高中生物專項訓(xùn)練試題匯編47：基因工程(含答案詳解)

高中生物專項訓(xùn)練試題匯編47：基因工程1．獲得抗除草劑轉(zhuǎn)基因玉米自交系A(chǔ)，技術(shù)路線如圖。為防止酶切產(chǎn)物自身環(huán)化，構(gòu)建表達(dá)載體需用2種限制酶，選擇的原則是()①Ti質(zhì)粒內(nèi)，每種限制酶只有一個切割位點②G基因編碼蛋白質(zhì)的序列中，每種限制酶只有一個切割位點③酶切后，G基因形成的兩個黏性末端序列不相同④酶切后，Ti質(zhì)粒形成的兩個黏性末端序列相同A．①③B．①④C．②③D．②④答案：A解析：為了防止Ti質(zhì)粒被切成多個片段而失去應(yīng)有功能，每種限制酶只有一個酶切位點，①正確；若編碼蛋白質(zhì)的序列中，有限制酶酶切位點，會使序列不能合成蛋白質(zhì)，②錯誤；酶切后形成的黏性末端不同，保證了G基因不發(fā)生自身環(huán)化，③正確；若形成的黏性末端序列相同，會使Ti質(zhì)粒發(fā)生自身環(huán)化，④錯誤，因此選擇的原則是①③，故A項正確。2．用XhoⅠ和SalⅠ兩種限制性核酸內(nèi)切酶分別處理同一DNA片段，酶切位點及酶切產(chǎn)物分離結(jié)果如圖。以下敘述不正確的是()A．圖1中兩種酶識別的核苷酸序列不同B．圖2中酶切產(chǎn)物可用于構(gòu)建重組DNAC．泳道①是用SalⅠ處理得到的酶切產(chǎn)物D．圖中被酶切的DNA片段是單鏈DNA答案：D解析：分析圖1可知，XhoⅠ有2個酶切位點，SalⅠ有3個酶切位點，這些酶切位點不重合，所以圖1中兩種限制酶識別的核苷酸序列不同，故A項正確，不符合題意。圖2中的酶切產(chǎn)物可與用同種限制酶處理的載體構(gòu)建重組DNA，故B項正確，不符合題意。由圖2可知，泳道①得到了四種酶切產(chǎn)物，說明泳道①是由具有3個酶切位點的酶處理后得到的，即用SalⅠ處理得到的酶切產(chǎn)物，故C項正確，不符合題意。限制酶識別的是雙鏈DNA分子中某種特定的核苷酸序列，并在特定位點上切割DNA，不是識別單鏈DNA，故D項錯誤，符合題意。3．(經(jīng)典題，6分)如圖為利用基因工程培育抗蟲植物的示意圖。以下相關(guān)敘述，正確的是()A．②的構(gòu)建需要限制性核酸內(nèi)切酶和DNA聚合酶參與B．③侵染植物細(xì)胞后，重組Ti質(zhì)粒整合到④的染色體上C．④的染色體上若含抗蟲基因，則⑤就表現(xiàn)出抗蟲性狀D．⑤只要表現(xiàn)出抗蟲性狀就表明植株發(fā)生了可遺傳變異答案：D解析：構(gòu)建表達(dá)載體需要限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶，故A項錯誤。③侵染植物細(xì)胞后，重組Ti質(zhì)粒上的T－DNA不是整合到受體細(xì)胞的染色體上，而是整合到受體細(xì)胞染色體的DNA分子上，故B項錯誤。染色體上含有目的基因，但目的基因也可能不能轉(zhuǎn)錄或者不能翻譯，或者表達(dá)的蛋白質(zhì)不具有生物活性，故C項錯誤。若植株表現(xiàn)出抗蟲性狀，說明目的基因成功導(dǎo)入受體細(xì)胞并成功表達(dá)，該過程中發(fā)生了基因重組，為可遺傳變異，故D項正確。4.（2018北京模擬，6分）基因工程為花卉育種提供了新的技術(shù)保障。如圖為花卉育種的過程（字母代表相應(yīng)的物質(zhì)或結(jié)構(gòu)，數(shù)字代表過程或方法）。下列說法正確的是（）A.①過程需要的酶有限制酶和DNA聚合酶B.②過程常用的方法是農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法C.③、④過程為分化和再分化，該過程體現(xiàn)了植物細(xì)胞的全能性D.轉(zhuǎn)基因生物DNA上是否插入目的基因，可用抗原—抗體雜交技術(shù)進行檢測4.答案：B解析：①過程是構(gòu)建基因表達(dá)載體，需要的酶有限制酶和DNA連接酶，故A項錯誤。②過程是將基因表達(dá)載體導(dǎo)入到植物細(xì)胞中，采用最多的方法是農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法，故B項正確。由外植體培養(yǎng)為轉(zhuǎn)基因植株的③、④過程為脫分化和再分化，該過程體現(xiàn)了植物細(xì)胞的全能性，故C項錯誤。檢測目的基因是否插入到生物體內(nèi)，應(yīng)利用DNA分子雜交技術(shù)，故D項錯誤。5．