人教版 (2019)選擇性必修3第3章基因工程第2節(jié) 基因工程的基本操作程序優(yōu)秀課后作業(yè)題-試卷下載-教習(xí)網(wǎng)

單選題
1．基因工程的正確操作步驟是（）
①使目的基因與載體相結(jié)合 ②將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞③驗證目的基因的表達(dá)是否符合特定性狀要求④提取目的基因
A．③②④①B．②④①③
C．④①②③D．③④①②
【答案】C
【分析】基因工程又叫DNA重組技術(shù)，是指按照人們的意愿，進(jìn)行嚴(yán)格的設(shè)計，并通過體外DNA重組和轉(zhuǎn)基因等技術(shù)，賦予生物以新的遺傳特性，從而創(chuàng)造出更符合人們需要的新的生物類型和生物產(chǎn)品。據(jù)此答題。
【詳解】基因工程的基本操作步驟主要包括四步：（1）目的基因的獲取，即④提取目的基因；（2）基因表達(dá)載體的構(gòu)建，即①使目的基因與運載體結(jié)合；（3）將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞，即②；（4）目的基因的檢測與表達(dá)，即③檢測目的基因的表達(dá)是否符合特定性狀要求。
故選C。
2．下列有關(guān)基因工程的敘述正確的是（）
A．大腸桿菌質(zhì)粒上具有控制質(zhì)粒DNA轉(zhuǎn)移的基因
B．基因工程基本原理是讓目的基因在宿主細(xì)胞中穩(wěn)定存在和高效復(fù)制
C．用氯化鈣處理植物細(xì)胞，可增加細(xì)胞壁的通透性
D．將乙肝抗原導(dǎo)入酵母菌可以獲得能生產(chǎn)乙肝疫苗的工程菌
【答案】A
【分析】基因工程技術(shù)的基本步驟：（1）目的基因的獲取：方法有從基因文庫中獲取、利用PCR技術(shù)擴(kuò)增和人工合成。（2）基因表達(dá)載體的構(gòu)建：是基因工程的核心步驟，基因表達(dá)載體包括目的基因、啟動子、終止子和標(biāo)記基因等。（3）將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞：根據(jù)受體細(xì)胞不同，導(dǎo)入的方法也不一樣。（4）目的基因的檢測與鑒定。
【詳解】A、質(zhì)粒通常具有控制質(zhì)粒DNA轉(zhuǎn)移的基因，即T_DNA（可轉(zhuǎn)移DNA），A正確；
B、基因工程的基本原理是基因重組，B錯誤；
C、用氯化鈣處理微生物細(xì)胞，可增加細(xì)胞壁的通透性，C錯誤；
D、將控制乙肝抗原表達(dá)的基因?qū)虢湍妇梢垣@得能生產(chǎn)乙肝疫苗的工程菌，D錯誤。
故選A。
3．在檢測抗蟲棉培育是否成功的方法中，不屬于分子水平檢測的是（）
A．觀察害蟲吃棉葉后是否死亡
B．檢測目的基因片段與DNA探針能否形成雜交帶
C．檢測目的基因轉(zhuǎn)錄形成的mRNA與DNA探針能否形成雜交帶
D．檢測目的基因表達(dá)產(chǎn)物能否與特定抗體形成雜交帶
【答案】A
【解析】目的基因的檢測與鑒定：（1）分子水平上的檢測：①檢測轉(zhuǎn)基因生物染色體的DNA是否插入目的基因--DNA分子雜交技術(shù)；②檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA--分子雜交技術(shù)；③檢測目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)--抗原-抗體雜交技術(shù)。（2）個體水平上的鑒定：抗蟲鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等。
【詳解】A、通過觀察害蟲吃棉葉是否死亡，屬于個體水平上的鑒定，A符合題意；
B、檢測目的基因片段與DNA探針能否形成雜交帶，采用的是DNA分子雜交技術(shù)，屬于分子水平上的檢測，B不符合題意；
C、檢測目的基因轉(zhuǎn)錄形成的mRNA與DNA探針能否形成雜交帶，采用的是分子雜交技術(shù)，屬于分子水平上的檢測，C不符合題意；
D、檢測目的基因表達(dá)產(chǎn)物蛋白質(zhì)能否與特定抗體形成雜交帶，采用的是抗原-抗體雜交技術(shù)，屬于分子水平上的檢測，D不符合題意。
故選A。
