基因工程及克隆技术专题课时过关练.docx

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基因工程及克隆技术专题课时过关练

基因工程及克隆技术专题课时过关练

一、选择题

1.限制性核酸内切酶MunⅠ和限制性核酸内切酶EcoRⅠ的识别序列及切割位点分别是—C↓AATTG—和—G↓AATTC—。

如图表示四种质粒和目的基因，其中，箭头所指部位为限制性核酸内切酶的识别位点，质粒的阴影部分表示标记基因。

下列质粒适于作为图示目的基因载体的是（　　）

A.①B.②

C.③D.④

解析　由图可知，质粒②上无标记基因，不适合作为载体；质粒③和④的标记基因上都有限制性核酸内切酶的识别位点。

只有质粒①上既有标记基因，且MunⅠ的切割点不在标记基因上。

答案　A

2.如图是表达新基因用的质粒的示意图，若要将目的基因插入到质粒上的A处，则切割基因时可用的是（　　）

A.HindⅢB.EcoRⅠ

C.EcoBD.PstⅠ

解析　A处有BamHⅠ、EcoB、ClaⅠ限制性核酸内切酶的切点，使用A～D中的EcoB切割时，才能让目的基因插入到A处。

答案　C

3.下列有关克隆技术的叙述正确的是（　　）

A.动物细胞培养时，保留接触抑制的连续细胞系获得不死性，但不致癌

B.由于植物细胞具有全能性，水稻等在多次传代培养后，细胞全能性的表达能力不变

C.从个体中分离出单个组织进行培养是细胞克隆最基本要求

D.原生质体的获取需在较低渗透压的环境下进行

解析　细胞多次传代培养后，细胞全能性的表达能力降低；从个体中分离出单个细胞或多个分离的细胞进行培养是细胞克隆最基本要求；原生质体的获取需在较高渗透压的环境下进行。

答案　A

4.下列关于动物细胞培养的叙述，正确的是（　　）

A.培养保留接触抑制的细胞在培养瓶壁上可形成多层细胞

B.克隆培养法培养过程中多数细胞的基因型会发生改变

C.二倍体细胞的传代培养次数通常是无限的

D.恶性细胞系的细胞可进行传代培养

解析　动物细胞在培养过程中有接触抑制现象，细胞在培养瓶中会贴壁生长，形成一层细胞，相互接触后停止生长；克隆培养法培养过程中，仅有极少数细胞的基因型会发生改变；二倍体细胞的传代培养一般传至10代后就不易传下去了；恶性细胞系的细胞具有不死性，可以进行传代培养。

答案　D

二、非选择题

5.新一代基因编辑工具由Cas9（一种限制性核酸内切酶）和向导RNA构成。

该复合体能与DNA分子上的特定序列结合，并在合适位点切断DNA双链（如下图所示）。

DNA被切断后，细胞会启动DNA损伤修复机制，在此基础上如果为细胞提供一个修复模板，细胞就会按照提供的模板在修复过程中引入片段插入或定点突变，从而实现基因编辑。

请回答：

（1）在将编码Cas9的基因导入真核细胞的转基因操作中，若控制合成Cas9的基因序列已知，可用________方法合成目的基因，再构建________________________导入真核细胞，该过程中需要使用的酶是________（A.限制性核酸内切酶　B.DNA连接酶　C.限制性核酸内切酶和DNA连接酶　D.DNA聚合酶）。

上述转基因操作成功的标志是________________________。

（2）如图所示，基因编辑工具发挥作用时，向导RNA分子的序列与基因组DNA中特定碱基序列因为____________所以能结合在一起，然后由Cas9催化________键断裂，从而使DNA分子断裂。

（3）一般来说，在使用基因编辑工具对不同基因进行编辑时，应使用Cas9和________（填“相同”或“不同”）的向导RNA进行基因的相关编辑。

（4）通过上述介绍，你认为基于Cas9系统的基因编辑技术在________________等方面有广阔的应用前景。

（至少答出两点）

解析　

（1）若目的基因序列已知，可用化学方法合成目的基因，再利用限制性核酸内切酶和DNA连接酶构建含目的基因的重组DNA分子，然后导入受体细胞。

转基因操作成功的标志是目的基因成功表达获得目的基因的表达产物。

（2）如题图所示，Cas9系统发挥作用时，向导RNA分子的序列与基因组DNA中特定碱基序列因为碱基序列互补所以能结合在一起。

要使DNA分子断裂，需要由Cas9催化脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键水解。

（3）根据碱基互补配对原则，在使用Cas9系统对不同基因进行编辑时，应使用Cas9和不同的向导RNA进行基因的相关编辑.

