高考生物习题 基因工程的工具与操作程序1

高考生物习题精选基因工程的工具与操作程序1

I.某一质粒载体如图所示，外源DNA插入到,或女，中会导致相应的基因失活（A〃炉表示氨芍青霉

素抗性基因，花，表示四环素抗性基因）。有人将此质粒载体用Bc〃〃〃：酶切后，与用Bs〃”I酶切获得的

目的基因混合，加入DNA连接能进行连接反应，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。被转化的大扬杆菌有三种，分别是含有环状目的基因、含有质粒载体、含有推入

了E的基因的重组质粒的大肠杆菌。回答卜.列问题：

（1）质粒载体作为基因工程的工具，应具备的基本条件有_______（答出两点即可），而作为基因表达载体，

除满足上述基本条件外，还需具有启动子和终止子。

⑵如果用含有氨苇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。

在上述筛选的基础上，若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。

⑶法因工程中，某些噬菌体经改造后可以作为载体，其DNA更制所需的原料来自于

2.植物中具有极强的耐旱性，其耐旱性与某个基因有关。若从该植物中获得该耐旱基因，并将其转移到耐

旱性低的植物乙中，有可能提高后者的耐旱性.

回答下列问题：

（1）理论上，基因组文库含有生物的_______基因：而cDNA文库中含有生物的_________基因。

⑵若要从植物甲中获得耐旱基因，可首先建立该植物的基因组文库，再从中________出所需的耐旱基因。

⑶将耐旱基因导入农杆菌，并通过农杆菌转化法将其导入植物的体细胞中，经过一系列的过程得

到再生植株。要确认该耐旱基因是否在再生植株中正确表达，应检测此再生植株中该基因的，如

果检测结果呈阳性，再在田间试验中检测植株的是否得到提高。

（4）假如用得到的二倍体转基因耐旱植株自交，子代中耐早与不耐早植株的数量比为3：1时，则可推测该

耐旱基因整合到了（填“同源染色体的一条上"或“同源染色体的两条上”）。

3.在应用农杆菌侵染植物叶片获得转基因植株的常规实验步骤中，不需要的是（）

A.用携带目的基因的农杆菌侵染植物细胞

B.用选择培养基筛选导入目的基因的细胞

C.用聚乙二醇诱导转基因细胞的原生质体融台

D.用适当比例的生长素和细胞分裂素诱导愈伤组织生.芽

4.卜.列有关人胰岛素基因表达载体的叙述，正确的是（）

A.表达载体中的胰岛素基因可通过人肝细胞mRNA反转录获得

B.表达我体的复制和胰岛素基因的表达均启动于更制原（起）点

C.借助抗生素抗性基因可将含胰岛素基因的受体细胞筛选出来

D.启动子和终止密码子均在胰岛素基因的转录中起作用

5.下列关于基因工程技术的叙述，正面的是（）

A.切割质粒的限制性核酸内切酶均特异性地识别6个核昔酸序列

B.PCR反应中温度的周期性改变是为了DNA聚合酶催化不同的反应

C.载体质粒通常采用抗生素合成基因作为筛选标记基因

D.抗虫基因即使成功地插入到植物细胞染色体上也未必能正常表达

6.人血清白蛋白(HSA)具有重要的医用价值，只能从血浆中制备。下图是以基因工程技术获取重组

HSA(rHSA)的两条途径。

(1)为获取HSA基因，首先需采集人的血液，提取合成总cDNA,然后以cDNA为模板，采用PCR

技术扩增HSA基因。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

条弓物的位置及扩增方向。

=....................