4．利用基因工程技術(shù)生產(chǎn)羧酸酯酶（CarE）制劑的流程如圖所示，下列敘述正確的是（）
A．過程①所需的逆轉(zhuǎn)錄酶可取自于抗農(nóng)藥馬拉硫磷小菜蛾的任一細(xì)胞
B．過程②利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因需使用耐高溫的解旋酶和引物對
C．工程菌是用基因工程的方法，使外源基因得到高效表達(dá)的菌類細(xì)胞株系
D．過程④可利用抗原一抗體雜交技術(shù)鑒定目的基因是否已導(dǎo)入受體細(xì)胞
【答案】C
【分析】分析題圖：圖中過程①表示通過逆轉(zhuǎn)錄法合成相應(yīng)的DNA；過程②表示利用PCR技術(shù)對目的基因進(jìn)行擴(kuò)增；過程③表示將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞；過程④表示通過篩選獲得工程菌。
【詳解】A、過程①表示通過逆轉(zhuǎn)錄法合成目的基因，該過程需要逆轉(zhuǎn)錄酶，但逆轉(zhuǎn)錄酶不是抗農(nóng)藥馬拉硫磷小菜蛾提供的，A錯誤；
B、過程②表示利用PCR技術(shù)對目的基因進(jìn)行擴(kuò)增，該過程中解旋是通過高溫斷開堿基對之間的氫鍵實現(xiàn)的，不需要利用解旋酶，B錯誤；
C、工程菌是用基因工程的方法，使外源基因(羧酸酯酶基因)得到高效表達(dá)的菌類細(xì)胞株系，C正確；
D、過程④可利用DNA分子雜交技術(shù)鑒定目的基因是否已導(dǎo)入受體細(xì)胞，D錯誤。
故選C。
5．植物基因工程可以改造農(nóng)作物性狀，使農(nóng)作物變得更加高產(chǎn)。如圖是培育良種水稻的有關(guān)原理和步驟，有關(guān)敘述錯誤的是（）
A．圖中表達(dá)載體中的T-DNA插入外源基因后將失去作用
B．圖中②過程需要在無菌環(huán)境下用Ca2+處理土壤農(nóng)桿菌
C．需要用除草劑檢測轉(zhuǎn)基因植株是否具有抗除草劑性狀
D．該過程需要用到固體和液體培養(yǎng)基
【答案】A
【分析】1、基因表達(dá)載體包括目的基因、標(biāo)記基因、啟動子和終止子。標(biāo)記基因的作用是為了鑒別受體細(xì)胞中是否含有目的基因，從而將含有目的基因的細(xì)胞篩選出來。
2、將目的基因?qū)胛⑸矬w內(nèi)，常采用的方法是用一定濃度CaCl2溶液處理微生物，提高細(xì)胞攝取外源治理DNA的能力，該方法為感受態(tài)細(xì)胞法。
3、圖中①代表構(gòu)建基因表達(dá)載體，②代表將含有目的基因的Ti質(zhì)粒轉(zhuǎn)入農(nóng)桿菌，③代表用農(nóng)桿菌侵染植物愈傷組織細(xì)胞，④代表再分化，⑤代表植物生長發(fā)育為植株的過程。
【詳解】A、T-DNA可將T-DNA之間的DNA序列轉(zhuǎn)移并整合至受體細(xì)胞的染色體DNA上，使目的基因能夠穩(wěn)定遺傳，故T-DNA插入外源基因后不會失去作用，A錯誤；
B、用Ca2+處理農(nóng)桿菌，使農(nóng)桿菌處于感受態(tài)，利于農(nóng)桿菌吸收目的基因完成轉(zhuǎn)化過程，故圖中②將載體導(dǎo)入農(nóng)桿菌過程需要在無菌環(huán)境下用Ca2+處理土壤農(nóng)桿菌，B正確；
C、為從個體水平上檢測圖中植株是否具有抗除草劑性狀，可采用的方法是用相應(yīng)除草劑噴灑待測植株，C正確；
D、篩選含重組質(zhì)粒的農(nóng)桿菌時用的是固體培養(yǎng)基，擴(kuò)大培養(yǎng)時應(yīng)該用液體培養(yǎng)基，故該過程需要用到固體和液體培養(yǎng)基，D正確。
故選A。
【點睛】
6．科學(xué)家將蘇云金桿菌中的Bt抗蟲蛋白基因（抗蟲基因）導(dǎo)入棉花的愈傷組織細(xì)胞，鑒定后，將含抗蟲基因的受體細(xì)胞組織培養(yǎng)獲得棉花植株。經(jīng)棉鈴蟲飼喂實驗，發(fā)現(xiàn)棉花植株并無抗蟲性狀，科學(xué)家提取棉花葉片細(xì)胞中的有關(guān)成分進(jìn)行了如下操作，下列分析錯誤的是（）
A．提取細(xì)胞中的蛋白質(zhì)，采用抗原—抗體雜交技術(shù)進(jìn)行檢測，若檢測到細(xì)胞中無Bt抗蟲蛋白，則說明抗蟲基因不能表達(dá)
