苏教版-选修三-第一章 基因工程-第一节 基因工程概述 全市获奖

《基因工程概述》同步练习1．基因工程是DNA分子水平的操作，下列有关基因工程的叙述中，错误的是（）A．限制性核酸内切酶只用于切割获取目的基因B．载体与目的基因必须用同一种限制性核酸内切酶处理C．基因工程所用的工具酶是限制性核酸内切酶、DNA连接酶D．带有目的基因的载体是否进入受体细胞需检验2．我国科学家应用耐盐基因培育出了耐盐水稻新品系。获得耐盐基因后，为了构建重组DNA分子，DNA连接酶作用的位点及相应的化学键为（）a、磷酸二酯键 b、氢键C．a、氢键 D．b、磷酸二酯键3．（2012·无锡高二检测）以下关于基因工程的操作工具的说法正确的是（）A．所有的限制性核酸内切酶只能识别一种特定的核苷酸序列B．质粒是基因工程中唯一的载体C．载体必须具备的条件之一是：具有多个限制性核酸内切酶切点，以便与外源基因连接D．DNA连接酶使黏性末端的碱基之间形成氢键4．下表关于基因工程操作的名词及对应的内容，正确的组合是（）供体剪刀针线载体受体A质粒限制性核酸内切酶DNA连接酶提供目的基因的生物大肠杆菌等B提供目的基因的生物DNA连接酶限制性核酸内切酶质粒大肠杆菌等C提供目的基因的生物限制性核酸内切酶DNA连接酶质粒大肠杆菌等D大肠杆菌等DNA连接酶限制性核酸内切酶提供目的因的生物质粒5．下列关于基因结构中“与RNA聚合酶结合位点”的叙述错误的是（）A．是起始密码子B．是转录RNA时与RNA聚合酶的结合点C．调控mRNA的转录D．准确识别转录的起始位点并开始转录6．豇豆对多种害虫具有抵抗能力，根本原因是豇豆体内具有胰蛋白酶抑制剂基因（CpTⅠ基因）。科学家将其转移到水稻体内后，却发现效果不理想，主要原因是CpTⅠ蛋白质的积累量不足。在体外对CpTⅠ基因进行修饰后，CpTⅠ蛋白质在水稻中的积累量得到了提高。修饰和表达过程如图所示：请根据以上内容，回答下列问题：（1）CpTⅠ基因是该基因工程中的________基因，“信号肽”序列及“内质网滞留信号”序列之所以能修饰到CpTⅠ上，是由于基本组成单位是________，在①过程中，要使用________酶切开，暴露出________，再用________酶连接。（2）在该基因工程中，供体是________，受体是___________________________________。（3）②过程称为________。（4）检测修饰后的CpTⅠ基因是否表达的最好方法是____________________________________________________________________________________________________。

