2024-2025学年新教材高中生物第四章基因工程测评含解析浙科版选择性必修3

PAGEPAGE20第四章测评(时间:90分钟满分:100分)一、选择题(本大题共25小题,每小题2分,共50分。每小题列出的四个备选项中只有一项是符合题目要求的,不选、多选、错选均不得分)1.下列关于基因工程基本工具的描述,错误的是()A.只有用相同的限制酶处理含目的基因的DNA片段和质粒,才能形成重组质粒B.不同的核苷酸序列被不同的限制酶识别也有可能切出相同的黏性末端C.限制酶识别的序列越短,则该序列在DNA中出现的概率就越大D.限制酶、DNA连接酶都是工具酶答案A解析用不同的限制酶处理含目的基因的DNA片段和质粒,也可能形成相同的黏性末端,进而形成重组质粒,A项错误,B项正确;限制酶识别的序列越短,则该序列在DNA中出现的概率就越大,C项正确;重组DNA技术的基本工具有限制酶、DNA连接酶和载体,其中限制酶、DNA连接酶是工具酶,D项正确。2.下列所示的末端至少是由几种限制酶作用产生的?()A.1种 B.2种C.3种 D.4种答案C解析图中③④为相同的平末端,可能由同一种限制酶切割所得,故图示4种末端至少是由3种限制酶作用产生的。3.下图为DNA分子在不同酶的作用下所发生的变更,图中依次表示限制酶、DNA聚合酶、DNA连接酶、解旋酶作用的正确依次是()A.①②③④ B.①②④③C.①④②③ D.①④③②答案C解析限制酶能够识别双链DNA分子上特定的核苷酸序列,并催化其中特定的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断裂,因此作用于①过程;DNA聚合酶用于DNA分子的复制,能在单链上将一个个脱氧核苷酸连接起来,形成新的子链因此作用于④过程;DNA连接酶能在具有相同碱基末端的两个DNA片段之间形成磷酸二酯键,因此作用于②过程;解旋酶能够将DNA分子的双螺旋解开,因此作用于③过程。4.若要利用某目的基因(图甲)和P1噬菌体载体(图乙)构建重组DNA分子(图丙),限制性内切核酸酶的酶切位点分别是BglⅡ()、EcoRⅠ()和Sau3AⅠ()。下列分析合理的是()A.用EcoRⅠ切割目的基因和P1噬菌体载体B.用BglⅡ和EcoRⅠ切割目的基因和P1噬菌体载体C.用BglⅡ和Sau3AⅠ切割目的基因和P1噬菌体载体D.用EcoRⅠ和Sau3AⅠ切割目的基因和P1噬菌体载体答案D解析解答本题的关键是要看清切割后目的基因插入的方向,只有用EcoRⅠ和Sau3AⅠ切割目的基因和P1噬菌体载体,才能保证构建的重组DNA分子中目的基因的方向与图丙相同。5.下列关于基因工程应用的叙述,错误的是()A.可将外源生长激素基因导入动物细胞内,提高动物的生长速率B.向植物体内转入Bt毒蛋白基因来培育抗虫转基因植物C.可以利用转基因动物作为器官移植的供体D.利用乳腺生物反应器可使哺乳动物的产奶量增加答案D解析可将外源生长激素基因导入动物细胞(受精卵)内,提高动物的生长速率,A项正确;向植物体内转入Bt毒蛋白基因来培育抗虫转基因植物,如抗虫棉的培育,B项正确;可以利用转基因动物作为器官移植的供体,避开免疫排斥现象的出现,C项正确;利用乳腺生物反应器可使哺乳动物的乳汁中含有目的基因产物等,而不是提高产奶量,D项错误。6.下列有关质粒的叙述,正确的是()A.质粒是细菌细胞质中能自主复制的小型环状DNA分子B.质粒是广泛存在于细菌细胞中的一种颗粒状细胞器C.质粒携带了外源基因进入受体细胞后,只能停留在该细胞内独立复制D.在进行基因工程操作中,被用作载体的质粒都是自然质粒答案A解析质粒是细菌细胞质中能自主复制的小型环状DNA分子,A项正确;质粒是存在于细菌中的一种环状DNA分子,不是细胞器,B项错误;质粒携带了外源基因进入受体细胞后,能在细胞中进行自我复制,也可以整合到受体DNA上随受体DNA同步复制,C项错误;自然的质粒须要经过改造后才可作为基因工程的载体,D项错误。