學業分層測評(二)(建議用時：45分鐘)[學業達標]1．如圖表示基因工程中獲取水稻某目的基因的不同方法。下列相關敘述中正確的是()A．三種方法都需要酶并均在體外進行B．①②③堿基對的排列順序均相同C．三種方法均屬于人工合成法D．方法a不遵循中心法則【解析】這三種方法都是在體外進行的，且都用到酶(方法a需要逆轉錄酶和DNA聚合酶；方法b需要限制酶；方法c需要DNA聚合酶)，A正確；通過方法a得到的目的基因不含有內含子，通過方法c得到的目的基因的堿基序列可能有多種，因此①②③堿基對的排列順序不都相同，B錯誤；圖示a和c屬于人工合成法，而b是從供體細胞的DNA中直接分離目的基因的方法，C錯誤；方法a遵循中心法則，D錯誤。【答案】A2．下列關于基因工程的敘述，正確的是()A．獲得目的基因需用限制性核酸內切酶和DNA連接酶B．DNA連接酶的作用是將兩個黏性末端的堿基連接起來C．可通過農桿菌轉化法實現目的基因導入受體細胞D．載體上的標記基因有利于載體與外源基因連接以及篩選轉化細胞【解析】獲得目的基因只需用限制性核酸內切酶，構建重組質粒需用限制性核酸內切酶和DNA連接酶，A錯誤；DNA連接酶的作用是將兩個末端通過磷酸二酯鍵連接起來，B錯誤；載體上的標記基因有利于篩選含重組DNA的細胞，D錯誤。【答案】C3．基因工程中，用“鳥槍法”獲得的真核細胞的基因中因含有不能表達的DNA片段而不能直接用于基因的擴增與表達。因此在獲取真核細胞的基因時，一般用人工合成基因的方法，下圖便是一條重要的途徑。下列敘述正確的是()A．過程①前后兩種物質的種類是一一對應的B．過程②前后兩種物質的種類是一一對應的C．過程①和過程②前后兩種物質的種類都是一一對應的D．過程①和過程②前后兩種物質的種類都不是一一對應的【解析】本題考查目的基因的獲取方法和識圖能力。從圖中可以看出過程②表示的是由mRNA合成DNA過程，其過程遵循嚴格的堿基互補配對關系，所以過程②前后兩種物質的種類是一一對應的；過程①表示用已知蛋白質的氨基酸序列推知mRNA的堿基序列，由于一種氨基酸可以由多個密碼子來決定，所以過程①前后兩種物質的種類不是一一對應的。【答案】B4．農桿菌中含有一個大型的Ti質粒(如圖所示)，在侵染植物細胞的過程中，其中的T-DNA片段轉入植物的基因組。若想用基因工程并通過農桿菌向某種植物中導入抗旱基因，以下分析不合理的是()A．若用Ti質粒作為抗旱基因的載體，目的基因的插入位置應該在T-DNA片段內，且要保證復制起始點和用于轉移T-DNA的基因片段不被破壞B．將重組Ti質粒導入農桿菌中時，可以用Ca2＋處理細菌C．轉基因抗旱植物培育是否成功的最簡單檢測方法是看該植物是否具有抗旱性狀D．若能夠在植物細胞中檢測到抗旱目的基因，則說明該基因工程項目獲得成功【解析】若用Ti質粒作為抗旱基因的載體，目的基因的插入位置應該在T-DNA片段內，且要保證復制起始點、終止點和用于轉移T-DNA的基因片段不被破壞，否則不會成功；將重組Ti質粒導入農桿菌中時，可以用Ca2＋處理細菌，便于完成轉化；轉基因抗旱植物培育是否成功的最簡單檢測方法是看該植物是否具有抗旱性狀；能夠在植物細胞中檢測到抗旱目的基因，并能成功表達出抗旱性狀，才說明該基因工程項目獲得成功。【答案】D5．基因工程的基本原理是讓目的基因在宿主細胞中穩定和高效地表達。下列關于基因工程的基本操作中，錯誤的是()A．用化學方法合成目的基因的條件是知道目的基因的核苷酸序列B．目的基因與載體DNA連接必須利用的工具酶是DNA聚合酶C．若用大腸桿菌作為宿主細胞，通常用氯化鈣處理大腸桿菌，目的是使重組質粒順利進入D．