选修3基因工程练习题.docx

1（2015春淮阴区校级期中）干扰素是能够抑制多种病毒复制的抗病毒物质科学家利用基因工程技术从人的T淋巴细胞中提取干扰素基因转入羊的DNA中，培育出羊乳腺生物反应器，使羊乳汁中含有人体干扰素请回答：（1）研究人员用DNA测序仪显示了基因组的某DNA片段一条链的碱基排列顺序图片其中图1的碱基排列顺序已经解读，其顺序是：GGTTATGCGT，请解读图2显示的碱基排列顺序： （2）科学家从相关基因组中获取了干扰素基因，并采用 技术对干扰素基因进行扩增，然后将干扰素基因与质粒等载体组合形成了重组载体在重组载体的构建过程中需要的工具酶有 （3）科学家将干扰素基因与羊 基因的 等调控组件重组在一起，通过 等方法，导入羊的 细胞中，通过系列操作培育转基因动物（4）如何检测和鉴定目的基因已被成功导入羊体内？请写出两种方法 【考点】基因工程的原理及技术【分析】基因工程技术的基本步骤：（1）目的基因的获取：方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成（2）基因表达载体的构建：是基因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等（3）将目的基因导入受体细胞：根据受体细胞不同，导入的方法也不一样将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法；将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法；将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法（4）目的基因的检测与鉴定：分子水平上的检测：检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因-DNA分子杂交技术；检测目的基因是否转录出了mRNA-分子杂交技术；检测目的基因是否翻译成蛋白质-抗原-抗体杂交技术个体水平上的鉴定：抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等【解答】解：（1）图1的碱基排列顺序是：GGTTATGCGT，由此可知图中碱基序列应从下向上解读，根据已知的碱基序列可知从左向右四种碱基依次是ACGT，所以图2中碱基序列是GATGCGTTCG（2）可采用PCR技术体外扩增目的基因（干扰素基因）；构建基因表达载体时，首先需要用限制酶切割含有目的基因的外源DNA分子，其次还需要用DNA连接酶连接目的基因和运载体形成重组DNA分子（3）基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法；受精卵的全能性最高，因此培育转基因动物时，一般选用受精卵作为受体细胞（4）检测目的基因是否导入受体细胞的方法：检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因-DNA分子杂交技术，检测目的基因是否转录出了mRNA-分子杂交技术故答案为：（1）GATGCGTTCG（2）PCR 限制酶、DNA连接酶（3）乳腺蛋白 启动子显微注射法 受精卵（4）DNA分子杂交 DNA与mRNA分子杂交【点评】本题考查基因工程的相关知识，要求考生识记基因工程的原理、工具及操作步骤，掌握各步骤中的相关细节及基因工程的应用，能结合所学的知识准确答题，属于考纲识记和理解层次的考查2（2015春德惠市校级期中）请回答下列有关基因工程的问题下表是基因工程中几种限制酶识别序列及其切割位点图1是转基因香蕉的培育过程，含目的基因的外源DNA和质粒上的箭头表示相关限制酶的酶切位点（1）从转基因香蕉培育用质粒作为运载体，基因工程中还可以用 作为运载体（2）图中的质粒和目的基因构建重组质粒，不能使用SmaI酶切割，原因是 （3）图2是用 （限制）酶进行切割得到的目的基因可以防止含目的基因的外源DNA片段切割后自身环化（4）人体细胞内含有抑制癌症发生的某基因，生物技术可对此类基因的变化进行检测该基因含有800对碱基对（bp），用BamH切割得到的400bp，200bp，200bp，用EcoR再次切割得到100bp，300bp，150bp，50bp，200bp而患者体内获取的这段基因，用BamH切割得到的区段变为400bp，400bp，用EcoR再次切割得到100bp，300bp，150bp，250bp在正常人体内BamH和EcoR识别序列分别有 个和 个，患者体内发生了 。 