高中生物專項訓練試題匯編47：基因工程(含答案詳解)

1、 （3）進行擴增時，反應的溫度和時間需根據具體情況進行設定，下列選項中 的設定與引物有關，的設定與擴增片段的長度有關。（填序號） 變性溫度 退火溫度 延伸溫度 變性時間 退火時間 延伸時間 （4）下圖表示篩選獲得的工程菌中編碼a-淀粉酶的niRNA的部分堿基序列：5| AUGCCAUCAACAAAUACUAACAClf U - 3，圖中虛線框內mRNA片段包含 個密碼子，如虛線框后的序列未知，預測虛線框后的第一個密碼子最多有 種。（5）獲得工程菌表達的a 淀粉酶后，為探究影響酶活性的因素，以濃度為1%的可溶性淀粉 為底物測定酶活性，結果如下：緩沖液50 mniol/L Na2HpO4KH2PO

2、450 inmoLL TrisHC150 inmol,L Gly-NaOHpH6.06.57.07.57.58.08.59.09.09.510.010.5酶相對 活性25.440.249.863.270.195.599.585.368.163.741.520.8根據上述實驗結果，初步判斷該a淀粉酶活性最高的條件為答案：（1）基因組DNA（1分）（2）5，（1分）使DNA片段能定向插入表達載體，減少自連（1分） （3）（1 分）（1 分）（4）8（1 分）13（1 分）（5）pH 為 8.5,緩沖液為 50inmol,ITns-HC1（1 分）解析：（1）基因工程中獲取目的基因的方法有從基因文庫

3、中獲取、PCR擴增和人工合成。其中 PCR擴增目的基因的前提是獲得該細菌的基因組DNA。（2）目的基因與運載體連接前需用限制酶對兩者進行切割，引物的3,端是子鏈延伸的方向，應 該在引物的5,端加上某種限制酶的識別序列；在兩條引物上加入不同的限制性酶切位點的目 的是防止一種酶切后出現的目的基因可能反向插入表達載體，以及目的基因可能發(fā)生自連。 （3）變性溫度跟目的基因中G,C堿基對的比例有關：退火溫度取決于引物中堿基G/C的 比例；延伸溫度取決于勿g聚合酶的最適溫度：變性時間一般統(tǒng)一設定：退火時間一 般統(tǒng)一設定；延伸時間取決于合成子鏈的長度，即擴增的目的基因的長度。故本小題答案 分別選和。（4）密

4、碼子指mRNA上3個相鄰的堿基。虛線框中共有24個堿基，所以共有密碼子8個。而 虛線框外密碼子的第一個堿基確定為U,該密碼子共有4X4=16種可能，但其中的UAG、 UAA、UGA是終止密碼子，由于虛線框中的第一個密碼子AUG是起始密碼子，且該目的基 因長度達1 656個堿基對，轉錄產生的mRNA中密碼子遠不止9個，所以3個終止密碼子不 可能出現在第9位，故最多有163 = 13種可能。（5）本小題考查考生對實驗數據的分析能力。由表格中數據可得出酶相對活性最高為99.5%, 其對應的pH為8.5。但某些考生很容易落下緩沖液的名稱而丟分。準確答案應是pH為8.5, 緩沖液為 50 mmol/LT

5、ns-HCL（2018全國I , 15分）回答下列問題：（1）博耶（H.Boyer）和科恩（S.Cohen）將非洲爪蟾核糖體蛋白基因與質粒重組后導入大腸桿菌細 胞中進行了表達。該研究除證明了質粒可以作為載體外，還證明了（答出兩點即可）。（2）體外重組的質粒可通過Ca2參與的 方法導入大腸桿菌細胞；而體外重組的噬菌體DNA通常需與 組裝成完整噬菌體后，才能通過侵染的方法將重組的噬菌體DNA導入宿主細胞。在細菌、心肌細胞、葉肉細胞中，可作為重組噬菌體宿主細胞的是（3）真核生物基因（目的基因）在大腸桿菌細胞內表達時，表達出的蛋白質可能會被降解。為防 止蛋白質被降解，在實驗中應選用 的大腸桿菌作為受體