篩選含目的基因的受體細胞，必須根據載體DNA上的特定基因來確定培養基【解析】利用化學合成法合成目的基因主要適用于已知核苷酸序列的、分子量較小的目的基因的制備；目的基因與載體連接必須利用的工具酶是DNA連接酶；用氯化鈣處理大腸桿菌，增大了細胞膜的通透性，以促進重組質粒順利進入細胞；根據質粒上的標記基因來檢測目的基因是否進入受體細胞。【答案】B6．如圖表示的是利用農桿菌轉化法獲得某種轉基因植物的部分操作步驟。以下說法錯誤的是()A．利用含有四環素的培養基可將含分子Ⅱ的細菌篩選出來B．Ⅲ是農桿菌，通過步驟③將目的基因導入植株C．⑥可與多個核糖體結合，同時翻譯出多種蛋白質D．①過程的完成需要限制酶和DNA連接酶參與【解析】⑥是一條mRNA分子，可與多個核糖體結合形成多聚核糖體。但由于翻譯的模板是同一條mRNA分子，遺傳信息相同，故不同的核糖體翻譯出的是同種蛋白質。【答案】C7．基因工程中因受體細胞不同，目的基因導入的方法也不同，下列敘述不正確的是()A．將目的基因導入棉花細胞內常用花粉管通道法B．將目的基因導入老鼠細胞內常用顯微注射法C．將目的基因導入大腸桿菌內常用感受態細胞轉化法D．將目的基因導入小麥細胞內常用農桿菌轉化法【解析】小麥是單子葉植物，其受傷后不能分泌酚類物質，農桿菌對它沒有感染能力。【答案】D8．下列關于目的基因導入微生物細胞的敘述中，不正確的是()A．常用原核生物作為受體細胞，是因為原核生物繁殖快，且多為單細胞、遺傳物質相對較少B．受體細胞所處的一種能吸收周圍環境中DNA分子的生理狀態稱為感受態C．感受態細胞吸收DNA分子需要適宜的溫度和酸堿度D．感受態細胞吸收重組表達載體DNA分子的液體只要調節為適宜的pH即可，沒必要用緩沖液【解析】由于原核生物具有繁殖快，且多為單細胞、遺傳物質相對較少等特點，所以早期的基因工程通常都用原核生物作為受體細胞；受體細胞經Ca2＋處理后，處于一種能吸收周圍環境中DNA分子的生理狀態，稱為感受態；感受態細胞吸收DNA分子需要在適宜的溫度和酸堿度的緩沖液中完成。【答案】D9．2023年3月在上海和安徽首次發現H7N9禽流感病例，某研究小組為了研制預防H7N9禽流感病毒的疫苗，開展了前期研究工作。其簡要的操作流程如下圖。下列有關敘述錯誤的是()【導學號：72240008】eq\x(禽流感病毒)eq\o(→,\s\up10(提取))eq\x(RNA)eq\o(→,\s\up10(①))eq\x(DNA)eq\o(→,\s\up10(選擇性擴增))eq\x(Q基因)eq\o(→,\s\up10(②))eq\x(攜帶Q基因的重組質粒)eq\o(→,\s\up10(③))eq\x(導入大腸桿菌)eq\o(→,\s\up10(④))eq\x(表達Q蛋白)A．步驟①所代表的過程是反轉錄B．步驟②需使用限制酶和DNA連接酶C．步驟③可用CaCl2處理大腸桿菌，使其從感受態恢復到常態D．檢驗Q蛋白的免疫反應特性，可用Q蛋白與患禽流感康復的雞的血清進行抗原—抗體特異性反應實驗【解析】由圖可知：步驟①是由RNA合成DNA的過程，表示反轉錄，選項A正確；步驟②是把目的基因與質粒連接，構建重組質粒的過程，該過程需使用限制酶和DNA連接酶，選項B正確；步驟③可用CaCl2處理大腸桿菌，使其從常態轉化為感受態，選項C錯誤；檢驗Q蛋白的免疫反應特性，可用Q蛋白與患禽流感康復的雞的血清進行抗原—抗體特異性反應實驗，選項D正確。【答案】C10．科學家通過基因工程方法，將蘇云金芽孢桿菌的Bt毒蛋白基因轉入普通棉株細胞內，并成功實現了表達，從而培育出了能抗棉鈴蟲的棉花植株——抗蟲棉。其過程大致如下圖所示。根據題意，回答下列問題。(1)基因工程的操作程序主要包括的四個步驟是：_______________、_______________、_______________、_______________。