【考点】基因工程的原理及技术【分析】根据题意和图示分析可知：含目的基因的DNA和质粒上均有sal、Hind、BamH、EcoR酶切位点，但SmaI酶切位点位于目的基因和标记基因上，切割会破坏目的基因，EcoR酶切割质粒自身环化，用BamHI 和Hind酶对外源DNA和质粒进行切割图中是构建基因表达载体；是利用农杆菌转化法将目的基因导入受体细胞；和表示植物组织培养，原理是香蕉组织细胞具有全能性，其中表示脱分化，表示再分化，培养皿中的培养基除添加营养物质外，还需要添加生长素和细胞分裂素【解答】解：（1）质粒作为运载体必须具备的条件：要具有限制酶的切割位点； 要有标记基因（如抗性基因），以便于重组后重组子的筛选能在宿主细胞中稳定存在并复制；是安全的，对受体细胞无害，而且要易从供体细胞分离出来基因工程中还可以用病毒（噬菌体或动植物病毒）作为运载体（3）SmaI酶会破坏目的基因和质粒的标记基因（抗性基因），因此图中构建重组质粒时不能使用SmaI酶切割（3）根据图中DNA片段两侧的黏性末端可知，左侧是用限制酶BamHI切割形成的，右侧是用限制酶Hind切割形成的，这样可以防止含目的基因的外源DNA片段切割后自身环化（4）该基因用BamH切割得到的400bp，200bp，200bp三种长度的DNA片段，说明在正常人体内BamH的识别序列有2个；用BamH切割得到的400bp，200bp，200bp后，再用EcoR再次切割得到100bp，300bp，150bp，50bp，200bp，说明400bp被切割成100bp，300bp，其中一个200bp被切割成150bp，50bp，可见EcoR识别序列也有2个患者体内获取的这段基因，用BamH切割得到的区段变为400bp，400bp，用EcoR再次切割得到100bp，300bp，150bp，250bp，说明有一个BamH识别序列发生了基因突变，不能被BamH切割故答案为：（1）噬菌体或动植物病毒（2）SmaI酶会破坏目的基因和质粒 （3）BamH和Hind（4）2 2 基因突变【点评】本题结合图表，考查基因工程和细胞工程的相关知识，要求考生识记基因工程的操作工具、操作步骤及相关细节；识记植物组织培养的过程及条件，能正确分析题图，再结合所学的知识准确答题3（2015上海二模）如图甲是目的基因EPSPS（4.0kb，1kb=1000对碱基）与pUC18质粒（2.7kb）重组的示意图图中Ap是抗氨苄青霉素基因，lacZ是显色基因，其上的EcoRI识别位点位于目的基因插入位点的右侧，其控制合成某种酶能将无色染料X-gal变成蓝色，最终能在含无色染料X-gal的培养基上将含该基因的菌落染成蓝色（图乙中深色圆点即为蓝色菌落）（1）将处理后的目的基因EPSPS与pUC18质粒、DNA连接酶混合后，再与某菌种混合，若要从混合物中筛选出含EPSPS基因的菌株，在图乙的培养基中必须加入 请判断图乙中所出现的白色和蓝色两种菌落中，何种颜色菌落会含有重组质粒 （2）现用EcoRI酶切质粒，酶切后进行电泳观察，若出现长度为 kb和 kb的片段，则可以判断该质粒已与目的基因重组成功（重组质粒上目的基因的插入位点与EcoRI的识别位点之间的碱基对忽略不计）（3）假设EPSPS基因已被成功转移到植物F中，但植物F仍没有表现出抗性，分析可能的原因是 4（2014春东莞市校级期中）农业科技工作者在烟草中找到了一抗病基因，现拟采用基因工程技术将该基因转入棉花，培育抗病棉花品系请回答下列问题：（1）要使运载体与该抗病基因连接，首先应使用 进行切割切割的部位是两个核苷酸之间的 ，假如运载体被切割后，得到的分子末端序列为，则能与该运载体连接的抗病基因分子末端是（2）切割完成后，采用 酶将运载体与该抗病基因连接，连接后得到的DNA分子称为 。