重點突破練(三)題組一基因工程的工具1．(2019·淄博期末)基因工程中用兩種不同的限制酶切割某一環(huán)狀DNA分子后，最終得到的片段有()A．1個 B．2個C．3個 D．4個答案B2．下列關于DNA連接酶的作用的敘述，正確的是()A．將單個核苷酸加到某DNA片段末端，形成磷酸二酯鍵B．將斷開的兩個DNA片段連接起來，重新形成磷酸二酯鍵C．連接兩條DNA鏈上堿基之間的氫鍵D．能將任意兩個黏性末端連接起來答案B解析DNA連接酶的作用是將具有末端堿基互補的2個DNA片段連接在一起(重新形成磷酸二酯鍵)，形成重組DNA分子，故B正確。3．下圖表示4種限制酶的識別序列及酶切位點，下列敘述錯誤的是()A．不同類型的限制酶切割后，有的產(chǎn)生黏性末端，有的產(chǎn)生平末端B．不同類型的限制酶切割后可能產(chǎn)生相同的黏性末端C．用酶1和酶2分別切割目的基因和質(zhì)粒后，連接形成重組DNA分子后，重組DNA分子仍能被酶2識別D．用酶3和酶4分別切割目的基因和質(zhì)粒后，其產(chǎn)物經(jīng)T4DNA連接酶催化不能連接形成重組DNA分子答案D解析不同類型的限制酶切割后，有的產(chǎn)生黏性末端(酶1和酶2)，有的產(chǎn)生平末端(酶3和酶4)，A正確；不同類型的限制酶切割后可能產(chǎn)生相同的黏性末端，如圖中的酶1和酶2，B正確；用酶3和酶4分別切割目的基因和質(zhì)粒后，其產(chǎn)物經(jīng)T4DNA連接酶催化可以連接形成重組DNA分子，D錯誤。4．下列哪一項不是作為基因工程的載體必須具備的條件()A．能在宿主細胞中復制并保存B．具有一個至多個限制酶切割位點，以便與外源基因連接C．具有標記基因，便于篩選D．是環(huán)狀DNA分子答案D題組二基因工程的基本操作程序及應用5．下列關于基因工程的說法正確的有()①一種限制酶可識別多種核苷酸序列②基因工程是在DNA分子水平上進行的設計和施工③限制酶的切口一定是GAATTC堿基序列④只要目的基因進入受體細胞就能成功實現(xiàn)表達⑤所有的限制酶都只能識別同一種特定的核苷酸序列⑥基因工程可以將一種生物的優(yōu)良性狀移植到另一種生物體上⑦質(zhì)粒是基因工程中唯一用作運載目的基因的載體A．2項B．3項C．4項D．5項答案A解析一種限制酶只能識別一種特定的核苷酸序列，不能識別多種序列，①錯誤；基因工程又稱重組DNA技術，是在DNA分子水平上進行的設計和施工，②正確；一種限制酶只能識別某種特定的核苷酸序列，其具有特異性，所以限制酶的切口不都是GAATTC堿基序列，③、⑤錯誤；即使目的基因能進入受體細胞，也不一定可以成功表達，還要考慮基因的插入位置等因素，所以需要檢測和鑒定，④錯誤；基因工程是指按照人們的意愿，進行嚴格的設計，并通過體外DNA重組和轉(zhuǎn)基因等技術，賦予生物新的遺傳特性，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，因而可以通過基因工程將一種生物的優(yōu)良性狀移植到另一種生物體上，⑥正確；基因工程常用的載體有質(zhì)粒、噬菌體、動植物病毒等，⑦錯誤。6．采用基因工程的方法培育抗蟲棉，下列導入目的基因的做法正確的是()①將抗蟲蛋白注射到棉花受精卵中②將編碼抗蟲蛋白的DNA序列，注射到棉花受精卵中③將編碼抗蟲蛋白的DNA序列，與質(zhì)粒重組，導入細菌，用該細菌感染棉花的體細胞，再進行組織培養(yǎng)④將編碼抗蟲蛋白的DNA序列與細菌質(zhì)粒重組，注射到棉花的子房并進入受精卵A．①② B．②③C．③④ D．①④答案C解析將抗蟲蛋白直接注射到棉花受精卵中，不能獲得目的基因，子代細胞不會有抗蟲性狀，故①錯誤；將編碼抗蟲蛋白的DNA序列直接注射到棉花受精卵中而沒有將目的基因與載體結(jié)合，這樣目的基因是不會被保留下來的，很容易被水解掉，故②錯誤；將編碼抗蟲蛋白的DNA序列與載體結(jié)合，即與細菌質(zhì)粒重組，可以通過農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法導入植物細胞，再通過植物組織培養(yǎng)獲得轉(zhuǎn)基因植株，故③正確；將目的基因通過載體導入棉花受精卵，受精卵具有發(fā)育的全能性，故④正確。