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課時規(guī)范練36　基因工程 基礎鞏固 1.下列不屬于基因工程基本工具的是(　　) A.限制酶 B.DNA連接酶 C.運載體 D.RNA聚合酶 2.下列關于如圖所示DNA分子片段的說法,正確的是(　　) A.限制酶可作用于①部位,解旋酶作用于③部位 B.限制酶可作用于③部位,解旋酶作用于①部位 C.作用于①部位的限制酶同時也可以作用于④部位 D.作用于①部位的限制酶與作用于⑤部位的限制酶的堿基識別順序相反 3.(2018陜西西安鐵一中學月考)將目的基因?qū)胗衩浊o尖分生區(qū)細胞和小鼠受精卵,應分別采用的方法是(　　) A.顯微注射技術(shù)　農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法 B.基因槍法　花粉管通道法 C.農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法　顯微注射技術(shù) D.基因槍法　顯微注射技術(shù) 4.抗菌肽對治療癌癥有一定的作用,下圖表示抗菌肽合成過程。相關說法正確的是(　　) 克隆目的基因?導入畢赤酵母菌?篩選菌種?甲醇誘導抗菌肽表達?分離純化?功能研究 A.用PCR克隆目的基因不需要DNA解旋酶 B.基因表達載體包含起始密碼和終止密碼 C.用顯微注射法導入基因表達載體 D.篩選菌種時用基因探針檢測相關蛋白質(zhì) 5.下列哪項不是蛋白質(zhì)工程的研究內(nèi)容?(　　) A.分析蛋白質(zhì)分子的精細結(jié)構(gòu) B.對蛋白質(zhì)進行有目的的改造 C.分析氨基酸的化學組成 D.按照人的意愿將天然蛋白質(zhì)改造成新的蛋白質(zhì) 6.下列有關基因工程的敘述,正確的是(　　) A.基因治療就是去除生物體細胞中有缺陷的突變基因 B.運載體上抗性基因的存在有利于對目的基因是否表達進行檢測 C.在基因工程操作中,剪切目的基因和質(zhì)粒的限制性核酸內(nèi)切酶一定相同 D.轉(zhuǎn)基因技術(shù)造成的變異,實質(zhì)上相當于人為的基因重組,但卻產(chǎn)生了定向變異 7.下列關于限制酶和DNA連接酶的理解,正確的是(　　) A.其化學本質(zhì)都是蛋白質(zhì) B.DNA連接酶可以恢復DNA分子中的氫鍵 C.它們不能被反復使用 D.在基因工程操作中可以用DNA聚合酶代替DNA連接酶 8.圖1、2分別為“DNA的粗提取與鑒定”實驗中部分操作步驟示意圖,下列敘述不正確的是(　　) A.圖1、2中加入蒸餾水稀釋的目的相同 B.圖1中完成過濾之后保留濾液 C.圖2中完成過濾之后棄去濾液 D.在圖1雞血細胞液中加入少許嫩肉粉有助于去除雜質(zhì) 能力提升 9.下列關于應用基因工程治療人類遺傳病的敘述,不正確的是(　　) A.基因治療是治療遺傳病的最有效手段 B.進行基因治療時,基因的受體細胞是受精卵 C.基因治療并不是對患者體內(nèi)細胞的缺陷基因改造 D.基因治療時可只對患者部分細胞輸入正?；? 10.下表為常用的限制性核酸內(nèi)切酶及其識別序列和切割位點,下列有關說法正確的是(　　) 限制性核酸內(nèi)切酶 識別序列和切割位點 限制性核酸內(nèi)切酶 識別序列和切割位點 BamHⅠ G↓GATCC KpnⅠ GGTAC↓C EcoRⅠ G↓AATTC Sau3AⅠ ↓GATC HindⅡ GTY↓RAC SmaⅠ CCC↓GGG (注 Y表示C或T,R表示A或G。) A.限制性核酸內(nèi)切酶的切點位于識別序列的內(nèi)部 B.限制性核酸內(nèi)切酶切割后不一定形成黏性末端 C.一種限制性核酸內(nèi)切酶只能識別一種脫氧核苷酸序列 D.不同限制性核酸內(nèi)切酶切割后一定形成不同的黏性末端 11.利用基因工程技術(shù)生產(chǎn)羧酸酯酶(CarE)制劑,用于降解某種農(nóng)藥的殘留,基本流程如圖。下列敘述正確的是 (　　) A.過程①的反應體系中需要加入逆轉(zhuǎn)錄酶和核糖核苷酸 B.過程②需使用限制酶和DNA聚合酶,是基因工程的核心步驟 C.