第3章 第2节 第1课时 目的基因的筛选与获取和基因表达载体的构建(课时跟踪检测)(学用Word)-【优学精讲】2025-2026学年高中生物选择性必修3 生物技术与工程（人教版）

第1课时　目的基因的筛选与获取和基因表达载体的构建 知识点一　目的基因的筛选与获取 1.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.筛选和获取目的基因是基因工程的第一步 C.来自苏云金杆菌的Bt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 2.用PCR技术将DNA分子中的A1片段进行扩增，设计了引物Ⅰ、Ⅱ，其连接部位如图所示，X为某限制酶识别序列。扩增后得到的绝大部分DNA片段是图中的（　　） 3.下图表示形成cDNA并进行PCR扩增的过程。据图分析，下列叙述正确的是（　　） A.过程①所需的原料是核糖核苷酸 B.过程②所需的酶必须耐高温 C.过程③需要解旋酶破坏氢键 D.过程④的引物对之间不能互补配对 知识点二　基因表达载体的构建 4.（2025·山东烟台高二月考）下列关于基因表达载体的说法，不正确的是（　　） A.启动子位于目的基因的首端，能够启动转录 B.基因表达载体包含启动子、目的基因、终止子、标记基因等 C.终止子位于目的基因的下游，能够终止翻译过程 D.不同的目的基因所需的启动子不一定相同 5.（2024·黑龙江齐齐哈尔期中）基因工程的核心是构建基因表达载体，下列不属于载体作用的是（　　） A.载体能防止目的基因被受体细胞限制酶“切割” B.载体能协助目的基因在受体细胞中复制 C.载体含有启动子和终止子可协助目的基因表达 D.载体具有标记基因，便于筛选含目的基因的受体细胞 6.图甲、乙中的箭头表示三种限制性内切核酸酶的酶切位点，AmpR表示氨苄青霉素抗性基因，neo表示新霉素抗性基因。下列叙述不正确的是（　　） A.在构建重组质粒时，可用PstⅠ和Hind Ⅲ 切割质粒和外源DNA B.在酶切过程中，不能破坏质粒中全部的标记基因 C.若只用PstⅠ处理质粒和外源DNA分子片段，无法避免自身环化和反向连接 D.导入重组质粒的大肠杆菌可以在含氨苄青霉素的培养基中生长 7.（2025·陕西咸阳期末）PCR引物的3'端为结合模板DNA的关键，5'端无严格限制，可用于添加限制酶切点等序列，dNTP是DNA合成的原料，还可供能。下列相关说法错误的是（　　） A.图示环节所需的温度比上一个环节的低 B.引物的设计要有一段已知目的基因的核苷酸序列 C.耐高温的DNA聚合酶只能从引物的3'端开始延伸DNA链 D.1个循环后，子代DNA双链的脱氧核苷酸数量相同 8.用PCR技术特异性地拷贝“X基因”，经四轮循环后产物中有五种不同的DNA分子。下列有关叙述错误的是（　　） A.第一轮循环得到2个DNA分子，即①②各一个 B.第二轮循环得到4个DNA分子，即①②③④各一个 C.第三轮循环得到8个DNA分子，其中有2个是等长的，也就是有2个⑤ D.第四轮循环得到16个DNA分子，其中有4个⑤ 9.蜘蛛丝是天然蛋白纤维，其机械性能高于常用于制作防弹衣的凯夫拉纤维，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Xba Ⅰ和SacⅠ来切割目的基因 B.构建表达载体时选用蚕丝蛋白基因的启动子利于基因在家蚕丝腺细胞中表达 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可以鉴别与选择含有蛛丝蛋白基因的受体细胞 10.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）EcoR Ⅴ酶切位点为　 　 ↓ …GATATC…，EcoR Ⅴ酶切出来的线性载体P1为　　　　末端。 （2）用Taq 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　　　　　、　　　　　　　。 　　　　菌落类型 平板类型　　　　　 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　　　　　　　　　　　。 