課下達標檢測（四十） 基因工程一、基礎(chǔ)題點練1(2019徐州模擬)已知限制性內(nèi)切酶Xma和Sma的識別序列分別為CCCGGG和CCCGGG。有關(guān)這兩種酶及應(yīng)用的敘述，錯誤的是()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使用這兩種酶時需注意控制反應(yīng)溫度、時間等解析：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，所以這兩種識別序列在DNA中出現(xiàn)的的幾率相同；根據(jù)堿基互補配對原則，CCCGGG的互補鏈是GGGCCC，并根據(jù)Xma的切割位點可知，切割后的黏性末端是CCGG；溫度能影響酶的活性，所以使用酶時需要注意控制反應(yīng)溫度和時間等。2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，限制酶可能無法識別該切割位點C圖中所示黏性末端是限制酶斷開氫鍵形成D目前常用的運載體有質(zhì)粒、噬菌體和動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別序列為，產(chǎn)生乙黏性末端的限制酶的識別序列為，產(chǎn)生丙黏性末端的限制酶的識別序列為，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，限制酶可能無法識別該切割位點；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，噬菌體和動植物病毒都沒有細胞結(jié)構(gòu)，它們都不屬于原核生物。3下列關(guān)于蛋白質(zhì)工程的敘述，錯誤的是()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蛋白質(zhì)分子直接進行操作，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現(xiàn)有蛋白質(zhì)進行改造，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現(xiàn)對蛋白質(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(2019南通模擬)下列關(guān)于“DNA的粗提取與鑒定”實驗的敘述，錯誤的是()A雞的紅細胞和菜花均可作為提取DNA的材料，處理方法有所不同B在切碎的菜花中加入一定量的洗滌劑和食鹽，充分研磨，過濾收集濾液C將NaCl溶液濃度調(diào)至2 mol/L，用單層濾紙過濾獲取析出物D利用某些蛋白質(zhì)在酒精中的溶解度大于DNA在酒精中的溶解度的原理，可以提純DNA解析：選C雞的紅細胞和菜花均可作為提取DNA的材料，處理方法有所不同，動物細胞只要加蒸餾水使細胞吸水破裂，植物細胞需要加洗滌劑和食鹽研磨；在切碎的菜花中加入一定量的洗滌劑和食鹽，充分研磨，過濾收集濾液；將NaCl溶液濃度調(diào)至2 mol/L，用多層紗布過濾獲取濾液；利用某些蛋白質(zhì)在酒精中的溶解度大于DNA在酒精中的溶解度的原理，可以提純DNA。5下列是利用肝臟細胞粗提取DNA實驗的兩個關(guān)鍵操作步驟，相關(guān)敘述錯誤的是()步驟1：向8 g豬肝中加入25 mL 0.1 mol/L NaCl、0.05 mol/L檸檬酸鈉緩沖液冰浴、研磨、離心步驟2：取沉淀，加入40 mL緩沖液、20 mL異戊醇，振勻后，緩慢加固體NaCl使溶液濃度達到2 mol/L，再離心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，因為DNA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，因為DNA在2 mol/L NaCl溶液中溶解度比較大。6限制酶Mun和限制酶EcoR的識別序列及其切割位點分別如下：CAATTG和GAATTC如圖表示某一目的基因片段與質(zhì)粒拼接形成重組質(zhì)粒的過程，相關(guān)敘述錯誤的是()A用限制酶EcoR切割目的基因，同時用限制酶Mun切割質(zhì)粒B兩種限制酶切割后形成的黏性末端的堿基可以互補配對C限制酶能使特定部位的兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷開D將重組質(zhì)粒同時用2種限制酶切割則會形成2種DNA片段解析：選D由圖可知，目的基因兩側(cè)都是限制酶EcoR的切割位點，因此應(yīng)選用限制酶EcoR切割含有目的基因的外源DNA分子，質(zhì)粒中含有限制酶Mun和限制酶EcoR的切割位點，但EcoR的切割位點位于標記基因中，用其切割會破壞標記基因，因此為保證重組質(zhì)粒表達載體的準確構(gòu)建，應(yīng)選用限制酶Mun切割質(zhì)粒；圖中兩種限制酶切割后形成的黏性末端的堿基可以互補配對；限制酶的作用是使特定部位的兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷開；將重組質(zhì)粒同時用2種限制酶切割則會形成3種DNA片段。二、高考題型練7(2019成都模擬)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。