2020-2021学年高二生物人教版选择性必修三第3章基因工程练习

　 1 基因工程小测

　 1.如图 1 表示某质粒，该质粒含有抗氨苄青霉素抗性基因（amp＇）和 LacZ 基因，LacZ 基因能合成β-半乳糖苷酶，该酶能将白色底物 X-Gal 转化为蓝色产物，图 2 表示含目的基因的 DNA 片段，实验小组利用该质粒为载体将目的基因导入大肠杆菌，并筛选成功导入重组质粒的受体细胞（ScaⅠ、ApaⅠ、EcoRⅠ表示限制酶切割位点）。请回答下列问题：

　（1）构建基因表达载体的目的是_________。在构建基因表达载体时应选用的限制酶是__________。

　（2）将重组质粒导入大肠杆菌时，应用__________处理大肠杆菌，实验室选用微生物作为受体细胞的优点是_________。

　（3）重组质粒导入大肠杆菌后，应将大肠杆菌置于以 X-Gal 为底物，并添加_______________的培养基上培养，挑选出__________（填“白色”或“蓝色”）菌落。

　（4）检测目的基因是否成功导入受体细胞常用的方法是__________，该方法依据的原理是__________。

　2.利用转基因技术可以生产出更多廉价的胰岛素，斜土为转基因实验过程示意图，其中数字表示相应过程。

　天然大肠杆菌质粒一般含有 LacZ 基因而不含氨苄青霉素抗性基因；人工合成的大肠杆菌 puc118质粒中除含有 LacZ 基因外，还含有氨苄青霉素抗性基因。

　 2 若 lacZ 基因完整，便可表达出β-半乳糖苷酶，β-半乳糖苷酶能将培养基中含有的 IPTG 和 X-gal水解成蓝色，形成蓝色菌落；若 lacZ 基因中插入了外源基因，带有 puc118 质粒的大肠杆菌便不能表达β-半乳糖苷酶，将形成白色菌落。此实验方法可以用于鉴别转基因实验是否获得成功。

　（1）过程①②一般需要的限制性内切酶主要是从____________分离纯化出来的；过程③④需要______酶。

　（2）检测受体大肠杆菌是否导入重组质粒。培养一段时间后出现三种类型：蓝色菌落、白色菌落、无菌落形成。成功导入重组质粒的菌落的表现是________________。

　（3）图中的培养基中除含有大肠杆菌必需营养成分外，还应加入____________等物质，用于筛选导入了重组质粒的受体大肠杆菌。

　（4）大肠杆菌细胞最常用的方法是：用_____________处理细胞，使细胞处于一种____________的生理状态 3.科学家通过基因工程，将苏云金芽孢杆菌的 Bt 毒蛋白基因转入到普通棉株细胞内，并成功地实现了表达，从而培育出了能抗棉铃虫的棉花植株——抗虫棉。其过程大致如图所示：

　（1）该过程中所需要的工具酶是_______________________________________。

　（2）将重组质粒导入农杆菌时，常用_________处理农杆菌，使目的基因插入棉花细胞的______________________________。

　（3）在基因表达载体中，目的基因的首端必须含有____________，其是_______________识别和结合部位，驱动目的基因____________。

　（4）从个体生物学水平上，该如何检测转基因棉花是否具有抗虫性状？ _______________________________________________________。

　4.以重组 DNA 技术为核心的基因工程正在改变着人类的生活。请回答下列问题。

　 3 （1）通常采用_________的方法获取和扩增目的基因，也可以通过构建______________来获取目的基因。

　（2）切割和连接 DNA 分子所使用的酶分别是_________和_________，运送目的基因进入受体细胞的载体一般选用病毒或_________，后者的形状为_________。

　（3）目的基因导入受体细胞后，是否可以维持稳定表达其遗传特性，要通过检测与鉴定。首先通过_________检测转基因生物染色体的 DNA 上是否插入了目的基因及目的基因是否转录出了 mRNA，再通过__________________的方法检测目的基因是否翻译成蛋白质。

　5.转基因三文鱼已经走上人类的餐桌。普通的大西洋三文鱼生长缓慢，需要 3 年左右才能长大上市。转基因三文鱼的生产过程中其中一项就是对普通三文鱼植入了生长激素基因，转入了这种基因后，三文鱼只要 18 个月就能长大，而且个头也比同类非转基因三文鱼要大；因而可以更快、更多地满足人们的消费需求。请回答下列问题：

　（1）用 PCR 技术扩增生长激素基因时，设计引物序列的主要依据是___________，PCR 扩增的一般步骤是__________________ 。

　（2）构建基因表达载体是该工程的核心。为获得生长激素基因表达载体，需用___________酶对该基因和运载体进行切割。除此之外，该表达载体还必须含有______________________、标记基因等调控组件。

