基因工程专练

1、 /12基因工程专练一、非选择题人乳铁蛋白是一种重要的药用保健蛋白。下图表示利用乳腺生物反应器生产人乳铁蛋白的过程，图中Tetr表示四环素抗性基因，Ampr表示氨苄青霉素抗性基因，五种限制酶的识别序列及切割位点如表所示，请回答以下问题：氏1人乳轶萸白基丙像牛料乳汁限制酶BamHIHaeIIIBelISau3AINatI识别序列GGATCC殛切割位点CCTAGpTOC o 1-5 h z44IGGCCTGATCAGATQGCGGCCGCCCpGACTAGJTCTA(CGGCGqpG（1）要将人乳铁蛋白基因插入质粒，若只允许使用一种限制酶，应选择的限制酶是，酶能起催化作用的原理是。（2）据图分析，

2、筛选含有重组质粒的受体细胞首先需要在含（填“四环素”、“氨苄青霉素”或“四环素或氨苄靑霉素”）的培养基上进行，原因是。（3）若BamHI酶切的DNA末端与BelI酶切的DNA末端连接起来，连接部位的6个碱基对序列为，对于该部位，这两种酶（填“都不能”或“只有一种能”）切开。（4）培养出早期胚胎后，科学家欲进行胚胎分割移植，则应该选择发育良好、形态正常的，将其移入盛有操作液的培养皿中，然后用分割针进行分割。某质粒上有SaiI、HindIII、BamHI三种限制酶切割位点，同时还含有抗四坏素基因和抗氨苄青霉素基因。利用此质粒获得转基因抗盐烟草的过程，如下图所示。回答下列问题：含抗松it因的DMFl

3、intiHI1Sai1IJ抗掘墓媳1）将目的基因导入植物细胞，釆用最多的方法是农杆菌转化法。其中用到的质粒是；该质粒含有一段特殊的DNA片段，称为。该方法从农杆菌的作用是（2）在构建重组质粒时，和只用一种酶切割目的基因的两端及质粒相比，选用Hindlll和SaiI两种酶的好处是（3）含有目的基因的农杆菌可根据标记基因进行筛选。若农杆菌在含有氨苄青霉素和四环素的培养基上都可以生长繁殖，农杆菌中是否巳含有目的基因?（填“是”或“否”）。为什么？。3生物选修3：现代生物科技专题下图为某种转基因抗病棉花培育过程图，请据图回答下列问题：r口掠片段Gl物出丨需打口际片段旺凭至哥柱卜巴4负备至臣卜吕董垂畐乘

4、卜竿.宝俎险粒(1)PCR技术利用的基本原理是。利用该技术扩增目标DNA片段(子链的延伸方向从53),应选择图巾的引物(填字母)与模板DNA结合。在构建基因表达载体时，常用两种不同的限制酶切割目的基因和质粒，获得不同的黏性末端，其主要目的是防止和反向连接。TOC o 1-5 h z将重组质粒导入植物细胞中常用的方法是。我国科学家将重组质粒导入棉花受体细胞所用的方法是。重组细胞经过G、H过程成功地培育出了转基因抗病毒马铃薯植株，此过程涉及植物组织培养技术，该技术广泛应用于_、植物体细胞杂交育种等育种过程。研究表明，转基因植物可以通过花粉将外源基因扩散到其他植物，从而对生态环境造成潜在的危害。因此

5、，科学家设法将目的基因整合到受体细胞的叶绿体基因组中，这样做的目的是防止目的基因。Rag2基因缺失小鼠不能产生成熟的淋巴细胞。科研人员利用胚胎干细胞(ES细胞)对Rag2基因缺失小鼠进行基因治疗，其技术流程如图(图中数字序号表示的是相关过程)。请回答下列有关问题：过程利用的技术是,过程中涉及到了基因工程技术，其中作为受体细胞的是。过程中获取的目的基因是，可以根据该基因的设计引物，利用PCR技术扩增目的基因片段。按此方法和图示技术流程，完成基Rag2基因缺失小鼠的基因治疗涉及的酶有和耐高温的DNA聚合酶(Taq酶)等。图中造血干细胞中的遗传物质至少个来源。为检测Rag2基因的表达情况，可提取治疗

