基因工程与蛋白质工程试题

选修3现代生物科技专题出题人：刘秀平审核：高二生物组时间：2013年12月28日班级姓名学号1第17周生物作业——基因工程与蛋白质工程1.（2010海南）利用基因工程可以获得转基因牛，从而改良奶牛的某些性状。基因工程的四个基本操作步骤是、基因表达载体的构建、和。若要获得的转基因牛分泌的乳汁中含有人干扰素，则所构建的基因表达载体必须包括：某种牛乳腺分泌蛋白基因及其启动子、、、和复制原点等。将该基因表达载体导入受体细胞所采用的方法是（显微注射法、农杆菌转化法），为获得能大量产生人干扰素的转基因牛，该基因表达载体应导入的受体细胞是（受精卵、乳腺细胞）。2．下图为利用生物技术获得生物新品种的过程，据图回答：(1)在基因工程中，A表示________，如果直接从苏云金杆菌中获得抗虫基因，①过程使用的酶区别于其他酶的特点是________，B表示_______。（2）B→D的过程中，若使用的棉花受体细胞为体细胞，⑤表示的生物技术是植物组织培养技术。要确定目的基因(抗虫基因)导入受体细胞后，是否能稳定遗传并表达，需进行检测和鉴定工作，请写出在个体水平上的鉴定过程：。3.农业科技工作者在烟草中找到了一抗病基因，现拟采用基因工程技术将该基因转入棉花，培育抗病棉花品系。请回答下列问题：（1）要获得该抗病基因，采用、等方法。为了能把该抗病基因转入棉花细胞中，常用的载体是。（2）假如载体切割后，得到的分子末端序列为：请写出能与该载体连接的抗病基因分子末端是。（3）再将连接得到的DNA分子导入农杆菌，然后用该农杆菌去棉花细胞，利用植物细胞具有的性进行组织培养，从培养出的植株中出抗病的棉花。（4）该抗病基因在棉花细胞中表达的产物是（）A.淀粉B.脂类C.蛋白质D.核酸（5）转基因棉花获得的是由该表达产物来体现的。4．目的基因的分离是基因工程研究中的主要方面和操作关键。下面甲、乙图表示从真核生物细胞中获取目的基因的两种方法,请回答下列问题。(1)在甲图中,a过程是在酶的作用下完成的。如果用该类酶中的一种,不一定能获取目的基因,其原因是。(2)在乙图中,c过程在遗传学上称为,d过程称为,d过程需以mRNA为模板,以为原料,还需要的条件是ATP、、DNA聚合酶等。(3)除了上述两种方法可以获取目的基因外,请你再写出一种方法：。5.下图是利用基因工程技术生产人胰岛素的操作过程示意图，请据图作答。（1）能否利用人的皮肤细胞来完成①过程？，为什么？（2）过程②必需的酶是酶，过程③必需的酶是酶。（3）在利用AB获得C的过程中，必须用切割A和B，使它们产生，再加入，才可形成C。（4）为使过程⑧更易进行，可用（药剂）处理D。（5）由于重组DNA分子成功导入受体细胞的频率，所以在导入后通常需要进行操作。（6）将人胰岛素基因分别导入大肠杆菌与酵母菌，从两者中生产的胰岛素在功能和序列上是相同的。6.豇豆对多种害虫具有抗虫能力，根本原因是豇豆体内具有胰蛋白酶抑制剂基因（CpTI基因）。科学家将其转移到水稻体内后，却发现效果不理想，主要原因是CpTI蛋白质的积累量不足。经过在体外对CpTI基因进行了修饰后，CpTI蛋白质在水稻中的积累量就得到了提高。修饰和表达过程如下图所示：请根据以上材料，回答下列问题：（1）CpTI基因是该基因工程中的____________基因，“信号肽”序列及“内质网滞留信号”序列的基本组成单位是___________________，在①过程中，首先要用_____________酶切开，暴露出_______________再用______________酶连接。（2）在该基因工程中，供体细胞是，受体细胞是。②过程称为______。（3）检测修饰后的CpTI基因是否表达的最好方法是__________________________________。（4）与杂交育种、诱变育种相比，通过基因工程来培育新品种的主要优点是（5）当前，转基因大豆，转基因棉花等已经进入了我们的生活。请你谈谈转基因农作物可能带来的利与弊。（各一条）ACpTＩ蛋白质修饰后的CpTI基因ＣpTI基因“信号肽”序列“内质网滞留信号”序列①②选修3现代生物科技专题出题人：刘秀平审核：高二生物组时间：2013年12月28日班级姓名学号27.1990年对一位缺乏腺苷脱氨酶基因，而患先天性体液兔疫缺陷病的美国女孩进行基因治疗，其方法是首先将患者的白细胞取出作体外培养，然后用逆转录病毒将正常腺苷脱氨酶基因转入人工培养的白细胞中，再将这些转基因白细胞回输到患者的体内，经过多次治疗，患者的免疫功能趋于正常。（1）在基因治疗过程中，逆转录病毒的作用相当于基因工程中基因操作工具中的，此基因工程中的目的基因是，目的基因的受体细胞是。（2）将转基因白细胞多次回输到患者体内后，兔疫能力趋于正常是由于产生了，基因产生这种物质的两个基本步骤是、。8.科学家将人的胰岛素基因与质粒重组后，导入牛的受精卵，并成功从牛奶中提取到了人胰岛素。请根据如下操作流程回答相关问题。（已知酶I的识别序列和切点是－G↓GATCC－，酶II的识别序列和切点是－↓GATC－）。（1）据图分析，在构建重组质粒的过程中，目的基因用限制酶（酶I，酶II）进行切割。