6、細胞，在蛋白質純化的過程中應添加 的抑制劑。答案：（1）體外重組的質?？梢赃M入受體細胞、真核生物基因可在原核細胞中表達（4分）（2） 轉化（2分）外殼蛋白（或噬菌體蛋白）（2分）細菌（2分）（3）蛋白酶缺陷型（3分）蛋白酶（2 分）解析：（1）非洲爪蟾屬于其核生物，而大腸桿菌屬于原核生物，基因工程利用質粒作為載體使 得非洲爪蟾的基因在大腸桿菌體內表達，既證明了體外重組的質?？梢赃M入受體細胞，也證 明了真核生物的基因可以在原核細胞中表達。（2）用Ca”處理細胞，可使細胞處于一種能吸收周闈環(huán)境中DNA分子的狀態(tài)即感受態(tài)，這是 將重組質粒導入大腸桿菌細胞最常用的轉化方法。噬菌體是一種專門寄生在細菌體

7、內的病毒， 化學組成簡單，由核酸和蛋白質組成，只有當噬菌體的結構完整時，即DNA與外殼蛋白同 時具備才具有侵染能力。（3）為了防止目的基因的表達產物在大腸桿菌細胞內被降解，實際操作過程中應該選擇不具備 降解蛋白質能力的受體菌，即選擇蛋白酶缺陷型的大腸桿菌作為受體細胞。而在蛋白質純化 過程中，為了防止其被降解，應該添加蛋白酶抑制劑。（2016全國III, 15分）圖1中的三個DNA片段上依次表示出了 EcoR I、癡汨I和Sau3A I三種限制酶的識別序列與切割位點，圖2為某種表達載體的示意圖（載體上的EcoR I、圖2Sau3a I的切點是唯一的）。圖2GAATTC GGATCC GATC C

8、TFAAG CCTAGG CTAG I I t根據基因工程的有關知識，回答下列問題：（1）經5a利H I酶切后得到的目的基因可以與上述表達載體被 酶切后的產物連接，理由是（2）若某人利用圖2所示的表達載體獲得了甲、乙、丙三種含有目的基因的重組子，如圖3所 示。這三種重組子中，不能在宿主細胞中表達目的基因產物的有，不能表達的原 因是目的基因目的基因甲圖3丙目的基因目的基因目的基因甲圖3丙目的基因（3）DNA連接酶是將兩個DNA片段連接起來的酶，常見的有 和，其中既能連接黏性末端又能連接平末端的是。答案:（l）Sa3A I （2分）限制酶Sau3A I和BamH I酶切割后形成的黏性末端相同Q分）

9、 甲、丙（2分）在基因表達載體中，啟動子位于目的基因的首端，終止子位于目的基因的尾端， 這樣的基因才能表達。圖中甲和丙均不符合，所以不能表達目的基因的產物（3分，其他合理 答案可酌情給分）（3）E co DNA連接酶（2分）TsDNA連接酶（2分）TaDNA連接酶（2分） 解析:（1）分析圖1可知，限制酶Sa”3Al和友加HI酶切割后形成的黏性末端相同，因此經 BamH I酶切割得到的目的基因可以與上述表達載體被Sa3Al酶切后的產物連接。（2）在基因表達載體中，啟動子位于目的基因的首端，終止子位于目的基因的尾端，這樣的基 因才能表達。圖中甲和丙均不符合，所以不能在宿主細胞中表達目的基因產物。

10、（3）DNA連接酶是將兩個DNA片段連接起來的酶，常見的有E coh DNA連接酶和T4 DNA連 接酶，其中既能連接黏性末端又能連接平末端的是Ts DNA連接酶。（2018全國H, 15分）某種熒光蛋白（GFP）在紫外光或藍光激發(fā)下會發(fā)出綠色熒光，這一 特性可用于檢測細胞中目的基因的表達。某科研團隊將某種病毒的外殼蛋白（L1）基因連接在 GFP基因的5沫端，獲得了 L1 -GFP融合基因（簡稱為甲），并將其插入質粒P0,構建了真核 表達載體P1，其部分結構和酶切位點的示意圖如下，圖中E1E4四種限制酶產生的黏性末 端各不相同。啟動子L1基因GFP基因終止子El E2 E3 E4回答下列問題：

11、（1）據圖推斷，該團隊在將甲插入質粒P0時，使用了兩種限制酶，這兩種酶是 0使用這兩種酶進行酶切是為了保證，也是為了保證（2）將P1轉入體外培養(yǎng)的牛皮膚細胞后，若在該細胞中觀察到了綠色熒光，則說明L1基因在 牛的皮膚細胞中完成了 和 過程。（3）為了獲得含有甲的牛，該團隊需要做的工作包括：將能夠產生綠色熒光細胞的移入牛的 中、體外培養(yǎng)、胚胎移植等。（4）為了檢測甲是否存在于克隆牛的不同組織細胞中，某同學用PCR方法進行鑒定，在鑒定 時應分別以該牛不同組織細胞中的（填“mRNA” “總RNA”或“核DNA”）作為 PCR模板。答案：（1）E1和E4Q分）甲的完整（2分）甲與載體正確連接Q分）（2

