中图版选修三 基因工程与蛋白质工程 作业.docx

基因工程与蛋白质工程 作业一、单选题1下列设想中，从生物工程技术的原理看，无法实现的是 a用基因工程技术获得sars疫苗b用细胞工程技术制备大量且纯度高的抗hiv的抗体c用发酵工程技术得到能分解多种塑料废弃物的超级细菌d用细胞工程技术快速育成银杉树苗 【答案】c【解析】试题分析：sars疫苗可能是灭活的病毒，或者是病毒的蛋白质外壳。若能找到控制病毒蛋白质外壳的基因并将其导入受体细菌，则可以大量生产该抗原蛋白质，由于只有病毒蛋白质而无病毒核酸，不能对接种人群造成实质危害。发酵工程本身只是一个微生物增殖的手段，可以获得微生物的代谢产物，但不能直接导致基因突变，也没有基因重组。超级细菌一般是通过基因重组实现的。个别同学认为sars疫苗的获得是细胞工程技术实现的。而得出错误答案“ a ”。不可否认，细胞工程的确能够实现生产sars 疫苗（通过培养感染sars病毒的细胞，获得大量sars病毒，再提纯sars病毒和灭活，得到疫苗）。2下列关于目的基因的获取的叙述，正确的是a. 其有调控作用的dna片段不能是目的基因b. 通过人工合成法合成未知序列的目的基因c. 从基因文库中只能获取原核生物的基因d. 利用pcr技术扩增目的基因时需要引物协肋【答案】d【解析】目的基因是指编码蛋白质的结构基因，可以是具有调控作用的基因，a错误；目的基因可以从自然界中已有的物种中分离出来，也可以通过人工合成法合成已知序列的目的基因，b错误；从基因文库中可以获取原核生物的基因，也可以获得真核生物的基因，c错误；利用pcr技术扩增目的基因时需要两种不同的引物协肋，d正确。3科学家通过基因工程的方法，使马铃薯块茎含有人奶主要蛋白。此过程不涉及（ ） adna按照碱基互补配对原则自我复制bdna以其一条链为模板合成rnacrna以自身为模板自我复制d按照rna密码子的排列顺序合成蛋白质【答案】c4构建基因组dna文库时，首先需分离细胞的 （ ）a、染色体dna b、线粒体dna c、总mrna d、trna【答案】a5基因工程能够定向改变生物的某些性状，目前已应用于医药卫生、农业生产和环境保护等方面。下列选项中，属于基因工程应用的实例是a无子西瓜 b四倍体葡萄 c试管婴儿 d转基因抗虫棉【答案】d【解析】试题分析：无籽西瓜是多倍体育种的应用实例，a错误；四倍体葡萄也是多倍体育种的应用实例，b错误；试管婴儿技术是胚胎工程的应用实例，c错误；转基因抗虫棉是基因工程的应用实例，d正确。6进行基因工程设计时，下表各组的实验目的与所选择材料或方法配置错误的是（ ）选项实验目的实验材料或方法a构建基因表达载体用同一种限制酶切割b生产有活性的人类胰岛素用酵母菌作受体细胞c培育乳房生物反应器乳房蛋白基因作目的基因d将目的基因导入双子叶植物细胞农杆菌转化法【答案】c【解析】构建基因表达载体时，往往需要用同一种限制酶切割运载体和含有目的基因的外源dna分子，以产生相同的黏性末端，a项正确；生产有活性的人类胰岛素，可以酵母菌为受体细胞，将用人类胰岛素基因构建的基因表达载体导入酵母菌细胞中，b项正确；培育乳房生物反应器，应以药用蛋白基因作目的基因，c项错误；将目的基因导入双子叶植物细胞常用农杆菌转化法，d项正确。7下列关于基因工程的叙述中，不正确的是（ ）a. 基因工程操作中需要限制酶、dna连接酶参与b. 基因工程中常用的载体有质粒、噬菌体衍生物和动植物病毒c. 基因工程育种的优点之一是可以集中亲本的优良性状d. 基因工程成功的原因之一是所有生物共用同一套密码子【答案】c【解析】基因工程操作中需要限制酶、dna连接酶等多种酶参与，a正确；基因工程中常用的运载体有质粒、噬菌体衍生物和动植物病毒，b正确；杂交育种的优点之一是可以集中亲本的优良性状，基因工程育种的优点是可以克服远源杂交不亲和的障碍，定向改造生物的性状，c错误；基因工程成功的原因之一是所有生物共用同一套密码子，这样一种生物的基因可以在另一种生物体内表达，d正确。