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1、1第第 3333 讲讲 基因工程基因工程A A 组组 基础题组基础题组考点一 基因工程的操作工具1.(2017 北京师大附中期中)下列关于各种与基因工程有关酶的叙述,不正确的是( )A.DNA 连接酶能将 2 个末端互补的 DNA 片段连接在一起B.逆转录酶是以核糖核苷酸为原料,以 RNA 为模板合成互补 DNAC.限制性内切酶可识别一段特殊的核苷酸序列,并在特定位点切割D.PCR 反应体系中的引物可作为 DNA 聚合酶作用的起点2.构建重组质粒时可选用四种限制酶,其识别序列如图。为防止酶切片段的自身环接,不可选用的限制酶组合是( )A.B.C.D.3.图中列出了几种限制酶识别序列及其切割位点
2、,图甲、图乙中箭头表示相关限制酶的酶切位点。下列叙述正确的是( )A.用质粒和外源 DNA 构建重组质粒,不能使用 Sma切割B.图甲所示的质粒分子在经 Sma酶切割后含有 4 个游离的磷酸基团2C.为获取重组质粒,将切割后的质粒与目的基因片段混合,并加入 DNA 聚合酶D.用 EcoR、Hind和 BamH中的任意一种酶切割质粒和外源基因都可以考点二 基因工程的操作步骤、应用与蛋白质工程4.下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.表达载体的复制和胰岛素基因的表达均启动于复制原(起)点C.借助抗生素抗性基因可将含胰岛素
3、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.(2018 北京西城期末)利用人胰岛 B 细胞构建 cDNA 文库,然后通过核酸分子杂交技术从中筛选目的基因,筛选过程如图所示。下列说法错误的是( )A.cDNA 文库的构建需要用到逆转录酶B.图中的菌落是通过稀释涂布法获得的C.核酸分子杂交的原理是碱基互补配对D.从该文库中可筛选到胰高血糖素基因6.下表有关基因表达的选项中,不可能的是( )基因表达的细胞表达产物A细菌抗虫蛋白基因抗虫棉叶肉细胞细菌抗虫蛋白B人酪氨酸酶基因正常人皮肤细胞人酪氨酸酶C动物胰岛素基因大肠杆菌工程菌细胞动物胰岛素D兔血红蛋白基因兔成熟红细胞兔
4、血红蛋白7.如图表示蛋白质工程的操作过程,下列说法不正确的是( )A.蛋白质工程中对蛋白质分子结构的了解是非常关键的工作B.蛋白质工程是完全摆脱基因工程技术的一项全新的生物工程技术3C.a、b 过程分别是转录、翻译D.蛋白质工程中可能构建出一种全新的基因8.在生物工程中,科学家已经可以利用多种类型的生物反应器来生产人类需要的生物产品。下列生物反应器的应用中,必须破坏相应细胞才能获得生物产品的是( )A.利用单克隆抗体制备技术制作精确诊断 SARS 病毒的试剂盒B.利用筛选出来的优质酵母酿造葡萄酒C.利用植物组织培养技术培育人参细胞快速获得大量人参皂葡萄甙D.利用微生物的发酵作用将沼气池中的有机
5、废物转化为沼气B B 组组 提升题组提升题组一、选择题1.(2017 北京海淀期末)微生物常被用于基因工程中。下列相关叙述正确的是( )A.从耐热的细菌中获取 PCR 所需的 DNA 连接酶B.大肠杆菌、酵母菌等是基因工程常用的载体C.作为载体的 DNA 分子需具有合成抗生素的基因D.常利用土壤农杆菌将目的基因导入植物细胞2.(2017 北京师大附中期中)土壤农杆菌含有一个大型的 Ti 质粒(如图所示),在侵染植物细胞的过程中,其中的 T-DNA 片段转入植物的基因组。若想用基因工程并通过土壤农杆菌向某种植物中导入抗旱基因,以下分析不合理的是( )A.若用 Ti 质粒作为抗旱基因的载体,目的基
