基因工程的基本工具和基本操作程序一、單項選擇題1．目前研究混雜DNA群體中的特異DNA序列，一般基于兩種不同的方法，即DNA克隆和DNA分子雜交，如圖所示。下列有關(guān)敘述錯誤的是()A．方法①需要限制酶和DNA連接酶B．方法②需要解旋酶和DNA聚合酶C．方法③需要對探針進行特殊標記D．方法①②③都遵循堿基互補配對原則2．(2023·江蘇宿遷高三質(zhì)檢)如圖表示由不同的限制酶切割而成的DNA末端及相關(guān)的酶作用位點。下列敘述錯誤的是()A．甲、乙、丙都屬于黏性末端B．甲、乙片段可形成重組DNA分子，但甲、丙不能C．DNA連接酶的作用位點在圖乙中b處D．切割甲的限制酶不能識別由甲、乙片段形成的重組DNA分子3．(2023·江蘇南通高三檢測)基因工程利用某目的基因(圖甲)和P1噬菌體載體(圖乙)構(gòu)建重組DNA。限制性內(nèi)切核酸酶BglⅡ、EcoRⅠ和Sau3AⅠ的酶切位點分別如圖所示。下列分析錯誤的是()A．構(gòu)建重組DNA時，可用BglⅡ和Sau3AⅠ切割目的基因所在片段和P1噬菌體載體B．構(gòu)建重組DNA時，可用EcoRⅠ和Sau3AⅠ切割目的基因所在片段和P1噬菌體載體C．圖乙中的P1噬菌體載體只用EcoRⅠ切割后，含有兩個游離的磷酸基團D．用EcoRⅠ切割目的基因所在片段和P1噬菌體載體，再用DNA連接酶連接，只能產(chǎn)生一種重組DNA4．(2023·江蘇泰州高三調(diào)研)引物的設(shè)計是影響PCR擴增反應(yīng)的效率和特異性的關(guān)鍵因素，下列相關(guān)敘述正確的是()A．引物的堿基數(shù)量越少則退火溫度越低、目標DNA獲得率越高B．根據(jù)需要可在引物的5′端添加限制酶識別序列、點突變序列等C．兩種引物的退火溫度差異較大，可減少引物與模板的非特異性結(jié)合D．引物的GC含量越高，結(jié)合特異性越強，越利于目標DNA的擴增5．利用PCR技術(shù)擴增目的基因，其原理與細胞內(nèi)DNA復(fù)制類似(如下圖所示)。圖中引物為單鏈DNA片段，它是子鏈合成延伸的基礎(chǔ)。下列敘述錯誤的是()A．用PCR方法擴增目的基因時不必知道基因的全部序列B．設(shè)計引物時需要避免引物之間形成堿基互補配對而造成引物自連C．退火溫度過高可能導致PCR反應(yīng)得不到任何擴增產(chǎn)物D．第四輪循環(huán)產(chǎn)物中同時含有引物A和引物B的DNA片段所占的比例為15/166．在基因工程操作中，科研人員利用識別兩種不同序列的限制酶(R1和R2)處理基因載體，進行聚丙烯酰胺凝膠電泳檢測，結(jié)果如圖所示。以下相關(guān)敘述中，不正確的是()A．該載體最可能為環(huán)形DNA分子B．兩種限制酶在載體上各有一個酶切位點C．限制酶R1與R2的切割位點最短相距200bpD．限制酶作用于該載體會導致氫鍵和肽鍵斷裂7．(2023·江蘇常州高三模擬)如圖是快速RT－PCR過程示意圖，①和②為逆轉(zhuǎn)錄酶催化的逆轉(zhuǎn)錄過程，③是PCR過程。據(jù)圖分析，下列敘述錯誤的是()A．逆轉(zhuǎn)錄酶具有DNA聚合酶的能力B．③PCR過程只需要引物bC．RT－PCR可檢測基因表達水平D．RT－PCR可檢測新冠病毒等RNA病毒二、多項選擇題8．ROP蛋白可以參與調(diào)節(jié)根毛和花粉管的生長。科研人員采用含有GFP(綠色熒光蛋白)基因的載體構(gòu)建了ROPGFP的質(zhì)粒，并利用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將其轉(zhuǎn)入植物體內(nèi)。下列有關(guān)敘述正確的是()A．外源基因在植物體中是否表達可通過綠色熒光來檢測B．GFP基因在植物體中表達說明生物體共用一套密碼子表C．ROPGFP質(zhì)粒的構(gòu)建需用到限制酶、DNA聚合酶和載體等工具D．利用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法可以侵染大多數(shù)單子葉植物9．(2023·江蘇淮安高三模擬)下圖表示pBR322質(zhì)粒和人生長激素基因所在片段的結(jié)構(gòu)信息，將二者構(gòu)建的重組質(zhì)粒導入受體菌并進行篩選。