(完整版)高中生物基因工程试题

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阶段质量检测(一)——基因工程本次考试时间为45分钟，满分100分，包含选择题和其他题型。一、选择题(每小题3分，共45分)1.下列有关基因工程技术的叙述，正确的是：A.重组DNA技术所用的工具酶是限制酶、连接酶和载体。B.所有的限制酶都只能识别同一种特定的核苷酸序列。C.只要是细菌中的质粒都可以直接作为基因工程中的载体。D.载体必须具备的条件之一是有多个限制酶切割位点，以便与外源基因进行连接。2.(浙江高考)天然的玫瑰没有蓝色花，这是由于缺少控制蓝色色素合成的基因B，而开蓝色花的矮牵牛中存在序列已知的基因B。现用基因工程技术培育蓝玫瑰，下列操作正确的是：A.提取矮牵牛蓝色花的mRNA，经逆转录获得互补的DNA，再扩增基因B。B.利用限制性核酸内切酶从开蓝色花矮牵牛的基因文库中获取基因B。C.利用DNA聚合酶将基因B与质粒连接后导入玫瑰细胞。D.将基因B直接导入大肠杆菌，然后感染并转入玫瑰细胞。3.日本下村修、美国沙尔菲和钱永健因在发现绿色荧光蛋白(GFP)等研究方面做出突出贡献，获得2008年度诺贝尔化学奖。GFP在紫外光的照射下会发出绿色荧光。依据GFP的特性，你认为该蛋白在生物工程中的应用价值是：A.作为标记基因，研究基因的表达。B.作为标记蛋白，研究细胞的转移。C.注入肌肉细胞，繁殖发光小白鼠。D.标记噬菌体外壳，示踪DNA路径。4.下列有关质粒的叙述，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自主复制的小型环状DNA。C.质粒只有在侵入宿主细胞后，才能在宿主细胞内复制。D.基因工程中常用的载体除了质粒外，还有核DNA、动植物病毒以及λ噬菌体的衍生物。5.下列有关基因工程的叙述正确的是：A.用同种限制性核酸内切酶切割载体与含目的基因的DNA片段可获得相同的黏性末端。B.以蛋白质的氨基酸序列为依据合成的目的基因与原基因的碱基序列相同。C.检测到受体细胞中含有目的基因就标志着基因工程育种已经成功。D.质粒上抗生素的抗性基因有利于质粒与外源基因连接。6.下列有关基因工程和蛋白质工程步骤的叙述不正确的是：A.将基因表达载体导入小鼠的受精卵中常用显微注射法。B.设计扩增目的基因的引物时不必考虑表达载体的序列。C.蛋白质工程是通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新蛋白质的技术。D.蛋白质工程是一种技术，其可以通过人工合成自然界中不存在的蛋白质。这项技术可以用于生产大量的人类胰岛素。在这个过程中，适当的酶被用来对载体和人类胰岛素基因进行切割和黏合。适当的化学物质被用来处理受体细菌表面，以便将重组DNA导入受体细菌。通常通过检测目的基因产物来检测重组DNA是否已导入受体细菌。重组DNA必须能够在受体细菌内进行复制和转录，并合成人类胰岛素。8.图中P代表的是质粒DNA，S代表的是外源DNA。Q表示限制酶的作用，R表示RNA聚合酶的作用。G是质粒DNA和外源DNA形成的重组质粒。9.目的基因在真核细胞中能否稳定遗传的关键是目的基因是否插入质粒DNA中。检测受体细胞是否含有目的基因及其是否成功转录的方法包括分子杂交法。目的基因的鉴定通常是在个体水平上进行的。如果在受体细胞内检测到目的基因表达的蛋白质，可以确定目的基因首端含有启动子。10.科学家利用生物技术将人类生长激素基因导入小鼠受精卵的细胞核中，经培育获得一种转基因小鼠，其膀胱上皮细胞可以合成人类生长激素并分泌到尿液中，在医学研究及相关疾病治疗方面都具有重要意义。选择受精卵作为外源基因的受体细胞是因为这种细胞具有全能性。采用DNA分子杂交技术可检测外源基因在小鼠细胞内是否成功表达。人类生长激素基因能够在小鼠细胞表达，说明遗传密码在不同种生物中可以通用。将转基因小鼠体细胞进行核移植（克隆）可以获得多个具有外源基因的后代。11.某科学家从细菌中分离出耐高温淀粉酶（Amy）基因a，通过基因工程的方法，将基因a与载体结合后导入马铃薯植株中，经检测发现Amy在成熟块茎细胞中存在。获取基因a的限制酶的作用部位是图中的①。基因a进入马铃薯细胞后，可以随马铃薯DNA分子的复制而复制，传给子代细胞。连接基因a与载体的DNA连接酶的作用部位是图中的②。