B．若經(jīng)A檢測確定細(xì)胞中無Bt抗蟲蛋白，可采用核酸分子雜交技術(shù)檢測細(xì)胞中的RNA，若測到Bt抗蟲蛋白的mRNA，則說明抗蟲基因能正常轉(zhuǎn)錄和翻譯
C．若經(jīng)B檢測確定細(xì)胞中無Bt抗蟲蛋白的mRNA，可采用核酸分子雜交技術(shù)檢測細(xì)胞中的DNA，若能檢測到抗蟲基因，則可能是抗蟲基因反向插入載體DNA分子中或抗蟲基因不能正常轉(zhuǎn)錄
D．若經(jīng)C檢測確定細(xì)胞中無抗蟲基因，則可能只是載體DNA分子導(dǎo)入受體細(xì)胞
【答案】B
【分析】目的基因的檢測與鑒定：
（1）分子水平上的檢測：
①檢測轉(zhuǎn)基因生物染色體的DNA是否插入目的基因：DNA分子雜交技術(shù)；
②檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA：分子雜交技術(shù)；
③檢測目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)：抗原-抗體雜交技術(shù)。
（2）個體水平上的鑒定：抗蟲鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等。
【詳解】A、提取細(xì)胞中的蛋白質(zhì)，采用抗原-抗體分子雜交技術(shù)進(jìn)行檢測，若能檢測到無Bt抗蟲蛋白，說明抗蟲基因不表達(dá)，從而導(dǎo)致無抗蟲性，A正確；
B、若經(jīng)A檢測確定細(xì)胞中無Bt抗蟲蛋白，可采用核酸分子雜交技術(shù)檢測細(xì)胞中的RNA，若能檢測到Bt抗蟲蛋白的mRNA，則可能是抗蟲基因能轉(zhuǎn)錄，但不能正常翻譯出蛋白質(zhì)，B錯誤；
C、若經(jīng)B檢測確定細(xì)胞中無Bt抗蟲蛋白的mRNA，可采用核酸分子雜交技術(shù)檢測細(xì)胞中的DNA，若能檢測到抗蟲基因，則可能是抗蟲基因反向插入載體DNA分子中，導(dǎo)致其不能正常轉(zhuǎn)錄，從而不能合成Bt抗蟲蛋白，C正確；
D、若經(jīng)C檢測確定細(xì)胞中無抗蟲基因，則可能只是載體DNA分子導(dǎo)入受體細(xì)胞，導(dǎo)入部分無目的基因，從而不能合成Bt抗蟲蛋白，D正確。
故選B。
7．下列關(guān)于基因工程相關(guān)敘述正確的是（）
A．基因工程需要三種工具酶
B．標(biāo)記基因就是抗生素的抗性基因
C．PCR的反應(yīng)過程依次為變性、延伸、復(fù)性
D．構(gòu)建基因表達(dá)載體的方法不是千篇一律的
【答案】D
【分析】基因工程的工具：（1）限制酶：能夠識別雙鏈DNA分子的某種特定核苷酸序列，并且使每一條鏈中特定部位的兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷裂。（2）DNA連接酶：連接的是兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵。（3）常用的載體：質(zhì)粒、噬菌體的衍生物、動植物病毒。
【詳解】A、基因工程需要三種工具（限制酶、DNA連接酶和載體），其中只有兩種是酶（限制酶、DNA連接酶），A錯誤；
B、標(biāo)記基因可以是抗生素的抗性基因，也可以是熒光標(biāo)記基因等，B錯誤；
C、PCR的反應(yīng)過程依次為變性、復(fù)性、延伸，C錯誤；
D、將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞前需要構(gòu)建基因表達(dá)載體，而構(gòu)建基因表達(dá)載體的方法不是千篇一律的，需要特定的限制酶和連接酶，D正確。
故選D。
8．綠葉海天牛（簡稱甲）吸食濱海無隔藻（簡稱乙）后，身體就逐漸變綠，這些 “奪來”的葉綠體能夠在甲體內(nèi)長期穩(wěn)定存在，有科學(xué)家推測其原因是在甲的染色體 DNA 上可能存在乙編碼葉綠體部分蛋白的核基因。為證實上述推測，以這種變綠的甲為材料進(jìn)行實驗，方法和結(jié)果最能支持上述推測的是（）
A．通過 PCR 技術(shù)能從甲消化道內(nèi)獲得的 DNA 中克隆出屬于乙的編碼葉綠體蛋白的核基因
B．通過核酸分子雜交技術(shù)，在甲體內(nèi)檢測到乙的編碼葉綠體蛋白的核基因轉(zhuǎn)錄出的 RNA
