基因工程习题及答案

基因工程习题及答案一、选择题1.基因工程诞生的理论基础不包括（）A.DNA是遗传物质的证明B.DNA双螺旋结构和中心法则的确立C.遗传密码的破译D.重组DNA技术的建立答案：D解析：重组DNA技术的建立是基因工程诞生的标志，而不是理论基础。DNA是遗传物质的证明、DNA双螺旋结构和中心法则的确立、遗传密码的破译都为基因工程的诞生奠定了理论基础。

2.下列关于限制酶的说法，正确的是（）A.限制酶广泛存在于各种生物中，微生物中很少分布B.一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列C.不同的限制酶切割DNA后都会形成黏性末端D.限制酶的作用部位是特定核苷酸形成的氢键答案：B解析：限制酶主要存在于微生物中，A错误；一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并在特定的位点切割DNA，B正确；不同的限制酶切割DNA后可能形成黏性末端或平末端，C错误；限制酶的作用部位是磷酸二酯键，D错误。

3.下列关于DNA连接酶的叙述，正确的是（）A.DNA连接酶连接的是两条链碱基对之间的氢键B.DNA连接酶连接的是黏性末端两条链主链上的磷酸和脱氧核糖C.DNA连接酶只能将双链DNA片段互补的黏性末端之间连接起来D.同一种DNA连接酶可以连接不同种DNA分子的黏性末端答案：B解析：DNA连接酶连接的是黏性末端两条链主链上的磷酸和脱氧核糖，形成磷酸二酯键，A错误，B正确；T4DNA连接酶既可以连接双链DNA片段互补的黏性末端，也可以连接平末端，C错误；不同种DNA分子的黏性末端不同，需要不同的DNA连接酶来连接，D错误。

4.基因工程中常用的载体不包括（）A.质粒B.噬菌体C.动植物病毒D.染色体答案：D解析：基因工程中常用的载体有质粒、噬菌体、动植物病毒等，染色体不是载体，D符合题意。

5.下列关于质粒的叙述，正确的是（）A.质粒是广泛存在于细菌细胞中的一种颗粒状细胞器B.质粒是细菌细胞质中能够自主复制的小型环状DNA分子C.质粒只有在导入宿主细胞后才能在宿主细胞内复制D.质粒都可以作为基因工程的载体答案：B解析：质粒是细菌细胞质中能够自主复制的小型环状DNA分子，不是细胞器，A错误，B正确；质粒在自身细胞内也能复制，C错误；作为基因工程载体的质粒需要具备一些条件，如具有标记基因等，不是所有质粒都可作为载体，D错误。

6.下列关于目的基因获取的方法，错误的是（）A.从基因文库中获取目的基因B.利用PCR技术扩增目的基因C.用化学方法直接人工合成目的基因D.从受体细胞中提取目的基因答案：D解析：目的基因不能从受体细胞中提取，而是通过从基因文库中获取、利用PCR技术扩增、化学方法直接人工合成等方式获得，D错误。

7.PCR技术扩增DNA时，需要的条件不包括（）A.模板DNAB.引物C.四种脱氧核苷酸D.核糖核苷酸答案：D解析：PCR技术扩增DNA时需要模板DNA、引物、四种脱氧核苷酸、耐高温的DNA聚合酶等，不需要核糖核苷酸，D符合题意。

8.利用PCR技术扩增目的基因的过程中，DNA解旋是通过（）A.人工诱导解旋B.加入解旋酶C.高温D.加入DNA聚合酶答案：C解析：PCR技术中，DNA解旋是通过高温实现的，一般为9095℃，C正确。

9.基因表达载体的构建是基因工程的核心步骤，其目的不包括（）A.使目的基因在受体细胞中稳定存在B.使目的基因能够表达和发挥作用C.使目的基因能够转录D.使目的基因能够自我复制答案：D解析：基因表达载体构建的目的是使目的基因在受体细胞中稳定存在并能表达和发挥作用，包括使目的基因能够转录等，而目的基因自身一般不能自我复制，需要借助载体或宿主细胞的复制体系，D符合题意。

10.基因表达载体中标记基因的作用是（）A.便于目的基因的表达B.便于目的基因的插入C.检测目的基因是否导入受体细胞D.检测目的基因是否转录答案：C解析：基因表达载体中标记基因的作用是检测目的基因是否导入受体细胞，如抗生素抗性基因等，C正确。

11.将目的基因导入植物细胞采用最多的方法是（）A.农杆菌转化法B.基因枪法C.花粉管通道法D.显微注射法答案：A解析：将目的基因导入植物细胞采用最多的方法是农杆菌转化法，A正确；基因枪法、花粉管通道法也是导入植物细胞的方法，但不是最常用的；显微注射法常用于将目的基因导入动物细胞，D错误。