6、后小鼠骨髓细胞的蛋白质，用进行杂交实验。图中所述克隆技术属于克隆。【选修3:现代生物科技专题】干旱会影响农作物产量，科学家们对此进行了研究。如图为用探针检验某一抗旱植物基因型的原理，相关基因用R和r表示。基因R与r的本质区别是的不同。在利用PCR技术扩增R或r基因过程中，利用可寻找抗旱基因的位置并进行扩增。TOC o 1-5 h z若被检植株发生A现象，不发生B、C现象，则被检植物的基因型为。(3)用从基因文库中获取目的基因的方法获取抗旱基因时需要用到限制酶，限制酶的具体作用部位是将目的基因导入植物细胞采用最多的方法是农杆菌转化法，其依据主要是：当植物受到损伤时，伤口处的细胞会分泌大量的酚类化

7、合物，吸引农杆菌移向这些细胞，这时农杆菌中的。经检测，抗旱基因已经导入烟草细胞，但未检测出抗旱基因转录出的mRNA,从构建基因表达载体的角度推测，最可能的原因是。6玉米(2n=20)是我国栽培面积最大的作物。为使其获得抗除草剂性状，获得抗除草剂转基因玉米自交系A,技术路线如下图。为防止酶切产物自身环化，构建表达载体需用2种限制酶，选择的原则是(单选)。Ti质粒内，每种限制酶只有一个切割位点G基因编码蛋白质的序列中，每种限制酶只有一个切割位点酶切后，G基因形成的两个黏性末端序列不相同酶切后，Ti质粒形成的两个黏性末端序列相同A.B.C.D.质粒载体作为基因工程的工具，应具备的基本条件有(答出两点

8、即可)。而作为基因表达载体，除满足上述基本条件外，还需具有(答出两点即可)。下表是4种玉米自交幼胚组织培养不同阶段的结果。据表可知，细胞脱分化时使用的激素是，自交系的幼胚最适合培养成愈伤组织作为转化受体。2J-Dil.OiniLniiLISA12.UmzL段旳诱牛熹応*H195L390占5550SS313T36站S3常用Ca2处理土壤农杆菌，其目的是。农杆菌的T-DNA携带插入其内的片段转移到受体细胞的上。筛选转化的愈伤组织，需使用含的选择培养基。转化过程中，愈伤组织表面常残留农杆菌，导致未转化愈伤组织隔壁可能在选择培养基上生长。含有内含子的报告基因只能在真核生物中正确表达，其产物能催化无色物

9、质K呈现蓝色。用K分别处理以下愈伤组织，出现蓝色的是(多选)。A.无农杆菌附着的未转化愈伤组织B无农杆菌附着的转化愈伤组织C农杆菌附着的未转化愈伤组织D.农杆菌附着的转化愈伤组织组织培养获得的转基因植株(核DNA中仅插入一个G基因)进行自交，在子代含G基因的植株中，纯合子占。继续筛选，最终选育出抗除草剂纯合自交系A。下表是鉴定含G基因植株的4种方法。请预测同一后代群体中，4种方法检出的含G基因植株的比例，从小到大依次是。7.金属硫蛋白(MT)是一类广泛存在的金属结合蛋白，某研究小组计划通过多聚酶链式反应(PCR)扩增获得目的基因,构建转基因工程菌，用于重金属废水的净化处理。PCR扩增过程示意图

10、如下，请回答下列问题:(1)设计一对与MT基因两端序列互补配对的引物(引物1和引物2),为方便构建重组质粒，在引物中需要增加适方法检测对象检测目标检出的含G基因植株的比例PCR扩增基因组DNAG基因x1分子杂交总mRNAG基因转录产物x2抗原-抗体杂交总蛋白质G基因编码的蛋白质x3喷洒除草剂幼苗抗除草剂幼苗x4当的位点。设计引物时需要避免引物之间形成，而造成引物自连。2)图中步骤1代表，步骤2代表退火，步骤3代表延伸，这三个步骤组成一轮循环。PCR扩增时，退火温度的设定是成败的关键。退火温度过高会破坏引物与模板之间的碱基配对。退火温度的设定与引物长度、碱基组成有关，长度相同但的引物需要设定更高

11、的退火温度。如果PCR反应得不到任何扩增产物，则可以采取的改进措施(填序号：升高退火温度降低退火温度重新设计引物)。8.【生物一一选修3:现代生物科技专题】肺气肿病在北美比较常见，病人以前只能依赖于注射人的a抗胰蛋白酶做替代疗法，但价格昂贵，英国罗斯林研究所研制成功的转基因羊，其乳汁中含有a一抗胰蛋白酶，可治疗肺气肿病。回答下列问题：为获取目的基因，需要在肝脏细胞中提取，通过反转录产生cDNA。a-抗胰蛋白酶基因与、标记基因和终止子等调控组件重组在一起，构建基因表达载体，其中标记基因的作用是。然后通过显微注射技术，导入羊的受精卵中。也可以将构建好的基因表达载体导入羊体细胞中，再通过将该体细胞核