(2017北京理綜，6分)為了增加菊花花色類型，研究者從其他植物中克隆出花色基因C(圖1)，擬將其與質(zhì)粒(圖2)重組，再借助農(nóng)桿菌導(dǎo)入菊花中。下列操作與實驗?zāi)康牟环氖?)A．用限制性核酸內(nèi)切酶EcoRⅠ和連接酶構(gòu)建重組質(zhì)粒B．用含C基因的農(nóng)桿菌侵染菊花愈傷組織，將C基因?qū)爰?xì)胞C．在培養(yǎng)基中添加卡那霉素，篩選被轉(zhuǎn)化的菊花細(xì)胞D．用分子雜交方法檢測C基因是否整合到菊花染色體上5答案：C解析：用限制性核酸內(nèi)切酶EcoRⅠ處理目的基因和質(zhì)粒，可以使目的基因兩側(cè)和質(zhì)粒產(chǎn)生相同的黏性末端，再用連接酶把切口連起來就能構(gòu)建成重組質(zhì)粒，故A項正確，不符合題意。將目的基因?qū)胫参锸荏w細(xì)胞的常用方法就是農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法，而愈傷組織全能性較高，是理想的植物受體細(xì)胞，故B項正確，不符合題意。質(zhì)粒中只有潮霉素抗性基因，被轉(zhuǎn)化的菊花細(xì)胞只對潮霉素具有抗性，在培養(yǎng)基中添加卡那霉素，不能篩選被轉(zhuǎn)化的菊花細(xì)胞，故C項錯誤，符合題意。檢測目的基因是否整合到受體細(xì)胞的染色體上，可采用分子雜交技術(shù)，故D項正確，不符合題意。6(2019匯編，6分)下列關(guān)于基因工程的敘述，正確的是()A．基因工程是細(xì)胞水平上的生物工程B．基因工程經(jīng)常以抗菌素抗性基因為目的基因C．基因工程成功的原因之一是所有生物共用同一套遺傳密碼D．基因工程的產(chǎn)物對人類都是有益的答案：C解析：基因工程是在DNA分子水平上的操作，不是細(xì)胞水平上的生物工程，故A項錯誤。抗菌素抗性基因常常作為重組質(zhì)粒上的標(biāo)記基因，目的是篩選出含有目的基因的受體細(xì)胞，故B項錯誤?；蚬こ坛晒Φ脑蛑皇撬猩锕灿猛惶走z傳密碼，這樣一種生物的基因可以在另一種生物體內(nèi)表達(dá)，故C項正確?；蚬こ痰漠a(chǎn)物對人類不一定是有益的，也可能會產(chǎn)生食品安全問題、生物安全問題和環(huán)境安全問題，故D項錯誤。7(多選)(2019匯編，6分)下列有關(guān)基因工程中操作工具的敘述，正確的是()A．一種限制酶只能識別一種特定的脫氧核苷酸序列B．限制酶可用于提取目的基因，主要存在于微生物體內(nèi)C．DNA連接酶的本質(zhì)是一種分泌蛋白，可用于目的基因與運載體的結(jié)合D．DNA復(fù)制時，DNA連接酶可催化子鏈上的核苷酸之間形成磷酸二酯鍵E．DNA連接酶只能將雙鏈DNA片段互補的黏性末端連接起來，而不能將雙鏈DNA片段的平末端連接起來F．質(zhì)粒都含有標(biāo)記基因和限制酶識別位點，故常作為基因工程的載體G．某種細(xì)菌質(zhì)粒可作為基因工程的載體，則該質(zhì)粒是由DNA分子與蛋白質(zhì)構(gòu)成的答案：AB解析：限制酶具有特異性，一種限制酶只能識別一種特定的脫氧核苷酸序列，故A項正確。限制酶可用于提取目的基因和切割載體，主要從原核生物中分離純化出來，故B項正確。DNA連接酶可分為E·coliDNA連接酶和T4DNA連接酶，可用于連接目的基因和運載體形成重組質(zhì)粒，但其不是分泌蛋白，故C項錯誤。DNA復(fù)制時，催化子鏈上的核苷酸之間形成磷酸二酯鍵的是DNA聚合酶，故D項錯誤。DNA連接酶中的T4DNA連接酶既能連接黏性末端，也能連接平末端，只不過連接平末端的效率較低，故E項錯誤。天然的質(zhì)粒不能直接作為載體，基因工程中被用作載體的質(zhì)粒都是在天然質(zhì)粒的基礎(chǔ)上進行過人工改造的，因此質(zhì)粒不一定都含有限制酶切割位點和標(biāo)記基因，故F項錯誤。質(zhì)粒是一種裸露的、結(jié)構(gòu)簡單的、獨立于細(xì)菌擬核DNA之外，并具有自我復(fù)制能力的小型雙鏈環(huán)狀DNA分子，不含蛋白質(zhì)，故G項錯誤。8(經(jīng)典題，6分)如圖為DNA分子的某一片段，其中①、②、③分別表示某種酶的作用部位，則相應(yīng)的酶依次是()A．解旋酶、限制酶、DNA連接酶B．解旋酶、限制酶、DNA酶C．解旋酶、限制酶、DNA聚合酶D．解旋酶、DNA連接酶、限制酶答案：A解析：分析題圖可知，①是氫鍵，是解旋酶的作用位點，②是磷酸二酯鍵，限制酶可將其切開，DNA連接酶可作用于③，將兩個DNA片段之間的磷酸二酯鍵連接起來，故A項正確。