課下達(dá)標(biāo)檢測(cè)（三十八） 基因工程一、基礎(chǔ)題點(diǎn)練1(2019濟(jì)南模擬)已知限制性內(nèi)切酶Xma和Sma的識(shí)別序列分別為CCCGGG和CCCGGG。有關(guān)這兩種酶及應(yīng)用的敘述，錯(cuò)誤的是()A這兩種酶作用的底物都是雙鏈DNABDNA中出現(xiàn)這兩種酶識(shí)別序列的幾率不同CXma切割DNA形成的黏性末端是GGCCD使用這兩種酶時(shí)需注意控制反應(yīng)溫度、時(shí)間等解析：選B限制酶作用的底物是雙鏈DNA分子；這兩種限制酶作用的核苷酸序列相同，所以這兩種識(shí)別序列在DNA中出現(xiàn)的的幾率相同；根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，CCCGGG的互補(bǔ)鏈?zhǔn)荊GGCCC，并根據(jù)Xma的切割位點(diǎn)可知，切割后的黏性末端是CCGG；溫度能影響酶的活性，所以使用酶時(shí)需要注意控制反應(yīng)溫度和時(shí)間等。2科學(xué)家采用基因工程技術(shù)將矮牽牛中控制藍(lán)色色素合成的基因A轉(zhuǎn)移到玫瑰中，以培育藍(lán)玫瑰，下列操作正確的是()A利用DNA分子雜交技術(shù)從矮牽牛的基因文庫中選取基因AB用氯化鈣處理玫瑰葉肉細(xì)胞，使其處于感受態(tài)C用含四環(huán)素的培養(yǎng)基篩選轉(zhuǎn)基因玫瑰細(xì)胞D將基因A導(dǎo)入玫瑰細(xì)胞液泡中，防止其經(jīng)花粉進(jìn)入野生玫瑰解析：選A矮牽牛中有控制藍(lán)色色素合成的基因A，利用DNA分子雜交技術(shù)，可以從矮牽牛的基因文庫中選取目的基因(基因A)；將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞時(shí)，常采用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法，不能使用Ca2處理法；根據(jù)標(biāo)記基因來篩選轉(zhuǎn)基因玫瑰細(xì)胞，而標(biāo)記基因不一定是四環(huán)素抗性基因；玫瑰細(xì)胞液泡中沒有DNA，不能將目的基因?qū)胍号葜?，?yīng)將目的基因?qū)肴~綠體或線粒體中，以防止其經(jīng)花粉進(jìn)入野生玫瑰。3下列關(guān)于蛋白質(zhì)工程的敘述，錯(cuò)誤的是()A蛋白質(zhì)工程的基礎(chǔ)是基因工程B蛋白質(zhì)工程遵循的原理包括中心法則C蛋白質(zhì)工程是在分子水平上對(duì)蛋白質(zhì)分子直接進(jìn)行操作，定向改變分子的結(jié)構(gòu)D蛋白質(zhì)工程能產(chǎn)生出自然界中不曾存在過的新型蛋白質(zhì)分子解析：選C蛋白質(zhì)工程是通過基因修飾或基因合成對(duì)現(xiàn)有蛋白質(zhì)進(jìn)行改造，或合成新的蛋白質(zhì)，故蛋白質(zhì)工程的基礎(chǔ)是基因工程；蛋白質(zhì)工程遵循的原理包括中心法則；蛋白質(zhì)工程是通過改造基因來實(shí)現(xiàn)對(duì)蛋白質(zhì)分子的改造的；蛋白質(zhì)工程能產(chǎn)生出自然界中不曾存在過的新型蛋白質(zhì)分子。