2019年高中生物 1.2 基因工程的应用课时作业 苏教版选修3.doc

2019年高中生物 1.2 基因工程的应用课时作业 苏教版选修3一、选择题1科学家们经过多年的努力，创立了一种新兴生物技术基因工程，实施该工程的最终目的是()A定向提取生物体的DNA分子B定向地对DNA分子进行人工“剪切”C在生物体外对DNA分子进行改造D定向地改造生物的遗传性状【解析】基因工程的定义就是在生物体外，通过对DNA分子进行人工“剪切”和“拼接”，对生物的基因进行改造和重新组合，然后导入受体细胞内进行无性繁殖，使重组基因在受体细胞内表达，产生出人类所需的基因产物，也就是定向地改造了生物的遗传性状。【答案】D2(xx仙桃模拟)基因工程是在DNA分子水平上进行设计施工的。在基因操作的基本步骤中，不进行碱基互补配对的是()A目的基因与载体的结合B将目的基因导入受体细胞C目的基因的表达D目的基因的人工合成【解析】合成目的基因及其与载体的结合都有碱基互补配对过程，而目的基因进入受体细胞是通过载体的运输作用进入，不存在碱基互补配对过程。【答案】B3(xx平顶山高二模拟)下列哪种情况说明目的基因完成了表达()A棉株中含有抗虫基因B大肠杆菌中具有胰岛素基因C土豆中含有抗病毒的基因D大肠杆菌中提取了胰岛素【解析】目的基因在受体细胞内成功表达的意思是目的基因在受体细胞内已经成功地完成了转录和翻译，产生了相应的蛋白质，并表现出了一定的性状。而A、B、C项仅仅说明目的基因已进入了受体细胞内，受体细胞已具备了目的基因，但并没有明确地证据表明已经表达了。而D项大肠杆菌中提取到了胰岛素，表明胰岛素基因在大肠杆菌中已完成表达。【答案】D4(xx安庆四校联考)下列四条DNA片段，可以由同一种限制性核酸内切酶切割而成的是()ABCD【解析】只有和两个黏性末端的碱基是互补的，可能是由同一种限制性核酸内切酶切割而成的。【答案】D5下列关于限制性核酸内切酶的说法，不正确的是()A一种限制性核酸内切酶只能识别一种特定的核苷酸序列B限制性核酸内切酶可用于提取目的基因C不同的限制性核酸内切酶切割DNA的切点不同D限制性核酸内切酶广泛存在于动、植物及微生物细胞中【解析】限制性核酸内切酶主要是从原核生物中分离纯化出来的，而不是广泛存在于动、植物中。限制性核酸内切酶具有专一性，一种限制性核酸内切酶只能识别一种特定的核苷酸序列。限制性核酸内切酶可用于切割目的基因。【答案】D6(多选)基因工程的基本步骤中，一定用到酶的步骤有()A人工合成目的基因B目的基因与载体结合C转化受体细胞D实现功能表达【解析】基因工程中，合成目的基因要使用DNA聚合酶或逆转录酶等；目的基因与载体结合时要用到限制性核酸内切酶和DNA连接酶等；实现功能表达时需要转录和翻译，也需要酶的参与；而转化受体细胞时可以不需要酶。【答案】ABD7限制性核酸内切酶可识别并切割DNA分子上特定的核苷酸序列。下图为四种限制性核酸内切酶BamH、EcoRI、Hind和Bgl的识别序列和切割位点，切割出来的DNA黏性末端可以互补配对的是()ABamH和EcoRBBamH和HindCBamH和BglDEcoR和Hind【解析】BamH酶处理后形成的黏性末端为GGATCCCCTAGG，Bgl酶处理后形成的黏性末端为AGATCTTCTAGA，可以互补配对。【答案】C8(多选)在用基因工程技术构建抗除草剂的转基因烟草过程中，下列操作正确的是()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分子导入烟草体细胞D用含除草剂的培养基筛选转基因烟草细胞【解析】构建重组DNA分子时，需用同种限制性核酸内切酶切割目的基因和载体，再用DNA连接酶连接形成重组DNA分子，而烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，所以A项错误。