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** 本练习围绕基因工程操作程序，通过基础认知、操作理解、综合应用三层设计，实现从概念辨析到实验应用的知识巩固，适配新授课分层教学需求。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础认知层|基因表达载体构建、PCR原理等核心概念|选择题直接考查概念辨析，如启动子位置、标记基因功能| |操作理解层|工具酶应用、转化方法、检测鉴定流程|结合抗虫棉培育等情境，填空题考查操作步骤，体现科学思维| |综合应用层|同源重组、双重选择系统等实验设计|复杂实验分析题（如基因敲除），培养探究实践与态度责任|

2026-2027学年高二下学期生物人教版选择性必修三 3.2基因工程的基本操作程序 练习题 一、选择题 1 . 下列关于基因表达载体构建的叙述，正确的是（       ） A．启动子是RNA聚合酶识别和结合的位点，位于目的基因下游 B．标记基因的作用是筛选含有目的基因的受体细胞，不能用于筛选含有重组载体的细胞 C．终止子的作用是终止转录过程，使RNA聚合酶从DNA上脱离 D．目的基因与载体的连接必须通过限制酶切割产生的黏性末端实现 2 . PCR是聚合酶链式反应的缩写。下列关于PCR技术的叙述，错误的是（        ） A．PCR技术只能用于快速扩增目的基因 B．PCR包括变性、复性和延伸三个环节 C．扩增时从引物的3'端开始延伸DNA链 D．PCR技术基于DNA半保留复制的原理 3 . 培育含有Bt抗虫蛋白基因的转基因抗虫棉，主要需要四个步骤。下列哪一步骤是培育转基因抗虫棉的核心工作（　　） A．从苏云金杆菌中获取Bt基因 B．构建含有Bt基因的重组DNA分子 C．利用花粉管通道法将Bt基因导入棉花细胞 D．检测棉花的染色体DNA上是否插入了Bt基因 4 . 将目的基因导入不同受体细胞时，需采用不同的方法。下列导入方法与受体细胞的对应关系错误的是（       ） A．农杆菌转化法——棉花细胞 B．显微注射法——小鼠受精卵 C．Ca2+处理法——大肠杆菌细胞 D．花粉管通道法——噬菌体 5 . PHB2蛋白具有抑制细胞增殖的作用。某实验室利用从某动物中提取到的PHB2蛋白相关mRNA获得了目的基因，并利用PCR技术对目的基因进行了扩增。下列说法正确的是（　　） A．上述获得目的基因的过程需要使用逆转录酶和RNA聚合酶 B．PCR扩增目的基因与体内DNA复制都需要解旋酶 C．对一个目的基因进行4轮PCR，第四轮需要消耗30个引物 D．PCR技术对目的基因进行扩增时，子链从引物的3'端开始延伸 6 .  在基因工程中，目的基因导入受体细胞后，需要对其进行检测与鉴定。以下叙述正确的是（        ） A．DNA分子杂交技术可以检测目的基因是否转录出了mRNA B．抗原-抗体杂交技术可以检测目的基因是否翻译出蛋白质 C．个体生物学水平鉴定可以检测目的基因是否成功表达 D．以上叙述均正确 7 .  与哺乳动物睡眠节律调控有关的基因PER2发生突变会导致睡眠紊乱，利用PCR技术可扩增PER2基因。下列相关说法正确的是（        ） A．每一次循环都需要向离心管添加一次引物 B．PCR步骤所需温度由高到低依次为变性、复性、延伸 C．当温度上升到72℃时，氢键断裂，双链DNA解聚为单链 D．复性温度过高可能会造成引物和模板结合效率低，导致扩增效率降低 8 .  科研人员利用农杆菌转化法将抗寒基因导入永兴冰糖橙，培育抗寒转基因柑橘新品种。下列叙述错误的是（       ） A．