课时跟踪检测(14) 基因工程的操作步骤-【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）

课时跟踪检测(十四)　基因工程的操作步骤 一、选择题 1.(2025·台州九校期中)基因工程受体细胞可以是细菌、动物或者植物细胞，因此将目的基因导入受体细胞的方法也有所差异。下列叙述错误的是 (　　) A.导入植物细胞常采用农杆菌转化法 B.基因枪法可将目的基因导入植物叶绿体等细胞器中 C.大肠杆菌作为受体细胞时，通常需要使用钙离子处理 D.显微注射只可以将目的基因直接注射给动物受精卵细胞 2.据研究，流感病毒表面的S蛋白是其主要的病毒抗原，在康复病人的血清中有抗S蛋白的特异性抗体。如图为研制流感病毒疫苗的部分过程。下列叙述错误的是 (　　) A.对病人进行检测可使用带标记的S基因做探针 B.使用PCR选择性扩增的前提条件是掌握S基因的核苷酸序列 C.过程②通常是将S基因和质粒连接以构建重组DNA分子 D.S基因与培养的动物细胞核DNA整合是其稳定遗传的关键 3.如图是利用基因工程技术生产可食用疫苗的部分过程，其中PstⅠ、SmaⅠ、EcoRⅠ和ApaⅠ为四种限制性内切核酸酶。下列说法正确的是 (　　) A.图示过程需要的工具只有限制酶和载体 B.限制酶识别的核苷酸序列和切割位点是特定的 C.图中的质粒是一种双链RNA分子 D.限制酶作用于双链DNA中的氢键，将其断开 4.转座子是基因组中可移动的DNA片段，玉米Ac转座子能编码转座酶而自主转座，Ds转座元件只有与Ac转座子同时存在时，才能从原位点切离并插入到新位点中。研究者利用玉米转座子系统构建烟草突变体，下列叙述错误的是 (　　) A.推测Ds转座元件不具有编码转座酶功能 B.可构建同时含有Ac和Ds的基因表达载体用于目的基因的转移 C.利用农杆菌转化法将基因表达载体导入烟草细胞 D.Ds转座元件与插入它内部的基因间发生基因重组 5.获得抗除草剂转基因玉米的技术流程如下图。下列相关叙述正确的是 (　　) A.玉米DNA聚合酶可识别报告基因启动子 B.转化愈伤组织时需用氯化钙处理愈伤组织 C.需用含四环素的培养基筛选愈伤组织 D.将A自交可得到抗除草剂玉米纯合子 6.(2025·金华第一中学预测)双向启动子可同时结合两个RNA聚合酶来驱动下游基因的表达，研究人员构建了下图所示的表达载体，以检测双向启动子作用效果。下列分析不正确的是 (　　) A.可用农杆菌转化法将构建好的表达载体导入植物细胞 B.为连入GUS基因，需用SalⅠ和SphⅠ酶切已整合了双向启动子及LUC基因的质粒 C.在培养基中添加壮观霉素可筛选出成功导入表达载体的微生物受体细胞 D.可通过观察是否出现荧光和蓝色物质确认双向启动子的作用 二、非选择题 7.某种植物的根会产生一种次生代谢产物，该次生代谢产物具有很高的药用价值。在研究这种次生代谢产物合成的分子机制时发现，基因A表达沉默时其才能产生，且有物质甲存在时会使基因A表达。物质甲在环境中非常常见，为了实现基因A的沉默，现设计将基因A反向连接到植物基因组中。基因A与Ti质粒结构如图所示，箭头表示转录方向。 (1)为了使基因A反向连接到Ti质粒上，选用EcoRⅠ和BamHⅠ酶进行切割并分离获得基因A，然后加入　　　　　形成重组Ti质粒。为了保证重组Ti质粒在农杆菌中的稳定存在，需将发根农杆菌进行　　　　　　　　　　处理。  (2)将含有重组Ti质粒的发根农杆菌与经过创伤处理的外植体共同培养一段时间，然后进行　　　后，在培养基中加入　　　　以筛选出成功导入基因A片段的植物细胞。再转移至含有　　　　　　 　　　　　的培养基上培养得到愈伤组织。结果发现未更换培养基的情况下，就长出了较多的根，可能原因是发根农杆菌的T-DNA中含有　　　　　　　基因。  (3)为了检验转基因是否成功，应在　　　　(填“含”或“不含”)物质甲的培养液中将获得的根进行水培，发现只有部分根能产生目标次生代谢产物，部分根无法产生次生代谢产物的可能原因是  　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  8.干旱胁迫会引起植物细胞内重要生理代谢途径紊乱，如细胞呼吸电子传递链受损、光反应中电子散逸、细胞内活性氧自由基(ROS)积累等，因此干旱胁迫下ROS对膜脂质、蛋白质及DNA等的氧化损伤是植物损伤的重要方式。