第頁第3章第2節(jié)第1課時篩選和獲取目的基因與構(gòu)建基因表達(dá)載體A級必備知識基礎(chǔ)練1.利用PCR技術(shù)從某種生物的基因組DNA中獲取目的基因。有關(guān)這一過程,下列說法錯誤的是()A.以含有目的基因的DNA片段作為模板B.目的基因的一段核苷酸序列已知,以便根據(jù)這一序列合成兩種引物C.有足夠的脫氧核苷酸作為原料D.加入足夠數(shù)量的DNA連接酶進(jìn)行指數(shù)式擴(kuò)增2.對RNA病毒進(jìn)行檢測時可以采用實時熒光RT-PCR(逆轉(zhuǎn)錄聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng))的方法,RT-PCR的具體過程如圖。下列敘述錯誤的是()A.過程①以mRNA為模板合成單鏈DNAB.過程②③擬對單鏈cDNA進(jìn)行n次循環(huán)的擴(kuò)增,理論上需要n個引物BC.游離的脫氧核苷酸只能從引物的3'端開始連接D.該技術(shù)用于對某些微量RNA病毒的檢測,可提高檢測的靈敏度3.PCR技術(shù)是在DNA聚合酶的作用下,在體外進(jìn)行DNA大量擴(kuò)增的一種分子生物技術(shù)。下列敘述正確的是()A.雙鏈DNA在高溫下氫鍵和磷酸二酯鍵斷裂形成2條DNA單鏈B.溫度降低后,單鏈DNA和引物結(jié)合的部分堿基序列相同C.以2條DNA單鏈為模板,以4種NTP為原料,經(jīng)耐高溫酶在高溫下合成2個新的DNAD.設(shè)置PCR儀的溫度進(jìn)行反應(yīng)可重復(fù)循環(huán)多次,DNA呈指數(shù)式擴(kuò)增4.關(guān)于基因表達(dá)載體構(gòu)建的敘述,下列說法不正確的是()①一個基因表達(dá)載體的組成只包括目的基因、啟動子、終止子②有了啟動子才能驅(qū)動基因轉(zhuǎn)錄出mRNA③終止子的作用是使轉(zhuǎn)錄在所需要的地方停止④所有基因表達(dá)載體的構(gòu)建都是完全相同的A.②③ B.①④C.①② D.③④5.在重組DNA技術(shù)中,將外源基因?qū)胧荏w細(xì)胞,通常是利用質(zhì)粒作為載體。下列關(guān)于質(zhì)粒的敘述,正確的是()A.質(zhì)粒是一種只存在于原核細(xì)胞中的結(jié)構(gòu)簡單的環(huán)狀DNA分子B.目的基因直接導(dǎo)入受體細(xì)胞則難以在受體細(xì)胞中表達(dá)C.目的基因只有通過質(zhì)粒整合到受體細(xì)胞的DNA中才能表達(dá)D.大多數(shù)天然質(zhì)粒都不需要人工改造,可以直接作為載體使用6.在基因工程的操作過程中,獲得重組質(zhì)粒不需要()①DNA連接酶②限制酶③RNA聚合酶④具有標(biāo)記基因的質(zhì)粒⑤目的基因⑥四種脫氧核苷酸A.③⑥ B.②④C.①⑤ D.①②④7.某研究所的研究人員將生長激素基因通過質(zhì)粒介導(dǎo)進(jìn)入大腸桿菌細(xì)胞內(nèi),來表達(dá)產(chǎn)生生長激素。已知質(zhì)粒中存在兩個抗性基因:A是抗鏈霉素基因,B是抗氨芐青霉素基因,且目的基因要插入基因B中,而大腸桿菌不帶有任何抗性基因。下列敘述正確的是()A.導(dǎo)入大腸桿菌的質(zhì)粒一定為重組質(zhì)粒B.研究過程需要使用限制酶、DNA連接酶和載體這些專門的工具酶C.