《第3章基因工程》全章综合学习测试卷

第页《第3章基因工程》全章综合学习测试卷一、单项选择题:本题共9小题,每小题2分,共18分。每小题只有一个选项符合题目要求。1.科学家选取纤维素酶分子中若干个氨基酸位点作为改造点,结合中心法则原理,构建了“小而精”的突变体文库,最终获得催化效率更高的纤维素酶分子。下列说法错误的是（）A.改造纤维素酶分子的前提是已知纤维素酶的氨基酸序列及其空间结构B.该过程设计出的高效纤维素酶分子可能是自然界中不存在的蛋白质C.该过程的实质是对纤维素酶基因在分子水平上进行改造D.纤维素酶和高效纤维素酶在细胞内合成过程中遗传信息的流向不同(正确答案)2.大肠杆菌经溶菌酶和阴离子去垢剂(SDS)处理后,其拟核DNA会缠绕在细胞壁碎片上,静置一段时间,其所含的质粒分布在上清液中。利用上述原理可初步获得质粒。对质粒进行粗提取和鉴定,所得电泳图如下,下列分析错误的是（）

A.DNA不溶于酒精,而某些蛋白质溶于酒精,可以用冷酒精析出上清液中的DNAB.DNA溶于2mol/L的NaCl溶液中后,用二苯胺试剂在沸水浴加热条件下鉴定DNAC.用限制酶Ⅰ和Ⅱ分别处理提取的产物,电泳出现图示结果,说明未提取到质粒(正确答案)D.用琼脂糖凝胶电泳鉴定质粒,被染色的质粒还需要通过紫外灯照射才能看到结果3.几丁质是许多真菌细胞壁的重要组成成分,几丁质酶可催化其水解。将几丁质酶基因转入菊花体内,可增强其抗真菌的能力。下列有关叙述错误的是（）A.将几丁质酶基因插入Ti质粒的T-DNA中构建基因表达载体B.常通过显微注射法将农杆菌导入菊花受体细胞(正确答案)C.可用PCR技术或DNA分子杂交技术检测目的基因是否成功导入D.可用真菌接种实验检测转基因菊花对真菌的抗性程度4.番茄作为一种常见的蔬菜,在日常生活中的需求量较大;但是番茄在较低温度下运输或储存的过程中容易出现冻伤的现象,从而影响其口感和品质。科学家利用基因工程技术培育出抗冻的转基因番茄。如图为外源DNA片段和质粒上标出的酶切位点及相关基因,其中AFPs基因为抗冻基因。下列相关叙述错误的是（）

A.图中的外源DNA用BamHⅠ切割后,会破坏4个磷酸二酯键B.获得的AFPs基因应插入质粒上的启动子与终止子之间C.应用BamHⅠ和HindⅢ切割含AFPs基因的DNA片段和质粒,以避免目的基因自连或反接D.能在含四环素的培养基上生长的受体细胞中一定都含有AFPs基因(正确答案)5.研究者从某微生物体内提取出抗旱基因,将其与载体重组,再借助农杆菌导入玉米中增加玉米的抗旱性。如图表示该转基因玉米的培育过程,其中字母a、b表示具体的结构,数字①~④表示具体的过程,下列叙述正确的是（）

A.从微生物细胞中获取目的基因时,可提取微生物细胞中的mRNA,经逆转录合成cDNA,再从cDNA中筛选(正确答案)B.基因表达载体构建的过程需要DNA聚合酶、DNA连接酶、限制酶C.若图中b是愈伤组织,则③与④过程中所需植物激素的含量、比例相同D.用抗原—抗体杂交的方法检测,没有杂交带出现,说明目的基因导入不成功6.据研究,新冠病毒表面的S蛋白是其主要的病毒抗原,在康复病人的血清中有抗S蛋白的特异性抗体。如图为某科研机构研制新冠疫苗的部分过程。下列叙述错误的是（）

A.对发热病人进行核酸检测可使用带标记的S基因单链作探针B.使用PCR选择性扩增的前提条件是掌握S基因的全部核苷酸序列(正确答案)C.过程②通常是将S基因和载体连接以构建基因表达载体D.S基因与培养的动物的细胞核DNA成功整合是其稳定遗传的关键7.为了获得抗蚜虫棉花新品种,研究人员将雪花莲凝集素(GNA)基因和尾穗苋凝集素（）基因与载体(pBI121)结合,然后导入棉花细胞。下列操作与实验目的不符的是(C)

