三水中学届选修三问答题基因工程三中缪运良.docx
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三水中学届选修三问答题基因工程三中缪运良
三水中学2018届选修三问答题（基因工程）（三中缪运良）
三水中学2018届选修三问答题（基因工程）复习
1、（2017年全国I卷）真核生物基因中通常有内含子，而原核生物基因中没有，原核生物没有真核生物所具有的切除内含子对应的RNA序列的机制。
已知在人体中基因A（有内含子）可以表达出某种特定蛋白（简称蛋白A）。
回答下列问题：
（1）某同学从人的基因组文库中获得了基因A，以大肠杆菌作为受体细胞却未得到蛋白A，其原因是_____________________。
（2）若用家蚕作为表达基因A的受体，在噬菌体和昆虫病毒两种载体中，不选用____________________作为载体，其原因是_____________________。
（3）若要高效地获得蛋白A，可选用大肠杆菌作为受体。
因为与家蚕相比，大肠杆菌具有_________________（答出两点即可）等优点。
（4）若要检测基因A是否翻译出蛋白A，可用的检测物质是___________________（填“蛋白A的基因”或“蛋白A的抗体”）。
（5）艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验为证明DNA是遗传物质做出了重要贡献，也可以说是基因工程的先导，如果说他们的工作为基因工程理论的建立提供了启示，那么，这一启示是_________________________。
2、（2017卷II）几丁质是许多真菌细胞壁的重要成分，几丁质酶可催化几丁质水解。
通过基因工程将几丁质酶基因转入植物体内，可增强其抗真菌病的能力。
回答下列问题：
（1）在进行基因工程操作时，若要从植物体中提取几丁质酶的mRNA，常选用嫩叶而不选用老叶作为实验材料，原因是__________________________。
提取RNA时，提取液中需添加RNA酶抑制剂，其目的是__________________________。
（2）以mRNA为材料可以获得cDNA，其原理是__________________________。
（3）若要使目的基因在受体细胞中表达，需要通过质粒载体而不能直接将目的基因导入受体细胞，原因是__________________________（答出两点即可）。
（4）当几丁质酶基因和质粒载体连接时，DNA连接酶催化形成的化学键是___________。
（5）若获得的转基因植株（几丁质酶基因已经整合到植物的基因组中）抗真菌病的能力没有提高，根据中心法则分析，其可能的原因是__________________________。
3、Bt基因即是苏云金芽胞杆菌（Badcillusthuringiensis，简称Bt）基因，因其表达产物Bt毒蛋白杀虫效果好、安全、高效等优点而成为应用最为广泛的转杀虫基因。
下图为培育转Bt基因苗的基本操作过程。
（1）Bt基因可从构建的Bt基因组文库中获取，也可以从其cDNA文库中获取，从前者获取的基因（填“含有”或“不含有”）启动子。
若利用PCR技术从cDNA文库中获取Bt基因（基因序列未知），需根据Bt蛋白氨基酸序列设计引物，引物的序列可以有多种，原因是.
在PCR体系中需加入其中的（填“全部”或“任意1种”或“其中2种”）引物，若Bt基因序列已知，则引物的序列通常为种。
（2）在构建基因表达载体的过程中，为了方便筛选含有目的基因的细胞，作为运载体的Ti质粒应含有基因，其中是驱动基因转录的酶识别和结合的位点，而能帮助目的基因整合到宿主细胞染色体上的序列称为。
图示将目的基因导入受体细胞的方法是。
4、验证获得的转基因“白菜一甘蓝”是否具有抗盐特性，最简单的验证思路是____。
5、目的基因需与等拼接成基因表达载体，将目的基因导入受精卵而不是体细胞的原因是。
6、人凝血因子IV是一种胞外酶，该蛋白的加工是在等细胞器上进行的。
人凝血因子IV只在乳腺细胞合成的原因是。
