基因工程.docx
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基因工程
基因工程
一.选择题
1.在遗传工程技术中，限制性内切酶主要用于
A.目的基因的提取和导入B.目的基因的导入和检测
C.目的基因与运载体结合和导入D.目的基因的提取和与运载体结合
2.苏云金芽孢杆菌的抗虫基因之所以能在棉花的叶肉细胞中准确地表达出来，主要是因为
A.目的基因能在植物细胞核中进行复制B.目的基因与棉花DNA的基本结构相同
C.不同生物共用一套遗传密码D.不同生物具有相同的一套遗传信息
3.1976年，美国的H.Boyer教授首次将人的生长抑制素释放因子的基因转移到大肠杆菌，并获得表达，此文中的“表达”是指该基因在大肠杆菌
A.能进行DNA复制B.能传递给细菌后代
C.能合成生长抑制素释放因子D.能合成人的生长素
4.下列关于基因治疗的说法正确的是
A.基因治疗只能治疗一些遗传病
B.基因治疗的主要方法是让患者口服一些健康的外源基因。
C.基因治疗的主要原理是修复患者的基因缺陷
D.基因治疗在发达国家已成为一种常用的临床治疗手段
5.镰刀型细胞贫血症的病因是血红蛋白基因的碱基序列发生了改变。
检测这种碱基序列改变必须使用的酶是
A.解旋酶B.DNA连接酶C.限制性内切酶D.RNA聚合酶
6.下图表示限制酶切割某DNA的过程，从图中可知，该限制酶能识别的碱基序列及切点是（）
A．CTTAAG，切点在C和T之间B．CTTAAG，切点在G和A之间
C．GAATTC，切点在G和A之间D．CTTAAC，切点在C和T之间
7.诊断苯丙酮尿症所用的探针是（）
A．32P半乳糖甘转移酶基因B．荧光标记的苯丙氨酸羧化酶
C.荧光标记的β—珠蛋白基因 D．3H苯丙氨酸羧化酶基因
8.（2008理综全国卷Ⅰ）4．已知某种限制性内切酶在一线性DNA分子上有3个酶切位点，如图中箭头所指。
如果在该线性DNA分子在3个酶切位点上都被该酶切断，则会产生a、b、c、d四种不同长度的DNA片段。
现有多个上述线性DNA分子，若在每个DNA分子上至少有1个酶切位点被该酶切断，则从理论上讲，经该酶酶切后，这些线性DNA分子最多能产生长度不同的DNA片段种类数是
A．3B．4
C．9D．12
9.下图是将人的生长激素基因导入细菌B细胞内制造“工程菌”的示意图。
已知细菌B细胞内不含质粒A，也不含质粒A上的基因。
判断下列说法正确的是（）
A．将重组质粒导入细菌B常用的方法是显微注射法
B．将完成导入过程后的细菌涂布在含有氨苄青霉素的培养基上，能生长的只是导入了重组质粒的细菌
C．将完成导入过程后的细菌涂布在含有四环素的培养基上，能生长的就是导入了质粒A的细菌
D．目的基因成功表达的标志是受体细胞能在含有氨苄青霉素的培养基上生长
10.下列关于基因工程的叙述，错误的是（）
A．目的基因和受体细胞均可来自动、植物或微生物
B．限制性核酸内切酶和DNA连接酶是两类常用的工具酶
C．人胰岛素原基因在大肠杆菌中表达的胰岛素原无生物活性
D．载体上的抗性基因有利于筛选含重组DNA的细胞和促进目的基因的表达
11.（2007年高考北京卷）利用外源基因在受体细胞中表达，可生产人类所需要的产品。
下列选项中能说明目的基因完成了在受体细胞中表达的是（ ）
A．棉花二倍体细胞中检测到细菌的抗虫基因B．大肠杆菌中检测到人胰岛素基因及其mRNA
C．山羊乳腺细胞中检测到人生长激素DNA序列D．酵母菌细胞中提取到人干扰素蛋白
二.非选择题
1.为扩大可耕地面积，增加粮食产量，黄河三角洲等盐碱地的开发利用备受关注。
我国科学家应用耐盐基因培育出了耐盐水稻新品系。
（1）获得耐盐基因后，构建重组DNA分子所用的限制性内切酶作用于图中的处，DNA连接酶作用于处。
（填“a”或“b”）
（2）将重组DNA分子导入水稻受体细胞的常用方法有农杆菌转化法和法。
（3）为了确定耐盐转基因水稻是否培育成功，既要用放射性同位素标记的作探针进行分子杂交检测，又要用方法从个体水平鉴定水稻植株的耐盐性。
2.医生对一位因缺乏腺苷脱氨酶基因而患先天性体液免疫缺陷病的美国女孩进行治疗。
采用的方法是首先将患者的白细胞取出作体外培养，然后用某种病毒将正常腺苷脱氨酶基因转入人工培养的白细胞中，再将这些转基因白细胞回输到患者的体内，经过多次治疗，患者的免疫功能趋于正常。
（1）该病的治疗运用了基因工程技术，在这个实例中运载体是________，目的基因是________，目的基因的受体细胞是________。
