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1、第 2 节 基因工程的操作程序课后作业提升基础巩固基础巩固1 用 PCR 技术扩增 DNA,需要的条件是( )目的基因 引物 4 种脱氧核糖核苷酸 耐高温的 DNA 聚合酶 mRNA 核糖体能量A.B.C.D.解析:PCR 技术是体外快速复制特定 DNA 片段的核酸合成技术,需要的条件有目的基因、引物、原 料、耐高温的 DNA 聚合酶、能量等。答案:D2 下列关于基因表达载体构建的相关叙述,不正确的是( )A.需要限制酶和 DNA 连接酶 B.必须在细胞内进行 C.抗生素抗性基因可作为标记基因 D.启动子位于目的基因的首端解析:基因表达载体的构建是目的基因与运载体的结合,在此过程中需用同一种限
2、制酶切割目的基因 与运载体,用 DNA 连接酶将相同的末端连接起来;基因表达载体的构建是在细胞外进行的;基因表达 载体包括启动子(位于基因首端使转录开始)、终止子、目的基因和标记基因等。答案:B来源:学科网 ZXXK3 下图是获得抗虫棉的技术流程示意图。卡那霉素抗性基因(kanR)常作为标记基因,只有含卡那 霉素抗性基因的细胞才能在卡那霉素培养基上生长。下列叙述正确的是( )A.构建重组质粒过程中需要限制性内切酶和 DNA 连接酶B.愈伤组织的分化产生了不同基因型的植株C.卡那霉素抗性基因(kanR)中有该过程所利用的限制性内切酶的识别位点D.抗虫棉有性生殖后代能保持抗虫性状的稳定遗传解析:质
3、粒与目的基因结合时需要用同一种限制性内切酶切割,切出的黏性末端相同,可用 DNA 连接 酶连接;愈伤组织由相同的细胞分裂形成,分化后产生相同基因型的植株;卡那霉素抗性基因作为标记 基因不能有限制性内切酶的切割位点,标记基因被切断后就不能再表达,从而失去作用;抗虫棉为杂合 子,其有性生殖后代可能会发生性状分离,抗虫性状不一定能稳定遗传。答案:A4 利用外源基因在受体细胞中表达,可生产人类所需要的产品。下列选项中能说明目的基因完成 了在受体细胞中表达的是( )A.棉花二倍体细胞中检测到细菌的抗虫基因 B.大肠杆菌中检测到人胰岛素基因及其 mRNAC.山羊乳腺细胞中检测到人生长激素 DNA 序列D.
4、酵母菌细胞中提取到人干扰素蛋白解析:在基因工程中,判断外源基因是否“表达”常用的方法是看有无目的基因产物产生。答案:D5Ti 质粒上有 T-DNA,这种 DNA 可以转移到受体细胞,并且整合到受体细胞染色体的 DNA 上。 这种质粒存在于( )A.大肠杆菌B.农杆菌C.酵母菌D.苏云金杆菌解析:Ti 质粒是可转移的 T DNA,进入受体细胞后,将会整合到受体细胞的 DNA 上,这是农杆菌中特 有的一种质粒,因此这种方法又称为农杆菌介导的遗传转化法。答案:B6 将 ADA(腺苷脱氨酶基因)通过质粒 pET28b 导入大肠杆菌并成功表达腺苷脱氨酶。下列叙述 错误的是( )A.每个大肠杆菌细胞至少含
5、一个重组质粒B.每个重组质粒至少含一个限制性核酸内切酶识别位点C.每个限制性核酸内切酶识别位点至少插入一个 ADAD.每个插入的 ADA 至少表达一个腺苷脱氨酶分子解析:本题所考查的知识点是基因工程的有关内容。由题目可知,ADA 通过质粒 pET28b 导入大肠杆 菌并成功表达腺苷脱氨酶,说明每个大肠杆菌细胞至少含有一个重组质粒,一个重组质粒至少含一个 限制性核酸内切酶的识别位点,A、B 两项正确;每个限制性核酸内切酶的识别位点只能插入一个 ADA,C 项错误;插入的 ADA 至少表达一个腺苷脱氨酶分子,D 项正确。答案:C7 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,其原因不包
6、括( )A.多为单细胞,结构简单,操作方便B.繁殖速度快C.遗传物质含量少,易操作D.性状稳定,变异少解析:原核生物作为受体细胞的原因是繁殖快,多为单细胞,遗传物质相对较少。原核生物的 DNA 不 与蛋白质结合形成染色体,其稳定性相对于真核生物的核 DNA 要差,而且原核生物多为单细胞,繁殖 速度快,个体数目多,每一代产生的变异多。答案:D来源:学科网 ZXXK8 人的糖蛋白必须经过内质网和高尔基体加工合成。通过转基因技术,可以使人的糖蛋白基因得 以表达的受体细胞是( )A.大肠杆菌B.酵母菌来源:Z&xx&k.ComC.T4噬菌体D.质粒 DNA解析:基因工程中的目的基因表达并形成具有生物活
7、性的蛋白质,需要高尔基体、内质网等真核生物 才具有的细胞器,酵母菌为真核生物,且具有快速大量繁殖的特点,是理想的受体细胞。答案:B能力提升能力提升9 土壤农杆菌能将自身 Ti 质粒的 T DNA 整合到植物染色体 DNA 上,诱发植物形成肿瘤。 T DNA 中含有植物生长素合成酶基因(S)和细胞分裂素合成酶基因(R),它们的表达与否能影响相应 植物激素的含量,进而调节肿瘤组织的生长与分化。据图分析,下列叙述错误的是( )A.当细胞分裂素与生长素的比值升高时,诱发肿瘤生芽B.清除肿瘤组织中的土壤农杆菌后,肿瘤不再生长与分化C.图中肿瘤组织可在不含细胞分裂素与生长素的培养基中生长D.基因通过控制酶