過程③需要使用NaCl溶液制備感受態(tài)的大腸桿菌細胞 D.過程④可利用PCR技術(shù)鑒定CarE基因是否成功導入受體細胞 12.(2018安徽六安一中期末)科學家將擬南芥的抗寒基因(CBF1),轉(zhuǎn)入香蕉以獲得抗寒的香蕉品種。下圖是某質(zhì)粒載體上的SacⅠ、XbaⅠ、EcoRⅠ、HindⅢ四種限制酶的切割位點示意圖。據(jù)圖回答問題。 (1)在該實驗中為構(gòu)建基因表達載體,用SacⅠ、XbaⅠ切下CBF1基因后,對質(zhì)粒載體進行切割的限制酶是　　　　　　,理由是　。 (2)連接CBF1基因到該質(zhì)粒載體后,作為基因表達載體的組成還必須有　　　　　　　　　　　　。將重組質(zhì)粒導入香蕉細胞最常用的方法是　　　　　　　　　　　　　。 (3)為了鑒別受體細胞中是否含有CBF1基因,可用含　　　　　　　　　　　的培養(yǎng)基進行篩選。 (4)科學家將生長健壯、苗齡一致的轉(zhuǎn)基因香蕉(實驗組)與非轉(zhuǎn)基因香蕉(對照組)進行　　　　處理,鑒定兩組之間的抗寒性差異。如果　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,則說明獲得了抗寒的香蕉優(yōu)質(zhì)品種。 13.(2018遼寧五校協(xié)作體聯(lián)考)白細胞介素是一類淋巴因子。研究人員將人白細胞介素的基因?qū)氲浇湍妇毎?使其分泌出有活性的白細胞介素。請據(jù)圖回答下列問題。 (1)為增加白細胞介素基因的數(shù)量,可使用　　　　技術(shù),但前提是必須知道基因的部分序列,目的是　　　　　　　　　　　　。 (2)在重組載體導入酵母菌細胞之前,需用　　　　處理酵母菌,白細胞介素基因進入酵母菌細胞內(nèi),并且在其中維持穩(wěn)定和表達的過程,稱為　　　　。在表達過程中,啟動子需與　　　　　　識別和結(jié)合,從而驅(qū)動轉(zhuǎn)錄過程。 (3)在體液免疫過程中,白細胞介素是由　　　　　　細胞分泌的,為了能成功表達出白細胞介素,不使用細菌,而使用酵母菌細胞作為受體細胞,可能原因是　　　　　　　　　　。 (4)在分泌型表達載體和白細胞介素基因所在DNA分子上均有多個限制酶的酶切位點,圖示過程獲得有效表達的重組載體使用了EcoRⅠ和EcoR52兩種限制酶,與使用單一的限制酶相比,其優(yōu)點是 　。 14.(2019遼寧沈陽重點中學三模)科學家通過利用PCR定點突變技術(shù)改造Rubisco酶基因,提高了光合作用過程中Rubisco酶對CO2的親和力,從而顯著提高了植物的光合作用速率,請回答下列問題。 (1)PCR過程所依據(jù)的原理是　　　　　　　　,該過程需要加入的酶是　　　　　　　　。利用PCR技術(shù)擴增目的基因的前提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列,以便根據(jù)這一序列合成　　　　　　　　。 (2)該技術(shù)不直接改造Rubisco酶,而通過對Rubisco酶基因進行改造,從而實現(xiàn)對Rubisco酶的改造,其原因是　　　　　。和傳統(tǒng)基因工程技術(shù)相比較,定點突變最突出的優(yōu)點是　　　　　　　,PCR定點突變技術(shù)屬于　　　　　　　　　　　　的范疇。 (3)可利用定點突變的DNA構(gòu)建基因表達載體。常用　　　　將基因表達載體導入植物細胞,將該細胞經(jīng)植物組織培養(yǎng)技術(shù)培育成幼苗,從細胞水平分析所依據(jù)的原理是　　　　　　　　。  課時規(guī)范練36　基因工程 1.D　基因工程中,獲取目的基因和構(gòu)建基因表達載體時需要限制酶;構(gòu)建基因表達載體時需要DNA連接酶;將目的基因和運載體連接起來;RNA聚合酶不屬于基因工程的工具酶。 2.A　限制酶可作用于①部位磷酸二酯鍵,解旋酶作用于③部位氫鍵,A項正確,B項錯誤。作用于①部位的限制酶同時也可以作用于⑤部位,C項錯誤。作用于①部位的限制酶與作用于⑤部位的限制酶的堿基識別順序相同,它們識別的序列都為—GAATTC—,D項錯誤。 