12.下列关于将目的基因导入动物细胞的叙述，正确的是（）A.一般采用显微注射法B.一般采用农杆菌转化法C.导入的受体细胞只能是受精卵D.导入的受体细胞只能是体细胞答案：A解析：将目的基因导入动物细胞一般采用显微注射法，A正确；农杆菌转化法用于植物细胞，B错误；导入的受体细胞一般是受精卵，也可以是体细胞，但体细胞需要进行核移植等操作才能发育成个体，C、D错误。

13.检测目的基因是否插入受体细胞的染色体DNA上，可采用的方法是（）A.DNA分子杂交技术B.分子杂交技术C.抗原抗体杂交技术D.个体生物学水平的鉴定答案：A解析：检测目的基因是否插入受体细胞的染色体DNA上，可采用DNA分子杂交技术，用放射性同位素等标记的含目的基因的DNA片段作为探针与受体细胞的DNA杂交，A正确；分子杂交技术包括DNA分子杂交、RNA分子杂交、抗原抗体杂交等，B不准确；抗原抗体杂交技术用于检测目的基因是否翻译出蛋白质，C错误；个体生物学水平的鉴定用于检测转基因生物是否表现出相应性状，D错误。

14.检测目的基因是否转录出mRNA，可采用的方法是（）A.DNA分子杂交技术B.分子杂交技术C.抗原抗体杂交技术D.个体生物学水平的鉴定答案：B解析：检测目的基因是否转录出mRNA，可采用分子杂交技术中的RNADNA杂交，即DNA探针与mRNA杂交，B正确；DNA分子杂交技术用于检测目的基因是否插入受体细胞染色体DNA，A错误；抗原抗体杂交技术用于检测目的基因是否翻译出蛋白质，C错误；个体生物学水平的鉴定用于检测转基因生物是否表现出相应性状，D错误。

15.检测目的基因是否翻译出蛋白质，可采用的方法是（）A.DNA分子杂交技术B.分子杂交技术C.抗原抗体杂交技术D.个体生物学水平的鉴定答案：C解析：检测目的基因是否翻译出蛋白质，可采用抗原抗体杂交技术，用相应抗体检测是否有目的蛋白，C正确；DNA分子杂交技术用于检测目的基因是否插入受体细胞染色体DNA，A错误；分子杂交技术包括多种，此处不合适，B不准确；个体生物学水平的鉴定用于检测转基因生物是否表现出相应性状，D错误。

二、填空题1.基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，并通过体外DNA重组和转基因等技术，赋予生物以新的遗传特性，从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。由于基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，因此又叫做DNA重组技术。2.限制酶能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开。3.DNA连接酶可分为E·coliDNA连接酶和T4DNA连接酶，其中只能连接黏性末端的是E·coliDNA连接酶，既能连接黏性末端又能连接平末端的是T4DNA连接酶。4.基因工程常用的载体有质粒、噬菌体、动植物病毒等，作为载体必须具备的条件有：能够在宿主细胞中复制并稳定保存；具有一至多个限制酶切割位点，以便与外源基因连接；具有标记基因，便于进行筛选。5.目的基因的获取方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增、化学方法直接人工合成等。PCR技术扩增目的基因的原理是DNA双链复制，需要的条件有模板DNA、引物、四种脱氧核苷酸、耐高温的DNA聚合酶等。6.基因表达载体的构建是基因工程的核心步骤，基因表达载体一般包括目的基因、启动子、终止子、标记基因等。启动子是一段有特殊结构的DNA片段，位于基因的首端，它是RNA聚合酶识别和结合的部位，驱动基因转录出mRNA。7.将目的基因导入植物细胞采用最多的方法是农杆菌转化法，除此之外还有基因枪法、花粉管通道法等；将目的基因导入动物细胞一般采用显微注射法；将目的基因导入微生物细胞时，常用感受态细胞法，先用Ca²⁺处理细胞，使其成为感受态细胞，再将重组表达载体DNA分子溶于缓冲液中与感受态细胞混合，在一定温度下促进感受态细胞吸收DNA分子。8.检测目的基因是否插入受体细胞的染色体DNA上，可采用DNA分子杂交技术；检测目的基因是否转录出mRNA，可采用分子杂交技术；检测目的基因是否翻译出蛋白质，可采用抗原抗体杂交技术；个体生物学水平的鉴定是检测转基因生物是否表现出相应性状。

