专题一基因工程习题.docx

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专题一基因工程习题

专题一基因工程练习

1．金茶花是中国特有的观赏品种，但易得枯萎病，使其观赏价值降低。

科学家在某种植物中找到了抗枯萎病的基因，用转基因技术培育出了抗枯萎病的新品种金茶花。

据下图完成

（1）～（5）题：

（1）①和②结合能形成③，常用的酶有________________________________________；其能结合形成③，最重要的原因是①和②经酶处理后具有________________________。

（2）形成③的过程是______________________，它是实施基因工程的第二步，也是基因工程的核心，一个③的组成，除了目的基因外，还必须有启动子、终止子及____________等。

（3）若④过程为将目的基因导入受体细胞，则将此抗病基因导入植物细胞采用最多的方法是________________；除此之外，转基因植物还可以通过____________和________________两种方法获得。

（4）在⑤→⑥过程中，获得抗病基因的金茶花细胞将经历__________和__________过程后才能获得⑦。

（5）经培养长成的植株⑦具备了抗病性，这说明_____________________。

抗枯萎病金茶花培育成功说明一种生物的基因表达系统能够识别来自另一种生物的DNA的____________________。

2．干扰素是治疗癌症的重要药物，它必须从血液中提取，每升人血只能提取0.5μg，所以价格昂贵。

现在美国加利福尼亚州的基因公司用如下图的方式生产干扰素。

阅读材料完成

（1）～（3）题。

（1）干扰素基因在基因工程中称为____________。

用________技术可使获得的基因迅速扩增。

（2）此基因与细菌的质粒结合，构建基因表达载体要用__________________处理基因和质粒特定核苷酸之间的____________，使两者露出相同的黏性末端，再用____________将二者连接成基因表达载体，然后将其导入酵母菌体内。

酵母菌在基因工程中称为__________。

（3）科学家在培养转基因植物时，常用________中的质粒做载体。

除了质粒外，基因工程的载体还有。

3．下图是利用基因工程技术生产人胰岛素的操作过程示意图，请据图完成下列问题。

（1）能否利用人的皮肤细胞来完成①过程？

____________，为什么？

____________________________________________________________________。

（2）过程②一定要用到的酶是__________酶，过程③在细胞内需要的酶是__________酶。

（3）在利用A、B获得C的过程中，一般用__________________________切割A和B，使它们产生______________，再加入__________，才可形成C。

（4）为使过程⑧更易进行，可用__________（填药剂）处理D。

4．科学家通过基因工程方法，培育了能抗棉铃虫的棉花植株——抗虫棉。

其过程大致如图所示。

根据题意，回答下列问题。

（1）基因工程的操作程序主要包括的四个步骤是：

________________、________________、________________、________________。

（2）Ti质粒是农杆菌中的一种质粒，其上有TDNA，把目的基因插入Ti质粒的TDNA中是利用TDNA____________________________________的特点。

（3）Bt毒蛋白基因转入普通棉株细胞内并成功实现表达的过程，在基因工程中称为________。

（4）将目的基因导入受体细胞的方法有很多种，该题中涉及的是________________________________。

（5）目的基因能否在棉株体内稳定维持和表达其遗传特性的关键是_____________________________________________________，

这需要通过检测才能知道，检测采用的方法是________________。

5．α1－抗胰蛋白缺乏症是一种在北美较为常见的单基因遗传病，患者成年后会出现肺气肿及其他疾病，严重者甚至死亡。

对于该致病患者常可采用注射入α1－抗胰蛋白酶来缓解症状。

据此完成

（1）～

（2）题。

（1）图1表示获取人α1－抗胰蛋白酶基因的两种方法，请回答下列问题：

①a过程是在__________酶的作用下完成的，该酶的作用特点是____________________________________________________________________。