3.D　玉米是單子葉植物,對單子葉植物來說,常用的方法是基因槍法;對于動物細胞來說,常用的方法是顯微注射技術(shù)。 4.A　PCR技術(shù)中采用的是高溫變性,因此用PCR克隆目的基因不需要DNA解旋酶,A項正確;基因表達載體包含啟動子和終止子,而起始密碼和終止密碼在mRNA上,B項錯誤;將基因表達載體導入酵母菌細胞時應用感受態(tài)細胞法,C項錯誤;篩選菌種時用基因探針檢測相關基因或mRNA,不能用基因探針檢測蛋白質(zhì),D項錯誤。 5.C　蛋白質(zhì)工程就是指根據(jù)蛋白質(zhì)的精細結(jié)構(gòu)和功能之間的關系,按照人的意愿改造蛋白質(zhì)分子,形成自然界不存在的蛋白質(zhì)分子。為了改造某種蛋白質(zhì)分子,必須對其精細結(jié)構(gòu)進行分析,但不包括對組成蛋白質(zhì)的氨基酸的化學成分的分析。 6.D　基因治療是指把健康的外源基因?qū)胗谢蛉毕莸募毎?使該基因的表達產(chǎn)物發(fā)揮功能,達到治療疾病的目的,A項錯誤;標記基因便于重組DNA的鑒定和篩選,即有利于對目的基因是否導入受體細胞進行檢測,B項錯誤;基因工程中,構(gòu)建基因表達載體時,一般要用同種限制性核酸內(nèi)切酶切割載體與含目的基因的DNA片段,以獲得相同的黏性末端,有時可以用不同的限制性核酸內(nèi)切酶,但必須保證它們剪切后得到的黏性末端相同,C項錯誤;基因工程是按照人們的意愿定向改造生物的性狀,其原理是基因重組,D項正確。 7.A　限制酶和DNA連接酶的化學本質(zhì)都是蛋白質(zhì),A項正確; DNA分子中的氫鍵,只要堿基互補配對就能自動生成,不需要DNA連接酶的作用,DNA連接酶可以恢復DNA分子中的磷酸二酯鍵,故B項錯誤;限制酶和DNA連接酶都可以被反復使用,C項錯誤;DNA連接酶是在兩個DNA片段之間形成磷酸二酯鍵,而DNA聚合酶只能將單個脫氧核苷酸加到已有的核苷酸片段上,因此在基因工程操作中不能用DNA聚合酶替代DNA連接酶,D項錯誤。 8.A　解析圖1中加入蒸餾水稀釋的目的是破碎細胞獲取含DNA的濾液,圖2中加入蒸餾水稀釋的目的是稀釋NaCl溶液,析出DNA;圖1過濾之后保留濾液,因濾液中含DNA;圖2過濾之后棄去濾液,因DNA已析出;嫩肉粉中的蛋白酶可對蛋白質(zhì)進行水解。 9.B　基因治療是治療遺傳病的最有效手段,A項正確;進行基因治療時,基因的受體細胞是有基因缺陷的體細胞而不是受精卵,B項錯誤;基因治療并不是對患者體內(nèi)細胞的缺陷基因改造而是對患者部分細胞輸入正?；?C、D兩項正確。 10.B　根據(jù)表格分析,限制性核酸內(nèi)切酶的切點不一定位于識別序列的內(nèi)部,也可能在識別位點的外部,如sau3AⅠ,A項錯誤;限制性核酸內(nèi)切酶切割后不一定形成黏性末端,也可能是平末端,如HindⅡ、SmaⅠ,B項正確;一種限制性核酸內(nèi)切酶不一定只能識別一種脫氧核苷酸序列,如HindⅡ能識別多種序列,C項錯誤;不同限制性核酸內(nèi)切酶切割后也可以形成相同的黏性末端,如BamHⅠ和Sau3AⅠ,D項錯誤。 11.D　過程①為逆轉(zhuǎn)錄過程,反應體系中需要加入逆轉(zhuǎn)錄酶和脫氧核苷酸,A項錯誤;過程②為基因表達載體的構(gòu)建,需使用限制酶和DNA連接酶,B項錯誤;過程③需要使用CaCl2溶液制備感受態(tài)的大腸桿菌細胞,C項錯誤;鑒定CarE基因是否成功導入受體細胞,可利用PCR技術(shù)擴增受體細胞DNA片段,用基因探針進行DNA分子雜交,D項正確。 12.答案(1)SacⅠ、XbaⅠ　用相同限制酶切割來源不同的DNA后,可產(chǎn)生相同的末端 (2)啟動子和終止子　農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法 (3)氨芐青霉素 (4)低溫　實驗組的抗寒能力明顯高于對照組 解析(1)在基因工程中,用相同限制酶切割來源不同的DNA后,可產(chǎn)生相同的末端,所以和切割含目的基因的DNA一樣,質(zhì)粒也應使用SacⅠ、XbaⅠ進行切割。(2)基因表達載體的組成包括啟動子、終止子、標記基因、目的基因等。