基因工程的训练题

1、2021年高中生物选修三.解做题共23小题1 .答复以下问题：1博耶H. Boyer和科恩S. Cohen将非洲爪蟾核糖体蛋白基因与质粒重组后导 入大肠杆菌细胞中进行了表达.该研究除证实了质粒可以作为载体外,还证实了答出两点即可.2体外重组的质粒可通过 Ca2+参与的 方法导入大肠杆菌细胞；而体外重组的噬菌体DNA通常需与 组装成完整噬菌体后,才能通过侵染的方法将重组的噬菌体DNA导入宿主细胞.在细菌、心肌细胞、叶肉细胞中,可作为重组噬菌体宿主细胞的是 O3真核生物基因目的基因在大肠杆菌细胞内表达时,表达出的蛋白质可能会被降 解,为预防蛋白质被降解,在实验中应选用 的大肠杆菌作为受体细胞,在蛋

2、白质 纯化的过程中应添加 的抑制剂.2 .某一质粒载体如下图, 外源DNA插入到Ampr或Tetr中会导致相应的基因失活 Ampr 表示氨茉青霉素抗性基因,Tet1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,参加 DNA连接酶进行连接反响,用得到的 混合物直接转化大肠杆菌,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.答复以下问题：1质粒载体作为基因工程的工具,应具备的根本条件有 答出两点即可. 而作为基因表达载体,除满足上述根本条件外,还需具有

3、启动子和终止子.2如果用含有氨茉青霉素的培养基进行筛选,在上述四种大肠杆菌细胞中,未被转化 的和仅含有环状目的基因的细胞是不能区分的,其原因是;并且 和的细胞也是不能区分的,其原因是 .在上述筛选的根底上,假设要筛选含有插入了 目的基因的重组质粒的大肠杆菌的单菌落,还需使用含有 的固体培养基.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 于.3 .干扰素是动物或人体细胞受到病毒感染后产生的一种糖蛋白,具有抗病毒、抑制细胞增 殖及抗肿瘤的作用.培育转干扰素基因马铃薯植株的大致流程如下图.请答复以下问题:(1)过程中剪切质粒和目的基因时所需要的工具酶是 ,使用上述酶的

4、优点是(答两点).(2)过程中将重组质粒导入根瘤农杆菌时,常用 处理根瘤农杆菌,使其成为感受态细胞,最终使干扰素基因插入马铃薯细胞的 上.(3)图中过程 和过程合称为 技术,该技术能表达细胞的 .(4)在分子水平上检测转基因是否成功包括三个方面： .4 .人参是一种名贵药材,具有良好的滋补作用.口服干扰素在慢性乙肝、丙肝及局部肿瘤的治疗中有一定疗效.以下图为科研人员制备能合成干扰素的人参愈伤组织细胞的流程,表示相关的操作,EcoRI、BamH I为限制酶,它们的识别序列及切割位点如表所示.请答复以下问题:F犹K其因里闪入达标我M国史Fl曲 力显将Er'ult ltftrr E 1

5、63;eH II限制的SR第序列和切网位点1；A VFK：ffrjjrali 1f5 泊 TCC?棘嚼史幺人学急仿也名义他合嘿卜状犬的丁*叶翦中职土胞| 一人睢色惦机江物喇(1)步骤中,利用PCR技术扩增干扰素基因时,设计引物序列的主要依据是 .科研人员还在两种引物的一端分别加上了 和 序列,以便于后续的剪切和连接.(2)过程所构建的基因表达载体中未标注出的必需元件还有 ,过程中需先 用 处理根瘤农杆菌以便将基因表达载体导入细胞.(3)过程中,科研人员提取愈彳组织细胞的 RNA后,先通过 过程获得DNA ,再进行PCR扩增,假设最终未能检测出干扰素基因,其可能原因是 .(4)科研人员认为,将转

6、干扰素基因的人参愈伤组织加工成的药物比单纯干扰素的疗效要好,其依据是 .解析：1 .【解答】解：(1)将非洲爪蟾核糖体蛋白基因与质粒重组后导入大肠杆菌细胞中进行了表 达,说明体外重组的质粒可以进入受体细胞；真核生物基因可在原核细胞中表达.(2)噬菌体属于细菌病毒, 宿主细胞只能是细菌, 所以在细菌、心肌细胞、叶肉细胞中, 可作为重组噬菌体宿主细胞的是细菌.(3)真核生物基因(目的基因)在大肠杆菌细胞内表达时,表达出的蛋白质可能会被降 解,为预防蛋白质被降解,选择的大肠杆菌体内应该没有可以降解蛋白质的酶,所以选 择蛋白酶缺陷型的大肠杆菌作为受体细胞,在蛋白质纯化的过程中应添加蛋白酶的抑制 剂.故