9(2017江蘇單科，8分)金屬硫蛋白(MT)是一類廣泛存在的金屬結(jié)合蛋白，某研究小組計劃通過多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(PCR)擴增獲得目的基因，構(gòu)建轉(zhuǎn)基因工程菌，用于重金屬廢水的凈化處理。如圖是PCR擴增過程示意圖，請回答下列問題：①從高表達(dá)MT蛋白的生物組織中提取mRNA，通過____________獲得__________________用于PCR擴增。②設(shè)計一對與MT基因兩端序列互補配對的引物(引物1和引物2)，為方便構(gòu)建重組質(zhì)粒，在引物中需要增加適當(dāng)?shù)腳___________________________位點。設(shè)計引物時需要避免引物之間形成______________________，而造成引物自連。③圖中步驟1代表________________，步驟2代表退火，步驟3代表延伸，這三個步驟組成一輪循環(huán)。④PCR擴增時，退火溫度的設(shè)定是成敗的關(guān)鍵。退火溫度過高會破壞__________________的堿基配對。退火溫度的設(shè)定與引物長度、堿基組成有關(guān)，長度相同但________________的引物需要設(shè)定更高的退火溫度。⑤如果PCR反應(yīng)得不到任何擴增產(chǎn)物，則可以采取的改進措施有______(填字母：A.升高退火溫度B．降低退火溫度C．重新設(shè)計引物)。答案：①逆轉(zhuǎn)錄(1分)cDNA(1分)②限制性核酸內(nèi)切酶(限制酶)(1分)堿基互補配對(1分)③變性(1分)④引物與模板(1分)GC含量高(1分)⑤BC(1分)解析：①PCR擴增目的基因，首先要有目的基因作為模板，所以從高表達(dá)MT蛋白的生物組織中提取mRNA，通過逆轉(zhuǎn)錄獲得cDNA，從而用于PCR擴增。②構(gòu)建重組質(zhì)粒，首先要用限制性核酸內(nèi)切酶切割含目的基因的DNA片段和質(zhì)粒，所以位于目的基因兩端的引物中需要增加適當(dāng)?shù)南拗菩院怂醿?nèi)切酶位點。設(shè)計的引物之間不能有堿基互補配對，否則會造成引物自連，而不能與模板相連。③圖中步驟1、2、3分別代表變性、退火、延伸，這三個步驟組成一輪循環(huán)。④退火表示引物與模板相連，若退火溫度過高會破壞引物與模板的堿基配對。由于G—C之間有三個氫鍵，A—T之間有兩個氫鍵，所以G—C含量越高的引物，退火溫度越高。⑤PCR反應(yīng)得不到任何擴增產(chǎn)物，可能是退火溫度過高，導(dǎo)致引物與模板不能相連；也可能是引物間相互配對，引物自連，不能與模板相連。因此，可通過降低退火溫度或重新設(shè)計引物進行改進。10(2016江蘇單科，9分)如表是幾種限制酶識別序列及其切割位點，圖1、圖2中標(biāo)注了相關(guān)限制酶的酶切位點，其中切割位點相同的酶不重復(fù)標(biāo)注。請回答下列問題：①用圖中質(zhì)粒和目的基因構(gòu)建重組質(zhì)粒，應(yīng)選用____________________兩種限制酶切割，酶切后的載體和目的基因片段，通過________________酶作用后獲得重組質(zhì)粒。為了擴增重組質(zhì)粒，需將其轉(zhuǎn)入處于____________態(tài)的大腸桿菌。②為了篩選出轉(zhuǎn)入了重組質(zhì)粒的大腸桿菌，應(yīng)在篩選平板培養(yǎng)基中添加______________，平板上長出的菌落，常用PCR鑒定，所用的引物組成為圖2中__________________________。③若BamHⅠ酶切的DNA末端與BclⅠ酶切的DNA末端連接，連接部位的6個堿基對序列為______________，對于該部位，這兩種酶__________(填“都能”“都不能”或“只有一種能”)切開。④若用Sau3AⅠ切圖1質(zhì)粒最多可能獲得________種大小不同的DNA片段。答案：①BclⅠ和HindⅢ(1分)(DNA)連接(1分)感受(1分)②四環(huán)素(1分)引物甲和引物丙(1分)③eq\a\vs4\al\co1(TGATCC,ACTAGG)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(GGATCA,CCTAGT))(2分)都不能(1分)④7(1分)解析：①選擇的限制酶應(yīng)在目的基因兩端存在識別位點，但BamHⅠ可把兩種抗性基因都切開，并且可能使質(zhì)粒中啟動子丟失，因此只能選BclⅠ和HindⅢ。酶切后的載體和目的基因片段，通過DNA連接酶作用后獲得重組質(zhì)粒。為了擴增重組質(zhì)粒，需將其轉(zhuǎn)入處于感受態(tài)的大腸桿菌細(xì)胞中。