可用含氨芐青霉素的培養(yǎng)基檢測大腸桿菌中是否導(dǎo)入了重組質(zhì)粒D.在含鏈霉素培養(yǎng)基中能生長的可能是符合生產(chǎn)要求的大腸桿菌8.環(huán)境雌激素(EEs)會影響動物和人類的性腺發(fā)育。斑馬魚在EEs的誘導(dǎo)下,會表達(dá)出卵黃蛋白原(vtg)。已知綠色熒光蛋白(GFP)基因能使斑馬魚發(fā)光,欲獲得能檢測水中是否含有EEs的轉(zhuǎn)基因斑馬魚,下列操作合理的是()A.將EEs基因的啟動子與GFP基因重組B.將vtg基因的啟動子與GFP基因重組C.將GFP基因的啟動子與GFP基因重組D.將GFP基因的啟動子與vtg基因重組9.DNA疫苗是指將編碼保護(hù)性抗原蛋白的基因(如圖甲)插入適宜的質(zhì)粒(如圖乙)中得到的重組DNA分子,將其導(dǎo)入人體內(nèi),在人體細(xì)胞內(nèi)表達(dá)的產(chǎn)物可直接誘導(dǎo)機(jī)體免疫應(yīng)答,且可持續(xù)一段時間。限制酶BglⅡ、EcoRⅠ和Sau3AⅠ的酶切位點如下圖所示。下列分析正確的是()A.構(gòu)建DNA疫苗時,可用BglⅡ和EcoRⅠ切割目的基因和質(zhì)粒B.圖乙中只用EcoRⅠ切割質(zhì)粒產(chǎn)生的DNA片段具有相同平末端C.用EcoRⅠ切割目的基因和質(zhì)粒,再用DNA聚合酶連接,會產(chǎn)生多種連接產(chǎn)物D.抗原基因在體內(nèi)表達(dá)時,需要經(jīng)過轉(zhuǎn)錄和翻譯過程,會發(fā)生氫鍵斷裂和形成10.請回答下列相關(guān)基因工程中構(gòu)建基因表達(dá)載體的問題。(1)培育轉(zhuǎn)基因植物過程的核心步驟是構(gòu)建基因表達(dá)載體,其目的是使目的基因在受體細(xì)胞中,并且可以通過復(fù)制遺傳給下一代,同時,使目的基因表達(dá)和發(fā)揮作用。

(2)構(gòu)建基因表達(dá)載體時,可利用酶連接被限制酶切開的鍵。

(3)組成基因表達(dá)載體的單體是?；虮磉_(dá)載體中的啟動子是識別和結(jié)合的部位,在結(jié)合完成后才能驅(qū)動目的基因通過(填過程)合成mRNA。目的基因表達(dá)的翻譯過程的終止信號是。

B級能力素養(yǎng)提升練11.像BclⅠ(5'-T↓GATCA-3')、BglⅡ(5'-A↓GATCT-3')、MboⅠ(5'-↓GATC-3')這樣,識別序列不同、但能產(chǎn)生相同的黏性末端的一類限制酶被稱為同尾酶。下圖表示目的基因及質(zhì)粒上的酶切位點。選用不同的限制酶對質(zhì)粒和目的基因進(jìn)行切割,并用DNA連接酶進(jìn)行連接。下列分析錯誤的是()選項切割質(zhì)粒切割目的基因結(jié)果分析ABclⅠ和BglⅡBclⅠ和BglⅡ形成的重組質(zhì)粒的堿基排列順序不一定相同BBclⅠ和BglⅡMboⅠ切割后的質(zhì)粒不可自身環(huán)化,切割后的目的基因可以自身環(huán)化CMboⅠBclⅠ和BglⅡ形成的重組質(zhì)粒可被MboⅠ再次切開,但可能無法被BclⅠ和BglⅡ再次切開DMboⅠMboⅠ切割后的質(zhì)?？梢宰陨憝h(huán)化,切割后的目的基因也可以自身環(huán)化12.蜘蛛絲是天然蛋白纖維,其機(jī)械性能高于常用于制作防彈衣的凱夫拉纖維,有廣泛的應(yīng)用前景。