（2）将转基因白细胞多次回输到患者体内后，免疫能力趋于正常是由于产生了________，产生这种物质的两个基本步骤是________和________。
（3）人的腺苷脱氨酶基因与胰岛素基因相比，其主要差别是________；与大肠杆菌基因相比，其主要特点是_________________。
（4）该病的治疗方法属于基因工程运用中的________；这种治疗方法的原理是_____________________________。
3.番茄果实成熟过程中，某种酶（PG）开始合成并显著增加，促使果实变红变软。
但不利于长途运输和长期保鲜。
科学家利用反义RNA技术（见图解），可有效解决此问题。
该技术的核心是，从番茄体细胞中获得指导PG合成的信使RNA，继而以该信使RNA为模板人工合成反义基因并将之导入离体番茄体细胞，经组织培养获得完整植株。
新植株在果实发育过程中，反义基因经转录产生的反义RNA与细胞原有mRNA（靶mRNA）互补形成双链RNA，阻止靶mRNA进一步翻译形成PG，从而达到抑制果实成熟的目的。
请结合图解回答：
（1）反义基因像一般基因一样是一段双链的DNA分子，合成该分子的第一条链时，使用的模板是细胞
质中的信使RNA，原料是四种______________，所用的酶是______________。
（2）开始合成的反义基因第一条链是与模板RNA连在一起的杂交双链，通过加热去除RNA，然后再以反义基因第一条链为模板合成第二条链，这样一个完整的反义基因被合成。
若要以完整双链反义基因克
隆成百上千的反义基因，所用复制方式为_____________________________。
（3）如果指导番茄合成PG的信使RNA的碱基序列是–A–U–C–C–A–G–G–U–C–，那么，PG
反义基因的这段碱基对序列是_____________________。
（4）将人工合成的反义基因导入番茄叶肉细胞原生质体的运输工具是_______，该目的基因与运输工具相结合需要使用的酶有__________________，在受体细胞中该基因指导合成的最终产物是__________________。
4.将动物致病菌的抗原基因导入马铃薯制成植物疫苗，饲喂转基因马铃薯可使动物获得免疫力。
以下是与植物疫苗制备过程相关的图和表。
请根据以上图表回答下列问题。
（1）在采用常规PCR方法扩增目的基因的过程中，使用的DNA聚合酶不同于一般生物体内的DNA聚合酶，其最主要的特点是。
（2）PCR过程中退火（复性）温度必须根据引物的碱基数量和种类来设定。
表1为根据模板设计的两对引物序列，图2为引物对与模板结合示意图。
请判断哪一对引物可采用较高的退火温度？
__________。
（3）图1步骤③所用的DNA连接酶对所连接的DNA两端碱基序列是否有专一性要求？
。
（4）为将外源基因转入马铃薯，图1步骤⑥转基因所用的细菌B通常为。
（5）对符合设计要求的重组质粒T进行酶切，。
假设所用的酶均可将识别位点完全切开，请根据图1中标示的酶切位点和表2所列的识别序列，对以下酶切结果作出判断。
①采用EcoRⅠ和PstⅠ酶切，得到_________种DNA片断。
②采用EcoRⅠ和SmaⅠ酶切，得到_________种DNA片断。
5.继哺乳动物乳腺生物反应器研发成功后，膀胱生物反应器的研究也取得了一定进展。
最近，科学家培育出一种转基因小鼠，其膀胱上皮细胞可以合成人的生长激素并分泌到尿液中。
请回答：
（1）将人的生长激素基因导入小鼠受体细胞，常用方法是。
（2）进行基因转移时，通常要将外源基因转入中，原因是。
（3）通常采用技术检测外源基因是否插入了小鼠的基因组。
（4）在研制膀胱生物反应器时，应使外源基因在小鼠的细胞中特异表达。
6.（14分）在培育转基因植物的研究中，卡那霉素抗性基因（kan）常作为标记基因，只有含卡那霉素抗性基因的细胞才能在卡那霉素培养基上生长。
下图为获得抗虫棉的技术流程。
请据图回答：
（1）A过程需要的酶有_______________________________________________。
（2）B过程及其结果体现了质粒作为运载体必须具备的两个条件是____________________
____________________________________________________________。
（3）C过程的培养基除含有必要营养物质、琼脂和激素外，还必须加入________________。
（4）如果利用DNA分子杂交原理对再生植株进行检测，D过程应该用________________