7、降钙素是一种多肽类激素，某科学机构为了研究一种新型降钙素，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DNA单链，两条链形成部分双链DNA片段,再利用Klenow酶补平，获得双链DNA,过程如下图。
在此过程中发现，合成较长的核苷酸单链易产生缺失碱基的现象。
分析回答下列问题：
（1）上述制备新型降钙素,运用的现代生物工程技术是。
Klenow酶是一种酶。
两条DNA单链能合成部分双链DNA的原因是。
（2）获得的双链DNA经限制酶切后插入到大肠杆菌质粒中，筛选含重组质粒的大肠杆菌并进行DNA测序验证。
①要进行重组质粒的鉴定和选择，需要大肠杆菌质粒中含有。
②导入大肠杆菌时,要用处理。
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。
8、基因工程的设计和操作中，启动子是运载体的重要组成部分。
下图是一种克隆启动子的办法，请据图分析回答：
（1）启动子是识别和结合的部位。
若要获得启动子的碱基序列不能依据基因表达产物推知，原因是。
（2）过程①、③分别使用的限制酶是。
（3）过程④的原理是，需要用到的工具酶是。
（4）过程⑤中克隆的启动子与外源基因连接时，根据设计引物a。
（1）RNA聚合酶基因中启动子的碱基序列不能被转录
9、回答下列基因工程的问题．100多年前，“疫苗之父”巴斯德开创了第一次疫苗革命，其特点是接种灭活或减毒的病原微生物．20世纪70年代开始，现代生物技术的迅猛发展开创了第二次疫苗革命，使疫苗的研制进入分子水平．图一是1986年通过基因工程制备乙型肝炎表面抗原（HbsAg）从而获得乙肝疫苗的过程．
在图一中步骤①和③的过程中，需要用合适的限制酶切割乙肝表面抗原基因和质粒．现将乙肝表面抗原基因及质粒的部分限制酶的识别序列及位置表示为图二．质粒中的启动子是质粒中基因得以正常表达所必需的部分．lacZ基因合成某种酶，该酶能将无色染料X﹣gal变成蓝色，最终能在无色染料X﹣gal的培养基上将含该基因的菌落染成蓝色．
限制酶
EcoR
BclⅠ
BamHⅠ
HindⅢ
识别序列及切割位点
G↓AATTC
T↓GATCA
G↓GATCC
A↓AGCTT
（1）为了避免自身环化及便于筛选，则切割质粒选用的限制酶是 ，切割乙肝表面抗原基因选用的限制酶是 ．
（2）为筛选含有乙肝表面抗原的大肠杆菌细胞，需要将导入操作之后的大肠杆菌接种到含 的固体牛肉膏蛋白胨培养基上，挑选 的菌落纯化培养．
（3）下列有关限制酶的叙述中，正确的是 （多选）
A．限制酶催化的反应类型是氧化分解反应B．限制酶破坏的是氢键
C．一种限制酶只能识别双链DNA中某种特定的脱氧核苷酸序列
D．EcoR酶与HindⅢ酶相比较，EcoR酶切割后DNA片段较容易分离
（4）在图一中步骤④中，使用基因工程工具酶是 ．一个乙肝表面抗原基因与一个质粒重组的过程中（图一的步骤④），游离的磷酸基团数目减少 个。
（5）通过基因工程生产的疫苗与灭活或减毒的病原微生物的疫苗，在安全性方面的比较结果及理由是 ．
10、基因工程的核心步骤是
基因表达载体的构建，其目的是__。
11、判断人的生长激素基因在奶牛体内是否成功表达的方法为__
12、青蒿素是从植物黄花蒿茎叶中提取的有过氧基团的倍半萜内酯药物，控制疟疾挽救了数百万人的生命。
为了获取更多的青蒿素，科学家采用多种方法。
方法一：
利用雌雄同株的野生型青蒿（二倍体，体细胞染色体数18条），通过传统的育种和现代生物技术培育高青蒿素含量的植株。
方法二:
科学家用基因工程技术，利用酵母菌细胞合成青蒿素（如图所示）。
（1）若利用植物组织培养技术进行青蒿素的工厂化生产，可将青蒿素细胞经培养获得
的 细胞置于发酵罐中培养，经 方式实现细胞数目的增多并产生大量的青蒿素。
（2）根据图示代谢过程，科学家在培育能产生青蒿素的酵母菌细胞过程中，需要向酵母细胞中导入 ，继而可利用 技术检测目的基因是否导入受体细胞。
（3）图中①②过程无论发生在青蒿素细胞中，还是发生在酵母细胞中，都能产生相同的物质FPP，原因是 、
（写出2点）。