重组DNA分子形成后要导入受体细胞，若导入的受体细胞是体细胞，经组织培养可获得转基因植物。目的基因为抗除草剂基因，所以未成功导入目的基因的细胞不具有抗除草剂的能力，可用含除草剂的培养基筛选转基因烟草细胞。【答案】BCD9现有一长度为1 000个碱基对的DNA分子，用限制性核酸内切酶EcoR酶切后得到的DNA分子仍是1 000个碱基对，用Kpn单独酶切得到400个碱基对和600个碱基对两种长度的DNA分子，用EcoR、Kpn同时酶切后得到200个碱基对和600个碱基对两种长度的DNA分子。该DNA分子的酶切图谱正确的是()【解析】从图谱中可发现有链状DNA、环状DNA，用EcoR酶切割后DNA的长度不变，此DNA应该为环状，用EcoR酶和Kpn酶切割后得到200个碱基对和600个碱基对两种长度的DNA分子，因此DNA上应该存在两个Kpn酶的切割位点。【答案】D10(xx浙江高考)天然的玫瑰没有蓝色花，这是由于缺少控制蓝色色素合成的基因B，而开蓝色花的矮牵牛中存在序列已知的基因B。现用基因工程技术培育蓝玫瑰，下列操作正确的是()A提取矮牵牛蓝色花的mRNA，经逆转录获得互补的DNA，再扩增基因BB利用限制性核酸内切酶从开蓝色花矮牵牛的基因文库中获取基因BC利用DNA聚合酶将基因B与质粒连接后导入玫瑰细胞D将基因B直接导入大肠杆菌，然后感染并转入玫瑰细胞【解析】如果所需要的目的基因的序列是完全未知的，往往就需要构建基因文库，然后从基因文库中获取目的基因，而在基因序列已知的情况下，获取目的基因通常用逆转录法或利用化学方法直接人工合成，因此，A项正确、B项错误；将目的基因与质粒连接的酶是DNA连接酶，而非DNA聚合酶，C项错误；目的基因必须与载体结合后导入受体细胞才能够自我复制和表达，且导入植物细胞常用的载体是农杆菌，而不是大肠杆菌，D项错误。【答案】A二、非选择题11(xx新课标全国卷改编)根据基因工程的有关知识，回答下列问题：(1)限制性核酸内切酶切割DNA分子后产生的片段，其末端类型有_和_。(2)质粒载体用EcoR切割后产生的片段如下：AATTCGGCTTAA为使载体与目的基因相连，含有目的基因的DNA除可用EcoR切割外，还可用另一种限制性核酸内切酶切割，该酶必须具有的特点是_。(3)按其来源不同，基因工程中所使用的DNA连接酶有两类，即_DNA连接酶和_DNA连接酶。(4)逆转录作用的模板是_，产物是_。若要在体外获得大量逆转录产物，常采用_技术。(5)基因工程中除质粒外，_和_也可作为载体。(6)若用重组质粒转化大肠杆菌，一般情况下，不能直接用未处理的大肠杆菌作为受体细胞，原因是_。【解析】限制性核酸内切酶切割DNA分子形成的末端通常有两种，即黏性末端和平口末端。为使载体和目的基因连接，二者必须具有相同的黏性末端，因而当使用除EcoR之外的其他酶进行切割时，应该产生相同的黏性末端。DNA连接酶的来源有两个：一是大肠杆菌，二是T4噬菌体。逆转录是由RNA形成DNA的过程，获得大量逆转录产物时常用PCR扩增技术。基因工程常用的载体是质粒，除此以外，噬菌体和动植物病毒也可作为载体。如果用大肠杆菌作受体细胞，必须用钙离子处理，使其处于感受态(此状态吸收外源DNA的能力增强)。【答案】(1)黏性末端平口末端(2)切割产生的DNA片段末端与EcoR切割产生的相同(3)大肠杆菌T4(4)mRNA(或RNA)cDNA(或DNA)PCR(5)噬菌体动植物病毒(6)未处理的大肠杆菌吸收质粒(外源DNA)的能力极弱12(xx海南高考)已知甲种农作物因受到乙种昆虫危害而减产，乙种昆虫食用某种原核生物分泌的丙种蛋白质后死亡。因此，可将丙种蛋白质基因转入到甲种农作物体内，使甲种农作物获得抗乙种昆虫危害的能力。