基因工程单元练习题

1基因工程练习题1．(10分)目前基因工程所用的质粒载体主要是以天然细菌质粒的各种元件为基础重新组建的人工质粒，pBR322质粒是较早构建的质粒载体，其主要结构如图一所示。(1)构建人工质粒时要有抗性基因，以便于_。(2)pBR322分子中有单个EcoRⅠ限制酶作用位点，EcoRⅠ只能识别序列—GAATTC—，并只能在G与A之间切割。若在某目的基因的两侧各有1个EcoRⅠ的切点，请画出目的基因两侧被限制酶EcoRⅠ切割后所形成的黏性末端。(3)pBR322分子中另有单个的BamHⅠ限制酶作用位点，现将经BamHⅠ处理后的质粒与用另一种限制酶BglⅡ处理得到的目的基因，通过DNA连接酶作用恢复_________键，成功地获得了重组质粒，说明_____________________________。(4)为了检测上述重组质粒是否导入原本无ampR和tetR的大肠杆菌，将大肠杆菌在含氨苄青霉素的培养基上培养，得到如图二的菌落。再将灭菌绒布按到培养基上，使绒布面沾上菌落，然后将绒布按到含四环素的培养基上培养，得到如图三的结果(空圈表示与图二对照无菌落的位置)。与图三空圈相对应的图二中的菌落表现型是____________，图三结果显示，多数大肠杆菌导入的是________________。4．下图表示科学家通过基因工程培育抗虫棉时，从苏云金芽孢杆菌中提取抗虫基因“放入”棉花细胞中与棉花的DNA分子结合起来而发挥作用的过程示意图。请据图回答下列有关问题：2(1)图中科学家在进行①操作时，要用同一种___________分别切割目的基因和运载体，运载体的黏性末端与目的基因DNA片段的黏性末端就可通过__________（键名）而结合，遵循原则。(2)在获得目的基因的过程中，PCR技术相当重要。PCR扩增反应需要在一定的缓冲溶液中加入DNA模板、分别与两条模板链相结合的两种、四种脱氧核苷酸和的DNA聚合酶。(3)图中的III是导入了目的基因的受体细胞，经培养、筛选最终获得一株有抗虫特性的转基因植株。经分析，该植株含有一个携带目的基因的DNA片段，因此可以把它看作是杂合子。理论上，在该转基因植株自交产生的F1中，仍具有抗虫特性的植株占总数的，原因是_(4)上述抗虫棉植株的后代种子种植下去后，往往有很多植株不再具有抗虫性，原因是_，要想获得纯合体，常采用的方法是__________。(5)科学家最初在做抗虫实验时，虽然用一定的方法已检测出棉花的植株中含有抗虫基因，但让棉铃虫食用棉的叶片时，棉铃虫并没有被杀死，这说明_______。科学家在研究的基础上又一次对棉花植株中的抗性基因进行了修饰，然后在让棉铃虫食用棉的叶片，结果食用的第二天棉铃虫就死亡了5．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基因枪法和法。（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3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作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。（5）我国科学家利用基因工程还培育出了能抗玉米螟的抗虫玉米，生态效益显著，有人认为抗虫玉米就是无虫玉米，不必防治害虫。你是否赞成这种说法?说明理由。6．天然酿酒酵母菌通常缺乏分解淀粉的酶类，用作发酵原料的淀粉需经一系列复杂的转化过程才能被利用。研究者从某丝状真菌中获取淀粉酶基因并转入酿酒酵母菌，获得的酿酒酵母工程菌可直接利用淀粉产生酒精。请回答下列问题：（11分）（1）若要鉴定淀粉酶基因是否插入酿酒酵母菌，可采用的检测方法是_______________，该项方法要用____________________作探针进行检测。（2）采用PCR技术可对目的基因进行体外扩增。该反应体系的主要成分应包含：扩增缓冲液(含Mg2+)、水、4种脱氧核苷酸、引物、__________和____________。假如引物都用3H标记，从理论上计算循环4次，所得DNA分子中含有3H标记的DNA占____。（3）已知BamHⅠ与BglⅡ的识别序列及切割位点如下图所示，用这两种酶和DNA连接酶对一段含有数个BamHⅠ和BglⅡ识别序列的DNA分子进行反复的切割、连接操作，若干循环后__________序列明显增多。（4）基因工程只能生产自然界已存在的蛋白质，_______________却能生产自然界不存在的新的蛋白质，但最终还须通过改造基因来实现，原因是_________________。7.(13分）棉铃虫是一种严重危害棉花的害虫。我国科学家发现一种生活在棉铃虫消化道内的苏云金芽孢杆菌能分泌一种毒蛋白使棉铃虫致死，而此毒蛋白对人畜无害。通过基因工程的方法，我国已将该毒蛋白基因移人棉株细胞内并实现成功表达。由于棉铃虫吃了这种转基因棉花的植株后就会死亡，所以该棉花新品种在1998年推广后，已取得了很好的经济效益。请根据上述材料回答下列问题：（1）进行基因操作“四步曲”是：提取目的基因构建基因表达载体将目的基因导入受体细胞。(2)害虫在喷洒农药进行化学防治后抗药性增强是_____________________________的结果。(3)“转基因抗虫棉”抵抗害虫的遗传信息表达过程可以表示为____________________。(4)“转基因抗虫棉”的抗虫变异，属于可遗传变异类型中的_____________________。(5)该项科学成果在环境保护上的重要作用是_________________________________。(6)题中“毒蛋白基因转人棉花植株内并实现成功表达中的“成功表达”含义是指______4___。(7）与杂交育种、诱变育种相比，通过基因工程培育新品种的主要优点是____________。