高中生物 基因工程的应用练习

基因工程的应用练习题

1.复合型免疫缺陷症(SCID)患者缺失ada基因，利用基因疗法将人正常ada基因转

入患者自身T细胞，可改善患者的免疫功能，如图显示该基因疗法的两个关键步骤。回

答下列问题：

援言人正X(1)、图中所示获取正常ada基因的方法

ada圣因的划堡是,若要大量获取该基因，可通过

CQ]PCR技术迸行扩增.与细胞内DNA复制过程相比，PCR

技术的不同点有(答出两点)

(2)、步骤②是,在该步骤中，病毒

作为起作用，需使用的工具酶

有o

(3)、完成步骤②后，在体外将人正常ada基因导

入患者自身的T细胞.此后在将该T细胞重新输入患

者体内之前，还必须完成哪两项操作？

2、1990年，在经过了长期的审查后，美国NIH(美国国立卫生研究所)终于批

准了对一名患有严重复合型免疫缺陷症的4岁女孩实施基因治疗。腺昔酸脱

氨酶是免疫系统完成正常功能必需的酶，临床患者先天腺昔酸脱氨酶(ada)基

因缺乏，导致她患重症联合免疫缺陷病(SCID)。因此，她不能抵抗任何微生

物的感染，只能在无菌条件下生活。

运用现代生物技术进行治疗后，患者

的免疫功能得到了很大的修复。下图

表示治疗SCID的过程，请据图回答

下列问题

⑴在这个实例中充当“分子运输车”

的是,目的基因是,

细胭.相拂笛

卜LM的I淋匕如胞料

注入如看体内目的基因的受体细胞是o

砧因汗入I常培井T

已细胞Q淋巴细胞⑵要获得携带人正常ada基因的细

oo。二菌，需要的工具包括、

Q和O

⑶人的ada基因与胰岛素基因相比,其主要差别是o

(4)如果科学家通过基因工程技术,成功改造了某女性血友病患者的造血干

细胞，使其凝血功能全部恢复正常。写出该女性的卵原细胞在治疗前后的基

因型：(正常基因为H,血友病基因为h)、o

(5)如果该女性在恢复正常后，与一正常男性结婚，所生子女的表现型

为(在下列选项中选择正确的一项)，并说明理由：

A.子、女儿全部正常B.儿子、女儿中各一半正常

C.儿子全部患病、女儿全部正常D.儿子全部正常、女儿全部患病

3、番茄果实成熟过程中，某种酶（PG）开始合成并显著增加，促使果实变红变软。但

不利于长途运输和长期保鲜。科学家利用反义RNA技术（见图解），可有效解决此问题。

该技术的核心是，从番茄体细胞中获得指导PG合成的信使RNA,继而以该信使RNA

为模板人工合成反义基因并将之导入离体番茄体细胞，经组织培养获得完整植株。新植

株在果实发育过程中，反义基因经转录产生的反义RNA与细胞原有mRNA（靶mRNA）

互补形成双链RNA,阻止靶mRNA进一步翻译形成PG,从而达到抑制果实成熟的目

的。请结合图解回答：

细胞原有基因（1）反义基因像一

.（靶基因）般基因一样是一段双链

,不能合成的DNA分子，合成该

靶mRNA-、--"〜"

因的蛋白产物

反义RNA分子的第一条链时，使

形成互补双链RNA.用的模板是细胞质中的

合成的反义基因不能与核糖体结合或

被RNA酶快速降解信使RNA,原料是四

种,所

用的酶是O

（2）如果指导番茄合成PG的信使RNA的碱基序列是一A—u—c—c—A—G—G

—U—C—,那么，PG反义基因的这段碱基对序列是o

（3）将人工合成的反义基因导入番茄叶肉细胞原生质体的运输工具

是,在受体细胞中该基因指导合成的最终产物

是o

4、随着科学技术的发展，化学农药的产量和品种逐年增加，但害虫的抗药性也不断增

强，对农作物危害仍然很严重。如近年来，棉铃虫在我国大面积暴发成灾，造成经济损

失每年达100亿以上。针对这种情况，江苏农科院开展“转基因抗虫棉”的科技攻关研究，

成功地将某种能产生抗虫毒蛋白细菌的抗虫基因导入棉花细胞中，得到的棉花新品种对

棉铃虫的毒杀效果高达80%以上。就以上材料，分析回答：

（1）细菌的抗虫基因之所以能“插入”到棉花体内，原因是o

（2）从细菌的DNA中“剪下”抗虫基因的酶是。将细菌的抗虫基因“插入”

