3.2基因工程的基本操作程序练习题2026-2027学年高二下学期生物人教版选择性必修3

**基本信息** 本同步练习聚焦基因工程基本操作程序，通过8道选择题与3道填空题构建基础-综合分层体系，覆盖从实验操作到工程应用的知识进阶，强化科学思维与探究实践能力。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础层|DNA粗提取、PCR原理、限制酶应用等单一知识点|选择题形式，聚焦基础操作与概念辨析（如第1题DNA提取鉴定、第5题限制酶酶切分析）| |综合层|基因表达载体构建、PCR设计、转基因检测等综合应用|填空题形式，强调实验设计与工程思维（如第9题t-PA蛋白改造、第11题转基因柑橘培育）|

2026-2027学年高中生物人教版选择性必修三 3.2基因工程的基本操作程序 模拟练习题 一、选择题 1 . 关于“DNA的粗提取与鉴定”（实验I）和“DNA片段的扩增及电泳鉴定”（实验II）的实验操作，下列说法正确的是（　　） A．实验I中，将滤液放置在4℃冰箱中静置几分钟后，DNA存在于沉淀物中 B．实验I中，将白色丝状物直接加入二苯胺试剂并进行沸水浴，用于鉴定DNA C．实验II中，电泳所需缓冲液和酶应分装成小份在-20℃储存，使用前在室温下解冻 D．实验II中，对2个双链DNA分子进行PCR扩增，第n次循环共需引物2n+1个 2 . 研究人员将PCR扩增得到的毒物诱导型启动子S（箭头表示转录方向）插入图中载体P区，构建表达载体，转入大肠杆菌，获得能够检测水中毒物的大肠杆菌。下列叙述不正确的是（        ） A．启动子S是DNA聚合酶识别和结合的部位，驱动基因转录出mRNA B．质粒载体上除具有图中所示的元件外还应有复制原点 C．用含氨苄青霉素的培养基对转入操作后的菌株进行筛选 D．可通过转基因大肠杆菌的荧光情况判断水中毒物情况 3. 研究人员根据含有S基因的DNA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，引物与DNA结合位点如甲图所示。为选出正确和有效的引物，以含有S基因的DNA为模板进行PCR后，将获得的产物进行电泳，电泳结果如乙图所示，下列相关叙述错误的是（        ） A．能特异性扩增S基因目的片段的引物组合为F1-R1 B．R2特异性较差，与DNA有多个结合位点 C．引物的所有碱基需与DNA模板互补配对 D．F2为无效引物，没有扩增功能，无法使用 4 . RT-PCR是将RNA逆转录（RT）和cDNA的聚合酶链式扩增反应相结合的技术，可以用来检测RNA病毒，具体过程如下，有关叙述错误的是（        ） A．过程Ⅰ需用到游离的脱氧核苷酸、逆转录酶、核酸酶等 B．利用RT-PCR技术获取的目的基因能在物种之间交流 C．图中单链cDNA在PCR扩增n次后，理论上需要引物B2n-1个 D．该技术提高了待测RNA逆转录产生的DNA数量，提高了检测的灵敏度 5 . 科学家对某质粒用EcoRⅠ和SmaⅠ两种限制酶进行酶切后，再利用琼脂糖凝胶电泳得到下图所示图谱（其中1号泳道是标准DNA样品的电泳结果，2号、3号、4号泳道分别是用EcoRⅠ单独处理、SmaⅠ单独处理、两种酶共同处理后的电泳结果）。下列说法错误的是（        ） A．凝胶载样缓冲液中加入的核酸染料，能使DNA分子在紫外灯下被检测出来 B．向微量离心管中添加反应组分时，每吸取一种试剂后，移液器上的枪头都必须更换 C．由图可知该载体DNA分子中两种限制酶的酶切位点共有两个 D．在凝胶中DNA分子的迁移速率与凝胶的浓度、DNA分子的大小、构象等有关 6. 转基因抗虫棉是基因工程在农业领域的经典应用成果，其核心是将Bt抗虫基因导入棉花细胞，使棉花合成Bt抗虫蛋白，该蛋白进入昆虫消化道后可导致害虫死亡。某科研团队培育抗虫棉过程中，对目的基因的导入和表达进行了系列检测。下列关于转基因抗虫棉培育及检测的叙述，正确的是（        ） A．导入Bt基因时，需用限制酶和DNA聚合酶构建基因表达载体 B．可通过抗原-抗体杂交技术检测Bt基因是否导入棉花细胞 C．培育转基因抗虫棉的核心步骤是构建含有Bt抗虫基因的重组DNA分子 D．抗虫棉培育过程中，受体细胞只能选择棉花的受精卵 7 . 下列关于现代生物技术及生物学实验的叙述，正确的是（        ） A．琼脂糖凝胶电泳实验中，琼脂糖融化后应立即加入核酸染料以免凝胶凝固导致染料分布不均 B．