高中生物专项训练试题汇编47：基因工程(含答案详解)

1、 （3）进行扩增时，反应的温度和时间需根据具体情况进行设定，下列选项中 的设定与引物有关，的设定与扩增片段的长度有关。（填序号） 变性温度 退火温度 延伸温度 变性时间 退火时间 延伸时间 （4）下图表示筛选获得的工程菌中编码a-淀粉酶的niRNA的部分碱基序列：5| AUGCCAUCAACAAAUACUAACAClf U - 3，图中虚线框内mRNA片段包含 个密码子，如虚线框后的序列未知，预测虚线框后的第一个密码子最多有 种。（5）获得工程菌表达的a 淀粉酶后，为探究影响酶活性的因素，以浓度为1%的可溶性淀粉 为底物测定酶活性，结果如下：缓冲液50 mniol/L Na2HpO4KH2PO

2、450 inmoLL TrisHC150 inmol,L Gly-NaOHpH6.06.57.07.57.58.08.59.09.09.510.010.5酶相对 活性25.440.249.863.270.195.599.585.368.163.741.520.8根据上述实验结果，初步判断该a淀粉酶活性最高的条件为答案：（1）基因组DNA（1分）（2）5，（1分）使DNA片段能定向插入表达载体，减少自连（1分） （3）（1 分）（1 分）（4）8（1 分）13（1 分）（5）pH 为 8.5,缓冲液为 50inmol,ITns-HC1（1 分）解析：（1）基因工程中获取目的基因的方法有从基因文库

3、中获取、PCR扩增和人工合成。其中 PCR扩增目的基因的前提是获得该细菌的基因组DNA。（2）目的基因与运载体连接前需用限制酶对两者进行切割，引物的3,端是子链延伸的方向，应 该在引物的5,端加上某种限制酶的识别序列；在两条引物上加入不同的限制性酶切位点的目 的是防止一种酶切后出现的目的基因可能反向插入表达载体，以及目的基因可能发生自连。 （3）变性温度跟目的基因中G,C碱基对的比例有关：退火温度取决于引物中碱基G/C的 比例；延伸温度取决于勿g聚合酶的最适温度：变性时间一般统一设定：退火时间一 般统一设定；延伸时间取决于合成子链的长度，即扩增的目的基因的长度。故本小题答案 分别选和。（4）密

4、码子指mRNA上3个相邻的碱基。虚线框中共有24个碱基，所以共有密码子8个。而 虚线框外密码子的第一个碱基确定为U,该密码子共有4X4=16种可能，但其中的UAG、 UAA、UGA是终止密码子，由于虚线框中的第一个密码子AUG是起始密码子，且该目的基 因长度达1 656个碱基对，转录产生的mRNA中密码子远不止9个，所以3个终止密码子不 可能出现在第9位，故最多有163 = 13种可能。（5）本小题考查考生对实验数据的分析能力。由表格中数据可得出酶相对活性最高为99.5%, 其对应的pH为8.5。但某些考生很容易落下缓冲液的名称而丢分。准确答案应是pH为8.5, 缓冲液为 50 mmol/LT

5、ns-HCL（2018全国I , 15分）回答下列问题：（1）博耶（H.Boyer）和科恩（S.Cohen）将非洲爪蟾核糖体蛋白基因与质粒重组后导入大肠杆菌细 胞中进行了表达。该研究除证明了质粒可以作为载体外，还证明了（答出两点即可）。（2）体外重组的质粒可通过Ca2参与的 方法导入大肠杆菌细胞；而体外重组的噬菌体DNA通常需与 组装成完整噬菌体后，才能通过侵染的方法将重组的噬菌体DNA导入宿主细胞。在细菌、心肌细胞、叶肉细胞中，可作为重组噬菌体宿主细胞的是（3）真核生物基因（目的基因）在大肠杆菌细胞内表达时，表达出的蛋白质可能会被降解。为防 止蛋白质被降解，在实验中应选用 的大肠杆菌作为受体

6、细胞，在蛋白质纯化的过程中应添加 的抑制剂。答案：（1）体外重组的质粒可以进入受体细胞、真核生物基因可在原核细胞中表达（4分）（2） 转化（2分）外壳蛋白（或噬菌体蛋白）（2分）细菌（2分）（3）蛋白酶缺陷型（3分）蛋白酶（2 分）解析：（1）非洲爪蟾属于其核生物，而大肠杆菌属于原核生物，基因工程利用质粒作为载体使 得非洲爪蟾的基因在大肠杆菌体内表达，既证明了体外重组的质粒可以进入受体细胞，也证 明了真核生物的基因可以在原核细胞中表达。（2）用Ca”处理细胞，可使细胞处于一种能吸收周闱环境中DNA分子的状态即感受态，这是 将重组质粒导入大肠杆菌细胞最常用的转化方法。噬菌体是一种专门寄生在细菌体

7、内的病毒， 化学组成简单，由核酸和蛋白质组成，只有当噬菌体的结构完整时，即DNA与外壳蛋白同 时具备才具有侵染能力。（3）为了防止目的基因的表达产物在大肠杆菌细胞内被降解，实际操作过程中应该选择不具备 降解蛋白质能力的受体菌，即选择蛋白酶缺陷型的大肠杆菌作为受体细胞。而在蛋白质纯化 过程中，为了防止其被降解，应该添加蛋白酶抑制剂。（2016全国III, 15分）图1中的三个DNA片段上依次表示出了 EcoR I、痴汨I和Sau3A I三种限制酶的识别序列与切割位点，图2为某种表达载体的示意图（载体上的EcoR I、图2Sau3a I的切点是唯一的）。图2GAATTC GGATCC GATC C

