課時驗收評價（五十三） 重點研究“基因工程操作中限制酶的選擇和PCR技術(shù)”1．為增強玉米抗旱性，研究者構(gòu)建含有某微生物抗旱基因E的重組質(zhì)粒，用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法轉(zhuǎn)入玉米幼胚組織細胞中，獲得抗旱的轉(zhuǎn)基因玉米。下列相關(guān)敘述不正確的是(　 )A．提取該微生物mRNA逆轉(zhuǎn)錄為cDNA，通過PCR可獲得大量目的基因B．將重組質(zhì)粒置于經(jīng)CaCl2處理的農(nóng)桿菌懸液中，可以獲得轉(zhuǎn)化的農(nóng)桿菌C．用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將E基因轉(zhuǎn)入玉米幼胚組織細胞需要嚴格進行無菌操作D．用E蛋白的抗體進行抗原—抗體雜交，可在個體水平檢測轉(zhuǎn)基因玉米的抗旱性狀解析：選D　用E蛋白的抗體進行抗原—抗體雜交，可在分子水平檢測轉(zhuǎn)基因玉米的抗旱性狀，D錯誤。2．如圖是三種限制酶的脫氧核苷酸識別序列和切割位點示意圖(↓表示切點)。下列相關(guān)分析錯誤的是(　 )A．這三種限制酶切割出的DNA片段末端都是黏性末端B．不同限制酶切割DNA所得的黏性末端可能相同C．能被限制酶3切割的DNA也能被限制酶1切割D．同一個DNA經(jīng)限制酶1和限制酶3分別切割后所得片段數(shù)一定相等解析：選D　能被限制酶3切割的DNA也能被限制酶1切割，但能被限制酶1切割的DNA不一定能被限制酶3切割，故同一個DNA經(jīng)限制酶1和限制酶3分別切割后所得片段數(shù)不一定相等，C正確，D錯誤。3．圖甲、乙中標注了相關(guān)限制酶的酶切位點。下列關(guān)于培育轉(zhuǎn)基因大腸桿菌的敘述錯誤的是(　 )A．若通過PCR獲取該目的基因，應(yīng)該選用引物甲和引物丙B．圖中質(zhì)粒和目的基因構(gòu)建表達載體，應(yīng)選用BclⅠ和HindⅢ剪切C．若將基因表達載體導入受體細胞中，可選用Ca2＋處理法D．在受體細胞中，氨芐青霉素抗性基因和目的基因可同時表達解析：選D　通過PCR獲取目的基因時，兩種引物分別和目的基因的兩條單鏈結(jié)合，并沿相反的方向合成子鏈，故選用引物甲和引物丙，A正確；由甲圖可知，選用BamHⅠ會破壞兩種抗性基因，結(jié)合乙圖可確定應(yīng)選擇BclⅠ和HindⅢ剪切，B正確；將目的基因?qū)氪竽c桿菌常采用Ca2＋處理法，C正確；構(gòu)建重組質(zhì)粒時目的基因插入氨芐青霉素抗性基因中，故氨芐青霉素抗性基因被破壞不能表達，D錯誤。4．限制酶的發(fā)現(xiàn)為DNA的切割和功能基因的獲得創(chuàng)造了條件。限制酶Sau3AⅠ、EcoRⅠ、BamHⅠ的識別序列及切割位點分別為↓GATC、G↓AATTC、C↓GATCC。含某目的基因的DNA片段如圖所示，若利用質(zhì)粒A(含限制酶Sau3AⅠ、EcoRⅠ、BamHⅠ的酶切位點各1個)構(gòu)建基因表達載體，為克服目的基因和質(zhì)粒A的自身環(huán)化以及目的基因與質(zhì)粒的任意連接等。下列對限制酶的選擇，正確的是(　 )A．用限制酶EcoRⅠ或BamHⅠ處理含某目的基因的DNA和質(zhì)粒AB．用限制酶Sau3AⅠ和BamHⅠ處理含某目的基因的DNA和質(zhì)粒AC．用限制酶Sau3AⅠ和EcoRⅠ處理含某目的基因的DNA和質(zhì)粒AD．用限制酶EcoRⅠ和BamHⅠ處理含某目的基因的DNA和質(zhì)粒A解析：選D　用限制酶Sau3AⅠ切割目的基因會破壞目的基因，質(zhì)粒含有限制酶EcoRⅠ、BamHⅠ的酶切位點，獲取目的基因也可以用限制酶EcoRⅠ、BamHⅠ進行切割，但為了防止目的基因或質(zhì)粒自身環(huán)化，需要使用不同種限制酶進行切割，則可以使用限制酶EcoRⅠ和BamHⅠ切割質(zhì)粒和目的基因。5．植株在干旱、低溫等逆境中，脫水素(具有一定抗干旱脅迫和耐冷凍能力的蛋白質(zhì))被誘導表達，脫水素基因編碼區(qū)共含678個堿基對?？茖W家利用如圖所示PBⅠ121質(zhì)粒，以及XbaⅠ和SacⅠ兩種限制酶，運用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法，將脫水素基因?qū)氩葺嚬苊缛~片細胞，再經(jīng)植物組織培養(yǎng)獲得脫水素基因過量表達的轉(zhuǎn)基因草莓植株。下列相關(guān)敘述錯誤的是(　 )A．重組質(zhì)粒利用SacⅠ和HindⅢ切割后能得到1 500 bp片段，則表明目的基因正確插入質(zhì)粒B．組織培養(yǎng)過程中，培養(yǎng)基需添加卡那霉素和新霉素以便篩選轉(zhuǎn)基因植株C．可以利用PCR技術(shù)鑒定目的基因是否整合到草莓染色體的DNA上D．