________________________________________________作为探针。
（5）科学家发现转基因植株的卡那霉素抗性基因的传递符合孟德尔遗传规律。
①将转基因植株与________________________杂交，其后代中抗卡那霉素型与卡那霉素敏感型的数量比为1：
1。
②若该转基因植株自交，则其后代中抗卡那霉素型与卡那霉素敏感型的数量比为________。
③若将该转基因植株的花药在卡那霉素培养基上作离体培养，则获得的再生植株群体中抗卡那霉素型植株占____________%。
7..图为某种质粒表达载体简图，小箭头所指分别为限制性内切酶EcoRI、BamHI的酶切位点，ampR为青霉素抗性基因，tctR为四环素抗性基因，P为启动因子，T为终止子，ori为复制原点。
已知目的基因的两端分别有包括EcoRI、BamHI在内的多种酶的酶切位点。
（1）将含有目的基因的DNA与质粒表达载体分别用EcoRI酶切，酶切产物用DNA连接酶进行连接后，其中由两个DNA片段之间连接形成的产物有__________________、_______________、三种。
若要从这些连接产物中分离出重组质粒，需要对这些连接产物进行。
（2）用上述3种连接产物与无任何抗药性的原核宿主细胞进行转化实验。
之后将这些宿主细胞接种到含四环素的培养基中，能生长的原核宿主细胞所含有的连接产物是；若接种到含青霉素的培养基中，能生长的原核宿主细胞所含有的连接产物是。
（3）目的基因表达时，RNA聚合酶识别和结合的位点是，其合成的产物是。
（4）在上述实验中，为了防止目的基因和质粒表达载体在酶切后产生的末端发生任意连接，酶切时应选用的酶是。
8.转基因抗病香蕉的培育过程如图所示。
质粒上有PstⅠ、SmaⅠ、EcoRⅠ、ApaⅠ等四种限制酶切割位点。
请回答：
（1）构建含抗病基因的表达载体A时，应选用限制酶________，对________进行切割。
（2）培养基中的卡那霉素会抑制香蕉愈伤组织细胞的生长，欲利用该培养基筛选已导入抗病基因的香蕉细胞，应使基因表达载体A中含有________，作为标记基因。
（3）香蕉组织细胞具有________，因此，可以利用组织培养技术将导入抗病基因的香蕉组织细胞培育成植株。
图中①、②依次表示组织培养过程中香蕉组织细胞的___________________。
9.（2009年上海高考题）人体细胞内含有抑制癌症发生的P53基因，生物技术可对此类基因的变化进行检测。
（1）目的基因的获取方法通常包括___和____。
（2）上图表示从正常人和患者体内获取的P53基因的部分区域。
与正常人正比，患者在该区域的碱基会发生改变，在上图中用方框圈出发生改变的碱基对；这种变异被称为_____。
（3）已知限制酶E识别序列为CCGG，若用限制酶E分别完全切割正常人和患者的P53基因部分区域（见上图），那么正常人的会被切成 个片段；而患者的则被切割成长度为____对碱基和____对碱基的两种片段。
（4）如果某人的P53基因部分区域经限制酶E完全切割后，共出现170、220、290和460碱基对的四种片段，那么该人的基因型是____（以P+表示正常基因，P-表示异常基因）。
10.（2009年江苏高考题）苏云金杆菌（Bt）能产生具有杀虫能力的毒素蛋白。
下图是转Bt毒素蛋白基因植物的培育过程示意图（ampr为抗氨苄青霉素基因），据图回答下列问题。
（1）将图中①的DNA用HindⅢ、BamHⅠ完全酶切后，反应管中有________种DNA片段。
（2）图中②表示HindⅢ与BamHⅠ酶切、DNA连接酶连接的过程，此过程可获得________种重组质粒；如果换用BstⅠ与BamHⅠ酶切，目的基因与质粒连接后可获得________种重组质粒。
（3）目的基因插入质粒后，不能影响质粒的________。
（4）图中③的Ti质粒调控合成的vir蛋白，可以协助带有目的基因的T－DNA导入植物细胞，并防止植物细胞中___对T－DNA的降解。
（5）已知转基因植物中毒素蛋白只结合某些昆虫肠上皮细胞表面的特异受体，使细胞膜穿孔，肠细胞裂解，昆虫死亡。
而该毒素蛋白对人类的风险相对较小，原因是人类肠上皮细胞________。
（6）生产上常将上述转基因作物与非转基因作物混合播种，其目的是降低害虫种群中的____基因频率的增长速率。
11.（2011年江苏卷）33．（8分）请回答基因工程方面的有关问题：
（1）利用PCR技术扩增目的基因，其原理与细胞内DNA复制类似（如下图所示）。