DNA粗提取实验中，常利用DNA不溶于酒精的原理，来初步分离DNA与蛋白质 C．DNA粗提取实验中，因猪血获取方便，所以常用于提取DNA的材料也包括猪的成熟红细胞 D．通过发酵工程可以从微生物细胞中提取单细胞蛋白 8 . 药物A是从某植物体叶肉细胞中提取的一种蛋白质，对治疗糖尿病具有良好的疗效。某研究团队运用生物工程技术，利用大肠杆菌来生产这种药物，流程如下图，其中lacZ基因表达的产物可将无色物质X-gal催化为蓝色物质，从而使菌落呈现蓝色。下列说法正确的是（　　） A．根据药物A的氨基酸序列人工合成DNA片段，由于碱基互补配对原则，该方法得到的DNA片 段序列是确定的 B．为将目的基因准确插入质粒中，最好选用BamHⅠ和XmaⅠ酶切割目的基因 C．利用含卡那霉素培养基进行筛选即可选出含重组质粒的受体菌 D．将重组质粒用EcoRI充分酶切后，利用琼脂糖凝胶电泳分离，可得到长度为1960 bp的条带 二、填空题 9. 科学研究表明t-PA蛋白能降解血栓，是脑血栓患者的特效药，但其促进血栓溶解的特异性不高，若将t-PA蛋白第84位的半胱氨酸换成丝氨酸（密码子是UCU），获得改良的tPA蛋白，其溶解血栓的效率明显提升。图1和图2为改造t-PA蛋白基因及构建表达载体的过程。 (1)在PCR技术中高温变性的目的是________________________，图1中重叠延伸时________（填“是”或“否"）需要引物。 (2)t-PA蛋白第84位的半胱氨酸对应的基因模板链碱基序列是ACA，图1中黑点表示突变位点的碱基，若要得到改良t-PA蛋白，则引物b中该位点的碱基是________。 (3)若图1得到的改良t-PA蛋白基因非模板链序列为5'-TGAACGCTA…（中间序列）…GTCGACTCG-3'。为了便于将扩增后的基因和质粒pCLY11成功构建成重组质粒，请结合图2，写出用于PCR3扩增的一对引物的碱基序列：5'________________________3'和5'________________________3'（要求：至少写出10个碱基），PCR的产物一般通过________________来鉴定。 (4)运用乳房生物反应器可以从转基因牛的乳汁中获得t-PA改良蛋白，具体流程如图3。 过程②运用的具体方法为___________；④过程前需取___________（填部位）的细胞进行性别鉴定。若改用膀胱生物反应器在尿液中获得t-PA改良蛋白，在构建基因表达载体时，需要添加______________________的启动子。 10. 类胡萝卜素因众多营养保健功能而具有很高的商业价值与应用前景。现研究人员通过构建含有β-胡萝卜素酮化酶基因bkt的表达载体，转化莱茵衣藻（一种真核绿藻）以提高其类胡萝卜素产量。请回答下列问题： (1)为了同时保留衣藻内源性启动子H-R及终止子RBCS2，应选用限制酶________________________对质粒pUCBKT-P和pH105进行酶切，原因是________________。再利用DNA连接酶将酶切下的基因片段连接成表达载体。 (2)可利用_______________________（填技术）大量扩增bkt基因，该技术需要在添加__________离子的缓冲液中扩增基因。若产物中除了目的基因外有其他DNA片段存在，从引物角度考虑，原因可能是_________________________。 (3)用含奇霉素的抗性培养基对转化后的莱茵衣藻进行筛选，因不同种类的绿藻对抗生素敏感浓度不同，所以要设计____________的奇霉素进行实验，观察并确定__________。 (4)以下是利用某两种限制酶进一步对提取的莱茵衣藻DNA进行单酶切和双酶切后的电泳结果。据此推测，提取的DNA总长度是__________bp。 。 11. 柑橘树生长过程中易受某种革兰氏阴性菌感染，严重危害柑橘产量。科研人员将M基因转入柑橘中，该基因控制合成的酶可抑制该种革兰氏阴性菌的生长与繁殖。如图是培育转基因柑橘的过程示意图，已知限制酶HindⅢ、BamHⅠ、SalⅠ的识别序列及切割位点分别为5′-A↓AGCTT-3′、5′-G↓GATCC-3′和5′-G↓TCGAC-3′。 (1)利用PCR技术克隆M基因时，加入Mg2+的作用为___________，PCR反应完成以后，常采用________来鉴定PCR的产物。 (2)载体上与其自我复制相关的结构是________。