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1、第3课时 基因工程的基本操作程序课后训练巩固提升会应用A级必备知识基础练1 .下列有关基因工程的叙述，正确的是（B ）A.目的基因就是编码蛋白质的基因B.用同种限制的切割载体与含目的基因的DNA片段可获相同末端C.检测抗虫转基因植株是否具有抗虫特性时，可用致病菌去侵染植株D.利用农杆菌转化法将某基因导入植物细胞时，应将该基因插入拟核区的DNA上 函目的基因主要指编码蛋白质的结构基因，也可以是一些具有调控作用的因子,A项错误;用同种限 制酶切割载体与含目的基因的DNA片段可获相同黏性末端,黏性末端能发生碱基互补,B项正确;检 测抗虫转基因植株是否具有抗虫特性时，可以用害虫去侵染该植株，而不能用病
2、原体去侵染该植株,C 项错误;农杆菌Ti质粒的T-DNA可转移至植物细胞，并能整合到植物细胞的染色体上，利用农杆菌转 化法将某基因导入植物细胞时，应将该基因插入农杆菌Ti质粒上的T-DNA中,D项错误。2 .研究人员利用早衰症患者成纤维细胞，通过基因工程技术修复了致病基因。原理如下:nCas9（一种 核酸晦）与腺喋吟脱氨酶连接而构成的融合蛋白在SgRNA（单链向导RNA）的引导下与目标基因相应 序列结合，腺喋吟脱氨酹将目标基因特定位置上的腺喋吟（A）脱氨基变成肌廿,nCas9特异性地在非 编辑链上产生一个切口，进而刺激细胞自身的碱基错配修复,即以含有肌甘的编辑链作为模板对非 编辑链错配碱基进行
3、修复，再经DNA复制，最终实现A/T碱基对替换为G/C碱基对。分析以上材料, 下列说法错误的是（B ）A.早衰症是基因突变引起的遗传病B.SgRNA属于一种信使RNAC.nCas9催化磷酸二酯键断裂实现切割非编辑链D.导入成纤维细胞的重组载体上应有nCas9的基因、腺噂吟脱氨酶基因、SgRNA基因 画实现A/T碱基对替换为G/C碱基对就能修复致病基因，说明早衰症是由于相关基因中的G/C城 基对替换为A/T碱基对导致的，属于基因突变引起的遗传病,A项正确;在SgRNA（单链向导RNA）的 引导下,nCas9（一种核酸酶）与腺嚓吟脱氨酶连接而构成的融合蛋白与目标基因相应序列结合，可见 SgRNA不
4、属于信使RNA,B项错误:根据“nCas9特异性地在非编辑链上产生一个切口”说明nCas9蛋 白可能是一种特殊的限制酶，催化磷酸二酯键断裂实现切割非编辑链,C项正确;成纤维细胞中没有编 码nCas9的基因、腺嘿吟脱氮酶基因、sgRNA基因，需将这三个基因与质粒结合导入成纤维细胞;因 此导入成纤维细胞的重组载体上应有nCas9的基因、腺嗦吟脱氮酶基因、sgRNA基因,D项正确。3 .番茄作为一种常见的水果蔬菜，在日常生活中的需求最日益增大，但是在较低温度下运输或储存的 过程中容易出现冻伤的现象，从而影响番茄的品质和口感。科学家利用基因工程技术培育出抗冻的 转基因番茄。下图甲为BamW I和，山d
5、HI的识别序歹U,图乙为外源DNA和质粒上标出的酶切位点及 相关基因，其中A/Ts基因为抗冻基因。下列相关叙述错误的是（C ）Ba mH 1/nd IIII IGGATCC AAGCTT CCTAGG TTCGAA t t甲EcoR I eH/nd III复制原点8MH I Sma I BaniH II四环素抗潮霉索抗 性基因性基因A.图中的外源DNA用BamW 1切割后，会产生4个黏性末端B.应用BanM 和小dill切割目的基因和质粒，以避免其自连或反接C.能在含四环素的培养基上生长的受体细胞中定都含有AFPs基因D.获得的AfPs基因应插入质粒上的启动子与终止子之间国画图中外源DNA上有