回答下列问题：(1)为了获得丙种蛋白质的基因，在已知丙种蛋白质氨基酸序列的基础上，推测出丙种蛋白质的_序列，据此可利用_方法合成目的基因。获得丙种蛋白质的基因还可用_、_方法。(2)在利用上述丙种蛋白质基因和质粒载体构建重组质粒的过程中，常需使用_酶和_酶。(3)将含有重组质粒的农杆菌与甲种农作物的愈伤组织共培养，筛选出含有丙种蛋白质的愈伤组织，由该愈伤组织培养成的再生植株可抵抗_的危害。(4)若用含有重组质粒的农杆菌直接感染甲种农作物植株叶片伤口，则该植株的种子_(填“含有”或“不含”)丙种蛋白质基因。【解析】(1)在已知蛋白质的氨基酸序列的情况下，可根据氨基酸和碱基的对应关系，推出合成该蛋白质的基因序列，然后用DNA合成仪通过化学方法来合成目的基因。此外也可以从基因文库中获取目的基因，也可通过PCR方法获取目的基因。(2)构建重组质粒时，需要用限制性核酸内切酶将载体切开，并用DNA连接酶将目的基因连接到载体上，从而构建基因表达载体。(3)愈伤组织中含有丙种蛋白质，说明丙种蛋白质的基因得到了表达，在培养成的植株体内也含有丙种蛋白质，乙昆虫食用丙种蛋白质后会死亡，则该植株可抵抗乙昆虫的危害。(4)用含有重组质粒的农杆菌直接感染甲种农作物植株叶片伤口，仅仅在该叶片内的部分细胞中能合成丙种蛋白质，该植株的种子和其他的营养器官均不含有重组质粒，也就不含有丙种蛋白质的基因。【答案】(1)基因化学基因文库PCR(其他合理答案也可)(2)限制性核酸内切DNA连接(3)乙种昆虫(4)不含13(xx江苏高考)图1表示含有目的基因D的DNA片段长度(bp即碱基对)和部分碱基序列，图2表示一种质粒的结构和部分碱基序列。现有Msp、BamH、Mbo、Sma4种限制性核酸内切酶切割的碱基序列和酶切位点分别为CCGG、GGATCC、GATC、CCCGGG。请回答下列问题图1图2(1)图1的一条脱氧核苷酸链中相邻两个碱基之间依次由_连接。(2)若用限制酶Sma完全切割图1中DNA片段，产生的末端是_末端，其产物长度为_。(3)若图1中虚线方框内的碱基对被TA碱基对替换，那么基因D就突变为基因d。从杂合子中分离出图1及其对应的DNA片段，用限制酶Sma完全切割，产物中共有_种不同长度的DNA片段。(4)若将图2中质粒和目的基因D通过同种限制酶处理后进行连接，形成重组质粒，那么应选用的限制酶是_。在导入重组质粒后，为了筛选出含重组质粒的大肠杆菌，一般需要用添加_的培养基进行培养。经检测，部分含有重组质粒的大肠杆菌菌株中目的基因D不能正确表达，其最可能的原因是_。【解析】(1)一条脱氧核苷酸链中相邻的两个碱基之间是通过“脱氧核糖磷酸脱氧核糖”相连的，要注意与两条脱氧核苷酸链的相邻碱基之间通过氢键相连进行区分。(2)从Sma的识别序列和切点可见，其切割后产生的是平口末端，图1中DNA片段有Sma的两个识别序列，故切割后产生的产物长度为537(5343)bp、790(79633)bp和661(6583)bp三种。(3)图示方框内发生碱基的替换后，形成的d基因失去了1个Sma的识别序列，故D基因、d基因用Sma完全切割后产物中除原有的3种长度的DNA片段外，还增加一种(534793) bp的DNA片段。(4)目的基因的两端都有BamH的识别序列，质粒的启动子后抗生素A抗性基因上也有BamH的识别序列，故应选用的限制酶是BamH，此时抗生素B抗性基因作为标记基因，故筛选时培养基中要添加抗生素B。若重组质粒已导入了受体细胞却不能表达，很可能是因为用同种限制酶切割后，目的基因和质粒有两种连接方式，导入受体细胞的重组质粒是目的基因和质粒反向连接形成的。【答案】(1)脱氧核糖、磷酸、脱氧核糖(2)平口537 bp、790 bp、661 bp(3)4(4)BamH抗生素B同种限制酶切割形成的末端相同，部分目的基因D与质粒反向连接