6、因的插入位置应该在 T-DNA 片段内,且要保证复制起始点和用于转移 T-DNA 的基因片段不被破坏B.将重组 Ti 质粒导入土壤农杆菌中时,可以用 Ca2+处理细菌C.用含有重组 Ti 质粒的土壤农杆菌去感染植物细胞,可以通过植物组织培养成具有抗旱基因的植物D.若能够在植物细胞中检测到抗旱目的基因,则说明该基因工程项目获得成功3.如图表示一项重要生物技术的关键步骤,X 是获得外源基因并能够表达的细胞。下列说法不正确的是( )4A.X 是能合成人胰岛素的细胞B.质粒通常有标记基因和多个限制酶切点C.基因与载体的重组只需要 DNA 连接酶D.该受体细胞的性状被定向改造4.科学家在河南华溪蟹中找到
7、了金属硫蛋白基因,并以农杆菌的质粒为载体,采用转基因方法培育出了汞吸收能力极强的转基因烟草。下列有关该烟草培育的说法正确的是( )A.金属硫蛋白基因需插入质粒的 T-DNA 上,才能转移到受体细胞中B.为培育出转基因烟草植株,应选择的受体细胞一定是烟草的受精卵C.同种限制酶既可以切割目的基因又可以切割质粒,因此不具有专一性D.转基因烟草与原烟草相比基因组成发生变化,导致两者出现生殖隔离5.利用基因工程手段将 Myc 和 Ras 两种癌基因导入小鼠体内,检测转基因小鼠的癌症发病率,结果如下图所示。研究同时发现,乳腺和唾液腺的癌变率较高。结合图示结果分析,下列说法正确的是( )A.可用农杆菌转化法
8、将癌基因导入小鼠体内B.两种癌基因共同作用使细胞更易发生癌变C.只要有 Myc 或 Ras 基因,细胞就会癌变D.Myc 和 Ras 基因的表达没有组织特异性6.如图是利用基因工程培育抗虫植物的示意图。以下相关叙述正确的是( )5A.的构建需要限制性核酸内切酶和 DNA 聚合酶参与B.侵染植物细胞后,重组 Ti 质粒整合到的染色体上C.的染色体上若含抗虫基因,则一定会表现出抗虫性状D.只要表现出抗虫性状就表明植株发生了可遗传变异二、非选择题7.(2018 北京西城期末)杂交子代在生长、成活、繁殖能力等方面优于双亲的现象称为杂种优势。研究者以两性花植物大豆为材料进行实验,探究其杂种优势的分子机理
9、。(1)以甲、乙两品系作为亲本进行杂交实验获得 F1,分别测定亲代和 F1的茎粗、一株粒重、脂肪含量、蛋白质的含量,结果如表 1。表 1:亲代及 F1的相关数据指标品系甲乙甲乙F1甲乙F1茎粗(mm)7.97.412.513.5一株粒重(g)19.113.450.258.4脂肪(%)19.421.920.620.8蛋白质(%)36.534.536.837.0结果表明,杂交子代 F1在 等方面表现出了杂种优势。相同两种品系的大豆正反交所得子代相关性状不一致,推测可能与 中的遗传物质调控有关。 (2)进一步研究大豆杂种优势的分子机理,发现在大豆基因组 DNA 上存在着很多的 5-CCGG-3位点,
10、其中的胞嘧啶在 DNA 甲基转移酶的催化下发生甲基化后转变成 5-甲基胞嘧啶。细胞中存在两种甲基化模式,如下图所示。6大豆某些基因启动子上存在的 5-CCGG-3位点被甲基化,会引起基因与 酶相互作用方式的改变,通过影响转录过程而影响生物的 (填“基因型”或“性状”),去甲基化则诱导了基因的重新活化。 (3)基因甲基化模式可采用限制酶切割和电泳技术检测。限制酶 Hpa和 Msp作用特性如表 2。表 2:Hpa和 Msp的作用特性5-CCGG-3甲基化模式HpaMsp未甲基化+半甲基化+-全甲基化-+(备注:“+”表示能切割,“-”表示不能切割)相同序列的 DNA 同一位点经过 Hpa和 Msp
11、两种酶的识别切割,切割出的片段 (填“相同”或“不同”或“不一定相同”)。通过比较两种酶对 DNA 的切割结果进而可以初步判断 。 用两种酶分别对甲、乙两亲本及 F1基因组 DNA 进行酶切,设计特定的 ,利用 PCR 技术对酶切产物进行扩增,分析扩增产物特异性条带,统计 5-CCGG-3位点的甲基化情况,结果如表 3。 表 3:亲代及 F15-CCGG-3位点的甲基化统计结果品系总甲基化位点数(%)半甲基化位点数(%)全甲基化位点数(%)甲769(56.92%)330(24.43%)439(32.49%)乙722(58.89%)281(22.92%)441(35.97%)甲乙F1603(48