6、两个及H I的切割位点，因此图中的外源DNA用反H I切割后，会产生 4个黏性末端,A项正确洞一种限制酶切割产生的粘性末端相同,因此用同一种酶切割目的基因和质 粒会出现自连或反接，用两种不同的限制酶切割可以避免自连或反接，因此应用BamW I和H加dHI切 割目的基因和质粒，以避免其自连或反接,B项正确;能在含四环素的培养基上生长的受体细胞中可能 含有连接AFR基因的重组质粒，也可能含没有和目的基因相连的普通质粒,C项错误;获得的AFPs 基因应插入质粒上的启动子与终止子之间，以保证目的基因能被正常的辑录,D项正确。4 .下图是利用基因工程培育抗虫植物的示意图。下列相关叙述正确的是（C ）构建
7、表转入农.导入植e培养再生&币质粒矗翁ir ns植*胞植株DNA A.进入植物细胞后，重组Ti质粒整合到的染色体DNA上B.若的染色体上含抗虫基因，就表现出抗虫性状C.到依据的原理是植物细胞的全能性D.到利用Ca?+处理，可使植物细胞更容易吸收含重组Ti质粒的农杆菌艇粉进入植物细胞后，重组Ti质粒上的T-DNA整合到的染色体DNA上,A项错误;若的染色 体上含抗虫基因，但是抗虫基因不一定成功表达，因此不一定表现出抗虫性状,B项错误;到过程 表示从一个细胞培春得到了 一个完整植株，依据的原理是植物细胞的全能性,C项正确;到利用 Ca?+处理农杆菌，可使农杆菌细胞更容易吸收重组Ti质粒，而不是使植
8、物细胞更容易吸收含重组Ti 质粒的农杆菌,D项错误。5.天然虾青素能有效清除细胞内的自由基，在提高人体免疫力、预防肿瘤等方面均具有积极的促进 作用。小球藻可产生虾青素但是含量很低，研究人员欲通过基因工程对其进行改造，首先利用雨生红 球藻的8K7基因和番茄的信号肽尸DSS尸基因，得到PDSSPBK7融合基因，然后将其导入农杆菌并 转入小球藻中，从而提高了小球藻中虾青素的含量。下列叙述错误的是（B ） A.PDSSP融合基因是该研究中的目的基因B.将基因表达载体导入农杆菌即可完成目的基因的转化C.在小球藻中检测到虾青素并不能说明该研究已成功D.通过PCR检测POSS尸一8KT基因是否转录需要逆转录
9、酶函在基因工程的设计和操作中，用于改变受体细胞性状或获得预期表达产物等的基因就是目的基 因，结合题意，题目中的PQSSP8AT融合基因是该研究中的目的基因,A项正确;将基因表达载体导 入农杆菌后,再利用农杆菌的转化作用将目的基因插入小球藻细胞染色体的DNA上,完成目的基因 的转化,B项错误;小球藻可产生虾青素但是含量很低，而基因工程改造的目的是提高小球藻中虾青素 的含量，因此必须在小球藻中检测到含量较高的虾青素才能说明研究成功,C项正确;PCR扩增技术是 体外条件下对DNA进行大量复制的技术，因此通过PCR检测PQSSPBKT基因是否转录，需要对其 转录产物mRNA进行逆转录产生cDNA后才能
10、进行扩增,D项正确。质粒Sma I抗生素 抗性基因图1EcoR IEcoR IHind 111lllllllllllllllllllllllllEcoR IBarnH I Smal外源DNA6.（2022响水中学高二期中）下表中列出了几种限制能识别序列及其切割位点，图I、图2中箭头表示 相关限制酶的酶切位点。请I可答下列问题。限制酶BamH I/ dillEcoR ISma I识别 序列 及切 割位点GJGATCCCCTAGjGAlAGCTT TTCGAfAGlAATTCCTTAAiGCCOGGGGGGfCCCBamW I()EcoR I断开的是 和 之间的 键。一个图1所示的质粒分子经I切割