復(fù)制原點是在基因組上復(fù)制起始的一段序列，是指質(zhì)粒在受體細胞中復(fù)制時的起點。(1)組成片段D的基本骨架與細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載體最理想的質(zhì)粒？_(填“能”或“否”)，請說明理由_。(3)重組質(zhì)粒成功導(dǎo)入受體細胞的概率一般僅為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產(chǎn)物，則需要將重組質(zhì)粒導(dǎo)入至山羊的_(細胞)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缺少標記基因，質(zhì)粒C在用和目的基因相同的限制酶切割時，復(fù)制原點會被限制酶切割，進而影響重組質(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載體最理想的質(zhì)粒。(3)用質(zhì)粒B構(gòu)建重組質(zhì)粒，當用和目的基因相同的限制酶(Pvu)切割時，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)基的生長狀況不可能的是在含四環(huán)素的培養(yǎng)基上能正常生長，在含氨芐青霉素的培養(yǎng)基上不能正常生長。因重組質(zhì)粒成功導(dǎo)入受體細胞的概率一般僅為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。(4)若想在山羊的乳汁中收獲上述目的基因的表達產(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缺少標記基因，質(zhì)粒C在用和目的基因相同的限制酶切割時，復(fù)制原點會被限制酶切割，會影響重組質(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，在含氨芐青霉素的培養(yǎng)基上不能正常生長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(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胞群_(填“是”或“不是”)水稻的體細胞。(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_為模板直接進行PCR擴增。進行擴增時所使用酶的顯著特點是_。(4)抗性基因?qū)胧荏w細胞后，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)錄酶在正常真核細胞中不存在，圖示中含目的基因的細胞群不是水稻的體細胞。(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為模板直接進行PCR擴增。進行擴增時所使用酶的顯著特點是耐高溫。(4)抗性基因?qū)胧荏w細胞后，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，因為僅一條染色體含抗性基因，另一條沒有其等位基因，相當于雜合子。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(2019太原模擬)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)入菊花細胞中。圖3表示EcoR、BamH和Sau3A三種限制酶的識別序列與切割位點。請分析回答：(1)利用PCR技術(shù)擴增目的基因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)入菊花細胞后，基因C不能表達，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)入菊花細胞后，基因C不能表達，原因是質(zhì)粒酶切部位的兩端無啟動子和終止子，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，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)提取分離組織細胞中的人胰島素mRNA時，最應(yīng)選擇_細胞，過程需要原料是_。(2)通過將所有的cDNA構(gòu)建基因表達載體，去感染細菌，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)粒進入受體細胞中。此過程還可以使用_作為載體。(A.動物病毒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”)受體細胞中。解析：(1)人體細胞中只有胰島B細胞可表達胰島素基因，提取人胰島素mRNA時，最應(yīng)選擇胰島B細胞，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)建基因表達載體，去感染細菌，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)粒進入受體細胞中。噬菌體可侵染細菌，動物病毒、植物病毒不能侵染細菌，此過程還可以使用噬菌體作為載體。(3)用PCR技術(shù)可擴增目的基因。