届 一轮复习 人教版 基因工程作业docWord下载.docx
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2.为了增加菊花花色类型,研究者从其他植物中克隆出花色基因C(图1),拟将其与质粒(图2)重组,再借助农杆菌导入菊花中。
下列操作与实验目的不符的是( )
A.用限制性核酸内切酶EcoRⅠ和连接酶构建重组质粒
B.用含C基因的农杆菌侵染菊花愈伤组织,将C基因导入细胞
C.在培养基中添加卡那霉素,筛选被转化的菊花细胞
D.用分子杂交方法检测C基因是否整合到菊花染色体上
选C 目的基因C和质粒都有可被EcoRⅠ切割的酶切位点,另外需要DNA连接酶将切好的目的基因和质粒连接起来;
愈伤组织全能性较高,是理想的植物受体细胞,将目的基因导入植物受体细胞的方法通常为农杆菌转化法;
质粒中含有潮霉素抗性基因,因此选择培养基中应该加入潮霉素;
使用分子杂交方法可检测目的基因是否整合到受体染色体上。
3.(2018·
全国卷Ⅱ)某种荧光蛋白(GFP)在紫外光或蓝光激发下会发出绿色荧光,这一特性可用于检测细胞中目的基因的表达。
某科研团队将某种病毒的外壳蛋白(L1)基因连接在GFP基因的5′末端,获得了L1GFP融合基因(简称为甲),并将其插入质粒P0,构建了真核表达载体P1,其部分结构和酶切位点的示意图如下,图中E1~E4四种限制酶产生的黏性末端各不相同。
回答下列问题:
(1)据图推断,该团队在将甲插入质粒P0时,使用了两种限制酶,这两种酶是______________。
使用这两种酶进行酶切是为了保证______________,也是为了保证____________________。
(2)将P1转入体外培养的牛皮肤细胞后,若在该细胞中观察到了绿色荧光,则说明L1基因在牛的皮肤细胞中完成了________和________过程。
(3)为了获得含有甲的牛,该团队需要做的工作包括:
将能够产生绿色荧光细胞的________移入牛的______________中、体外培养、胚胎移植等。
(4)为了检测甲是否存在于克隆牛的不同组织细胞中,某同学用PCR方法进行鉴定,在鉴定时应分别以该牛不同组织细胞中的________(填“mRNA”“总RNA”或“核DNA”)作为PCR模板。
(1)由题意可知,L1基因和GFP基因合成了L1GFP融合基因(简称为甲),题图中显示了四个酶切位点,当将L1GFP融合基因插入质粒P0时,可用E1和E4限制酶进行酶切,用这两种酶进行酶切不会破坏甲的完整性,同时能保证甲按照正确的方向与载体连接。
(2)若在牛皮肤细胞中观察到了绿色荧光,则说明L1GFP融合基因得到表达,即目的基因在受体细胞中通过转录和翻译合成了荧光蛋白。
(3)为了获得含有甲的牛,可将含有目的基因的细胞的细胞核移入牛的去核卵母细胞中,然后进行体外培养、胚胎移植等。
(4)利用PCR技术扩增目的基因,可以检测目的基因是否存在。
PCR扩增的模板是DNA。
答案:
(1)E1和E4 甲的完整 甲与载体正确连接
(2)转录 翻译 (3)细胞核 去核卵母细胞 (4)核DNA
4.(2019·
滨州模拟)科学家通过利用PCR定点突变技术改造Rubisco酶基因,提高了光合作用过程中Rubisco酶基因对CO2的亲和力,从而显著提高了植物的光合速率。
请回答下列问题:
(1)PCR过程所依据的原理是______________,该过程需要加入的酶是________________。
利用PCR技术扩增目的基因的前提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列,以便根据这一序列合成________。
(2)该技术不直接改造Rubisco酶,而是通过Rubisco酶基因进行改造,从而实现对Rubisco酶的改造,其原因是______________________________。
和传统基因工程技术相比较,定点突变最突出的优点是获得的产物一般是自然界中________(填“存在的”或“不存在的”),PCR定点突变技术属于________工程的范畴。