②為了篩選出轉(zhuǎn)入了重組質(zhì)粒的大腸桿菌，由于質(zhì)粒上的氨芐青霉素抗性基因被破壞，但四環(huán)素抗性基因未被破壞，導(dǎo)致重組質(zhì)粒的大腸桿菌可在含四環(huán)素的培養(yǎng)基上生長，因此應(yīng)在篩選平板培養(yǎng)基中添加四環(huán)素。PCR技術(shù)要求兩種引物分別和目的基因的兩條單鏈結(jié)合，沿相反的方向合成子鏈，因此應(yīng)選引物甲和引物丙。③根據(jù)BamHⅠ和BclⅠ的酶切位點，BamHⅠ酶切的DNA末端與BclⅠ酶切的DNA末端連接，連接部位的6個堿基對序列為eq\a\vs4\al\co1(TGATCC,ACTAGG)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(GGATCA,CCTAGT))，與兩種酶的酶切位點均不同，因此這兩種酶都不能切開該部位。④根據(jù)BamHⅠ、BclⅠ和Sau3AⅠ的酶切位點，Sau3AⅠ在質(zhì)粒上有三個酶切位點，完全酶切可得到A、B、C三種片段，若部分位點被切開，可得到AB、AC、BC、ABC四種片段，所以用Sau3AⅠ切圖1質(zhì)粒最多可能獲得7種大小不同的DNA片段。11(經(jīng)典題，9分)植物甲具有極強的耐旱性，其耐旱性與某個基因有關(guān)。若從該植物中獲得該耐旱基因，并將其轉(zhuǎn)移到耐旱性低的植物乙中，有可能提高后者的耐旱性?；卮鹣铝袉栴}：①將耐旱基因?qū)朕r(nóng)桿菌，并通過農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將其導(dǎo)入植物____________的體細(xì)胞中，經(jīng)過一系列的過程得到再生植株。要確認(rèn)該耐旱基因是否在再生植株中正確表達(dá)，應(yīng)檢測此再生植株中該基因的____________，如果檢測結(jié)果呈陽性，再在田間試驗中檢測植株的____________是否得到提高。②假如用得到的二倍體轉(zhuǎn)基因耐旱植株自交，子代中耐旱與不耐旱植株的數(shù)量比為3∶1時，則可推測該耐旱基因整合到了________________________(填“同源染色體的一條上”或“同源染色體的兩條上”)。答案：①乙(2分)表達(dá)產(chǎn)物(2分，其他合理答案也給分)耐旱性(2分)②同源染色體的一條上(3分)解析：①由題意可知，要提高植物乙的耐旱性，需要利用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將耐旱基因?qū)胫参镆业捏w細(xì)胞中。要檢測耐旱基因是否表達(dá)，應(yīng)該用抗原—抗體雜交實驗檢測其表達(dá)產(chǎn)物；個體水平檢測可在田間試驗中檢測其耐旱性情況。②由題目中的二倍體轉(zhuǎn)基因耐旱植株自交，子代中耐旱和不耐旱植株的數(shù)量比為3∶1，符合基因的分離定律，可知得到的二倍體轉(zhuǎn)基因耐旱植株為雜合子，因此可推測該耐旱基因整合到了同源染色體的一條上。12(2016天津理綜，12分)人血清白蛋白(HSA)具有重要的醫(yī)用價值，只能從人血漿中制備。如圖是以基因工程技術(shù)獲取重組HSA(rHSA)的兩條途徑。①為獲取HSA基因，首先需采集人的血液，提取________________合成總cDNA，然后以cDNA為模板，使用PCR技術(shù)擴增HSA基因。圖中箭頭表示一條引物結(jié)合模板的位置及擴增方向，請用箭頭在方框內(nèi)標(biāo)出另一條引物的位置及擴增方向。②啟動子通常具有物種及組織特異性，構(gòu)建在水稻胚乳細(xì)胞內(nèi)特異表達(dá)rHSA的載體，需要選擇的啟動子是______(填寫字母，單選)。A．人血細(xì)胞啟動子B．水稻胚乳細(xì)胞啟動子C．大腸桿菌啟動子D．農(nóng)桿菌啟動子③利用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化水稻受體細(xì)胞的過程中，需添加酚類物質(zhì)，其目的是__________________________________________________。④人體合成的初始HSA多肽，需要經(jīng)過膜系統(tǒng)加工形成正確空間結(jié)構(gòu)才能有活性。與途徑Ⅱ相比，選擇途徑Ⅰ獲取rHSA的優(yōu)勢是__________________________________________________________。⑤為證明rHSA具有醫(yī)用價值，須確認(rèn)rHSA與__________的生物學(xué)功能一致。