据图分析，在基因表达载体构建过程中，为防止目的基因和质粒自身环化应使用限制酶________对M基因和质粒进行切割。 (3)可借助________技术检测M基因是否翻译出相应蛋白质，为检测转基因柑橘幼苗是否可以抵抗革兰氏阴性菌的感染，在个体生物学水平上的操作方法是________________。 (4)图中由柑橘细胞培育成转基因柑橘幼苗采用了__________技术，该技术的原理是________。 答案 一、选择题答案 + 解析 1 答案：C 解析：PCR 缓冲液、酶分装 - 20℃冷冻，使用前室温融化；A 2mol/L NaCl 中 DNA 溶解在上清，不在沉淀；B DNA 丝状物需先溶于 NaCl 再加二苯胺，不能直接加；D n 次循环总引物数2n+1−2，不是2n+1。 2 答案：A 解析：启动子是RNA 聚合酶识别结合位点，不是 DNA 聚合酶；B 质粒必备复制原点；C 氨苄青霉素抗性基因为标记基因，可筛选；D 毒物激活启动子 S，驱动荧光蛋白表达，通过荧光判断毒物含量。 3 答案：C 解析引物仅一端与模板互补，不需要全部碱基配对；A 泳道 1 单一清晰条带，F1-R1 特异性扩增目的片段；B F1-R2、F2-R2 多条带，R2 多结合位点特异性差；D F2 组合无有效目的条带，扩增无效。 4 答案：C 解析 n 次 PCR 总引物2n+1−2，单链 cDNA 为模板，引物 B 总量不是2n−1；A 逆转录需要逆转录酶、dNTP，RNA 酶降解 mRNA；B cDNA 无内含子，可跨物种表达；D RT-PCR 微量 RNA 大量扩增，提升检测灵敏度。 5 答案：C 解析 EcoRⅠ 单酶切 1 条带（1000bp），SmaⅠ 单酶切 1 条带（1000bp），双酶切 800+200bp，共3 个酶切位点；A 核酸染料结合 DNA 紫外显色；B 每种试剂更换枪头防交叉污染；C DNA 迁移速率受分子量、凝胶浓度、构象影响。 6 答案：C 解析基因工程核心是构建重组表达载体；A 构建载体用限制酶 + DNA 连接酶，不用 DNA 聚合酶；B 抗原 - 抗体杂交检测蛋白质，DNA 分子杂交检测基因是否导入；D 受体可用体细胞（植物组织培养），不只是受精卵。 7 答案：B DNA 不溶于冷无水乙醇，可与蛋白质分离；A 琼脂糖融化降温至 60℃左右再加染料，高温破坏染料；C 猪成熟红细胞无核无 DNA，不能提取；D 单细胞指菌体，不是细胞内提取物。 8 答案：B 双酶切 BamHⅠ+XmaⅠ 产生不同黏性末端，避免质粒、目的基因自身环与反向连接；A 密码子简并性，同一氨基酸对应多种密码子，氨基酸序列无法唯一确定 DNA；C 重组质粒破坏 lacZ，含空质粒、重组质粒都能在卡那霉素平板生长，需蓝白斑二次筛选；D 质粒有 1 个 EcoR 位点，重组质粒仅一条带，无法得到 1960bp 单独条带。 二、填空题答案 9 (1) 使双链 DNA 解旋为单链；否 解析重叠延伸依靠碱基互补配对，无需额外引物。 (2) AGA 模板链 ACA，互补编码链 TGT，密码子 UCU，引物 b 编码链对应 AGA。 (3) 5'-GCTAGTGAACGCTA-3'；5'-CCCGGGCGAGTCGAC-3'；琼脂糖凝胶电泳 两端添加 XmaⅠ、NheⅠ 酶切位点用于连接载体，PCR 产物用电泳鉴定。 (4) 显微注射法；囊胚滋养层细胞；膀胱上皮细胞特异性 解析动物受精卵导入用显微注射；胚胎性别鉴定取滋养层；膀胱反应器需要膀胱细胞启动子驱动基因表达。 10 (1) HindⅢ 与 EcoRⅠ；两种酶切割产生不同黏性末端，可完整切下含 H-R 启动子、RBCS2 终止子的片段，同时避免载体自身环、反向连接 (2) PCR；Mg²⁺；引物特异性差，与模板多处结合产生杂带 (3) 一系列浓度梯度；抑制莱茵衣藻生长的最低奇霉素浓度 (4) 1000 酶 Ⅰ、酶 Ⅱ 单切均 800bp，双切 600+200，总长 600+200=800？修正：单酶切完整环 800bp，双酶切 600+200，总长度 800bp。 11 (1) 激活 Taq DNA 聚合酶；琼脂糖凝胶电泳 (2) 复制原点；HindⅢ 和 SalⅠ 两种酶切产生不同黏性末端，防止质粒、目的基因自身环化、反向连接。 (3) 抗原 — 抗体杂交；将等量致病菌分别接种转基因柑橘与普通柑橘，观察植株发病情况 (4) 植物组织培养；植物细胞具有全能性 学科网（北京）股份有限公司 $