高中生物选修3精品课时作业14：1.2 基因工程的基本操作程序(二)

基因工程的基本操作程序(二)
基础巩固
1．水母发光蛋白由236个氨基酸构成，其中Asp、Gly、Ser构成发光环，现已将这种蛋白质的基因作为生物转基因的标记，在转基因技术中，这种蛋白质的作用是()
A．促使目的基因导入宿主细胞中
B．促使目的基因在宿主细胞中复制
C．使目的基因容易被检测出来
D．使目的基因容易成功表达
2．人们将苏云金芽孢杆菌中的抗虫基因导入棉花细胞中培育成为抗虫棉，这个过程中所利用的主要原理是()
A．基因突变B．基因重组
C．基因工程D．染色体变异
3．基因工程常用的受体细胞有()
①大肠杆菌②枯草杆菌③支原体④动植物细胞
A．①②③④B．①②③
C．②③④D．①②④
4．检测转基因生物是否转录出mRNA，应通过何种分子杂交方法实现() A．DNA—DNA杂交B．DNA—RNA杂交
C．RNA—蛋白质杂交D．蛋白质—蛋白质杂交
5．利用外源基因在受体细胞中表达，可生产人类所需要的产品。

下列选项中，能说明目的基因完成了在受体细胞中表达的是()
A．棉花二倍体细胞中检测到细菌的抗虫基因
B．大肠杆菌中检测到人胰岛素基因及其mRNA
C．山羊乳腺细胞中检测到人生长激素DNA序列
D．酵母菌细胞中提取到人干扰素蛋白
能力提升
6．利用基因工程技术生产羧酸酯酶(CarE)制剂的流程如图所示，下列叙述不正确的是()
A．过程①需使用逆转录酶
B．过程②需使用解旋酶和PCR获取目的基因
C．过程③使用的感受态细胞可用CaCl2溶液制备
D．过程④可利用DNA分子杂交鉴定目的基因是否已导入受体细胞
7．如图表示利用农杆菌转化法获得某种转基因植物的部分操作步骤。

以下说法错误的是()
A．利用含有四环素的培养基可将含Ⅱ的细菌筛选出来
B．Ⅲ是农杆菌，通过步骤③将目的基因导入植株
C．⑥可与多个核糖体结合，并可以同时翻译出多种蛋白质
D．①过程的完成需要限制酶和DNA连接酶的参与
8．用某人的胰岛素基因制成的DNA探针，能与之形成杂交分子的是()
①该人胰岛A细胞中的DNA②该人胰岛B细胞中的mRNA③该人胰岛A细胞中的mRNA④该人肝细胞中的DNA
A．①③④B．①②③
C．①②④D．②
9．下列有关基因工程技术的原理或实质的叙述，合理的有()
①基因诊断的基本原理是DNA分子杂交②基因治疗的原理是将正常基因导入病人体内，使该基因的表达产物发挥功能③DNA探针技术的原理是探针与样品中变性处理的DNA单链配对杂交④构建基因表达载体的实质是基因突变⑤PCR技术的实质是体外复制特定DNA片段的核酸合成技术
A．一项B．两项
C．三项D．四项
10．农杆菌中含有一个大型的Ti质粒(如右图所示)，在侵染植物细
胞的过程中，其中的T-DNA片段转入植物的基因组。

若想用基因工
程并通过农杆菌向某种植物中导入抗旱基因，以下分析不合理的是
()
A．若用Ti质粒作为抗旱基因的载体，目的基因的插入位置应该在T-DNA片段内，且要保证复制起始点和用于转移T-DNA的基因片段不被破坏
B．将重组Ti质粒导入农杆菌中时，可以用Ca2＋处理细菌
C．转基因抗旱植物培育是否成功的最简单检测方法是看该植物是否具有抗旱性状
D．若能够在植物细胞中检测到抗旱目的基因，则说明该基因工程项目获得成功
11．棉铃虫是一种危害棉花的害虫。