7.某链状DNA分子含有5000个碱基对(bp),先将其用限制酶a切割,再把得到的产物用限制酶b切割,得到的DNA片段大小如下表所示。限制酶a、b的识别序列和切割位点如下图所示。下列有关说法正确的是()限制酶a切割产物长度(bp)限制酶b切割产物长度(bp)2100;1400;1000;5001900;200;800;600;1000;500A.该DNA分子中限制酶a与限制酶b的切割位点分别有3个和2个B.限制酶a与限制酶b切割产生的黏性末端不能相互连接C.限制酶a与限制酶b切割的化学键不相同D.若仅用限制酶a切割与该链状DNA分子的核苷酸序列相同的质粒,得到的切割产物有4种答案A解析由题表可知,限制酶a可以把该DNA切成4段,说明该DNA分子上限制酶a的切割位点有3个;限制酶b把长度为2100bp的DNA片段切成长度分别为1900bp和200bp的两个片段,把长度为1400bp的DNA片段切成长度分别为800bp和600bp的两个片段,说明限制酶b在该DNA分子上有2个切割位点,A项正确。由题图可以看出,限制酶a和限制酶b切割产生的黏性末端相同,它们之间能依据碱基互补配对原则连接,B项错误。限制酶作用的化学键都是磷酸二酯键,C项错误。在该DNA分子中限制酶a的切割位点有3个,仅用限制酶a切割与该DNA分子序列相同的质粒,得到的切割产物有3种,D项错误。8.下表列出了几种限制酶的识别序列及其切割位点,图1、图2中箭头表示相关限制酶的酶切位点,下列叙述正确的是()限制酶BamHⅠHindⅢEcoRⅠSmaⅠ识别序列及切割位点A.一个图1所示的质粒分子经SmaⅠ切割前后,分别含有0个和4个游离的磷酸基团B.若对图中质粒进行改造,插入的SmaⅠ酶切位点越多,质粒的热稳定性越高C.用图中的质粒和外源DNA构建重组质粒,可以运用SmaⅠ切割D.运用EcoRⅠ限制酶同时处理质粒、外源DNA可防止质粒和外源DNA发生自身环化答案B解析由于质粒在切割前是一个环状DNA分子,因此不含有游离的磷酸基团;当质粒被SmaⅠ切割后,两个末端各有1个游离的磷酸基团,故共有2个游离的磷酸基团,A项错误。SmaⅠ酶切位点越多,表示G和C这一对碱基对在质粒中所占的比例就越高,而G和C之间含有三个氢键,故质粒的热稳定性越高,B项正确。质粒中的抗生素抗性基因为标记基因,由图可知,标记基因和目的基因中均含有SmaⅠ酶切位点,都可以被SmaⅠ破坏,故不能运用该酶剪切质粒和含有目的基因的DNA,C项错误。构建含目的基因的重组质粒时,运用EcoRⅠ限制酶同时处理质粒、外源DNA,会产生相同的黏性末端,质粒和外源DNA可能会发生自身环化,D项错误。9.PCR是一种体外扩增DNA的技术,模拟了体内的DNA复制过程。下图为PCR技术原理示意图,下列关于图中物质和过程的说明,错误的是()A.物质a:游离的脱氧核苷酸B.过程①:氢键断裂C.过程②:边解旋边复制D.过程③:严格遵循碱基互补配对原则答案C解析PCR模拟了体内的DNA复制,所以物质a是DNA复制的原料——游离的脱氧核苷酸,A项正确;在95℃的高温条件下,DNA分子双螺旋解开,形成单链,此时氢键断裂,B项正确;体外模拟DNA的复制依据了DNA的热变性原理,在该过程中,DNA分子先解旋后复制,C项错误;DNA复制须要严格遵循碱基互补配对原则,D项正确。10.PCR技术中,如何设计引物?()A.PCR引物要依据须要扩增的目标DNA的碱基序列来设计B.PCR引物要依据已知的DNA序列对应的RNA序列来设计C.PCR引物要依据已知的DNA序列对应的tRNA序列来设计D.以上都不是正确方法答案A解析设计引物就是干脆依据基因序列来设计,即依据须要扩增的目标DNA的碱基序列来设计。11.