Lon1蛋白具有降低叶绿体和线粒体内ROS产生，维护细胞正常代谢的功能。某研究团队以耐干旱胁迫突出的“夏普蓝”蓝莓为材料，构建了如下图所示表达载体，导入烟草后以研究Lon1蛋白在植物应对干旱胁迫时的相关功能。回答下列问题： 注：①KpnⅠ和SmaⅠ为限制酶，CaMV35S表示启动子，Lon1为目的基因。②Gus基因表达产物能催化无色X-Gluc生成蓝色物质，植物无此基因。③左、右边界之间的区段表示T-DNA片段。 (1)获取目的基因及构建重组DNA分子。通过检索基因文库，获得蓝莓　　　　　　　　，以此设计引物并在引物的5'端添加　　　　　　　　　。由图可知，SmaⅠ识别位点位于目的基因模板链的　　　端。PCR扩增产物可用电泳技术分离后将含有　　　　　　　　　切割下来以便回收并提纯。  (2)利用农杆菌转化烟草细胞及培育转基因植株。使用的外植体是带有伤口的叶圆片，将重组的农杆菌和叶圆片共培养一段时间，该过程需控制好　　　　　　　　　　　(答两点)和pH、温度等环境条件，以保证外植体的存活率和转化率均较高。将共培养后的叶圆片转入添加适当抗生素的培养基上培养，目的是　　　　　　　　　　　。培养基中还含有　　　　　　　　　　　　　(答两点)等有机成分及植物生长调节物质来调控叶圆片细胞脱分化、再分化过程，从而得到转基因烟草植株。  (3)筛选转基因烟草植株及耐旱特性观察鉴定。选取转基因烟草叶片，将其置于含　　　　　　的鉴别培养基中染色，若叶片出现蓝色斑点即为转基因烟草转化成功。染色前需对叶片进行　　　　　　处理，以防对结果产生干扰。将转基因烟草叶片，一组置于添加10%聚乙二醇的MS培养基中培养，另一组置于未添加聚乙二醇的MS培养基中培养。添加10%聚乙二醇的作用是　　　　　　　　　　　　　。另取野生型烟草叶片作为对照。 课时跟踪检测(十四) 1.选D　将目的基因导入植物细胞采用最多的方法是农杆菌转化法，此外还有基因枪法和花粉管通道法等，A正确；基因枪法可将目的基因导入植物叶绿体等细胞器中，B正确；将目的基因导入细菌细胞时，常用感受态转化法，即需要使用钙离子处理细菌细胞，使之成为感受态细胞，C正确；显微注射可以将目的基因直接注射给动物体细胞或受精卵细胞，D错误。 2.选B　对病人进行检测时以S基因单链作为探针，若出现杂交链则说明细胞内有病毒存在，A正确；使用PCR选择性扩增的前提是有一段已知目的基因的核苷酸序列，便于根据这一序列合成引物，不需要掌握S基因的全部序列，B错误；过程②是构建重组DNA分子，通常是将S基因和质粒用相同的限制性内切核酸酶处理后连接以构建重组DNA分子，C正确；S基因整合到细胞核DNA分子上后能使S基因在细胞内稳定存在，是其稳定遗传的关键，D正确。 3.选B　图示过程需要的工具有限制酶、DNA连接酶和载体，A错误；限制酶具有专一性，故其识别序列和切割位点是特定的，B正确；质粒是独立于细菌拟核DNA之外的较小的环状DNA分子，C错误；限制酶作用于双链DNA中的磷酸二酯键，将其断开，D错误。 4.选D　玉米Ac转座子能编码转座酶而自主转座，Ds转座元件只有与Ac转座子同时存在时，才能从原位点切离并插入到新位点中，说明Ds转座元件不具有编码转座酶功能，A正确；Ds转座元件与Ac转座子同时存在时，能让转座子从原位点切离并插入到新位点中，所以可以构建同时含有Ac和Ds的基因表达载体，将目的基因插入转座子，让目的基因随转座子插入到受体细胞，B正确；农杆菌易感染植物细胞，其Ti质粒上的T-DNA就是可转移的DNA，即转座子，Ti质粒上的转座子可转移并整合到受体细胞的染色体DNA上，故可利用农杆菌转化法将基因表达载体整合到烟草细胞的染色体DNA中，C正确；基因重组是指控制不同性状的基因重新组合的过程，Ds转座元件不一定是一段基因，而且当Ds转座元件插入基因，Ds转座元件本身的中间序列已经发生了改变，所以，Ds转座元件与插入它内部的基因间不是发生了基因重组，D错误。 5.选D　启动子是RNA聚合酶识别并结合的位点，故玉米DNA聚合酶不能识别报告基因启动子，A错误；农杆菌一般难以感染玉米等单子叶植物，若想提高农杆菌转化玉米的成功率，可采取的方法是在玉米伤口处加入酚类化合物，故转化愈伤组织时需用酚类化合物处理愈伤组织，B错误；需用含四环素的培养基筛选含重组质粒的农杆菌，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，C错误；组织培养获得的转基因植株(核DNA中可能仅插入一个抗除草剂基因)进行自交，可得到抗除草剂玉米纯合子，D正确。 