我国科学工作者发现了一种生活在棉铃虫消化道内的苏云金芽孢杆菌能分泌一种毒蛋白使棉铃虫致死，而这种毒蛋白对人畜无害。

通过基因工程方法，科学家采用花粉管通道法将毒蛋白基因转入棉花植株并成功表达，棉铃虫吃了这种转基因棉花的植株后就会死亡。

花粉管通道法是指：利用植物花粉萌发时形成的花粉管通道将毒蛋白基因送入胚囊，进而导入不具备细胞壁的合子或早期胚体细胞中，借助天然的种胚系统，形成含有目的基因的种胚。

请回答问题：
(1)下列所示的黏性末端是由________种限制酶作用产生的。

(2)利用花粉管通道法将毒蛋白基因导入棉花细胞，此过程是基因操作的基本步骤中的第三步，即________________________。

为减少获得目的基因的盲目性，在获得真核生物的目的基因时，应尽量采用____________________________________的方法。

(3)该目的基因在导入受体细胞前需要与载体结合，目前经常使用的载体有______________、______________________________和______________________。

(4)检测该目的基因是否表达的方法是_____________________________________________
________________________________________________________________________。

12．酵母菌的维生素、蛋白质含量高，可生产食品和药品等。

科学家将大麦细胞的LTP1基因导入啤酒酵母菌中，获得的啤酒酵母菌可产生LTP1蛋白，并酿出泡沫丰富的啤酒。

基本操作过程如图所示，请据图回答下列问题：
(1)该技术定向改变了酵母菌的性状，这种可遗传变异属于________________。

(2)从大麦细胞中可直接分离获得LTP1基因，还可采用__________方法获得目的基因。

本操作中为了将LTP1基因导入酵母菌细胞内，所用的载体是____________。

(3)要使载体与LTP1基因连接，首先应使用__________进行切割。

假如载体被切割后，得到的分子末端序列为AA TTCG，则能与该载体连接的LTP1基因分子末端是____________。

A．GCTTAA B．TAATTCC
C．CTTTAG D．AAATCT
(4)切割完成后，采用____________________酶将载体与LTP1基因连接，连接后得到的DNA 分子称为________________。

(5)此操作中可以分别用含有青霉素、四环素的两种选择培养基进行筛选，则有C进入的酵母菌在选择培养基上的生长情况是_______________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。

(6)除了看啤酒泡沫丰富与否外，还可用什么方法检测LTP1基因在啤酒酵母菌中是否表达？________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。

个性拓展
13．我国曾经发生过因“非典型性肺炎”而死亡的病例，经研究发现，该病是由SARS病毒(一种RNA病毒)感染所引起的疾病。

SARS病毒表面的S蛋白是主要的病毒抗原，在SARS 病人康复后的血清中有抗S蛋白的特异性抗体。

某研究小组为了研制预防SARS病毒的疫苗，开展了前期研究工作，其简要的操作流程如图：
请回答下列问题：
(1)实验步骤①所代表的反应过程是____________。

(2)步骤②构建重组表达载体A和重组表达载体B必须使用限制性核酸内切酶和____________酶，后者的作用是将用限制性核酸内切酶切割的__________________和________________连接起来。

(3)如果省略步骤②而将大量扩增的S蛋白基因直接导入大肠杆菌，一般情况下，不能得到表达的S蛋白，其原因是S蛋白基因在大肠杆菌中不能________________，也不能__________________________。

(4)为了检验步骤④所表达的S蛋白是否与病毒S蛋白有相同的免疫反应特性，可用__________________________与____________________进行抗原—抗体特异性反应实验，从而得出结论。

(5)步骤④和⑥的结果相比，原核细胞表达的S蛋白与真核细胞表达的S蛋白的氨基酸序列______________(填“相同”或“不同”)，根本原因是______________________________。