7、答案为：(1)体外重组的质粒可以进入受体细胞；真核生物基因可在原核细胞中表达(2)转化 外壳蛋白(或答噬菌体蛋白)细菌(3)蛋白酶缺陷型 蛋白酶2 .【解答】解：(1)质粒载体作为基因工程的工具,应具备的根本条件有具有标记基因、具有一个或多个限制酶切点、能在受体细胞中复制并稳定保存.(2)由于未被转化的和仅含有环状目的基因的大肠杆菌中不含有氨芳青霉素抗性基因, 因此如果用含有氨芳青霉素的培养基进行筛选,未被转化的和仅含有环状目的基因的大 肠杆菌均不能存活,因此两者是不能区分的；含有质粒的大肠杆菌和含重组质粒的大肠 杆菌的细胞,由于均含有氨芳青霉素抗性基因, 在含有氨芳青霉素的培养基上都能生长,

8、 因此两者也是不能区分的.在上述筛选的根底上,假设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,还需使用含有四环素的固体培养基,即含有重组质粒的大肠 杆菌在其中不能生长,而含有普通质粒的大肠杆菌能生长.(3)噬菌体属于病毒,病毒没有细胞结构,其DNA复制所需的原料来自于受体细胞.故答案为：(1)能自我复制、具有标记基因(2)二者均不含有氨芳青霉素抗性基因,在该培养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(或答含有重组质粒)二者均含有氨芳青霉素抗性基因,在该培养基上均能生长四环素(3)受体细胞3 .【解答】解：(1)构建基因表达载体时, 需要使用相同的限制酶切割质粒和目的基

9、因,而且要预防目的基因、标记基因等结构被破坏,所以选择的限制酶是PstI、EcoRI.酶切后,目的基因形成的两个黏性末端序列不相同保证了目的基因以唯一方向和质粒连接.(2)利用农杆菌转化法将目的基因导入受体细胞时,需要将农杆菌利用钙离子进行处理,目的是使其成为感受态细胞,最终使干扰素基因插入马铃薯细胞的染色体DNA上.(3)图中是脱分化,是再分化,和过程合称为植物组织培养技术,该技术能 表达细胞的全能性.(4)在分子水平上检测转基因是否成功包括三个方面包括：检测转基因生物的DNA是否插入干扰素基因,检测干扰素基因是否转录出mRNA ,检测干扰素基因是否译出干扰素.故答案为：(l) PstI、E

10、coRI可预防目的基因被破坏、保证目的基因以唯一方向和质粒连接(2) Ca2+染色体 DNA(3)植物组织培养全能性(4)检测转基因生物的 DNA是否插入干扰素基因,检测干扰素基因是否转录出mRNA ,检测干扰素基因是否译出干扰素4.【解答】解：(1)步骤中,利用PCR技术扩增干扰素基因时,设计引物序列的主要 依据是干扰素基因两端的局部核甘酸序列.由于需要用EcoRI、BamHI两种限制酶切割目的基因和质粒,因此科研人员还在两种引物的一端分别加上了GAATTC和GGATCC序列,以便于后续的剪切和连接.(2)基因表达载体的组成包括目的基因、标记基因、启动子、终止子和复制原点,因此 过程所构建的基因表达载体中未标注出的必需元件还有复制原点；微生物细胞作为受 体细胞时,需要钙离子处理使其变为感受态细胞,即过程 中需先用Ca2+处理根瘤农杆 菌以便将基因表达载体导入细胞.(3)在利用反转录法合成目的基因时,科研人员提取愈伤组织细胞的RNA后,先通过逆转录过程获得 DNA ,再进行PCR扩增.干扰素基因未能导入人参愈伤组织细胞或导 入人参愈伤组织细胞的干扰素基因未能转录,这会导致通过该方法不能检测出干扰素基 因.(4)科研人员认为,将干扰素的治疗作用与人参的滋补作用相结合,能在抗病毒、抗肿 瘤和免疫调节等方面发挥协同作用,因此将转