2020生物同步导学提分教程人教选修三测试：专题11-2第1课时　目的基因获取和基因表达载体的构建课时精练

2020生物同步导学提分教程人教选修三测试：专题11-2第1课时　目的基因获取和基因表达载体的构建课时精练

[基础对点] 知识点一 目的基因的获取 1．有关目的基因的获取和基因文库的理解，不正确的是( ) A．目的基因可以从自然界中分离，也可以人工合成 B．目的基因主要指编码蛋白质的基因 C．基因文库就是基因组文库 D．cDNA文库只含有某种生物的一部分基因 答案 C 解析 目的基因可以从自然界中已有的物种中分离出来，也可以人工合成，A 正确；目的基因主要指编码蛋白质的基因，B正确；基因文库分为基因组文库和部 分基因文库，前者拥有一种生物的全部基因，后者仅拥有一种生物的一部分基因， 如 cDNA文库，D正确，C错误。 2．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．乙方法需要反转录酶参与 答案 C 解析 甲方法是从细菌中直接提取出全部的 DNA，再切割出目的基因，故可 以建立该细菌的基因组文库，A正确；乙方法是由 mRNA反转录获取目的基因， 故可以建立该细菌的 cDNA 文库，B正确；乙方法需要反转录酶和脱氧核苷酸为 原料，D正确；甲方法中，只是利用限制性核酸内切酶将其原有的 DNA切断即可， 不需要以脱氧核苷酸为原料，C错误。 3．下列获取目的基因的方法中需要模板链的是( ) ①从基因文库中获取目的基因 ②利用 PCR技术扩增目的基因 ③反转录法 ④通过 DNA合成仪利用化学方法人工合成 A．①② B．②③ C．③④ D．①③ 答案 B 解析 PCR技术利用的是 DNA双链复制原理，即将双链 DNA之间的氢键打 开，变成单链 DNA，作为聚合反应的模板，②需要；反转录法则是以目的基因的 信使 RNA 为模板，在逆转录酶的作用下，先反转录形成互补的单链 DNA，再合 成双链的 DNA，③需要；①④则均不需要模板，B正确。 4．下列有关 PCR技术的叙述正确的是( ) A．作为模板的 DNA序列不能在每一次扩增中重复使用 B．作为引物的脱氧核苷酸序列不能在每次扩增中重复使用 C．反应需要的 DNA聚合酶不能在每次扩增中重复使用 D．反应需要的 DNA连接酶不能在每次扩增中重复使用 答案 B 解析 PCR中模板 DNA序列可反复在每一次循环中用作模板，A错误；反应 过程中需要的 DNA聚合酶可重复使用，C错误；反应不需要 DNA连接酶，D错 误；而每一次循环用到的引物都会成为产物 DNA中的一部分序列，在下一个反应 循环中作为模板 DNA，所以不可重复作为引物，B正确。 5．以下为形成 cDNA(图中的单链 DNA)过程和 PCR扩增过程示意图。据图分 析，下列说法正确的是( ) A．催化①过程的酶是 RNA聚合酶 B．④过程发生的变化是引物与单链 DNA结合 C．催化②⑤过程的酶都是 DNA聚合酶，都能耐高温 D．如果 RNA单链中 A与 U之和占该链碱基含量的 40%，则一个双链 DNA 中，A与 U之和也占该 DNA碱基含量的 40% 答案 B 解析 由题意可知，①②③④⑤分别表示反转录、DNA的复制、DNA变性、 引物结合单链 DNA(即复性)及互补链的合成(即延伸)，①过程由反转录酶催化完 成，A错误，B正确；催化②⑤过程的酶都是 DNA聚合酶，过程⑤是在 70～75℃ 的高温条件下进行的，只有该过程中的 DNA 聚合酶(即 Taq酶)耐高温，C错误； DNA分子中有 T无 U，D错误。 知识点二 基因表达载体的构建 6.基因工程的核心是( ) A．目的基因的获取 B．基因表达载体的构建 C．将目的基因导入受体细胞 D．目的基因的检测与鉴定 答案 B 解析 目的基因构建表达载体后才能使目的基因在受体细胞中稳定存在，并 且可以遗传给下一代，同时，使目的基因能发挥作用，只有构建表达载体后，才 能根据载体上的标记基因鉴别目的基因是否导入了受体细胞，从而筛选出含目的 基因的受体细胞，避免进行盲目的无效工作。所以说基因工程的核心是基因表达 载体的构建，B正确。 7．