11、前后，分别含有 个游离的磷酸基团。(2)若对图中质粒进行改造,插入的Sma I酶切位点越多，质粒的热稳定性越。(3)用图中的质粒和外源DNA构建重组质粒，不能使用Sma I切割,原因是一。(4)与只使用EcoR I相比较，使用BamH I和Hind II【两种限制酶同时处理质粒、外源DNA的优点 在于可以实现 o BamH I切割DNA后形成的是 末端，写出该末端,(5)重组质粒中抗生素抗性基因的作用是为了。如果是四 环素抗性基因，可以在培养基中加 来帮助实现该作用。(6)为了从cDNA文库中分离获取蔗糖转运蛋白基因，将重组质粒导入丧失吸收蔗糖能力的大肠杆菌 突变体，然后在 的培养基中培养,以
12、完成目的基因表达的初步检测。磔(1)鸟喋吟脱氧核仃酸腺喋吟脱氧核仃酸磷酸二酯0.2 高(3)会破坏质粒中的标记基因和外源DNA中的H的基因(4)目的基因和质粒的定向连接 黏性 CTAG或GATC-(5)鉴别和筛选含有目的基因的受体细胞 四环素(6)以蔗糖为唯一碳源丽氏oR I酶断开识别序列中鸟嚓吟脱氧核苔酸与腺嚓吟脱氧核苔酸之间的磷酸二酯键，使 DNA片段会露出黏性末端;质粒分子是环状的DNA分子，没有切割之前不含游离的磷酸基团;经 I切割前后，形成2个平末端，含有2个游离的磷酸基团。(2)C和G之间含有3个氢键,A和T之间含 有2个氢犍，所以C和G含量越多,DNA分子热稳定性越高。Sma I
13、酶的识别序列的C和G含量较 高，所以对图中质粒进行改造时,插入的Sma I酶切位点越多，说明含有的C和G碱基对越多,质粒的 热稳定性越高。(3)因为质粒的抗性基因和外源DNA中的目的基因都含有Sma I的切割位点，用Sma 会破坏质粒的标记基因和外源DNA中的目的基因。(4)只使用EcoR I切割,黏性末端能发生碱基 互补配对，&I和加dill两种限制酶切割的黏性末端不能发生碱基互补配对,故使用BamH I和 两种限制酶同时处理质粒、外源DNA的优点在于可以实现目的基因和质粒的定向连接。BamW I切割DNA后形成的是黏性末端，该末端为一CTAG(或GATC)。(5)重组质粒中的抗生素抗 性基
14、因是标记基因，其作用是鉴定和筛选含有目的基因的细胞。如果是四环素抗性基因(能表达出抵 抗四环素的相关物质)，可以在培养基中加四环素来帮助实现该作用。(6)丧失吸收蔗糖能力的大肠杆 菌不能在以蔗糖为唯一碳源的培养基中生长，而导入重组质粒的丧失吸收蔗糖能力的大肠杆菌突变 体，能在蔗糖为唯一碳源的培养基中培养,所以可以将受体细胞用以蒸糖为唯一碳源的培养基培养，完 成目的基因盘达的初步检测。B级关键能力提升练7.（多选）下图表示利用基因工程技术生产人血清白蛋白的两条途径，下列有关叙述不正确的是 (BCD )扩增人血清扩增人血清蛋白基因f植物受体细胞含有目的基因的重组质粒绵羊受_转基因绵羊（从乳汁 体细
