13 基因工程的基本操作程序 课后作业-(新教材)2019新人教版高中生物选择性必修三.doc
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1、1/8课时分层作业课时分层作业(十三十三)(建议用时:建议用时:40 分钟分钟)题组一题组一目的基因的筛选与获取目的基因的筛选与获取1DNA 的复制需要引物,主要原因是的复制需要引物,主要原因是()A可加快可加快 DNA 的复制速度的复制速度B引物可与引物可与 DNA 母链通过碱基互补配对结合母链通过碱基互补配对结合C引物的引物的 5端有助于端有助于 DNA 聚合酶的延伸聚合酶的延伸 DNA 链链DDNA 聚合酶只能从聚合酶只能从 3端延伸端延伸 DNA 链链DDNA 聚合酶不能从聚合酶不能从 5端开始合成端开始合成 DNA,而只能从,而只能从 3端延伸端延伸 DNA链链,因此因此,DNA 复
2、制需要引物复制需要引物。当引物与当引物与 DNA 母链通过碱基互补配对结合后母链通过碱基互补配对结合后,DNA 聚合酶就能从引物的聚合酶就能从引物的 3端开始延伸端开始延伸 DNA 链,链,DNA 的合成方向总是从子的合成方向总是从子链的链的 5端向端向 3端延伸。端延伸。2 利利用用PCR技术从某种生物的基因技术从某种生物的基因组组DNA中获取目的基因的前提是中获取目的基因的前提是()A有目的基因的有目的基因的 DNA 片段,作为模板进行复制片段,作为模板进行复制B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引物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引物C有足够的脱氧核
3、苷酸作为原料有足够的脱氧核苷酸作为原料D加入足够数量的加入足够数量的 DNA 连接酶进行指数式扩增连接酶进行指数式扩增B利用利用 PCR 技术从某种生物的基因组技术从某种生物的基因组 DNA 中获取目的基因的前提是要中获取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合成引物。有一段已知目的基因的核苷酸序列以便合成引物。3金属硫蛋白金属硫蛋白(MT)是一类广泛存在的金属结合蛋白是一类广泛存在的金属结合蛋白,某研究小组计划通过某研究小组计划通过多聚酶链式反应多聚酶链式反应(PCR)扩增获得目的基因扩增获得目的基因,构建转基因工程菌构建转基因工程菌,用于重金属废水用于重金属废水的净化处理。的
4、净化处理。PCR 扩增过程示意图如下,请回答下列问题:扩增过程示意图如下,请回答下列问题:(1)从高表达从高表达 MT 蛋白的生物组织中提取蛋白的生物组织中提取 mRNA,通过,通过_获得获得2/8_用于用于 PCR 扩增。扩增。(2)设计一对与设计一对与 MT 基因两端序列互补配对的引物基因两端序列互补配对的引物(引物引物 1 和引物和引物 2),为方便为方便构建重组质粒,在引物中需要增加适当的构建重组质粒,在引物中需要增加适当的_位点。设计引物时需要避位点。设计引物时需要避免引物之间形成免引物之间形成_,而造成引物自连。,而造成引物自连。(3)图中步骤图中步骤 1 代表代表_,步骤,步骤
5、2 代表退火,步骤代表退火,步骤 3 代表延伸,这三个代表延伸,这三个步骤组成一轮循环。步骤组成一轮循环。(4)如果如果 PCR 反应得不到任何扩增产物,则可以采取的改进措施有反应得不到任何扩增产物,则可以采取的改进措施有_(填序号:填序号:升高退火温度升高退火温度降低退火温度降低退火温度重新设计引物重新设计引物)。解析解析(1)目的基因的获取目的基因的获取:从高表达从高表达 MT 蛋白的生物组织中提取蛋白的生物组织中提取 mRNA,通过逆转录获得通过逆转录获得 cDNA 用于用于 PCR 扩增。扩增。(2)设计一对与设计一对与 MT 基因两端序列互补配对的引物基因两端序列互补配对的引物(引物