检验重组载体导入能否成功需要利用作为标记基因。（2）最终获得“符合要求的个体”，具体是指。9.（2010天津）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表示氨苄青霉素抗性基因，BamHI、HindIII、SmaI直线所示为三种限制酶的酶切位点。据图回答：（1）图中将人乳蛋白基因插入载体，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（填字母代号）。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（填字母代号）。A.农杆菌转化B.大肠杆菌转化C.显微注射D.细胞融合（4）为检测人乳铁蛋白是否成功表达，可采用（填字母代号）技术。A.核酸分子杂交B.基因序列分析C.抗原—抗体杂交D.PCR10.降钙素是一种多肽类激素，临床上用于治疗骨质疏松症等。人的降钙素活性很低，半衰期较短。某科学机构为了研发一种活性高、半衰期长的新型降钙素，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，并人工合成了两条各72个碱基的DNA单链，两条链通过18个碱基对形成部分双链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）Klenow酶是一种酶，合成的双链DNA有个碱基对。（2）获得的双链DNA经EcoRⅠ（识别序列和切割位点-G↓AATTC-）和BamHⅠ（识别序列和切割位点-G↓GATCC-）双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请画出质粒被BamHⅠ切割形成黏性末端的过程图：②大肠杆菌是理想的受体细胞，这是因为它_。③设计EcoRⅠ和BamHⅠ双酶切的目的是__。④要进行重组质粒的鉴定和选择，需要大肠杆菌质粒中含有。U（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。K（4）上述制备该新型降钙素，运用的现代生物工程技术是。11.（2013新课标改编）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位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。回答下列问题：（1）上述材料属于工程范畴。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。（2）利用生物技术改造的T4溶菌酶,提高了蛋白质的性,上述科学家所做的工作,是对已知蛋白质进行（类型）的改造。（3）依据蛋白质工程原理，完成T4溶菌酶的耐热性改造的设计实验流程：选修3现代生物科技专题出题人：刘秀平审核：高二生物组时间：2013年12月28日班级姓名学号3第17周生物作业——基因工程与蛋白质工程参考答案1.获取目的基因将目的基因导入受体细胞目的基因的检测与鉴定人干扰素基因终止子标记基因显微注射法受精卵2.(1)目的基因能够识别特定的脱氧核苷酸序列重组DNA(2)植物组织培养让害虫吞食转基因棉花的叶子，观察害虫的存活情况，以确定转基因棉花是否具有抗虫性状3.（1）直接分离法、人工合成法质粒（2）（3）感染全能性筛选（选择）（4）C（5）抗病性4.(1)限制性核酸内切一种限制性核酸内切酶只能对特定的碱基序列进行切割,此序列若在目的基因内部,则不能得到目的基因(2)转录逆转录脱氧核苷酸逆转录酶(3)根据已知蛋白质中的氨基酸序列,可以推知基因的脱氧核苷酸序列,再进行化学合成5．（1）不能，皮肤细胞中的胰岛素基因未表达（或未转录），不能形成胰岛素mRNA。（2）逆转录，解旋（3）同一种限制性内切酶，相同的黏性末端，DNA连接酶。（4）CaCl2细胞吸收外源DNA分子的能力（5）低筛选（6）氨基酸6.（1）目的四种脱氧核苷酸限制性内切酶黏性末端DNA连接酶（2）豇豆细胞水稻细胞转录（3）让多种害虫吞食水稻叶片（4）目的明确，培育周期短打破物种届限（5）利：可以让人类获得具有优良品质的作物，如蛋白质含量更高、抗逆性更强；打破传统育种界线，如植物表达微生物的抗虫性状。弊：转基因农作物也可能变异成为对人类或环境有害的物种，如抗逆性极强的“超级杂草”；造成基因污染；影响食品安全。7.（1）运载体腺苷脱氨酶基因白细胞（2）抗体（或腺苷脱氨酶）转录翻译8.（1）限制酶Ⅱ基因I或抗氨苄青霉素基因（2）能分泌含人胰岛素牛奶的母牛9.(1)HindⅢ和BamHⅠ氨苄青霉素(2)A(3)C(4)C10.（1）DNA聚合，126（2）①②繁殖快、单细胞、遗传物质相对较少。③保证目的基因和载体定向连接（或防止目的基因和载体在酶切后产生的末端发生任意连接）④标记基因（3）合成的核苷酸单链仍较长，产生缺失碱基（或脱氧核苷酸）的现象（4）蛋白质工程11.（1）蛋白质现有蛋白质新蛋白质氨基酸（2）稳定少数氨基酸的替换（3）预期蛋白质功能→设计预期蛋白质结构→推测氨基酸序列→推知基因的核苷酸序列→修饰(合成)相应基因→表达出相应蛋白质