答案　

（1）化学　含目的基因的重组DNA分子　C　控制Cas9的基因成功表达（或合成了Cas9）　

（2）碱基序列互补　磷酸二酯　（3）不同　（4）基因治疗、基因水平进行动植物的育种、研究基因的功能等（合理即可）

6.研究人员将抗虫基因（SCK基因）导入水稻培育抗虫转基因水稻，在该工程中所用的基因“剪刀”能识别的序列是—GGATCC—，切点在GG之间。

同时卡那霉素抗性基因（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。

下面为培育转基因水稻过程示意图，请回答：

（1）画出质粒的切割点被切割后形成的粘性末端的示意图：

_______________________________________。

（2）培养基2除含有必要营养物质、激素外，还必须加入________。

（3）某些抗虫植株体细胞含两个SCK基因，假设这两个基因在染色体上随机整合，出现如下图所示三种情况。

甲图个体自交，F1中抗虫植株和非抗虫植株之间的比例为________，乙图个体自交，子代中抗虫植株和非抗虫植株之间的比例为________，丙图个体自交，F1中抗虫植株和非抗虫植株之间的比例为________。

解析　甲图植株相当于是SCK基因纯合子，其产生的配子均含有SCK基因；乙图植株相当于是SCK基因杂合子，其产生的配子中有1/2含有SCK基因；丙图植株相当于是SCK基因杂合子，其产生的配子中有3/4含有SCK基因。

答案　

（1）

―→

（2）卡那霉素　（3）1∶0　3∶1　15∶1

7.人的血清白蛋白在临床上需求量很大，通常从人血中提取。

由于艾滋病病毒（HIV）等人类感染性病原体造成的威胁与日俱增，使人们对血液制品顾虑重重。

如果将人的血清白蛋白基因导入奶牛细胞中，那么利用牛的乳汁来生产血清白蛋白就成为可能。

大致过程如下：

a.将人的血清白蛋白基因导入雌奶牛胚胎细胞，形成重组细胞①；

b.取出重组细胞①的细胞核，注入牛去核卵细胞中形成重组细胞②；

c.电脉冲刺激重组细胞②，促使其形成早期胚胎；

d.将胚胎移植到母牛的子宫中，最终发育成转基因小牛。

（1）重组细胞①的获得是利用了________技术，它实现了奶牛胚胎细胞中的DNA与________的重组。

（2）重组细胞②的获得是利用了克隆技术中的________技术，使重组细胞①的细胞核与牛的________融合。

（3）由图可知，动物克隆技术的基础是________（A.动物细胞融合　B.动物细胞的全能性　C.动物细胞和组织培养　D.核移植）。

（4）利用转基因牛乳汁提取药物工艺简单，甚至可直接饮用治病。

如果将药物蛋白基因移到动物（如牛）的膀胱上皮细胞中，利用转基因牛的尿液生产提取药物比乳汁提取药物的更大优越性是：

_________________________________________

___________________________________________________________________、

___________________________________________________________________。

（5）重组细胞②培养成早期胚胎利用了动物细胞培养技术。

下列与动物细胞培养技术无密切关系的是________（A.细胞全能性的揭示　B.噬菌体的研究　C.细胞周期调节控制机理的分析　D.对癌变机理和衰老原因的研究）。

解析　

（1）基因工程可将目的基因——人的血清白蛋白基因与受体细胞牛胚胎细胞的DNA进行重组。

（2）克隆技术中的细胞核移植技术可将去核的牛卵细胞与含有目的基因的供体细胞核融合构建重组细胞②。

（4）建立膀胱生物反应器的好处是可以不分动物的性别及不同生长发育期，均可产生所需药物。

（5）噬菌体是细菌病毒，无细胞结构，A、C、D项所述的内容都与细胞培养技术密不可分。

答案　

（1）基因工程　人的血清白蛋白基因　

（2）核移植　去核卵细胞　（3）C　

（4）处于不同发育时期的动物都可生产　雌性和雄性动物都可生产　（5）B

8.鼠源单克隆抗体用于疾病的治疗时，易发生不良反应，科学家通过对鼠和人控制抗体产生的基因进行拼接，实现了对鼠源单克隆抗体的改造，生产出对人体不良反应小、效果更好的单克隆抗体。

请回答：

（1）鼠源单克隆抗体是将经过免疫的小鼠________细胞与骨髓瘤细胞融合，然后筛选出________________________________________________的杂交瘤细胞，并通过体内或体外培养生产的抗体。

（2）动物细胞融合常用________________________等物质介导，细胞融合体现了细胞膜的________。

在体外培养杂交瘤细胞时，为提高细胞克隆形成率，可采取的措施有________（A.添加生长素　B.添加甘露醇　C.添加胰岛素　D.添加胎牛血清）。

（3）单抗比一般抗血清优越得多，原因是________________________________

_________________________________________________________________。

（4）基因拼接用到的工具酶有________和________。

答案　

（1）B淋巴　既能无限增殖，又能产生特异抗体　

（2）灭活的仙台病毒、聚乙二醇　流动性　CD　（3）一般抗血清中的抗体是一群识别不同抗原部位的抗体混合物，而单抗单一，识别抗原部位具有专一性　（4）限制性核酸内切酶　DNA连接酶