8（多选）在人类基因组研究过程中，科学家鉴定出了一大批致病基因和易感基因，它们在医学上有重要的应用价值。一部分人认为没有必要进行基因检测，理由是 ( )a人类对基因结构及基因间相互作用尚缺乏足够的认识b个人基因资讯的泄露会造成基因歧视c通过基因检测可以及早采取预防措施d可以通过立法来杜绝基因歧视现象【答案】ab9一对等位基因经某种限制性核酸内切酶切割后形成的dna片段长度存在差异，凝胶电泳分离酶切后的dna片段，与探针杂交后可显示出不同的带谱。根据该特性，就能将它作为标记定位在基因组的某一位置上。现有一对夫妇生了四个儿女，其中1号性状特殊(如下图)，由此可推知这四个儿女的基因型(用d、d表示)正确的是 a1号为纯合子，基因在性染色体上b3号为杂合子，基因在常染色体上c2号为杂合子，基因在性染色体上d4号为纯合子或杂合子，基因在常染色体上【答案】b【解析】双亲正常，女儿患病，可判断该遗传病是常染色体隐性遗传。父母均为杂合子，1号为隐性纯合子，根据右图可知2、4是纯合子，3号是杂合子。10下是几种不同限制性核酸内切酶切割dna分子后形成的部分片段。下列的叙述中，错误的是a以上dna片段是由5种限制酶切割后产生的b若要把相应片段连接起来，应选用dna连接酶c上述能进行连接的两个片段，其连接后形成的dna分子是d限制酶和dna连接酶作用的部位都是磷酸二酯键【答案】a【解析】试题分析：根据图示，以上的dna片段中可以由同一种限制酶切割产生，所以是4中限制酶切割形成的，a错误。11天然的玫瑰没有蓝色花，人们首先研究清楚了三色紫罗兰的蓝色素基因序列，并利用农杆菌成功培育了转基因蓝玫瑰。下列叙述错误的是a可用化学方法合成蓝色素基因b重组质粒首先进入农杆菌，然后再进入玫瑰细胞c转基因蓝玫瑰的培育过程需运用植物组织培养技术d一般根据蓝色素基因表达结果选择导入目的基因的农杆菌【答案】d【解析】试题分析：如果已知目的基因序列，可用化学方法合成目的基因，a正确；利用农杆菌转化法将目的基因导入受体细胞，需先将重组质粒进入农杆菌，然后再进入玫瑰细胞，b正确；目的基因导入受体细胞后，需运用植物组织培养技术，培育出转基因蓝玫瑰，c正确；选出导入目的基因的农杆菌是利用标记基因的表达结果，d错误。12蜘蛛丝（丝蛋白）被称为“生物钢”，有着超强的抗张强度，可制成防弹背心、降落伞绳等。蜘蛛丝还可被制成人造韧带和人造肌腱。科学家研究出集中生产蜘蛛丝的方法培育转基因蜘蛛羊作为乳腺生物反应器。下列有关乳腺生物反应器的说法，错误的是（ ）a. 将蜘蛛丝蛋白基因与乳腺蛋白基因的启动子等结合在一起构建成表达载体b. 可通过显微注射技术将表达载体导入羊的受精卵中c. 可用丝蛋白基因探针与该羊口腔上皮细胞mrna杂交，检测目的基因是否发挥作用d. 上述培育转基因蜘蛛羊的过程涉及到基因工程、动物细胞培养、胚胎移植等技术【答案】c【解析】将蜘蛛丝蛋白基因与乳腺蛋白基因的启动子等结合在一起构建成表达载体，这样可以保证目的基因只在乳腺细胞中表达，a项正确；将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法，b项正确；丝蛋白基因只在乳腺细胞中表达，可用丝蛋白基因探针与该羊乳腺细胞mrna杂交，检测目的基因是否转录形成mrna，c项错误；上述培育转基因蜘蛛羊的过程涉及到基因工程、动物细胞培养、胚胎移植等技术，d项正确。13如果人们希望家养宠物的皮肤颜色和蓝精灵一样可爱，那么按照当今生物技术的发展程度，可以采用的技术手段是（ ）a核移植技术 b动物细胞融合c转基因技术 d动物细胞培养【答案】c【解析】试题分析：对于让不同种生物具有相似的性状，通常采用基因工程方法，把目的基因导入另一种生物体内并让其表达，所以c选项正确。14下列有关基因工程的叙述，正确的是a. 限制酶只在获得目的基因时使用b. 基因工程属于细胞器水平上的操作c. 目的基因必须整合到受体细胞的dna中才能复制d. 