如图为基因工程的部分过程示意图，甲～丁代表各不同阶段参与的成分。 根据图中的资料，下列叙述正确的是( ) A．[甲]可以是细菌的质粒 B．[乙]是某种激素分子 C．[丙]可以是植物的 RNA分子 D．[丁]为抗体分子 答案 A 解析 甲、乙、丙、丁可分别表示质粒、限制酶、目的基因、DNA连接酶， A正确，B、C、D错误。 8.如图为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．氨苄青霉素抗性基因 B．启动子 C．限制酶 D．DNA连接酶 答案 B 解析 由 X的位置可以判断其为启动子，启动子是基因表达载体所必需的， 功能是启动插入基因的转录过程，B正确；氨苄青霉素抗性基因可以作为标记基因， 但不是必须用它作标记基因，A错误；限制酶和 DNA连接酶都不参与构成基因表 达载体，C、D错误。 9．下面是四种不同质粒的示意图，其中 ori为复制必需的序列，ampr为氨苄 青霉素抗性基因，tetr为四环素抗性基因，箭头表示一种限制性核酸内切酶的酶切 位点。若要得到一个能在四环素培养基上生长而不能在氨苄青霉素培养基上生长 的含重组 DNA的细胞，应选用的质粒是( ) 答案 C 解析 A项破坏了复制必需的序列，错误；B项氨苄青霉素抗性基因和四环素 抗性基因都完好，在四环素培养基上和氨苄青霉素培养基上都能生长，错误；C 项氨苄青霉素抗性基因被破坏，四环素抗性基因完好，能在四环素培养基上生长 而不能在氨苄青霉素培养基上生长，正确；D项氨苄青霉素抗性基因完好，四环 素抗性基因被破坏，能在氨苄青霉素培养基上生长而不能在四环素培养基上生长， 错误。 10．在基因表达载体的构建中，下列说法正确的是( ) ①一个表达载体的组成包括目的基因、启动子、终止子 ②有了启动子才能驱动基因转录出 mRNA ③终止子的作用是使转录在所需 要的地方停止 ④所有基因表达载体的构建是完全相同的 A．②③ B．①④ C．①② D．③④ 答案 A 解析 一个表达载体，除了目的基因、启动子、终止子外，还需有标记基因 等，①错误；启动子位于基因的首端，它是 RNA聚合酶的结合位点，控制着转录 的开始，②正确；终止子位于基因的尾端，控制着转录的结束，③正确；由于受 体细胞有植物、动物以及微生物之分，以及目的基因导入受体细胞的方法不同， 因此基因表达载体的构建是不完全相同的，④错误。 [能力提升] 11．下列有关叙述错误的是( ) A．从基因组文库中获取的某种生物的部分基因，可以实现物种间的基因交流 B．从 cDNA文库中获取的目的基因，既无启动子，又无终止子 C．重组 DNA技术所用的工具酶是限制酶、DNA连接酶和载体 D．基因表达载体中的标记基因不能含有限制酶的切割位点 答案 C 解析 基因工程可以克服远缘杂交不亲和的障碍，因此从基因组文库中获取 的某种生物的部分基因，可以实现物种间的基因交流，A 正确；启动子、终止子 不能转录形成mRNA，因此以mRNA为模板逆转录形成的 cDNA中既没有启动子， 又无终止子，B正确；重组 DNA技术所用的工具是限制酶、DNA连接酶和载体， 其中工具酶是限制酶和 DNA连接酶，C错误；基因表达载体中的标记基因不能含 有限制酶的切割位点，否则在构建基因表达载体时标记基因会被限制酶破坏，D 正确。 12．据下图分析，下列有关基因工程的说法不正确的是( ) A．为防止目的基因与质粒任意结合而影响基因的表达，应用限制酶Ⅰ、Ⅱ同 时切割二者 B．限制酶、DNA连接酶的作用部位都是磷酸二酯键 C．与启动子结合的是 RNA聚合酶 D．用限制酶Ⅰ、Ⅱ同时切割质粒，会获得 3种长度的 DNA片段 答案 D 解析 限制酶Ⅰ、Ⅱ是两种不同的限制酶，切割后形成的末端序列不同，同 时切割质粒和目的基因可保证目的基因与质粒按一定方向连接，从而防止二者任 意结合而影响基因的表达，A正确；限制酶能破坏磷酸二酯键，DNA连接酶能形 成磷酸二酯键，二者的作用部位相同，B正确；转录时与启动子结合的是 RNA聚 合酶，C正确；由于质粒中酶Ⅰ和酶Ⅱ都只有一个识别位点，所以用限制酶Ⅰ、Ⅱ 同时切割质粒，只会获得 2种长度的 DNA片段，D错误。 