利用PCR技术扩增目的基因,其原理与细胞内DNA复制类似。从理论推想,循环产物中起先出现两条脱氧核苷酸链等长的DNA双链片段是在第几轮循环?()A.1 B.2 C.3 D.4答案C解析第1、2轮循环合成的子链长度均不同,依据DNA半保留复制特点可知,前两轮循环产生的4个DNA分子的两条链均不等长,第3轮循环产生的DNA分子存在等长的两条核苷酸链。12.下列关于PCR操作过程的叙述,错误的是()A.PCR试验中运用的微量离心管、枪头、缓冲液以及蒸馏水等在运用前必需进行高压灭菌B.PCR利用了DNA的热变性原理C.PCR所用的缓冲液和酶从冰箱拿出之后,快速溶化D.在向微量离心管中添加反应组分时,每吸取一种试剂后,移液器上的枪头都必需更换答案C解析为避开外源DNA等因素的污染,PCR试验中运用的微量离心管、枪头、缓冲液以及蒸馏水等在运用前必需进行高压灭菌,A项正确;PCR利用了DNA的热变性原理,B项正确;PCR所用的缓冲液和酶应分装成小份,在-20℃温度下储存,运用前,将所需试剂从冰箱取出,放在冰块上缓慢溶化,C项错误;在向微量离心管中添加反应组分时,每吸取一种试剂后,移液器上的枪头都必需更换,以免污染其他成分,D项正确。13.下图为重组DNA分子的模式图。下列有关基因工程重组DNA分子的说法,错误的是()A.基因工程操作的其次步是重组DNA分子的构建B.重组DNA分子的构建并不肯定相同C.图中启动子位于目的基因的首端,是核糖体识别和结合的部位D.抗生素抗性基因的作用是作为标记基因,用于鉴别受体细胞中是否导入了目的基因答案C解析由于受体细胞有植物、动物、微生物之分,以及目的基因导入受体细胞的方法不同,因此重组DNA分子的构建也会有所差别,不行能是一模一样的;启动子是一段有特别序列结构的DNA片段,位于目的基因的“上游”,它是RNA聚合酶识别和结合的部位,有了它才能驱动基因转录出mRNA。14.利用基因工程技术生产羧酸酯酶(CarE)制剂的流程如下图所示,下列有关叙述正确的是()A.过程①需运用逆转录酶B.过程②利用PCR扩增CarE基因需运用解旋酶和耐高温的TaqDNA聚合酶C.过程③可用NaCl溶液处理大肠杆菌,使之成为感受态细胞D.过程④可利用抗原-抗体杂交鉴定目的基因是否已导入受体细胞答案A解析过程①表示逆转录,须要逆转录酶的催化,A项正确;过程②表示目的基因的获得,在利用PCR技术对获得的目的基因进行扩增的过程中,解旋是通过高温解链实现的,不须要运用解旋酶,B项错误;过程③表示将目的基因导入受体细胞,若受体细胞为大肠杆菌细胞,则须要用CaCl2溶液处理,使之成为感受态细胞,C项错误;过程④可利用DNA分子杂交技术,鉴定目的基因是否已导入受体细胞,D项错误。15.菊花是一种双子叶植物,易感桃蚜。桃蚜不但干脆影响植物生长,还是多种植物病毒的传播媒介。雪花莲凝集素基因GNA的表达产物能有效抑制桃蚜生长。某科研团队运用农杆菌转化法获得了转GNA基因菊花。下列有关叙述错误的是()A.受体细胞可以选择菊花叶片细胞或桃蚜细胞B.将目的基因GNA插入到Ti质粒的T-DNA上构建重组DNA分子C.菊花外植体产生的酚类化合物能吸引农杆菌移向受体细胞D.应用抗虫接种试验,检测转基因菊花对桃蚜的抗性及抗性程度答案A解析分析题意可知,要想获得转GNA基因菊花,应选择菊花的细胞作为受体细胞,A项错误;Ti质粒上的T-DNA片段可以转移到受体细胞中,并且整合到植物染色体DNA上,因此将目的基因GNA插入到Ti质粒的T-DNA上,B项正确;菊花外植体产生的酚类化合物能吸引农杆菌移向受体细胞,有利于目的基因胜利导入,C项正确;已知雪花莲凝集素基因GNA的表达产物能有效抑制桃蚜生长,故应用抗虫接种试验,检测转基因菊花对桃蚜的抗性及抗性程度,D项正确。16.下图是利用基因工程培育抗虫植物的示意图。下列相关叙述正确的是()A.⑤只要表现出抗虫性状,就表明植株发生了可遗传变异B.