基因工程練習

1、 基因工程專題習題一、回答有關基因工程的問題。（10分）下表中列出了幾種限制酶識別序列及其切割微點，圖一、圖二中箭頭表示相關限制酶的酶切位點。64限制酶Sma I和限制酶Xma I作用的相同點是_，不同點是_。65研究發(fā)現(xiàn)復制原點的堿基序列特點通常含A、T堿基較多，其意義是_。66圖二中的目的基因需要同時使用Mse酶和Pst I酶才能獲取，而圖一所示的質粒無相應的限制酶切位點。所以在用該質粒和目的基因構建重組質粒時，需要對質粒改造，構建新的限制酶切位點。試寫出構建需要的限制酶切位點的過程（提供構建需要的所有條件）：首先用_酶處理質粒；然后用DNA聚合酶處理質粒，使被酶切開的質粒末端連接上相應的

2、脫氧核糖核苷酸；再運用_酶處理質粒，從而形成新的限制酶切位點，即可被_酶識別?；蚬こ讨械臋z測篩選是一個重要的步驟。下圖表示運用影印培養(yǎng)法（使在一系列培養(yǎng)皿的相同位置上能出現(xiàn)相同菌落的一種接種培養(yǎng)方法）檢測基因表達載體是否導入大腸桿菌。67培養(yǎng)基除了含有細菌生長繁殖必需的成分外，培養(yǎng)基A和培養(yǎng)基B分別還含有_、_。從檢測篩選的結果分析，含目的基因的是_菌落中的細菌。二、人類是乙型肝炎病毒的唯一宿主，現(xiàn)有的肝硬化、肝癌多從乙肝發(fā)展而來，接種乙肝疫苗是預防乙肝病毒感染的最有效方法。乙型肝炎疫苗的研制先后經(jīng)歷了血源性疫苗和基因工程疫苗階段。55. 血源性“乙型肝炎疫苗”是取用乙肝病毒感染者的血液，用

3、高速離心提純血液中的乙肝病毒，之后再滅活，制成乙肝疫苗。乙肝病毒結構中的 成分是激發(fā)免疫反應的抗原。乙肝工程疫苗的生產(chǎn)和使用過程如下：目的基因重組質粒導入大腸桿菌乙肝病毒外殼注射型接種出現(xiàn)抗體56. 從上圖可知，該目的基因的具體功能是 57. 若要迅速獲取大量的目的基因，以提高重組質粒生產(chǎn)的效率，常用的技術是（寫全稱） 。過程合成重組質粒需要限制酶，還需要 酶58. 用基因工程疫苗接種比血源性疫苗更安全，試從疫苗的結構特點解釋原因： 59. 目的基因在人體細胞和大腸桿菌細胞中均能表達出相同的抗原，這是因為 原因所致。圖2圖1EcoRVBamHI目的基因卡那霉素抗性基因EcoRIEcoRV四環(huán)素

4、抗性基因HindIIIEcoRVBamHIBamHIEcoRIHindIII形成有效的重組質粒，選擇適當?shù)南拗菩詢惹忻负苤匾Ｏ聢D1示意大腸桿菌質粒的相關基因與限制酶切點；圖2示意有關限制酶在DNA分子中的具體切點。60. 要成功轉入目的基因，有兩種選擇限制酶的方案，它們分別是 或 。其中有一組方案重組效率較高，其原因是 61. 用上述兩種方案酶切大腸桿菌質粒與目的基因，再一并加入相關合成酶。一段時間后，最多可以獲得 種含完整四環(huán)素抗性基因的質粒。62. 寫出篩選、獲取含有目的基因大腸桿菌的培養(yǎng)和鑒別方法： 。三、大腸桿菌與人類的生產(chǎn)生活密切相關。據(jù)圖表回答下列有關問題：63.科研人員用放射線

5、處理某大腸桿菌獲得兩個突變株A和B，然后對A和B進行實驗，結果如上表。突變株A不能在一般培養(yǎng)基上生長的直接原因是_。將突變株A和B混合在一起接種于一般培養(yǎng)基中，卻能正常生長的最可能原因是_ _ _。根據(jù)上表可知，營養(yǎng)物質甲、乙對突變株A、B來說屬于_（成分）64.上圖是利用lacZ基因的插入失活篩選重組質粒示意圖。大腸桿菌pUC118質粒的某限制酶唯一酶切序列位于該質粒的lacZ基因中。若lacZ基因完整，便可表達出b-半乳糖苷酶，并能將培養(yǎng)基中含有的IPTG和X-gal水解成藍色，形成藍色菌落；若lacZ基因中插入了外源基因，帶有pUC118質粒的大腸桿菌便不能表達b-半乳糖苷酶，將形成白色

