基因工程专练

基因工程专练一、非选择题1．人乳铁蛋白是一种重要的药用保健蛋白。下图表达运用乳腺生物反映器生产人乳铁蛋白的过程，图中Tetr表达四环素抗性基因，Ampr表达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，请回答下列问题：（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，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，因素是___________。（3）若BamHⅠ酶切的DNA末端与BclⅠ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，则应当选择发育良好、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。2．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。运用此质粒获得转基因抗盐烟草的过程，以下图所示。回答下列问题：（1）将目的基因导入植物细胞，釆用最多的办法是农杆菌转化法。其中用到的质粒是__________；该质粒含有一段特殊的DNA片段，称为__________。该办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HindⅢ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能够生长繁殖，农杆菌中与否巳含有目的基因?__________（填“是”或“否”）。为什么？__________。3．[生物——选修3：当代生物科技专项]下图为某种转基因抗病棉花哺育过程图，请据图回答下列问题：(1)PCR技术运用的基本原理是___。运用该技术扩增目的DNA片段（子链的延伸方向从5'→3'），应选择图巾的引物____（填字母）与模板DNA结合。(2)在构建基因体现载体时，惯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，其重要目的是避免____和反向连接。(3)将重组质粒导入植物细胞中惯用的办法是____。我国科学家将重组质粒导入棉花受体细胞所用的办法是____。(4)重组细胞通过G、H过程成功地哺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。(5)研究表明，转基因植物能够通过花粉将外源基因扩散到其它植物，从而对生态环境造成潜在的危害。因此，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，这样做的目的是避免目的基因__________________。4．Rag2基因缺失小鼠不能产生成熟的淋巴细胞。科研人员运用胚胎干细胞（ES细胞）对Rag2基因缺失小鼠进行基因治疗，其技术流程如图（图中数字序号表达的是有关过程）。请回答下列有关问题：（1）过程②运用的技术是______________，过程③中涉及到了基因工程技术，其中作为受体细胞的是____________。（2）过程③中获取的目的基因是_______________，能够根据该基因的___________________设计引物，运用PCR技术扩增目的基因片段。按此办法和图示技术流程，完毕基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。（3）图中造血干细胞中的遗传物质最少有___________个来源。为检测Rag2基因的体现状况，可提取治疗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。5．【选修3:当代生物科技专项】干旱会影响农作物产量，科学家们对此进行了研究。如图为用探针检查某一抗旱植物基因型的原理，有关基因用R和r表达。（1）基因R与r的本质区别是___________________的不同。在运用PCR技术扩增R或r基因过程中，运用___________可寻找抗旱基因的位置并进行扩增。（2）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办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______________________。（4）将目的基因导入植物细胞采用最多的办法是农杆菌转化法，其根据重要是：当植物受到损伤时，伤口处的细胞会分泌大量的酚类化合物，吸引农杆菌移向这些细胞，这时农杆菌中的______________________。（5）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，从构建基因体现载体的角度推测，最可能的因素是______________________________。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，技术路线以下图。（1）为避免酶切产物本身环化，构建体现载体需用2种限制酶，选择的原则是__________（单选）。①Ti质粒内，每种限制酶只有一种切割位点②G基因编码蛋白质的序列中，每种限制酶只有一种切割位点③酶切后，G基因形成的两个黏性末端序列不相似④酶切后，Ti质粒形成的两个黏性末端序列相似A．①③B．①④C．②③D．②④（2）质粒载体作为基因工程的工具，应含有的基本条件有____________________（答出两点即可）。而作为基因体现载体，除满足上述基本条件外，还需含有____________________（答出两点即可）。（3）下表是4种玉米自交幼胚组织培养不同阶段的成果。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。（4）惯用Ca2+解决土壤农杆菌，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。（5）转化过程中，愈伤组织表面常残留农杆菌，造成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对的体现，其产物能催化无色物质K呈现蓝色。用K分别解决下列愈伤组织，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（6）组织培养获得的转基因植株（核DNA中仅插入一种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，最后选育出抗除草剂纯合自交系A。（7）下表是鉴定含G基因植株的4种办法。请预测同一后裔群体中，4种办法检出的含G基因植株的比例，从小到大依次是____________________。办法检测对象检测目的检出的含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x47．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映(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解决。