故選C。7．鹽害是全球水稻減產(chǎn)的重要原因之一，中國水稻研究所等單位的專家通過農(nóng)桿菌中的質(zhì)粒將CMO基因、BADH基因、mtld基因、gutD基因和SAMDC基因5個耐鹽基因?qū)胨荆@得了一批耐鹽轉(zhuǎn)基因植株。下列有關耐鹽轉(zhuǎn)基因水稻培育的分析正確的是()A．該轉(zhuǎn)基因水稻與原野生型水稻存在生殖隔離B．該基因工程所需的限制性內(nèi)切核酸酶可能有多種C．只要目的基因進入水稻細胞，水稻就會表現(xiàn)出抗鹽性狀D．可通過將水稻種植到有農(nóng)桿菌的土壤中觀察目的基因是否表達答案B解析該轉(zhuǎn)基因水稻與原野生型水稻是同一種生物，它們之間不存在生殖隔離，A錯誤；該基因工程要將5個耐鹽基因?qū)胨?，因此所需的限制性?nèi)切核酸酶可能有多種，B正確；目的基因進入水稻細胞后不一定能成功表達，C錯誤；可通過將水稻種植到含鹽較高的土壤中觀察目的基因是否表達，D錯誤。8．下列關于基因工程的敘述，錯誤的是(不定項)()A．目的基因和受體細胞均可來自動植物或微生物B．限制性內(nèi)切核酸酶和DNA連接酶是兩類常用的工具酶C．人胰島素基因在大腸桿菌中表達的胰島素有生物活性D．載體上的抗性基因有利于篩選含重組DNA的細胞和促進目的基因的表達答案CD解析人胰島素基因在大腸桿菌中表達的胰島素無生物活性，C項錯誤；載體上的抗性基因主要是有利于篩選含重組DNA的細胞，不能促進目的基因的表達，D項錯誤。9．轉(zhuǎn)基因技術在植物品種改良方面應用廣泛，其中一項基因工程就是改造CO2固定酶，其目的是()A．提高光合作用效率 B．延長果實的儲藏期C．培育作物新品種 D．提高植物的抗性答案A解析光合作用是植物利用光能將CO2和H2O合成可以儲存能量的有機物。改造CO2固定酶，其目的是為了提高光合作用效率。10．(2020·福州檢測)高粱由于含有磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶，在強光、高溫的條件下，其利用CO2的能力遠遠高于水稻。從高粱的基因組中分離出磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶基因(ppc基因)，將其轉(zhuǎn)入水稻體內(nèi)，培育出了一批光合效率較高的轉(zhuǎn)基因水稻。下列說法正確的是()A．從高粱的基因組中分離出ppc基因需要限制性內(nèi)切核酸酶、DNA連接酶等工具酶B．獲得的該轉(zhuǎn)基因水稻都是雜合子C．該批轉(zhuǎn)基因水稻都能產(chǎn)生磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶D．獲得的轉(zhuǎn)基因水稻每個體細胞都有ppc基因，且都能產(chǎn)生磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶答案C解析從高粱的基因組中分離出ppc基因需要限制性內(nèi)切核酸酶，不需要DNA連接酶，A錯誤；獲得的該轉(zhuǎn)基因水稻不一定都是雜合子，有些可能是純合子，B錯誤；該批轉(zhuǎn)基因水稻光合效率較高，都能產(chǎn)生磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶，C正確；獲得的轉(zhuǎn)基因水稻每個體細胞都有ppc基因，但由于基因的選擇性表達，不一定都能產(chǎn)生磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶，D錯誤。題組三蛋白質(zhì)工程11．增加玉米細胞中賴氨酸含量最有效的途徑是()A．將富含賴氨酸的蛋白質(zhì)編碼基因?qū)胗衩准毎鸅．切除玉米細胞中天冬氨酸激酶基因和二氫吡啶二羧酸合成酶基因C．改造天冬氨酸激酶基因和二氫吡啶二羧酸合成酶基因中的個別堿基D．