农杆菌侵染永兴冰糖橙细胞时，Ti质粒随菌体一同进入植物细胞质 B．导入抗寒基因的受体细胞需通过植物组织培养技术培育成完整植株 C．检测永兴冰糖橙细胞中抗寒基因是否成功表达出蛋白质，可采用抗原-抗体杂交技术 D．个体水平鉴定抗寒性可设置转基因冰糖橙与普通冰糖橙低温对照，对比冻害与生长情况 二、填空题 9. 科研人员利用基因工程技术培育抗虫转基因棉花，核心流程为：目的基因获取→载体构建→转化受体细胞→筛选鉴定→植株培育。结合工具酶功能、载体结构、实验操作回答下列问题。 (1)获取抗虫目的基因常用的方法有________（答两点），PCR技术扩增目的基因需要的特殊酶是________。 (2)构建重组质粒时，限制酶切割DNA破坏________键，DNA连接酶恢复________键，选择同种限制酶切割目的基因和质粒的目的是________。 (3)质粒作为基因工程载体的必备条件是________（答两点）。 (4)将重组质粒导入棉花植物细胞常用的方法是________，成功导入后可通过________筛选转基因阳性细胞。 10. 赖氨酸是人体细胞不能合成的必需氨基酸。科学家把某种必需氨基酸含量多的蛋白质编码基因（R）导入玉米中，使玉米中赖氨酸的含量提高30%。回答下列问题。 (1)随着测序技术的发展，通过检索___查询R基因序列，通过化学合成法得到R基因。利用PCR技术扩增R基因时，需要在一定的缓冲液中才能进行，其中需要加入___酶。为了特异性扩增R基因序列，需根据___设计特异性引物。 (2)在构建基因表达载体时，其中载体上启动子的作用___，若为了避免R基因和质粒的自连或反向连接，提高重组效率，应该选择的限制酶是___。 (3)随着转化方法的突破，农杆菌侵染玉米这种单子叶植物也取得了成功。科研人员从新鲜的玉米叶片上取下的圆形小片与农杆菌共培养，当农杆菌侵染玉米细胞后，能将Ti质粒上的___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。 (4)检测R基因是否表达的方法是___。 (5)在基因工程中若要培养转基因小鼠，将基因表达载体导入受体细胞常用的方法是___。 11. 如图是科研人员利用同源重组技术结合tetr-sacB双重选择系统对大肠杆菌LacZ基因进行敲除与回补的相关过程，其中tetr是四环素抗性基因，sacB基因（2071bp）是蔗糖致死基因，LacZ基因表达产物能将无色化合物X-gal水解成蓝色化合物。回答下列问题。 (1) 过程①PCR除需要加入模板DNA、dNTP、缓冲液、Mg2+、引物外，还需加入_______，还需加入_________。 (2)若一个sacB基因扩增5代，则需要引物P1_________个，引物的作用是__________________。 (3)过程③中，需先用_________处理大肠杆菌细胞，使其处于一种_________的生理状态。 (4)下图是对完成过程⑥后的菌落进行鉴定的结果。根据已知Marker每个条带的位置和相应DNA片段长度可推测PCR产物的长度，因此可判断泳道_________对应的菌株可能转化成功。过程⑤PCR中设计引物P3、P4时，需在引物上分别添加_________基因两端的同源序列。 (5)过程⑦中，在含有四环素和X-gal的培养基中出现了_________色菌落，即为敲除LacZ基因菌株。过程⑧通过同源重组技术结合tetr-sacB双重选择系统可对LacZ基因进行回补，筛选LacZ基因回补成功菌株时应在培养基中添加_________。 答案 一、选择题 1 答案：C A 解析：启动子是 RNA 聚合酶识别结合位点，位于目的基因上游，不是下游，错误。 