13．水稻种子中 70%的磷以植酸形式存在。植酸易同铁、钙等离子或蛋白质 结合排出体外，是多种动物的抗营养因子，同时，排出的大量磷进入水体易引起 水华。为从根本上解决水稻中的高植酸问题，可将植酸酶基因导入水稻，培育低 植酸转基因水稻品种。如图是获取植酸酶基因的流程。 据图回答下面的问题。 (1)图中基因组文库________(填“小于”“等于”或“大于”)cDNA文库。 (2)B过程需要的酶是________；A、C过程中________(填“可以”或“不可 以”)使用同一种探针筛选含目的基因的菌株。 (3)目的基因Ⅰ和Ⅱ除从构建的文库中分离外，还可以分别利用图中________ 和________为模板直接进行 PCR扩增，该过程中所用酶的显著特点是________。 答案 (1)大于 (2)逆转录酶 可以 (3)DNA cDNA 耐高温 解析 (1)基因组文库包含一种生物全部遗传信息，cDNA 文库仅包含一种生 物的部分遗传信息。 (2)由 mRNA构建 cDNA 文库需逆转录酶；从同种生物(酵母菌)的基因组文库 与 cDNA 文库筛选的目的基因具有部分相同的核苷酸排列顺序，所以可用同一种 探针对含目的基因的菌株进行检测。 (3)若通过 PCR技术扩增目的基因，可利用 DNA或 cDNA 作为模板，该扩增 过程需耐高温的 DNA聚合酶参与。 14．请据图回答下列问题： (1)基因工程的核心步骤是______________________。 (2)利用________技术可以获得大量的目的基因。该技术利用____________的 原理，将基因的核苷酸序列不断地加以复制，使其数量呈指数方式增长。 (3)图中________位于基因的首端，是______________识别和结合的部位。抗 生素抗性基因的作用是作为________，用于鉴别受体细胞中是否导入了目的基因。 答案 (1)基因表达载体的构建 (2)PCR DNA双链复制 (3)启动子 RNA聚合酶 标记基因 解析 (1)基因工程的核心步骤是基因表达载体的构建。 (2)目的基因的获取方法很多，其中，通过 PCR技术能迅速获得大量目的基因， PCR技术依据的原理是 DNA双链复制。 (3)基因表达载体必须包含目的基因、启动子、标记基因、终止子等，其中， 启动子位于基因的首端，是 RNA 聚合酶识别和结合的部位，驱动基因转录出 mRNA。抗生素抗性基因作为标记基因用于鉴别受体细胞中是否含有目的基因。 15．下图为某种质粒表达载体简图，小箭头所指分别为限制性核酸内切酶 EcoRⅠ、BamHⅠ的酶切位点，ampr为青霉素抗性基因，tetr为四环素抗性基因，P 为启动子，T为终止子，ori为复制原点。已知目的基因的两端分别有包括 EcoRⅠ、 BamHⅠ在内的多种酶的酶切位点。 据图回答： (1)将含有目的基因的 DNA 与质粒分别用 EcoRⅠ酶切，酶切产物用 DNA 连 接 酶 进 行 连 接 后 ， 其 中 由 两 个 DNA 片 段 之 间 连 接 形 成 的 产 物 有 ______________________、______________________、________________________ 三种。 (2)如果目的基因碱基序列已知，且数目较少，可以通过______________直接 ____________。 (3)在上述实验中，为了防止目的基因和质粒在酶切后产生的末端发生任意连 接，酶切时应选用的酶是______________________。 答案 (1)目的基因—质粒连接物 质粒—质粒连接物 目的基因—目的基因 连接物 (2)DNA合成仪 人工合成 (3)EcoRⅠ和 BamHⅠ 解析 (1)将含有目的基因的 DNA与质粒分别用 EcoRⅠ酶切，所产生的黏性 末端相同，用 DNA连接酶处理后，不同的片段随机结合，其中由两个 DNA片段 之间连接可形成三种不同的连接物：目的基因—质粒连接物、质粒—质粒连接物、 目的基因—目的基因连接物。 (3)由图示和题目中提供的信息可知，同时运用 EcoRⅠ和 BamHⅠ进行酶切可 有效防止酶切后产生的末端发生任意连接。