12、注入处于期的去核的卵母细胞中。通过早期胚胎培养，得到早期胚胎。为了选育出能泌乳的雌羊，一般在胚胎的部位取样，做性别鉴定。(4)a抗胰蛋白酶是一种糖蛋白，一般不用传统的转基因大肠杆菌生产，因为9【生物选修3:现代也物科技专题】下表是几种限制酶识別序列及其切割位点，图1、图2标注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:fhirrt1?丨MJ1识别庁列及fA；.A1也買；：Cla(rr.r;/rt1质粒作为基因工程的载体，除了图1中所示的结构制条件外，还需要具备。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。若用Sau3AI切图1质粒最多可能获得种大小不同的D

13、NA片段。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。为了在体外扩增目的基因，可采用应，该反应体系需要模板、缓冲液、引物、dNTP和。为获得图2中的目的基因，所用的引物不会，引物在退火阶段，与DNA模板按原则结合。10将外源基因整合到叶绿体基因组中并成功表达，这就是叶绿体转基因技术，该技术能有效改良植物的品质。请回答下列问题：若要在短时间内大量扩增外源基因，可采用PCR技术，该技术利用了的原理。对大多数高等植物而言，与传统的细胞核转基因相比，叶绿体转基因更稳定，因其不会随(填“花粉”或“卵细胞”)传给后代，从而保持了(填“父本”或“母本”)的遗传特性。利用处理植物体细胞可得到

14、原生质体，再通过法将目的基因导入原生质体，当原生质体再长出时，便可通过植物组织培养技术培养出相应的转基因幼苗。一个完整的基因表达载体应该包括启动子、等，启动子位于基因的首端，它是，有它才能启动基因转录。11阅读下面的相关材料，回答问题：材料甲：基因工程中运用PCR技术不但可从含目的基因的DNA中获得目的基因，还可以大量扩增目的基因。材料乙：最近，由于我国从美国进口大量转基因食品而引发了国民的关注和争论。材料丙：北京交出一份2014年治霾成绩单：PM2.5年均浓度下降4%,级优的天数增加了22天，重污染天数减少了13天。北京雾霾状况在2017年有望变好。材料丁：自20世纪60年代以来，我国家兔、

15、绵羊、牛、马和山羊的胚胎移植相继获得成功。在PCR反应过程中，将基因不断加以复制，使其数量方式增加。图中引物为单链DNA片段，它是子链延伸的基础，所以利用PCR扩增目的基因的前提是已知，设计引物对A与B的要求是二者不能。n轮循环后，产物中含有引物A的DNA片段所占比例是。（2）对转基因生物安全性的争论主要集中在、生物安全和环境安全三个方面。（3）一般来说，生态工程的主要任务是对已被破坏的生态环境进行修复，对造成环境污染和破坏的生产方式进行改善，并提高生态系统的生产力。与传统的工程相比具有少消耗、多效益、等特点。保证社会经济生态协调发展体现了生态工程的原理。（4）胚胎移植是指将雌性动物的，或者通

16、过及其他方式得到的胚胎，移植到同种的、相同的其他雌性动物的体内，使之继续发育为新个体的技术。12科研人员利用生物工程技术对干扰素基因缺失小鼠进行基因治疗，技术流程如图，分析回答TOC o 1-5 h z步骤的技术名称。将基因导入ES细胞而不是上皮细胞是因为。步骤中，需要构建含有的基因表达载体。之前利用PCR技术扩增目的基因，可以从图2的ABCD四种单链DNA片断中选取作为引物。对干扰素基因片断和质粒进行酶切时，可选用限制酶的组合为或。将步骤获得的ES细胞在荧光显微镜下观察，选择发色荧光的细胞进行体外诱导。为检测干扰素基因是否表达，可以采用的方法。13.【生物一选修3：现代生物科技专题】下图1为

