選修三第一講基因工程課時作業(yè)

1、選修三 第一講 基因工程課時作業(yè)一、選擇題1.(2010鹽城質(zhì)檢)對基因組文庫的描述，不正確的是 ()A.含有某種生物的全部基因B.基因中含有啟動子和內(nèi)含子C.文庫的基因是通過受體菌承載的D.文庫中的全部基因可以在物種間交流解析：基因文庫的含義是指將含有某種生物不同基因的許多的DNA片段，導(dǎo)入受體菌的群體中通過克隆而儲存，這樣含有這種生物的不同基因受體菌群體便構(gòu)成了基因文庫。由于基因文庫中的基因都是將基因?qū)胧荏w菌內(nèi)，所以不能在物種間交流。答案：D2.限制酶是一種核酸內(nèi)切酶，可識別并切割DNA分子上特定的核苷酸序列。下圖為四種限制酶BamH、EcoR、Hind和Bgl的識別序列和切割位點(diǎn)Bam

2、HEcoRHindBgl GGATCCGAATTCAAGCTTAGATCTCCTAGGCTTAAGTTCGAATCTAGA 切割出來的DNA黏性末端可以互補(bǔ)配對的是 ()A.BamH和EcoRB.BamH和HindC.BamH和Bgl D.EcoR和Hind解析：只有黏性末端相同才可互補(bǔ)，BamH和Bgl切出的末端相同。答案：C3.近年來基因工程的發(fā)展非常迅猛，科學(xué)家可以用DNA探針和外源基因?qū)氲姆椒ㄟM(jìn)行遺傳病的診斷和治療，下列做法中不正確的是 ()A.用DNA探針檢測鐮刀型細(xì)胞貧血癥B.用DNA探針檢測病毒性肝炎C.用導(dǎo)入外源基因的方法治療半乳糖血癥D.用基因替換的方法治療21三體綜合征解

3、析：鐮刀型細(xì)胞貧血癥是由于基因突變引起的疾病，用珠蛋白的DNA探針可以檢測到；用DNA探針也可以很方便地檢測出肝炎患者的病毒；半乳糖血癥是由于體內(nèi)缺少半乳糖苷轉(zhuǎn)移酶，將帶有半乳糖苷轉(zhuǎn)移酶的基因?qū)氚肴樘茄Y患者的體內(nèi)，可以治療這種疾??；21三體綜合征是由于患者多了一條21號染色體，不能用基因替換的方法治療。答案：D4.質(zhì)粒是基因工程中最常用的運(yùn)載體，它存在于許多細(xì)菌體內(nèi)。質(zhì)粒上有標(biāo)記基因如圖所示，通過標(biāo)記基因可以推知外源基因(目的基因)是否轉(zhuǎn)移成功。外源基因插入的位置不同，細(xì)菌在培養(yǎng)基上的生長情況也不同，下表是外源基因插入位置(插入點(diǎn)有a、b、c)，請根據(jù)表中提供的細(xì)菌生長情況，推測三種重組后

4、細(xì)菌的外源基因插入點(diǎn)，正確的一組是()細(xì)菌在含氨芐青霉素培養(yǎng)基上生長情況細(xì)菌在含四環(huán)素培養(yǎng)基上生長情況能生長能生長能生長不能生長不能生長能生長A.是c；是b；是aB.是a和b；是a；是bC.是a和b；是b；是aD.是c；是a；是b解析：對細(xì)菌來說，能在含青霉素的培養(yǎng)基上生長，也能在含四環(huán)素的培養(yǎng)基上生長，說明抗青霉素基因和抗四環(huán)素基因沒有被破壞，插入點(diǎn)是c；對細(xì)菌來說，能在含青霉素的培養(yǎng)基上生長，說明其抗青霉素基因正常，不能在含四環(huán)素的培養(yǎng)基上生長，說明其抗四環(huán)素基因被破壞，插入點(diǎn)應(yīng)為b；對細(xì)菌來說，不能在含青霉素的培養(yǎng)基上生長，說明其抗青霉素基因被插入而破壞，故插入點(diǎn)為a。答案：A5.(20