棉花体细胞中的酶是-

（3）“转基因抗虫棉”具有抗害虫的能力，这表明棉花体内产生了抗虫的

物质。这种变异属于o这个事实说明，害虫和植物共用一

套。

（4）假设抗虫基因含有12000个碱基对,则该基因控制合成的蛋白质共有个

氨基酸。

（5）棉花的DNA分子被“嫁接”上或“切割”掉某个基因，实际并不影响遗传信息的

表达功能。这说明---------------------------。

（6）“转基因抗虫棉”抗害虫的遗传信息传递过程可表示为0

（7）该项科技成果在环境保护上的作用是。

（8）科学家预言，止匕种“转基因抗虫棉”独立种植若干代以后，也将出现不抗虫的植

株，此现象来源于。

（9）害虫抗药性的增强是的结果；

5、荧火虫能发光是因为荧火虫体内可以通过荧光素酶催化的系列反应所产生的现象。

如果荧光素酶存在于植物体内，也可使植物体发光。一直以来荧光素酶的惟一来源是从

荧火虫腹部提取的。但加利福利亚大学的一组科学家成功地通过转基因工程实现了将荧

光素酶基因导入到大肠杆菌体内，并在大肠杆菌体4内产生荧光素酶。请你根据已有的

知识回答下列有关问题：

（1）在此转基因工程中，目的基因是,提取目的基因的方法通常有两

种，提取该目的基因的方法最可能的途径是O

（2）下列可作为受体细胞的生物有

A.土壤农杆菌B.结核杆菌C.噬菌体D.枯草杆菌

（3）在此转基因工程中，是由质粒承担运载体的，除此结构外，常作为载体的物质还

有0在将体外重组体DNA导入大肠杆菌体内之前通常要用

处理大肠杆菌，目的是o

（4）与杂交育种、诱变育种相比，通过基因工程来培育新品种的主要优点是

和0

6、糖尿病是一种常见病，且发病率有逐年增加的趋势，以致发达国家把它列为第三号

“杀手”。

（1）目前对糖尿病I型的治疗，大多采用激素疗法，所用激素为,由

________________细胞分泌。

（2）这种治疗用的激素过去主要是从动物的内脏中提取，数量有限，20世纪70年代

后，开始采用基因工程的方法生产，如图乙所示，请回答：

①指出图中2、4、6、7的名称：

J7-------------'丁4-------------'_II_I_II_II_III

②一般获取4采用的方法是

③6的获得必须用____________切割3।窿卷、^3

和4,使它们产生相同的,弋逛郭一©

再加入适量的酶，才可形成。12

④2的化学本质为o

7、下图是利用基因工程技术生产人胰岛素的操作过程示意图，请据图作答。

重复进行⑤

且小21^大量的A

A/XAA

胰岛素A/\zx/\z\

mRNA

细胞器是o

（2）自然界中生物的变异是的，而以上的基因工程技术使大肠杆菌按照

人们

目的发生的变异。

（3）家蚕的体细胞共有56条染色体，对家蚕的基因组进行分析（参照人类基因组计划

要求），应测定家蚕的条双链DNA分子上的核昔酸序列，它们分别

是。

（4）为了提高蚕丝的产量和品质，可以通过家蚕遗传物质改变引起变异和进一步的选

育来完成.这些变异的来源有：。

8、将动物致病菌的抗原基因导入马铃薯制成植物疫苗，饲喂转基因马铃薯可使动物获

得免疫力。以下是

与植物疫苗制备过

程相关的图和表。

请根据以上图表回

答下列问题。

(1)在米用常规

PCR方法扩增目的

基因的过程中，使

用的DNA聚合酶不

同于一般生物体内广一引物对表1引物对序列表

一^S_DNA引物对P\AACTGAAATGTAGCTATC

的DNA聚合酶，其八UUHWH型“川用nlfiihmillli川||||“||川岫||“山—一模板A.P2TTAAGTCCATTACTCTAG

最主要的特点模最-［川川IIW川由川I皿UnilUuM皿皿皿弓1物对SIGTCCGACTAGTGGCTGTG

BS2AGCTGGCGTTTAGCCTCG

是_____________图2引物对与模板结合示意图

表2几种限制附识别序列及切徵J位点表

________________________________O

限制酶AluIEcoRIPsiISniaI

(2)PCR过程中AGJ.CTGXAATTCCTGCA；GCCCJGGG

切割位点

退火(复性)温度TCTGACTTAATGGTACGTCGGGtCCC

必须根据引物的碱基数量和种类来设定。表1为根据模板设计的两对引物序列，图2

为引物对与模板结合示意图。请判断哪一对引物可采用较高的退火温度？O

(3)图1步骤③所用的DNA连接酶对所连接的DNA两端碱基序列是否有专一性要

求？_O

(7T为将外源基因转入马铃薯，图1步骤⑥转基因所用的细菌B通常

为O

(5)对符合设计要求的重组质粒T进行酶切，假设所用的酶均可将识别位点完全切

开，请根据图1中标示的酶切位点和表2所列的识别序列，对以下酶切结果作出判断。

①采用EcoRI和PstI酶切，得到种DNA片断。

②采用EcoRI和SmaI酶切，得到种DNA片断。

练习题答案

1、（1）从基因文库中获取目的基因不需要解旋酶，需要热稳定DNA聚合酶

（2）建构基因表达载体运载体限制酶和DNA连接酶

（3）将目的基因导入受体细胞目的基因的检测与表达

2、（1）病毒腺甘脱氨酶基因T淋巴细胞

（2）限制酶DNA连接酶载体

（3）脱氧核甘酸排列顺序不同

（4）XhXhXhXh（5）C在基因治疗过程中，只是在患者的造血干细胞内导入正常基因，其它的

体细胞（包括卵原细胞）中仍存在成对的血友病基因，所形成的配子中，都带有血友病基因，因此

该女子与正常男子结婚，其后代中儿子全部患病、女儿全部正常。其它答案合理