(3)可利用定点突变的DNA构建基因表达载体,常用____________________法将基因表达载体导入植物细胞,将该细胞经植物组织培养技术培育成幼苗,从细胞水平分析所依据的原理是_____________________________________________________________。
(1)PCR过程所依据的原理是DNA双链复制,该过程需要加入的酶是耐高温的DNA聚合酶。
利用PCR技术扩增目的基因的前提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列,以便根据这一序列合成引物。
(2)该技术不直接改造Rubisco酶,而是通过对Rubisco酶基因进行改造,从而实现对Rubisco酶的改造,其原因是蛋白质空间结构较为复杂,改造困难。
和传统基因工程技术相比较,定点突变最突出的优点是获得的产物一般是自然界中不存在的,PCR定点突变技术属于蛋白质工程的范畴。
(3)可利用定点突变的DNA构建基因表达载体,常用农杆菌转化法将基因表达载体导入植物细胞,将该细胞经植物组织培养技术培育成幼苗,从细胞水平分析所依据的原理是植物细胞的全能性。
(1)DNA双链复制 耐高温的DNA聚合酶(或Taq酶) 引物
(2)蛋白质空间结构较为复杂,改造困难 不存在的 蛋白质 (3)农杆菌转化 植物细胞的全能性
5.真核生物基因中通常有内含子,而原核生物基因中没有,原核生物没有真核生物所具有的切除内含子对应的RNA序列的机制。
已知在人体中基因A(有内含子)可以表达出某种特定蛋白(简称蛋白A)。
(1)某同学从人的基因组文库中获得了基因A,以大肠杆菌作为受体细胞却未得到蛋白A,其原因是____________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)若用家蚕作为表达基因A的受体,在噬菌体和昆虫病毒两种载体中,不选用________作为载体,其原因是__________________________________。
(3)若要高效地获得蛋白A,可选用大肠杆菌作为受体。
因为与家蚕相比,大肠杆菌具有____________________________________(答出两点即可)等优点。
(4)若要检测基因A是否翻译出蛋白A,可用的检测物质是______________(填“蛋白A的基因”或“蛋白A的抗体”)。
(5)艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验为证明DNA是遗传物质做出了重要贡献,也可以说是基因工程的先导,如果说他们的工作为基因工程理论的建立提供了启示,那么,这一启示是________________________________________________________________________
(1)人为真核生物,从人的基因组文库中获取的基因A含有内含子,基因A转录出的产物中有与内含子对应的RNA序列。
大肠杆菌为原核生物,没有真核生物所具有的切除内含子对应的RNA序列的机制,因此以大肠杆菌作为受体细胞,不能切除内含子对应的RNA序列,无法表达出蛋白A。
(2)噬菌体和动物病毒均可作为基因工程的载体,但它们的宿主细胞不同。
题中受体为家蚕,是一种昆虫,因此,选择昆虫病毒作为载体,噬菌体的宿主是细菌,不适合作为该实验的载体。
(3)大肠杆菌具有繁殖快、容易培养、单细胞、遗传物质少等优点,因此,常作为基因工程的受体细胞。
(4)常用抗原—抗体杂交的方法检测目的基因是否表达,故能用于检测蛋白A的物质为蛋白A的抗体。
(5)艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验中,S型菌的DNA转移到了R型菌体内,其对基因工程理论的建立提供的启示是DNA可以从一种生物个体转移到另一种生物个体。
(1)基因A有内含子,在大肠杆菌中,其初始转录产物中与内含子对应的RNA序列不能被切除,无法表达出蛋白A
(2)噬菌体 噬菌体的宿主是细菌,而不是家蚕 (3)繁殖快、容易培养 (4)蛋白A的抗体 (5)DNA可以从一种生物个体转移到另一种生物个体
6.(2017·
全国卷Ⅲ,节选)编码蛋白甲的DNA序列(序列甲)由A、B、C、D、E五个片段组成,编码蛋白乙和丙的序列由序列甲的部分片段组成,如图所示。