解析：（1）因科学家是将CpTⅠ基因转移到水稻体内，故CpTⅠ基因为目的基因；由于“信号肽”序列和“内质网滞留信号”序列均由A、T、G、C四种脱氧核苷酸组成，故可将其修饰到CpTⅠ基因上；因①过程涉及暴露出黏性末端，又涉及DNA分子重组，故在①过程中先用到限制性核酸内切酶，后用到DNA连接酶。（3）因为修饰后的CpTⅠ基因在水稻体内先形成A，然后再由A直接控制CpTⅠ蛋白质的合成，故②过程为转录。（4）检测修饰后的CpTⅠ基因是否表达成功的最好办法是让多种农业害虫食用水稻叶片，观察抗虫效果。二、课时作业1．（2012·常州高二检测）科学家常选用的细菌质粒往往带有一个抗菌素抗性基因，该抗性基因的主要作用是（）A．提高受体细胞在自然环境中的耐热性B．有利于检测目的基因是否导入受体细胞C．增加质粒分子的相对分子质量D．便于与外源基因连接2．下列四个DNA分子片段，可能是同一种限制性核酸内切酶切割产生的黏性末端的一组是（）①② ②③C．③④ D．②④3．关于下图DNA分子片段的说法正确的是（）A．一种限制性核酸内切酶可同时作用于①、②处B．解旋酶作用于③处C．DNA连接酶作用于③处D．获取目的基因要同时使用解旋酶和限制性核酸内切酶4．在已知某小片段基因碱基序列的情况下，获得该基因的最佳方法是（）A．用mRNA为模板逆转录合成DNAB．以4种脱氧核苷酸为原料人工合成C．将供体DNA片段转入受体细胞中，再进一步筛选D．由蛋白质的氨基酸序列推测mRNA5．目的基因导入受体细胞后，是否可以稳定维持和表达其遗传特性，只有通过鉴定和检测才能知道。下列属于目的基因检测和鉴定的是（）①检测受体细胞是否有目的基因②检测受体细胞是否有致病基因③检测目的基因是否转录形成mRNA④检测目的基因是否翻译成蛋白质①②③ ②③④C．①③④ D．①②④6．（2012·徐州高二月考）关于下列黏性末端的描述，正确的是（）A．限制性核酸内切酶切割DNA形成④时需要脱去2个水分子B．DNA连接酶与DNA聚合酶均能作用于上述黏性末端C．①和④的黏性末端不同，一定是由不同的限制性核酸内切酶切出D．①与③的黏性末端相同，一定是由相同的限制性核酸内切酶切出7．在抗软化番茄的培养过程中，是________将抗多聚半乳糖醛酸酶基因带入普通番茄细胞的（）A．植物病毒 B．土壤农杆菌C．噬菌体 D．花粉8．在用基因工程技术构建抗除草剂的转基因烟草过程中，下列操作错误的是（）A．用限制性核酸内切酶切割烟草花叶病毒的核酸B．用DNA连接酶连接经切割的抗除草剂基因和载体C．将重组DNA分子导入烟草原生质体D．用含除草剂的培养基筛选转基因烟草细胞9．（2012·周口高二期末）ch1L基因是蓝藻拟核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。技术路线如下图所示，对此描述错误的是（）A．ch1L基因的基本组成单位是脱氧核苷酸B．①②过程中使用的限制性核酸内切酶的作用是将DNA分子的磷酸二酯键打开C．①②过程都要使用DNA聚合酶D．若操作成功，可用含红霉素的培养基筛选出该变异株10．基因工程操作中将DNA导入受体细胞称为转化。下列相关叙述不正确的是（）A．被转化的细胞吸收外源DNA是转化的实质B．农杆菌转化法适用于所有的植物细胞C．动物细胞相对于植物细胞吸收DNA的障碍要小D．显微注射技术一般用于动物细胞的转化11．（2011·高考四川卷）北极比目鱼中有抗冻基因，其编码的抗冻蛋白具有11个氨基酸的重复序列，该序列重复次数越多，抗冻能力越强，下图是获取转基因抗冻番茄植株的过程示意图，有关叙述正确的是（）A．过程①获取的目的基因，可用于基因工程和比目鱼基因组测序B．将多个抗冻基因编码区依次相连成能表达的新基因，不能得到抗冻性增强的抗冻蛋白C．过程②构成的重组质粒缺乏标记基因，需要转入农杆菌才能进行筛选D．应用DNA探针技术，可以检测转基因抗冻番茄植株中目的基因的存在及其完全表达12．（2012·无锡高二期末）某致病基因b和正常基因B中的某一特定序列经限制性核酸内切酶A切割后，可产生大小不同的片段（如图1，bp表示碱基对），据此可进行基因诊断；图2为某家庭有关该病的遗传系谱图。下列叙述正确的是（多选）（）A．b基因特定序列中限制性核酸内切酶A切割位点的消失是基因结构改变的结果B．Ⅰ­2的基因诊断中会出现142bp、99bp和43bp三个片段C．Ⅱ­2的基因诊断中不出现142bp片段的概率为1/3D．若Ⅱ­3的基因诊断中只出现99bp和43bp两个片段，则Ⅱ­3与表现型正常的男性结婚，后代的基因诊断中不会出现142bp片段13．（2012·天一、淮阴、海门高二联考）下图表示利用基因工程培育抗虫棉过程的示意图。Ⅲ是导入目的基因的受体细胞，经培养、筛选获得一株有抗虫特性的转基因植株。经分析，该植株细胞中含有一个携带目的基因的DNA片段，因此可以把它看作是杂合子。已知几种氨基酸的密码子：甲硫氨酸（AUG）、甘氨酸（GGA）、丝氨酸（UCU）、酪氨酸（UAC）、精氨酸（AGA）、丙氨酸（GCU），请根据下图结合你所学过的知识回答以下问题：（1）①步骤为________，该过程是基因工程操作程序的核心，Ⅱ包括________、四环素抗性基因、启动子、终止子以及复制原点等。将Ⅱ导入双子叶植物棉花受体细胞最常用的方法是________。（2）为在短时间内大量获得目的基因，可用________扩增的方法，其原理是________。（3）③过程的原理是________________________。理论上，在该转基因植物自交产生的F1代中，仍具有抗虫特性的植株占总数的________。（4）图中合成的多肽，其前三个氨基酸的序列是____________________。解析：（1）①步骤典型的特征是目的基因和含有四环素抗性基因的质粒组成一个重组质粒，属于基因表达载体的构建，是基因工程的核心。基因表达载体的基本结构包括目的基因、遗传标记基因、启动子、终止子及复制原点，将重组质粒导入双子叶植物细胞一般用农杆菌转化法。（2）短时间内大量获得目的基因的方法是PCR技术，实质是DNA体外复制。（3）③过程的起始是一个转化的棉花受体细胞，结束是一个转基因棉花植株，体现了细胞的全能性。导入外源基因的植株可以看做是显性杂合体，自交后F1代中有3/4表现显性性状。（4）多肽链的直接模板是mRNA。14．已知某传染性疾病的病原体为RNA病毒，该病毒表面的P蛋白为主要抗原。根据下图回答问题：（1）过程①代表的是________，该过程需要的原料是________。与③过程中的碱基配对相比，①过程特有的碱基配对方式是________。（2）过程③构建重组DNA分子过程中最常用的载体是________。在构建过程中将切割后的载体与P基因片段混合，并加入________酶。（3）除了B淋巴细胞外，图中能特异性识别抗原的细胞还有________，细胞识别的物质基础是________。（4）对健康人进行该传染病免疫预防时，可选用图中基因工程生产的________制成疫苗，该疫苗注射到人体内后，首先由________进行处理和呈递，最终激活B淋巴细胞。（5）雌性老鼠体内存在⑦的场所有________。（多选）A．血清 B．乳汁

