课时跟踪检测(15) 基因工程及其延伸技术应用广泛-【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(十五)　基因工程及其延伸技术应用广泛 一、选择题 1.(2025·浙江七彩阳光联盟月考)蛋白质工程是当前新兴的分子生物学技术，它是通过改造或合成基因，来改造现有的蛋白质或制造新的蛋白质，以满足人类生产、生活的需求。蛋白质工程技术不会改变组成蛋白质的氨基酸的 (　　) A.种类　　　　　　　　 B.数目 C.排列顺序 D.连接方式 2.下列关于基因工程的叙述，正确的是 (　　) A.目的基因的核苷酸序列都是已知的 B.接受外源基因的转基因植物会成为一个新物种 C.可从人肝脏细胞中提取胰岛素的mRNA，逆转录获得人胰岛素基因 D.通过基因工程制备转基因植物，可选叶肉细胞作为基因工程的受体 3.(2025·广东高考)Solexa测序是一种将PCR与荧光检测相结合的高通量测序技术。为了确保该PCR过程中，DNA聚合酶催化一个脱氧核苷酸单位完成聚合反应后，DNA链不继续延伸，应保护底物中脱氧核糖结构上的 (　　) A.1'-碱基 B.2'-氢 C.3'-羟基 D.5'-磷酸基团 4.蛋白质工程是在深入了解蛋白质分子的结构与功能关系的基础上进行的，它最终要达到的目的是 (　　) A.分析蛋白质的三维结构 B.研究蛋白质的氨基酸组成 C.获取编码蛋白质的基因序列信息 D.改造现有蛋白质或制造新的蛋白质，满足人类的需求 5.利用基因工程技术可使大肠杆菌生产人的胰岛素。下列相关叙述正确的是 (　　) A.大肠杆菌没有内质网、高尔基体等细胞器，因此无法合成蛋白质 B.人和大肠杆菌在合成胰岛素时，转录和翻译的场所是相同的 C.通过PCR扩增法从人的基因组得到胰岛素基因，可直接导入大肠杆菌进行表达 D.T4 DNA连接酶能把两个黏性末端经碱基互补配对后留下的缝隙“缝合” 6.采用基因工程技术将人凝血因子基因导入山羊受精卵，可以培育出转基因羊。但人凝血因子只存在于该转基因羊的乳汁中。下列叙述正确的是 (　　) A.如果人凝血因子基因的核苷酸序列已知，可用PCR方法克隆该目的基因 B.该项技术生产的人凝血因子蛋白可用于治疗脑血栓造成的脑缺血 C.在该转基因羊体内，人凝血因子基因存在于乳腺细胞，而不存在于其他体细胞中 D.人凝血因子基因的转录需要DNA解旋酶打开DNA双链，为mRNA的合成提供模板 7.天然胰岛素制剂容易形成二聚体或六聚体，皮下注射胰岛素后往往要经历一个逐渐解离为单体的过程，这在一定程度上延缓了疗效。科学家利用蛋白质工程将胰岛素中B28位脯氨酸替换成天冬氨酸或者将它与B29位的赖氨酸交换位置，从而有效抑制了胰岛素的聚合。下列叙述正确的是 (　　) A.在蛋白质工程改造胰岛素过程中，需要遵循碱基互补配对原则 B.通过基因工程和蛋白质工程生产的胰岛素的氨基酸序列相同 C.对胰岛素进行改造通过直接改造胰岛素的分子结构来实现 D.对胰岛素进行分子设计必须从预期胰岛素的结构特点入手 8.如图是利用基因工程培育抗虫植物的示意图。下列相关叙述正确的是 (　　) A.①②的操作中使用了限制酶和DNA聚合酶 B.应用DNA探针技术，可检测④细胞中目的基因是否完成表达 C.一般情况下⑤只要表现出抗虫性状，就表明植株发生了可遗传变异 D.③→④过程利用了膜的结构特性，光学显微镜下观察③细胞的Ti质粒是筛选标志之一 9.乳腺生物反应器产生重组人血小板生成素(rhTPO)的相关过程如图所示。下列叙述错误的是 (　　) A.可用HindⅢ和SmaⅠ双酶切法对载体和目的基因切割，且不会破坏抗卡那霉素基因 B.不能将rhTPO基因通过显微注射法直接导入受精卵的原因可能是rhTPO基因在受精卵中不能自主复制 C.受精卵在前三次分裂过程中细胞的体积在不断变小，有机物种类不断增多 D.乳腺作为生物反应器的优点有乳汁成分简单便于提纯、频繁采集不会对动物产生危害等 二、非选择题 10.腺病毒疫苗研发的大体思路是：破坏腺病毒在细胞中增殖的功能，同时重组一种目的基因，回答下列问题。 (1)腺病毒的遗传物质是　　　　，上述疫苗在基因工程中作为　　　　　　。  (2)目的基因要用到　　　　　　技术进行扩增，反应过程中用到的原料具体有4种，分别是　　　　　　　　　，扩增过程需要　　　　种引物。  (3)在构建基因表达载体时，插入基因的上游与下游分别需要　　　　　　　。  (4)检测目的基因是否成功插入到染色体DNA上，检测方法是采用核酸分子杂交技术，该过程所用的探针为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  11.(2024·浙江1月选考)锌转运蛋白在某种植物根部细胞特异性表达并定位于细胞质膜，具有吸收和转运环境中Zn2+的功能。为研究该植物2种锌转运蛋白M和N与吸收Zn2+相关的生物学功能，在克隆M、N基因基础上，转化锌吸收缺陷型酵母，进行细胞学鉴定。回答下列问题： (1)锌转运蛋白基因M、N克隆。以该植物　　　　　　　为材料提取并纯化mRNA，逆转录合成cDNA。根据序列信息设计引物进行PCR扩增，PCR每个循环第一步是进行热变性处理，该处理的效果类似于生物体内　　　　　的作用效果。PCR产物琼脂糖凝胶电泳时，DNA分子因为含　　　　　　　　　　　而带负电荷，凝胶点样孔端应靠近电泳槽负极接口;当2个PCR产物分子量接近时，若延长电泳时间，凝胶中这2个条带之间的距离会　　　。回收DNA片段，连接至克隆载体，转化大肠杆菌，测序验证。  (2)重组表达载体构建。分别将含M、N基因的重组质粒和酵母表达载体同时进行双酶切处理，然后利用　　　　　　　连接，将得到的重组表达载体转化大肠杆菌。用PCR快速验证重组转化是否成功。此反应可以用大肠杆菌悬液当模板的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　。  (3)酵母菌转化。取冻存的锌吸收缺陷型酵母菌株，直接在固体培养基进行　　　　　培养，活化后接种至液体培养基，采用　　　　　以扩大菌体数量，用重组表达载体转化酵母菌。检测M、N基因在受体细胞中的表达水平，无显著差异。  (4)转基因酵母功能鉴定。分别将转化了M、N基因的酵母菌株于液体培养基中培养至OD600为0.6。将菌液用　　　　　　法逐级稀释至OD600为0.06、0.006和0.000 6，然后各取10 μL菌液用涂布器均匀涂布在固体培养基上，培养2天，菌落生长如图。  注：OD600为波长600 nm下的吸光值，该值越大，菌液浓度越高;空载体为未插入M或N基因的表达载体。 该实验中阴性对照为　　　　　　　　　　　。  由实验结果可初步推测：转运蛋白M和N中，转运Zn2+能力更强的是　　　　　　　　　　，依据是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  课时跟踪检测(十五) 1.选D　蛋白质工程可能会改变组成蛋白质的氨基酸的种类、数目和排列顺序，但是不会改变氨基酸的连接方式，氨基酸之间都是通过脱水缩合方式形成肽键连接的。 2.选D　目的基因的核苷酸序列不一定是已知的，A错误；接受外源基因的转基因植物与正常植株不一定形成生殖隔离，则不一定是新物种，B错误；由于基因的选择性表达，人肝脏细胞中胰岛素基因不表达，因此没有胰岛素的mRNA，C错误；植物细胞具有全能性，所以可以选择叶肉细胞作为基因工程的受体细胞，D正确。 3.选C　已知DNA聚合酶催化延伸子链方向只能从5'→3'，原因是脱氧核苷酸的3'碳有羟基，可以结合下一个脱氧核苷酸的5'碳的磷酸基团，故为了DNA聚合酶催化一个脱氧核苷酸单位完成聚合反应后，DNA链不继续延伸，应保护底物中脱氧核糖结构上的3'-羟基，使其不能结合下一个脱氧核苷酸的5'-磷酸基团，C正确。 4.选D　蛋白质工程的最终目的是改造现有的蛋白质，或者制造一种全新的蛋白质，以满足人类生产和生活的需求。 5.选D　蛋白质的合成场所是核糖体，大肠杆菌有核糖体，因此能合成蛋白质，A错误；人体胰岛细胞在合成胰岛素时，转录在细胞核中进行，翻译在细胞质的核糖体上进行，而大肠杆菌在合成胰岛素时，转录和翻译都在细胞质中进行，B错误；由于原核细胞基因和真核细胞基因的编码区存在差异，原核细胞不能对转录形成的mRNA进行剪接，因此通过PCR扩增法从人的基因组得到胰岛素基因，不可直接导入大肠杆菌进行表达，C错误；T4 DNA连接酶既能连接黏性末端，也能连接平末端，因此其能把两个黏性末端经碱基互补配对后留下的缝隙“缝合”，D正确。 