下列敘述錯誤的是()注：AmpR：氨芐青霉素抗性基因；TetR：四環(huán)素抗性基因。A．應(yīng)選擇的限制酶組合是酶F和酶GB．所選用的受體菌含有AmpR和TetR基因C．用含氨芐青霉素的培養(yǎng)基篩選出的是含重組質(zhì)粒的受體菌D．同時用三種限制酶處理圖中質(zhì)粒，電泳后可得到4個條帶10．某中學生物興趣小組進行DNA的粗提取與鑒定時，選取如下實驗材料：新鮮花椰菜、體積分數(shù)為95%的冷酒精、研磨液(含表面活性劑SDS、DNA酶抑制劑EDTA、適量的NaCl)、0.015mol·L－1的NaCl溶液、二苯胺試劑、蒸餾水以及其他必要實驗器材。下列有關(guān)選擇實驗材料的理由，敘述正確的是()A．新鮮的花椰菜DNA含量豐富，易獲取B．SDS具有瓦解植物細胞質(zhì)膜的作用C．DNA溶于冷酒精，而蛋白質(zhì)等雜質(zhì)不溶D．EDTA可減少提取過程DNA的降解三、非選擇題11．(2021·江蘇，23)某小組為研究真菌基因m的功能，構(gòu)建了融合表達蛋白M和tag標簽的質(zhì)粒，請結(jié)合實驗流程回答下列問題：(1)目的基因的擴增①提取真菌細胞__________________，經(jīng)逆轉(zhuǎn)錄獲得cDNA，進一步獲得基因m片段。②為了獲得融合tag標簽的蛋白M，設(shè)計引物P2時，不能包含基因m終止密碼子的編碼序列，否則將導致__________________。③熱啟動PCR可提高擴增效率，方法之一是：先將除Taq酶以外的各成分混合后，加熱到80℃以上再混入酶，然后直接從94℃開始PCR擴增。下列敘述正確的有____________。A．Taq酶最適催化溫度范圍為50～60℃B．與常規(guī)PCR相比，熱啟動PCR可減少反應(yīng)起始時引物錯配形成的產(chǎn)物C．兩條子鏈的合成一定都是從5′端向3′端延伸D．PCR產(chǎn)物DNA堿基序列的特異性體現(xiàn)了Taq酶的特異性(2)重組質(zhì)粒的構(gòu)建①將SmaⅠ切開的載體A與添加同源序列的m混合，用特定DNA酶處理形成黏性末端，然后降溫以促進____________________，形成A－m結(jié)合體。將A－m結(jié)合體導入大腸桿菌，利用大腸桿菌中的DNA聚合酶及________酶等，完成質(zhì)粒的環(huán)化。②若正確構(gòu)建的重組質(zhì)粒A－m仍能被SmaⅠ切開，則SmaⅠ的酶切位點可能在________________________________________________________________________。(3)融合蛋白的表達①用含有尿嘧啶的培養(yǎng)基培養(yǎng)URA3基因缺失型酵母，將其作為受體菌，導入質(zhì)粒A－m，然后涂布于無尿嘧啶的培養(yǎng)基上，篩選獲得目的菌株，其機理是________________________________________________________________________________________。②若通過抗原－抗體雜交實驗檢測到酵母蛋白中含tag標簽，說明_________________，后續(xù)實驗可借助tag標簽進行蛋白M的分離純化。12．下圖是利用工程菌(大腸桿菌)生產(chǎn)人生長激素的實驗流程。所用的pBR322質(zhì)粒含有限制酶PstⅠ、EcoRⅠ和HindⅢ的切點各一個，且三種酶切割形成的末端各不相同，而AmpR表示氨芐青霉素抗性基因，TetR表示四環(huán)素抗性基因。請回答以下相關(guān)問題：(1)目的基因主要是指編碼蛋白質(zhì)的基因，也可以是一些具有________的因子。過程①所用到的組織細胞是________________，③過程的目的是________________________，⑤過程常用________處理大腸桿菌。(2)如果用限制酶PstⅠ、EcoRⅠ和HindⅢ對圖中質(zhì)粒進行切割，形成的DNA片段種類有________種，這些種類的DNA片段中含有完整氨芐青霉素抗性基因的DNA片段和四環(huán)素抗性基因的DNA片段分別有______種和_______種。