6.选B　将基因表达载体导入植物细胞常用的方法是农杆菌转化法，A正确；用SphⅠ酶切已整合了双向启动子及LUC基因的质粒，会破坏LUC基因，B错误；如果成功导入含有壮观霉素抗性基因的基因表达载体，微生物受体细胞就具有抗壮观霉素的能力，在含有壮观霉素的培养基上能生存，因此可以筛选出成功导入表达载体的微生物受体细胞，C正确；双向启动子如果正常表达，就会合成荧光素酶和β-葡萄糖苷酶，催化底物分别产生荧光或生成蓝色物质，从而确定双向启动子的作用，D正确。 7.解析：(1)DNA连接酶可将目的基因和Ti质粒连接形成重组质粒，因此选用EcoRⅠ和BamHⅠ酶进行切割并分离获得A基因，然后加入DNA连接酶形成重组Ti质粒。为了避免重组Ti质粒在农杆菌中被限制性内切核酸酶破坏，即保证重组Ti质粒在农杆菌中的稳定存在，需将发根农杆菌进行除去EcoRⅠ和BamHⅠ酶基因或限制性内切核酸酶基因处理。 (2)将含有重组Ti质粒的发根农杆菌与经过创伤处理的外植体共同培养一段时间后，需要除去农杆菌，防止表面农杆菌在培养基上大量滋生。该过程中部分植物细胞完成了转化，获得了T-DNA上的潮霉素抗性基因(一种标记基因)，因此需要利用含有潮霉素的培养基来筛选出成功导入基因A片段的植物细胞。植物愈伤组织的培养基一般用MS培养基，该培养基中需要添加适当配比的营养物质和植物生长调节物质。生长素可促进生根，未更换培养基的情况下，就长出了较多的根，说明自身产生了较多的生长素，促进了愈伤组织生根，说明发根农杆菌的T-DNA中含有生长素合成的相关基因或者生长素合成酶基因。 (3)自然条件下，次生代谢产物只有在基因A表达沉默时才能产生，且有物质甲存在时会使基因A表达，转基因后，由于反接的基因A转录出的mRNA与正常基因A转录的mRNA互补，因此即使含有物质甲，反接基因A的表达也会被沉默，因此为了检验转基因是否成功，应在含物质甲的培养液中将获得的根进行水培。部分根无法产生次生代谢产物，说明目的基因未正常发挥作用，可能原因是反接的基因A未成功表达。 答案：(1)DNA连接酶　除去EcoRⅠ和BamHⅠ酶基因　(2)除菌　潮霉素　适当配比的营养物质和植物生长调节物质　生长素合成酶或生长素合成相关　(3)含　反接的基因A未成功表达 8.解析：(1)结合题干可知，基因工程需要导入的目的基因为蓝莓的Lon1基因序列，以此设计引物并在引物的5'端添加相应的限制酶识别序列，使得目的基因和载体能产生相同的黏性末端进行互补配对。转录的方向是从启动子到终止子，结合题图中限制酶识别序列的顺序可知SmaⅠ识别位点位于目的基因模板链的3'端(转录mRNA时按5'端→3'端方向进行)。PCR扩增产物可用电泳技术分离后将含有目的基因条带的凝胶切割下来以便回收并提纯。 (2)利用农杆菌转化烟草细胞及培育转基因植株时，使用的外植体是带有伤口的叶圆片，将重组的农杆菌和叶圆片共培养一段时间，该过程需控制好农杆菌的浓度、共培养的时间和pH、温度等环境条件，以保证外植体的存活率和转化率均较高。将共培养后的叶圆片转入添加适当抗生素的培养基上培养，目的是杀死农杆菌并筛选含有目的基因的植物细胞。培养基中还含有糖类、氨基酸、维生素等有机成分及植物生长调节物质来调控叶圆片细胞脱分化、再分化过程，从而得到转基因烟草植株。 (3)Gus基因表达产物能催化无色X-Gluc生成蓝色物质，植物无此基因，故筛选转基因烟草植株及耐旱特性的观察鉴定时，选取转基因烟草叶片，将其置于含X-Gluc的鉴别培养基中染色，若叶片出现蓝色斑点即为转基因烟草转化成功。染色前需对叶片进行脱色处理，以防对结果产生干扰。将转基因烟草叶片，一组置于添加10%聚乙二醇的MS培养基中培养，另一组置于未添加聚乙二醇的MS培养基中培养。添加10%聚乙二醇的作用是模拟干旱环境(或提供干旱胁迫环境)。另取野生型烟草叶片作为对照。 答案：(1)Lon1基因序列　相应的限制酶识别序列　3'　目的基因条带的凝胶　(2)农杆菌的浓度、共培养的时间　杀死农杆菌并筛选含有目的基因的植物细胞　糖类、氨基酸、维生素等 (3)X-Gluc　脱色　模拟干旱环境(或提供干旱胁迫环境) 1 / 3 学科网（北京）股份有限公司 $