8、TFAAG CCTAGG CTAG I I t根据基因工程的有关知识，回答下列问题：（1）经5a利H I酶切后得到的目的基因可以与上述表达载体被 酶切后的产物连接，理由是（2）若某人利用图2所示的表达载体获得了甲、乙、丙三种含有目的基因的重组子，如图3所 示。这三种重组子中，不能在宿主细胞中表达目的基因产物的有，不能表达的原 因是目的基因目的基因甲图3丙目的基因目的基因目的基因甲图3丙目的基因（3）DNA连接酶是将两个DNA片段连接起来的酶，常见的有 和，其中既能连接黏性末端又能连接平末端的是。答案:（l）Sa3A I （2分）限制酶Sau3A I和BamH I酶切割后形成的黏性末端相同Q分）

9、 甲、丙（2分）在基因表达载体中，启动子位于目的基因的首端，终止子位于目的基因的尾端， 这样的基因才能表达。图中甲和丙均不符合，所以不能表达目的基因的产物（3分，其他合理 答案可酌情给分）（3）E co DNA连接酶（2分）TsDNA连接酶（2分）TaDNA连接酶（2分） 解析:（1）分析图1可知，限制酶Sa”3Al和友加HI酶切割后形成的黏性末端相同，因此经 BamH I酶切割得到的目的基因可以与上述表达载体被Sa3Al酶切后的产物连接。（2）在基因表达载体中，启动子位于目的基因的首端，终止子位于目的基因的尾端，这样的基 因才能表达。图中甲和丙均不符合，所以不能在宿主细胞中表达目的基因产物。

10、（3）DNA连接酶是将两个DNA片段连接起来的酶，常见的有E coh DNA连接酶和T4 DNA连 接酶，其中既能连接黏性末端又能连接平末端的是Ts DNA连接酶。（2018全国H, 15分）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沫端，获得了 L1 -GFP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E1E4四种限制酶产生的黏性末 端各不相同。启动子L1基因GFP基因终止子El E2 E3 E4回答下列问题：

11、（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 0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。答案：（1）E1和E4Q分）甲的完整（2分）甲与载体正确连接Q分）（2

12、）转录（2分）翻译（2 分）（3）细胞核（2分）去核卵母细胞Q分）（4）核DNA（1分）解析：（1）根据题意可知，病毒的外壳蛋白（L1）基因连接在GFP基因的5,末端，获得了 口一 GFP融合基因，该融合基因作为目的基因插入质粒P0中，构建基因表达载体P1,因此L1 一GFP融合基因是一个整体，故选择E1和E4两种限制酶，既保证了目的基因的完整性（用 E2和E3会破坏目的基因的完整性）,又使得产生的黏性末端不同，不会发生自身或反向连接， 从而保证了甲与载体的正确连接。（2）在牛皮肤细胞中观察到了绿色荧光，说明荧光蛋白（GFP）基因表达产生了荧光蛋白，即说 明目的基因完成了表达，基因的表达包括转

13、录和翻译两个过程。（3）结合（2）中的信息，产生绿色荧光的是牛的皮肤细胞，利用此细胞克隆牛，要进行核移植， 即将能产生绿色荧光的牛皮肤细胞的细胞核移入去核的卵母细胞中，再进行体外培养及胚胎 移植等工序。（4）PCR技术即多聚酶链式反应技术，是一种体外迅速扩增DNA片段的技术，故用PCR方法 鉴定牛不同组织细胞中是否含有目的基因应该选择核DNA作为PCR模板。（2016全国I, 15分）某一质粒载体如图所示，外源DNA插入到，力肛/或左/中会导致相 应的基因失活（，如炉表示皴节青霉素抗性基因，鼻产表示四环素抗性基因）。有人将此质粒载体 用8m汨I酶切后，与用I酶切获得的目的基因混合，加入DNA连

14、接酶进行连接反应， 用得到的混合物直接转化大肠杆菌。结果大肠杆菌有的未被转化，有的被转化。被转化的大 肠杆菌有三种，分别是含有环状目的基因、含有质粒载体、含有插入了目的基因的重组质粒 的大肠杆菌。回答下列问题：BamW I发制原点（1）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，还需具有启动子和终止子。（2）如果用含有织若青霍素的培养基进行筛选，在上述四种大肠杆菌细胞中，未被转化的和仅 含有环状目的基因的细胞是不能区分的，其原因是 并且 和 的细胞也是不能区分的，其原因是,在上述筛选的基础上，若要筛选含有插入了目的基因的重组质粒的

15、大肠杆菌的单菌落，还需使用含有 的固体培养基。基因工程中，某些噬菌体经改造后可以作为载体，其DNA复制所需的原料来自于 答案：（1）能自我复制、具有标记基因Q分）（2）二者均不含有氨茶青零素抗性基因，在该培 养基上均不生长（2分）含有质粒载体（2分）含有插入了目的基因的重组质粒（或含有重组质 粒）（2分）二者均含有氨茶青霉素抗性基因，在该培养基上均能生长（3分）四环素（2分）（3） 受体细胞（2分）解析：（1）质粒载体作为基因工程的工具，应具备的基本条件有：具有一个或多个限制酶酶切位点、具有标记基因、能够在宿主细胞中复制表达等。(2)如果用含有织不青霍素的培养基进行筛选，在题目四种大肠杆菌细胞中，未被转化的和仅 含有环状目的基因的细胞是不能区分的，其原因是两者都不含氨苇青客素抗性基因，在氨茉 青霉素的培养基上都不能生长；含有质粒载体和含有插入了目的基因的重组质粒的细胞也是 不能区分的，其原因是两者都含氨苦青