6、引物 1 和引物和引物 2),为方便为方便基因与载体相连构建重组质粒,在引物中需要增加适当的限制性内切核酸酶的基因与载体相连构建重组质粒,在引物中需要增加适当的限制性内切核酸酶的切割位点。为了避免引物自连,设计引物时需要避免引物之间形成碱基互补配切割位点。为了避免引物自连,设计引物时需要避免引物之间形成碱基互补配对。对。(3)根据根据 PCR 的过程可知的过程可知,图中步骤图中步骤 1 为变性为变性,步骤步骤 2 为退火为退火,步骤步骤 3 为延为延伸,这三个步骤组成一轮循环。伸,这三个步骤组成一轮循环。(4)如果如果 PCR 反应得不到任何扩增产物反应得不到任何扩增产物,可能的原因是退火温度
7、过高可能的原因是退火温度过高,或者或者设计的引物不合适,不能与模板碱基配对。因此可采取的改进措施有降低退火设计的引物不合适,不能与模板碱基配对。因此可采取的改进措施有降低退火温度、重新设计引物等。温度、重新设计引物等。答案答案(1)逆转录逆转录cDNA(2)限制性内切核酸酶限制性内切核酸酶碱基互补配对碱基互补配对(3)变变性性(4)题组二题组二基因表达载体的构建基因表达载体的构建4在基因工程的操作过程中,获得重组质粒不需要在基因工程的操作过程中,获得重组质粒不需要()DNA 连接酶连接酶限制性内切核酸酶限制性内切核酸酶RNA 聚合酶聚合酶具有标记基因具有标记基因的质粒的质粒目的基因目的基因四种
8、脱氧核苷酸四种脱氧核苷酸ABCDA构建重组质粒时构建重组质粒时, 首先要用限制酶切割含有目的基因的首先要用限制酶切割含有目的基因的 DNA 片段和载片段和载体,其次需要用体,其次需要用 DNA 连接酶将目的基因与载体连接;连接酶将目的基因与载体连接;RNA 聚合酶催化转录过聚合酶催化转录过程程,获得重组质粒时不需要获得重组质粒时不需要 RNA 聚合酶聚合酶;获得重组质粒时获得重组质粒时,需要具有标记基因需要具有标记基因3/8的质粒作为载体;重组质粒是由目的基因与质粒形成的;四种脱氧核苷酸是合的质粒作为载体;重组质粒是由目的基因与质粒形成的;四种脱氧核苷酸是合成成 DNA 的原料,获得重组质粒不
9、需要四种脱氧核苷酸。的原料,获得重组质粒不需要四种脱氧核苷酸。5在基因表达载体的构建中,下列说法不正确的是在基因表达载体的构建中,下列说法不正确的是()A基因表达载体的构建方法不完全相同基因表达载体的构建方法不完全相同B有了启动子才能驱动基因转录出有了启动子才能驱动基因转录出 mRNAC终止子的作用是终止翻译过程终止子的作用是终止翻译过程D基因表达载体的结构包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等基因表达载体的结构包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等C因为受体细胞有植物、动物、微生物之分,且目的基因导入受体细胞因为受体细胞有植物、动物、微生物之分,且目的基因导入受体细胞的方法不同的方法不同
10、,因此因此,基因表达载体的构建方法是不完全相同的基因表达载体的构建方法是不完全相同的,A 正确正确;启动子启动子是一段有特殊结构的是一段有特殊结构的 DNA 片段,位于基因的首端,是片段,位于基因的首端,是 RNA 聚合酶识别和结合聚合酶识别和结合的部位,能驱动基因转录出的部位,能驱动基因转录出 mRNA,最终获得所需要的蛋白质,最终获得所需要的蛋白质,B 正确;终止正确;终止子的作用是使转录在所需要的地方停止,终止密码子的作用是使翻译在所需要子的作用是使转录在所需要的地方停止,终止密码子的作用是使翻译在所需要的地方停止的地方停止,C 错误错误;基因表达载体包括启动子基因表达载体包括启动子、终
11、止子终止子、目的基因目的基因、标记基因标记基因等,等,D 正确。正确。6CTB 是霍乱弧菌产生的肠毒素是霍乱弧菌产生的肠毒素(蛋白质蛋白质)结构的一部分,可用作针对霍乱结构的一部分,可用作针对霍乱弧菌的疫苗弧菌的疫苗。研究人员提取了控制研究人员提取了控制 CTB 合成的基因合成的基因(ctb),构建基因表达载体构建基因表达载体(如如图所示图所示),将其导入番茄将其导入番茄,然后用转基因番茄饲喂试验小鼠然后用转基因番茄饲喂试验小鼠,检测疫苗的有效性检测疫苗的有效性。请回答相关问题:请回答相关问题:(1)为了在短时间内获得大量基因为了在短时间内获得大量基因,可以采用可以采用_技术技术。与细胞内与细