答案：①總RNA(或mRNA)(2分)(2分)②B(2分)③吸引農(nóng)桿菌移向水稻受體細(xì)胞，有利于目的基因成功轉(zhuǎn)化(2分)④水稻是真核生物，具有膜系統(tǒng)，能對初始rHSA多肽進行高效加工(2分)⑤HSA(2分)解析：①合成總cDNA需提取細(xì)胞中所有的mRNA，然后通過逆轉(zhuǎn)錄過程獲得總cDNA，采用PCR技術(shù)擴增HSA基因時，兩條引物分別與模板鏈的3′端結(jié)合，擴增方向相反。②根據(jù)啟動子通常具有物種及組織特異性，在水稻胚乳細(xì)胞內(nèi)特異表達(dá)rHSA，需選擇水稻胚乳細(xì)胞啟動子。③利用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化水稻受體細(xì)胞的過程中，酚類物質(zhì)可以吸引農(nóng)桿菌移向水稻受體細(xì)胞，有利于目的基因成功轉(zhuǎn)化。④水稻是真核生物，具有膜系統(tǒng)，能對初始rHSA多肽進行高效加工，而大腸桿菌是原核生物，細(xì)胞中不具有能加工蛋白質(zhì)的膜系統(tǒng)。⑤為證明rHSA具有醫(yī)用價值，須確認(rèn)rHSA與天然的HSA生物學(xué)功能一致。13(2015全國Ⅱ，15分)已知生物體內(nèi)有一種蛋白質(zhì)(P)，該蛋白質(zhì)是一種轉(zhuǎn)運蛋白，由305個氨基酸組成。如果將P分子中158位的絲氨酸變成亮氨酸，240位的谷氨酰胺變成苯丙氨酸，改變后的蛋白質(zhì)(P1)不但保留P的功能，而且具有了酶的催化活性?；卮鹣铝袉栴}：①從上述資料可知，若要改變蛋白質(zhì)的功能，可以考慮對蛋白質(zhì)的__________________進行改造。②以P基因序列為基礎(chǔ)，獲得P1基因的途徑有修飾________基因或合成________基因。所獲得的基因表達(dá)時是遵循中心法則的，中心法則的全部內(nèi)容包括________________的復(fù)制；以及遺傳信息在不同分子之間的流動，即：____________________________。③蛋白質(zhì)工程也被稱為第二代基因工程，其基本途徑是從預(yù)期蛋白質(zhì)功能出發(fā)，通過______________________和________________________，進而確定相對應(yīng)的脫氧核苷酸序列，據(jù)此獲得基因，再經(jīng)表達(dá)、純化獲得蛋白質(zhì)，之后還需要對蛋白質(zhì)的生物________進行鑒定。答案：①氨基酸序列(或結(jié)構(gòu))(1分，其他合理答案也可)②P(2分)P1(2分)DNA和RNA(或遺傳物質(zhì))(2分)DNA→RNA、RNA→DNA、RNA→蛋白質(zhì)(或轉(zhuǎn)錄、逆轉(zhuǎn)錄、翻譯)(3分)③設(shè)計蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)(2分)推測氨基酸序列(2分)功能(1分)解析：①由題干信息可知改造蛋白質(zhì)的功能，可通過改變蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)，蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)由其氨基酸的序列決定，因此要改變蛋白質(zhì)的功能，應(yīng)考慮對蛋白質(zhì)的氨基酸序列進行改造。②依據(jù)蛋白質(zhì)工程的定義及題中信息可知，獲得P1基因的途徑有修飾現(xiàn)有(P)基因或合成新(P1)基因。中心法則的全部內(nèi)容包括：DNA的復(fù)制、RNA的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、逆轉(zhuǎn)錄和翻譯。③蛋白質(zhì)工程的基本途徑：從預(yù)期的蛋白質(zhì)功能出發(fā)→設(shè)計預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)→推測應(yīng)有的氨基酸序列→找到相應(yīng)的脫氧核苷酸序列。通過蛋白質(zhì)工程合成的蛋白質(zhì)還需要進行生物活性的鑒定，即功能鑒定，看是否達(dá)到人們的要求。14．(2018北京模擬，15分)研究人員將乙肝病毒的表面抗原(HBsAg)基因轉(zhuǎn)入番茄幼葉細(xì)胞中，獲得能產(chǎn)生乙肝疫苗的番茄植株。