基因工程巩固练习

基因工程巩固练习2016.4一、判断题：1.限制酶不止一种，是一类酶的总称（）2.限制酶的化学本质是蛋白质，其作用的发挥需要适宜的外界条件，高温、强酸或强碱均易使之变性失活（）3.不同的DNA分子用同一种限制酶切割产生的黏性末端都相同，同一个DNA分子用不同的限制酶切割，产生的黏性末端一定不同（）4.限制酶切割位点应位于标记基因之外，不能破坏标记基因，以便于进行检测（）5.基因工程中的载体与细胞膜上控制物质运输的载体不同。基因工程中的载体是DNA分子（例如土壤农杆菌细胞中存在的Ti质粒），能将目的基因导入受体细胞内；细胞膜上的载体化学本质是蛋白质，与细胞膜的通透性有关（）6.基因工程中有3种工具，但工具酶只有2种（）7.检测到受体细胞含有目的基因就标志着基因工程操作的成功（）8.用含抗生素抗性基因的质粒作为载体是因为其抗性基因容易与外源基因连接（）9.要合成糖蛋白或有生物活性的胰岛素可将目的基因导入大肠杆菌（）10.将人的血清蛋白基因导入动物的乳腺细胞中，能够获得人的血清白蛋白（）11.应用DNA探针技术，可以检测转基因抗浇灌番茄植株中目的基因的存在及其表达（）12.重组Ti质粒侵染植物细胞后，便整合到其染色体上（）二、简答题:1.基因工程利用某目的基因（图甲）和P1噬菌体载体（图乙）构建重组DNA（图丙），已知限制性核酸内切酶的酶切位点分别是BglⅡ（A↓GATCT）、EcoRⅠ（G↓AATTC）和Sau3AⅠ（↓GATC）。请分析回答：（1）若要得到图丙所示重组DNA，对目的基因和P1噬菌体载体处理方法是（）A．用EcoRⅠ切割目的基因和P1噬菌体载体B．用BglⅡ和EcoRⅠ切割目的基因和P1噬菌体载体C．用BglⅡ和Sau3AⅠ切割目的基因和P1噬菌体载体D．用EcoRⅠ和Sau3AⅠ切割目的基因和P1噬菌体载体（2）若用你选择的限制酶切割P1噬菌体载体后，P1噬菌体载体上产生的游离的磷酸基团数为个。（3）BglⅡ和Sau3AⅠ两种限制酶识别的完整的DNA片段分别是、，切割后产生的末端分别是、。（4）在基因工程中，同一个DNA分子用不同的限制酶切割，产生的黏性末端是否肯定不相同？。2．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，并加入酶。（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。3.嗜热土壤芽胞杆菌产生的β-葡萄糖苷酶（BglB）是一种耐热纤维素酶，为使其在工业生产中更好地应用，开展了以下试验：Ⅰ.利用大肠杆菌表达BglB酶（1）PCR扩增BglB基因时，选用_____的基因组DNA作模板。（2）图1为质粒限制酶酶切图谱。BglB基因不含图中限制酶识别序列，为使PCR扩增的BglB基因重组进该质粒，扩增的BglB基因两端需分别引入______和______两种不同的限制酶的识别序列。（3）大肠杆菌不能降解纤维素，但转入上述建构好的表达载体后则获得了降解纤维素的能力，这是因为______。Ⅱ．温度对BglB酶活性的影响（4）据图2、3可知，80℃保温30分钟后，BglB酶会______；为高效利用BglB酶降解纤维素，反应温度最好控制在______（填选项）。A.50℃B.60℃C.70℃D.80℃Ⅲ．利用分子育种技术提高BglB酶的热稳定性原理：在PCR扩增bglB基因的过程中，加入诱变剂可提高bglB基因的突变率。经过筛选，可获得能表达出热稳定性高的BglB酶的基因。（5）与用诱变剂直接处理嗜热土壤芽胞杆菌相比，上述育种技术获得热稳定性高的BglB酶基因的效率更高，其原因是在PCR过程中______（多选）。A．仅针对BglB基因进行诱变B．BglB基因产生了定向突变C．BglB基因可快速累积突变D．BglB基因突变不会导致酶的氨基酸数目改变4．2009年10月，我国自主研发的转基因抗虫水稻“华恢1号”获得农业部颁发的安全证书。下图表示该抗虫水稻主要培育流程，请据图回答：（1）④过程应用的主要生物技术是_____________。（2）组建理想的载体需要对天然的质粒进行改造。上图是天然土壤农杆菌Ti质粒结构示意图（图示部分基因及部分限制酶作用位点），请据图分析：①人工改造时，要使抗虫基因表达，还应插入_____________。②人工改造时用限制酶Ⅱ处理，其目的是：第一，去除质粒上的________和______基因，分别保证T-DNA进入水稻细胞后不会引起细胞的无限分裂和生长；第二，使质粒带有单一限制酶作用位点，有利于_____________。第三，使质粒大小合适，可以提高转化效率等。③若用限制酶I分别切割改造过的理想质粒和带有抗虫基因的DNA分子，并构成重组Ti质粒。分别以含四环素和卡那霉素的培养基培养已成功导入抗虫基因的水稻胚细胞，观察到的细胞生长的现象是_____________。（3）若限制酶Ⅱ切割DNA分子后形成的黏性末端为-CTGCA，则该酶识别的核苷酸序列是__________。-G（4）杀虫基因(crylA)是人们根据几种Bt毒蛋白的分子结构，设计并人工合成的，这属于__________技术范畴。5.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。请据图回答问题：（1）步骤①和②中常用的工具酶是和。（2）图中质粒上有抗氨苄青霉素和抗四环素两个标记基因，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，由于目的基因的分隔使得该抗性基因失活。