9.下图为科学家利用转基因技术培育抗病番茄植株过程的示意图，请回答以下问题：

（1）图中所选的Ti质粒中往往需含有________（A.抗虫　B.胰岛素　C.抗生素抗性　D.抗冻）基因，有利于重组质粒的筛选。

A过程中常用的酶有________________________________。

（2）B过程中常用氯化钙处理，其目的是________________________，C过程中为筛选含重组质粒的农杆菌，需要对农杆菌进行分离培养，其方法有____________和____________，若需要扩大培养含有含重组质粒的农杆菌，需要用________培养基。

（3）E过程需要借助____________技术，在含有营养物质、________等成分的培养基中，番茄细胞经过脱分化形成________，该类单细胞具有细胞质丰富、________（A.液泡大、细胞核大　B.液泡小、细胞核大　C.液泡大、细胞核小　D.液泡小、细胞核小）等特征，最终能发育成番茄幼苗，该幼苗需经过________才能移栽到大田。

（4）成熟的番茄果实可以制作果汁，为了提高果汁的澄清度，可加入________________酶。

答案　

（1）C　限制性核酸内切酶和DNA连接酶　

（2）增加细胞壁的通透性　划线分离法　涂布分离法　液体　（3）植物组织培养　激素　愈伤组织　B　锻炼　（4）纤维素酶和果胶

10.科学家将外源目的基因与大肠杆菌的质粒进行重组，并在大肠杆菌中成功表达。

下图表示构建重组质粒和筛选含目的基因的大肠杆菌的过程。

请据图回答：

（1）步骤①和②中常用的工具酶是_______________________________________。

（2）经过①和②步骤后，有些质粒上的________________基因内插入了外源目的基因，形成重组质粒。

（3）步骤③是________________的过程。

为了促进该过程，应该用________________处理大肠杆菌。

（4）步骤④：

将三角瓶内的大肠杆菌接种到含四环素的培养基C上培养，目的是筛选________________________。

能在C中生长的大肠杆菌有________种。

（5）步骤⑤：

用无菌牙签挑取C上的单个菌落，分别接种到D（含氨苄青霉素和四环素）和E（含四环素）两个培养基的相同位置上，一段时间后，菌落的生长状况如图所示。

含目的基因的菌落位于（填“D”或“E”）________上，请在图中相应的位置上圈出来。

解析　构建重组质粒用的工具酶是限制性核酸内切酶和DNA连接酶，限制性核酸内切酶的切点位于哪种抗性基因的内部，就会将目的基因插入该抗性基因的内部。

将重组质粒导入大肠杆菌细胞内需要用CaCl2溶液处理受体细胞，使其成为感受态细胞，这样更容易导入成功。

培养基中含有四环素，这样的培养基是选择培养基，选择的是具有四环素抗性基因的大肠杆菌。

具有四环素抗性基因的大肠杆菌必定导入了普通质粒或者重组质粒，所以能在C中生长的大肠杆菌有2种。

比较D和E可以看出，D中有2个菌落不能存活，说明不能抗氨苄青霉素，但能抗四环素，由此可以断定：

D中不能生长的两个菌落中导入了重组质粒，也就是氨苄青霉素抗性基因内部插入目的基因的质粒，因此在D图中没有而在E图中出现的两个点便是。

答案　

（1）限制性核酸内切酶、DNA连接酶　

（2）氨苄青霉素抗性　（3）将重组质粒（目的基因）导入大肠杆菌（受体细胞）　CaCl2溶液　（4）含四环素抗性基因的大肠杆菌　2　（5）E　如图

11.某科研团队利用植物细胞工程技术，把基因序列已知的抗除草剂（Bar）基因导入原生质体获得抗除草剂大豆。

请回答下列相关问题：

（1）对于已获得的Bar基因可以用________技术进行扩增。

图中的a过程通常使用相同的________________酶和DNA连接酶，使目的基因与载体连接形成重组DNA。

（2）在b过程中，获得原生质体除了需要纤维素酶和果胶酶，还需要用到的试剂是________。

（3）成功导入重组DNA的原生质体经脱分化形成Ⅰ________，进而生长发育成植株。

下列不属于Ⅰ细胞应具有的特征是________（A.薄壁细胞　B.细胞质丰富　C.液泡小　D.细胞核小）。

（4）若要判断转基因抗除草剂大豆是否成功，比较简便的检测方法是_____________________________________________________________________

____________________________________________________________________。

解析　

（1）利用PCR技术可以扩增特定基因。

构建重组DNA分子时需用同一种限制性核酸内切酶处理目的基因和载体DNA，获得相同的粘性末端，然后加入DNA连接酶使二者连接。

（2）植物原生质体获得的方法是：

在0.5～0.6mol/L甘露醇溶液环境下用纤维素酶和果胶酶混合液处理植物细胞，去除细胞壁，获得球形原生质体。

（3）原生质体脱分化形成的愈伤组织细胞细胞核大。

（4）判断转基因抗除草剂大豆是否成功，比较简便的检测方法是用一定浓度的除草剂喷洒，观察转基因大豆的生长情况。

答案　

（1）PCR　限制性核酸内切　

（2）（较高浓度的）甘露醇　（3）愈伤组织　D　（4）用一定浓度的除草剂喷洒，观察转基因大豆的生长情况