請回答下列問題：(1)利用PCR技術(shù)擴增HBsAg基因時，目的基因DNA受熱變性后的單鏈與引物互補序列結(jié)合，在________________酶的作用下進行延伸。若設(shè)計的引物含有ClaⅠ酶切位點和SacⅠ酶切位點，則用作載體的DNA分子應(yīng)________(填“含有”或“不含有”)ClaⅠ酶切位點和SacⅠ酶切位點，理由是__________________________。(2)將HBsAg基因?qū)敕延兹~細(xì)胞最常用的方法是________________，該方法可以使目的基因插入到細(xì)胞中________的DNA上。(3)可利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)獲得轉(zhuǎn)基因番茄植株，該技術(shù)利用的原理是________________________________________________________________________。(4)通過電鏡對番茄果實提取物進行觀察，發(fā)現(xiàn)了HBsAg顆粒，說明目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞后__________________________。用獲得的轉(zhuǎn)基因番茄果實飼喂小鼠，如果在小鼠血清中檢測到____________________________________，說明轉(zhuǎn)基因植物疫苗可口服。答案：(1)熱穩(wěn)定DNA聚合(2分)含有(1分)供HBsAg基因插入載體DNA中(2分)(2)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法(2分)染色體(1分)(3)具有某種植物全部遺傳信息的任何一個細(xì)胞，都具有發(fā)育成完整個體的潛能(植物細(xì)胞具有全能性)(3分)(4)可以維持穩(wěn)定和表達(dá)(2分)抗乙肝病毒的抗體(2分)解析：(1)PCR技術(shù)擴增目的基因的過程需要熱穩(wěn)定DNA聚合酶的催化；已知設(shè)計的引物含有ClaⅠ酶切位點和SacⅠ酶切位點，則用作載體的DNA分子也應(yīng)含有ClaⅠ酶切位點和SacⅠ酶切位點，以便HBsAg基因插入載體DNA中。(2)將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞常用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法，通過該方法最終將目的基因插入細(xì)胞中染色體的DNA上。(3)植物組織培養(yǎng)技術(shù)的原理是植物細(xì)胞的全能性。(4)HBsAg是目的基因控制合成的，若在轉(zhuǎn)基因番茄體內(nèi)出現(xiàn)了HBsAg顆粒，說明目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞后可以維持穩(wěn)定并成功表達(dá)。用獲得的轉(zhuǎn)基因番茄果實飼喂小鼠，如果在小鼠血清中檢測到抗乙肝病毒的抗體，說明HBsAg顆粒(抗原)可以進入小鼠體內(nèi)，并引起小鼠的免疫反應(yīng)，則轉(zhuǎn)基因植物疫苗可口服。15．(2018江蘇單科，8分)為生產(chǎn)具有特定性能的α－淀粉酶，研究人員從某種海洋細(xì)菌中克隆了α－淀粉酶基因(1656個堿基對)，利用基因工程大量制備α－淀粉酶，實驗流程見下圖。請回答下列問題：(1)利用PCR技術(shù)擴增α－淀粉酶基因前，需先獲得細(xì)菌的______________。(2)為了便于擴增的DNA片段與表達(dá)載體連接，需在引物的________端加上限制性酶切位點，且常在兩條引物上設(shè)計加入不同的限制性酶切位點，主要目的是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)進行擴增時，反應(yīng)的溫度和時間需根據(jù)具體情況進行設(shè)定，下列選項中________的設(shè)定與引物有關(guān)，________的設(shè)定與擴增片段的長度有關(guān)。(填序號)①變性溫度②退火溫度③延伸溫度④變性時間⑤退火時間⑥延伸時間(4)下圖表示篩選獲得的工程菌中編碼α－淀粉酶的mRNA的部分堿基序列：5′－eq\x(AUGCCAUCAACAAAUACUAACACU)U……－3′圖中虛線框內(nèi)mRNA片段包含________個密碼子，如虛線框后的序列未知，預(yù)測虛線框后的第一個密碼子最多有________種。