6、菌落；pUC118還攜帶了氨芐青霉素抗性基因。作為受體的大腸桿菌應 ，以便篩選已導入重組質粒的受體大腸桿菌。圖中獲取人體基因時所用到的酶是_，其與切割質粒的酶是否相同？ ；試管中必需加入的酶是 _。圖中的選擇培養(yǎng)基中除含有大腸桿菌必需的葡萄糖、氮源、無機鹽、水、生長因子等營養(yǎng)物質外，還應加入_等物質，用以篩選導入了重組質粒的受體大腸桿菌。培養(yǎng)基的滅菌處理要求通常是 。將上述處理后的大腸桿菌置于圖中選擇培養(yǎng)基上培養(yǎng)，以檢測受體大腸桿菌是否導入重組質粒，請預測菌落的顏色，并分析結果：a)_。b)_ _。四、回答下列有關遺傳信息傳遞表達和基因工程的問題。（10分）l 圖10表示基因的結構示意圖及利用

7、基因工程培育抗蟲棉的過程示意圖。圖1059圖10中進行操作時，切割運載體和目的基因酶的特點是 。圖中是導入目的基因的根細胞，經(jīng)培養(yǎng)、篩選獲得一株有抗蟲特性的轉基因植株。過程所用的現(xiàn)代生物技術是_，從遺傳學角度來看，根細胞通過過程，能形成棉植株的根本原因是 。圖1160下列是幾種氨基酸的密碼子，據(jù)此推斷圖10中合成的多肽，其前三個氨基酸依次是_。（甲硫氨酸AUG、絲氨酸UCU、酪氨酸UAC、精氨酸CGA和AGA、丙氨酸GCU）l 圖11為某種作為運載體的質粒簡圖，箭頭所指分別為限制酶EcoRI、BamHI的酶切位點，ampR為青霉素抗性基因，tetR 為四環(huán)素抗性基因。已知目的基因的兩端分別有E

8、coRI、BamHI的酶切位點。將含有目的基因的DNA與該質粒分別用EcoRI酶切，酶切產(chǎn)物用DNA連接酶進行連接后，將上述連接產(chǎn)物導入原本沒有ampR和tetR的大腸桿菌（受體細胞）。61將上述大腸桿菌涂布在含四環(huán)素的培養(yǎng)基上培養(yǎng)，能生長的大腸桿菌所含有的連接產(chǎn)物是 。為了得到“目的基因運載體”連接物，防止酶切后DNA片段之間產(chǎn)生的末端發(fā)生任意連接，切割時應選用的酶是 。l 2007年日本和美國兩位科學家，他們用逆轉錄病毒為載體，將四個不同作用的關鍵基因間接轉入人體體細胞內，令其與原有基因發(fā)生重組，然后使體細胞變成了一個具有類似胚胎干細胞功能的細胞。62上述材料中“以逆轉錄病毒為載體”，但逆

9、轉錄病毒不能直接攜帶目的基因，主要原因是 。因此需要將目的基因進行何種處理，才能與病毒RNA重組 。五、癌癥源于一群不受控制地進行分裂的細胞，某白血病具有遺傳性，主要是某條染色體的DNA上的基因E突變?yōu)閑導致（見圖甲）。（10分）I. 有一對年輕夫婦，其家族這種疾病的發(fā)病率較高?，F(xiàn)知某種能識別序列CTNAG的酶（N=任意一種核苷酸A、T、G或C），可在該序列的CT堿基之間進行切割?？茖W家提取該對夫婦（M和P），他們的新生兒以及非家族成員人士（J和K）的DNA，利用CTNAG酶切割DNA。經(jīng)凝膠電泳后，結果如圖乙。 56.研究所用的酶稱為_。 57.J樣本電泳后有兩條帶，K樣本只有一個條帶，請據(jù)

10、圖分析造成這個現(xiàn)象的原因是_ _。58.寫出雙親的基因型：父_母_。II. 該疾病目前采取的治療措施有放療、化療、基因治療等方法。基因治療的基本步驟是： 59.治療該白血病的目的基因是指_基因，基因在體外增殖的主要方法是_。60.病毒在此治療中的作用是_。假如在實驗室進行如下操作：用限制酶EcoRV單獨切割該普通質粒，可產(chǎn)生14kB（1kB即1000個堿基對)的長鏈，而同時用限制酶EcoRV、Mbol聯(lián)合切割同一種質粒，得到三種長度的DNA片段，見下圖，其中*表示EcoRV限制酶切割的一個粘性末端。普通質粒EcoRVEcoRV+MboI14kb2.5kb5.5kb6kb* 61. 若Mbol限

