专题一基因工程习题.docx

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专题一基因工程习题

专题一基因工程习题

有。

3．下图是利用基因工程技术生产人胰岛素的操作过程示意图，请据图完成下列问题。

（1）能否利用人的皮肤细胞来完成①过程？

____________，为什么？

____________________________________________________________________。

（2）过程②一定要用到的酶是__________酶，过程③在细胞内需要的酶是__________酶。

（3）在利用A、B获得C的过程中，一般用__________________________切割A和B，使它们产生______________，再加入__________，才可形成C。

（4）为使过程⑧更易进行，可用__________（填药剂）处理D。

4．科学家通过基因工程方法，培育了能抗棉铃虫的棉花植株——抗虫棉。

其过程大致如图所示。

根据题意，回答下列问题。

（1）基因工程的操作程序主要包括的四个步骤是：

________________、________________、________________、________________。

（2）Ti质粒是农杆菌中的一种质粒，其上有TDNA，把目的基因插入Ti质粒的TDNA中是利用TDNA____________________________________的特点。

（3）Bt毒蛋白基因转入普通棉株细胞内并成功实现表达的过程，在基因工程中称为________。

（4）将目的基因导入受体细胞的方法有很多种，该题中涉及的是________________________________。

（5）目的基因能否在棉株体内稳定维持和表达其遗传特性的关键是_____________________________________________________，

这需要通过检测才能知道，检测采用的方法是________________。

5．α1－抗胰蛋白缺乏症是一种在北美较为常见的单基因遗传病，患者成年后会出现肺气肿及其他疾病，严重者甚至死亡。

对于该致病患者常可采用注射入α1－抗胰蛋白酶来缓解症状。

据此完成

（1）～

（2）题。

（1）图1表示获取人α1－抗胰蛋白酶基因的两种方法，请回答下列问题：

①a过程是在__________酶的作用下完成的，该酶的作用特点是____________________________________________________________________。

②c过程称为________________，该过程需要的原料是______________________。

③要确定获得的基因是否是所需的目的基因，可以从分子水平上利用______________________技术检测该基因的碱基序列。

（2）利用转基因技术将控制该酶合成的基因导入羊的受精卵，最终培育出能在乳腺细胞表达人α1－抗胰蛋白酶的转基因羊，从而更易获得这种酶，简要过程如图2所示。

①获得目的基因后，常利用________________技术在体外将其大量扩增。

②载体上绿色荧光蛋白（GEP）基因的作用是便于

________________________________________________________________。

基因表达载体d，除图中的标示部分外，还必须含有________________。

6．阅读下面的资料并回答问题。

资料一　科学家将牛生长激素基因导入小鼠受精卵中,得到了体型巨大的“超级小鼠”;科学家采用农杆菌转化法培育出转基因烟草。

资料二　T4溶菌酶在温度较高时易失去活性。

科学家对编码T4溶菌酶的基因进行了改造,使其表达的T4溶菌酶第3位的异亮氨酸变为半胱氨酸,在该半胱氨酸与第97位的半胱氨酸之间形成了一个二硫键,提高了T4溶菌酶的耐热性。

（1）资料一属于基因工程的范畴。

将基因表达载体导入小鼠的受精卵中常用　　　　　　　　法。

构建基因表达载体常用的工具酶是　　　　　　　　　　和　　　　　　　　。

在培育有些转基因植物时,常用农杆菌转化法,农杆菌的作用是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

（2）资料二中的技术属于　　　　　　　工程的范畴,该工程是指以分子生物学相关理论为基础,通过基因修饰或基因合成,对　　　　　　　　进行改造,或制造一种　　　　　　的技术。

在该实例中,引起T4溶菌酶空间结构改变的原因是组成该酶肽链的　　　　　　　　　　　　序列发生了改变。

7．在某些深海鱼中发现的抗冻蛋白基因afp对提高农作物的抗寒能力有较好的应用价值。

下图所示是获得转基因莴苣的技术流程,请据图回答下列问题。

7题图8题图

（1）获取目的基因的主要途径包括从自然界已有的物种中分离和　　　　　　　。

（2）重组质粒除了带有抗冻蛋白基因afp以外,还必须含有启动子、终止子、　和等,这样才能构成一个完整的基因表达载体。

（3）如果受体细胞C1是土壤农杆菌,则将目的基因导入它的目的是利用农杆菌的　　　　　　　，使目的基因进入受体细胞C2,并将其插入受体细胞C2中的　　　　　　　上，使目的基因的遗传特性得以稳定维持和表达,形成转基因莴苣。

经②过程获得的转基因莴苣中的目的基因是否表达,在分子水平上可用　　　　　　　法进行检测,如果出现杂交带,说明目的基因已经表达蛋白质产品,转基因莴苣培育成功。

8、如上图为某种质粒表达载体简图,小箭头所指分别为限制性核酸内切酶EcoRⅠ、BamHⅠ的酶切位点,ampR为青霉素抗性基因,tetR为四环素抗性基因,P为启动子,T为终止子,ori为复制原点。