12、胞内 DNA复 制 时 的 解 旋 过 程 相 比 , 该 技 术 的复 制 时 的 解 旋 过 程 相 比 , 该 技 术 的 DNA 解 链 过 程 有 何 不 同 ?解 链 过 程 有 何 不 同 ?_(写出一点即可。写出一点即可。)(2)使用两种限制酶切割载体可防止切开的载体的两个末端重新连接起来,使用两种限制酶切割载体可防止切开的载体的两个末端重新连接起来,原因是原因是_。(3)可采用可采用_法将基因表达载体导入番茄细胞,然后在加入了法将基因表达载体导入番茄细胞,然后在加入了_的培养基中进行初步筛选的培养基中进行初步筛选, 之后还需用之后还需用_技术检测技术检测 ctb 基因是否基因
13、是否整合到番茄染色体的整合到番茄染色体的 DNA 上。上。4/8(4)提取转基因番茄不同部位的蛋白质进行检测提取转基因番茄不同部位的蛋白质进行检测, 发现只有果实中含有发现只有果实中含有 CTB。ctb 基因只能在果实细胞中表达,这与基因表达载体中的基因只能在果实细胞中表达,这与基因表达载体中的_有关。有关。(5)用转基因番茄果实饲喂试验小鼠用转基因番茄果实饲喂试验小鼠,若能在小鼠的血清中检测到若能在小鼠的血清中检测到_,则说明该转基因疫苗是有效的。则说明该转基因疫苗是有效的。答案答案(1)PCR不需要解旋酶不需要解旋酶(2)两种限制酶切割载体可以产生不同的两种限制酶切割载体可以产生不同的末端
14、末端(3)农杆菌转化农杆菌转化卡那霉素卡那霉素PCR(4)E8 启动子启动子(5)CTB 抗体抗体题组三题组三将目的基因导入受体细胞将目的基因导入受体细胞7(不定项不定项)采用基因工程的方法培育抗虫棉,下列导入目的基因的做法正采用基因工程的方法培育抗虫棉,下列导入目的基因的做法正确的是确的是()A将毒素蛋白注射到棉受精卵中将毒素蛋白注射到棉受精卵中B将编码毒素蛋白的将编码毒素蛋白的 DNA 序列,注射到棉受精卵中序列,注射到棉受精卵中C将编码毒素蛋白的将编码毒素蛋白的 DNA 序列,与质粒重组,导入细菌,用该细菌感染序列,与质粒重组,导入细菌,用该细菌感染棉的体细胞,再进行组织培养棉的体细胞,
15、再进行组织培养D将编码毒素蛋白的将编码毒素蛋白的 DNA 序列,与细菌质粒重组,注射到棉的子房并进序列,与细菌质粒重组,注射到棉的子房并进入受精卵入受精卵CD将毒素蛋白直接注射到棉受精卵中将毒素蛋白直接注射到棉受精卵中,棉受精卵没有获得目的基因棉受精卵没有获得目的基因,发发育成的植株不会有抗虫性状育成的植株不会有抗虫性状,A 错误错误;将编码毒素蛋白的将编码毒素蛋白的 DNA 序列序列,直接注射直接注射到棉受精卵中,而没有将目的基因与运载体结合,目的基因将不能稳定存在,到棉受精卵中,而没有将目的基因与运载体结合,目的基因将不能稳定存在,很容易被水解很容易被水解,不能培养出抗虫棉不能培养出抗虫棉
16、,B 错误错误;C 项所述为用农杆菌转化法将目的项所述为用农杆菌转化法将目的基因导入受体细胞基因导入受体细胞,C 正确正确;当受体细胞是植物细胞时当受体细胞是植物细胞时,还可以利用花粉管通道还可以利用花粉管通道法将目的基因导入受精卵中法将目的基因导入受精卵中, 然后发育为转基因植株然后发育为转基因植株, D 项所描述的类似于花粉项所描述的类似于花粉管通道法,管通道法,D 正确。所以选正确。所以选 CD。8下列关于目的基因导入微生物细胞的叙述中,不正确的是下列关于目的基因导入微生物细胞的叙述中,不正确的是()A常用原核生物作为受体细胞,是因为原核生物繁殖快,且多为单细胞常用原核生物作为受体细胞,
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