②c过程称为________________，该过程需要的原料是______________________。

③要确定获得的基因是否是所需的目的基因，可以从分子水平上利用______________________技术检测该基因的碱基序列。

（2）利用转基因技术将控制该酶合成的基因导入羊的受精卵，最终培育出能在乳腺细胞表达人α1－抗胰蛋白酶的转基因羊，从而更易获得这种酶，简要过程如图2所示。

①获得目的基因后，常利用________________技术在体外将其大量扩增。

②载体上绿色荧光蛋白（GEP）基因的作用是便于

________________________________________________________________。

基因表达载体d，除图中的标示部分外，还必须含有________________。

6．阅读下面的资料并回答问题。

资料一　科学家将牛生长激素基因导入小鼠受精卵中,得到了体型巨大的“超级小鼠”;科学家采用农杆菌转化法培育出转基因烟草。

资料二　T4溶菌酶在温度较高时易失去活性。

科学家对编码T4溶菌酶的基因进行了改造,使其表达的T4溶菌酶第3位的异亮氨酸变为半胱氨酸,在该半胱氨酸与第97位的半胱氨酸之间形成了一个二硫键,提高了T4溶菌酶的耐热性。

（1）资料一属于基因工程的范畴。

将基因表达载体导入小鼠的受精卵中常用　　　　　　　　法。

构建基因表达载体常用的工具酶是　　　　　　　　　　和　　　　　　　　。

在培育有些转基因植物时,常用农杆菌转化法,农杆菌的作用是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

（2）资料二中的技术属于　　　　　　　工程的范畴,该工程是指以分子生物学相关理论为基础,通过基因修饰或基因合成,对　　　　　　　　进行改造,或制造一种　　　　　　的技术。

在该实例中,引起T4溶菌酶空间结构改变的原因是组成该酶肽链的　　　　　　　　　　　　序列发生了改变。

7．在某些深海鱼中发现的抗冻蛋白基因afp对提高农作物的抗寒能力有较好的应用价值。

下图所示是获得转基因莴苣的技术流程,请据图回答下列问题。

7题图8题图

（1）获取目的基因的主要途径包括从自然界已有的物种中分离和　　　　　　　。

（2）重组质粒除了带有抗冻蛋白基因afp以外,还必须含有启动子、终止子、　和等,这样才能构成一个完整的基因表达载体。

（3）如果受体细胞C1是土壤农杆菌,则将目的基因导入它的目的是利用农杆菌的　　　　　　　，使目的基因进入受体细胞C2,并将其插入受体细胞C2中的　　　　　　　上，使目的基因的遗传特性得以稳定维持和表达,形成转基因莴苣。

经②过程获得的转基因莴苣中的目的基因是否表达,在分子水平上可用　　　　　　　法进行检测,如果出现杂交带,说明目的基因已经表达蛋白质产品,转基因莴苣培育成功。

8、如上图为某种质粒表达载体简图,小箭头所指分别为限制性核酸内切酶EcoRⅠ、BamHⅠ的酶切位点,ampR为青霉素抗性基因,tetR为四环素抗性基因,P为启动子,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。

据图回答下列问题。

（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

　　　　　　　　　、　　　　　　　　　　　　　、　　　　　　　　　　　　　　　3种。

（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。

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　。

 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　　　　　　　　　　　;能生长的原因是。

（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自身环化，酶切时应选用的酶是 。

9、图1表示含有目的基因D的DNA片段长度（bp即碱基对）和部分碱基序列,图2表示一种质粒的结构和部分碱基序列。

现有MspⅠ、BamHⅠ、MboⅠ、SmaⅠ4种限制性核酸内切酶,它们识别的碱基序列和酶切位点分别为C↓CGG、G↓GATCC、↓GATC、CCC↓GGG。

请回答下列问题。

（1）图1的一条脱氧核苷酸链中相邻两个碱基之间依次由　　　　　　　　　　　　连接。

（2）若用限制酶SmaⅠ完全切割图1中DNA片段,产生的末端是　　　　末端,其产物长度为　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

（3）若图1中虚线方框内的碱基对被T—A碱基对替换,那么基因D就突变为基因d。

从杂合子中分离出图1及其对应的DNA片段,用限制酶SmaⅠ完全切割,产物中共有　　　　种不同长度的DNA片段。

（4）若将图2中质粒和目的基因D通过同种限制酶处理后进行连接,形成重组质粒,那么应选用的限制酶是　　　　。

在导入重组质粒后,为了筛选出含重组质粒的大肠杆菌,一般需要用添加　　　　　　　的培养基进行培养。

经检测,部分含有重组质粒的大肠杆菌菌株中目的基因D不能正常表达,其最可能的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