已知目的基因的两端分别有包括EcoRⅠ、BamHⅠ在内的多种酶的酶切位点。

据图回答下列问题。

（1）将含有目的基因的DNA与质粒表达载体分别用EcoRⅠ酶切,酶切产物用DNA连接酶进行连接后,其中由两个DNA片段之间连接形成的产物有

　　　　　　　　　、　　　　　　　　　　　　　、　　　　　　　　　　　　　　　3种。

（2）用上述3种连接产物与无任何抗药性的原核宿主细胞进行转化实验。

接种到含青霉素的培养基中,能生长的原核宿主细胞所含有的连接产物是　。

 之后将这些宿主细胞接种到含四环素的培养基中,能生长的原核宿主细胞所含有的连接产物是　　　　　　　　　　　;能生长的原因是。

（3）目的基因表达时,RNA聚合酶识别和结合的位点是　　　　,其合成的产物是　　　　。

（4）在上述实验中,为了防止目的基因和质粒自身环化，酶切时应选用的酶是 。

9、图1表示含有目的基因D的DNA片段长度（bp即碱基对）和部分碱基序列,图2表示一种质粒的结构和部分碱基序列。

现有MspⅠ、BamHⅠ、MboⅠ、SmaⅠ4种限制性核酸内切酶,它们识别的碱基序列和酶切位点分别为C↓CGG、G↓GATCC、↓GATC、CCC↓GGG。

请回答下列问题。

（1）图1的一条脱氧核苷酸链中相邻两个碱基之间依次由　　　　　　　　　　　　连接。

（2）若用限制酶SmaⅠ完全切割图1中DNA片段,产生的末端是　　　　末端,其产物长度为　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

（3）若图1中虚线方框内的碱基对被T—A碱基对替换,那么基因D就突变为基因d。

从杂合子中分离出图1及其对应的DNA片段,用限制酶SmaⅠ完全切割,产物中共有　　　　种不同长度的DNA片段。

（4）若将图2中质粒和目的基因D通过同种限制酶处理后进行连接,形成重组质粒,那么应选用的限制酶是　　　　。

在导入重组质粒后,为了筛选出含重组质粒的大肠杆菌,一般需要用添加　　　　　　　的培养基进行培养。

经检测,部分含有重组质粒的大肠杆菌菌株中目的基因D不能正常表达,其最可能的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

10．下表中列出了几种限制酶识别序列及其切割位点，圈l、圈2中箭头表示相关限制酶的酶切位点．请回答下列问题：

（1）一个如图1所示的质粒分子经SmaⅠ切割前后，分别含有　　个游离的磷酸基团．

（2）若对图中质粒进行改造，插入的SmaⅠ酶切位点越多，质粒的热稳定性越　　．

（3）用图中的质粒和外源DNA构建重组质粒，不能使用SrnaⅠ切割，原因是　　．

（4）与只使用EcoRI相比较，使用BamHⅠ和HindⅢ两种限制酶同时处理质粒、外源DNA的优点在于可以防止　　。

（5）为了获取重组质粒，将切割后的质粒与目的基因片段混合，并加入　　。

（6）重组质粒中抗生素抗性基因的作用是为了　　。

（7）为了从cDNA文库中分离获取蔗糖转运蛋白基因，将重组质粒导入丧失吸收蔗糖能力的大肠杆菌突变体，然后在　的培养基中培养，以完成目的基因表达的初步检测。

11、下表是几种限制酶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

BamHⅠ

BclⅠ

Sau3AⅠ

HindⅢ

识别序列及

切割位点

（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。

（2）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BamHⅠ酶切的DNA末端与BclⅠ酶切的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”）切开。

（4）若用Sau3AⅠ切图1质粒最多可能获得　　　　种大小不同的DNA片段。

12．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。

（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。

13．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______________________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：

。

14．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．

15．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（①至④代表过程，A至C代表结构或细胞）：

（1）图中①过程用到的酶是，所形成的B叫做．

（2）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③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．

16．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．③是．含有启动子的是（填“目的基因Ⅰ”或“目的基因Ⅱ”）．

（2）大量扩增目的基因可采用的方法是。

（3）④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．

17、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

AluⅠ

EcoRⅠ

PstⅠ

SmaⅠ

切割位点

AG↓CT

TC↑GA

G↓AATTC

CTTAA↑G

CTGCA↓G

G↑ACGTC

CCC↓GGG

GGG↑CCC

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③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⑥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。

①采用EcoRⅠ和PstⅠ酶切，得到种DNA片段。

②采用EcoRⅠ和SmaⅠ酶切得到种DNA片段。

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）①②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：

①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。

②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___________。

19．为扩大可耕地面积，增加粮食产量，黄河三角洲等盐碱地的开发利用备受关注．我国科学家应用耐盐基因培育出了耐盐水稻新品系．

（1）获得耐盐基因后，构建重组DNA分子所用的限制性内切酶作用于图中的　　处，DNA连接酶作用于　　处．（填“a”或“b”）

（2）将重组DNA分子导入水稻受体细胞的常用方法有农杆菌转化法和　　法．

（3）由导入目的基因的水稻细胞培养成植株需要利用　　技术，该技术的核心是　　和　　．

（4）为了确定耐盐转基因水稻是否培育成功，既要用放射性同位素标记的　　做探针进行分子杂交检测，又要用　　方法从个体水平鉴定水稻植株的耐盐性．

20、利用基因工程技术培育转基因抗冻番茄，该过程需要用多种限制酶，如图依次表示EcoRI、SmaI、NaeI三种限制酶的识别序列及切割位点，请回答：

（1）上述限制酶在特定位点切割DNA，其实质是断开DNA分子每条链中特定部位的两个核苷酸之间的

_________，切割后产生了_________末端。

（2）利用EcoRI和NaeI酶切得某种鱼的抗冻蛋白基因，可与被EcoRI和SamI酶切后的质料连接成重组质料，原因是______________________________________________________。

（3）重组质粒导入番茄后，欲检测抗冻蛋白基因是否转录出mRNA，需利用_________作探针。

（4）利用抗冻蛋白制备出相应的_________，然后进行抗原-抗体杂交，观察到杂交带出现，尚不足以确定转基因抗冻番茄培育是否成功。

因此，还应将转基因番茄_________，以确定其耐寒能力是否提高。

（5）应用PCR扩增目的基因时，需要在基因组数据库中查询目的基因的_________序列，以便合成引物。

PCR过程第一轮循环的模板是____________________________________。