I］HSA基因［।

(2)启动子通常具有物种及组织特异性，构建在水稻胚乳细胞内特异表达rHSA的载体，需要选择的启动

子是(填写字母，单选)。

A.人血细胞启动子B.水稻胚乳细胞启动子

C.大肠杆菌启动子D.农忏菌启动子

⑶利用农杆菌转化水稻受体细胞的过程中，需添加酚类物质，其目的是

(4)人体合成的初始HSA多肽，需要经过膜系统加工形成正确的空间结构才能有活性。与途径II相比，选

择途径I获取rHSA的优势是。

(5)为证明rHSA具有医用价值，须确认rHSA与的生物学功能一致。

7.下表是几种限制艇识别序列及其切割位点，图1、图2中标注了相关限制酶的酶切位点，其中切割位点

相同的酶不重复标注。请回答下列问题：

限制酶1BellSa“3A1Hind111

识别序1

GGATCCTGATCAGATCAAGCTT

列及切

CCTAGGACTAGTCTAGTTCGAA

割位点

fAt

四环素抗性基因

RamHI

H〃，nHI引物甲HindIII

MWBdI

B<tmHIBelI/嬴

//mJIII

目的基因3A

启动子织节青毒素

抗性基因

图1图2

(1)用图中质粒和目的基因构建重组质粒，应选用两种限制酶切割，酶切后的载体和目的基因片段,

通过酶作用后获得重组质粒。为了扩增重组质粒，需将其转入处于态的大肠杆菌。

⑵为了筛选出转入了重组质粒的大肠杆菌，应在筛选平板培养基中添加，平板上长出的菌落，常

用PCR鉴定，所用的引物组成为图2中。

(3)若BamH［陶切的DNA末端与Be!I施切的DNA末端连接，连接部位的6个碱基对序列为,

对于该部位，这两种酶(填“都能”、“都不能”或“只有一种能“沏开。

(4)若用Sa〃3人I切图1质粒最多可能获得种大小不同的DNA片段。

8.GDNF是一种神经营养因了•，对损伤的神经细胞具有营养和保护作用。研究人员构建了含GDNF基因的

表达载体(如图1所示)，并导入到大鼠神经干细胞中，用于干细胞基因治疗的研究。请回答：

反向连搂

注bp表示a(旗对:载体和基因片段上的小箭弓

表示相关限制酶的酶切位点

图1

教体耐切电泳分析图谱

注一我示也泳条带

①、②、③表示电泳泳道

图2

(1)在分离和培养大鼠神经干细胞的过程中，使用胰蛋白酶的目的是o

(2)构建含GO/VF基因的表达载体时，需选择图I中的限制酶进行酶切。

(3)经醒切后的载体和GDNb基因进行连接，连接产物经筛选得到的载体主要有3种：单个载体自连、GON产

基因与载体正向连接、GDNF基因与载体反向连接(如图I所示)。为鉴定这3种连接方式，选择切箱1酶

和BamHI的对筛选得到的载体进行双酶切，并对酶切后的DNA片段进行电泳分析，结果如图2所示。

图中第泳道显示所鉴定的我体是正向连接的。

(4)将正向连接的表达载体导入神经干细胞后，为了检测GDNF基因是否成功表达，可用相应的

与樨取的蛋白质杂交。当培养的神经干细胞i大到一定密度时，需讲行培养以得到中多数景的细府..

用于神经干细胞移植治疗实验。

9.嗜热上壤芽抱杆菌产生的0-郁萄糖苜酶(BgIB)是一种耐热纤维素酶，为使其在工业生产中更好地应用，

开展了以下试验：

I.利用大肠杆菌表达BglB酶

(DPCR扩增bg/B基因时，选用_______基因组DNA作模板。

(2)下图为质粒限制酶酶切图谱。仇方基因不含图中限制酶识别序列。为使PCR扩增的公历基因重组进入

该质粒，扩增的例加基因两端需分别引入和不同限制褥的识别序列。

注：图中限制酶的识别序列及切割形成的黏性末端均不相同。

⑶大肠杆菌不能降解纤维萦，但转入上述建构好的表达载体后则获得了降解纤维素的能力，这是因为

参考答案

I.解析：（I）作为运载体必须具备如下特点：①能自主复制，从而在受体细胞中稳定保存；②告标记基因，

以供重组DNA的鉴定和选择；③具I〜多个限制酶切割位点以便外源DNA插入。（2）在含有氮羊青霉素的

培养基上，只有具有Amp1■的大肠杆菌才能够生长。而Amp「位于质粒上，故未被转化的和仅含环状目的基

因的大肠杆菌细胞中无Amp〔故不能在培养基中生长，而仅含有质粒载体的和含有插入了目的基因的重

组质粒的大肠杆菌均具有Ampr因而他在培养基中生长。目的基因的插入破坏了质粒载体的Tc。故含有插

入了目的基因的声组质粒的大肠杆菌不能在含有四环素的平板上生长，从而与仅含有质检载体的大肠杆菌

得以区分。（3）噬菌体是病毒，无细胞结构，无法自主合成DNA,需借助宿主细胞完成DNA复制。

答案：（1）能自我复制、具有标记基因

（2）二者均不含有氨甘青霉素抗性基因，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）二者均含有氨节青霉素抗性基因，在该培养基上均能生长四环素

（3）受体细胞

2.解析：（1）基因文库有两种：基因组文库和部分基因文库，基因组文库含有生物的全部基因：cDNA是

以mRNA为模板逆转录得到的，而细胞中只有部分基因表达，所以cDNA文库含有生物的部分基因。（2）

建立基因文库后要根据目的基因的特性从中筛选出目的基因。（3）目的基因与载体构建基因表达载体后，导

入乙植物细胞（受体细胞），需要进行表达产物（蛋白质）和生物个体水平（耐旱性）等的检测。（4）若是整合到同

源染色体的两条上，则此耐早一倍体植林为统合子，自史后代不会发生性状分离，所以根据实脍结果可推

测：该耐旱基因整合到了同源染色体的一条上。

答案：（1）全部部分（其他合理答案也可）（2）筛选（其他合理答案也可）（3）乙表达产物（其他合理答案也

可）耐旱性（4）同源染色体的一条上

3.C

4.C［胰岛素基因只在胰岛B细胞中表达，不在肝细胞中表达，肝细胞中无相应的mRNA,无法用反转

录法获得胰岛素基因，A项错误；复机启动于复制原点，胰岛素基因的表达启动于表达载体的启动子序列，

B项错误；抗生素抗性基因作为标记基因，作用是塞定和筛选含有目的基因的受体细胞，C项正确；终止

密码子在翻译过程中起作用，D项错误。］

5.D［本题考查了基因工程的相关知识，要求考生能够识记限制降的作用特点；识记PCR技术的过程和

目的；识记标记基因的种类等；明确基因工程的最后一步需要对目的魅因进行检测和鉴定。难度较小。限

制性核酸内切酶大多是特异性识别6个核等酸序列，但也有识别序列由4、5或8个核苔酸组成的，A错

误；PCR中耐高温的DNA聚合酹只是在延伸阶段发挥催化作用，B项错误；载体质粒上抗生素抗性基因

可作为标记在因，供重组DNA的鉴定和选择，不是抗生素合成基因，C错误；目的及因导入了受体纨胞

不一定就都能正常表达，D正确。］

6.⑴总RNA（或mRNA）

I------1HSA基因।.[

（2）B（3）吸引农杆菌移向水稻受体细胞，有利于目的基因成功转化（4）水稻是真核生物，具有膜系统，能

对初始rHSA多肽进行高效加工（5）HSA

7.解析：（1）选择的限制酶应在目的哀因两端存在识别位点，但8a〃山I可能使质粒中启动子丢失，因此

只能选a/I和小，HUI。酶切后的载体和目的基因片段，通过DNA连接酶作用后获得重组质粒。为了扩

增重组质粒，需将其转入处于感受态的大肠杆菌。