(5)獲得工程菌表達(dá)的α－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(jié)果如下：緩沖液50mmol/LNa2HPO4－KH2PO450mmol/LTris－HCl50mmol/LGly－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(jù)上述實驗結(jié)果，初步判斷該α－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(dá)載體，減少自連(1分)(3)②(1分)⑥(1分)(4)8(1分)13(1分)(5)pH為8.5，緩沖液為50mmol/LTris－HCl(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(xì)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(yīng)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(xiàn)的目的基因可能反向插入表達(dá)載體，以及目的基因可能發(fā)生自連。(3)①變性溫度跟目的基因中G/C堿基對的比例有關(guān)；②退火溫度取決于引物中堿基G/C的比例；③延伸溫度取決于Taq聚合酶的最適溫度；④變性時間一般統(tǒng)一設(shè)定；⑤退火時間一般統(tǒng)一設(shè)定；⑥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②和⑥。(4)密碼子指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4×4＝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(dá)1656個堿基對，轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的mRNA中密碼子遠(yuǎn)不止9個，所以3個終止密碼子不可能出現(xiàn)在第9位，故最多有16－3＝13種可能。(5)本小題考查考生對實驗數(shù)據(jù)的分析能力。由表格中數(shù)據(jù)可得出酶相對活性最高為99.5%，其對應(yīng)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(zhǔn)確答案應(yīng)是pH為8.5，緩沖液為50mmol/LTris－HCl。16．(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(zhì)粒重組后導(dǎo)入大腸桿菌細(xì)胞中進行了表達(dá)。該研究除證明了質(zhì)?？梢宰鳛檩d體外，還證明了________________________________________________________________________(答出兩點即可)。(2)體外重組的質(zhì)?？赏ㄟ^Ca2＋參與的________方法導(dǎo)入大腸桿菌細(xì)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(dǎo)入宿主細(xì)胞。在細(xì)菌、心肌細(xì)胞、葉肉細(xì)胞中，可作為重組噬菌體宿主細(xì)胞的是________。(3)真核生物基因(目的基因)在大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)表達(dá)時，表達(dá)出的蛋白質(zhì)可能會被降解。為防止蛋白質(zhì)被降解，在實驗中應(yīng)選用________________的大腸桿菌作為受體細(xì)胞，在蛋白質(zhì)純化的過程中應(yīng)添加________的抑制劑。答案：(1)體外重組的質(zhì)粒可以進入受體細(xì)胞、真核生物基因可在原核細(xì)胞中表達(dá)(4分)(2)轉(zhuǎn)化(2分)外殼蛋白(或噬菌體蛋白)(2分)細(xì)菌(2分)(3)蛋白酶缺陷型(3分)蛋白酶(2分)解析：(1)非洲爪蟾屬于真核生物，而大腸桿菌屬于原核生物，基因工程利用質(zhì)粒作為載體使得非洲爪蟾的基因在大腸桿菌體內(nèi)表達(dá)，既證明了體外重組的質(zhì)?？梢赃M入受體細(xì)胞，也證明了真核生物的基因可以在原核細(xì)胞中表達(dá)。(2)用Ca2＋處理細(xì)胞，可使細(xì)胞處于一種能吸收周圍環(huán)境中DNA分子的狀態(tài)即感受態(tài)，這是將重組質(zhì)粒導(dǎo)入大腸桿菌細(xì)胞最常用的轉(zhuǎn)化方法。