2019-2020学年高中生物课时作业二基因工程的实施过程含解析苏教版选修3

课时分层作业（二）
（建议用时：45分钟）
［基础达标练］
1.下列关于基因表达载体导入微生物细胞的叙述中，不正确的是（）
A. 常用原核生物作为受体细胞，是因为原核生物繁殖快，且多为单细胞，遗传物质相对较少
B. 受体细胞所处的一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态称为感受态
C. 感受态细胞吸收DNA分子需要适宜的温度和酸碱度
D. 感受态细胞吸收重组表达载体DNA分子的液体只要调节为适宜的pH即可，没必要用
缓冲液
【解析】将基因表达载体导入微生物细胞时，需在一定条件（如适宜的温度、pH等）下, 将基因表达载体和感受态的微生物细胞混合培养，在培养过程中，可能会影响pH的变化，因
此要加入缓冲液，以保持适宜的pH=
【答案】D
2 •在用基因工程技术构建抗除草剂的转基因烟草过程中，下列操作错误的是（）
A. 用限制性核酸内切酶切割烟草花叶病毒的核酸
B. 用DNA连接酶连接经切割的抗除草剂基因和载体
C. 将重组DNA分子导入烟草原生质体
D. 用含除草剂的培养基筛选转基因烟草细胞
【解析】限制酶一般只切断DNA分子双链，而烟草花叶病毒是RNA病毒，DNA连接酶是连接目的基因和运载体，将重组DNA分子导入烟草原生质体是利用农杆菌转化法，根据能
在含除草剂的培养基上能生长的是转基因烟草细胞，所以选Ao
【答案】A
3 •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。

下列各项中能说明目的
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
【解析】基因的表达即控制蛋白质的合成，只有合成了相应的蛋白质才能证明目的基
因完成了在受体细胞中的表达。

【答案】D
4 .下列有关基因工程技术的正确叙述是（）
A. 重组DNA技术所用的工具酶是限制性核酸内切酶、连接酶、载体
B. 为育成抗除草剂的作物新品种，导入抗除草剂基因时只能以受精卵为受体细胞
C. 选用细菌作为重组质粒的受体细胞是因为细菌繁殖快
D. 只要目的基因进入了受体细胞就能成功表达
【解析】A项中的载体不是酶；B项中的受体细胞常用受精卵，但有时也可用植物体细
胞；D项中，目的基因进入受体细胞并不一定能成功表达。

【答案】C
5 .下列获取目的基因的方法中需要模板链的是（）
①从基因文库中获取目的基因
②利用PCF技术扩增目的基因
③逆转录法
④通过DNA合成仪利用化学方法人工合成
A. ①②③④
B.①②③
C.②③④
D.②③
【解析】PCR利用的是DNA双链复制原理，即将双链DNA之间的氢键打开，变成单链DNA作为聚合反应的模板。

逆转录法则是以目的基因转录成的mRNA为模板，在逆转录酶的
作用下，先逆转录形成互补的单链DNA再合成双链的DNA①④则均不需要模板。

【答案】D
6 .关于基因工程，下列说法正确的是（）
A. 基因工程的设计和施工都是在细胞水平上进行的
B. 质粒是基因工程中唯一的运载体
C. 基因工程的核心是将重组DNA分子导入受体细胞中
D. 运载体必须具备的条件之一是：具有一个至多个限制酶切点，以便与外源基因连接
【解析】基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，A错误；运载体常用的是
质粒，其次还可以用入噬菌体的衍生物、动植物病毒，B错误；基因表达载体的构建是基因工程的核心步骤，C错误；作为运载体应该具备一个至多个限制酶切点，以便与外源基因连接,
D正确。

【答案】D
7 •下图表示基因工程中获取水稻某目的基因的不同方法。

下列相关叙述中正确的是
方医R
核TT槪，側爭
” ,I,.
①
A. 三种方法都需酶并均在体外进行
B. ①②③碱基对的排列顺序均相同
C. 三种方法均属人工合成法
D. 方法a不遵循中心法则
【解析】这三种方法都是在体外进行的，且都用到酶（方法a需要逆转录酶和DNA聚合酶、方法b需要限制酶、方法c需要DNA聚合酶），A正确；方法a得到的目的基因不含有内含子，方法c得到的目的基因的碱基序列可能有多种，因此①②③碱基对的排列顺序不都相同，B错误；图示a 和c属于人工合成法，而b是从供体细胞的DNA中直接分离基因的方法，C错误；方法a遵循碱基互补配对原则，D错误。

【答案】A
8. 下列有关人胰岛素基因表达载体的叙述，正确的是（）
A. 表达载体中的胰岛素基因可通过人肝细胞
mRNA反转录获得
B. 表达载体的复制和胰岛素基因的表达均启动于复制原（起）点
C. 借助抗生素抗性基因可将含胰岛素基因的受体细胞筛选出来
D. 启动子和终止密码子均在胰岛素基因的转录中起作用
【解析】A项，胰岛素基因只能在胰岛B细胞中表达，不能在肝细胞中表达，因而不
能通过人体肝细胞mRNA反转录获得。