12、）轉錄（2分）翻譯（2 分）（3）細胞核（2分）去核卵母細胞Q分）（4）核DNA（1分）解析：（1）根據題意可知，病毒的外殼蛋白（L1）基因連接在GFP基因的5,末端，獲得了 口一 GFP融合基因，該融合基因作為目的基因插入質粒P0中，構建基因表達載體P1,因此L1 一GFP融合基因是一個整體，故選擇E1和E4兩種限制酶，既保證了目的基因的完整性（用 E2和E3會破壞目的基因的完整性）,又使得產生的黏性末端不同，不會發(fā)生自身或反向連接， 從而保證了甲與載體的正確連接。（2）在牛皮膚細胞中觀察到了綠色熒光，說明熒光蛋白（GFP）基因表達產生了熒光蛋白，即說 明目的基因完成了表達，基因的表達包括轉

13、錄和翻譯兩個過程。（3）結合（2）中的信息，產生綠色熒光的是牛的皮膚細胞，利用此細胞克隆牛，要進行核移植， 即將能產生綠色熒光的牛皮膚細胞的細胞核移入去核的卵母細胞中，再進行體外培養(yǎng)及胚胎 移植等工序。（4）PCR技術即多聚酶鏈式反應技術，是一種體外迅速擴增DNA片段的技術，故用PCR方法 鑒定牛不同組織細胞中是否含有目的基因應該選擇核DNA作為PCR模板。（2016全國I, 15分）某一質粒載體如圖所示，外源DNA插入到，力肛/或左/中會導致相 應的基因失活（，如爐表示皴節(jié)青霉素抗性基因，鼻產表示四環(huán)素抗性基因）。有人將此質粒載體 用8m汨I酶切后，與用I酶切獲得的目的基因混合，加入DNA連

14、接酶進行連接反應， 用得到的混合物直接轉化大腸桿菌。結果大腸桿菌有的未被轉化，有的被轉化。被轉化的大 腸桿菌有三種，分別是含有環(huán)狀目的基因、含有質粒載體、含有插入了目的基因的重組質粒 的大腸桿菌?；卮鹣铝袉栴}：BamW I發(fā)制原點（1）質粒載體作為基因工程的工具，應具備的基本條件有（答出兩點即可）。而作為基因表達載體，除滿足上述 基本條件外，還需具有啟動子和終止子。（2）如果用含有織若青霍素的培養(yǎng)基進行篩選，在上述四種大腸桿菌細胞中，未被轉化的和僅 含有環(huán)狀目的基因的細胞是不能區(qū)分的，其原因是 并且 和 的細胞也是不能區(qū)分的，其原因是,在上述篩選的基礎上，若要篩選含有插入了目的基因的重組質粒的

15、大腸桿菌的單菌落，還需使用含有 的固體培養(yǎng)基?；蚬こ讨?，某些噬菌體經改造后可以作為載體，其DNA復制所需的原料來自于 答案：（1）能自我復制、具有標記基因Q分）（2）二者均不含有氨茶青零素抗性基因，在該培 養(yǎng)基上均不生長（2分）含有質粒載體（2分）含有插入了目的基因的重組質粒（或含有重組質 粒）（2分）二者均含有氨茶青霉素抗性基因，在該培養(yǎng)基上均能生長（3分）四環(huán)素（2分）（3） 受體細胞（2分）解析：（1）質粒載體作為基因工程的工具，應具備的基本條件有：具有一個或多個限制酶酶切位點、具有標記基因、能夠在宿主細胞中復制表達等。(2)如果用含有織不青霍素的培養(yǎng)基進行篩選，在題目四種大腸桿菌細胞中，未被轉化的和僅 含有環(huán)狀目的基因的細胞是不能區(qū)分的，其原因是兩者都不含氨葦青客素抗性基因，在氨茉 青霉素的培養(yǎng)基上都不能生長；含有質粒載體和含有插入了目的基因的重組質粒的細胞也是 不能區(qū)分的，其原因是兩者都含氨苦青