中國科學(xué)家利用質(zhì)粒(如圖)成功構(gòu)建了蛛絲蛋白基因的重組質(zhì)粒,并在家蠶絲腺細(xì)胞中獲得大量蛛絲蛋白。下列有關(guān)說法不正確的是()A.為防止目的基因自身環(huán)化,可以用限制酶XbaⅠ和SacⅠ來切割目的基因B.構(gòu)建表達(dá)載體時選用蠶絲蛋白基因的啟動子利于基因在家蠶絲腺細(xì)胞中表達(dá)C.啟動子是RNA聚合酶的識別和結(jié)合部位,可以驅(qū)動遺傳信息的復(fù)制和轉(zhuǎn)錄D.基因表達(dá)載體中的標(biāo)記基因可以鑒別與選擇含有蛛絲蛋白基因的受體細(xì)胞13.科研人員在常規(guī)PCR基礎(chǔ)上發(fā)展出同時檢測多種病原體的多重PCR技術(shù),檢測原理(a、b)及結(jié)果(c)如下圖。下列敘述錯誤的是()A.需要針對不同病原體設(shè)計特異性引物和熒光探針B.圖中b是PCR反應(yīng)的延伸過程C.多重PCR同時完成對4種病原體的檢測D.由結(jié)果推測該檢測樣品中有B、C、D病原體的核酸14.白羊草是一種耐旱的優(yōu)良草本植物。研究人員提取白羊草細(xì)胞中的M基因,將其轉(zhuǎn)入擬南芥細(xì)胞中,以研究白羊草的M基因與抗旱性的相關(guān)性。請回答下列問題。(1)利用PCR技術(shù)獲得M基因,需要在PCR反應(yīng)體系中加入模板、引物及;若模板雙鏈DNA的數(shù)量為a個,經(jīng)過35個循環(huán)需要消耗引物的數(shù)量是。

(2)下面是對M基因進(jìn)行PCR擴(kuò)增時用到的兩種引物:引物1:5'-ACGGTGCATTTTCATCGTCTCT-3'引物2:5'-AGAGACGATGTTGCTTCCTCTA-3'下圖表示含有M基因的DNA片段,①②③④表示引物可能的結(jié)合位點。下列選項中,引物1和引物2結(jié)合的正確位置是。

A.引物1結(jié)合在②,引物2結(jié)合在③B.引物1結(jié)合在④,引物2結(jié)合在①C.引物1結(jié)合在③,引物2結(jié)合在②D.引物1結(jié)合在①,引物2結(jié)合在④(3)研究人員選擇下圖質(zhì)粒作為載體時,最好同時使用兩種限制酶切割質(zhì)粒,并且兩種限制酶中不能用限制酶,原因是。

第1課時篩選和獲取目的基因與構(gòu)建基因表達(dá)載體1.D用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因,應(yīng)以含有目的基因的DNA片段作為模板,A項正確;PCR技術(shù)的前提條件是目的基因的一段核苷酸序列已知,以便合成一對引物,B項正確;DNA復(fù)制需要有足夠的脫氧核苷酸作為原料,C項正確;PCR技術(shù)需要耐高溫的DNA聚合酶,不需要加入DNA連接酶,D項錯誤。2.B過程①是由mRNA形成單鏈DNA的過程,表示逆轉(zhuǎn)錄,A項正確;過程②③擬對單鏈cDNA進(jìn)行n次循環(huán)的擴(kuò)增,根據(jù)DNA分子半保留復(fù)制特點可知,該過程理論上至少需要2n-1個引物B,B項錯誤;游離的脫氧核苷酸只能從引物的3'端開始連接,C項正確;利用實時熒光RT-PCR技術(shù)對某些微量RNA病毒進(jìn)行檢測時可提高檢測的靈敏度,是因為增加了待測RNA逆轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的DNA的數(shù)量(或濃度),D項正確。