8、的合成控制代谢,进而控制肿瘤组织生长与分化解析:因土壤农杆菌的 T DNA 已经整合到植物 DNA 分子上,所以在清除土壤农杆菌后,肿瘤仍会生 长与分化。题图示显示,当 S 基因不表达 R 基因表达时(细胞分裂素与生长素比值升高)时,可诱发肿 瘤生芽。图中肿瘤细胞中 DNA 分子上有细胞分裂素基因和生长素基因,所以这个肿瘤在没有细胞分 裂素和生长素的培养基上也能生长。R、S 基因分别控制细胞分裂素合成酶和生长素合成酶,从而控 制细胞分裂素和生长素的合成,所以体现了基因通过控制酶的合成从而控制肿瘤的生长与分化。答案:B10 胰岛素是治疗糖尿病的重要药物,下图是基因工程技术生产胰岛素的操作过程示意
9、图,请据图 回答下列问题。(1)完成过程必需的酶分别是 、 。 (2)在利用 A、B 获得 C 的过程中,必须用 切割 A 和 B,使它们产生相同的 ,再加入 ,才可形成 C。 (3)取自大肠杆菌的物质 B,在基因工程中起 作用,必须具备的条件是 (至少 2 个)。 (4)图中的 D 是基因工程中的 细胞,能作为这种细胞的有 等。 解析:(1)过程为由单链 RNA 到双链 DNA 的过程,为反转录,需要反转录酶的催化。过程是 DNA 由双链解旋变成单链,这个过程需要解旋酶。(2)A 为目的基因,B 为运载体,只有用同一种限制性核酸 内切酶切出相同的黏性末端,然后在 DNA 连接酶的作用下才能相
10、互结合。(3)从大肠杆菌中提取的 B 为质粒,在基因工程中可以起到运载体的作用,运载体必须具备的条件是具有标记基因、目的基因 插入位点和能够在寄主细胞中复制并稳定保存。(4)常用的受体细胞是大肠杆菌、枯草杆菌、酵母 菌和动植物细胞。答案:(1)反转录酶 解旋酶 (2)同一种限制性核酸内切酶 黏性末端 DNA 连接酶 (3)运载体 具有标记基因、目的基因插入位点和能够在寄主细胞中复制并稳定保存 (4)受体 大肠杆菌、枯 草杆菌、酵母菌和动植物细胞综合应用综合应用11 根据基因工程的有关知识,回答下列问题。来源:学科网(1)限制性内切酶切割 DNA 分子后产生的片段,其末端类型有 和 。 (2)质
11、粒运载体用 EcoR切割后产生的片段如下:AATTCGGCTTAA为使运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)反转录作用的模板是 ,产物是 。若要在体外获得大量反转录产物,常采用 技 术。 (5)基因工程中除质粒外, 和 也可作为运载体。 (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:(1)限制性核酸内切酶切割 DNA 分子后,露出的末端类型为
12、黏性末端和平末端两种。(2)要想用 另一种限制性核酸内切酶切割并与之相连接,则该限制性核酸内切酶切割后的末端应与 EcoR切割 后的末端一致。(3)基因工程中使用的 DNA 连接酶有两种类型,即 T4DNA 连接酶、大肠杆菌 DNA 连接酶。(4)反转录的模板是 RNA,产物是 cDNA(或 DNA),可用 PCR 技术对其扩增。(5)基因工程中 常用的运载体有质粒、 噬菌体的衍生物、动植物病毒。(6)不经特殊处理,大肠杆菌吸收质粒 DNA 的能力很弱。答案:(1)黏性末端 平末端 (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)
13、 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(2013福建理综,33)克隆猪成功率较低,与早期胚胎细胞的异常凋亡有关。Bcl 2 基因是细胞 凋亡抑制基因,用 PCR 技术可以检测该基因转录水平,进而了解该基因与不同胚胎时期细胞凋亡的 关系。克隆猪的培育及该基因转录水平检测流程如图。请回答:(1)图中重组细胞的细胞核来自 细胞,早期胚胎移入受体子宫后继续发育,经桑椹胚、囊胚和 胚最终发育为克隆猪。 (2)在 PCR 过程中可检测出 cDNA 中 Bcl 2 cDNA 的分子数,进而计算总 mRNA 中 Bcl 2 m
14、RNA 的 分子数,从而反映出 Bcl 2 基因的转录水平。图中 X 表示 过程。 从基因组数据库中查询 Bcl 2 mRNA 的核苷酸序列,以便根据这一序列设计合成 用于 PCR 扩增,PCR 过程第一轮循环的模板是 。 解析:(1)本题中核移植是将良种猪的体细胞的细胞核移植到去核的卵母细胞中,胚胎发育过程经桑椹 胚、囊胚和原肠胚最终发育成新个体。(2)由 mRNA 获得 DNA 利用反(逆)转录酶进行反转录合成,通过 PCR 技术获取目的基因的前 提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列,以便根据这一序列合成引物,就本题来说 PCR 过程第一轮 循环的模板是 Bcl 2 cDNA。来源:学#科#网答案:(1)体 原肠(2)反(逆)转录 引物 Bcl 2 cDNA