C．給甲提供 14CO2，一段時間后檢測到其體內(nèi)的部分有機(jī)物出現(xiàn)放射性
D．用乙編碼葉綠體蛋白的核基因做探針與甲的染色體 DNA 雜交，結(jié)果顯示出雜交帶
【答案】D
【分析】目的基因的檢測與鑒定
1、分子水平上的檢測：
①檢測轉(zhuǎn)基因生物染色體的DNA是否插入目的基因：DNA分子雜交技術(shù)。
②檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA：RNA分子雜交技術(shù)。
③檢測目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)：抗原—抗體雜交技術(shù)。
2、個體水平上的鑒定：抗蟲鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等。
【詳解】A、通過PCR技術(shù)從甲體內(nèi)的DNA中克隆出屬于乙的編碼葉綠體蛋白的核基因，這只能說明甲體內(nèi)含有乙的編碼葉綠體蛋白的核基因，但不能說明甲的染色體DNA上存在乙編碼葉綠體部分蛋白的核基因，A錯誤；
B、通過核酸分子雜交技術(shù)，在甲體內(nèi)檢測到乙的編碼葉綠體蛋白的核基因轉(zhuǎn)錄出的RNA，這只能說明甲體內(nèi)含有乙的編碼葉綠體蛋白的核基因，但不能說明甲的染色體DNA上存在乙編碼葉綠體部分蛋白的核基因，B錯誤；
C、給甲提供14CO2，一段時間后檢測到其體內(nèi)的部分有機(jī)物出現(xiàn)放射性，這說明甲中含有葉綠體，但不能說明的染色體DNA上存在乙編碼葉綠體部分蛋白的核基因，C錯誤；
D、用乙編碼葉綠體蛋白的核基因做探針與甲的染色體DNA雜交，結(jié)果顯示出雜交帶，這說明甲的染色體DNA上存在乙編碼葉綠體部分蛋白的核基因，D正確。
故選D。
9．EPO是人體腎臟分泌的一種肽類激素，能使骨髓生成紅細(xì)胞的量增加，提高血紅蛋白含量，增加血液攜氧、供氧能力，是臨床上一種治療腎性貧血的藥物。下圖是采用中國倉鼠卵巢細(xì)胞表達(dá)系統(tǒng)來生產(chǎn)EPO的過程。下列相關(guān)敘述錯誤的是（）
A．在③之前，可以對精子用含有Ca2+載體的獲能液處理，使其獲得受精的能量
B．在③過程，精子需要依次穿越卵母細(xì)胞的透明帶和卵細(xì)胞膜
C．在⑥之前，需要割取囊胚的部分滋養(yǎng)層細(xì)胞做DNA分析，鑒定性別
D．甲乙丙丁是同一物種，但只有丁獲得了人類的EPO基因
【答案】A
【分析】圖中①表示卵母細(xì)胞的采集和培養(yǎng)，②為精子的采集和獲能，③為體外受精，④為目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞，⑤為胚胎的早期培養(yǎng)，⑥為胚胎移植，⑦為轉(zhuǎn)EPO基因倉鼠的生長發(fā)育過程，⑧為檢測目的基因EPO是否表達(dá)出EPO活性成分。
【詳解】A、對于倉鼠而言，應(yīng)采用培養(yǎng)法，即將精子放于人工配制的獲能液中，培養(yǎng)一段時間后，精子就可獲能；對于牛、羊等家畜的精子而言，可將精子放在含有Ca2+載體的獲能液處理，但不是使其獲得受精的能量，A錯誤；
B、③為體外受精，受精時，精子需要依次穿越卵母細(xì)胞的透明帶和卵細(xì)胞膜，B正確；
C、根據(jù)題意“采用中國倉鼠卵巢細(xì)胞表達(dá)系統(tǒng)來生產(chǎn)EPO的過程”，⑥為胚胎移植，在此之前需要割取囊胚的部分滋養(yǎng)層細(xì)胞做DNA分析，鑒定性別，C正確；
D、由圖示可知，甲乙丙丁仍是同一物種，但只有丁通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)獲得了人類的EPO基因，D正確。
故選A。
10．如圖表示應(yīng)用生物工程技術(shù)培育生物新品種的過程，請據(jù)圖判斷下列敘述中正確的是（）
A．圖中③過程中需要用抗原——抗體雜交技術(shù)檢測生長激素的基因是否轉(zhuǎn)錄
B．圖中⑤過程需要的培養(yǎng)基中一般含有植物激素和各種營養(yǎng)物質(zhì)
C．將PrG導(dǎo)入細(xì)胞Ⅱ，經(jīng)檢測篩選得到Ⅲ，則Ⅲ的特點是特異性強，靈敏度高