3.D雙鏈DNA在高溫下解旋即DNA雙鏈打開,斷裂的是堿基對之間的氫鍵,而磷酸二酯鍵沒有斷裂,A項錯誤;當(dāng)溫度降低時,引物與模板末端結(jié)合,單鏈DNA和引物結(jié)合的部分堿基序列互補(bǔ),B項錯誤;以2條DNA單鏈為模板,以4種dNTP為原料,在耐高溫DNA聚合酶的作用下合成2個新的DNA,C項錯誤;PCR的反應(yīng)步驟為目的基因DNA受熱變性后解鏈為單鏈,引物與單鏈相應(yīng)互補(bǔ)序列結(jié)合,然后在熱穩(wěn)定DNA聚合酶的作用下進(jìn)行延伸,如此重復(fù)循環(huán),因而每一次循環(huán)后目的基因的量可以增加一倍,即呈指數(shù)形式擴(kuò)增(約為2n,其中n為擴(kuò)增循環(huán)的次數(shù)),D項正確。4.B基因表達(dá)載體的結(jié)構(gòu)包括目的基因、標(biāo)記基因、啟動子、終止子等,①錯誤;有了啟動子才能驅(qū)動基因轉(zhuǎn)錄出mRNA,②正確;終止子的作用是使轉(zhuǎn)錄在所需要的地方停止,③正確;不同基因表達(dá)載體的構(gòu)建不一定相同,④錯誤。5.B質(zhì)粒是存在于許多細(xì)菌以及酵母菌(真核細(xì)胞)中的有自主復(fù)制能力的小型環(huán)狀DNA分子,A項錯誤;載體中含有啟動子、終止子等元件,可以調(diào)控目的基因的表達(dá),因此必須構(gòu)建基因表達(dá)載體,才能保證目的基因的表達(dá),B項正確;目的基因無需整合到受體細(xì)胞的DNA中,只需要將含有目的基因的質(zhì)粒導(dǎo)入受體細(xì)胞就能表達(dá),C項錯誤;天然的質(zhì)粒不能直接作為載體,基因工程中用到的質(zhì)粒都是在天然質(zhì)粒的基礎(chǔ)上進(jìn)行過人工改造的,D項錯誤。6.A構(gòu)建重組質(zhì)粒時,首先要用限制酶切割含有目的基因的DNA片段和質(zhì)粒,其次需要用DNA連接酶將目的基因與質(zhì)粒連接;RNA聚合酶催化轉(zhuǎn)錄過程,獲得重組質(zhì)粒時不需要RNA聚合酶;獲得重組質(zhì)粒時,需要具有標(biāo)記基因的質(zhì)粒作為載體;重組質(zhì)粒是由目的基因與質(zhì)粒共同形成的;四種脫氧核苷酸是合成DNA的原料,獲得重組質(zhì)粒不需要四種脫氧核苷酸。7.D導(dǎo)入大腸桿菌的質(zhì)粒可能為重組質(zhì)粒,也可能為普通質(zhì)粒,A項錯誤;構(gòu)建基因表達(dá)載體過程中需要限制酶和DNA連接酶,載體不屬于酶,B項錯誤;由于目的基因要插入基因B中,即抗氨芐青霉素基因被破壞,即工程菌不能抗氨芐青霉素,因此不能用含氨芐青霉素的培養(yǎng)基檢測大腸桿菌中是否導(dǎo)入了重組質(zhì)粒,C項錯誤;重組質(zhì)粒中抗氨芐青霉素基因被破壞,而抗鏈霉素基因完好,因此在含鏈霉素的培養(yǎng)基中能生長的可能是符合生產(chǎn)要求的大腸桿菌,D項正確。8.B由題意可知,環(huán)境中的EEs可誘導(dǎo)斑馬魚體內(nèi)vtg基因的表達(dá),在不含EEs的環(huán)境中,斑馬魚體內(nèi)vtg基因不能表達(dá)。因此,只要將vtg基因的啟動子與GFP基因重組并導(dǎo)入斑馬魚體內(nèi),便能根據(jù)斑馬魚是否發(fā)光檢測水中是否含EEs。