香蕉細胞是植物細胞,將目的基因?qū)胫参锛毎Ｓ棉r(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法。(3)據(jù)圖可知,質(zhì)粒上的標記基因是氨芐青霉素抗性基因,所以為了鑒別受體細胞中是否含有CBF1基因,可用含氨芐青霉素的培養(yǎng)基進行篩選。(4)根據(jù)題干信息可知目的基因是抗寒基因,所以科學家將生長健壯、苗齡一致的轉(zhuǎn)基因香蕉(實驗組)與非轉(zhuǎn)基因香蕉(對照組)進行低溫處理,鑒定兩組之間的抗寒性差異。如果實驗組的抗寒能力明顯高于對照組,則說明獲得了抗寒的香蕉優(yōu)質(zhì)品種。 13.答案(1)PCR　設計引物　(2)Ca2+　轉(zhuǎn)化　RNA聚合酶　(3)T淋巴　細菌細胞中無內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體等加工白細胞介素的細胞器　(4)能防止目的基因、表達載體發(fā)生自身環(huán)化或者目的基因反向接入分泌型表達載體中 解析(1)基因工程中,擴增目的基因利用的是PCR技術(shù),但前提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列,以便設計引物。(2)在重組載體導入酵母菌細胞之前,需用Ca2+處理酵母菌,使酵母菌細胞處于感受態(tài)。白細胞介素基因進入酵母菌細胞內(nèi),并且在其細胞內(nèi)維持穩(wěn)定和表達的過程稱為轉(zhuǎn)化。在表達過程中,啟動子需與RNA聚合酶識別和結(jié)合,從而驅(qū)動轉(zhuǎn)錄過程。(3)在體液免疫過程中,白細胞介素是由T淋巴細胞分泌的。細菌屬于原核生物,細胞中無內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體等加工白細胞介素的細胞器,因此為了能成功表達出白細胞介素,不使用細菌,而是使用酵母菌細胞作為受體細胞。(4)在分泌型表達載體和白細胞介素基因所在的DNA分子上均有多個限制酶的酶切位點。圖示過程獲得有效表達的重組載體使用了EcoRⅠ和EcoR52兩種限制酶,與使用單一的限制酶相比,其優(yōu)點是能防止目的基因、表達載體發(fā)生自身環(huán)化或者目的基因反向接入分泌型表達載體中。 14.答案(1)DNA雙鏈復制　耐高溫的DNA聚合酶(或Taq酶)　引物　(2)蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)較為復雜,改造困難;直接改造蛋白質(zhì)不能遺傳,改造了的基因能遺傳　能生產(chǎn)出自然界不存在的蛋白質(zhì)　蛋白質(zhì)工程　(3)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法　植物細胞的全能性 解析(1)PCR的原理是DNA雙鏈復制;利用PCR技術(shù)擴增目的基因的前提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列,以便根據(jù)這一序列合成引物;擴增過程是在較高溫度下進行的,因此需要加入耐高溫的DNA聚合酶(或Taq酶)。(2)蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)較為復雜,改造困難。直接改造蛋白質(zhì)不能遺傳,改造了的基因能遺傳,因此蛋白質(zhì)工程技術(shù)不直接改造Rubisco酶,而通過對Rubisco酶基因進行改造,從而實現(xiàn)對Rubisco酶的改造。和傳統(tǒng)基因工程技術(shù)相比較,定點突變技術(shù)最突出的優(yōu)點是能生產(chǎn)出自然界不存在的蛋白質(zhì),因此PCR定點突變技術(shù)屬于蛋白質(zhì)工程的范疇。(3)將目的基因?qū)胫参锛毎Ｓ棉r(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法;將轉(zhuǎn)基因植物細胞培育成轉(zhuǎn)基因植株還需要采用植物組織培養(yǎng)技術(shù),原理是植物細胞具有全能性。