（4）实验发现，酵母细胞导入相关基因后，该基因能正常表达，但酵母菌合成的青蒿素仍很少，根据图解分析原因可能是 。
13、目前多个国家已批准种植转BT基因抗虫玉米供人食用，请结合题意分析其可行的原因是。
14、苏云金芽孢杆菌产生的Bt毒蛋白在害虫的消化道内能被降解成有毒的多肽，最终造成害虫死亡，因此Bt基因广泛用于培育转基因抗虫植物。
（1）培育转基因抗虫棉所需的目的基因来自的基因组，再通过PCR技术扩增。
PCR反应中温度呈现周期性变化，其中加热到90～95℃的目的是，然后冷却到55—60℃使引物与互补DNA链结合，继续加热到70～75℃，目的是____。
（2）限制酶主要是从____中获得，其特点是能够识别DNA分子某种____，并在特定位点切割DNA。
（3）科研人员培育某品种转基因抗虫棉的过程中，发现植株并未表现抗虫性状。
可能的原因是________。
（至少答两点）
（4）在基因表达载体中，目的基因的首端和尾端必须含有这样目的基因才能准确表达。
15、利用转基因技术可以生产出更多廉价的胰岛素，如图为转基因实验过程示意图，其中数字表示相应过程。
天然大肠杆菌质粒一般含有LacZ基因而不含氨苄青霉素抗性基因；人工合成的大肠杆菌puc118质粒中除含有LacZ基因外，还含有氨苄青霉素抗性基因。
若lacZ基因完整，便可表达出β-半乳糖苷酶，β-半乳糖苷酶能将培养基中含有的IPTG和X-gal水解成蓝色，形成蓝色菌落；若lacZ基因中插入了外源基因，带有puc118质粒的大肠杆菌便不能表达β-半乳糖苷酶，将形成白色菌落。
此实验方法可以用于鉴别转基因实验是否获得成功。
（1）检测受体大肠杆菌是否导入重组质粒。
培养一段时间后出现三种类型：
蓝色菌落、白色菌落、无菌落形成。
成功导入重组质粒的菌落的表现是。
（2）图中的培养基中除含有大肠杆菌必需营养成分外，还应加入等物质，用于筛选导入了重组质粒的受体大肠杆菌。
（3）大肠杆菌细胞最常用的转化方法是：
首先用处理细胞，使细胞处于一种的生理状态，这种细胞称为感受态细胞。
第二步是将与感受态细胞混合，在一定的温度下完成转化。
（4）构建基因表达载体的目的是使目的基因在中稳定存在并遗传给下一代，使目的基因能够。
（5）若用重组质粒转入大肠杆菌，一般情况下，不能直接用未处理的大肠杆菌作为受体细胞，原因是。
16、质粒常作为基因工程的运载体，下图为某质粒及限制酶酶切图谱，Ampr为氨苄青霉素抗性基因。
请回答下列问题：
（1）若将人生长激素基因插人到该质粒中，应该选用限制酶对质粒进行切割。
不能用HindⅢ酶切割质粒的原因是。
（2）质粒中Ampr的化学本质是，其作用是。
17、将人的血清白蛋白基因导入奶牛受精卵最为有敎的方法是。
导入基因前,需要将血清白蛋白基因与奶牛乳腺蛋白基因的启动子等调控组件重组在一起，这一步骤的目的是o
18、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____________________________________。
19、科研人员从云杉卷叶蛾越冬幼虫中分离出一种超强的抗冻活性基因sbwAFP，并导入番茄植株中，使番茄植株获得抗冻性。
如何从个体水平检测目的基因是否成功表达。
20、科学家陈炬成功地把人的干扰素基因嫁接到了烟草的DNA分子上，其物质基础和结构基础是。
扰素基因能在烟草体内表达的原因是 。
21、P53基因是正常细胞内重要的抑癌基因，获取P53基因的方法通常包括
和 。
将P53基因经过一系列的处理并与脂质体混合，将混合物滴加至肝癌细胞上，轻轻混匀。
最后筛选出含有P53基因的肝癌细胞。
脂质体在这个操作中的作用是 。
为证明P53基因有抑癌作用，需将两种细胞接入多孔板中，并从次日开始检测每孔的细胞总数，绘制成如图所示的生长曲线。
请分析两条曲线分别是哪种细胞曲线1是
细胞，曲线2是 细胞。
22、T4溶菌酶在温度较高时易失去活性,科学家对编码T4溶菌酶的基因进行改造,使其表达的T4溶菌酶的第3位的异亮氨酸变为半胱氨酸,在该半胱氨酸与第97为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。