(2)Ti質粒是農桿菌中的一種質粒，其上有T-DNA，把目的基因插入Ti質粒的T-DNA中是利用T-DNA____________________________________________的特點。(3)Bt毒蛋白基因轉入普通棉株細胞內并成功實現表達的過程，在基因工程中稱為________。(4)將目的基因導入受體細胞的方法有很多種，該題中涉及的是________________。(5)目的基因能否在棉株體內穩定維持和表達其遺傳特性的關鍵是____________________________________________________________________，這需要通過檢測才能知道，檢測采用的方法是_________________________________________。【解析】本題以抗蟲棉的培養為背景，考查了運用基因工程技術生產轉基因作物的步驟、方法。農桿菌轉化法是將目的基因導入植物細胞的常用方法，利用它能在自然條件下感染雙子葉植物和裸子植物，以及其Ti質粒上的T-DNA能轉移至受體細胞，并且整合到受體細胞染色體DNA上的特點，可以把目的基因插入其Ti質粒的T-DNA中，借助其作用使目的基因成功導入受體細胞。【答案】(1)目的基因的獲取基因表達載體的構建將目的基因導入受體細胞目的基因的檢測與鑒定(2)可轉移至受體細胞并且整合到受體細胞染色體DNA上(3)轉化(4)農桿菌轉化法(5)目的基因是否插入了受體細胞的染色體DNA上DNA分子雜交技術[能力提升]11．下列有關人胰島素基因表達載體的敘述，正確的是()A．表達載體中的胰島素基因可通過人肝細胞mRNA反轉錄獲得B．表達載體的復制和胰島素基因的表達均啟動于復制原(起)點C．借助抗生素抗性基因可將含胰島素基因的受體細胞篩選出來D．啟動子和終止密碼子均在胰島素基因的轉錄中起作用【解析】A項，胰島素基因只能在胰島B細胞中表達，不能在肝細胞中表達，因而不能通過人體肝細胞mRNA反轉錄獲得。B項，復制原點是表達載體復制的起點，胰島素基因表達的起點是啟動子。C項，基因表達載體中一般以抗生素抗性基因為標記基因，因此可借助抗生素抗性基因將含有胰島素基因的受體細胞篩選出來。D項，終止密碼子是翻譯終止的信號，不是轉錄終止的信號。【答案】C12．某種抗體用于人體試驗時易引起過敏反應，為了克服這個缺陷，可選擇性擴增抗體的可變區基因(目的基因)后再重組表達。下列相關敘述不正確的是()A．設計擴增目的基因的引物時需考慮表達載體的序列B．利用PCR技術擴增目的基因時不必知道基因的全部序列C．PCR體系中一定要添加從受體細胞中提取的DNA聚合酶D．一定要根據目的基因編碼產物的特性選擇合適的受體細胞【解析】設計引物時，引物應當可以與表達載體兩端的序列進行互補配對；利用PCR技術擴增目的基因時，只需要知道基因兩端的序列設計合適的引物即可，而不必知道其全部序列；PCR反應中使用耐高溫的DNA聚合酶；根據目的基因的編碼產物選擇合適的受體細胞，以有利于基因的表達。【答案】C13．如圖是將人的生長激素基因導入細菌B細胞內制造“工程菌”的示意圖。已知細菌B細胞內不含質粒A，也不含質粒A上的基因。判斷下列說法正確的是()A．將重組質粒導入細菌B常用的方法是顯微注射法B．將完成導入過程后的細菌涂布在含有氨芐青霉素的培養基上，能生長的只有導入了重組質粒的細菌C．將完成導入過程后的細菌涂布在含有四環素的培養基上，能生長的就是導入了質粒A的細菌D．