11、制酶獨立切割該普通質粒，則可以產(chǎn)生的長度為 、 的DNA片段。普通質粒EcoRV*62. EcoRV限制酶切割普通質粒的切割位點如下圖，*為切割點。請在圖上的大致位置上也用箭頭標出Mbol限制酶的酶切位點，并標示相應片段長度。六、回答有關生物工程的問題。（8分）普通番茄細胞中含有多聚半乳糖醛酸酶基因，控制細胞產(chǎn)生多聚半乳糖醛酸酶，該酶能破壞細胞壁，使番茄軟化，不耐貯藏。為滿足人們的生產(chǎn)生活需要，科學家們通過基因工程技術，培育出了抗軟化、保鮮時間長的番茄新品種。（操作流程如圖）請回答：抗多聚半乳糖醛酸酶基因（目的基因）質粒重組DNA含重組DNA的土壤農桿菌土壤農桿菌普通番茄細胞培養(yǎng)多聚半乳糖醛酸

12、酶基因抗多聚半乳糖醛酸酶基因培養(yǎng)抗多聚半乳糖醛酸酶基因多聚半乳糖醛酸酶基因mRNA1mRNA2mRNA1與mRNA2結合番茄軟化過程培育示意圖66過程需要的工具酶有 。67由于含_的土壤農桿菌成功導入普通番茄細胞的頻率低，所以在轉化后通常需要進行 操作。68圖示中，目的基因導入普通番茄細胞后，是否可以穩(wěn)定維持和表達其遺傳特性，可以通過 來確定。導入目的基因的植物細胞一般需要通過 的方法，培育成能表現(xiàn)新性狀的植株。圖示中培養(yǎng)、培養(yǎng)就是該過程中的 步驟。69從圖中可見，mRNA1和mRNA2的結合直接導致了 無法合成，最終使番茄獲得了抗軟化的性狀。70上述轉基因番茄會通過花粉將抗多聚半乳糖醛酸酶基

13、因傳播給其它植物而造成基因污染，原因是 。七、普通煙草轉入抗鹽基因培育抗鹽煙草的過程如下圖所示。已知含抗鹽基因的DNA和質粒上均有sal、Hind、BamH酶切位點，質粒上另有抗四環(huán)素基因和抗氨芐青霉素基因。請回答問題：54.構建重組質粒時，應選用限制酶_對_進行切割，以保證它們定向連接。限制酶切斷的是DNA分子中特定部位的兩個脫氧核苷酸之間的鍵，具體說就是_和_之間的鍵。55.如果目的基因直接注入煙草細胞，一般會被煙草細胞_。質粒的作用是_。56.切割后的目的基因與質粒由_酶連接成重組質粒。篩選導入重組質粒的細菌，應在其培養(yǎng)基中加入_，理由是_。57.煙草細胞經(jīng)_形成愈傷組織。某研究性學習小

14、組以愈傷組織為材料進行了下列實驗：一組在培養(yǎng)基中加30%的蔗糖，另一組不加蔗糖，接種后，每組再分成兩個小組，分別在光下和黑暗中培養(yǎng)。1個月后，觀察其生長、分化情況，結果見下表：培養(yǎng)條件加蔗糖不加蔗糖光照正常生長，分化不生長，死亡黑暗只生長，不分化不生長，死亡你能得出什么結論？_。58.從個體水平鑒定抗鹽轉基因煙草是否培育成功的方法是_。八、下表中列出了幾種限制酶識別序列及其切割位點，圖l、圖2中箭頭表示相關限制酶的酶切位點。請回答下列問題：（9分）47.一個圖1所示的質粒分子經(jīng)Sma 切割前后，分別含有 個游離的磷酸基團。48.用圖中的質粒和外源DNA構建重組質粒，不能使用Sma切割，原因是