4如圖表示的是三種黏性末端，下列說法正確的是()A圖中所示黏性末端是由同種限制酶切割形成B若圖甲中的G堿基處發(fā)生突變，限制酶可能無法識(shí)別該切割位點(diǎn)C圖中所示黏性末端是限制酶斷開氫鍵形成D目前常用的運(yùn)載體有質(zhì)粒、噬菌體和動(dòng)植物病毒等幾類原核生物解析：選B產(chǎn)生甲黏性末端的限制酶的識(shí)別序列為，產(chǎn)生乙黏性末端的限制酶的識(shí)別序列為，產(chǎn)生丙黏性末端的限制酶的識(shí)別序列為，可見甲、乙、丙黏性末端是由3種限制酶作用產(chǎn)生的；限制酶具有專一性，能夠識(shí)別雙鏈DNA分子的某種特定核苷酸序列，如果甲中的G發(fā)生突變，限制酶可能無法識(shí)別該切割位點(diǎn)；圖中所示黏性末端是限制酶斷開磷酸二酯鍵形成的；質(zhì)粒是環(huán)狀DNA分子，噬菌體和動(dòng)植物病毒都沒有細(xì)胞結(jié)構(gòu)，它們都不屬于原核生物。5(2019濱州期末)基因工程為花卉育種提供了新的技術(shù)保障。如圖為花卉育種的過程(字母代表相應(yīng)的物質(zhì)或結(jié)構(gòu)，數(shù)字代表過程或方法)。下列說法正確的是()A過程需要的酶有限制酶和DNA聚合酶B過程常用的方法是農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法C、過程為分化和再分化，該過程體現(xiàn)了植物細(xì)胞的全能性D轉(zhuǎn)基因生物DNA上是否插入目的基因，可用抗原抗體雜交技術(shù)檢測(cè)解析：選B過程是基因表達(dá)載體的構(gòu)建，需要的酶有限制酶和DNA連接酶；過程常用的方法是農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法；、過程為脫分化和再分化，該過程體現(xiàn)了植物細(xì)胞的全能性，運(yùn)用了植物組織培養(yǎng)技術(shù)；檢測(cè)轉(zhuǎn)基因生物的DNA上是否插入了目的基因，應(yīng)采用DNA分子雜交技術(shù)檢測(cè)。6下列是利用肝臟細(xì)胞粗提取DNA實(shí)驗(yàn)的兩個(gè)關(guān)鍵操作步驟，相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()A步驟1中，加入檸檬酸鈉緩沖液的目的是維持pH的穩(wěn)定B步驟1中，冰浴處理的主要原理是低溫下DNA水解酶容易變性C步驟2中，異戊醇的作用可能是使與DNA結(jié)合的蛋白質(zhì)因變性而沉淀D步驟2中，離心后應(yīng)取上清液，因?yàn)镈NA在2 mol/L NaCl溶液中溶解度比較大解析：選B步驟1中，加入檸檬酸鈉緩沖液的目的是維持pH的穩(wěn)定；低溫不會(huì)使酶變性失活，只能降低酶的活性；步驟2中，DNA在2 mol/L NaCl溶液中溶解度比較大，因此異戊醇的作用可能是使與DNA結(jié)合的蛋白質(zhì)因變性而沉淀；步驟2中，離心后應(yīng)取上清液，因?yàn)镈NA在2 mol/L NaCl溶液中溶解度比較大。二、高考題型練7(2019東營(yíng)模擬)如圖1所示為用Pvu限制酶切下的某目的基因及其上DNA片段示意圖；圖2所示為三種質(zhì)粒示意圖。圖中Ap為氨芐青霉素抗性基因，Tc為四環(huán)素抗性基因。EcoR、Pvu等為限制酶及其切割的位點(diǎn)。復(fù)制原點(diǎn)是在基因組上復(fù)制起始的一段序列，是指質(zhì)粒在受體細(xì)胞中復(fù)制時(shí)的起點(diǎn)。(1)組成片段D的基本骨架與細(xì)胞膜的基本骨架相同的元素是_。(2)圖2中質(zhì)粒A、質(zhì)粒C能否作為目的基因運(yùn)載體最理想的質(zhì)粒？_(填“能”或“否”)，請(qǐng)說明理由_。