目的基因成功表達的標志是受體細胞能在含有氨芐青霉素的培養基上生長【解析】將目的基因導入到細菌細胞中常用的方法是Ca2＋處理法；基因必須保持結構的完整性才能得以表達，而質粒A的氨芐青霉素抗性基因結構完整，能夠表達從而使細菌具有對氨芐青霉素的抗性。在含有氨芐青霉素的培養基上能存活的是導入了質粒A或導入了重組質粒的細菌；由于將人的生長激素基因導入到質粒的四環素抗性基因上，破壞了四環素抗性基因的完整性，因此，導入了重組質粒的細菌沒有對四環素的抗性，在含有四環素的培養基上不能存活，能存活的是導入了質粒A的細菌。目的基因成功表達的標志是受體細胞產生出人的生長激素。【答案】C14．嗜熱土壤芽胞桿菌產生的β-葡萄糖苷酶(BglB)是一種耐熱纖維素酶，為使其在工業生產中更好地應用，開展了以下試驗：利用大腸桿菌表達BglB酶(1)PCR擴增bglB基因時，選用________基因組DNA作模板。(2)下圖為質粒限制酶酶切圖譜。bglB基因不含圖中限制酶識別序列。為使PCR擴增的bglB基因重組進該質粒，擴增的bglB基因兩端需分別引入________和________不同限制酶的識別序列。注：圖中限制酶的識別序列及切割形成的黏性末端均不相同(3)大腸桿菌不能降解纖維素，但轉入上述構建好的表達載體后則獲得了降解纖維素的能力，這是因為_____________________________________________________________________________________________________________。【解析】(1)β-葡萄糖苷酶(BglB)是嗜熱土壤芽胞桿菌產生的一種耐熱纖維素酶，因此在嗜熱土壤芽胞桿菌體內存在控制BglB酶合成的bglB基因。利用PCR擴增bglB基因時，應選用嗜熱土壤芽胞桿菌的基因組DNA作模板。(2)構建基因表達載體是基因工程的核心，要構建一個基因表達載體，除了有目的基因外，還必須要有啟動子、終止子、復制原點以及標記基因，同時還要使目的基因插入在啟動子和終止子之間。題目要求擴增的bglB基因兩端引入兩種不同的限制酶，因此切割質粒也需要這兩種限制酶，以便bglB基因與切割后的質粒連接。通過題圖中質粒的限制酶切割位點可知，只有限制酶NdeⅠ和BamHⅠ切割質粒才符合構建基因表達載體的要求，用其他任意兩種酶切割，都會破壞或者丟失啟動子、終止子、復制原點或抗生素抗性基因等部位，或者切割位點不在啟動子和終止子之間。因此，在擴增的bglB基因的兩端需分別引入NdeⅠ和BamHⅠ不同限制酶的識別序列，以便bglB基因與切割后的質粒連接。(3)bglB基因能夠編碼BglB酶(一種纖維素酶)，BglB酶能分解纖維素。大腸桿菌不能降解纖維素，但轉入了bglB基因的大腸桿菌能分泌出有活性的BglB酶，從而獲得了降解纖維素的能力。【答案】(1)嗜熱土壤芽胞桿菌(2)NdeⅠBamHⅠ(3)轉基因的大腸桿菌分泌出有活性的BglB酶15．某一質粒載體如圖所示，外源DNA插入到Ampr或Tetr中會導致相應的基因失活(Ampr表示氨芐青霉素抗性基因，Tetr表示四環素抗性基因)。有人將此質粒載體用BamHI酶切后，與用BamHI酶切獲得的目的基因混合，加入DNA連接酶進行連接反應，用得到的混合物直接轉化大腸桿菌，結果大腸桿菌有的未被轉化，有的被轉化。被轉化的大腸桿菌有三種，分別是含有環狀目的基因、含有質粒載體、含有插入了目的基因的重組質粒的大腸桿菌。回答下列問題：(1)質粒載體作為基因工程的工具，應具備的基本條件有________(答出兩點即可)，而作為基因表達載體，除滿足上述基本條件外，還需具有啟動子和終止子。(2)如果用含有氨芐青霉素的培養基進行篩選，在上述四種大腸桿菌細胞中，未被轉化的和僅含環狀目的基因的細胞是不能區分的