（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中D、E所示，含目的基因的菌落位于上。请在图中相应的位置上圈出含目的基因的菌落。6.下图为三种质粒和一个含目的基因的片段的示意图。图中Ap为氨苄青霉素抗性基因，Tc为四环素抗性基因，lacZ为蓝色显色基因，EcoRⅠ（0.7Kb）、PvuⅠ（0.8Kb）等为限制酶及其切割的位点与复制原点的距离，1Kb=1000个碱基对长度。请据图回答：（1）质粒A、C不能作为目的基因运载体的理由分别是、。（2）将图中的目的基因与质粒B进行重组，需要用到的酶是。如果是两两重组，可能有种长度的重组结果。（3）基因工程中检测筛选含有目的基因的重组质粒是一个重要的步骤。现运用酶切质粒，完全酶切后进行电泳观察，若出现长度为1.1kb和kb，或者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）。7.下图是培育表达人乳铁蛋白的乳腺生物反应器的技术路线。图中tetR表示四环素抗性基因，ampR表示氨苄青霉索抗性基因，直线所示为BamHⅠ、HindⅢ、SmaⅠ三种限制酶的酶切位点。请据图回答：（1）图中将人乳铁蛋白基因插入载体，需用_______限制酶同时酶切载体和人乳铁蛋白基因。筛选含有重组载体的大肠杆菌首先需要在含_______的培养基上进行。（2）能使人乳铁蛋白基因在乳腺细胞中特异性表达的调控序列是___。A．启动子B．tetRC．复制原点D．ampR（3）过程①可采用的操作方法是_______。A．农杆菌转化B．大肠杆菌转化C．显微注射D．细胞融合（4）过程②采用的生物技术是_______。（5）对早期胚胎进行切割，经过程②可获得多个新个体。这利用了细胞的_______性。（6）为检测人乳铁蛋白是否成功表达，可采用_______技术。A．核酸分子杂交B．基因序列分析C．抗原-抗体杂交D．PCR8.番茄营养丰富，是人们喜爱的一类果蔬。但普通番茄细胞中含有多聚半乳糖醛酸酶基因，控制细胞产生多聚半乳糖醛酸酶，该酶能破坏细胞壁，使番茄软化，不耐贮藏。为满足人们的生产生活需要，科学家们通过基因工程技术，培育出了抗软化、保鲜时间长的番茄新品种，操作流程如图所示，请据图回答：（1）过程①需要的工具酶有_________酶和_________酶。（2）可依据质粒上_________的表达筛选出含重组DNA的土壤农杆菌。（3）在番茄新品种的培育过程中，可通过的方法将目的基因导入受体细胞。（4）从图中可见，mRNA1和mRNA2的结合直接阻断了多聚半乳糖醛酸酶合成时的_____过程，最终使番茄获得了抗软化的性状。（5）要快速繁殖转基因抗软化番茄，目前最常用的方法是______________。普通番茄细胞导入目的基因后，经②_________过程形成的愈伤组织细胞具有的特点是_________。然后再经过③_________过程诱导出试管苗，进一步培养成正常植株。为促使图中②、③过程的顺利完成，通常需要在培养基中加入的调节物质是____________。9.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。请根据以下图表回答下列问题：（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）PCR过程中退火（复性）温度必须根据引物的碱基数量和种类来设定。表1为根据模板设计的两对引物序列，图2为引物对与模板结合示意图。请判断哪一对引物可采用较高的退火温度？__________。（3）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？。（4）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。（5）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，对以下酶切结果作出判断。①采用EcoRⅠ和PstⅠ酶切，得到______种DNA片断。②采用EcoRⅠ和SmaⅠ酶切，得到______种DNA片断。10.苏云金杆菌（Bt）能产生具有杀虫能力的毒素蛋白。下图是转Bt毒素蛋白基因植物的培育过程示意图（ampr为抗氨苄青霉素基因），请据图回答下列问题：（1）将图中①的DNA用HindIII、BamHI完全酶切后，反应管中有种DNA片段。（2）图中②表示HindIII与BamHI酶切、DNA连接酶连接的过程，此过程可获得种重组质粒；如果换用Bstl与BamHl酶切，目的基因与质粒连接后可获得种重组质粒。（3）目的基因插人质粒后，不能影响质粒的。（4）图中③的Ti质粒调控合成的vir蛋白，可以协助带有目的基因的T—DNA导人植物细胞，并防止植物细胞中对T—DNA的降解。（5）已知转基因植物中毒素蛋白只结合某些昆虫肠上皮细胞表面的特异受体，使细胞膜穿孔，肠细胞裂解，昆虫死亡。而该毒素蛋白对人类的风险相对较小，原因是人类肠上皮细胞。（6）生产上常将上述转基因作物与非转基因作物混合播种，其目的是降低害虫种群基因频率的增长速率。参考答案：一、√√×√√√××××××二、1（1）C（2）2（3）-AGATCT--GATC--AGATCT-GATC（4）否-TCTAGA--CTGA--T2（1）0、2（2）高（3）SmaI会破坏质粒中的抗性基因和外源DNA中的目的基因（4）质粒和含目的基因的外源DNA片段自身环化（