目的基因导入受体细胞前必须进行基因表达载体的构建【答案】d【解析】在基因工程的基本操作中，限制酶在获得目的基因和构建基因表达载体时使用，a项错误；基因工程属于分子水平上的操作，b项错误；目的基因必须与载体结合构建成基因表达载体，才能在受体细胞中稳定保存并大量复制，c项错误；目的基因导入受体细胞前必须进行基因表达载体的构建，d项正确。15采用基因工程技术将人凝血因子基因导入山羊受精卵，培育出了转基因羊但是，人凝血因子只存在于该转基因羊的乳汁中以下有关叙述，正确的是a人体细胞中凝血因子基因编码区的碱基对数目，等于凝血因子氨基酸数目的3倍b在该转基因羊中，人凝血因子存在于乳腺细胞，而不存在于其他体细胞中c在该转基因羊中，人凝血因子基因存在于乳腺细胞，而不存在于其他体细胞中d人凝血因子基因开始转录后，dna连接酶以dna分子的一条链为模板合成mrna【答案】b【解析】人体细胞属于真核细胞，因此其基因结构包括非编码区和编码区，而编码区又包括内含子和外显子，其中内含子没有编码功能，也就是没有转录和翻译功能，所以对应蛋白质的氨基酸数目的应是编码区中的外显子，正确的说就是编码区中的外显子的碱基对数目等于凝血因子氨基酸数目的3倍（不考虑终止密码），a错误；乳腺细胞和其它的体细胞一样都来自导入凝血因子基因的山羊受精卵的有丝分裂，其遗传物质都是相同的，乳腺细胞能产生人凝血因子，而其它体细胞不能产生人凝血因子是由于细胞分化的结果，即基因的选择性表达的结果，b正确，c错误；人凝血因子基因开始转录后产生的物质是信使mrna，因此需要的酶是转录酶（rna聚合酶）而不是dna连接酶，dna连接酶的作用是合成dna，d错误。 16用动物细胞工程技术获取单克隆抗体，下列实验步骤中错误的是 ( )a. 将抗原注入小鼠体内，获得能产生抗体的b淋巴细胞b. 用胰蛋白酶处理培养过程中的杂交瘤细胞c. 用聚乙二醇（peg）作诱导剂，促使能产生抗体的b淋巴细胞与小鼠骨髓瘤细胞融合d. 筛选杂交瘤细胞，并从中选出能产生所需抗体的细胞群，培养后提取单克隆抗体【答案】b【解析】制备单克隆抗体首先需要获得已免疫的b淋巴细胞，因此需将抗原注人小鼠体内，获得能产生抗体的效应b淋巴细胞，a正确；杂交瘤细胞在体外培养需要用胰蛋白酶处理，但是在体内培养不需要胰蛋白酶处理，b错误；用聚乙二醇（peg）作诱导剂，促使能产生抗体的b淋巴细胞与小鼠骨髓瘤细胞融合，c正确；筛选杂交瘤细胞，并从中选出能产生所需抗体的细胞群，培养后提取单克隆抗体，d正确。17下列哪项不是中国政府的态度（ ）a禁止生殖性克隆人b.不反对治疗性克隆c.禁止设计试管婴儿 d许利用试管婴儿技术治疗不孕不育问题【答案】c【解析】试题分析：中国政府的态度是禁止禁止生殖性克隆人，不反对治疗性克隆，许利用试管婴儿技术治疗不孕不育问题。“设计试管婴儿”， 又称“治疗性试管婴儿”，是指为确保小孩具有某些长处或者避免某些缺陷，在出生以前就对他（她）的基因构成进行了选择的那一类孩子。中国政府不反对治疗性试管婴儿，但反对通过设计试管婴儿的性别。18右图是某dna片断，有关该图的叙述中，不正确的是（ ）a123可形成dna的基本单位b某种限制性核酸内切酶可选择5作为切点cdna连接酶可连接4处断裂的化学键d123在dna中特定的排列顺序代表遗传信息【答案】b【解析】限制性核酸内切酶的作用部位为磷酸二酯键，而5表示氢键，故b项是错误的。19chll基因是蓝藻拟核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chll基因的变异株细胞。技术路线如下图所示，对此描述错误的ach1l基因的基本组成单位是脱氧核苷酸b过程一定要使用同一种限制性核酸内切酶c过程都要使用dna连接酶d若操作成功，可用含红霉素培养基筛选出该变异株【答案】b【解析】本题考查的是基因工程的有关内容。