(1)现要通过基因工程的方法获得蛋白乙,若在启动子的下游直接接上编码蛋白乙的DNA序列(TTCGCTTCT……CAGGAAGGA),则所构建的表达载体转入宿主细胞后不能翻译出蛋白乙,原因是______________________________。
(2)某同学在用PCR技术获取DNA片段B或D的过程中,在PCR反应体系中加入了DNA聚合酶、引物等,还加入了序列甲作为________,加入了________作为合成DNA的原料。
(1)若在启动子的下游直接接上编码蛋白乙的DNA序列(TTCGCTTCT……CAGGAAGGA),则转录出的mRNA上缺少起始密码子,故不能翻译出蛋白乙。
(2)使用PCR技术获取DNA片段时,应在PCR反应体系中添加引物、耐高温的DNA聚合酶、模板、dNTP作为原料。
(1)编码乙的DNA序列起始端无ATG(TAC),转录出的mRNA无起始密码子
(2)模板 dNTP(脱氧核苷酸)
7.(2019·
德州一模)真核生物基因中通常含有内含子,而原核生物基因中没有,原核生物没有真核生物所具有的切除内含子对应的RNA序列的机制。
如图表示从基因文库提取胰岛素基因的过程。
(1)从基因结构分析,与基因组文库中的基因相比,cDNA文库中获得的目的基因少了________________________________________________________________________
等结构(至少写两个)。
(2)将获得的胰岛素基因导入受体菌内,并在受体菌内维持稳定和表达的过程,在基因工程中称为________。
(3)过程⑤需将纤维素膜上的细菌裂解,释放出________,再用32P标记的________作为探针进行杂交。
依据杂交结果,应选取培养基上________(填字母)菌落继续培养,才能获得含有胰岛素基因的受体菌。
(4)经过目的基因的检测和表达,从大肠杆菌中获得的“胰岛素”未能达到期待的生物活性,导致这种差异的原因可能是______________________________________________。
(5)与从基因组文库获取目的基因相比,图示方法获得的目的基因在受体菌中更容易表达,原因是___________________________________________________________________
(1)cDNA文库是由mRNA经逆转录而来,成熟的mRNA已经切除了内含子对应的碱基序列,且mRNA不含有启动子、终止子对应的碱基序列,因此cDNA文库中获得的目的基因少了启动子、终止子、内含子等结构。
(2)将获得的胰岛素基因导入受体菌内,并在受体菌内维持稳定和表达的过程,在基因工程中称为转化。
(3)过程⑤用32P标记的目的基因(或胰岛素基因)单链作为探针检测受体菌中是否含有目的基因,首先需将纤维素膜上的细菌裂解,释放出DNA。
培养基上a菌落对应位置出现杂交带,说明a菌落是由含有胰岛素基因的受体菌形成的。
(4)大肠杆菌中没有内质网、高尔基体等细胞器,无法对核糖体合成的肽链进行有效的折叠、加工,所以从大肠杆菌中获得的“胰岛素”未能达到期待的生物活性。
(5)cDNA文库中获得的目的基因没有内含子,转录出的RNA不需要经过加工,可直接作为合成蛋白质的模板,所以在受体菌中更容易表达。
(1)启动子、终止子、内含子
(2)转化 (3)DNA 目的基因(或胰岛素基因) a (4)受体菌中基因表达获得的蛋白质未加工 (5)cDNA中不含有内含子,转录出的RNA不需要经过加工,可直接作为合成蛋白质的模板
8.(2019·
昆明调研)科学家将拟南芥的抗寒基因(CBFl),转入香蕉以获得抗寒的香蕉品种。
如图是某质粒载体上的SacⅠ、XbaⅠ、EcoRⅠ、HindⅢ四种限制酶的切割位点示意图。
据图回答问题:
(1)在该实验中为构建基因表达载体,用SacⅠ、XbaⅠ切下CBFl基因后,对质粒载体进行切割的限制酶是________________,理由是___________________________________。
(2)连接CBFl基因到该质粒载体后,作为基因表达载体的组成还必须有__________________。
将重组质粒导入香蕉细胞最常用的方法是_________________。
(3)为了鉴别受体细胞中是否含有CBFl基因,可用含______________的培养基进行筛选。