B项，复制原点是表达载体复制的起点，胰岛素基因表达的起点是启动子。

C项，基因表达载体中一般以抗生素抗性基因为标记基因，因此可借助抗生素抗性基因将含有胰岛素基因的受体细胞筛选出来。

D项，终止密码子是翻译终止的信号，
不是转录终止的信号。

【答案】C
9. （多选）小鼠杂交瘤细胞表达的单克隆抗体用于人体试验时易引起过敏反应，为了克服
这个缺陷，可选择性扩增抗体的可变区基因（目的基因）后再重组表达。

下列相关叙述正确的
是（）
A. 设计扩增目的基因的引物时不必考虑表达载体的序列
B. 用PCR方法扩增目的基因时不必知道基因的全部序列
C. PCR体系中一定要添加从受体细胞中提取的
DNA聚合酶
D. —定要根据目的基因编码产物的特性选择合适的受体细胞
【解析】设计引物时应当考虑由此扩增的目的基因与载体两端的序列进行互补配对；
PCR体系中应用耐高温的DNA聚合酶，而不是从受体细胞中提取的普通DNA聚合酶。

【答案】BD
10 . （2018 •全国卷I ）回答下列问题：
（1）______________________________________ 博耶（H.Boyer）和科恩（S.Cohen）将非洲爪蟾核糖体蛋白基因与质粒重组后导入大肠杆菌细胞中进行了表达。

该研究除证明了质粒可以作为载体外，还证明了__________________________________ （答出两点即可）。

（2）___________________________________ 体外重组的质粒可通过CeT参与的方法导入大肠杆菌细胞；而体外重组的噬
菌体DNA通常需与 ________ 组装成完整噬菌体后，才能通过侵染的方法将重组的噬菌体DNA 导入宿主细胞。

在细菌、心肌细胞、叶肉细胞中，可作为重组噬菌体宿主细胞的是________ 。

（3）真核生物基因（目的基因）在大肠杆菌细胞内表达时，表达出的蛋白质可能会被降解。

为防止蛋白质被降解，在实验中应选用____________________ 的大肠杆菌作为受体细胞，在蛋白质纯
化的过程中应添加 _________ 的抑制剂。

【解析】（1）将非洲爪蟾核糖体蛋白基因与质粒重组后导入大肠杆菌细胞中进行了表
达，说明体外重组的质粒可以进入受体细胞；真核生物基因可在原核细胞中表达。

（2）噬菌体属于细菌病毒，宿主细胞只能是细菌，所以在细菌、心肌细胞、叶肉细胞中，可作为重组噬菌体宿主细胞的是细菌。

（3）真核生物基因（目的基因）在大肠杆菌细胞内表达时，表达出的蛋白质可能会被降解，为防止蛋白质被降解，选择的大肠杆菌体内应该没有可以降解蛋白质的酶，所以选择蛋白酶缺陷型的大肠杆菌作为受体细胞，在蛋白质纯化的过程中应添加蛋白酶的抑制剂。

【答案】（1）体外重组的质粒可以进入受体细胞；真核生物基因可在原核细胞中表达
（2）转化外壳蛋白（或答噬菌体蛋白）细菌
（3）蛋白酶缺陷型蛋白酶
［能力提升练］
11 •采用基因工程技术将人凝血因子基因导入山羊受精卵，培育出了转基因羊。

但是，
人凝血因子只存在于该转基因羊的乳汁中。

以下有关叙述，正确的是（）
A. 人体细胞中凝血因子基因编码区的碱基对数目，等于凝血因子氨基酸数目的3倍
B. 可用显微注射技术将含有人凝血因子基因的重组DNA分子导入羊的受精卵中
C. 在该转基因羊中，人凝血因子基因存在于乳腺细胞，而不存在于其他体细胞中
D. 人凝血因子基因开始转录后，DNA连接酶以DNA分子的一条链为模板合成mRNA
【解析】人体细胞是真核细胞，其基因中含有内含子，其碱基对数大于氨基酸数的三
倍；山羊的受精卵中导入人凝血因子基因，长成的山羊每个体细胞中都含有这种基因；DNA连
接酶是把两条DNA链末端之间的缝隙“缝合”起来，而不是参与转录。