D．圖中生產(chǎn)單克隆抗體的過程中涉及的生物技術(shù)有動物細(xì)胞融合和動物細(xì)胞培養(yǎng)
【答案】B
【分析】根據(jù)題意和圖示分析可知：圖中①表示基因表達(dá)載體的構(gòu)建，②表示利用顯微注射法將目的基因?qū)雱游锛?xì)胞的受精卵中，③表示早期胚胎發(fā)育和胚胎移植，④表示將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞， ⑤表示植物組織培養(yǎng)技術(shù)。
【詳解】A、圖中③過程中需要用分子雜交技術(shù)檢測生長激素的基因是否轉(zhuǎn)錄，A錯誤；
B、⑤表示采用植物組織培養(yǎng)技術(shù)將轉(zhuǎn)基因植物細(xì)胞培育成轉(zhuǎn)基因植株，該過程需要的培養(yǎng)基中一定含有植物激素和各種營養(yǎng)物質(zhì)，B正確；
C、將PrG導(dǎo)入到細(xì)胞Ⅱ形成的重組細(xì)胞經(jīng)檢測篩選得到Ⅲ，體外培養(yǎng)能產(chǎn)生單克隆抗體，則Ⅲ是效應(yīng)B細(xì)胞，能產(chǎn)生抗體，而特異性強，靈敏度高是單克隆抗體的特點，C錯誤；
D、圖中生產(chǎn)單克隆抗體的過程中涉及的生物技術(shù)有動物細(xì)胞培養(yǎng)、基因工程技術(shù)，D錯誤。
故選B。
11．如圖為利用基因工程培育抗蟲植物的示意圖。以下相關(guān)敘述，正確的是（）
A．圖示②→③是基因工程的核心步驟
B．③侵染植物細(xì)胞后，重組Ti質(zhì)粒整合到④的染色體上
C．④的染色體上若含抗蟲基因，⑤可能不具備抗蟲性狀
D．檢測⑤的抗蟲性狀，常用的方法是檢測其是否含有Bt蛋白
【答案】C
【分析】分析題圖：圖示是利用基因工程培育抗蟲植物的示意圖，其中①為質(zhì)粒，作為運載體；②為重組質(zhì)粒；③為含有重組質(zhì)粒的農(nóng)桿菌；④為含有目的基因的植物細(xì)胞；⑤為轉(zhuǎn)基因植株。
【詳解】A、圖示①→②為基因表達(dá)載體的構(gòu)建，才是基因工程的核心步驟，A錯誤；
B、③→④用農(nóng)桿菌侵染植物細(xì)胞，重組Ti質(zhì)粒的T-DNA片段整合到植物細(xì)胞的染色體上，B錯誤；
C、含有目的基因的植物細(xì)胞④的染色體上含有目的基因，但目的基因也可能不能轉(zhuǎn)錄或者不能翻譯，或者表達(dá)的蛋白質(zhì)不具有生物活性，故⑤轉(zhuǎn)基因植株可能不具備抗蟲性狀，需要進(jìn)行篩選，C正確；
D、轉(zhuǎn)基因植株⑤含有Bt基因，能合成Bt蛋白殺死棉鈴蟲，要檢測其抗蟲性，常用方法是在棉地里投放棉鈴蟲，觀察棉鈴蟲吃了葉片后是否死亡，D錯誤。
故選C。
12．基因工程技術(shù)可使大腸桿菌合成人的蛋白質(zhì)，下列敘述不正確的是（）
A．常用相同的限制酶處理目的基因和質(zhì)粒（載體）
B．DNA連接酶和限制酶是構(gòu)建重組質(zhì)粒必需的工具酶
C．可用含抗生素的培養(yǎng)基檢測大腸桿菌中的目的基因是否表達(dá)
D．將重組質(zhì)粒導(dǎo)入大腸桿菌細(xì)胞用的是感受態(tài)細(xì)胞法
【答案】C
【分析】基因工程中限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶是構(gòu)建重組質(zhì)粒必需的工具酶。質(zhì)粒作為載體必須具有標(biāo)記基因，導(dǎo)入的目的基因不一定能成功表達(dá)，還要進(jìn)行修飾或者其他處理。
【詳解】A、常用相同的限制性內(nèi)切酶處理目的基因和質(zhì)粒，目的是形成相同的黏性末端，便于目的基因和質(zhì)粒的連接，A正確；
B、DNA連接酶和限制酶是構(gòu)建重組質(zhì)粒必需的工具酶，B正確；
C、用含抗生素的培養(yǎng)基檢測大腸桿菌中是否導(dǎo)入了質(zhì)?；蛑亟M質(zhì)粒，是利用了質(zhì)粒上有標(biāo)記基因（即抗生素抗性基因），檢測目的基因是否表達(dá)常用抗原-抗體雜交技術(shù)，C錯誤；
D、將重組質(zhì)粒導(dǎo)入大腸桿菌時，常用Ca2+處理大腸桿菌，使細(xì)胞壁的通透性增大，使之容易吸收周圍環(huán)境中DNA分子，D正確。
故選C。
二、綜合題