(3)如果只用限制酶PstⅠ切割目的基因和質(zhì)粒，完成過程④、⑤后(受體大腸桿菌不含AmpR、TetR)，將三角瓶內(nèi)的大腸桿菌先接種到甲培養(yǎng)基上，形成菌落后用無菌牙簽挑取甲培養(yǎng)基上的單個菌落，分別接種到乙和丙兩個培養(yǎng)基的相同位置上，一段時間后，菌落的生長狀況如圖乙、丙所示。接種到甲培養(yǎng)基上的目的是篩選____________________的大腸桿菌；接種到乙培養(yǎng)基上的大腸桿菌菌落，能存活的大腸桿菌體內(nèi)導入的是____________________。含有目的基因的大腸桿菌在培養(yǎng)基乙和丙上的生存情況是__________________________?；蚬こ痰幕竟ぞ吆突静僮鞒绦蛞弧雾椷x擇題1．目前研究混雜DNA群體中的特異DNA序列，一般基于兩種不同的方法，即DNA克隆和DNA分子雜交，如圖所示。下列有關(guān)敘述錯誤的是()A．方法①需要限制酶和DNA連接酶B．方法②需要解旋酶和DNA聚合酶C．方法③需要對探針進行特殊標記D．方法①②③都遵循堿基互補配對原則答案B2．(2023·江蘇宿遷高三質(zhì)檢)如圖表示由不同的限制酶切割而成的DNA末端及相關(guān)的酶作用位點。下列敘述錯誤的是()A．甲、乙、丙都屬于黏性末端B．甲、乙片段可形成重組DNA分子，但甲、丙不能C．DNA連接酶的作用位點在圖乙中b處D．切割甲的限制酶不能識別由甲、乙片段形成的重組DNA分子答案C3．(2023·江蘇南通高三檢測)基因工程利用某目的基因(圖甲)和P1噬菌體載體(圖乙)構(gòu)建重組DNA。限制性內(nèi)切核酸酶BglⅡ、EcoRⅠ和Sau3AⅠ的酶切位點分別如圖所示。下列分析錯誤的是()A．構(gòu)建重組DNA時，可用BglⅡ和Sau3AⅠ切割目的基因所在片段和P1噬菌體載體B．構(gòu)建重組DNA時，可用EcoRⅠ和Sau3AⅠ切割目的基因所在片段和P1噬菌體載體C．圖乙中的P1噬菌體載體只用EcoRⅠ切割后，含有兩個游離的磷酸基團D．用EcoRⅠ切割目的基因所在片段和P1噬菌體載體，再用DNA連接酶連接，只能產(chǎn)生一種重組DNA答案D4．(2023·江蘇泰州高三調(diào)研)引物的設(shè)計是影響PCR擴增反應(yīng)的效率和特異性的關(guān)鍵因素，下列相關(guān)敘述正確的是()A．引物的堿基數(shù)量越少則退火溫度越低、目標DNA獲得率越高B．根據(jù)需要可在引物的5′端添加限制酶識別序列、點突變序列等C．兩種引物的退火溫度差異較大，可減少引物與模板的非特異性結(jié)合D．引物的GC含量越高，結(jié)合特異性越強，越利于目標DNA的擴增答案B5．利用PCR技術(shù)擴增目的基因，其原理與細胞內(nèi)DNA復(fù)制類似(如下圖所示)。圖中引物為單鏈DNA片段，它是子鏈合成延伸的基礎(chǔ)。下列敘述錯誤的是()A．用PCR方法擴增目的基因時不必知道基因的全部序列B．設(shè)計引物時需要避免引物之間形成堿基互補配對而造成引物自連C．退火溫度過高可能導致PCR反應(yīng)得不到任何擴增產(chǎn)物D．第四輪循環(huán)產(chǎn)物中同時含有引物A和引物B的DNA片段所占的比例為15/16答案D6．在基因工程操作中，科研人員利用識別兩種不同序列的限制酶(R1和R2)處理基因載體，進行聚丙烯酰胺凝膠電泳檢測，結(jié)果如圖所示。以下相關(guān)敘述中，不正確的是()A．該載體最可能為環(huán)形DNA分子B．兩種限制酶在載體上各有一個酶切位點C．限制酶R1與R2的切割位點最短相距200bpD．限制酶作用于該載體會導致氫鍵和肽鍵斷裂答案D7．(2023·江蘇常州高三模擬)如圖是快速RT－PCR過程示意圖，①和②為逆轉(zhuǎn)錄酶催化的逆轉(zhuǎn)錄過程，③是PCR過程。據(jù)圖分析，下列敘述錯誤的是()A．逆轉(zhuǎn)錄酶具有DNA聚合酶的能力B．③PCR過程只需要引物bC．RT－PCR可檢測基因表達水平D．RT－PCR可檢測新冠病毒等RNA病毒答案B二、多項選擇題8．ROP蛋白可以參與調(diào)節(jié)根毛和花粉管的生長。科研人員采用含有GFP(綠色熒光蛋白)基因的載體構(gòu)建了ROPGFP的質(zhì)粒，并利用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將其轉(zhuǎn)入植物體內(nèi)。下列有關(guān)敘述正確的是()A．