9.D外源DNA分子和質(zhì)粒上都含有3種限制酶(BglⅡ、EcoRⅠ和Sau3AⅠ)的切割位點,為了防止目的基因和載體的自身環(huán)化和兩者之間的不定向連接,因此可用BglⅡ和Sau3AⅠ兩種限制酶進(jìn)行切割,A項錯誤;EcoRⅠ切割后獲得的是黏性末端,B項錯誤;用EcoRⅠ切割目的基因和質(zhì)粒,再用DNA連接酶連接,能產(chǎn)生多種連接產(chǎn)物,如目的基因自身環(huán)化、質(zhì)粒自身環(huán)化、目的基因與質(zhì)粒正向連接、目的基因與質(zhì)粒反向連接等產(chǎn)物,C項錯誤;抗原基因在體內(nèi)表達(dá)時,需要經(jīng)過轉(zhuǎn)錄和翻譯過程,會發(fā)生氫鍵斷裂(解旋)和形成,D項正確。10.答案(1)穩(wěn)定存在(2)DNA連接磷酸二酯(3)脫氧核苷酸RNA聚合酶轉(zhuǎn)錄終止密碼子解析(1)構(gòu)建基因表達(dá)載體的目的是使目的基因在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在,并且可以通過復(fù)制遺傳給下一代,同時,使目的基因表達(dá)和發(fā)揮作用。(2)DNA連接酶的作用是在DNA片段之間形成磷酸二酯鍵。(3)基因表達(dá)載體的本質(zhì)是DNA,其基本組成單位是脫氧核苷酸;基因表達(dá)載體中的啟動子是RNA聚合酶識別和結(jié)合的部位,在結(jié)合完成后才能驅(qū)動目的基因通過轉(zhuǎn)錄合成mRNA。目的基因表達(dá)的翻譯過程的終止信號是終止密碼子。11.B切割質(zhì)粒和切割目的基因均用BclⅠ和BglⅡ,由于兩種酶切割后產(chǎn)生的黏性末端相同,形成重組質(zhì)粒時目的基因可能反向連接,形成的堿基排列順序不一定相同,A項正確。切割質(zhì)粒用BclⅠ和BglⅡ,切割后產(chǎn)生的黏性末端相同,切割后的質(zhì)?？赡茏陨憝h(huán)化;切割目的基因用MboⅠ,切割后產(chǎn)生黏性末端,切割后的目的基因可以自身環(huán)化,B項錯誤。切割質(zhì)粒用MboⅠ,產(chǎn)生黏性末端,切割目的基因用BclⅠ和BglⅡ,產(chǎn)生黏性末端,形成的重組質(zhì)粒中原來的BclⅠ和BglⅡ的切割位點的序列發(fā)生改變,不能再被這兩種酶切割,但不影響MboⅠ的作用,C項正確。切割質(zhì)粒用MboⅠ,切割目的基因用MboⅠ,產(chǎn)生的均為黏性末端,切割后的質(zhì)?？勺陨憝h(huán)化,切割后的目的基因也可以自身環(huán)化,D項正確。12.C用限制酶XbaⅠ和SacⅠ來切割目的基因,可以使目的基因兩端產(chǎn)生不同的黏性末端,防止目的基因自身環(huán)化,A項正確;為了能從家蠶絲腺細(xì)胞中提取蛛絲蛋白,基因表達(dá)載體中目的基因的上游必須含有使其能在家蠶絲腺細(xì)胞中轉(zhuǎn)錄的啟動子,即構(gòu)建表達(dá)載體時選用蠶絲蛋白基因的啟動子利于基因在家蠶絲腺細(xì)胞中表達(dá),B項正確;啟動子只能驅(qū)動基因轉(zhuǎn)錄,不能驅(qū)動其復(fù)制,C項錯誤;基因表達(dá)載體中的標(biāo)記基因可以鑒別與選擇含有蛛絲蛋白基因的受體細(xì)胞,D項正確。13.D不同的病原體的堿基序列是不同的,因此需要根據(jù)病