15、胞f中获得人血清蛋白）A.若A基因是由从人细胞内提取的mRNA经逆转录形成的,则基因A中不含启动子序列B.扩增目的基因时,利用热稳定的DNA连接酶从引物a和引物b起始进行互补链的合成C.接受人血清白蛋白基因的绵羊受体细胞是乳腺细胞D.为了大量生产人血清白蛋白，还必须将含目的基因的植物受体细胞培养成完整植株国函由于mRNA是经加工切除启动子、内含子等结构得到的，故由n】RNA经逆转录形成的基因A, 其结构中不含启动子序列,A项正确;若利用PCR技术扩增目的基因时,a和b两种引物的碱基序列不 能互补，原因是a和b引物若能互补会发生配对，从而会减弱与目的基因的结合,B项错误;接受人血清 白蛋白基因的
16、绵羊受体细胞是受精卵细胞。项错误;为了大量生产人血清白蛋白，可从愈伤组织获得, 无需培养为完整植株,D项错误。8.（2022淮安模拟）1990年,约根森研究小组利用基因（控制紫色性状）培育转基因紫花矮牵牛.160-*结果转基因紫花矮牵牛不仅没有变得更紫，反而出现了浅紫色、紫白相间，甚至纯白色花朵等多种性 状。为了探究原因，进行了相应实验，结果如下。-I 1道：分子加标记（Marker）2道：野生型植株花冠细胞 CWS基因转录水平3道：转基因植株白色花冠 细胞CS基因转录水平-E I：外源基因E：内源基因图I转基因植林白色花冠细胞CHS基因转录水平检测结果（I）常用分子杂交技术检测图1中基因转录
17、水平的原理是，进而可知转基因植株中既有内源 CHS基因，又有外源CH5基因。（2）据图1电泳图分析，出现白色性状的原因是。(3)某校学生试图探寻转录被抑制的分子机制，查阅相关资料(图2),大胆推测可能由于 导致一酶未能识别基因,从而不能进行转录。但有些同学查阅资料，提出转录并没有被抑制，而是翻译被干扰 (图3),推测原因是。转录启动区域未甲基化基因L表达转录启动区域 甲基化基因 不表达图2 甲基化与转录图2 甲基化与转录图3 miRNA干扰翻译机制(4)mRNA出细胞核穿越 层磷脂分子,(填“需要”或“不需要”)消耗能量。(5)大众更喜欢意外培养出的浅紫色矮牵牛,请结合上面的miRNA干扰翻译
18、机制，提出浅紫色矮牵牛 的育种方案。答阚(1)碱基互补配对(2)转基因植株内源CHS基因的转录被抑制(3)启动子甲基化RNA聚合 转录的miRNA与mRNA结合;阻止mRNA与核糖体结合，干扰翻译 (4)0需要(5)设计一段DNA序列,将其导入受体细胞后，转录产生的RNA会与紫花矮牵牛体内C77S基因转录 出的mRNA互补结合，诱导C”S基因沉默丽(1)基因转录得到RNA.分子杂交技术检测基因转录水平的原理是核酸分子之间进行碱基互补配 对。(2)由图1可知,2道中内源的条带较粗，而3道中内源的条带较细，说明转基因植株内源基因 的转录被抑制，从而出现白色性状。(3)参与转录过程的酶为RNA聚合酶
19、,RNA聚合酶需要结合到启 动子上才会驱动转录，结合图2可知，转录启动区域未甲基化则基因表达,转录启动区域甲基化则基因 不表达，故可推测由于启动子甲基化导致RNA聚合晦未能识别基因，从而不能进行转录。由图3可 知，转录得到的miRNA会与翻译的模板mRNA结合，阻止mRNA与核糖体结合，干扰了翻译。(4)mRNA通过核孔出细胞核,故穿越0层磷脂分子。物质通过核孔运揄需要消耗能量。(5)要培养出 的浅紫色矮牵牛，则要抑制CS基因的表达，结合上面的miRNA干扰翻译机制，可知浅紫色矮牵牛的 育种方案为设计一段DNA序列,将其导入受体细胞后，转录产生的miRNA会与紫花矮牵牛体内CHS 基因转录出的mRNA互补结合，干扰C，S基因转录出的mRNA的翻译，诱导CHS基因沉默,表现出 浅紫色性状。