外源基因在植物體中是否表達可通過綠色熒光來檢測B．GFP基因在植物體中表達說明生物體共用一套密碼子表C．ROPGFP質(zhì)粒的構(gòu)建需用到限制酶、DNA聚合酶和載體等工具D．利用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法可以侵染大多數(shù)單子葉植物答案AB9．(2023·江蘇淮安高三模擬)下圖表示pBR322質(zhì)粒和人生長激素基因所在片段的結(jié)構(gòu)信息，將二者構(gòu)建的重組質(zhì)粒導入受體菌并進行篩選。下列敘述錯誤的是()注：AmpR：氨芐青霉素抗性基因；TetR：四環(huán)素抗性基因。A．應(yīng)選擇的限制酶組合是酶F和酶GB．所選用的受體菌含有AmpR和TetR基因C．用含氨芐青霉素的培養(yǎng)基篩選出的是含重組質(zhì)粒的受體菌D．同時用三種限制酶處理圖中質(zhì)粒，電泳后可得到4個條帶答案BC10．某中學生物興趣小組進行DNA的粗提取與鑒定時，選取如下實驗材料：新鮮花椰菜、體積分數(shù)為95%的冷酒精、研磨液(含表面活性劑SDS、DNA酶抑制劑EDTA、適量的NaCl)、0.015mol·L－1的NaCl溶液、二苯胺試劑、蒸餾水以及其他必要實驗器材。下列有關(guān)選擇實驗材料的理由，敘述正確的是()A．新鮮的花椰菜DNA含量豐富，易獲取B．SDS具有瓦解植物細胞質(zhì)膜的作用C．DNA溶于冷酒精，而蛋白質(zhì)等雜質(zhì)不溶D．EDTA可減少提取過程DNA的降解答案ABD三、非選擇題11．(2021·江蘇，23)某小組為研究真菌基因m的功能，構(gòu)建了融合表達蛋白M和tag標簽的質(zhì)粒，請結(jié)合實驗流程回答下列問題：(1)目的基因的擴增①提取真菌細胞__________________，經(jīng)逆轉(zhuǎn)錄獲得cDNA，進一步獲得基因m片段。②為了獲得融合tag標簽的蛋白M，設(shè)計引物P2時，不能包含基因m終止密碼子的編碼序列，否則將導致__________________。③熱啟動PCR可提高擴增效率，方法之一是：先將除Taq酶以外的各成分混合后，加熱到80℃以上再混入酶，然后直接從94℃開始PCR擴增。下列敘述正確的有____________。A．Taq酶最適催化溫度范圍為50～60℃B．與常規(guī)PCR相比，熱啟動PCR可減少反應(yīng)起始時引物錯配形成的產(chǎn)物C．兩條子鏈的合成一定都是從5′端向3′端延伸D．PCR產(chǎn)物DNA堿基序列的特異性體現(xiàn)了Taq酶的特異性(2)重組質(zhì)粒的構(gòu)建①將SmaⅠ切開的載體A與添加同源序列的m混合，用特定DNA酶處理形成黏性末端，然后降溫以促進____________________，形成A－m結(jié)合體。將A－m結(jié)合體導入大腸桿菌，利用大腸桿菌中的DNA聚合酶及________酶等，完成質(zhì)粒的環(huán)化。②若正確構(gòu)建的重組質(zhì)粒A－m仍能被SmaⅠ切開，則SmaⅠ的酶切位點可能在________________________________________________________________________。(3)融合蛋白的表達①用含有尿嘧啶的培養(yǎng)基培養(yǎng)URA3基因缺失型酵母，將其作為受體菌，導入質(zhì)粒A－m，然后涂布于無尿嘧啶的培養(yǎng)基上，篩選獲得目的菌株，其機理是________________________________________________________________________________________。②若通過抗原－抗體雜交實驗檢測到酵母蛋白中含tag標簽，說明_________________，后續(xù)實驗可借助tag標簽進行蛋白M的分離純化。答案(1)①RNA②蛋白M上不含tag標簽③BC(2)①黏性末端堿基互補配對DNA連接②基因m的連接處、基因m的內(nèi)部(3)①受體菌在無尿嘧啶的培養(yǎng)基上無法生長，導入重組質(zhì)粒的受體菌含有URA3基因，可以長成菌落②融合基因表達(或重組質(zhì)粒A－m構(gòu)建成功)12．下圖是利用工程菌(大腸桿菌)生產(chǎn)人生長激素的實驗流程。所用的pBR