5、10煙臺質(zhì)檢)科學(xué)家將干擾素基因進(jìn)行定點(diǎn)突變導(dǎo)入大腸桿菌表達(dá)，使干擾素第十七位的半胱氨酸，改變成絲氨酸，結(jié)果大大提高了干擾素的抗病毒活性，并且提高了儲存穩(wěn)定性。該生物技術(shù)為 ()A.蛋白質(zhì)工程 B.基因工程C.基因突變 D.細(xì)胞工程解析：基因工程是通過對基因的操作，將符合人們需要的目的基因?qū)脒m宜的生物體，使其高效表達(dá)，從中提取所需的基因控制合成的蛋白質(zhì)，或表現(xiàn)某種性狀，蛋白質(zhì)產(chǎn)品仍然為天然存在蛋白質(zhì)，而蛋白質(zhì)工程卻是對控制蛋白質(zhì)合成的基因進(jìn)行改造，從而實(shí)現(xiàn)對其編碼的蛋白質(zhì)的改變，所得到的已不是天然的蛋白質(zhì)。題目中的操作中涉及的基因顯然不再是原來的基因，其合成的干擾素也不是天然干擾素，而是經(jīng)過

6、改造的，是具人類所需優(yōu)點(diǎn)的蛋白質(zhì)，因而整個過程利用的生物技術(shù)為蛋白質(zhì)工程。答案：A6.下列關(guān)于基因工程及其應(yīng)用的敘述正確的是 ()A.若要生產(chǎn)轉(zhuǎn)基因抗病水稻，可先將目的基因?qū)氪竽c桿菌中，再轉(zhuǎn)入水稻細(xì)胞B.用氨基酸序列推測合成的目的基因與原基因的編碼區(qū)中的外顯子一致C.用DNA探針能檢測飲用水中重金屬物質(zhì)的含量D.作為運(yùn)載體要有多種限制酶的切點(diǎn)，但對一種限制酶而言，最好只有一個切點(diǎn)解析：轉(zhuǎn)基因植物的培育中轉(zhuǎn)入外源基因常用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、基因槍法等；由于每種氨基酸可由不同的密碼子決定，因此，用氨基酸序列推測合成的目的基因與原基因的編碼區(qū)中的外顯子不一定相同；DNA探針能檢測飲用水中病毒，由于作用原

7、理是DNA分子雜交，因此對重金屬無效；運(yùn)載體有多種限制酶切點(diǎn)以便與外源基因結(jié)合，一種限制酶只有一個切點(diǎn)，才能確保結(jié)合的精確。答案：D7.下列關(guān)于基因工程的敘述，正確的是(雙選) ()A.基因工程經(jīng)常以抗菌素抗性基因?yàn)槟康幕駼.細(xì)菌質(zhì)粒是基因工程常用的運(yùn)載體C.通常用同種限制性核酸內(nèi)切酶處理含目的基因的DNA和運(yùn)載體DNAD.為培育成抗除草劑的作物新品種，導(dǎo)入抗除草劑基因時只能以受精卵為受體解析：基因工程經(jīng)常以抗菌素抗性基因?yàn)闃?biāo)記基因；質(zhì)粒是基因工程常用的運(yùn)載體；通常用同一種限制酶切割目的基因和運(yùn)載體，以獲得相同的黏性末端；受體細(xì)胞可以是受精卵，也可以是體細(xì)胞。答案：BC8.下圖是將人的生長激