10．下表中列出了几种限制酶识别序列及其切割位点，圈l、圈2中箭头表示相关限制酶的酶切位点．请回答下列问题：

（1）一个如图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SrnaⅠ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　　。

（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。

11、下表是几种限制酶识别序列及其切割位点,图1、图2中标注了相关限制酶的酶切位点,其中切割位点相同的酶不重复标注。

请回答下列问

题。

限制酶

BamHⅠ

BclⅠ

Sau3AⅠ

HindⅢ

识别序列及

切割位点

（1）用图中质粒和目的基因构建重组质粒,应选用　　　　　　　两种限制酶切割,酶切后的载体和目的基因片段,通过　　　　　　　酶作用后获得重组质粒。

为了扩增重组质粒,需将其转入处

于　　　　　　　态的大肠杆菌。

（2）为了筛选出转入了重组质粒的大肠杆菌,应在筛选平板培养基中添加　　　　　　　,平板上长出的菌落,常用PCR鉴定,所用的引物组成为图2中　　　　　　　　　。

（3）若BamHⅠ酶切的DNA末端与BclⅠ酶切的DNA末端连接,连接部位的6个碱基对序列为　　　　　　　　　　,对于该部位,这两种酶　　　　　　　（填“都能”、“都不能”或“只有一种能”）切开。

（4）若用Sau3AⅠ切图1质粒最多可能获得　　　　种大小不同的DNA片段。

12．干扰素是能够抑制多种病毒复制的抗病毒物质．科学家利用基因工程技术从人的T淋巴细胞中提取干扰素基因转入羊的DNA中，培育出羊乳腺生物反应器，使羊乳汁中含有人体干扰素．请回答：

（1）研究人员用DNA测序仪显示了基因组的某DNA片段一条链的碱基排列顺序图片．其中图1的碱基排列顺序已经解读，其顺序是：

GGTTATGCGT，请解读图2显示的碱基排列顺序：

。

（2）科学家从相关基因组中获取了干扰素基因，并采用技术对干扰素基因进行扩增，然后将干扰素基因与质粒等载体组合形成了。

（3）科学家将干扰素基因与羊基因的等调控组件重组在一起，通过等方法，导入羊的细胞中，通过系列操作培育转基因动物。

（4）如何检测和鉴定目的基因已被成功导入羊体内？

请写出两种方法。

13．农业科技工作者在烟草中找到了一抗病基因，现拟采用基因工程技术将该基因转入棉花，培育抗病棉花品系．请回答下列问题：

（1）要使运载体与该抗病基因连接，首先应使用进行切割．切割的部位是两个核苷酸之间的，假如运载体被切割后，得到的分子末端序列为，则能与该运载体连接的抗病基因分子末端是

（2）切割完成后，采用酶将运载体与该抗病基因连接，连接后得到的DNA分子称为。

（3）将连接得到的DNA分子导入棉花细胞常用的方法是，利用植物细胞具有的性进行组织培养．

（4）为了确定抗病基因是否插入到棉花染色体DNA上，通常才用技术，并用______________________标记目的基因做探针．

（5）该抗病基因在棉花细胞中表达的产物是（）

A．淀粉B．脂类C．蛋白质D．核酸E．抗生素

（6）烟草中的抗病基因可以嫁接到棉花的DNA上，原因是：

。

14．如图甲是目的基因EPSPS（4.0kb，1kb=1000对碱基）与pUC18质粒（2.7kb）重组的示意图．图中Ap′是抗氨苄青霉素基因，lacZ是显色基因，其上的EcoRI识别位点位于目的基因插入位点的右侧，其控制合成某种酶能将无色染料X-gal变成蓝色，最终能在含无色染料X-gal的培养基上将含该基因的菌落染成蓝色．（图乙中深色圆点即为蓝色菌落）

（1）将处理后的目的基因EPSPS与pUC18质粒、DNA连接酶混合后，再与某菌种混合，若要从混合物中筛选出含EPSPS基因的菌株，在图乙的培养基中必须加入．请判断图乙中所出现的白色和蓝色两种菌落中，何种颜色菌落会含有重组质粒．

（2）现用EcoRI酶切质粒，酶切后进行电泳观察，若出现长度为kb和kb的片段，则可以判断该质粒已与目的基因重组成功．（重组质粒上目的基因的插入位点与EcoRI的识别位点之间的碱基对忽略不计）．