3 / 3 学科网（北京）股份有限公司 $ 第2节　基因工程的基本操作程序 第1课时　目的基因的筛选与获取和基因表达载体的构建 1.A　目的基因主要是指编码蛋白质的基因，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基因可作为培育转基因抗虫棉用到的目的基因，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。 2.D　利用PCR技术将DNA分子中的A1片段扩增时，当引物与母链通过碱基互补配对结合后，子链延伸总是从5'端到3'端。分析可知，扩增后得到的绝大部分DNA片段如图D所示。 3.D　过程①为逆转录，所需的原料是脱氧核苷酸，A错误；由DNA单链合成DNA双链的过程中所需要的DNA聚合酶不需要耐高温，B错误；过程③为变性，温度上升到超过90 ℃时，双链DNA解聚为单链，不需要解旋酶破坏氢键，C错误；过程④为复性，温度降到50 ℃左右时，两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合，但引物对之间不能互补配对，D正确。 4.C　基因表达载体包括启动子、终止子、目的基因、标记基因等，其中启动子位于目的基因的上游，是启动转录的一段DNA片段，终止子位于目的基因的下游，能够终止转录过程，A、B正确，C错误；不同的目的基因具有不同的核苷酸序列，其启动子也不尽相同，D正确。 5.A　载体不能防止目的基因被受体细胞限制酶“切割”，A错误；载体在受体细胞中能够稳定存在，并且自我复制，使目的基因数量扩大，B正确；启动子是RNA聚合酶的识别和结合的位点，能启动转录过程，终止子控制着转录的结束，所以载体含有的启动子和终止子可协助目的基因的表达，C正确；载体具有标记基因，标记基因便于筛选含有目的基因的受体细胞，D正确。 6.D　切割目的基因时，用BamHⅠ切割会破坏目的基因，只用PstⅠ切割目的基因和质粒载体会出现目的基因和质粒的自身环化，或目的基因和质粒的反向连接，而用PstⅠ和Hind Ⅲ 进行酶切，能确保目的基因和质粒的正向连接，并且质粒上保留新霉素抗性基因作为标记基因，A、C正确；在酶切过程中，不能破坏质粒中全部的标记基因，至少需保留其中的一个，B正确；用PstⅠ切割后，质粒上氨苄青霉素抗性基因被破坏了，导入重组质粒的大肠杆菌不可以在含氨苄青霉素的培养基中生长，D错误。 7.D　图示环节为引物与模板碱基互补配对，表示的是复性环节，复性的上一环节为变性，复性的温度比变性的温度低，A正确；引物的设计要有一段已知目的基因的核苷酸序列，保证其与已知模板能碱基配对，在后续扩增的过程中才能进行子链的延伸，B正确；子链是从5'端向3'端延伸的，耐高温的DNA聚合酶只能从引物的3'端开始延伸DNA链，C正确；由于两个引物均不在该片段的端点，因此一个循环后，子代DNA双链的脱氧核苷酸数量不相同，D错误。 8.D　第四轮循环得到的16个DNA分子中，两条脱氧核苷酸链等长的DNA片段有24－2×4＝8（个），即有8个⑤，D错误。 9.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；为能从家蚕丝腺细胞中提取蛛丝蛋白，基因表达载体中目的基因的上游必须含有使其能在家蚕丝腺细胞中转录的启动子，即构建表达载体时选用蚕丝蛋白基因的启动子利于基因在家蚕丝腺细胞中表达，B正确；启动子只能驱动基因转录，不能驱动其复制，C错误；基因表达载体中的标记基因可以鉴别与选择含有蛛丝蛋白基因的受体细胞，D正确。 10.（1）平　（2）胸腺嘧啶（T）　DNA连接　（3）B　A类菌落含有P0　C类菌落未转入质粒　（4）乙、丙　目的基因反向连接 解析：（1）从图中可以看出，EcoR Ⅴ酶切出来的载体质粒为平末端。（2）从图中可以看出，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类菌落能在表中条件下存活，说明导入的是P0质粒。C类菌落只能在无抗生素的培养基中存活，说明C类菌落没有导入质粒。（4）据图分析，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。 3 / 3 学科网（北京）股份有限公司 $