17、某种常用质粒的序列图，LacZ基因编码的酶能使无色的Xgal变为蓝色，Amp为氨苄青霉素，抗性基因。图2为目的基因的序列及其相关限制酶的识别序列。请回答下列问题:滋ElEtoHI诫杲序列WATCCBglE讥畀苗拥口的基因1）若要筛选成功导入目的基因的重组质粒，培养基中应加入的物质有和构建重组质粒时需要的工具酶有，对获取的目的基因可用技术对其扩增。实验小组用BamHI和BigII两种限制酶切割目的基因和质粒，构建重组质粒后导入大肠杆菌中，在筛选重组质粒的培养基上，若大肠杆菌菌落显蓝色，说明导入了。没有导入任何外源DNA的大肠杆菌(填“能”或“不能”)在该培养基上生存。将若干个质粒和目的基因用Ba

18、mHI和BigII两种限制酶切割后，用DNA连接酶相连，然后再用BamHI和EcoRI切割成功连接后的产物，获得了长度为0.7kb、2.8kb、1kb和2.5kb四种长度的DNA片段，则目的基因的长度为kb(已知目的基因的长度大于1kb，1kb=1000个碱基对)。14医学研究发现，番茄红素具有一定的抗癌效果，其合成、转化途径如图一所示。由于普通番茄合成的番茄红素易发生转化，科学家设计了一种重组DNA(质粒三)能表达出双链RNA(发卡)，番茄细胞可以识别侵入的双链RNA并将该双链RNA及具有相同序列的单链RNA一起降解，提高了果实中番茄红素的含量(图二)。请分析回答下列问题：由于“发卡”阻止了

19、其在细PMt折体物质4口1斑衰表达出“发卡”的DNA片段实际上是两个反向连接的基因，胞内的(填“转录”或“翻译”)过程，所以提高了果实中番茄红素的含量。为保证第二个目的基因片段反向连接，处理已开环质粒所用的两种限制酶是和。(3)科学家发现，培育成功的转基因番茄植株对光能的利用能力有所下降，据图一推测可能的原因是。为解决此问题，可以按照乳腺生物反应器的原理，在此表达出“发卡”的DNA片段前面加入只在果实中发挥作用的。去磷酸化是去掉黏性末端最外侧游离的磷酸基团。对已开环的质粒二两端去磷酸化的主要作用是阻止其，该DNA分子仍可以和目的基因连接，形成缺少_个磷酸二酯键的重组质粒,随后在细胞中被修复。I

20、I.11I削受俸細腿肠肝魅代孕母Y1I7TEU同M到互补钮115.下图是科学家利用人的a-抗胰蛋白酶基因培育转基因羊的过程，据图回答下列问题。获得目的基因有许多方法，图中A到B获得大量目的基因的方法，该技术扩增目的基因的前提是要有一段已知序列，以便根据这一序列合成。图中B到C的过程属于基因工程操作程序中的，1处表示，是一段特殊结构的DNA片段，位于基因首端，是酶识别结合的部位，有了它才能驱动基因转录出mRNA。（3）C到D过程采用最多的方法是，受体细胞D通常是。（4）D到E，E到F分别使用的技术是、基因工程参考答案Sau3AI可以显著降低化学反应的活化能氨苄青霉素用限制酶切割后破坏了Tetr基

21、因，但不会破坏Ampr基因，导入重组质粒的受体细胞（对氨苄青霉素具有抗TGAItC谥（X；A1CA性），能在含氨苄青霉素的培养基上生存下来1二都不能桑葚胚或囊胚Ti质粒T-DNA感染烟草细胞，把目的基因插入到烟草细胞的染色体DNA上防止目的基因自连和质粒自连,以形成带有目的基因的重组质粒否含有目的基因的质粒中抗四环素的基因被破坏DNA（双链）复制B、C目的基因和质粒自身环化农杆菌转化法花粉管通道法基因工程育种、单倍体育种通过花粉向其他植物扩散早期胚胎培养ES细胞（正常的）Rag基因脱氧核苷酸序列（或碱基对序列或2遗传信息）限制性核酸内切酶、DNA连接酶和胰蛋白酶三抗Rag蛋白的抗体治2疗性（或

22、体细胞核移植等）脱氧核苷酸排列顺序（或碱基对排列顺序）引物RR磷酸二酯键Ti质粒上的T-DNA可转移至受体细胞，并且整合到受体细胞染色体的DNA上基因表达载体上的目的基因首端为加入启动子A复制原点和酶切位点启动子和终止子2，4-D乙提高受体细胞的转化率（或使之成为能吸收周围环境中DNA分子的感受态细胞）染色体DNA除草剂BD1/3X4，X3，X2，X1限制性核酸内切酶碱基互补配对变性GC含量高a抗胰蛋白酶的mRNA乳腺蛋白基因的启动子筛选含有目的基因的受体细胞核移植技术减数第二次分裂中滋养层大肠杆菌是原核细胞，不含内质网和高尔基体等细胞器，不能对核糖体合成的蛋内质进行加工，不能产生有生物活性的