15、。49.與只使用EcoR I相比較，使用BamH 和Hind 兩種限制酶同時處理質粒、外源DNA的優(yōu)點在于可以防止 。50.為了獲取重組質粒，將切割后的質粒與目的基因片段混合，需加入 酶。 重組質粒中抗生素抗性基因的作用是為了 。51.為了從cDNA文庫中分離獲取蔗糖轉運蛋白基因，將重組質粒導入喪失吸收蔗糖能力的大腸桿菌突變體，然后在 的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，以完成目的基因表達的初步檢測。52若用限制酶EcoRV、MboI單獨或聯(lián)合切割同一種質粒，得到DNA片段長度如下圖（1kb即1000個堿基對），請在答題卡的指定位置畫出質粒上EcoRV、MboI的切割位點。九、回答有關生物工程的問題。（11分）

16、轉基因抗病香蕉的培育過程如上圖所示。圖中Pst、Sma、EcoR、Apa等為限制酶，質粒和抗病基因上的箭頭表示限制酶的切割位點。下圖表示四種限制酶的識別序列及酶切位點。54若要獲得抗病基因，能否用限制酶Sma對圖中對應的位點進行切割？_，說明理由_。要獲得含抗病基因的重組質粒能否用Pst、Apa限制酶切割質粒？_。55卡那霉素會抑制香蕉愈傷組織細胞的生長。欲利用含卡那霉素的培養(yǎng)基篩選已導入抗病基因的香蕉細胞，重組質粒中應同時含有_基因，作為標記基因。56利用組織培養(yǎng)技術能將香蕉組織細胞培育成植株，這是因為香蕉組織細胞具有_，圖中、依次表示香蕉組織細胞的_和_的過程。57、階段是否可使用同種培養(yǎng)

17、基？_；理由是_。階段是否可使用不添加植物激素的培養(yǎng)基？_；理由是_ _。十、五、回答下列關于基因工程的相關問題。質粒是基因工程中的一種常用的工具之一，經(jīng)修飾改造后的質粒如下圖七-1所示。PUC118上的Lacz基因編碼半乳糖苷酶的一條多肽鏈，其表達產(chǎn)物與菌落顏色有關；經(jīng)“修飾”后的“多克隆位點”位于LacZ基因之中。AmpR是抗氨卞青霉素基因。（11分）51PUC118上的基因AmpR作用的是： “多克隆位點”中含有多種限A T T C 制酶的識別序列，如Hind ，其切割后產(chǎn)生的DNA片斷中含有的部分序列是 ，則限制酶Hind 的識別序列是 。52圖（七）-2示意將目的基因導入大腸桿菌的操

18、作步驟。其中，表示操作過程；AF表示使用的相關工具，其中的E1和E2表示有關的酶。試問：E2應是 （酶）；經(jīng)過E2的切割，供體染色體中的DNA片段中游離的磷酸基團總數(shù)的變化是： 。在策略上，圖（七）-1中的“多克隆位點”包含了多種、多個識別序列，請說出設計這種“多克隆位點”的目的： 。 LacZ基因可以使細菌在含有X-gal（5-溴-4-氯-3-吲哚-D-半乳糖 ）底物和IPTG（一種乳糖類似物）的培養(yǎng)基上形成藍色的菌落，即X-gal被lacZ基因編碼產(chǎn)生的半乳糖苷酶水解成藍色；若要形成重組質粒，則在含X-gal的培養(yǎng)基上將形成白色菌落（而不是藍色的）。請據(jù)圖（七）-2分析下列問題：53用本無

19、PUC118的大腸桿菌作為受體細胞，將培養(yǎng)瓶C中被連接處理后的DNA混合物傾入含X-gal、IPTG和 的D培養(yǎng)基平板上，其目的是 。菌落生長結果如圖（七）-2中所示。54過程進行轉移培養(yǎng)，則該應該挑選X、Y、Z中的 菌落進行液體培養(yǎng)。形成該顏色的生理原因是 。如此目的基因便被克隆了！十一、回答下列有關遺傳信息傳遞和表達的問題。(10分)55如圖18所示，若用兩種識別切割序列完全不同的限制酶E和F從基因組DNA上切下 目的基因，并將之取代質粒pZHZ1(3.7kb，1kb=1000對堿基)上相應的EF區(qū)域 (0.2kb)，那么所形成的重組質粒pZHZ2_。 A既能被E也能被F切開 B能被E但不能被F切開 C既不能被E也不能被F切開 D能被F但不能被E切開56已知在質粒pZHZl中，限制酶G切割位點距限制酶E切割位點08kb，限制酶H切割位點距限制酶F切割位點O5kb。若分別用限制酶G和H酶切兩份重組質粒pZHZ2樣 品，據(jù)表4所列酶切結果判斷目的基因的大小為kb；并將目的基因內部的限制酶G和H切割位點標注