基因工程外源基因的导入多采用人工的方法，使体外重组的DNA分子转移到受体细胞，在本题中可采用显微注射
法。

【答案】B
12 .人们试图利用基因工程的方法，用乙种生物生产甲种生物的一种蛋白质。

生产流程
① ② ③ ④
是：甲生物的蛋白质T mRN—―一目的基因一②-与质粒DNA重组一―一导入乙细胞一④一获得甲生物的蛋白质，下列说法正确的是（）
A. ①过程需要的酶是逆转录酶，原料是A U G C
B. ②要用限制性核酸内切酶切断质粒DNA再用DNA连接酶将目的基因与质粒连接在
C. 如果受体细胞是细菌，可以选用枯草杆菌、炭疽杆菌等
D. ④过程中用的原料不含有A、U G C
【解析】①过程是逆转录，利用逆转录酶合成DNA片段，所需要的原料含有A T、G
C;②是目的基因与质粒DNA重组阶段，需要用限制性核酸内切酶切断质粒DNA再用DNA连
接酶将目的基因与质粒连接在一起；③如果受体细胞是细菌，则不应该用致病菌，而炭疽杆菌是致病菌；④过程是基因的表达过程，原料中含有A、U、G Co
【答案】B
13.（双选）利用基因工程技术生产羧酸酯酶（CarE）制剂的流程如下图所示，下列叙述正确的是（）
障解马拉就晞理可_|『arF.制利H工程菌白丈髓存面片
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NaCI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
【解析】①过程是逆转录过程，需要逆转录酶催化；从cDNA文库中获取所需要的目的
基因，根据基因的核苷酸序列、基因的功能、基因在染色体上的位置或基因翻译产物蛋白质等特性来获取，不需要用解旋酶，也不需要PCR用CaCl2溶液处理大肠杆菌，可使其成为感
受态细胞；鉴别目的基因是否导入受体细胞可利用DNA分子杂交技术。

【答案】AD
14 •如图是从酵母菌获取某植物需要的某种酶基因的流程，结合所学知识及相关信息回
答下列问题：
- ]
穆丽心區|而^电吩库盏剛錨制血册II
（1） __________________ 图中cDNA文库基因组文库（填“大于” “等于”或“小于”）。

（2） _________________________ ①过程提取的DNA需要____ 的切割，B过程是o
⑶为在短时间内大量获得目的基因，可用____________ 扩增的方法。

目的基因获取之后，需要进行 ____________ ，其组成必须有____________________________以及标记基因等，此步骤是基因工程的核心。

（4）将该目的基因导入某双子叶植物细胞，常采用的方法是__________________ ,其能否在此植物体内稳定遗传可以用 _________ 技术进行检测。

【解析】（1）cDNA文库小于基因组文库。

（2）提取目的基因需要限制酶，逆转录法获得目的基因需要逆转录酶。

（3）短时间内大量获得目的基因，可用PCR技术扩增的方法。

基因表达载体的组成必须有目的基因、标记基因、启动子和终止子，基因表达载体的构建是基因工
程的核心。

（4）将目的基因导入某双子叶植物细胞常采用的方法是农杆菌转化法，目的基因只 有整合到植物细胞的染色体上才能在植物体内稳定遗传，可通过 DNA 分子杂交的方法对目的
基因是否整合到染色体上进行检测。

【答案】 （1）小于（2）限制酶 反转录（或逆转录）（3）PCR 技术 基因表达载体的构 建启
动子、终止子、目的基因
（4）农杆菌转化法 DNA 分子杂交
15 •科研人员研究发现，一种植物激素一一油菜素内酯能促进农药在植物体内的降解和 代谢。

研究人员发现，用油菜素内酚处理后，许多参与农药降解的基因
（如P450）的表达和酶
活性都得到提高，在这些基因的“指导”下合成的蛋白酶能把农药逐渐转化为水溶性物质或 低毒无毒物质，有的则被直接排出体外。

某课题组进一步进行了如下图所示的实验操作，请 据图回答：
（1）获得油菜素内酯基因的方法有
①步用PCR 技术扩增基因时用到的耐高温的酶通常是指
（2） _____________________________ 图中导入重组质粒的方法是 _ 。

在导入之前应用 处理。

（3） _____________________________________________________________ 导入重组质粒以后，往往还需要进行检测和筛选，可用 __________________________________________ 制成探针， 检测是否导入了重组基因；在培养基中加入 ____________ 可将含有目的基因的细胞筛选出来。

（4） __________________________________________ 请你为该课题命名： 。

【解析】 进行基因工程操作时，首先要获取目的基因，其方法有多种：从基因文库中
获取、人工合成或 PCR 合成等。

在构建基因表达载体的过程中，用到的工具酶有限制酶和
DNA
连接酶。

图中的受体细胞是细菌，故可用转化法导入表达载体，导入后，需检测和筛选。

从 图中可以看出，最终是通过对照实验来检测转基因细菌对土壤中残留农药的分解能力。

【答案】 （1）从基因文库中获取 人工合成或PCR 合成 耐热的DNA 聚合酶（或TaqDNA
聚合酶）限制酶和DNA 连接酶
（2） 转化法氯化钙溶液 （3）
红霉素抗性基因 红霉素
（4） 油菜素内酯能否促进土壤中农药的分解
前土瞩
（举两种即可）。

第 。

步骤②用到的酶有
电组质削
的土填 样品
鮭在 平粧上。