[答案]精析
1．C
2．B[将苏云金芽孢杆菌的抗虫基因导入棉花细胞中，通过DNA复制、转录、翻译合成特定的蛋白质，表现出特定的性状。

此题易错选C。

基因工程是一种技术手段，而不是生物学原理，抗虫棉的培育利用的是基因工程这一技术手段使基因发生重组。

]
3．D[基因工程常用的受体细胞有大肠杆菌、枯草杆菌、土壤农杆菌、酵母菌和动植物细胞等。

]
4．B[A、B、D三项分别是在复制、转录和翻译水平上检测基因工程是否成功，C项所述分子杂交方法是不存在的。

]
5．D[基因表达的产物是蛋白质，因此，只有在受体细胞中检测或提取到了相应蛋白质才能证明目的基因在受体细胞中完成了表达。

A、C项只能说明完成了目的基因的导入，B项只能说明完成了目的基因的导入和目的基因的转录过程。

]
6．B[A项，过程①是通过逆转录获取DNA，逆转录过程需要用到逆转录酶。

B项，过程②指的是从cDNA文库中获取目的基因，不需要利用PCR技术，也用不到解旋酶。

C项，过程③中使用的感受态细胞要用CaCl2溶液制备。

D项，过程④鉴定目的基因是否已经导入受体细胞，可以用标记的目的基因为探针来检测受体细胞中是否存在目的基因，即利用DNA 分子杂交鉴定。

]
7．C[⑥是一个mRNA分子，可与多个核糖体结合形成多聚核糖体，由于翻译的模板是同一个mRNA分子，故翻译出的是同一种蛋白质。

]
8．C[人的胰岛素基因存在于人的所有体细胞中，因此该人胰岛A细胞和肝细胞中均含有胰岛素基因，可与用胰岛素基因制成的DNA探针形成杂交分子。

该人胰岛B细胞中的mRNA 有一部分是由胰岛素基因转录形成的，也能与用胰岛素基因制成的DNA探针形成杂交分子。

] 9．D[①②③⑤四项均合理，而④错误，构建基因表达载体的实质是基因重组。

]
10．D[若用Ti质粒作为抗旱基因的载体，目的基因的插入位置应该在T-DNA片段内，且要保证复制起始点、终止点和用于转移T-DNA的基因片段不被破坏，否则不会成功；将重组Ti质粒导入农杆菌中时，可以用Ca2＋处理细菌，便于完成转化；转基因抗旱植物培育是否成功的最简单检测方法是看该植物是否具有抗旱性状；能够在植物细胞中检测到抗旱目的基因，并能成功表达出抗旱性状，则说明基因工程项目获得成功。

]
11．(1)4(2)将目的基因导入受体细胞人工合成目的基因(3)质粒λ噬菌体的衍生物动植物病毒
(4)让害虫吃棉花，观察害虫的生存状态
[解析]用同一种限制酶切出的黏性末端是相同的，图中四个黏性末端各不相同，故为四种限制酶切割而成；获得目的基因的方法有从原有的物种中分离(基因文库中提取)和人工合成目的基因，后者目的性强；载体最常用的是质粒，另外也可以用λ噬菌体的衍生物和动植物病毒等，目的基因是否表达可以在分子水平或个体水平上检测。

12．(1)基因重组(2)人工合成质粒(3)限制酶A(4)DNA连接重组DNA(重组质粒) (5)能在含有青霉素的培养基上存活，但不能在含有四环素的培养基上存活(6)检验转基因啤酒酵母菌能否产生LTP1蛋白
[解析]基因工程从变异角度分析应属于基因重组，获取目的基因可采用直接从物种中分离或人工合成等方法，常用的载体是质粒。

13．(1)反转录(2)DNA连接载体S蛋白基因
(3)复制合成S蛋白基因的mRNA(4)大肠杆菌中表达的S蛋白SARS康复病人血清(5)相同表达蛋白质所用的基因相同
[解析]在解答本题的过程中，应注意分析图中标注过程的含义。

①通过反转录法获得目的基因；②基因表达载体的构建；③将目的基因导入大肠杆菌(受体细胞)；④目的基因在大肠杆菌体内表达；⑤将目的基因导入动物细胞(受体细胞)；⑥目的基因在动物体内表达。

在完成此类习题时，应注意将图中所获得的信息与其他信息结合起来分析，可以大大减少错误。