(4)科学家将生长健壮、苗龄一致的转基因香蕉(实验组)与非转基因香蕉(对照组)进行______________处理,鉴定两组之间的抗寒性差异,如果__________________________,则说明获得了抗寒的香蕉优质品种。
(1)在基因工程中,用相同限制酶切割来源不同的DNA后,可产生相同的末端,所以和含目的基因的DNA一样,质粒也应使用SacⅠ、XbaⅠ进行切割。
(2)基因表达载体的组成包括启动子、终止子、标记基因、目的基因等。
香蕉细胞是植物细胞,将目的基因导入植物细胞常用农杆菌转化法。
(3)据图分析可知,质粒上的标记基因是氨苄青霉素抗性基因,所以为了鉴别受体细胞中是否含有CBFl基因,可用含氨苄青霉素的培养基进行筛选。
(4)根据题干信息已知目的基因是抗寒基因,所以科学家将生长健壮、苗龄一致的转基因香蕉(实验组)与非转基因香蕉(对照组)进行低温处理,鉴定两组之间的抗寒性差异,如果实验组的抗寒能力明显高于对照组,则说明获得了抗寒的香蕉优质品种。
(1)SacⅠ、XbaⅠ 用相同限制酶切割来源不同的DNA后,可产生相同的末端
(2)启动子和终止子 农杆菌转化法 (3)氨苄青霉素 (4)低温 实验组的抗寒能力明显高于对照组
9.(2019·
泰安模拟)下面为“DNA的粗提取与鉴定”实验的一些重要操作示意图,据图回答下列有关该实验的问题:
(1)正确的操作顺序是______________________________。
(2)上图C、E步骤都加入蒸馏水,但其目的不同,分别是____________和__________________________________。
(3)图A步骤中所用酒精必须经过____________才能使用,该步骤的目的是______________________________。
(4)为鉴定A中所得到的丝状物的主要成分为DNA,可滴加____________试剂,沸水浴,如果出现________,则该丝状物的主要成分为DNA。
两次加入蒸馏水的作用:
第一次是使鸡血细胞吸水涨破,DNA从细胞中释放出来进入滤液;
第二次是使溶解于物质的量浓度为2mol/L的NaCl溶液中的DNA析出,与杂质分离。
本题还涉及DNA的鉴定,DNA可在沸水浴条件下与二苯胺试剂作用,被染成蓝色。
(1)C→B→E→D→A
(2)加速鸡血细胞的破裂 降低NaCl溶液的浓度,使DNA析出 (3)充分冷却 提取含杂质少的DNA (4)二苯胺 蓝色
10.干扰素是动物或人体细胞受到病毒感染后产生的一种糖蛋白,具有抗病毒、抑制细胞增殖及抗肿瘤的作用。
培育转干扰素基因马铃薯植株的大致流程如图所示。
(1)过程①中剪切质粒和目的基因时所需要的工具酶是________________,使用上述酶的优点是____________________________________(答两点)。
(2)过程②中将重组质粒导入根瘤农杆菌时,常用________处理根瘤农杆菌,使其成为感受态细胞,最终使干扰素基因插入马铃薯细胞的________________上。
(3)在分子水平上检测转基因是否成功包括三个方面:
据图分析可知,过程①表示构建基因表达载体,需要使用的工具酶有限制酶和DNA连接酶;
过程②表示将重组质粒导入植物细胞,利用的是农杆菌转化法;
过程③表示脱分化形成愈伤组织;
过程④表示再分化形成胚状体,进而发育成完整植株的过程。
(1)过程①中剪切质粒和目的基因时所需要的工具酶是PstⅠ、EcoRⅠ,分别使用这两种限制酶,可以防止目的基因被破坏,确保目的基因以唯一方式和质粒连接。
(2)图中将重组质粒(含有目的基因)导入根瘤农杆菌时,常用Ca2+处理根瘤农杆菌,使其成为感受态细胞,以便重组质粒的导入,最终使干扰素基因插入马铃薯细胞的染色体DNA上。
(3)在分子水平上检测转基因是否成功包括目的基因、mRNA和蛋白质的检测,即检测转基因生物的DNA是否插入干扰素基因,检测干扰素基因是否转录出mRNA,检测干扰素基因是否翻译出干扰素。
(1)PstⅠ、EcoRⅠ 可防止目的基因被破坏;
确保目的基因以唯一方式和质粒连接
(2)Ca2+ 染色体DNA (3)检测转基因生物的DNA是否插入干扰素基因,检测干扰素基因是否转录出mRNA,检测干扰素基因是否翻译出干扰素