材料乙属于 工程范畴。
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。
23、奶酪生产中的凝乳酶是一种分泌蛋白。
研究人员利用PCR技术扩增了目的基因，并培育了能合成凝乳酶的转基因酵母菌。
请结合下图回答：
（1）利用PCR技术扩增目的基因原理与细胞内DNA复制类似（如左图所示）。
图中引物为单链DNA片段，它是子链合成延伸的基础。
从理论上推测，第四轮循环产物中含有引物A的DNA片段所占的比例为________。
PCR反应体系的主要成分应包含：
扩增缓冲液（含ATP和Mg2+）、水、4种脱氧核糖核苷酸、模板DNA、引物和___________。
（2）为了食品安全，右图所示的表达载体需用___________酶切除抗性基因的部分片段，再用___________酶使表达载体重新连接起来。
选用缺失URA3基因的酵母菌作为受体细胞（必须在含有尿嘧啶的培养基中才能存活），为了筛选出成功导入表达载体的酵母菌，所使用的培养基___________（填“需要”或“不需要”）添加尿嘧啶。
（3）工业生产过程中，选用大肠杆菌作为受体细胞不能正常表达出凝乳酶，而选用酵母菌则能，原因是酵母菌含有______________________。
（4）测定凝乳酶基因转录的mRNA序列，测得从起始密码子到终止密码子之间的序列为1201个碱基，经判断这段序列的测定是错误的，为什么__________________。
24、科研人员利用“基因敲除技术”敲除了新生小鼠心肌细胞中的GATA4基因，结果发现一个分泌型因子FGF16的表达水平降低，小鼠心脏丧失了再生能力，并出现了严重的心肌肥大现象。
紧接着科研人员利用腺相关病毒载体AAV9，实现了在心肌细胞中“过表达”Fgfl6基因，发现心肌细胞恢复增殖能力，心肌肥大也受到一定的抑制。
这项工作为心肌损伤修复和病理性心肌肥大的临床治疗提供了理论基础。
请回答：
（1）“基因敲除”和“基因工程”技术所依赖的生物学原理是________________。
（2）腺相关病毒载体AAV9作为基因工程的工具，除具备普通“质粒载体”的条件外，还应具有_____________、______________（答出两点即可）的条件。
（3）目的基因与载体结合过程中需要限制性核酸内切酶和DNA连接酶。
已知限制性内切酶I的识别序列和切点是—G↓GATCC—。
请画出目的基因被限制性内切酶I切割后所形成的黏性末端________________。
DNA连接酶对所连接的两端碱基序列是否有专一性要求_________。
（4）定性的检测目的基因的“表达”产物可采用_____________的方法。
（5）资料说明：
_____________、基因与基因产物、基因与环境之间存在着复杂的相互作用，这种相互作用形成了一个错综复杂的网络，精细地调控的生物体的性状。
25、
（1）饲料加工过程温度较高，要求植酸酶具有较好的高温稳定性．利用蛋白质工程技术对其进行改造时，首先必须了解植酸酶的 ，然后改变植酸酶的 ，从而得到新的植酸酶．
（2）培育转植酸梅基因的大豆，可提高其作为饲料原料磷的利用率．将植酸酶基因导入大豆细胞常用的方法是 农杆菌转化法 ．请简述获得转基因植株的完整过程．
（3）若这些转基因因动、植物进入生态环境中，对生态环境有何影响 ．
选修三《基因工程》复习训练题参考答案
1、
（1）基因A有内含子，在大肠杆菌中，其初始转录产物中与内含子对应的RNA序列不能被切除，无法表达出蛋白A
（2）噬菌体噬菌体的宿主是细菌，而不是家蚕（3）繁殖快、容易培养
（4）蛋白A的抗体（5）DNA可以从一种生物个体转移到另一种生物个体
2、
（1）嫩叶组织细胞易破碎防止RNA降解
（2）在逆转录酶的作用下，以mRNA为模板按照碱基互补配对的原则可以合成cDNA
（3）目的基因无复制原点；目的基因无表达所需启动子
（4）磷酸二酯键（5）目的基因的转录或翻译异常
3、
（1）含有一种氨基酸可能有多种密码子，对应生物DNA碱基序列就会有多种
全部2