A.用限制酶BsaBⅠ和DNA连接酶处理,可获得GNA-ACA融合基因B.与只用KpnⅠ相比,用KpnⅠ和XhoⅠ处理融合基因和载体可保证基因转录方向正确C.将棉花细胞接种在含氨苄青霉素的培养基上可筛选出转基因细胞(正确答案)D.用PCR技术可检测GNA基因和ACA基因是否导入棉花细胞中8.小鼠肿瘤转移抑制基因(kiss1基因)仅在特定组织中表达。在雌激素诱导下,细胞内信号转导系统可以与kiss1基因启动子的特定区域结合,激活kiss1基因的转录。研究者扩增了kiss1基因启动子不同长度的片段P1、P2、P3和P4,分别构建这些片段与绿色荧光蛋白基因(G)融合的载体,转入体外培养的特定细胞中,在培养液中添加雌激素,以确定不同片段的转录活性。下列叙述错误的是(B)

A.利用PCR技术获得不同长度的kiss1基因启动子片段,需要使用五种引物B.应选择有kiss1基因但不能表达的小鼠细胞作为转化的受体细胞(正确答案)C.在细胞中表达出绿色荧光强度高的片段具有较高的转录活性D.该启动子能响应外源激素信号,可在基因工程中发挥重要作用9.人类是乙肝病毒的唯一宿主,接种乙肝疫苗是预防乙肝病毒感染最有效的方法。乙肝疫苗的研制先后经历了血源性疫苗和基因工程疫苗阶段。如图为乙肝病毒基因工程疫苗的生产和使用流程,质粒中LacZ基因可使细菌利用加入培养基的物质X-gal,从而使菌落显现出蓝色,若无该基因,则菌落呈白色。下列相关说法错误的是（）

A.过程①最好的限制酶选择方案是BamHⅠ和EcoRⅠB.为了使重组质粒中的目的基因正常表达,还需要插入启动子和终止子C.过程②需要在培养基中加青霉素和X-gal,长出的白色大肠杆菌菌落为所需菌落D.基因工程疫苗比血源性疫苗更安全,但仍可能出现病毒的增殖和感染(正确答案)二、不定项选择题:本题共4小题,每小题3分,共12分。每小题有一个或多个选项符合题目要求,全部选对得3分,选对但不全的得1分,有选错的得0分。10.图1表示某种DNA分子上的多种限制酶切割位点,图2表示EcoRⅠ、BamHⅠ、Sau3AⅠ三种限制酶的识别序列和切割位点,下列相关叙述错误的是（）

A.在使用限制酶切割DNA分子的同时,还必须用解旋酶解开DNA双链(正确答案)B.获取该目的基因可采用EcoRⅠ和BamHⅠ进行酶切C.Sau3AⅠ和BamHⅠ酶切该DNA分子会产生相同的黏性末端D.能被Sau3AⅠ切割的序列也能被BamHⅠ切割(正确答案)11.戊型肝炎病毒是一种RNA病毒,其基因组中ORF2基因编码的ORF2蛋白是戊型肝炎病毒的表面抗原。我国科研人员利用基因工程,将ORF2基因导入大肠杆菌细胞,最终从大肠杆菌中提取ORF2蛋白并制成疫苗。下列分析正确的是（）A.利用特定引物对病毒的RNA直接进行PCR扩增即可获得目的基因B.戊型肝炎病毒与大肠杆菌的遗传物质相同,所以能实现基因重组C.构建基因表达载体时,需将ORF2基因与启动子连接(正确答案)D.利用该方法获得的疫苗会诱发体液免疫,刺激机体产生相应抗体和记忆细胞(正确答案)12.某课题组为得到青蒿素产量高的新品系,通过一定的技术,使青蒿素合成过程的某一关键酶基因(fps基因)在野生青蒿中得到了过量表达,其过程如图所示。下列叙述错误的是（）

A.PCR过程中,变性阶段温度需要控制在90℃以上,目的是破坏氢键B.构建重组质粒过程中,目的基因需插入Ti质粒的T-DNA上C.农杆菌的作用是感染植物,并将目的基因转移到植物细胞中D.用荧光标记的fps基因作为探针可以检测目的基因是否表达(正确答案)13.亚洲棉的突变型光籽和野生型毛籽是一对相对性状,研究发现,亚洲棉某突变体的光籽表型与8号染色体的~880kb至~903kb区间相关,研究人员根据野生型毛籽棉的该区间设计连续的重叠引物进行PCR,扩增后电泳结果如图所示,下列说法正确的是（）

A.提取该突变体和野生型亚洲棉的8号染色体上的DNA进行PCR(正确答案)B.图中PCR产物的鉴定是通过琼脂糖凝胶电泳来进行的(正确答案)C.据图分析可知,相对分子质量较大的扩增产物与点样处的距离较近(正确答案)D.该突变体出现的根本原因是引物6对应区间发生了碱基对的替换三、非选择题:本题共4小题,共45分。14.(10分)基因工程需要用到多种工具,质粒就是一种常见的工具——载体,某一质粒如图1所示,外源DNA插入Ampr或Tetr中会导致相应的基因失活(Ampr表示氨苄青霉素抗性基因,Tetr表示四环素抗性基因)。有人将此质粒用BamHⅠ酶切后,与用BamHⅠ酶切获得的目的基因混合,加入DNA连接酶进行连接反应。