PCR扩增过程示意图以下，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宜的______________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）图中环节1代表______________，环节2代表退火，环节3代表延伸，这三个环节构成一轮循环。（3）PCR扩增时，退火温度的设定是成败的核心。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、碱基构成有关，长度相似但____________的引物需要设定更高的退火温度。（4）如果PCR反映得不到任何扩增产物，则能够采用的改善方法有_____(填序号：①升高退火温度②减少退火温度③重新设计引物)。8．【生物——选修3:当代生物科技专项】肺气肿病在北美比较常见，病人以前只能依赖于注射人的α—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α一抗胰蛋白酶，可治疗肺气肿病。回答下列问题：（1）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。（2）α-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，构建基因体现载体，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。也能够将构建好的基因体现载体导入羊体细胞中，再通过__________将该体细胞核注入处在_________期的去核的卵母细胞中。（3）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，普通在胚胎的________部位取样，做性别鉴定。（4）α—抗胰蛋白酶是一种糖蛋白，普通不用传统的转基因大肠杆菌生产，由于__________。9．【生物——选修3:当代也物科技专项】下表是几个限制酶识別序列及其切割位点，图1、图2标注有关限制酶的酶切位点，其中切割位点相似的酶不重复标注。请回答下列问题:（1）质粒作为基因工程的载体，除了图1中所示的构造制条件外，还需要含有____________。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DNA片段。（2）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______________________。（3）为了在体外扩增目的基因，可采用____________________反映，该反映体系需要模板、缓冲液、引物、dNTP和__________________。为获得图2中的目的基因，所用的引物不会是_______________，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体现，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：（1）若要在短时间内大量扩增外源基因，可采用PCR技术，该技术运用了_______________的原理。（2）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”)传给后裔，从而保持了_________(填“父本”或“母本”)的遗传特性。（3）运用_______________解决植物体细胞可得到原生质体，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对应的转基因幼苗。（4）一种完整的基因体现载体应当涉及启动子、_________________________________等，启动子位于基因的首端，它是____________________，有它才干启动基因转录。11．阅读下面的有关材料，回答下列问题：材料甲：基因工程中运用PCR技术不仅可从含目的基因的DNA中获得目的基因，还能够大量扩增目的基因。材料乙：近来，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：北京交出一份治霾成绩单：PM2.5年均浓度下降4％，一级优的天数增加了22天，重污染天数减少了13天。北京雾霾状况在有望变好。材料丁：自20世纪60年代以来，我国家兔、绵羊、牛、马和山羊的胚胎移植相继获得成功。（1）在PCR反映过程中，将基因不停加以复制，使其数量呈_______方式增加。图中引物为单链DNA片段，它是子链延伸的基础，因此运用PCR扩增目的基因的前提是已知__________，设计引物对A与B的规定是两者不能________________。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重要集中在__________、生物安全和环境安全三个方面。（3）普通来说，生态工程的重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。与传统的工程相比含有少消耗、多效益、_________等特点。确保社会—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_______，或者通过_______及其它方式得到的胚胎，移植到同种的、__________相似的其它雌性动物的体内，使之继续发育为新个体的技术。12．科研人员运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⑴环节①的技术名称_________。⑵将基因导入ES细胞而不是上皮细胞是由于____________。⑶环节③中，需要构建含有___________________的基因体现载体。之前运用PCR技术扩增目的基因，能够从图2的ABCD四种单链DNA片断中选用_______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_________。⑷将环节③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。为检测干扰素基因与否体现，能够采用_________________________的办法。13．【生物—选修3：当代生物科技专项】下图1为某种惯用质粒的序列图，LacZ基因编码的酶能使无色的X—gal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有关限制酶的识别序列。请回答下列问题：（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。（2）实验小组用BamHI和BlgII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，阐明导入了____________________。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。（3）将若干个质粒和目的基因用BamHI和BlgII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不不大于1kb，1kb=1000个碱基对）。