通过该技术，人类可以实现定向改造马铃薯的遗传性状。12.某研究小组为了研制预防禽流感病毒的疫苗，开展了前期研究工作。其简要的操作流程如下图。步骤①所代表的过程是反转录。图中两种限制性核酸内切酶的识别序列和切割位点分别是什么？乙：使用这两种限制性核酸内切酶对下列DNA序列进行切割，得到哪些产物？ATGGCTAGCTAGCGATCGATCGCTAGCTAGCGATCGCTAGCTAGCGATCG丙：为什么限制性核酸内切酶能够识别特定的DNA序列并进行切割？甲：第一种限制性核酸内切酶的识别序列为GATC，切割位点为G与A之间的键；第二种限制性核酸内切酶的识别序列为CTCGAG，切割位点为C与T之间的键。乙：第一种限制性核酸内切酶对应的切割产物为ATGGCTAG和CTAGCGATCGCTAGCTAGCGATCG，第二种限制性核酸内切酶对应的切割产物为ATGGCTAGCTAGCGAT和CGCTAGCTAGCGATCG。丙：限制性核酸内切酶能够识别特定的DNA序列是因为它们的结构中含有能够与特定DNA序列配对的识别位点，如酶切位点。这些结构能够识别并结合到特定的DNA序列上，从而使酶发挥其切割作用。1.图中甲和乙代表两段DNA序列。2.EcoRⅠ和HpaⅠ是两种限制酶。3.经过相应操作后，甲和乙都被切割成了两个片段，切口类型分别为“粘性末端切口”和“平端切口”。甲中限制酶的切点是“GAATTC”之间，乙中限制酶的切点是“GTTAAC”之间。4.由图解可以看出，限制酶的作用特点是能够识别特定的DNA序列并在该序列上切割，形成特定的切口。5.如果甲中G碱基发生改变，可能会导致限制酶无法识别该序列，从而无法切割，影响DNA的进一步操作。17.1.科学家在进行上述基因操作时，通常要用同一种限制酶分别切割质粒和含目的基因的DNA，质粒的粘性末端与目的基因两侧的粘性末端就可通过连接酶而黏合。这一过程体现了质粒作为运载体必须具备的条件是具有可切割的黏性末端。2.为了确定转基因大豆是否培育成功，既要用放射性同位素标记的探针进行分子杂交检测，又要用生物学检测方法从个体水平鉴定大豆植株的抗除草剂特性。3.有人提出，种植上述转基因大豆，它所携带的目的基因可以通过花粉传递给近缘物种造成“基因污染”。另一方观点认为，由于存在物种隔离，它们很难与其他植物杂交。18.科学家发现，油菜素内酯这种植物激素能够促进农药在植物体内的降解和代谢。实验结果显示，经过油菜素内酯处理后，参与农药降解的基因（如P450）的表达和酶活性都得到了提高。在这些基因的作用下，合成的蛋白酶能够逐渐将农药转化为水溶性或低毒无毒的物质，有些则会被直接排出体外。为了进一步研究这一现象，某课题组进行了以下实验操作：(1)获得油菜素内酯基因的方法包括PCR扩增和基因克隆等。在进行PCR扩增时，需要使用耐高温的酶，如Taq酶。在步骤②中，需要使用限制性内切酶等酶。(2)在实验中，采用了化学法导入重组质粒，并在导入之前进行了酶切处理。(3)导入重组质粒后，需要进行检测和筛选。探针可以用于检测是否导入了重组基因，而含有目的基因的细胞可以通过加入适当的抗生素在培养基中进行筛选。(4)该课题可以命名为“油菜素内酯促进农药降解的分子机制研究”。(5)该研究的生态学意义包括：促进农作物对农药的代谢和降解，减少农药在环境中的残留和污染，提高农产品的安全性和质量。19.降钙素是一种多肽类激素，常用于治疗骨质疏松症等疾病。由于人体内降钙素活性较低，半衰期较短，某科研机构进行了研发工作，旨在开发一种活性更高、半衰期更长的新型降钙素。该机构从预期新型降钙素的功能出发，推测相应的脱氧核苷酸序列，并人工合成了两条各含72个碱基的DNA单链。两条链通过18个碱基对形成部分双链DNA片段，再利用Klenow酶进行补平，最终获得了双链DNA。在该过程中，发现较长的核苷酸单链容易产生缺失碱基的现象。(1)Klenow酶是一种DNA聚合酶，合成的双链DNA含有18个碱基对。(2)大肠杆菌是理想的受体细胞，这是因为它具有高度的易感性、生长速度快、易于培养和操作等优点。设计EcoRⅠ和BamHⅠ双酶切的目的是将获得的双链DNA分别在GAATTC和GGATTC处切割，以便插入到大肠杆菌质粒中。要进行重组质粒的鉴定和选择，需要大肠杆菌质粒中含有Amp抗性基因，以便筛选出含重组质粒的大肠杆菌，并进行DNA测序验证。