23、a抗胰蛋白酶复制原点、终止子BelI和HindIII7四环素聚合酶链式（或PCR）酶（或Taq酶）引物乙碱基互补配对10DNA双链复制花粉母本纤维素酶和果胶酶农杆菌转化（或基因枪）细胞壁目的基因、标记基因、终止子RNA聚合酶结合和识别的部位G1）指数（2n）目的基因的核苷酸序列互补配对也_1食物可持续整2n体性早期胚胎体外受精（转基因、核移植）【答题空10】生理状态【点睛】本题关键是计算PCR技术经n次循环后，得到的产物中含引物A的比例的分析规律：首先，在n次循环后，得到的含目的基因的DNA片段共有2n个；其次，每个含目的基因的DNA片段都有1条链可与引物A结合；第三，观察发现在每轮循环中，最

24、初以引物B结合的母链产生的这个DNA片段，始终不含引物Ao核移植ES细胞具有发育的全能性干扰素基因启动子终止子B和CHindlll和PstlEcoRI和Pstl绿抗原-抗体杂交【点睛】PCR技术扩增目的基因和基因工程操作步骤都是考试的重点，也是理解的难点，解题时极易失分，尤其是如何正确判断限制酶的选择，需要引起足够的重视，现举例如下：（1）根据目的基因两端的限制酶切点确定限制酶的种类：应选择切点位于目的基因两端的限制酶，如图甲可选择PStIo不能选择切点位于目的基因内部的限制酶，如图甲不能选择Smal。为避免目的基因和质粒的自身环化和随意连接，也可使用不同的限制酶切割目的基因和质粒，如图甲也可

25、选择用PstI和EcoRI两种限制酶（但要确保质粒上也有这两种酶的切点）。（2）根据质粒的特点确定限制酶的种类：所选限制酶要与切割目的基因的限制酶一致，以确保具有相同的黏性末端。质粒作为载体必须具备标记基因等，所以所选择的限制酶尽量不要破坏这些结构，如图乙中限制酶SmaI会破坏标记基因。Xgal氨苄青霉素限制酶、DNA连接酶PCR（多聚酶链式反应）没有目的基因的空质粒重组质粒不能1.8【解析】（1）依题意和图示分析可知：在构建重组质粒时，由于目的基因的插入，使质粒中的LacZ基因的结构遭到破坏，导致LacZ基因编码的酶失活或不能编码该酶，因此不能使无色的Xgal变为蓝色；但目的基因的插入，没有

26、破坏Ampr（氨苄青霉素抗性基因）的结构，因此含有重组质粒的微生物对氨苄青霉素有抗性。综上分析，若要筛选成功导入目的基因的重组质粒，培养基中应加入的物质有Xgal和氨苄青霉素。构建重组质粒时需要的工具酶有限制酶和DNA连接酶。利用PCR（多聚酶链式反应）技术可以扩增目的基因。结合对分析可知：成功导入重组质粒的大肠杆菌，LacZ基因编码的酶失活或不能编码该酶，因此不能使无色的Xgal变为蓝色。因此在筛选重组质粒的培养基上，若大肠杆菌菌落显蓝色，说明导入了没有目的基因的空质粒；若大肠杆菌菌落显白色，说明导入了重组质粒。没有导入任何外源DNA的大肠杆菌，因缺乏Ampr（氨苄青霉素抗性基因），对氨苄青霉素没有抗性，所以不能在该培养基上生存。已知目的基因的长度大于lkb。依题意并分析图示：将若干个质粒和目的基因用BamHI和BigII两种限制酶切割后，用DNA连接酶相连，得到的重组质粒中含有1个BamHI酶切位点和1个EcoRI酶切位点，同时得到的没有目的基因的空质粒中含有2个BamHI酶切位点和1个EcoRI酶切位点。用BamHI和EcoRI切割没有目的基因的空质粒，会获得了长度为0.7kb、1kb和2.5kb三种长度的DNA片段；用BamHI和EcoRI切割重组质粒，会获得了长度为2.8kb和2.5kb两种长度的DNA片段，其中2.8kb长度的DNA片段中含有目的基因。