(3)重組質(zhì)粒成功導(dǎo)入受體細(xì)胞的概率一般僅為107，用質(zhì)粒B構(gòu)建重組質(zhì)粒，為了篩選出導(dǎo)入了重組質(zhì)粒的大腸桿菌，在導(dǎo)入完成后，將所有大腸桿菌分別在含有四環(huán)素和氨芐青霉素的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，大腸桿菌在兩種培養(yǎng)基的生長(zhǎng)狀況不可能的是_，可能性最大的是_。(4)若想在山羊的乳汁中收獲上述目的基因的表達(dá)產(chǎn)物，則需要將重組質(zhì)粒導(dǎo)入至山羊的_(細(xì)胞)中。解析：(1)脫氧核糖和磷酸交替連接構(gòu)成DNA片段D的基本骨架，脫氧核糖由C、H、O三種元素組成，組成磷酸的元素是H、P、O；磷脂雙分子層構(gòu)成細(xì)胞膜的基本骨架，磷脂分子是由C、H、O、N、P組成，可見組成片段D的基本骨架與細(xì)胞膜的基本骨架相同的元素是C、H、O、P。(2)分析圖2可知：質(zhì)粒A缺少標(biāo)記基因，質(zhì)粒C在用和目的基因相同的限制酶切割時(shí)，復(fù)制原點(diǎn)會(huì)被限制酶切割，進(jìn)而影響重組質(zhì)粒的自主復(fù)制，所以質(zhì)粒A、質(zhì)粒C均不能作為目的基因運(yùn)載體最理想的質(zhì)粒。(3)用質(zhì)粒B構(gòu)建重組質(zhì)粒，當(dāng)用和目的基因相同的限制酶(Pvu)切割時(shí)，Tc(四環(huán)素抗性基因)遭到破壞，而Ap(氨芐青霉素抗性基因)結(jié)構(gòu)完好，因此在重組質(zhì)粒導(dǎo)入完成后，將所有大腸桿菌分別在含有四環(huán)素和氨芐青霉素的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，大腸桿菌在兩種培養(yǎng)基的生長(zhǎng)狀況不可能的是在含四環(huán)素的培養(yǎng)基上能正常生長(zhǎng)，在含氨芐青霉素的培養(yǎng)基上不能正常生長(zhǎng)。因重組質(zhì)粒成功導(dǎo)入受體細(xì)胞的概率一般僅為107，所以可能性最大的是在含氨芐青霉素的培養(yǎng)基和含四環(huán)素的培養(yǎng)基上都不能正常生長(zhǎng)。(4)若想在山羊的乳汁中收獲上述目的基因的表達(dá)產(chǎn)物，則需要將重組質(zhì)粒導(dǎo)入山羊的受精卵中。答案：(1)C、H、O、P(2)否質(zhì)粒A缺少標(biāo)記基因，質(zhì)粒C在用和目的基因相同的限制酶切割時(shí)，復(fù)制原點(diǎn)會(huì)被限制酶切割，會(huì)影響重組質(zhì)粒的自主復(fù)制(3)在含四環(huán)素的培養(yǎng)基上能正常生長(zhǎng)，在含氨芐青霉素的培養(yǎng)基上不能正常生長(zhǎng)在含氨芐青霉素的培養(yǎng)基和含四環(huán)素的培養(yǎng)基上都不能正常生長(zhǎng)(4)受精卵8水稻是一種重要的糧食作物，選育高抗性良種是有效防治病蟲危害、增加水稻單位面積產(chǎn)量的關(guān)鍵措施。轉(zhuǎn)基因技術(shù)為得到抗病蟲水稻種子開辟了一條新路。下面是水稻某抗性基因獲得的過程。據(jù)圖回答下面的問題：(1)cDNA文庫中的基因在基因組文庫中_。(填“都有”“都沒有”或“有一部分”)。(2)B過程需要的酶_(填“存在”或“不存在”)于正常真核生物體內(nèi)，圖示中含目的基因的細(xì)胞群_(填“是”或“不是”)水稻的體細(xì)胞。