PCR擴增的人胰島素原基因含有內(nèi)含子序列，原核細胞中缺少轉(zhuǎn)錄后切除內(nèi)含子對應(yīng)序列的機制，因此應(yīng)將人胰島素原基因，導(dǎo)入真核受體細胞中。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如圖表示生物實驗中通過研磨提取有關(guān)物質(zhì)的操作過程，請回答下列問題：(1)若圖示為“DNA的粗提取與鑒定”的實驗操作：圖中實驗材料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_。實驗中，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體積分數(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”的實驗操作：研磨前加入的B應(yīng)包括_。將研磨液進行過濾時，需要在漏斗基部放上_。解析：(1)DNA的粗提取和鑒定實驗中，原則上只要含有DNA的生物材料都可以作為實驗材料，花菜、香蕉、豬肝都含有DNA，都可以作為該實驗的材料，而豬為哺乳動物，其成熟的紅細胞中不含細胞核和細胞器，即不含DNA，因此不能作為該實驗的材料。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不溶于體積分數(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驗中，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)。將研磨液進行過濾時，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 12.L肉堿具有參與脂肪氧化、抗疲勞、延遲患阿爾茨海默綜合征等功能。據(jù)報道大腸桿菌能將巴豆甜菜堿轉(zhuǎn)化成L肉堿，但效率較低?？蒲腥藛T通過基因工程將BCD基因、F基因以及T基因?qū)氲酱竽c桿菌細胞內(nèi)以提高L肉堿的轉(zhuǎn)化率。實驗過程及結(jié)果如圖所示，分析并回答下列問題：(1)實驗過程中用PCR技術(shù)獲得目的基因，PCR反應(yīng)體系需要加入的有機物有DNA模板、dNTP、耐高溫DNA聚合酶和_。實驗過程中不能將BCD基因、F基因以及T基因直接導(dǎo)入大腸桿菌細胞內(nèi)，而是構(gòu)建重組質(zhì)粒后再導(dǎo)入大腸桿菌，原因是_，并能遺傳給下一代。圖中兩個重組質(zhì)粒目的基因的首端都含有啟動子T7，T7是_識別和結(jié)合的部位，能驅(qū)動基因轉(zhuǎn)錄。(2)將重組質(zhì)粒1和重組質(zhì)粒2導(dǎo)入大腸桿菌時，應(yīng)用_處理大腸桿菌，使細胞處于_的感受態(tài)。(3)為了篩選出同時含有BCD基因、F基因以及T基因的大腸桿菌，實驗的思路是_。(4)研究發(fā)現(xiàn)巴豆甜菜堿轉(zhuǎn)化成L肉堿是一個可逆反應(yīng)過程，得到的工程菌在含有巴豆甜菜堿培養(yǎng)基中培養(yǎng)2小時后，L肉堿的含量基本穩(wěn)定，此時可以_，以提高產(chǎn)量。解析：(1)多聚酶鏈式反應(yīng)(PCR)，是一種體外迅速擴增DNA片段的技術(shù)。它可看作生物體外的特殊DNA復(fù)制，PCR的最大特點是能將微量的DNA大幅增加。PCR反應(yīng)體系需要加入的有機物有DNA模板、dNTP、耐高溫DNA聚合酶和(兩種)引物。由于目的基因無法直接在受體細胞中表達，因此為了使目的基因在受體細胞中穩(wěn)定存在并能夠表達，實驗過程中不能將BCD基因、F基因以及T基因直接導(dǎo)入大腸桿菌細胞內(nèi)，而是構(gòu)建重組質(zhì)粒后再導(dǎo)入大腸桿菌，使其能遺傳給下一代。圖中兩個重組質(zhì)粒目的基因的首端都含有啟動子T7，T7是RNA聚合酶識別和結(jié)合的部位，能驅(qū)動基因轉(zhuǎn)錄。(2)使體外重組的DNA分子轉(zhuǎn)移到受體細胞內(nèi)，主要是借鑒細菌或病毒侵染細胞的途徑。一般將受體大腸桿菌用Ca2處理，使細胞處于易于吸收周圍環(huán)境中DNA分子的感受態(tài)，有利于含有目的基因的重組質(zhì)粒容易進入受體細胞。(3)重組質(zhì)粒1上含有BCD基因、卡那霉素抗性基因，重組質(zhì)粒2上含有F基因、T基因及氯霉素抗性基因，因此在同時含有卡那霉素和氯霉素培養(yǎng)基上挑選單克隆大腸桿菌，就是同時含有BCD基因、F基因以及T基因的大腸桿菌。(4)研究發(fā)現(xiàn)巴豆甜菜堿轉(zhuǎn)化成L肉堿是一個可逆反應(yīng)過程，在可逆反應(yīng)中，減少生成物濃度，可使反應(yīng)向正方向進行。因此得到的工程菌在含有巴豆甜菜堿培養(yǎng)基中培養(yǎng)2小時后，L肉堿的含量基本穩(wěn)定，此時可以及時移除產(chǎn)物(更換培養(yǎng)液)，使反應(yīng)向生成L肉堿的方向進行，以提高產(chǎn)量。答案：(1)(兩種)引物使目的基因在受體細胞中穩(wěn)定存在，能夠表達(使目的基因在受體細胞中完成轉(zhuǎn)化)RNA聚合酶(2)Ca2(CaCl2)易于吸收周圍環(huán)境中DNA分子(3)在同時含有卡那霉素和氯霉素培養(yǎng)基上挑選單克隆大腸桿菌(4)及時移除產(chǎn)物(更換培養(yǎng)液)，使反應(yīng)向生成L肉堿的方向進行