三、简答题1.简述基因工程的基本操作程序。答案：基因工程的基本操作程序主要包括以下四个步骤：（1）目的基因的获取：从基因文库中获取目的基因。基因文库是将含有某种生物不同基因的许多DNA片段，导入受体菌的群体中储存，各个受体菌分别含有这种生物的不同基因。利用PCR技术扩增目的基因。PCR技术是一项在生物体外复制特定DNA片段的核酸合成技术，原理是DNA双链复制，需要模板DNA、引物、四种脱氧核苷酸、耐高温的DNA聚合酶等条件。用化学方法直接人工合成目的基因。当基因比较小，核苷酸序列又已知时，可以通过DNA合成仪用化学方法直接人工合成。（2）基因表达载体的构建：基因表达载体的构建是基因工程的核心步骤，基因表达载体一般包括目的基因、启动子、终止子、标记基因等。启动子是一段有特殊结构的DNA片段，位于基因的首端，它是RNA聚合酶识别和结合的部位，驱动基因转录出mRNA；终止子位于基因的尾端，使转录在所需要的地方停止；标记基因用于检测目的基因是否导入受体细胞。（3）将目的基因导入受体细胞：将目的基因导入植物细胞采用最多的方法是农杆菌转化法，除此之外还有基因枪法、花粉管通道法等。将目的基因导入动物细胞一般采用显微注射法。将目的基因导入微生物细胞时，常用感受态细胞法，先用Ca²⁺处理细胞，使其成为感受态细胞，再将重组表达载体DNA分子溶于缓冲液中与感受态细胞混合，在一定温度下促进感受态细胞吸收DNA分子。（4）目的基因的检测与鉴定：检测目的基因是否插入受体细胞的染色体DNA上，可采用DNA分子杂交技术，用放射性同位素等标记的含目的基因的DNA片段作为探针与受体细胞的DNA杂交。检测目的基因是否转录出mRNA，可采用分子杂交技术中的RNADNA杂交，即DNA探针与mRNA杂交。检测目的基因是否翻译出蛋白质，可采用抗原抗体杂交技术，用相应抗体检测是否有目的蛋白。个体生物学水平的鉴定是检测转基因生物是否表现出相应性状。

2.限制酶有什么特点？其作用是什么？答案：限制酶的特点：（1）一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并在特定的位点切割DNA。（2）限制酶主要从原核生物中分离纯化出来。

限制酶的作用：能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开，从而将DNA分子切割成不同的片段。这些片段可用于基因工程中的DNA重组等操作。

3.DNA连接酶与DNA聚合酶有什么不同？答案：DNA连接酶与DNA聚合酶的不同点如下：（1）作用部位：DNA连接酶连接的是两个DNA片段之间的磷酸二酯键，将具有相同黏性末端或平末端的DNA片段连接起来。DNA聚合酶是将单个脱氧核苷酸加到已有的核苷酸片段的末端，形成磷酸二酯键，使DNA链得以延伸。（2）模板：DNA连接酶不需要模板。DNA聚合酶需要以DNA为模板进行DNA链的合成。（3）作用时期：DNA连接酶在基因工程中用于构建重组DNA分子等操作，作用于DNA片段连接阶段。DNA聚合酶在DNA复制过程中发挥作用，使新合成的子链与母链互补配对。

4.简述PCR技术的原理和过程。答案：PCR技术的原理：DNA双链复制。

PCR技术的过程：（1）变性：加热至9095℃，DNA双链解开成为单链，这一过程破坏了DNA分子中的氢键。（2）复性：冷却至5560℃，引物与单链DNA模板结合，引物是一小段单链DNA或RNA，它能与模板DNA的特定序列互补配对。（3）延伸：加热至7075℃，在耐高温的DNA聚合酶的作用下，从引物的3′端开始以四种脱氧核苷酸为原料合成新的DNA链，延伸方向是5′→3′。

通过这三个步骤的循环重复，使目的基因的片段在短时间内大量扩增。

5.举例说明基因工程在农业、医药等领域的应用。答案：（1）农业领域：抗虫转基因植物：如将Bt毒蛋白基因导入棉花细胞，培育出抗虫棉，减少了农药的使用，降低了生产成本，减少了环境污染，同时提高了棉花的产量和质量。抗病转基因植物：将病毒外壳蛋白基因导入植物，使植物获得抗病毒能力，如转基因烟草等，可有效抵御病毒侵害，保证作物产量。抗逆转基因植物：将一些调节细胞渗透压的基因导入植物，提高植物对盐碱、干旱等逆境的耐受能力，例如转基因番茄等，使其能在不良环境下生长。改良植物品质：将控制植物果实成熟的基因进行改造，可延长果实的储存期，如转基因番茄的果实成熟延缓，有利于长途运输和储存。（2）医药领域：生产基因工程药物：利用基因工程技术将药用蛋白基因导入微生物（如大肠杆菌）或动