B 解析：标记基因可筛选含载体、含重组载体的受体细胞，错误。 C 解析：终止子终止转录，促使 RNA 聚合酶与模板 DNA 分离，正确。 D 解析：目的基因与载体可通过黏性末端或平末端连接，并非只能黏性末端，错误。 2 答案：A A 解析：PCR 除扩增目的基因，还可用于基因诊断、测序、亲子鉴定等，用途不单一，错误。 B 解析：PCR 循环三步：变性、复性、延伸，正确。 C 解析：DNA 聚合酶只能从引物 3' 端延伸子链，正确。 D 解析：PCR 原理为 DNA 半保留复制，正确。 3 答案：B A 解析：获取目的基因是前期准备，不是核心，错误。 B 解析：基因工程核心步骤是构建重组 DNA 分子（基因表达载体），正确。 C 解析：将载体导入受体细胞为转化步骤，非核心，错误。 D 解析：检测鉴定为后期步骤，错误。 4 答案：D A 解析：农杆菌转化法适用于棉花等双子叶植物，正确。 B 解析：显微注射法用于动物受精卵（小鼠），正确。 C 解析：Ca²⁺处理制备感受态细胞，导入大肠杆菌，正确。 D 解析：花粉管通道法用于植物，不能导入噬菌体，对应关系错误。 5 答案：D A 解析：mRNA 反转录获取目的基因只用逆转录酶，不需要 RNA 聚合酶，错误。 B 解析：PCR 靠高温变性解旋，不需要解旋酶；体内 DNA 复制需要解旋酶，错误。 C 解析：4 轮 PCR 总 DNA 分子 16 个，双链共 32 条链，减去原始模板 2 条，消耗 30 个引物，计算数值正确但该选项不是正确选项。 D 解析：DNA 聚合酶只能从引物 3' 端延伸 DNA 子链，正确。 6 答案：D A 解析：DNA 分子杂交（核酸分子杂交）检测细胞内 mRNA，正确。 B 解析：抗原 - 抗体杂交检测目的基因翻译的蛋白质，正确。 C 解析：个体生物学水平直接观察生物性状判断是否表达，正确。 D 解析：A、B、C 全部正确，因此选 D。 7 答案：D A 解析：PCR 反应体系一次性加入足量引物，全程不用补加，错误。 B 解析：温度从高到低：变性 90℃以上＞延伸 72℃＞复性 50℃左右，选项顺序错误。 C 解析：高温变性（90℃以上）断裂氢键，72℃是延伸温度，不会解链，错误。 D 解析：复性温度过高，引物难以和模板互补结合，扩增效率下降，正确。 8 答案：A A 解析：农杆菌 Ti 质粒上 T-DNA 片段转移整合到植物染色体 DNA，完整 Ti 质粒不会全部进入细胞核，错误。 B 解析：植物受体细胞需植物组织培养得到完整转基因植株，正确。 C 解析：抗原 - 抗体杂交检测目的基因翻译蛋白，正确。 D 解析：低温对照实验可在个体水平鉴定抗寒性状，正确。 二、填空题 9 (1) 从基因文库中获取、人工合成（反转录法 / 化学合成法）；热稳定 DNA 聚合酶（Taq 酶） (2) 磷酸二酯；磷酸二酯；使目的基因和质粒产生互补黏性末端，便于定向连接 (3) 具有复制原点、含标记基因、具备多个限制酶切点（任答两点） (4) 农杆菌转化法；标记基因筛选（抗生素筛选） 10 (1) 基因数据库；热稳定 DNA 聚合（Taq）；R 基因两端已知核苷酸序列 (2) 作为 RNA 聚合酶识别结合位点，驱动目的基因转录；两种不同限制酶 (3) T-DNA 片段 (4) 抗原 - 抗体杂交技术 (5) 显微注射法 11 (1) 耐高温的 DNA 聚合酶（Taq 酶） (2) 31；作为 DNA 合成起点，为 Taq 酶提供 3' 延伸端 (3) Ca²⁺；感受态（易于吸收周围环境中 DNA 分子） (4) 8、10；LacZ (5) 白；蔗糖 学科网（北京）股份有限公司 $