將根瘤菌的固氮基因?qū)胗衩准毎鸢窩解析玉米細胞中賴氨酸含量比較低，原因是賴氨酸合成過程中兩個關鍵酶(天冬氨酸激酶和二氫吡啶二羧酸合成酶)活性受細胞內(nèi)賴氨酸的濃度影響較大，當賴氨酸濃度達到一定量時，就會抑制這兩種酶的活性。如果將天冬氨酸激酶的第352位的蘇氨酸變成異亮氨酸，將二氫吡啶二羧酸合成酶中的第104位天冬酰胺變成異亮氨酸，就可以使玉米葉片和種子中的游離賴氨酸含量分別提高5倍和2倍。因此，氨基酸的改變需要改造天冬氨酸激酶基因和二氫吡啶二羧酸合成酶基因中的個別堿基。12．下列有關蛋白質(zhì)工程的說法正確的是(不定項)()A．蛋白質(zhì)工程需要構(gòu)建基因表達載體B．通過蛋白質(zhì)工程改造后的蛋白質(zhì)仍是天然的蛋白質(zhì)C．蛋白質(zhì)工程需要用到限制酶和DNA連接酶D．蛋白質(zhì)工程是在蛋白質(zhì)分子水平上改造蛋白質(zhì)答案AC解析蛋白質(zhì)工程是在基因工程的基礎上延伸出來的，蛋白質(zhì)工程也需構(gòu)建基因表達載體，需要限制酶和DNA連接酶。13．菊天牛是菊花的主要害蟲之一?？蒲腥藛T將抗蟲基因轉(zhuǎn)入菊花，培育出抗蟲菊花。下圖是獲得轉(zhuǎn)基因菊花的技術流程，請據(jù)圖回答：注：卡那霉素抗性基因(Kanr)作為標記基因，菊花葉片對卡那霉素高度敏感。(1)為了促進土壤農(nóng)桿菌吸收重組質(zhì)粒，可用__________處理土壤農(nóng)桿菌，使其處于一種能吸收周圍環(huán)境中DNA分子的生理狀態(tài)。(2)將重組質(zhì)粒導入土壤農(nóng)桿菌的目的是利用農(nóng)桿菌能夠_______________________________的特點，使目的基因進入受體細胞中，并插入到菊花細胞的________________上，最終形成轉(zhuǎn)基因植株。(3)將愈傷組織轉(zhuǎn)移到添加一定濃度植物激素和________的培養(yǎng)基中，在適宜條件下進行培養(yǎng)，篩選轉(zhuǎn)基因菊花。(4)用PCR方法檢測轉(zhuǎn)基因菊花是否含有目的基因時，需根據(jù)____________________的核苷酸序列設計特異引物，以____________________為模板進行第一輪擴增。(5)將轉(zhuǎn)基因菊花嫩莖及葉片與人工飼料以適當比例混合后飼喂菊天牛2齡幼蟲，實驗結(jié)果如下表所示。組別死亡率(%)實驗組轉(zhuǎn)基因植株160.00轉(zhuǎn)基因植株253.33對照組13.33①對照組應飼喂等量的__________________________________________________。②據(jù)表分析，________________________差異顯著，說明轉(zhuǎn)基因菊花對菊天牛2齡幼蟲有較強的毒殺作用。答案(1)Ca2＋(2)侵染菊花(或植物)細胞，并將T-DNA轉(zhuǎn)移至受體細胞染色體DNA(3)卡那霉素(4)抗蟲基因(目的基因)轉(zhuǎn)基因菊花的DNA(5)①非轉(zhuǎn)基因菊花嫩莖及葉片與人工飼料混合物②實驗組與對照組死亡率解析(2)根據(jù)農(nóng)桿菌的Ti質(zhì)粒中的T-DNA可以整合到受體細胞的染色體DNA上的特點，通常用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將目的基因?qū)胧荏w細胞。(3)基因表達載體的構(gòu)建中，需要標記基因，根據(jù)題意可知，該標記基因為卡那霉素抗性基因，因此需要在加入卡那霉素的培養(yǎng)基中選擇出成功轉(zhuǎn)入目的基因的菊花。(4)利用PCR技術擴增目的基因時，需要根據(jù)目的基因的脫氧核苷酸序列設計引物，同時利用含有目的基因的DNA為模板進行擴增。(5)實驗設計應遵循對照原則，因此對照組應該加入非轉(zhuǎn)基因菊花嫩莖及葉片與人工飼料混合物；根據(jù)實驗組比對照組的死亡率高，說明轉(zhuǎn)基因菊花對菊天牛2齡幼蟲有較強的毒殺作用。