(3)如果不建基因文庫，但需要大量的目的基因和，可分別利用圖中_和_為模板直接進(jìn)行PCR擴(kuò)增。進(jìn)行擴(kuò)增時(shí)所使用酶的顯著特點(diǎn)是_。(4)抗性基因?qū)胧荏w細(xì)胞后，僅一條染色體含抗性基因，該基因的傳遞_(填“遵循”或“不遵循”)孟德爾分離定律，試說明判斷依據(jù)：_。解析：(1)cDNA文庫是部分基因文庫，基因組文庫是全部基因文庫，所以cDNA文庫中的基因在基因組文庫中都有。(2)B過程是由mRNA獲取cDNA的過程，需要逆轉(zhuǎn)錄酶的催化，逆轉(zhuǎn)錄酶在正常真核細(xì)胞中不存在，圖示中含目的基因的細(xì)胞群不是水稻的體細(xì)胞。(3)如果不建基因文庫，但需要大量的目的基因和，可分別利用圖中DNA和cDNA為模板直接進(jìn)行PCR擴(kuò)增。進(jìn)行擴(kuò)增時(shí)所使用酶的顯著特點(diǎn)是耐高溫。(4)抗性基因?qū)胧荏w細(xì)胞后，僅一條染色體含抗性基因，該基因的傳遞遵循孟德爾分離定律，因?yàn)閮H一條染色體含抗性基因，另一條沒有其等位基因，相當(dāng)于雜合子。答案：(1)都有(2)不存在不是(3)DNAcDNA耐高溫(4)遵循僅一條染色體含抗性基因，另一條沒有其等位基因9為增加菊花的花色類型，研究者從其他植物的cDNA文庫中提取出花色基因C(圖1)，擬將其與質(zhì)粒(圖2)重組，再借助農(nóng)桿菌導(dǎo)入菊花細(xì)胞中。圖3表示EcoR、BamH和Sau3A三種限制酶的識(shí)別序列與切割位點(diǎn)。請(qǐng)分析回答：(1)利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因C的原理是_。(2)圖2所示質(zhì)粒被_切割獲得的產(chǎn)物可與圖1所示基因C連接，理由是_。(3)經(jīng)BamH處理后構(gòu)建的重組質(zhì)粒導(dǎo)入菊花細(xì)胞后，基因C不能表達(dá)，原因是質(zhì)粒酶切部位的兩端無_，導(dǎo)致基因C不能_。(4)在添加四環(huán)素的固體培養(yǎng)基上，_(填“能”或“不能”)篩選出含有插入基因C的重組質(zhì)粒的農(nóng)桿菌單菌落，原因是_。解析：(1)利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因C的原理是DNA雙鏈復(fù)制。(2)據(jù)圖3可知，由于BamH和Sau3A兩種酶切割后產(chǎn)生的片段具有相同的黏性末端，因此圖2所示質(zhì)粒被BamH和Sau3A切割獲得的產(chǎn)物可與圖1所示基因C連接。(3)據(jù)圖可知，經(jīng)BamH處理后構(gòu)建的重組質(zhì)粒導(dǎo)入菊花細(xì)胞后，基因C不能表達(dá)，原因是質(zhì)粒酶切部位的兩端無啟動(dòng)子和終止子，導(dǎo)致基因C不能轉(zhuǎn)錄。(4)由于含質(zhì)粒的農(nóng)桿菌和含重組質(zhì)粒的農(nóng)桿菌均含有抗四環(huán)素基因，在含四環(huán)素的培養(yǎng)基上均能生長(zhǎng)，所以在添加四環(huán)素的固體培養(yǎng)基上，不能篩選出含有插入基因C的重組質(zhì)粒的農(nóng)桿菌單菌落。答案：(1)DNA雙鏈復(fù)制(2)BamH和Sau3A兩種酶切割后產(chǎn)生的片段具有相同的黏性末端(3)啟動(dòng)子和終止子轉(zhuǎn)錄(4)不能含質(zhì)粒的農(nóng)桿菌和含重組質(zhì)粒的農(nóng)桿菌均含有抗四環(huán)素基因，在含四環(huán)素的培養(yǎng)基上均能生長(zhǎng)10人胰島素基因的克隆操作過程如圖所示，其中mRNA逆轉(zhuǎn)錄形成的DNA稱為cDNA?