③侵染植物细胞后,重组Ti质粒整合到④的染色体上C.④的染色体上若含抗虫基因,则⑤就表现出抗虫性状D.②的构建须要限制性内切核酸酶和DNA聚合酶参加答案A解析⑤为转基因植物,只要表现出抗虫性状,就说明转入的目的基因胜利表达,基因工程的原理是基因重组,属于可遗传变异,A项正确;③侵染植物细胞后,重组Ti质粒上的T-DNA片段整合到棉花细胞的染色体上,B项错误;受体细胞的染色体上可能含抗虫基因,但不代表该基因肯定能胜利表达,因此不能确定⑤是否表现出抗虫性状,C项错误;重组DNA分子的构建须要限制性内切核酸酶和DNA连接酶参加,D项错误。17.某探讨所的探讨人员将生长激素基因通过质粒介导进入大肠杆菌细胞内,使其表达产生生长激素。已知质粒中存在两个抗性基因:A是抗链霉素基因,B是抗青霉素基因,且目的基因要插入基因B中,而大肠杆菌不带有任何抗性基因。下列叙述错误的是()A.大肠杆菌中可能未导入质粒B.导入大肠杆菌的可能是重组质粒,也可能是质粒C.可用含青霉素的培育基检测大肠杆菌中是否导入了重组质粒D.在含青霉素的培育基中不能生长,但在含链霉素的培育基中能生长的可能是符合生产要求的大肠杆菌答案C解析大肠杆菌中可能导入质粒,也可能没有导入质粒,A项正确;导入大肠杆菌的质粒可能为重组质粒,也可能为一般质粒,B项正确;目的基因要插入基因B中,导致抗青霉素基因被破坏,即符合生产要求的大肠杆菌不能抗青霉素,而大肠杆菌不带有任何抗性基因,不能抗青霉素,因此不能用含青霉素的培育基检测大肠杆菌中是否导入了重组质粒,C项错误;由于含目的基因的重组质粒中的抗青霉素基因被破坏,因此在含青霉素的培育基中不能生长,但在含链霉素的培育基中能生长的可能是符合生产要求的大肠杆菌,D项正确。18.在基因工程操作过程中,科研人员利用识别两种不同序列的限制酶(R1和R2)处理基因载体,进行聚丙烯酰胺凝胶电泳检测,结果如下图所示。以下相关叙述错误的是()A.该载体最可能为环状DNA分子B.两种限制酶在载体上各有一个酶切位点C.限制酶R1与R2的切点最短相距约200bpD.限制酶作用于酶切位点会导致氢键和肽键断裂答案D解析当用一种限制酶切割载体时,仅产生一种长度的DNA片段,说明该载体最有可能为环状DNA分子,A项正确;当分别用限制酶R1、R2切割载体时,两种限制酶切割产生的DNA片段等长,而用两种限制酶同时切割时则产生两种长度的DNA片段,说明两种限制酶在载体上各有一个酶切位点,B项正确;用两种限制酶同时切割时可产生600bp和200bp两种长度的DNA片段,说明两种限制酶的酶切位点至少相距200bp,C项正确;用限制酶切割DNA分子,破坏的是酶切位点上两个脱氧核糖核苷酸之间的磷酸二酯键,D项错误。19.乙烯生物合成酶基因可以限制乙烯的合成,科学家将该基因的反义基因导入番茄细胞内,培育转基因延熟番茄,延长其贮存期。反义基因的作用机制如下图所示,下列说法错误的是()A.有意义mRNA和反义mRNA是通过相应基因转录而来的B.乙烯生物合成酶基因的模板链的序列与反义基因的模板链的序列是互补的C.乙烯是乙烯生物合成酶基因的表达产物,可促进果实成熟D.因为mRNA形成双链后无法进行翻译,所以无乙烯生物合成酶生成答案C解析由题图可以看出,有意义mRNA和反义mRNA是通过相应基因转录而来的,A项正确;反义mRNA能够与有意义mRNA进行杂交形成双链,并且有意义mRNA和反义mRNA是通过相应基因转录而来的,所以乙烯生物合成酶基因的模板链的序列与反义基因的模板链的序列是互补的,B项正确;乙烯生物合成酶基因的表达产物可以限制乙烯的合成,乙烯不是其表达产物,C项错误;翻译过程是以mRNA为模板合成蛋白质的过程,题图中两种mRNA杂交形成双链,进而阻断了有意义mRNA的翻译过程,D项正确。20.以下有关蛋白质工程的叙述,不正确的是()A.