(3)经DNA测序表明，最初获得的多个重组质粒均未发现完全正确的基因序列，最可能的原因是PCR扩增时引入了突变。(1)需要启动子。(2)用Ca处理大肠杆菌，使之成为无菌状态，然后导入重组载体。实验中，用添加氨苄青霉素的培养基培养大肠杆菌，未导入质粒的细菌将会死亡，原因是这些细菌不含有Amp抗性基因。(3)能表达LacZ基因的大肠杆菌在含有IPTG和X-gal的培养基上会形成白色菌落，易于识别。根据上述原理可以初步判断白色菌落中的大肠杆菌为重组菌。将制备的探针加入角化囊肿切片中，与SHH基因形成杂交带，进而判断SHH基因的转录情况。1.选择D载体需要进行改造，因为不同的限制酶识别不同的核苷酸序列，而天然质粒大多不符合要求。2.选择A获得目的基因通常有两种方法：化学方法合成或PCR扩增已知序列的目的基因，或者建立基因文库寻找未知序列的目的基因。连接目的基因和质粒应用DNA连接酶。逆转录酶作用下，通过逆转录获得目的基因B，再通过扩增获得大量的基因B。3.选择B绿色荧光蛋白基因常用作标记基因，用于研究细胞转移。4.选择B质粒是小型环状DNA分子，独立存在于细菌DNA之外，不是细胞器。5.选择A用同种限制性核酸内切酶切割载体和含目的基因的DNA片段，以便连接载体和目的基因。目的基因与原基因的碱基序列可能不同，因为一个氨基酸可能对应多个密码子。质粒上的抗生素抗性基因可以用作重组DNA的鉴定和选择。6.选择B常用显微注射法将基因表达载体导入小鼠受精卵中。设计的引物应能与表达载体两端的序列互补配对。蛋白质工程是指通过对基因修饰或合成，对现有蛋白质进行改造或制造新的蛋白质的技术。通过蛋白质工程可以合成自然界不存在的蛋白质。7.选择C检测重组DNA是否已导入受体细菌，需要对载体的标记基因进行检测。检测目的基因的表达产物是检测目的基因是否表达的常用方法。8.在重组质粒中，选D质粒是一种小型环状DNA分子，其中P是质粒DNA，S是外源DNA，G是质粒和外源DNA通过DNA连接酶连接而成的。为了形成重组质粒，质粒和外源DNA需要经过同一种限制性核酸内切酶切割出相同的黏性末端。9.在真核细胞中，选A目的基因是否能够稳定遗传的关键是它是否插入到核DNA中。DNA分子杂交法可以用来检测目的基因，而DNA-RNA分子杂交法可以用来检测mRNA。如果基因能够成功表达，说明其首端含有启动子。10.受精卵的全能性最高，因此采用DNA分子杂交技术可以检测受体细胞是否含有目的基因。人的生长激素基因能够在小鼠细胞中表达，这说明生物共用一套遗传密码。通过克隆产生的细胞是相同的。11.CDNA连接酶和限制酶的作用部位都是磷酸二酯键，即图中①部位。12.从图中可以看出，步骤①所代表的过程是逆转录。步骤②需要使用限制性核酸内切酶和DNA连接酶。步骤③可以用CaCl2处理大肠杆菌，使其细胞从常态转化为感受态细胞。要检验Q蛋白的免疫反应特性，可以使用Q蛋白与患禽流感康复的鸡的血清进行抗原-抗体特异性反应。13.质粒是一种很小的环状DNA分子，它在细胞染色体（拟核）外能够自主复制，而且不含等位基因。限制性核酸内切酶的作用部位是DNA分子中特定的两个相邻核苷酸之间的磷酸二酯键，而不是氢键。14.从表中信息可以看出，a酶的识别序列有2个，b酶的识别序列是1个。a酶与b酶切断的化学键相同。a酶与b酶切出的黏性末端可以互补，而GGGCCC和CCCGGG是ApaⅠ和PspOMⅠ识别的序列，由于切点不同，形成的黏性末端也不同。15.BciT130Ⅰ可识别GGTACCGGATCC和CCATGGCCTAGG序列，经切割后形成的黏性末端不能互连。Eco72Ⅰ切割的是磷酸二酯键，RNA聚合酶、DNA聚合酶催化合成的也是磷酸二酯键。16.从图解可以看出，甲和乙代表的是不同的DNA片段，在相应的限制酶（EcoRⅠ、HpaⅠ）的作用下，在特定的位点被剪切成两部分。前者是在识别序列的中心轴线两侧分别切开，形成的末端是黏性末端；后者是在识别序列的中心轴线处切开，形成的末端是平末端。19．解析：(1)根据题干信息，Klenow酶是一种DNA聚合酶，用它合成的双链DNA中碱基对数为126。(2)大肠杆菌繁殖速度快，遗传物质相对较少，是基因工程中理想的受体细胞。使用双酶切可避免目的基因和载体随意连接。(3)长链核苷酸的合成容易出现缺失碱基的问题。答案：(1)DNA聚合酶合成的双链DNA中有126个碱基对。(2)大肠杆菌繁殖速度快，遗传物质相对较少，是理想的基因工程受体细胞。