13．環(huán)境雌激素（EEs）嚴(yán)重危害動物和人類的健康。幼年斑馬魚的卵黃蛋白原基因（Z基因）在正常情況下不表達(dá)，在EEs的誘導(dǎo)下可表達(dá)且表達(dá)水平和EEs的濃度呈正相關(guān)。為了簡便直觀地檢測水體環(huán)境中EEs污染情況，研究人員培育了一種轉(zhuǎn)基因斑馬魚，部分過程如下。
請回答：
(1)啟動子的作用是_____。為了獲得Z基因的啟動子，應(yīng)從斑馬魚的_____（填“基因組文庫”或“cDNA文庫”）中獲取。
(2)對Z基因啟動子進(jìn)行擴(kuò)增前，應(yīng)設(shè)計合適的引物，使擴(kuò)增后的DNA片段中含有_____位點，以便Z基因啟動子能定向插入原始質(zhì)粒的正確位置。
(3)獲得的重組質(zhì)?？赏ㄟ^顯微注射法導(dǎo)入斑馬魚_____中。為鑒定是否成功導(dǎo)入，應(yīng)選擇含有_____（填“Z”或“EGFP”）基因的DNA片段作為探針進(jìn)行檢測。
(4)選取成功導(dǎo)入重組質(zhì)粒的斑馬魚均分為兩組，分別在含EEs、不含EEs的環(huán)境中培養(yǎng)。一段時間后檢測相關(guān)基因的表達(dá)情況，結(jié)果如下。
注：“+”表示相關(guān)基因表達(dá)，“-”表示相關(guān)基因未表達(dá)。
依據(jù)上述結(jié)果說出水體環(huán)境中EES活染程度通過_____反映。
【答案】(1) 作為RNA聚合酶識別和結(jié)合的部位，驅(qū)動基因轉(zhuǎn)錄基因組文庫
(2)EcRⅠ和BamHⅠ
(3) 受精卵 EGFP
(4)觀察轉(zhuǎn)基因斑馬魚的熒光強度
【分析】由題干可知，幼年斑馬魚的卵黃蛋白原基因（Z基因）在正常情況下不表達(dá)，在EEs的誘導(dǎo)下可表達(dá)且表達(dá)水平和EEs的濃度呈正相關(guān)。將Z基因與EGFP基因連接共同導(dǎo)入斑馬魚受精卵中，Z基因的表達(dá)量與EGFP基因相同，通過熒光強度間接反映出Z基因表達(dá)量。
(1)啟動子是作為RNA聚合酶識別和結(jié)合部位，驅(qū)動基因轉(zhuǎn)錄。cDNA文庫中不含啟動子，故需要從基因組文庫中獲取。
(2)由圖可知，Z基因啟動子插入部位之前有EcRⅠ識別位點，之后有BamHⅠ識別位點，故對Z基因啟動子進(jìn)行擴(kuò)增前，應(yīng)設(shè)計合適的引物，使擴(kuò)增后的DNA片段中含有EcRⅠ和BamHⅠ位點，以便Z基因啟動子能定向插入原始質(zhì)粒的正確位置。
(3)目的基因?qū)雱游锛?xì)胞時，可用顯微注射法，故獲得的重組質(zhì)?？赏ㄟ^顯微注射法導(dǎo)入斑馬魚的受精卵中。由于導(dǎo)入前斑馬魚基因組已經(jīng)含Z基因，而EGFP為外源基因，故要鑒定是否成功導(dǎo)入，應(yīng)選擇含有EGFP基因的DNA片段作為探針進(jìn)行檢測，看是否有雜交帶出現(xiàn)。
(4)根據(jù)題目結(jié)果可知，含EEs的環(huán)境中，Z基因和EGFP基因均表達(dá)；不含EEs的環(huán)境中，Z基因和EGFP基因均不表達(dá)。因此，水體環(huán)境中EES活染程度通過觀察轉(zhuǎn)基因斑馬魚的熒光強度反映。
【點睛】本題考查基因工程的相關(guān)知識，要求考生識記基因工程的概念、原理及操作步驟，掌握各操作步驟中需要注意的細(xì)節(jié)，能結(jié)合題中信息做出準(zhǔn)確的判斷。
14．遺傳毒性是指環(huán)境中的理化因素作用于有機(jī)體，使其遺傳物質(zhì)在染色體水平、分子水平和堿基水平上受到各種損傷，從而造成的毒性作用。研究人員通過基因工程改造大腸桿菌，以期篩選對遺傳毒性物質(zhì)反應(yīng)靈敏的工程菌株，用于水質(zhì)檢測。請回答問題：
(1)研究人員準(zhǔn)備在圖1表達(dá)載體上添加SRR基因的啟動子sul。圖2顯示了啟動子sul內(nèi)部存在的酶切位點，箭頭表示轉(zhuǎn)錄方向。
①據(jù)圖1、2信息，克隆啟動子sul時，在其A端和B端應(yīng)分別添加限制性內(nèi)切核酸酶____________的酶切位點，從而確保啟動子sul可與已被酶切的表達(dá)載體正確連接。
②將重組表達(dá)載體導(dǎo)入大腸桿菌，置于含有______________的選擇培養(yǎng)基中進(jìn)行篩選、鑒定及擴(kuò)大培養(yǎng)，獲得工程菌sul。