蛋白质工程是基因工程的延长B.蛋白质工程的原理是从预期的蛋白质结构动身,最终找到脱氧核苷酸序列的过程C.干扰素结构中变更某个氨基酸提高了它的保存时间是蛋白质工程应用的体现D.蛋白质工程不是对蛋白质结构的干脆改造答案B解析蛋白质工程是基因工程的延长,A项正确;蛋白质工程的原理是从预期的蛋白质功能动身,最终找到脱氧核苷酸序列的过程,B项错误;干扰素结构中变更某个氨基酸提高了它的保存时间是蛋白质工程应用的体现,C项正确;蛋白质工程不是对蛋白质结构的干脆改造,而是对基因进行改造或合成,D项正确。21.蛋白质工程是新崛起的一项生物工程,又称其次代基因工程。下图为蛋白质工程流程图。下列有关叙述错误的是()A.蛋白质工程就是依据人们须要,干脆对蛋白质进行加工改造B.蛋白质工程是通过基因改造或基因合成等方法,对现有蛋白质进行改造C.①②过程为转录和翻译D.蛋白质工程是从④起先的答案A解析蛋白质工程并不是干脆对蛋白质进行改造,A项错误;由概念可知,蛋白质工程是通过基因改造或基因合成等方法,对现有蛋白质进行改造,B项正确;基因通过①转录形成mRNA,之后经过②翻译形成多肽链,C项正确;蛋白质工程是从预期蛋白质功能起先的,即④,D项正确。22.下列表示抗凝血酶乳腺生物反应器的制备过程,下列说法正确的是()A.其中①表示受精卵B.其中②表示性别为雄性的胚胎C.常用农杆菌转化法将基因导入受体细胞D.在②发育的任何阶段都可以进行胚胎移植答案A解析图中的受体细胞为动物细胞,故①表示受精卵,A项正确;该过程是为了制备乳腺生物反应器,故②表示性别为雌性的胚胎,B项错误;常用显微注射法将目的基因导入动物细胞,C项错误;早期胚胎培育至桑葚胚或囊胚期时,可以进行胚胎移植,D项错误。23.科学家胜利地把人的抗病毒干扰素基因“嫁接”到烟草的DNA分子上,从而使烟草获得了抗病毒的实力。下列与此试验相关的分析,不正确的是()A.“嫁接”的胜利,说明人和烟草共用一套遗传密码B.“嫁接”之所以能胜利,是因为两者DNA分子的构成物质相同C.“嫁接”到烟草中的人抗病毒干扰素基因,将不能再自我复制D.“嫁接”后的烟草,体内将会产生抗病毒干扰素答案C解析自然界中全部的生物都共用一套遗传密码,A项正确;人和植物的DNA都是由脱氧核苷酸组成的,都是规则的双螺旋结构,这是转基因技术的物质基础,B项正确;“嫁接”到烟草中的人抗病毒干扰素基因为目的基因,能自我复制,C项错误;“嫁接”后的烟草,体内含有抗病毒干扰素基因,目的基因可以正常表达,所以体内会产生抗病毒干扰素,D项正确。24.科学家通过利用PCR定点突变技术改造Rubisco酶基因,提高了光合作用过程中Rubisco酶对CO2的亲和力,从而显著提高了植物的光合作用速率。下列叙述错误的是()A.PCR定点突变技术使Rubisco酶基因发生定向突变B.PCR技术扩增目的基因的过程中必需添加两种引物C.PCR扩增过程须要加入解旋酶和耐高温的TaqDNA聚合酶D.PCR定点突变技术属于蛋白质工程的范畴答案C25.基因编辑是指将外源DNA片段导入到细胞染色体特定位点或删除基因内部的片段,定点改造基因,获得预期的生物体基因序列发生遗传变更的技术。下图是对某生物B基因进行编辑的过程,该过程中用sgRNA可指引Cas9酶(一种能切割DNA的酶)结合到特定的切割位点。下列叙述正确的是()A.sgRNA是合成Cas9酶的模板B.sgRNA的碱基序列与靶基因碱基序列能够全部互补C.Cas9酶可在特定切割位点断裂核苷酸之间的磷酸二酯键D.B基因被编辑后因不能转录而无法表达相关蛋白质答案C解析据题干和图示可知,sgRNA是一段单链RNA,可指引Cas9酶结合到特定的切割位点,不是合成Cas9酶的模板,A项错误;靶基因的部分碱基序列与sgRNA的碱基序列互补,B项错误;Cas9酶可在特定切割位点进行切割,使相应部位的核苷酸之间的磷酸二酯键断裂,C项正确;被编辑后的B基因仍能进行转录,D项错误。