8、素基因?qū)爰?xì)菌B細(xì)胞內(nèi)制造“工程菌”的示意圖。已知細(xì)菌B細(xì)胞內(nèi)不含質(zhì)粒A，也不含質(zhì)粒A上的基因。判斷下列說法正確的是(雙選)()A.將重組質(zhì)粒導(dǎo)入細(xì)菌B常用的方法是顯微注射法B.將完成導(dǎo)入過程后的細(xì)菌涂布在含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基上，能生長的只是導(dǎo)入了重組質(zhì)粒的細(xì)菌C.將完成導(dǎo)入過程后的細(xì)菌涂布在含有四環(huán)素的培養(yǎng)基上，能生長的就是導(dǎo)入了質(zhì)粒 A的細(xì)菌D.目的基因成功表達(dá)的標(biāo)志是受體細(xì)胞能產(chǎn)生出人的生長激素解析：將目的基因?qū)氲郊?xì)菌細(xì)胞中常用的方法是Ca2處理法；基因必須保持結(jié)構(gòu)的完整性才能得以表達(dá)，而抗氨芐青霉素基因結(jié)構(gòu)完整，能夠表達(dá)而使細(xì)菌具有對氨芐青霉素的抗性，在含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基上能存

9、活的是導(dǎo)入了質(zhì)粒A或?qū)肓酥亟M質(zhì)粒的細(xì)菌；由于將人的生長激素基因?qū)氲劫|(zhì)粒的抗四環(huán)素基因上，破壞了抗四環(huán)素基因的完整性，導(dǎo)入了重組質(zhì)粒的細(xì)菌也沒有對四環(huán)素的抗性，在含有四環(huán)素的培養(yǎng)基上不能存活，能存活的是導(dǎo)入質(zhì)粒A的細(xì)菌。答案：CD二、非選擇題9.(2010啟東質(zhì)檢)為擴(kuò)大可耕地面積，增加糧食產(chǎn)量，黃河三角洲等鹽堿地的開發(fā)利用備受關(guān)注。我國科學(xué)家應(yīng)用耐鹽基因培育出了耐鹽水稻新品系。(1)如圖甲，獲得耐鹽基因后，構(gòu)建重組DNA分子所用的限制性內(nèi)切酶作用于圖中的處，DNA連接酶作用于處。(填“a”或“b”)(2)將重組DNA分子導(dǎo)入水稻受體細(xì)胞的常用方法有農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法和法。(3)由導(dǎo)入目的基因的水

10、稻細(xì)胞培養(yǎng)成植株需要利用技術(shù)，該技術(shù)的核心是。(4)為了確定耐鹽轉(zhuǎn)基因水稻是否培育成功，既要用放射性同位素標(biāo)記的作探針進(jìn)行分子雜交檢測，又要用的方法從個體水平鑒定水稻植株的耐鹽性。(5)如圖乙是該耐鹽基因表達(dá)過程中的一個階段，圖中3和4的核苷酸種類是否相同？。說明理由。解析：植物組織培養(yǎng)技術(shù)是將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞后培養(yǎng)成植株需要用到的技術(shù)，該過程的核心是脫分化和再分化?；蚬こ痰臋z測包括目的基因是否導(dǎo)入受體細(xì)胞的檢測和目的基因是否表達(dá)成功的檢測。圖乙表示的是轉(zhuǎn)錄過程，3所在的是轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物RNA，基本組成單位是核糖核苷酸，4所在的是DNA的一條鏈，基本組成單位是脫氧核糖核苷酸。答案：(1)aa(

11、2)基因槍(3)植物組織培養(yǎng)脫分化(去分化)和再分化(4)耐鹽基因(目的基因)一定濃度鹽水澆灌(移植到鹽堿地中)(5)不同3是核糖核苷酸，4是脫氧核糖核苷酸10.科學(xué)家將人的生長激素基因與大腸桿菌的DNA分子進(jìn)行重組，并成功地在大腸桿菌中得以表達(dá)但在進(jìn)行基因工程的操作過程中，需使用特定的限制酶切割目的基因和質(zhì)粒，便于重組和篩選。已知限制酶的識別序列和切點(diǎn)是GGATCC，限制酶的識別序列和切點(diǎn)是GATC，據(jù)圖回答：(1)過程表示的是采取的方法來獲取目的基因。(2)根據(jù)圖示分析，在構(gòu)建基因表達(dá)載體過程中，應(yīng)用限制酶切割質(zhì)粒，用限制酶切割目的基因。用限制酶切割目的基因和運(yùn)載體后形成的黏性末端通過原則