图中引物为单链DNA片段，它是子链合成延伸的基础。
①从理论上推测，第四轮循环产物中含有引物A的DNA片段所占的比例为▲。
②在第▲轮循环产物中开始出现两条脱氧核苷酸链等长的DNA片段。
（2）设计引物是PCR技术关键步骤之一。
某同学设计的两组引物（只标注了部分碱基序列）都不合理（如下图），请分别说明理由。
①第1组：
▲；②第2组：
▲。
（3）PCR反应体系中含有热稳定DNA聚合酶，下面的表达式不能正确反映DNA聚合酶的功能，这是因为▲。
（4）用限制酶EcoRV、Mbol单独或联合切割同一种质粒，得到的DNA片段长度如下图（1kb
即1000个碱基对），请在答题卡的指定位置画出质粒上EcoRV、Mbol的切割位点。
12.下表中列出了几种限制酶识别序列及其切割位点，图1、图2中箭头表示相关限制酶的酶切位点。
请回答下列问题：
（1）一个图1所示的质粒分子经SmaⅠ切割前后，分别含有______个游离的磷酸基团。
（2）若对图中质粒进行改造，插入的SmaⅠ酶切位点越多，质粒的热稳定性越_______________。
（3）用图中的质粒和外源DNA构建重组质粒，不能使用SmaⅠ切割，原因是_________________。
（4）与只使用EcoRⅠ相比较，使用BamHⅠ和HindⅢ两种限制酶同时处理质粒、外源DNA的优点在于可以防止_____________。
（5）为了获取重组质粒，将切割后的质粒与目的基因片段混合，并加入_______酶。
（6）重组质粒中抗生素抗性基因的作用是为了_________________。
（7）为了从cDNA文库中分离获取蔗糖转运蛋白基因，将重组质粒导入丧失吸收蔗糖能力的大肠杆菌突变体，然后在_____________的培养基中培养，以完成目的基因表达的初步检测。
1.
（1）aa
（2）基因枪法（花粉管通道法）（3）耐盐基因（目的基因）一定浓度盐水浇灌（移栽到盐碱地中）
2.
（1）某种病毒 腺苷脱氨酶基因 白细胞
（2）腺苷脱氨酶（或抗体） 转录 翻译 （3）脱氧核苷酸排列顺序不同（或遗传信息不同或碱基的数目和排列顺序不同） 编码区是间隔的，不连续的（或编码区有外显子和内含子） （4）基因治疗 把健康的外源基因导入有基因缺陷的细胞内从而达到治疗的目的
3.
（1）脱氧核苷酸；逆转录酶
（2）半保留复制
（3）–T–A–G–G–T–C–C–A–G–
–A–T–C–C–A–G–G–T–C–
（4）质粒（或运载体、病毒）；限制性内切酶和DNA连接酶；（反义）RNA
4.
（1）耐高温2）引物对B（3）否（4）农杆菌（5）①2②1
5.
（1）显微注射
（2）受精卵（或早期胚胎）受精卵（或早期胚胎细胞）具有全能性，可使外源基因在相应组织细胞表达（3）DNA分子杂交（核酸探针）（4）膀胱上皮
6.
（1）限制性内切酶和DNA连接酶
（2）具有标记基因；能在宿主细胞中复制并稳定保存（3）卡那霉素（4）放射性同位素（或荧光分子）标记的抗虫基因
（5）①非转基因植株②3：
1③100
8.解析：
（1）由于限制酶SmaⅠ的切割位点在抗病基因的中间，因此不能用限制酶SmaⅠ来进行切割目的基因。
要将目的基因从含抗病基因的DNA分子中切割下来，从图中看需要用限制酶PstI和EcoRI同时进行切割。
而运载体要和目的基因含有相同的黏性末端才能进行连接，所以质粒也要用限制酶PstI和EcoRI进行切割。
（2）由于卡那霉素能抑制香蕉愈伤组织细胞的生长，所以构建的基因表达载体A中应含抗卡那霉素基因，作为标记基因。
答案：
（1）PstⅠ、EcoRⅠ 含抗病基因的DNA、质粒
（2）抗卡那霉素基因（3）全能性 脱分化、再分化
9.
（1）从细胞中分离 通过化学方法人工合成
（2）见下图
基因碱基对的替换（基因突变）（3）3 460 220（4）P+P-
10.
（1）4
（2）2 1 （3）复制 （4）DNA水解酶（5）表面无相应的特异性受体 （6）抗性
11.
（1）①15/16②三
（2）①引物I和引物Ⅱ局部发生碱基互补配对而失效
②引物I’自身折叠后会出现局部碱基互补配对而失效
（3）DNA聚合酶只能将单个脱氧核苷酸连续结
合到双链DNA片段的引物链上
（4）见右图
12.
（1）0、2
（2）高
（3）SmaⅠ会破坏质粒的抗性基因、外源DNA中的目的基因（4）质粒和含目的基因的外源DNA片段自身环化
（5）DNA连接（6）鉴别和筛选含有目的基因的细胞（7）蔗糖为唯一含碳营养物质
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