轉(zhuǎn)基因草莓植株批量生產(chǎn)前需進行抗干旱、耐冷凍實驗解析：選B　根據(jù)分析可知，由于重組質(zhì)粒上移除1 900 bp而補充了脫水素基因的678個堿基對，加上未移除的822 bp，所以用SacⅠ和HindⅢ切割重組質(zhì)粒后，可得到822＋678＝1 500 bp的新片段，據(jù)此可確定目的基因正確插入了質(zhì)粒，A正確；題中提供的限制酶切割位點對卡那霉素抗性基因沒有影響，所以無論是否插入了目的基因，卡那霉素抗性基因都可以表達，起不到篩選轉(zhuǎn)基因植株的作用，B錯誤；PCR技術(shù)是進行DNA擴增的技術(shù)，需要一段引物來進行擴增，依照脫水素基因的核苷酸序列設(shè)計一段引物，若能進行擴增，說明轉(zhuǎn)入目的基因成功，C正確；植株批量生產(chǎn)前，需要在個體水平上進行抗干旱、耐冷凍實驗，以確保轉(zhuǎn)基因植物中的脫水素基因表達出了蛋白質(zhì)并發(fā)揮了作用，使植物表現(xiàn)為抗干旱、耐冷凍，D正確。6．研究表明，服用α­干擾素在慢性乙肝、丙肝及部分腫瘤的治療中有一定療效。人參是一種名貴藥材，具有較好的滋補作用。如圖為科研人員制備能合成干擾素的人參愈傷組織細胞的流程，①～④表示相關(guān)的操作。若限制酶EcoRⅠ識別，BamHⅠ識別。下列說法錯誤的是(　 )A．步驟①中，利用PCR技術(shù)擴增干擾素基因時，設(shè)計引物序列的主要依據(jù)是干擾素基因兩端的部分核苷酸序列B．在過程③中T­DNA整合到受體細胞的染色體DNA上C．科研人員在兩種引物的一端分別加上了GAATTC和GGATCC序列，目的是方便后續(xù)的剪切和連接D．過程④中，科研人員最終未能檢測出干擾素基因，其原因可能是干擾素基因未能導入人參愈傷組織細胞解析：選B　步驟①中，利用PCR技術(shù)擴增干擾素基因時，設(shè)計引物序列的主要依據(jù)是干擾素基因兩端的部分核苷酸序列，A正確；過程③是將重組質(zhì)粒導入根瘤農(nóng)桿菌，而在侵染人參愈傷組織細胞時，T­DNA整合到受體細胞的染色體DNA上，B錯誤；由于需要用EcoRⅠ、BamHⅠ兩種限制酶切割目的基因和質(zhì)粒，因此在兩種引物的一端分別加上了GAATTC和GGATCC序列，以便后續(xù)的剪切和連接，C正確；干擾素基因未能導入人參愈傷組織細胞或?qū)肴藚⒂鷤M織細胞的干擾素基因未能轉(zhuǎn)錄，均會導致不能檢測出干擾素基因，D正確。7．(2023·中山調(diào)研)人類胰島素基因位于第11號染色體上，長度為8 416 bp，人類胰島素的氨基酸序列已知?；卮鹣铝邢嚓P(guān)問題。(1)上圖是利用PCR技術(shù)獲取人胰島素基因的方法，除了此方法外，還可以利用的方法是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)利用PCR技術(shù)獲取人胰島素基因，在緩沖液中除了要添加模板和引物外，還需要添加的物質(zhì)有________________________________________________________________________。(3)經(jīng)過________輪循環(huán)可以得到所需的目的基因，一個DNA分子經(jīng)過5輪循環(huán)，需要引物A________個，從PCR的過程和DNA分子的特點，試著寫出設(shè)計引物需要注意的問題：________________________________________________________________________________________________________________________________________________(答出2點即可)。(4)利用SDS-凝膠電泳分離不同DNA分子，遷移速度與________________________________________________________________________等有關(guān)。(5)利用圖示方法獲取的目的基因，直接構(gòu)建基因表達載體后導入大腸桿菌，________(填“能”或“不能”)表達出人胰島素，理由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)(2)解析略。(3)題圖中引物A和引物B在DNA片段內(nèi)部，根據(jù)PCR的過程和DNA分子半保留復制的特點可知，前兩輪循環(huán)產(chǎn)生的4個DNA分子的兩條鏈均不等長，第三輪循環(huán)產(chǎn)生的DNA分子存在等長的兩條核苷酸鏈，即目的基因。其過程圖如下：第一輪：第二輪：由①得到的DNA分子如下：由②得到的DNA分子如下：第三輪：由①可得由②可得從理論上推測，一個DNA分子經(jīng)n次循環(huán)合成的DNA分子為2n個，脫氧核苷酸鏈數(shù)為2n＋1，新合成的脫氧核苷酸鏈數(shù)為2n＋1－2，而每合成一條脫氧核苷酸鏈需要一個引物，所以共需要消耗2n＋1－2個引物，即25＋1－2＝62(個)，其中引物A為31個。設(shè)計引物時需要注意以下幾點：引物自身及引物之間不能有互補序列，以防止自身或相互連接；引物長度適當?shù)取?4)(5)解析略。答案：(1)從基因文庫獲取或人工合成　(2)四種脫氧核苷酸和耐高溫的DNA聚合酶　(3)3　31　引物自身不能有互補序列；引物之間不能有互補序列(4)凝膠的濃度、DNA分子的大小和構(gòu)象　(5)不能　因為此方法獲得的目的基因中含有內(nèi)含子，大腸桿菌無法正常識別內(nèi)含子，而對內(nèi)含子部分轉(zhuǎn)錄的mRNA進行翻譯，導致合成的蛋白質(zhì)出現(xiàn)錯誤 

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