生物选修3 第2节 基因工程的基本操作程序

生物·选修3(人教版)
第2节基因工程的基本操作程序
一、单项选择题
1．在基因工程中，若受体细胞是细菌，则用来处理该细菌以增强细胞壁通透性的化学试剂是()
A．氯化钠B．聚乙二醇
C．氯化钙D．二苯胺
答案：C
2．要检测目的基因是否成功地插入了受体DNA中，需要用基因探针检测。

基因探针是指()
A．用于检测疾病的医疗器械
B．用放射性同位素或荧光分子等标记的DNA分子
C．合成β－球蛋白的DNA片段
D．合成苯丙羟化酶的DNA片段
解析：基因探针是指一段已知的DNA片段(实际上是单链)，为便于杂交的结果进行检测，需要对其进行放射性同位素或荧光分子标记。

答案：B
3．以下甲、乙两图表示从细菌细胞中获取目的基因的两种方法，以下说法中错误的是()
A．甲方法可建立该细菌的基因组文库
B．乙方法可建立该细菌的cDNA文库
C．甲方法要以脱氧核苷酸为原料
D．乙方法需要逆转录酶参与
解析：首先要知道甲图描述的为该细菌的基因组文库，只要利用DNA限制酶将其原有的DNA切断即可，不需要以脱氧核苷酸为原料。

乙图描述的为细菌部分基因文库。

乙方法需要逆转录酶参与，并需要以脱氧核苷酸为原料。

答案：C
4．基因工程的正确操作步骤是()
①构建基因表达载体②将目的基因导入受体细胞③目的基因的检测与鉴定④提取目的基因
A．③②④①B．②④①③
C．④①②③D．③④①②
答案：C
5．下列有关基因工程的叙述，正确的是()
A．运载体上的标记基因有利于促进目的基因在受体细胞中表达B．用逆转录法合成胰岛素基因时只能从胰岛B细胞中提取相关的模板
C．目的基因导入受体细胞后，引起受体细胞的变异属于基因突变
D．限制酶和DNA聚合酶是基因工程中两类常用的工具酶
解析：标记基因有利于目的基因的筛选，而不是表达；基因工程的原理是基因重组而不是基因突变，因为并没有产生新的基因；基因工程中常用的两种工具酶是限制酶和DNA连接酶。

答案：B
6．有关PCR技术的说法，不正确的是()
A．PCR是一项在生物体外复制特定的DNA片段的核酸合成技术
B．PCR的原理是DNA双链复制
C．利用PCR获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
D．PCR扩增中必须有解旋酶才能解开双链DNA
答案：D
7．基因工程中科学家常采用细菌、酵母菌等微生物作为受体细胞，原因是()
A．结构简单，操作方便B．繁殖速度快
C．遗传物质含量少D．性状稳定，变异少答案：B
8．基因工程中不会出现()
A．DNA连接酶将黏性末端的碱基连接起来
B．限制酶可用于目的基因的获取
C．目的基因必须由载体导入受体细胞
D．人工合成目的基因不用限制酶
解析：DNA连接酶连接的不是碱基，而是磷酸二酯键。

答案：A
9．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步骤是()
A．人工合成目的基因
B．目的基因与运载体结合
C．将目的基因导入受体细胞
D．目的基因的检测和表达
解析：目的基因的合成、检测和表达以及与运载体结合都发生碱基互补配对行为。

将目的基因导入受体细胞不进行碱基互补配对。

答案：C
10．下图是基因工程中基因表达载体的模式图，若结构X是表
达载体所必需的，则X最可能是()
A．荧光蛋白基因B．启动子
C．限制酶D．DNA连接酶
答案：B
二、双项选择题
11．在胰岛素的基因与质粒形成重组DNA分子的过程中，下列哪组是所需要的()
A．用同一种限制酶切割两者
B．不需用同一种限制酶切割两者
C．加入适量的DNA连接酶
D．不需加DNA连接酶
解析：目的基因与载体重组需要两者具有完全相同的黏性末端，而只有用同一种限制酶切割目的基因和质粒才能切出相同的末端。