；卮鹣铝袉栴}：(1)提取分離組織細(xì)胞中的人胰島素mRNA時(shí)，最應(yīng)選擇_細(xì)胞，過程需要原料是_。(2)通過將所有的cDNA構(gòu)建基因表達(dá)載體，去感染細(xì)菌，可以建立包括目的基因在內(nèi)的_，若使用質(zhì)粒載體，其上存在_基因，有助于質(zhì)粒進(jìn)入受體細(xì)胞中。此過程還可以使用_作為載體。(A.動(dòng)物病毒B植物病毒C噬菌體)。(3)除了上述方法外，還可以使用_方法擴(kuò)增目的基因。不同的是，后者的目的基因若為人胰島素原基因，需要導(dǎo)入_(填“真核”或“原核”)受體細(xì)胞中。解析：(1)人體細(xì)胞中只有胰島B細(xì)胞可表達(dá)胰島素基因，提取人胰島素mRNA時(shí)，最應(yīng)選擇胰島B細(xì)胞，過程為合成DNA的過程，需要(四種)脫氧核糖核苷酸為原料。(2)通過將所有的cDNA構(gòu)建基因表達(dá)載體，去感染細(xì)菌，可以建立包括目的基因在內(nèi)的基因(cDNA)文庫；若使用質(zhì)粒載體，其上應(yīng)存在控制質(zhì)粒DNA轉(zhuǎn)移的基因，有助于質(zhì)粒進(jìn)入受體細(xì)胞中。噬菌體可侵染細(xì)菌，動(dòng)物病毒、植物病毒不能侵染細(xì)菌，此過程還可以使用噬菌體作為載體。(3)用PCR技術(shù)可擴(kuò)增目的基因。PCR擴(kuò)增的人胰島素原基因含有內(nèi)含子序列，原核細(xì)胞中缺少轉(zhuǎn)錄后切除內(nèi)含子對(duì)應(yīng)序列的機(jī)制，因此應(yīng)將人胰島素原基因，導(dǎo)入真核受體細(xì)胞中。答案：(1)胰島B(四種)脫氧核糖核苷酸(2)基因文庫控制質(zhì)粒DNA轉(zhuǎn)移的C(3)PCR真核11科學(xué)家從某細(xì)菌中提取抗鹽基因，轉(zhuǎn)入煙草并培育成轉(zhuǎn)基因抗鹽煙草。如圖是轉(zhuǎn)基因抗鹽煙草的培育過程，含目的基因的DNA和質(zhì)粒上的箭頭表示相關(guān)限制酶的酶切位點(diǎn)。請(qǐng)分析回答下列問題：(1)抗鹽基因一般是與調(diào)節(jié)_相關(guān)的基因。(2)用圖中的質(zhì)粒和目的基因構(gòu)建重組質(zhì)粒，不能使用Sma酶切割，原因是_。圖中過程為防止質(zhì)粒和含目的基因的外源DNA片段自身環(huán)化，應(yīng)選用_酶對(duì)外源DNA、質(zhì)粒進(jìn)行切割。(3)圖中過程是通過_的方法將抗鹽基因?qū)霟煵菁?xì)胞，該方法的優(yōu)點(diǎn)是_。(4)為確定轉(zhuǎn)基因抗鹽煙草是否培育成功，既要用放射性同位素標(biāo)記的_作探針進(jìn)行分子雜交檢測(cè)，又要在個(gè)體水平上鑒定，后者具體過程是_。解析：(1)抗鹽基因一般是與調(diào)節(jié)滲透壓相關(guān)的基因。(2)由圖可知，使用Sma酶切割，將會(huì)破壞質(zhì)粒的抗性基因(標(biāo)記基因)，同時(shí)也會(huì)破壞目的基因片段，因此用圖中的質(zhì)粒和目的基因構(gòu)建重組DNA分子時(shí)，不能使用Sma酶切割。