（3）将连接得到的DNA分子导入棉花细胞常用的方法是 ，利用植物细胞具有的 性进行组织培养（4）为了确定抗病基因是否插入到棉花染色体DNA上，通常才用 技术，并用1 标记目的基因做探针（5）该抗病基因在棉花细胞中表达的产物是A淀粉 B脂类 C蛋白质 D核酸 E抗生素（6）烟草中的抗病基因可以嫁接到棉花的DNA上，原因是： 【考点】基因工程的原理及技术【分析】1、基因工程至少需要三种工具：限制性核酸内切酶（限制酶）、DNA连接酶、运载体2、基因工程的基本操作步骤主要包括四步：目的基因的获取；基因表达载体的构建；将目的基因导入受体细胞；目的基因的检测与鉴定3、植物组织培养技术的原理是植物细胞具有全能性【解答】解：（1）构建基因表达载体时，需先用限制酶切割运载体和含有目的基因的外源DNA分子，限制酶的作用部位是磷酸二酯键含有相同黏性末端的DNA分子片段才能在DNA连接酶的作用下连接起来，若载体被切割后，得到的分子末端序列为，则能与该载体连接的抗病基因分子末端是（2）切割完成后，需采用DNA连接酶将载体与该抗病基因连接形成重组DNA分子（3）将连接得到的DNA分子导入棉花细胞常用的方法是农杆菌转化法，利用植物细胞具有的全能性进行组织培养（4）为了确定抗病基因是否插入到棉花染色体DNA上，通常才用DNA分子杂交技术，并用放射性同位素（或荧光分子）标记目的基因做探针（5）基因表达是指转录、翻译形成蛋白质，因此该抗病基因在棉花细胞中表达的产物是蛋白质（6）烟草中的抗病基因可以嫁接到棉花的DNA上，原因是它们都由脱氧核苷酸组成并都具有双螺旋结构故答案为：（1）限制性内切酶（限制酶） 磷酸二酯键 A（2）DNA连接酶 重组DNA（3）农杆菌转化法 全能（4）DNA分子杂交 放射性同位素（或荧光分子）（5）C（6）两者都由脱氧核苷酸组成并都具有双螺旋结构【点评】本题考查基因工程、植物组织培养的相关内容，要求考生掌握基因工程常用的三种工具及作用；识记基因工程的操作步骤；识记植物组织培养的原理及应用，能结合所学的知识答题，属于考纲识记和理解层次的考查5转基因草莓中有能表达乙肝病毒表面抗原的基因，由此可获得用来预防乙肝的一种新型疫苗，其培育过程如图所示（至代表过程，A至C代表结构或细胞）：（1）图中过程用到的酶是 ，所形成的B叫做 （2）过程常用 处理农杆菌，使之成为 细胞，利于完成转化过程。（3）图中过程需要用到的激素是 （4）在分子水平上，可采用 的方法来检测转基因草莓果实提取液中有无相应的抗原【考点】基因工程的应用【分析】分析题图：表示基因表达载体的构建过程；将目的基因导入受体细胞（农杆菌转化法）；表示植物组织培养过程，其中是脱分化过程、是再分化过程图中A是目的基因、B是基因表达载体（由启动子、终止子、目的基因和标记基因等部分构成）、C是愈伤组织【解答】解：（1）解：（1）表示基因表达载体的构建过程，需用DNA连接酶将目的基因和运载体（质粒）连接形成重组质粒B是基因表达载体（2）目的基因导入微生物需要用Ca2+处理，使其成为感受态细胞（3）植物组织培养过程，除需要添加营养物质外，还需要添加生长素和细胞分裂素（4）检查转基因草莓果实提取液中有无相应抗原，采用抗原-抗体杂交的方法检测，如出现杂交带，表明已出现相应产物故答案为：（1）DNA连接酶基因表达载体（重组质粒）（2）CaCl2溶液（或Ca2+）感受态（3）生长素和细胞分裂素（4）抗原-抗体杂交【点评】本题以乙肝疫苗为素材，考查基因工程步骤，意在考查学生的识图和理解能力，属于中档题6如图是利用牛乳腺生产人生长激素的流程图，回答相关问题（1）图中B过程需要 酶是 含有启动子的是 （填“目的基因”或“目的基因”）（2）大量扩增目的基因可采用的方法是 。