（8）现代农业防治害虫的新理念是：将害虫数量控制在不危害农作物的较低水平，而不是消灭害虫。其依据是。(9）转基因技术有利有弊，请各举一例加以说明：有利方面：__________________________________________________。有害方面：__________________________________________________。11．（11分）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，培育出羊乳腺生物发生器，使羊乳汁中含有人体干扰素。请回答：（1）科学家将人的干扰素基因与乳腺蛋白基因的___________等调控组件重组在一起，通过显微注射等方法，导入哺乳动物的__________细胞中，然后，将该细胞送入母体内，使其生长发育成为动物。（2）人体干扰素基因之所以能“插入”到羊的DNA内，原因是。（3）请在下框中画出某DNA片段被切割形成黏性末端的过程示意图。（4）如何检测和鉴定人的干扰素基因已在羊体内稳定遗传？请写出两种方法：、。（5）干扰素在应用上遇到的困难是体外难以保存，可以通过加以改造。（6）为了使T淋巴细胞在体外产生大量的干扰素，有人进行了实验，可是当将T淋巴细胞在体外培养繁殖了几代后，细胞分裂就停止了。请你用细胞工程的方法，以小鼠为实验对象，提出一个既能使T淋巴细胞在体外培养繁殖，又能获得大量小鼠干扰素的实验设计简单思路:。12．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）：—G↓GATCC—5（1）图中①过程用到的酶是，所形成的B叫做，B是由、、目的基因和标记基因等部分构成。（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过程叫做，④过程叫做，将叶盘培养成草莓幼苗的技术是。（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。13．人们发现小型猪的器官可用来替代人体器官进行移植，但小型猪器官表面的抗原可引起免疫排斥反应。如图为科学家将小型猪器官表面抗原基因(Anti)“反向处理”，并人工合成reAnti基因，转入猪成纤维细胞，培育成转基因克隆猪的过程示意图，请据图回答问题。(1)Anti基因的表达产物定位在上，可被识别，引起免疫反应。（2）若使reAnti基因和Anti基因在转基因克隆猪的同一细胞内表达，应在人工合成的reAnti基因的首段连接________。(3)Anti基因的mRNA为…AUCGCCCG…—OH。将Anti基因“反向处理”后，人工合成的reAnti基因的模板链为…ATCGCCCG…—OH，分析可知，Anti基因与reAnti基因的mRNA可发生碱基互补配对形成______，从而抑制了Anti基因表达的_______过程。(4)培养猪胎儿成纤维细胞，要将培养瓶置于含________的混合气体培养箱中进行培养。(5)过程③表示通过显微操作法吸出卵母细胞中的细胞核，此时的卵母细胞处于减数分裂的时期。微型吸管除了将细胞核吸出外，往往还要将________一并吸出。14．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切割的碱基序列和酶切位点分别为C↓CGG、G↓GATCC、↓GATC、CCC↓GGG。请回6答下列问题：（1）图1的一条脱氧核苷酸链中，相邻两个脱氧核苷酸之间由键连接。（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，其产物长度分别为＿＿＿。（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。从杂合子体细胞内分离出图1所示的DNA片段及其同源片段，用限制酶SmaⅠ完全切割，产物中共有＿＿＿＿＿种不同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，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不能正确表达，其最可能的原因＿＿＿＿＿＿＿＿＿。16．人们应用生物工程技术可以获得所需要的生物新品种或新产品。请据图回答下列问题：（1）获得抗虫基因的常用方法是，然后利用进行大量扩增。（2）转基因牛可通过分泌乳汁来生产人生长激素，在基因表达载体中，人生长激素基因的首端必须含有。③过程培养到桑椹胚或囊胚阶段，可以用技术，培育出多头相同的转基因牛犊。（3）PrG基因的产物能激发细胞不断分裂，一般采用技术将无限增殖基因导入细胞中。（4）在抗虫棉培育过程中，将目的基因导入棉花受体细胞采用最多的方法是法。⑤过程采用的技术是。71．4．（1）限制性内切酶氢键碱基互补配对原则（2）引物耐高温（3）3/4雌雄配子各有1/2含抗虫基因且受精时雌雄配子随机结合（2分）（4）发生性状分离（2分）连续自交（2分）（5）抗虫基因没有在植株细胞中得到表达（2分）5．6．11分（除说明外，每空1分）（1）DNA分子杂交技术；用放射性同位素标记的目的基因（2分，答对一个点1分）（2）Taq酶(耐高温的或热稳定的DNA聚合酶)；模板DNA；100%（3）（2分，答对一个1分）（4）蛋白质工程；①基因控制蛋白质的合成，改造基因即改造了蛋白质；②改造的基因可以遗传，直接改造的蛋白质不能遗传；③目前对大多数蛋白质复杂的高级结构还不清楚，所以改造基因比直接改造蛋白质容易(2分，答对其中一点,答案合理即可)7.(13分）（1）目的基因的检测与鉴定(2)农药对害虫的变异类型进行选择(3）抗虫基因RNA蛋白质（2分）(4）基因重组(5)减少了农药对环境的污染，保护了生态环境转录翻译8(6)毒蛋白基因在棉花细胞内经转录和翻