二、非选择题(本大题共5小题,共50分)26.(9分)图a中的三个DNA片段上依次表示出了EcoRⅠ、BamHⅠ和Sau3AⅠ三种限制性内切核酸酶的识别序列与切割位点,图b为某种表达载体的示意图(载体上的EcoRⅠ、Sau3AⅠ的切点是唯一的)。图a图b依据基因工程的有关学问,回答下列问题。(1)经BamHⅠ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b所示的表达载体获得了甲、乙、丙三种含有目的基因的重组DNA分子,如图c所示,这三种重组DNA分子中,不能在宿主细胞中表达目的基因产物的有,不能表达的缘由是。

图c(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(1)Sau3AⅠ两种酶切割后产生的片段具有相同的黏性末端(2)甲、丙甲中目的基因插入启动子的“上游”,丙中目的基因插入终止子的“下游”,二者的目的基因均不能被转录(3)E.coliDNA连接酶T4DNA连接酶T4DNA连接酶解析(1)由于限制酶Sau3AⅠ与BamHⅠ酶切产生的黏性末端相同,所以经BamHⅠ酶切后得到的目的基因可以与图(b)表达载体被Sau3AⅠ酶切后的产物连接。(2)在重组DNA分子中,启动子应位于目的基因的“上游”,终止子应位于目的基因的末端,这样目的基因才能表达。图中甲、丙均不符合此特征,所以不能表达目的基因的产物。(3)常见的DNA连接酶有E.coliDNA连接酶和T4DNA连接酶,其中既能连接黏性末端又能连接平末端的是T4DNA连接酶。27.(10分)某质粒上有SalⅠ、HindⅢ、BamHⅠ三种限制酶切割位点,同时还含有抗四环素基因和抗氨苄青霉素基因。利用此质粒获得转基因抗盐烟草的过程如下图所示。请回答下列问题。(1)将目的基因导入植物细胞,采纳最多的方法是农杆菌转化法,其中用到的质粒是。该质粒含有一段特别的DNA片段,称为。该方法中农杆菌的作用是。

(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SalⅠ两种酶的好处是。

(3)含有目的基因的农杆菌可依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育基上都可以生长繁殖,农杆菌中是否已含有目的基因?(填“是”或“否”)。为什么?。

(4)将已经转化的农杆菌进行如下操作,筛选出符合要求的农杆菌。先把转化的农杆菌接种到A培育基中培育,长出菌落后,用无菌牙签挑取A上的单个菌落,分别接种到B(含氨苄青霉素)和C(含四环素和氨苄青霉素)两个培育基的相同位置上,一段时间后,菌落的生长状况如下图所示。含目的基因的菌落位于B或C上的哪些菌落中?请在图中相应的位置上圈出来。答案(1)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(2)防止目的基因和质粒的自身环化,以提高带有目的基因的重组质粒的合成效率(3)否含有目的基因的质粒中抗四环素基因被破坏(4)如下图28.(10分)某一质粒载体如图所示,外源DNA插入到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)。有人将此质粒载体用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,用得到的混合物干脆转化大肠杆菌,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。(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),而作为表达载体,除满意上述基本条件外,还需具有启动子和终止子等。