(2)改造成功的工程菌中的啟動子sul中應(yīng)存在可被____________激活的毒性響應(yīng)啟動子序列。當(dāng)該序列被激活后，_____________識別并與啟動子結(jié)合，驅(qū)動SRR基因（噬菌體裂解基因）_____________，表達(dá)產(chǎn)物可使大腸桿菌裂解。
(3)研究人員陸續(xù)克隆了其他4種啟動子（rec、imu、qnr、cda），分別轉(zhuǎn)入表達(dá)載體，用同樣的方法獲得導(dǎo)入重組載體的工程菌，以篩選最靈敏的檢測菌株。
①將5種工程菌和對照菌在LB培養(yǎng)基（一種用于培養(yǎng)基因工程受體菌的常用培養(yǎng)基）中培養(yǎng)一段時間后，檢測菌體密度，結(jié)果如圖3。圖中結(jié)果說明________________________。
②上述菌株在LB培養(yǎng)基中生長2h后加入遺傳毒性物質(zhì)，檢測結(jié)果如圖4。據(jù)圖可知，5種工程菌均啟動了對遺傳毒性物質(zhì)的響應(yīng)，出現(xiàn)了不同程度的裂解，應(yīng)選擇_____________________________作為最優(yōu)檢測菌株。
【答案】(1) XhⅠ和SapⅠ 氨芐青霉素
(2) 遺傳毒性物質(zhì) RNA聚合酶轉(zhuǎn)錄##表達(dá)
(3) 工程菌在自然生長狀態(tài)下不會產(chǎn)生裂解現(xiàn)象轉(zhuǎn)入rec啟動子的菌株
【分析】基因表達(dá)載體的構(gòu)建（基因工程的核心）：
1、基因表達(dá)載體構(gòu)建的目的：使目的基因在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在并且可以遺傳給下一代并表達(dá)和發(fā)揮作用。
2、基因表達(dá)載體的組成：目的基因+啟動子+終止子+標(biāo)記基因等。
（1）啟動子在基因的首段，它是RNA聚合酶的結(jié)合位點，能控制著轉(zhuǎn)錄的開始；
（2）終止子在基因的尾端，它控制著轉(zhuǎn)錄的結(jié)束；
（3）標(biāo)記基因便于目的基因的鑒定和篩選。
(1)①結(jié)合圖2可知，啟動子sul序列內(nèi)部有SmaⅠ和HindⅢ的識別序列，為避免將啟動子切斷，且同時形成的sul能正確插入到質(zhì)粒上，結(jié)合圖1中限制酶的種類和識別位點可知，在克隆啟動子sul時，需在其A端和B端分別添加限制性內(nèi)切核酸酶Xh Ⅰ和SapⅠ。
②質(zhì)粒中的氨芐青霉素抗性基因為標(biāo)記基因，表達(dá)產(chǎn)物可使導(dǎo)入基因表達(dá)載體的大腸桿菌可以在含氨芐青霉素的培養(yǎng)基上生長，因而將重組表達(dá)載體導(dǎo)入大腸桿菌，置于含有氨芐青霉素的選擇培養(yǎng)基中進(jìn)行篩選、鑒定及擴(kuò)大培養(yǎng)，可獲得工程菌sul。
(2)改造成功的工程菌中的啟動子sul中應(yīng)存在可被遺傳毒性物質(zhì)激活的毒性響應(yīng)啟動子序列?；蛑袉幼拥淖饔檬荝NA聚合酶識別和結(jié)合的部位，驅(qū)動基因的轉(zhuǎn)錄，毒性響應(yīng)啟動子插入圖1所示表達(dá)載體的P區(qū)，在驅(qū)動噬菌體裂解基因（SRR）的前面，當(dāng)改造后的大腸桿菌遇到遺傳毒性物質(zhì)時，RNA聚合酶與該啟動子結(jié)合；驅(qū)動噬菌體裂解基因（SRR）的轉(zhuǎn)錄，進(jìn)而使該基因表達(dá)，表達(dá)產(chǎn)物可使大腸桿菌裂解。
(3)①分析圖3可知，含有4種啟動子（rec、imu、qnr、cda）的工程菌和對照菌的數(shù)量增長趨勢是相近的，說明工程菌在自然生長狀態(tài)下不會產(chǎn)生自裂解現(xiàn)象。
②分析圖4可知，加入有毒物質(zhì)后，與對照相比，5種工程菌的菌密度值均低，其中轉(zhuǎn)入rec啟動子的菌株菌體密度值最低，說明5種工程菌均啟動了對遺傳毒性物質(zhì)的響應(yīng)，選擇工程菌轉(zhuǎn)入rec啟動子的菌株最敏感，應(yīng)作為最優(yōu)檢測菌株。