C．组织液 D．肝细胞内

解析：（1）过程①以RNA为模板形成DNA，属于逆转录过程，原料是四种脱氧核苷酸。过程③是DNA单链碱基互补配对，与③相比，过程①特有的碱基配对方式是U—A。（2）基因工程最常用的载体是质粒，两个DNA片段的结合依靠DNA连接酶。（3）图中可以看出⑤能够分泌抗体，所以⑤是效应B细胞；⑤的来源有⑥和B细胞，⑥是记忆细胞。记忆细胞能够识别抗原。（4）疫苗属于抗原，能够刺激机体产生免疫反应，图中的抗原物质是P蛋白。抗原进入机体后首先由巨噬细胞进行处理和呈递。（5）抗体是细胞分泌物，能够存于在血清、组织液和乳汁中。15．（2012·南京高二检测）目前基因工程所用的质粒载体主要是以天然细菌质粒的各种元件为基础重新组建的人工质粒，pBR322质粒是较早构建的质粒载体，其主要结构如图一所示：（1）构建人工质粒时要有抗性基因，以便于_____________________________________。（2）pBR322分子中有单个EcoRⅠ限制性核酸内切酶作用位点，EcoRⅠ只能识别序列—GAATTC—，并只能在G与A之间切割。若在某目的基因的两侧各有1个EcoRⅠ的切点，请画出目的基因两侧被限制性核酸内切酶EcoRⅠ切割后所形成的黏性末端。（3）pBR322分子中另有单个的BamHⅠ限制性核酸内切酶作用位点，现将经BamHⅠ处理后的质粒与用另一种限制性核酸内切酶BglⅡ处理得到的目的基因，通过DNA连接酶作用恢复________键，成功地获得了重组质粒。说明________________________________。（4）为了检测上述重组质粒是否导入原本无ampR和tetR的大肠杆菌，将大肠杆菌在含氨苄青霉素的培养基上培养，得到如图二的菌落。再将灭菌绒布放到培养基上，使绒布面沾上菌落，然后将绒布放到含四环素的培养基上培养，得到如图三的结果（空圈表示与图二对照无菌落的位置）。与图三空圈相对应的图二中的菌落表现型是________________，图三结果显示，多数大肠杆菌导入的是________。解析：（1）质粒上的抗性基因可作标记基因，便于鉴定受体细胞中是否导入目的基因。（2）在目的基因的两侧各有1个EcoRⅠ的切点，即目的基因两侧有—GAATTC—。（3）DNA连接酶能连接磷酸二酯键。经BamHⅠ处理后的质粒与用另一种限制性核酸内切酶BglⅡ处理得到的目的基因能连接起来，说明这两种酶切割获得的黏性末端相同。（4）图二中的菌落能抗氨苄青霉素，将灭菌绒布放到图二中培养基上，使绒布面沾上菌落，然后将绒布放到图三含四环素的培养基上培养，仍能生长的为能抗四环素的菌落，空圈为不能抗四环素的菌落（只能抗氨苄青霉素）。图三结果显示，多数大肠杆菌既能抗氨苄青霉素，又能抗四环素，说明导入的是pBR322质粒，而不是重组质粒（重组质粒的四环素抗性基因被切断，不能表达，因此含重组质粒的大肠杆菌只抗氨苄青霉素）。参考答案：1-5AACCA6．答案：（1）目的四种脱氧核苷酸限制性核酸内切黏性末端DNA连接

（2）豇豆细胞