ch1l基因的基本组成单位是脱氧核苷酸，a正确；过程并不一定要使用同一种限制性核酸内切酶，只要形成相同的黏性末端即可，b错；过程都要使用dna连接酶来连接，c正确；若操作成功，可用含红霉素培养基筛选出该变异株，因为红霉素基因属于标记基因，d正确。故本题选b。20科学家发现用脲和巯基乙醇处理rna酶分子时，发现酶分子的多肽链伸展开来，酶分子丧失了所有的酶活性。当除去制备物中的脲和巯基乙醇时，rna酶分子恢复了正常的酶活性，并且重新形成的蛋白质在结构和功能上与实验开始时正确折叠的天然蛋白质不可区分。由该实验不能推测的是（ ）a. 折叠信息包含在氨基酸序列中b. 天然空间结构可能是其最稳定的结构c. 某些发生变性的蛋白质也能够复性d. 折叠过程由某分子协助完成【答案】d【解析】由题意知，rna酶分子复性后与正确折叠的天然蛋白质的功能相同，说明折叠信息包含在氨基酸序列中，a错误；由题意知除去制备物中的脲和巯基乙醇后重新形成的蛋白质在结构和功能上与实验开始时正确折叠的天然蛋白质不可区分，说明天然构象可能是其最稳定构象，诱发蛋白质变性的因素去掉后，蛋白质又恢复天然构象，b错误；由题意知，发生蛋白质变性的蛋白质分子也可以复性，c错误；除去制备物中的脲和巯基乙醇后，rna酶复性，不需要某种分子协助就能完成，d正确。二、非选择题21图为利用生物技术获得生物新品种的过程示意图。据图回答：（1）随着科技发展，获取目的基因的方法也越来越多，如乙图中的“抗虫基因”是利用甲图中的方法获取的，该方法称为 。此过程中所使用的酶是 。除酶外还需要加入引物，其原因是 。（2）在培育转基因植物的研究中，卡那霉素抗性基因（kanr）常作为标记基因，只有含卡那霉素抗性基因的细胞才能在卡那霉素培养基上生长。乙图为获得抗虫棉技术的流程。a过程需要的酶有_、_。图中将目的基因导入植物受体细胞采用的方法是_。c过程的培养基除含有必要营养物质、琼脂和激素外，还必须加入_。（3）离体棉花叶片组织经c、d、e成功地培育出了转基因抗虫植株，此过程涉及的细胞工程技术是_ ，该技术的原理是_。（4）检测目的基因是否转录出mrna的具体方法是使用_与提取出的_做分子杂交。（5）科学家将植物细胞培养到_，包上人工种皮，制成了神奇的人工种子，以便更好地大面积推广培养。【答案】（1）pcr技术 热稳定dna聚合酶（taq酶） dna聚合酶不能从头合成 只能将单个脱氧核苷酸连接到dna链上如引物链上（dna聚合酶能够从引物的3端开始连接脱氧核苷酸）（2）限制性核酸内切酶（限制酶） dna连接酶 农杆菌转化法 卡那霉素（3）植物组织培养 植物细胞全能性（4）标记的目的基因 mrna分子（5）胚状体（或答“不定芽”“顶芽”“腋芽”也可）【解析】试题分析：（1）甲图中获取目的基因的方法pcr技术，该过程所使用的酶是耐高温dna聚合酶，但是dna聚合酶不能从头合成，只能将单个脱氧核苷酸连接到dna链上（如引物链），所以还需要加入引物。（2）a过程是构建重组质粒的过程，需要的根据酶有限制酶、dna连接酶。图中将目的基因导入植物受体细胞采用的方法是农杆菌转化法。c过程为脱分化过程，为了防止杂菌污染，其培养基除含有必要营养物质、琼脂和激素外，还必须加入卡那霉素（抗生素）。（3）离体棉花叶片组织经c、d、e成功地培育出了转基因抗虫植株，是植物组织培养的过程，该技术的原理是植物细胞的全能性。（4）检测目的基因是否转录出mrna的具体方法是使用标记的目的基因与提取出的mrna做分子杂交。（5）科学家将植物细胞培养到胚状体，包上人工种皮，制成了神奇的人工种子，以便更好地大面积推广培养。22中国科学家成功将人肝再生增强因子( halr)的基因导入羊的乳腺上皮细胞中，再利用核移植技术培育出了转基因克隆羊，其乳汁含有halr。请回答下列问题：(1)从人的肝细胞中获取所有mrna，并以此为模板反转录产生多种_片段，与载体连接后储存在一个受体菌群中，该受体菌群体叫做人的_文库，从该文库中获得halr基因，这样获得的基因与人的肝细胞中的halr基因相比_（有没有）区别。