12、進(jìn)行連接。(3)人的基因之所以能與大腸桿菌的DNA分子進(jìn)行重組，原因是。(4)人體的生長激素基因能在細(xì)菌體內(nèi)成功表達(dá)是因?yàn)?。寫出目的基因在?xì)菌中表達(dá)的過程。(5)將得到的大腸桿菌B涂布在一個含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基上，能夠生長的說明已導(dǎo)入了，反之則沒有導(dǎo)入。解析：根據(jù)圖示分析可知目的基因插在了質(zhì)粒中含抗四環(huán)素基因的部位，而該位置有限制酶的識別位點(diǎn)，因此在構(gòu)建基因表達(dá)載體過程中，應(yīng)用限制酶切割質(zhì)粒；而目的基因的兩側(cè)均含有能被限制酶識別的堿基序列，所以用限制酶切割目的基因，露出兩端的黏性末端。用限制酶切割目的基因和運(yùn)載體后形成的黏性末端通過堿基互補(bǔ)配對原則進(jìn)行連接。人的基因之所以能與大腸桿菌的DNA

13、分子進(jìn)行重組，是因?yàn)槿说幕蚺c大腸桿菌DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)相同。人體的生長激素基因能在細(xì)菌體內(nèi)成功表達(dá)是因?yàn)槿撕图?xì)菌共用一套(遺傳)密碼子；目的基因?qū)爰?xì)菌中表達(dá)的過程為：生長激素基因mRNA生長激素。將得到的大腸桿菌B涂布在一個含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基上，能夠生長的，說明已導(dǎo)入了普通質(zhì)?；蛑亟M質(zhì)粒，因?yàn)槠胀ㄙ|(zhì)?；蛑亟M質(zhì)粒中都含抗氨芐青霉素基因。答案：(1)反轉(zhuǎn)錄(人工合成)(2)堿基互補(bǔ)配對(3)人的基因與大腸桿菌DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)相同(4)共同一套(遺傳)密碼子生長激素基因mRNA生長激素(5)普通質(zhì)?；蛑亟M質(zhì)粒(缺一不可)11.(2010鄭州模擬)我國科研人員發(fā)現(xiàn)，彎曲的蠶絲由于彎折

14、處易斷裂，其強(qiáng)度低于由蜘 蛛紡績器拖牽絲的直絲，并首次在世界上通過了用轉(zhuǎn)基因方法將“綠色熒光蛋白基因”與“蜘蛛拖牽絲基因”拼接后成功插入蠶絲基因組中，并在受體細(xì)胞中得到成功表達(dá)。(1)在這項(xiàng)“基因工程”的操作中，目的基因是，采用綠色熒光蛋白基因的主要目的是。(2)兩基因組合在導(dǎo)入受體細(xì)胞前必須進(jìn)行的步驟是：將其與由細(xì)菌體內(nèi)取得的進(jìn)行切割處理，以保證有相同的，并拼接成。如果引入的受體細(xì)胞是細(xì)菌，還要對細(xì)菌作處理。解析：從題目提供的信息不難看出，蜘蛛紡績器拖牽絲的直絲強(qiáng)度比蠶絲要大，所以拖牽絲基因是目的基因。綠色熒光蛋白基因是作為標(biāo)記基因。在形成重組DNA時，首先用同一種限制性核酸內(nèi)切酶切割目的基

15、因和質(zhì)粒，得到相同的黏性末端，再用DNA連接酶形成重組質(zhì)粒，如果重組質(zhì)粒導(dǎo)入細(xì)菌體內(nèi)，必須對細(xì)菌細(xì)胞壁用氯化鈣處理，增加其通透性，便于重組質(zhì)粒進(jìn)入細(xì)菌體內(nèi)。答案：(1)拖牽絲基因作為標(biāo)記(基因)(2)質(zhì)粒黏性末端重組質(zhì)粒(或重組DNA)CaCl2(或提高膜的通透性)12.已知SARS是由一種RNA病毒感染所引起的疾病。SARS病毒表面的S蛋白是主要的病毒抗原，在SARS病人康復(fù)后的血清中有抗S蛋白的特異性抗體。某研究小組為了研制預(yù)防SARS病毒的疫苗，開展了前期研究工作。其簡要的操作流程如下： (1)實(shí)驗(yàn)步驟所代表的反應(yīng)過程是。(2)步驟構(gòu)建重組表達(dá)載體A和重組表達(dá)載體B必須使用限制性核酸內(nèi)切