【點睛】本題考查學(xué)生對基因工程中基因表達(dá)載體的構(gòu)建的相關(guān)知識，結(jié)合微生物培養(yǎng)技術(shù)的內(nèi)容，考查學(xué)生對知識的綜合及遷移能力。此外，對實驗結(jié)果的圖形分析也是解答此題的關(guān)鍵。
15．環(huán)境中常檢出殘留的四環(huán)素類抗生素，科學(xué)家采用基因工程技術(shù)構(gòu)建出一種能高效降解四環(huán)素的基因工程菌，如圖所示。將四環(huán)素降解酶基因tetX經(jīng)過PCR擴(kuò)增后，與經(jīng)過酶切的質(zhì)粒pET28a融合，構(gòu)建重組質(zhì)粒并導(dǎo)入大腸桿菌BL21，篩選后得到工程菌ETD-1，ETD-1可通過發(fā)酵工程大量生產(chǎn)四環(huán)素降解酶并應(yīng)用于生產(chǎn)實踐。SapI、HindⅢ、BamHI、NdeI是幾種不同的限制酶?；卮鹣铝袉栴}：
(1)利用PCR技術(shù)擴(kuò)增tetX基因需要設(shè)計引物，引物的作用是________________；若擴(kuò)增n次，需要的引物數(shù)量至少是________。
(2)圖中pET28a的啟動子和終止子的作用分別是________________________。
(3)為了將tetX基因準(zhǔn)確地整合到質(zhì)粒的插入位點，在對tetX基因進(jìn)行擴(kuò)增時，需在A、B兩端引入限制酶________的識別序列，原因是________________________。
(4)將重組質(zhì)粒導(dǎo)入大腸桿菌之前，需要用一定濃度的Ca2+處理大腸桿菌BL21，使細(xì)胞處于________。篩選工程菌ETD-1的培養(yǎng)基中需加入的抗生素是________。
【答案】(1) 使耐高溫DNA聚合酶能夠從引物的3'端開始連接脫氧核苷酸 2n+1－2
(2)RNA聚合酶的識別和結(jié)合位點，驅(qū)動tetX基因的轉(zhuǎn)錄、使轉(zhuǎn)錄在需要的地方停下來
(3) BamHI、NdeI 在tetX基因的兩端引入的這兩種酶酶切位點不會破壞tetX基因本身的堿基序列，同時引入這兩種酶酶切位點可以使tetX基因定向插入啟動子和終止子之間
(4) 感受態(tài) 卡那霉素
【分析】基因工程的基本操作步驟主要包括四步：目的基因的獲?。换虮磉_(dá)載體的構(gòu)建；將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞；目的基因的檢測與表達(dá)。
【詳解】（1）PCR技術(shù)的原理是DNA雙鏈復(fù)制，為半保留復(fù)制，利用PCR技術(shù)獲取目的基因的前提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列，以便合成一對引物，其引物的作用是使DNA聚合酶能從引物的3'端開始連接脫氧核苷酸。DNA復(fù)制為半保留復(fù)制，每形成一個子鏈都需要一個引物，一個目的基因在PCR儀中經(jīng)過n次循環(huán)，形成了2n個基因，DNA鏈為2n+1條，除兩條親代模板鏈，其它鏈均為新合成的子鏈，因此需要消耗2n+1－2個引物。
（2）圖中pET28a的啟動子是啟動轉(zhuǎn)錄，因此是RNA聚合酶的識別和結(jié)合位點，驅(qū)動tetX基因的轉(zhuǎn)錄；終止子的作用是使轉(zhuǎn)錄在需要的地方停下來。
（3）為了將tetX基因準(zhǔn)確地整合到質(zhì)粒的插入位點，在對tetX基因進(jìn)行擴(kuò)增時，需在A、B兩端引入限制酶BamHI、NdeI的識別序列。在tetX基因的兩端引入的這兩種酶酶切位點不會破壞tetX基因本身的堿基序列，同時引入這兩種酶酶切位點可以使tetX基因定向插入啟動子和終止子之間。
（4）一定濃度的Ca2+處理大腸桿菌BL21，使細(xì)胞處于感受態(tài)，使重組質(zhì)粒更容易進(jìn)入。重組質(zhì)粒上的卡那霉素抗性基因是完好的，因此可以在篩選工程菌ETD-1的培養(yǎng)基中需加入卡那霉素以便篩選。培養(yǎng)條件
Z基因
EGFP基因
含EEs
+
+
不含EEs
-
-

相關(guān)試卷

相關(guān)試卷更多

相關(guān)試卷

相關(guān)試卷 更多

相關(guān)試卷更多