(正确答案)(1)用DNA连接酶处理得到的混合物直接转化大肠杆菌,结果可能会得到类大肠杆菌(大致类型,不进行数量、基因长度和插入方向区分)。(2)含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌的特点是能抗而不能抗;要挑选出目的菌,必须在(物理性质)培养基上培养大肠杆菌。(3)图2中的三个DNA片段上依次给出了EcoRⅠ、BamHⅠ和Sau3AⅠ三种限制酶的识别序列与切割位点,经BamHⅠ酶切后得到的目的基因可以与上述载体被(填另一种限制酶)酶切后的产物连接,理由是。

(4)重组质粒导入动物细胞的方法一般是,最后该动物细胞生长发育为转基因动物,进入泌乳期后,可以通过分泌乳汁来生产所需要的药品,这些药品的化学本质大多为。15.(10分)地球上纤维素含量丰富,其酶解产物利用非常广泛,但通常存在纤维素酶催化活性低下、持续催化能力较弱等问题,导致生产成本较高,影响其在生产生活中的应用。采用蛋白质工程技术对纤维素酶进行分子改造,可有效解决纤维素酶活性低下、催化能力较弱的问题。回答下列问题:(1)蛋白质工程是通过,对现有蛋白质进行改造,或制造出一种新的蛋白质,以满足人类生产和生活的需求。与基因工程相比,蛋白质工程可以生产。(正确答案)(2)酶解法降解实现了对纤维素的有效利用,其优点是(答出两点)。(3)纤维素酶的结合域(CBM)在纤维素的降解中扮演着重要角色,研究发现通过对CBM活性部位的2个色氨酸残基进行改造,会得到能持续催化纤维素水解的纤维素酶,请概述获得该种纤维素酶的大致流程:。(4)纤维素酶连接区的主要作用是柔性连接催化域和结合域,多数由脯氨酸、甘氨酸、丝氨酸和苏氨酸等组成,极易被蛋白水解酶水解,但经糖基化修饰后可以很好地防止蛋白水解酶的水解。推测原因可能是。为了深入研究其功能,尽可能地提高纤维素酶的活性,对连接区的改造研究主要体现在(答出两点)等方面。(5)对纤维素酶的改造,还可以通过蛋白质定向进化手段实现,为了达到最终的结果,在研究中只需要人为地为蛋白质制造进化条件,就能够使纤维素酶的基因发生改变。与传统的蛋白质工程相比较,该方法具有的优点是(答出一点)。16.(12分)抗除草剂转基因作物的推广可有效减轻除草劳动强度、提高农业生产效率。图1为抗除草剂转基因玉米的技术流程。

(正确答案)(1)构建含除草剂抗性基因A的表达载体,传统的方法是目的基因通过酶与载体进行重组。用于切割载体的限制酶,其识别序列(填“能”或“不能”)出现在目的基因内部,可通过技术在目的基因两侧添加相应限制酶识别序列,以便构建表达载体。(2)为了减少限制酶识别序列的影响,科研人员研发了新的DNA重组方法——In-Fusion克隆技术(图2),其中In-Fusion酶可以将任何具有相同15bp末端序列的线性DNA分子进行连接,类似同源重组。

①科研人员希望应用以上技术构建含有A基因和GUS基因的重组DNA分子,首先获得了3种DNA分子,如图3,然后混合进行In-Fusion克隆反应。

如果引物2上额外添加的片段对应于GUS基因中加粗的e片段,那么引物1和引物4上额外增加的片段分别对应载体中加粗的片段。完成重组反应后,将表达载体加入经过处理的农杆菌中。②为筛选成功转入目标重组DNA分子的菌落,可以选取引物扩增目的基因并进行电泳检测。请在图4中画出阳性菌落的电泳结果。(3)农杆菌转化愈伤组织时,用含的选择培养基筛选转化的愈伤组织。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也可能在选择培养基上生长(假阳性)。已知报告基因GUS表达产物能催化无色物质K呈现蓝色,请叙述排除假阳性的原理。。17.(13分)干扰素(IFN)是一类糖蛋白,具有抗病毒、抗肿瘤等作用,其中重组人干扰素α-1b是我国批准生产的第一个基因工程药物,已实现批量生产,被广泛应用于临床。回答下列相关问题:Ⅰ.利用大肠杆菌生产干扰素(正确答案)(1)外源基因在大肠杆菌中表达时,目的蛋白往往在细胞内凝集,形成无活性的固体颗粒,为此科研人员将ST-Ⅱ信号肽基因与目的基因拼接形成融合基因,构建了重组分泌表达载体,请推测ST-Ⅱ信号肽基因的作用:。(2)编码人干扰素α-1b的原始基因在工程