(2)假如用含有氨苄青霉素的培育基进行筛选,在上述四种大肠杆菌细胞中,未被转化的和仅含环状目的基因的细胞是不能区分的,其缘由是;并且和的细胞也是不能区分的,其缘由是。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大肠杆菌的单菌落,还需运用含有的固体培育基。

(3)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。

答案(1)含有复制起点、具有标记基因(2)二者均不含有氨苄青霉素抗性基因,在该培育基上均不生长含有质粒载体含有插入了目的基因的重组质粒(或含有重组质粒)二者均含有氨苄青霉素抗性基因,在该培育基上均能生长四环素(3)受体细胞解析(1)作为载体必需具备如下特点:①含有复制起点,能够独立自主复制并稳定存在;②含标记基因,以便重组DNA的筛选;③具有一种或多种限制酶的识别序列,供外源DNA片段插入其中。(2)在含有氨苄青霉素的培育基上,只有具有ampr的大肠杆菌才能够生长。而ampr位于质粒上,故未被转化的和仅含环状目的基因的大肠杆菌细胞中无ampr,不能在此培育基中生长。而仅含有质粒载体的和含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌均具有ampr,因而能在培育基中生长。目的基因的插入破坏了质粒载体的tetr,故含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌不能在含有四环素的平板上生长,从而与仅含有质粒载体的大肠杆菌得以区分。(3)噬菌体是病毒,无细胞结构,无法自主合成DNA,需借助宿主细胞完成DNA复制。29.(11分)中国T2DM(胰岛β细胞功能衰退型糖尿病)的发病率由1979年的1.00%上升到2024年的4.37%,补充胰岛素是限制和缓解病情的重要途径。胰岛素(由α、β两条多肽链组成)的生产方式由提取动物胰岛素发展到了利用基因工程生产重组人胰岛素。(1)构建重组质粒时(如下图所示),为避开目的基因随意连接和载体的自身环化,应选用酶切处理目的基因和载体。构建完成的重组DNA分子除了含有目的基因、标记基因以外,还必需有等调控组件。

(2)利用大肠杆菌生产重组人胰岛素时,构建重组DNA分子的目的基因应从文库中获得,重组大肠杆菌合成的人胰岛素原没有活性,需用酶将其加工成含α、β两条多肽链的胰岛素。

(3)利用奶牛设计乳腺生物反应器生产人胰岛素时,为使人胰岛素基因在奶牛乳腺中特异表达,构建重组DNA分子时应将目的基因与的启动子等调控组件重组在一起,并选用为受体细胞。

(4)重组人胰岛素分子简单发生聚合而影响作用效果,可将胰岛素分子的氨基酸序列及结构进行局部调整,形成胰岛素类似物加以避开。请依据上述设想,补充完善其基本研发流程:预期蛋白质功能→设计预期蛋白质的空间结构→推想氨基酸序列→→构建重组DNA分子,转基因获得胰岛素类似物。

答案(1)SmaⅠ、PstⅠ启动子、终止子、复制起点(2)cDNA蛋白(3)奶牛乳腺蛋白基因受精卵(4)找到相对应的脱氧核苷酸序列(基因)解析(1)外源DNA分子中含有限制酶SmaⅠ、PstⅠ、AluⅠ的识别序列和切割位点,其中限制酶AluⅠ的切割位点位于目的基因中,因此不能用该酶进行切割;若只用PstⅠ切割会导致目的基因和载体自身环化和反向连接,因此构建重组质粒时,应选用限制酶SmaⅠ、PstⅠ处理目的基因和载体。重组DNA分子中含有目的基因、标记基因、启动子、终止子、复制起点等。(2)将真核基因导入原核生物时,一般从cDNA文库中获得目的基因。重组大肠杆菌合成的人胰岛素原没有活性,需用蛋白酶将其加工成含α、β两条多肽链的胰岛素。(3)利用奶牛设计乳腺生物反应器生产