14．綠色熒光蛋白(GFP)能在藍光或紫外光的激發(fā)下發(fā)出熒光，這樣借助GFP發(fā)出的熒光就可以跟蹤蛋白質(zhì)在細胞內(nèi)部的移動情況，幫助推斷蛋白質(zhì)的功能。下圖為我國首例綠色熒光蛋白(GFP)轉(zhuǎn)基因克隆豬的培育過程示意圖，據(jù)圖回答下列問題：(1)圖中通過過程①、②形成重組質(zhì)粒，需要限制酶切取目的基因、切割質(zhì)粒。限制酶Ⅰ的識別序列和切點是－G↓GATCC－，限制酶Ⅱ的識別序列和切點是－↓GATC－。在質(zhì)粒上有酶Ⅰ的一個切點，在目的基因的兩側(cè)各有1個酶Ⅱ的切點。①請畫出質(zhì)粒被限制酶Ⅰ切割后形成黏性末端的過程(只寫出切割后形成的部分即可)。②在DNA連接酶的作用下，上述兩種不同限制酶切割后形成的黏性末端能否連接起來________________________________________________________________________，理由是________________________________________________________________________。(2)過程③將重組質(zhì)粒導入豬胎兒成纖維細胞時，采用最多也最有效的方法是________________________________________________________________________。(3)如果將切取的GFP基因與抑制小豬抗原表達的基因一起構(gòu)建到載體上，GFP基因可以作為基因表達載體上的標記基因，其作用是________________________________________________________________________________________________________________。(4)科學家們已通過蛋白質(zhì)工程制造出了藍色熒光蛋白、黃色熒光蛋白等，采用蛋白質(zhì)工程技術制造出藍色熒光蛋白過程的正確順序是：__________________________________(填序號)。①推測藍色熒光蛋白的氨基酸序列和基因的核苷酸序列②藍色熒光蛋白的功能分析和結(jié)構(gòu)設計③藍色熒光蛋白基因的改造(合成)④表達出藍色熒光蛋白答案(1)①eq\b\lc\\rc\(\a\vs4\al\co1(—G↓GATCC—,—CCTAG↑G—))eq\o(→,\s\up7(用酶Ⅰ切割))eq\b\lc\\rc\(\a\vs4\al\co1(—G,—CCTAG))＋eq\b\lc\\rc\(\a\vs4\al\co1(GATCC—,G—))②可以連接因為由兩種不同限制酶切割后形成的黏性末端是相同的(或是可以互補配對)(2)顯微注射技術(3)用來鑒定受體細胞中是否含有目的基因(4)②①③④15．馬鈴薯塊莖含有大量的淀粉，富含多種維生素和無機鹽，我國已將馬鈴薯作為主糧產(chǎn)品進行產(chǎn)業(yè)化開發(fā)。下圖是轉(zhuǎn)基因抗鹽馬鈴薯的培育過程，請分析回答下列問題：(1)為獲取抗鹽基因，可以從堿蓬細胞研磨液中提取抗鹽基因的mRNA來合成DNA，再利用________技術擴增。(2)上圖構(gòu)建基因表達載體時，最好選用__________________切割含目的基因的外源DNA和質(zhì)粒，不能使用SmaⅠ切割的原因是_________________________________________________________________________________________________________________________。構(gòu)建好的重組質(zhì)粒在抗鹽基因前要加上特殊的啟動子，啟動子是一段有特殊結(jié)構(gòu)的__________片段。(3)將基因表達載體導入農(nóng)桿菌中的Ti質(zhì)粒上的T-DNA上的原因是_____________________________________________________________________________