12、.86%)255(20.66%)348(28.20%)甲乙F1611(48.23%)264(20.84%)347(27.39%)表 3 中所列数据说明正反交的杂种 F1均出现了 的现象,从而使相关基因的活性 ,使F1出现杂种优势。 8.(2017 北京海淀期末)近年来研究发现,H5 亚型禽流感能突破种间屏障感染人类。因此,在流感疫苗开发中考虑对人流感和禽流感主要亚型进行共预防具有重要意义。科研人员针对人流感病毒 H3 以及禽流感病毒 H5 进行了相关研究。7(1)H 蛋白是构成流感病毒的主要成分,可以作为 制成疫苗,接种到小鼠体内,使小鼠产生 免疫。 (2)研究人员利用 p 质粒构建 p-H5
13、/H3 共表达的重组质粒(如下图)。设计思路是:获得 H5 基因和 H3 基因,先将 H5 基因整合到 p 质粒(仅含有 Nhe和 Xho酶切位点)上,再将 H3 基因插入,获得重组质粒。为达到实验目的,需要在目的基因两端引入酶切位点,在 H5 基因两端需要引入 酶切位点。 (3)为研究共表达重组质粒的免疫效果,研究人员在第 0、21 和 35 天给实验组小鼠注射一定浓度的重组质粒 p-H5/H3,对小鼠进行免疫;对照组处理是 。分别测定实验组和对照组的抗体含量。随着免疫次数的增加,实验组小鼠体内针对 H5 和 H3 的抗体浓度迅速增加,说明 p-H5/H3 免疫后诱导小鼠产生了针对 H5 和
14、 H3 的 免疫。 (4)研究人员分离了实验组小鼠的脾脏淋巴细胞,分别加入 进行特异性刺激,发现 p-H5/H3 免疫后 T 淋巴细胞增殖明显,且产生了大量的干扰素,说明免疫后诱导小鼠产生了 免疫。 (5)科研人员研制的 p-H5/H3 DNA 疫苗与传统疫苗相比具有的优点是 (至少写出两点)。 8答案全解全析答案全解全析A A 组组 基础题组基础题组考点一 基因工程的操作工具1.B DNA 连接酶能连接 2 个末端互补的 DNA 片段之间的磷酸二酯键,A 正确;逆转录酶是以脱氧核糖核苷酸为原料,以 RNA 为模板合成互补 DNA,B 错误;限制酶能够识别双链 DNA 分子的某种特定核苷酸序列
15、,并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断裂,C 正确;PCR 反应体系中的引物可作为DNA 聚合酶作用的起点,D 正确。2.C 为防止酶切片段的自身环接,需要用不同的限制酶进行切割,而且不同的限制酶切割后产生的黏性末端要不同。限制酶和切割后产生的黏性末端不同,可选用,与题意不符,A 错误;限制酶和切割后产生的黏性末端也不同,可选用,与题意不符,B 错误;限制酶和切割后产生的黏性末端相同,不可选用,与题意相符,C 正确;限制酶和切割后产生的黏性末端不同,可选用,与题意不符,D 错误。3.A 基因表达载体必须具备目的基因、启动子、终止子、标记基因,图中质粒的标记基因为抗生素抗性基因,而 Sma的切割位点就在该标记基因上,目的基因中也有 Sma的切割位点,因此用质粒和外源DNA 构建重组质粒,不能使用 Sma切割,A 正确。质粒切割前是双链环状 DNA 分子,所有磷酸基团都参与形成磷酸二酯键,故不含游离的磷酸基团。从图甲可以看出,质粒上只含有一个 Sma的切点,因此被该酶切割后,质粒变为线性双链 DNA 分子,因每条链上含有一个游离的磷酸基团,因此切割后含有两个游离的磷酸基团,B 错误。质粒和目的基因连接后获得重组质粒,该过程需要 DNA 连接酶的作用,故混合后加入 DNA 连接酶,C 错误。只使用 EcoR切割后,质粒和目的