（3）假设EPSPS基因已被成功转移到植物F中，但植物F仍没有表现出抗性，分析可能的原因是．

15．转基因草莓中有能表达乙肝病毒表面抗原的基因，由此可获得用来预防乙肝的一种新型疫苗，其培育过程如图所示（①至④代表过程，A至C代表结构或细胞）：

（1）图中①过程用到的酶是，所形成的B叫做．

（2）②过程常用处理农杆菌，使之成为细胞，利于完成转化过程。

（3）图中③过程需要用到的激素是．

（4）在分子水平上，可采用的方法来检测转基因草莓果实提取液中有无相应的抗原．

16．如图是利用牛乳腺生产人生长激素的流程图，回答相关问题．

（1）图中B过程需要酶．③是．含有启动子的是（填“目的基因Ⅰ”或“目的基因Ⅱ”）．

（2）大量扩增目的基因可采用的方法是。

（3）④为牛的，b过程常用的方法为．图示过程中，为使人生长激素基因在牛乳腺细胞中表达，需将该基因与等调控组件重组在一起．

（4）检测人生长激素基因在牛的乳腺细胞中是否转录需用法．

17、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。

表1　几种限制酶识别序列及切割位点表

限制酶

AluⅠ

EcoRⅠ

PstⅠ

SmaⅠ

切割位点

AG↓CT

TC↑GA

G↓AATTC

CTTAA↑G

CTGCA↓G

G↑ACGTC

CCC↓GGG

GGG↑CCC

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）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？

（3）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。

（4）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，对以下酶切结果做出判断。

①采用EcoRⅠ和PstⅠ酶切，得到种DNA片段。

②采用EcoRⅠ和SmaⅠ酶切得到种DNA片段。

18、ch1L基因是蓝细菌（蓝藻）DNA上控制叶绿素合成的基因，为研究该基因对叶绿素合成的控制，需要构建该种生物缺失ch1L基因的变异株细胞。

技术路线如图甲所示，请据图分析回答问题。

（1）与真菌相比较，蓝细菌在结构上最主要的特点是________。

（2）①②过程中均使用的工具酶有________。

（3）构建重组质粒B在整个操作过程中的目的是______________和。

（4）若含有ch1L基因的DNA片段和选用的质粒上的限制酶切割位点如图乙所示。

请回答问题：

①构建含ch1L基因的重组质粒A时，应选用的限制酶是________，对________进行切割。

②同时用酶1和酶4切割图乙中的质粒，则产生含有1500对碱基和8200对碱基的两种片段；用图中四种酶同时切割此质粒，则产生含有500对碱基和8200对碱基的两种片段；若换用酶1和酶3同时切割此质粒，则产生的片段是________________。

（5）可用PCR技术对ch1L基因扩增时，需一对引物I、II，从理论上推测，该DNA分子通过PCR扩增四次，产物中含有引物I的DNA片段所占的比例为___________。

19．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）由导入目的基因的水稻细胞培养成植株需要利用　　技术，该技术的核心是　　和　　．

（4）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　　做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．

20、利用基因工程技术培育转基因抗冻番茄，该过程需要用多种限制酶，如图依次表示EcoRI、SmaI、NaeI三种限制酶的识别序列及切割位点，请回答：

（1）上述限制酶在特定位点切割DNA，其实质是断开DNA分子每条链中特定部位的两个核苷酸之间的

_________，切割后产生了_________末端。

（2）利用EcoRI和NaeI酶切得某种鱼的抗冻蛋白基因，可与被EcoRI和SamI酶切后的质料连接成重组质料，原因是______________________________________________________。

（3）重组质粒导入番茄后，欲检测抗冻蛋白基因是否转录出mRNA，需利用_________作探针。

（4）利用抗冻蛋白制备出相应的_________，然后进行抗原-抗体杂交，观察到杂交带出现，尚不足以确定转基因抗冻番茄培育是否成功。

因此，还应将转基因番茄_________，以确定其耐寒能力是否提高。

（5）应用PCR扩增目的基因时，需要在基因组数据库中查询目的基因的_________序列，以便合成引物。

PCR过程第一轮循环的模板是____________________________________。