14．医学研究发现，番茄红素含有一定的抗癌效果，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）能体现出双链RNA(发卡)，番茄细胞能够识别侵入的双链RNA并将该双链RNA及含有相似序列的单链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：（1）体现出“发卡”的DNA片段事实上是两个反向连接的____________________基因，由于“发卡”制止了其在细胞内的________________（填“转录”或“翻译”）过程，因此提高了果实中番茄红素的含量。（2）为确保第二个目的基因片段反向连接，解决已开环质粒所用的两种限制酶是_________和_______。（3）科学家发现，哺育成功的转基因番茄植株对光能的运用能力有所下降，据图一推测可能的因素是____________________________________________。为解决此问题，能够按照乳腺生物反映器的原理，在此体现出“发卡”的DNA片段前面加入只在果实中发挥作用的_________________。（4）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重要作用是制止其_____________________，该DNA分子仍能够和目的基因连接，形成缺少____________个磷酸二酯键的重组质粒，随即在细胞中被修复。15．下图是科学家运用人的α-抗胰蛋白酶基因哺育转基因羊的过程，据图回答下列问题。（1）获得目的基因有许多办法，图中A到B获得大量目的基因的办法___________，该技术扩增目的基因的前提是要有一段已知___________序列，方便根据这一序列合成___________。（2）图中B到C的过程属于基因工程操作程序中的___________，1处表达___________，是一段特殊构造的DNA片段，位于基因首端，是___________酶识别结合的部位，有了它才干驱动基因转录出mRNA。（3）C到D过程采用最多的办法是___________，受体细胞D普通是___________。（4）D到E，E到F分别使用的技术是___________、__________基因工程参考答案1．Sau3AⅠ能够明显减少化学反映的活化能氨苄青霉素用限制酶切割后破坏了Tetr基因，但不会破坏Ampr基因，导入重组质粒的受体细胞（对氨苄青霉素含有抗性），能在含氨苄青霉素的培养基上生存下来都不能桑葚胚或囊胚2．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上避免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3．DNA(双链)复制B、C目的基因和质粒本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它植物扩散4．早期胚胎培养ES细胞(正常的）Rag2基因脱氧核苷酸序列(或碱基对序列或遗传信息）限制性核酸内切酶、DNA连接酶和胰蛋白酶三抗Rag2蛋白的抗体治疗性(或体细胞核移植等）5．脱氧核苷酸排列次序（或碱基对排列次序）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上基因体现载体上的目的基因首端为加入启动子6．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（或使之成为能吸取周边环境中DNA分子的感受态细胞）染色体DNA除草剂BD1/3X4，X3，X2，X17．限制性核酸内切酶碱基互补配对变性GC含量高②③8．α—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α—抗胰蛋白酶9．复制原点、终止子BclI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10．DNA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11．指数（2n）目的基因的核苷酸序列互补配对食物可持续整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】本题核心是计算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；另首先，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，最初以引物B结合的母链产生的这个DNA片段，始终不含引物A。12．核移植ES细胞含有发育的全能性干扰素基因启动子终止子B和CHindⅢ和PstⅠEcoRⅠ和PstⅠ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环节都是考试的重点，也是理解的难点，解题时极易失分，特别是如何对的判断限制酶的选择，需要引发足够的重视，现举例以下：(1)根据目的基因两端的限制酶切点拟定限制酶的种类：①应选择切点位于目的基因两端的限制酶，如图甲可选择PstⅠ。②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SmaⅠ。③为避免目的基因和质粒的本身环化和随意连接，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)根据质粒的特点拟定限制酶的种类：①所选限制酶要与切割目的基因的限制酶一致，以确保含有相似的黏性末端。②质粒作为载体必须含有标记基因等，因此所选择的限制酶尽量不要破坏这些构造，如图乙中限制酶SmaⅠ会破坏标记基因。13．X—gal氨苄青霉素限制酶、DNA连接酶PCR(多聚酶链式反映）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基因的构造遭到破坏，造成LacZ基因编码的酶失活或不能编码该酶，因此不能使无色的X—gal变为蓝色；但目的基因的插入，没有破坏Ampr（氨苄青霉素抗性基因）的构造，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X—gal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。运用PCR(多聚酶链式反映）技术能够扩增目的基因。(2)结合对(1)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X—gal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，阐明导入了没有目的基因的空质粒；若大肠杆菌菌落显白色，阐明导入了重组质粒。没有导入任何外源DNA的大肠杆菌，因缺少Ampr（氨苄青霉素抗性基因），对氨苄青霉素没有抗性，因此不能在该培养基上生存。(3)已知目的基因的长度不不大于1kb。依题意并分析图示：将若干个质粒和目的基因用BamHI和BlgII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Eco