（2）标记基因（抗性基因）启动子
T-DNA（可转移DNA）农杆菌转化法
4、将转基因“白菜一甘蓝”与普通“白菜一甘蓝”分别栽种在同一盐碱地中，观察和比较两者的生长状况
5、启动子、终止子和标记基因受精卵细胞全能性高，细胞全能性容易表现出来
6、内质网、高尔基体（核糖体、线粒体不给分）基因的选择性表达
7、
（1）蛋白质工程DNA聚合酶两条DNA单链中存在互补配对的碱基
（2）标记基因Ca2+合成的DNA单链较长，碱基发生了缺失
8、
（2）BamHⅠHindⅢ（3）DNA双链复制Taq酶等热稳定聚合酶
（4）外源基因的核苷酸序列
9、
（1）BamHⅠ和HindⅢ；BclⅠ和HindⅢ
（2）氨苄青霉素和无色染料X﹣gal未被染上蓝色的菌落
（3）CD（4）DNA连接酶4
（5）基因工程疫苗更安全，因为疫苗成分中只含病毒蛋白，不含病毒核酸，不会出现病毒侵染的情况
10、使目的基因在受体细胞中稳定存在且能遗传给下一代，使目的基因表达和发挥作用
11、抗原—抗体杂交法（或检测奶牛的乳汁中是否存在人的生长激素）
12、
（1）愈伤组织 有丝分裂
（2）ADS酶基因 DNA分子杂交
（3）都具有FPP合成酶基因，FPP合成酶基因所携带的遗传信息相同
不同细胞中转录相同的模板链，两种生物共用一套遗传密码 都具有底物IPP
（4）酵母细胞中部分FPP用于合成固醇
13、毒蛋白能在消化道中被
蛋白酶水解后产生具有毒性的活跃肽，与昆虫细胞上的受体结合，而人体中没有相应的受体，所以对人体不会有影响。
14、
（1）苏云金芽孢杆菌DNA解链（变性、解旋、受热变性后解链为单链）
在DNA聚合酶作用下进行延伸（Taq酶从引物起始进行互补链的合成）
（2）原核生物（或微生物）特定的核苷酸序列
（3）所转的基因未成功导入；导入的基因未能准确表达（4）启动子和终止子
15、
（1）白色菌落
（2）IPTG、X-gal、氨苄青霉素
（3）Ca2+能吸收周围环境中DNA分子重组表达载体DNA分子溶于缓冲液中
（4）受体细胞（1分）表达和发挥作用
（5）未处理的大肠杆菌吸收质粒（外源DNA）的能力弱
16、
（1）NdeⅠ、BamHⅠ会破坏启动子，导致RNA聚合酶不能识别和结合，不能驱动目的基因转录出mRNA
（2）DNA鉴别受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来
17、显微注射法使人血清白蛋白基因能够在奶牛乳腺细胞中稳定存在，并可遗传给下一代，同时能够表达和发挥作用
18、
（1）磷酸二酯键黏性末端和平末端
（2）相同的黏性末端之间可连接，且不同的平末端之间也可以连接
（3）标记的含有目的基因的DNA片段（或“标记的抗冻蛋白基因”或“标记的含有目的基因的DNA单链”）
（4）抗体置于寒冷环境培养（或进行个体水平检测或进行抗冻实验）
（5）核苷酸（或脱氧核苷酸或碱基）目的基因的两条脱氧核苷酸链（或目的基因）
19、将番茄植株置于冷冻的环境下，观察其是否能正常生长发育
20、都是脱氧核苷酸组成都具有双螺旋结构所有生物共用一套遗传密码
21、化学方法合成从基因文库中获取将P53（目的）基因导入肝癌细胞
肝癌转入P53基因的肝癌
22、蛋白质现有蛋白质新的蛋白质氨基酸
23、
（1）15/16Taq酶
（2）ApaLIDNA连接不需要
（3）内质网和高尔基体（可对蛋白质进行加工和修饰）
（4）因为生物决定每个氨基酸的碱基序列为三联密码，所以基因转录的mRNA序列应为3的整数倍
24、
（1）基因重组
（2）必需是安全的（不会对受体细胞有害，或不能进入到除受体细胞外的其他生物细胞中去）分子大小应适合（以便提取和在体外进行操作）宿主范围广对靶细胞具有较高的转化效率在宿主细胞中不会引起免疫排斥（或免疫排
斥较低）
（3）
（或
）否
（4）抗原-抗体杂交（5）基因与基因
25、
（1）空间结构氨基酸序列
（2）外源植酸酶基因→农杆菌→大豆细胞→大豆植株再生→鉴定
（3）减少环境中磷的污染，但该基因可能扩散到环境中
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