標(biāo)記基因和外源DNA目的基因中均含有EcoR酶切位點(diǎn)，用該酶切割，再在DNA連接酶的作用下，可形成3種環(huán)狀產(chǎn)物，即外源DNA自身連接、質(zhì)粒自身連接、外源DNA和質(zhì)粒連接，因此為了防止目的基因的外源DNA片段和質(zhì)粒自身環(huán)化，應(yīng)選用BamH和Hind酶對(duì)外源DNA和質(zhì)粒進(jìn)行切割，這樣使目的基因兩端的黏性末端不同，可以防止自身環(huán)化。(3)圖中過程是通過農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將抗鹽基因?qū)霟煵菁?xì)胞，該方法的優(yōu)點(diǎn)是經(jīng)濟(jì)實(shí)用，轉(zhuǎn)化效率高。(4)為確定轉(zhuǎn)基因抗鹽煙草是否培育成功，既有分子水平的檢測(cè)，也有個(gè)體水平的鑒定。分子水平的檢測(cè)中，利用放射性同位素標(biāo)記的抗鹽基因(或目的基因)作探針進(jìn)行分子雜交檢測(cè)；個(gè)體水平上的鑒定中，將培育的煙草幼苗栽培于含有一定鹽的土壤中，觀察該煙草植株的生長(zhǎng)狀態(tài)。答案：(1)滲透壓(2)Sma會(huì)破壞質(zhì)粒的抗性基因和外源DNA中的目的基因BamH和Hind (3)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法經(jīng)濟(jì)實(shí)用，轉(zhuǎn)化效率高(4)抗鹽基因(或目的基因)將培育的煙草幼苗栽培于含有一定鹽的土壤中，觀察該煙草植株的生長(zhǎng)狀態(tài)12如圖表示生物實(shí)驗(yàn)中通過研磨提取有關(guān)物質(zhì)的操作過程，請(qǐng)回答下列問題：(1)若圖示為“DNA的粗提取與鑒定”的實(shí)驗(yàn)操作：圖中實(shí)驗(yàn)材料A可以是下面的_(填字母)。a花菜b香蕉c豬肝d豬血若選用植物組織，研磨前加入的B一般為_和洗滌劑，前者的作用是_。實(shí)驗(yàn)中，將含有一定雜質(zhì)的DNA絲狀物分別放入2 mL如表所示的3種溶液中，經(jīng)攪拌后過濾，獲得相應(yīng)的3種濾液，含DNA最少的是濾液_。溶液種類濾液12 mol/L的NaCl溶液D20.14 mol/L的NaCl溶液E3體積分?jǐn)?shù)為95%的冷酒精溶液F(2)若圖示為“葉綠體色素的提取和分離”的實(shí)驗(yàn)操作：研磨前加入的B應(yīng)包括_。將研磨液進(jìn)行過濾時(shí)，需要在漏斗基部放上_。解析：(1)DNA的粗提取和鑒定實(shí)驗(yàn)中，原則上只要含有DNA的生物材料都可以作為實(shí)驗(yàn)材料，花菜、香蕉、豬肝都含有DNA，都可以作為該實(shí)驗(yàn)的材料，而豬為哺乳動(dòng)物，其成熟的紅細(xì)胞中不含細(xì)胞核和細(xì)胞器，即不含DNA，因此不能作為該實(shí)驗(yàn)的材料。若選用植物組織，研磨前需加入食鹽和洗滌劑，其中食鹽能溶解DNA，洗滌劑能瓦解細(xì)胞膜。DNA能溶解在2 mol/L的NaCl溶液中，濾液D中含較多的DNA，在0.14 mol/L的NaCl溶液中大部分DNA析出，濾液E中DNA較少，DNA不溶于體積分?jǐn)?shù)為95%的冷酒精溶液，濾液F中含DNA最少。(2)葉綠體中色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)中，研磨前需加入無水乙醇(溶解色素)、二氧化硅(使研磨更充分)和碳酸鈣(防止色素被破壞)。將研磨液進(jìn)行過濾時(shí)，需要在漏斗基部放上尼龍布。答案：(1)abc食鹽溶解DNAF(2)二氧化硅、碳酸鈣和無水乙醇(或丙酮)(一層)尼龍布