将目的基因插入质粒并实现重组必须用DNA连接酶进行缝合。

答案：AC
12．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．一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：设计引物时应当与表达载体两端的序列进行互补配对；PCR法扩增目的基因只需要知道基因两端的序列设计合适的引物即可，而不必知道其全部序列；PCR中应用耐高温的DNA聚合酶；根据目的基因的编码产物选择合适的受体细胞，以有利于基因的表达。

答案：BD
三、非选择题
13．科学家通过基因工程，成功培育出能抗棉铃虫的棉花植株——抗虫棉，其过程大致如下图所示。

读图完成(1)～(3)题。

(1)细菌的基因能“嫁接”到棉花细胞内，其原因是
_______________________________________________________ _________________
_______________________________________________________ _________________。

(2)以上过程中，将目的基因导入棉花细胞内使用了____________法。

目的基因能否在棉株体内稳定维持和表达其遗传特性的关键是
_______________________________________________________ _________________
_______________________________________________________ _________________，
还需要通过检测才能知道。

检测采用的方法是______________________。

(3)利用基因工程技术培育抗虫棉，相比诱变育种和传统的杂交育种方法，具有__________和
_______________________________________________________ _________________
_______________________________________________________ _________________
等突出的优点，但是目前基因工程仍不能取代传统的杂交育种和诱变育种。

与基因工程技术相比，杂交育种和诱变育种方法主要具有________的优点。

(4)某棉农在食用了该抗虫棉种子压榨的棉粒油后，出现鼻塞流涕、皮肤瘙痒难忍症状。

停用一段时间后这些症状会自然消失，该现象很可能是________。

解析：农杆菌转化法是将目的基因导入植物细胞的常用方法，利用它能在自然条件下感染双子叶植物和裸子植物，以及其Ti质粒上的能转移至受体细胞，并且整合到受体细胞染色体DNA上的特点，可以把目的基因插入其Ti质粒的中，借助其作用使目的基因成功导入受体细胞。

细菌基因能嫁接到棉花细胞内的原因是DNA的结构和组成单位是相同的，并且严格按照碱基互补配对的原则进行。

基因工程育种的优点主要是目的性强、育种周期短、克服远缘杂交的不亲和障碍等。

答案：(1)①组成细菌和植物的DNA分子的空间结构和化学组成相同；②有互补的碱基序列
(2)农杆菌转化目的基因是否插入了受体细胞的染色体DNA 上DNA分子杂交技术
(3)目的性强能有效地打破物种的生殖隔离界限操作简便易行
(4)过敏反应
14．α1－抗胰蛋白缺乏症是一种在北美较为常见的单基因遗传病，患者成年后会出现肺气肿及其他疾病，严重者甚至死亡。

对于该致病患者常可采用注射入α1－抗胰蛋白酶来缓解症状。

据此完成(1)～(2)题。

(1)图1表示获取人α1－抗胰蛋白酶基因的两种方法，请回答下列问题：
①a过程是在______________酶的作用下完成的，该酶的作用特点是
_______________________________________________________ _________________
_______________________________________________________ _________________。

②c过程称为________________，该过程需要的原料是______________________。

③要确定获得的基因是否是所需的目的基因，可以从分子水平上利用______________________技术检测该基因的碱基序列。

答案：①限制识别特定的核苷酸序列，并在特定的切点上切割DNA分子②逆(或反)转录4种脱氧核苷酸③DNA分子杂交
(2)利用转基因技术将控制该酶合成的基因导入羊的受精卵，最终培育出能在乳腺细胞表达人α1－抗胰蛋白酶的转基因羊，从而更易获得这种酶，简要过程如图2所示。

①获得目的基因后，常利用________________技术在体外将其大量扩增。

②载体上绿色荧光蛋白(GEP)基因的作用是便于
_______________________________________________________ _________________。

基因表达载体d，除图中的标示部分外，还必须含有________________。

答案：①PCR②筛选含有目的基因的受体细胞启动子、终止子。