6.选A　如果人凝血因子基因的核苷酸序列或部分核苷酸序列已知，可用PCR方法克隆该目的基因，A正确；脑血栓是由于血液凝固造成，人凝血因子蛋白不能用于治疗脑血栓造成的脑缺血，B错误；在转基因羊中，人凝血因子基因存在于所有的体细胞中，但只在该羊的乳腺细胞中表达，在其他体细胞中未表达，C错误；人凝血因子基因的转录需要RNA聚合酶打开DNA双链，为mRNA 的合成提供模板，D错误。 7.选A　在蛋白质工程改造胰岛素过程中，需要遵循碱基互补配对原则，A正确；由题意可知，改造后胰岛素中B28位脯氨酸替换成天冬氨酸或者将它与B29位的赖氨酸交换位置，故通过基因工程和蛋白质工程生产的胰岛素的氨基酸序列不完全相同，B错误；对胰岛素进行改造通过直接改造胰岛素基因来实现，C错误；对胰岛素进行分子设计的主要依据是胰岛素的预期功能，D错误。 8.选C　①②的操作表示利用表达载体构建重组DNA分子，该过程中使用了限制酶和DNA连接酶，A错误；检测细胞中目的基因是否表达需要利用抗原-抗体杂交技术，B错误；一般情况下⑤只要表现出抗虫性状，就表明植株发生了可遗传变异，C正确；光学显微镜下无法观察到质粒，D错误。 9.选A　SmaⅠ会破坏目的基因和抗卡那霉素基因，HindⅢ会破坏抗四环素基因，因此使用双酶切法时不可选择HindⅢ和SmaⅠ，A错误；图中通过构建基因表达载体将rhTPO基因导入受精卵，而不是用显微注射法直接导入，可能是rhTPO基因在受精卵中不能自主复制，B正确；受精卵在前三次分裂过程中(卵裂期)单个细胞的体积不断减小，有机物种类增加，C正确；乳腺作为生物反应器的优点有：乳汁成分简单、便于提纯、频繁采集不会对动物产生危害等，D正确。 10.解析：(1)题干描述的疫苗为改造后的腺病毒，在基因工程中作为载体。根据题意可知，目的基因为DNA片段，所以作为载体的腺病毒的遗传物质是DNA。 (2)利用PCR技术可以对目的基因进行扩增，PCR技术进行的条件：模板DNA、四种脱氧核苷三磷酸、一对引物、Taq DNA聚合酶；反应过程中用到的原料具体有4种，分别是dCTP、dATP、dGTP、dTTP，扩增过程需要2种引物。 (3)在构建基因表达载体时，一个完整的基因表达载体包括：启动子、目的基因、标记基因、终止子，故插入基因的上游与下游分别需要启动子、终止子。 (4)目的基因的检测常采用核酸分子杂交技术，该过程所用的探针为放射性同位素标记的含有目的基因的DNA片段。 答案：(1)DNA　载体　(2)PCR　dCTP、dATP、dGTP、dTTP　2　(3)启动子、终止子(顺序不可颠倒)　(4)放射性同位素标记的含有目的基因的DNA片段 11.解析：(1)由题干信息“锌转运蛋白在某种植物根部细胞特异性表达并定位于细胞质膜”可知，应以该植物的根为材料提取并纯化mRNA，逆转录合成cDNA。热变性处理的目的是使DNA解螺旋，相当于生物体内解旋酶的效果。进行琼脂糖凝胶电泳时，DNA分子因为含有磷酸基团而带负电荷，凝胶点样孔端应靠近电泳槽负极接口。随着时间的推移，不同相对分子质量的DNA分子在凝胶中的距离逐渐变长。 (2)DNA连接酶可将限制酶处理后的质粒和目的基因连接。由于RCR过程中热变性使大肠杆菌内的DNA外溢，所以可用大肠杆菌悬液当模板，利用PCR快速验证转化是否成功。 (3)取冻存的锌吸收缺陷型酵母菌，直接在固体培养基进行划线培养，活化后转至液体培养基中增殖，培养过程中需进行振荡，有利于增加培养液的溶氧量并使酵母菌和培养液充分接触。 (4)由题意可知，菌液经逐级稀释后OD600为0.06、0.006和0.000 6，说明对菌液进行了梯度稀释。由图可知，锌吸收缺陷型酵母+空载体组不会吸收锌，为阴性对照组。由图可知，转入N基因表达载体的这组酵母菌数量较多，说明转运蛋白N转运Zn2+能力更强。 答案：(1)根　解旋酶　磷酸基团　变长　(2)DNA连接酶　热变性使大肠杆菌细胞破裂，DNA流出　(3)划线　振荡培养　(4)梯度稀释　锌吸收缺陷型酵母+空载体　(转运蛋白)N　转入N基因表达载体的实验组酵母菌数量多 1 / 3 学科网（北京）股份有限公司 $