16、酶和酶，后者的作用是將限制性內(nèi)切酶切割的和連接起來。(3)如果省略步驟而將大量擴(kuò)增的S基因直接導(dǎo)入大腸桿菌，一般情況下，不能得到表達(dá)的S蛋白，其原因是S基因在大腸桿菌中不能，也不能。(4)為了檢驗(yàn)步驟所表達(dá)的S蛋白是否與病毒S蛋白有相同的免疫反應(yīng)特性，可用與進(jìn)行抗原抗體特異性反應(yīng)實(shí)驗(yàn)，從而得出結(jié)論。(5)步驟和的結(jié)果相比，原核細(xì)胞表達(dá)的S蛋白與真核細(xì)胞表達(dá)的S蛋白的氨基酸序列(相同、不同)，根本原因是。解析：(1)以RNA為模板合成DNA的過程，稱為逆轉(zhuǎn)錄。(2)利用同一限制性核酸內(nèi)切酶將目的基因和運(yùn)載體切割出相同的黏性末端，再用DNA連接酶將目的基因(S基因)和運(yùn)載體進(jìn)行縫合，組成重組DNA

17、。(3)直接將S基因?qū)胧荏w細(xì)胞，S基因在宿主細(xì)胞內(nèi)不復(fù)制，也不能表達(dá)。所以基因工程中一定要用運(yùn)載體。(4)一種抗體只能和一種抗原發(fā)生特異性的結(jié)合，所以用SARS康復(fù)病人血清(含有抗體)與大腸桿菌中表達(dá)的S蛋白進(jìn)行特異性反應(yīng)實(shí)驗(yàn)，來檢測基因工程表達(dá)的S蛋白和病毒S蛋白是否相同。(5)在研制疫苗過程中，和中所用的目的基因即S基因是相同的，轉(zhuǎn)錄的mRNA是相同的，翻譯合成的蛋白質(zhì)也相同。答案：(1)逆轉(zhuǎn)錄(2)DNA連接載體S基因(3)復(fù)制合成S基因的mRNA(4)大腸桿菌中表達(dá)的S蛋白SARS康復(fù)病人血清(5)相同表達(dá)蛋白質(zhì)所用的基因相同13.繼哺乳動物乳腺生物反應(yīng)器研發(fā)成功后，膀胱生物反應(yīng)器的

18、研究也取得了一定進(jìn)展。最近，科學(xué)家培育出一種轉(zhuǎn)基因小鼠，其膀胱上皮細(xì)胞可以合成人的生長激素并分泌到尿液中。請回答：(1)將人的生長激素基因?qū)胄∈笫荏w細(xì)胞，常用方法是。(2)進(jìn)行基因轉(zhuǎn)移時，通常要將外源基因轉(zhuǎn)入中，原因是 。(3)通常采用技術(shù)檢測外源基因是否插入了小鼠的基因組。(4)在研制膀胱生物反應(yīng)器時，應(yīng)使外源基因在小鼠的細(xì)胞中特異表達(dá)。(5)為使外源基因在后代長期保持，可將轉(zhuǎn)基因小鼠體細(xì)胞的轉(zhuǎn)入細(xì)胞中構(gòu)成重組細(xì)胞，使其發(fā)育成與供體具有相同性狀的個體。該技術(shù)稱為。解析：(1)將目的基因(人生長激素基因)導(dǎo)入動物細(xì)胞(小鼠受體細(xì)胞)的常用方法是顯微注射技術(shù)。(2)在哺乳動物細(xì)胞中，受精卵或早期胚胎細(xì)胞的全能性更容易表達(dá)，因此，在動物細(xì)胞