(2)得到halr基因后，若要较快地得到大量的halr基因，一般采用pcr技术扩增。扩增过程包括：目的基因解链为单链、_、在_酶作用下延伸，如此重复循环。下图中箭头表示一条引物结合模板的位置及扩增方向，请用箭头在方框内标出另一条引物的位置及扩增方向_。 (3)目的基因能否在受体细胞中稳定遗传的关键是转基因生物的dna上是否_。(4)人的halr基因能够在羊乳腺细胞表达出相同的halr，说明所有生物_。【答案】 cdna/互补dna cdna（部分dna） 有 引物与单链相应互补序列结合 taq/热稳定dna聚合/dna聚合 插入了目的基因 共用一套密码子【解析】试题分析：本题考查基因工程的基本操作程序，考查对获取目的基因、扩增目的基因、转化的原理理解。(1)从人的肝细胞中获取所有mrna，并以此为模板反转录可产生多种cdna片段，由于肝细胞中只有部分基因转录形成mrna，所以cdna与载体连接后储存在受体菌群中，该受体菌群体叫做人的cdan（部分dna）文库。从该文库中获得halr基因，这样获得的基因不含有启动子、终止子等序列，与人的肝细胞中的halr基因相比有区别。（2）pcr技术扩增过程包括：目的基因解链为单链、引物与单链相应互补序列结合、在taq/热稳定dna聚合酶作用下延伸，如此重复循环。两种引物分别与目的基因两条单链的一端结合，反方向开始子链形成过程。(3)目的基因只有插入转基因生物的染色体dna上才能在受体细胞中稳定遗传。(4)人的halr基因能够在羊乳腺细胞表达出相同的halr，说明所有生物遗传密码。23图一是利用基因工程生产人胰岛素的主要流程图，图二是生产过程中所制备的带有目的基因的供体dna分子及运载体（质粒）的示意图。箭头所指为相应限制酶的识别位点，tetr表示四环素抗性基因，tetr上游有基因c，基因c的表达产物会阻断tetr基因的表达。请回答下列问题：（1）图一中的供体细胞是_。（2）第步中需要的酶是_，第步常用_来处理细菌。（3）若图一所示过程中以 tetr为标记基因，则第步中应选用限制酶_对供体dna和质粒进行切割；为检测转化结果，将经第步处理后的大肠杆菌培养液接种在含有_的培养基上，长出的菌落就是导入重组质粒的菌落。（4）检测目的基因能否在大肠杆菌细胞中表达，常用的方法为_。【答案】（1）胰岛b细胞（2）反转录酶（逆转录酶） ca2+（3）bgli和hind 四环素（4）抗原-抗体杂交【解析】试题分析：（1）能表达出胰岛素的细胞是胰岛b细胞，即为图一中的供体细胞。（2）由图一分析可知，目的基因是胰岛素基因，但是从图中可知，在胰岛b细胞中获取一种核酸为原料来合成胰岛素基因，是反转录法，此过程需要逆转录酶和dna聚合酶。基因工程中受体细胞是微生物，可用一定浓度ca2+处理微生物，使其处于感受态。（3）tetr表示四环素抗性基因，tetr上游有基因c，基因c的表达产物会阻断tetr基因的表达，所以将目的基因插入基因c上破坏其结构，这样就不会阻碍tetr基因的表达，所以可用bgl、hind切割。为检测转化结果，将经第步处理后的大肠杆菌培养液接种含有四环素培养基上，因为tetr表示四环素抗性基因，可以表达出四环素抗性蛋白抵抗四环素，长出的菌落就是成功插入目的基因的菌落。（4）检测目的基因能否在大肠杆菌细胞中表达，常用的方法为抗原抗体杂交法。24人类在预防与诊疗传染性的疾病过程中，经常使用疫苗和抗体。已知某传染性疾病的病原体为rna病毒，该病毒表面的a蛋白为主要抗原，其疫苗生产和抗体制备的流程之一如图所示；请回答：（1）过程代表的是 。（2）过程构建a基因表达载体时，必须使用 和 两种工具酶。（3）基因表达载体的基本构成除了目的基因外，还包括 、 、 等。（4）过程采用的实验技术 是 ，经过获得的融合细胞有 种，x是 。（5）获得的x细胞在体外培养既可 ，又可 。（6）对健康人进行该传染病免疫预防时，可选用图中基因工程生产的a蛋白所制备的疫苗