　（3）通过___________的方法将重组的表达载体导入三文鱼___________细胞中。最后用___________技术检测是否有生长激素的合成。

　6.发酵乳杆菌是一种益生菌，能减少由致病菌引起的胃肠道疾病发病率，调节免疫系统和降低患膀胱癌的风险。由于胃肠道在运输过程中面临胆盐压力，因此迫切需要提升发酵乳杆菌的耐受性。研究人员以含有红霉素抗性基因的 pMG36e 质粒为载体，将植物乳杆菌中的胆盐水解酶基因（BSH基因）导入发酵乳杆菌中，以获得耐胆盐的发酵乳杆菌。请回答下列问题：

　（1）首先利用 BSH 基因与 pMG36e 质粒构建________，这也是基因工程的核心步骤；在转化时，需要将受体菌进行_____处理，以利于_________________的吸收。

　（2）PCR 的全称是________；利用 PCR 技术扩增 DNA 时，除需要模板 DNA 分子、4 种脱氧核苷酸、Taq 酶外，还需要人工合成的________；Taq 酶可催化________键的形成。

　（3）若要检测目的基因是否翻译出蛋白质，应从菌体中提取蛋白质，进行________，观察是

　 4 否有杂交带出现；若要进行个体生物学水平的鉴定，则需将鉴定出的含有重组质粒的菌落转移至含有________的培养基上继续培养观察。

　7.

　 （1）将重组 DNA 分子导入受体细胞。常用的受体细胞有____________、枯草杆菌、酵母菌和___________等。例如受体细胞为细菌，为增加________________________的通透性，可用____________处理受体细胞。

　（2）要__________含有目的基因的受体细胞，可以利用载体 DNA 上的________________。如常利用质粒上有抗生素基因：如四环素的____________，筛选出能够在四环素的培养基中生长的____________细胞，而没有接纳________________________的细胞则不能在这种培养基上生长。经过培养，目的基因能够和质粒一起在宿主细胞内____________。

　（3）目的基因在_____________中表达，就能产生人们需要的功能物质。如转入了_____________的大肠杆菌，可以合成人胰岛素原，经进一步的加工后可获得具有生物活性的______________。

　8.回答下列问题：

　（1）DNA 重组的基本工具有_________________________________。

　（2）启动子的作用是______________________________________。

　（3）PCR 的原理是______________________。

　（4）_____________________________________________________________称为转化。

　（5）DNA 连接酶分为_____________________________两类。

　9.新冠肺炎目前已成为影响全球的严重肺部传染性疾病，为遏制新冠肺炎传播，必须快速检测出新冠病毒感染者并排除非携带者，同时尽快研制出新冠疫苗，以便采取针对性的预防措施。

　（1）目前检测的方法主要是病毒核酸检测，该方法利用核酸强大的体外扩增能力。主要原理：取得咽拭子样本提取出 RNA，并将 RNA 转变为 DNA，接着用 PCR 扩增，最后再用荧光标记的________检测病毒 DNA 的存在。其中 RNA 转变为 DNA 的过程需在样本中加入________酶，PCR需在样本中再加入________，一般要经历 30 多次循环，每次循环可以分为________三步。

　（2）目前研制的新冠疫苗主要是基因工程疫苗。我国陈薇院士团队成功开发了一种以人复制缺陷腺病毒为载体的重组新型冠状病毒疫苗，用来制备该疫苗的目的基因由________的一段

　 5 无毒序列构成，在构建基因表达载体时，需将目的基因插在腺病毒载体的________之间，构建基因表达载体的目的是________。

　10.目前，全球的盐碱地区占到陆地面积的 1/3，而植物基因工程技术的发展为人类更好地利用盐碱地提供了可能。请回答下列问题：

　（1）若培育转基因抗盐水稻，需要完成的基因工程的核心步骤是_____此过程的组成除了包括目的基因和复制原点外，还必须有______、______以及标记基因。

　（2）用 PCR 技术扩增抗盐基因的原理是____，目前将抗盐基因导人双子叶植物最常用的方法是_________从分子水平检测抗盐基因是否成功表达，通常采用__________ 技术。

　（3）基因工程技术相对于杂交育种的突出优点是________________________。

　11.科学家通过利用 PCR 定点突变技术改造 Rubisco 酶基因，提高了光合作用过程中 Rubisco 酶基因对 CO 2 的亲和力，从而显著提高了植物的光合速率。请回答下列问题：

　(1)PCR 过程需要加入的酶是________________________。利用 PCR 技术扩增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________。

　(2)该技术不直接改造 Rubisco 酶，而是通过 Rubisco 酶基因进行改造，从而实现对 Rubisco酶的改造，其原因是______________________________________。和传统基因工程技术相比较，定点突变最突出的优点是获得的产物一般是自然界中__________________(填“存在的”或“不存在的”)，PCR 定点突变技术属于__________________工程的范畴。

　(3)可利用定点突变的 DNA 构建基因表达载体，常用________法将基因表达载体导入植物细胞，将 该 细 胞 经 植 物 组 织 培 养 技 术 培 育 成 幼 苗 ， 从 细 胞 水 平 分 析 所 依 据 的 原 理 是________________。