　(5)B基因表达能使水稻卵细胞不经受精直接发育成胚 10.解析：(1)转录过程中，mRNA延伸的方向是5'→3'，因此根据模板链的位置可知Rubisco基因转录的方向是从右向左，即EcoRⅠ靠近启动子，BamHⅠ靠近终止子，即片段2为启动子，片段1是终止子；启动子的作用是RNA聚合酶识别和结合位点，驱动基因转录。 (2)将P1、P2和P3引物共同加入反应体系，根据引物的位置可知，引物P1、P2可扩增普通质粒和重组质粒，扩增普通质粒时扩增出的DNA片段较小，扩增重组质粒时扩增出的DNA片段较大；引物P1、P3只能扩增重组质粒，不能扩增普通质粒，因此若未导入质粒则无扩增DNA片段，若导入普通质粒，则有一种DNA片段，若导入重组质粒，则有两种DNA片段，故菌落3携带正确的重组质粒。 (3)未导入prkA基因、Rubisco基因时，大肠杆菌可正常代谢，若只导入prkA基因，则大肠杆菌产生的核酮糖-1，5-二磷酸会抑制大肠杆菌的生长，即②区域；若同时导入prkA基因、Rubisco基因，则在Rubisco的作用下，核酮糖-1，5-二磷酸和CO2结合形成3-磷酸甘油酸，参与大肠杆菌正常代谢，可缓解核酮糖-1，5-二磷酸对大肠杆菌的抑制作用，对应区域④；若只导入Rubisco基因，由于不含核酮糖-1，5-二磷酸，Rubisco无法起作用，与对照组相同，即③区域。Rubisco可缓解核酮糖-1，5-二磷酸对大肠杆菌的抑制作用，因此Rubisco越高，大肠杆菌菌落生长状况越好，即携带高活性Rubisco基因的菌落生长状况更好。 (4)农杆菌细胞内含有Ti质粒，当它侵染植物细胞后，能将Ti质粒上的T-DNA(可转移的DNA)转移到被侵染的细胞，并且将其整合到该细胞的染色体DNA上，根据受体植物的不同，所用的具体转化方法有所区别。携带高活性Rubisco编码基因的重组质粒无法转化植物，可将重组质粒导入农杆菌，用农杆菌感染大豆愈伤组织，通过植物组织培养培育出大豆植株，筛选高产量大豆品种。 答案：(1)启动子　RNA聚合酶识别和结合位点，驱动基因转录　(2)3　(3)prkA基因　prkA基因、Rubisco基因　携带高活性Rubisco基因的菌落生长状况更好　(4)将重组质粒导入农杆菌，用农杆菌感染大豆愈伤组织，通过植物组织培养培育出大豆植株，筛选高产量大豆品种 1 / 5 学科网（北京）股份有限公司 $