（3）为牛的 ，b过程常用的方法为 图示过程中，为使人生长激素基因在牛乳腺细胞中表达，需将该基因与 等调控组件重组在一起（4）检测人生长激素基因在牛的乳腺细胞中是否转录需用 法【考点】基因工程的原理及技术【专题】图文信息类简答题；基因工程【分析】1、分析图解：图中表示基因组文库，表示通过逆转录合成的DNA，构建形成的表示cDNA文库；过程a表示基因表达载体的构建，过程b表示目的基因导入受体细胞，过程c表示目的基因的检测与鉴定2、cDNA文库和基因文库的比较表：文库类型cDNA基因组文库文库大小小大基因中启动子无有基因中内含子无有基因多少某种生物的部分基因某种生物的全部基因物种间的基因交流可以部分基因可以【解答】解：（1）由RNA为模板合成DNA的过程称为逆转录，该过程需要逆转录酶由于基因的选择性表达，由细胞中的mRNA通过逆转录合成的DNA只是细胞中的部分基因，因此是cDNA文库基因组文库中的基因含有启动子（2）大量扩增目的基因可采用的方法是PCR技术（3）图是利用牛乳腺生产人生长激素，过程b表示目的基因导入受体细胞，为牛的受精卵，常用的方法为显微注射法图示过程中，为使人生长激素基因在牛乳腺细胞中表达，需将该基因与乳腺蛋白基因的启动子等调控组件重组在一起（4）检测人生长激素基因在牛的乳腺细胞中是否转录需用分子杂交法故答案为：（1）逆转录cDNA文库目的基因（2）PCR技术（3）受精卵显微注射法乳腺蛋白基因的启动子（4）分子杂交【点评】本题考查了基因工程的有关知识，要求考生能够识记基因工程的操作步骤、原理 和方法等，能够通过图解的分析确定图中数字或字母表示的结构或过程，识记cDNA文库和基因文库的区别和联系，再结合所学知识准确答题7、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。 表1几种限制酶识别序列及切割位点表限制酶AluEcoRPstSma切割位点AGCTTCGAGAATTCCTTAAGCTGCAGGACGTCCCCGGGGGGCCC请根据以上图表回答下列问题（1）在采用常规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的DNA聚合酶，其最主要的特点是 。（2）图1步骤所用的DNA连接酶对所连接的DNA两端碱基序列是否有专一性要求？ （3）为将外源基因转入马铃薯，图1步骤转基因所用的细菌B通常为 。（4）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，对以下酶切结果做出判断。采用EcoR和Pst酶切，得到 种DNA片段。采用EcoR和Sma酶切得到 种DNA片段。答案： (1)耐高温 (2)否 (3)农杆菌 （4）2 18、ch1L基因是蓝细菌(蓝藻)DNA上控制叶绿素合成的基因，为研究该基因对叶绿素合成的控制，需要构建该种生物缺失ch1L基因的变异株细胞。技术路线如图甲所示，请据图分析回答问题。 (1)与真菌相比较，蓝细菌在结构上最主要的特点是_。(2)过程中均使用的工具酶有_。(3)构建重组质粒B在整个操作过程中的目的是_和 。(4)若含有ch1L基因的DNA片段和选用的质粒上的限制酶切割位点如图乙所示。请回答问题： 构建含ch1L基因的重组质粒A时，应选用的限制酶是_，对_进行切割。同时用酶1和酶4切割图乙中的质粒，则产生含有1500对碱基和8200对碱基的两种片段；用图中四种酶同时切割此质粒，则产生含有500对碱基和8200对碱基的两种片段；若换用酶1和酶3同时切割此质粒，则产生的片段是_（5）可用PCR技术对ch1L基因扩增时，需一对引物I、II，从理论上推测，该DNA分子通过PCR扩增四次，产物中含有引物I的DNA片段所占的比例为_。答案： (1)没有核膜包被的细胞核 (2)限制性核酸内切酶和DNA连接酶(3)破坏ch1L基因操作成功后筛选出该变异株(4)酶1和酶3质粒和含ch1L基因的DNA含有1 000对碱基和8 700对碱基的两种片段 （5）15/169、下图是两种限制酶的切割产生DNA片段末端的形式，请据图冋答: （1）图中Sma I限制酶识别的碱基序列是_，切割位点在_之间，两种限制酶识别并切割的位点不同，说明酶的作用具有_。（2）将限制酶切割下来的DNA片段拼接成DNA分子，需要的工具是_，新形成的化学键是_。（3）用EcoR I将目的基因从一个DNA分子上切割下来，需要切_处，同时产生_个黏性末端。（4）基因工程操作中，通常是利用质粒作为载体将重组DNA分子送入细胞，质粒