噬菌體是一種專門寄生在細(xì)菌體內(nèi)的病毒，化學(xué)組成簡單，由核酸和蛋白質(zhì)組成，只有當(dāng)噬菌體的結(jié)構(gòu)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(dá)產(chǎn)物在大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)被降解，實際操作過程中應(yīng)該選擇不具備降解蛋白質(zhì)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(xì)胞。而在蛋白質(zhì)純化過程中，為了防止其被降解，應(yīng)該添加蛋白酶抑制劑。17．(2016全國Ⅲ，15分)圖1中的三個DNA片段上依次表示出了EcoRⅠ、BamHⅠ和Sau3AⅠ三種限制酶的識別序列與切割位點，圖2為某種表達(dá)載體的示意圖(載體上的EcoRⅠ、Sau3AⅠ的切點是唯一的)。根據(jù)基因工程的有關(guān)知識，回答下列問題：(1)經(jīng)BamHⅠ酶切后得到的目的基因可以與上述表達(dá)載體被__________酶切后的產(chǎn)物連接，理由是___________________________________________________________________。(2)若某人利用圖2所示的表達(dá)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(xì)胞中表達(dá)目的基因產(chǎn)物的有__________，不能表達(dá)的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(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：(1)Sau3AⅠ(2分)限制酶Sau3AⅠ和BamHⅠ酶切割后形成的黏性末端相同(2分)(2)甲、丙(2分)在基因表達(dá)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(dá)。圖中甲和丙均不符合，所以不能表達(dá)目的基因的產(chǎn)物(3分，其他合理答案可酌情給分)(3)E·coliDNA連接酶(2分)T4DNA連接酶(2分)T4DNA連接酶(2分)解析：(1)分析圖1可知，限制酶Sau3AI和BamHI酶切割后形成的黏性末端相同，因此經(jīng)BamHI酶切割得到的目的基因可以與上述表達(dá)載體被Sau3AI酶切后的產(chǎn)物連接。(2)在基因表達(dá)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(dá)。圖中甲和丙均不符合，所以不能在宿主細(xì)胞中表達(dá)目的基因產(chǎn)物。(3)DNA連接酶是將兩個DNA片段連接起來的酶，常見的有E·coliDNA連接酶和T4DNA連接酶，其中既能連接黏性末端又能連接平末端的是T4DNA連接酶。18．(2018全國Ⅱ，15分)某種熒光蛋白(GFP)在紫外光或藍(lán)光激發(fā)下會發(fā)出綠色熒光，這一特性可用于檢測細(xì)胞中目的基因的表達(dá)。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′末端，獲得了L1－GFP融合基因(簡稱為甲)，并將其插入質(zhì)粒P0，構(gòu)建了真核表達(dá)載體P1，其部分結(jié)構(gòu)和酶切位點的示意圖如下，圖中E1～E4四種限制酶產(chǎn)生的黏性末端各不相同。回答下列問題：(1)據(jù)圖推斷，該團隊在將甲插入質(zhì)粒P0時，使用了兩種限制酶，這兩種酶是____________。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(zhuǎn)入體外培養(yǎng)的牛皮膚細(xì)胞后，若在該細(xì)胞中觀察到了綠色熒光，則說明L1基因在牛的皮膚細(xì)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(chǎn)生綠色熒光細(xì)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(xì)胞中，某同學(xué)用PCR方法進行鑒定，在鑒定時應(yīng)分別以該牛不同組織細(xì)胞中的____________(填“mRNA”“總RNA”或“核DNA”)作為PCR模板。答案：(1)E1和E4(2分)甲的完整(2分)甲與載體正確連接(2分)(2)轉(zhuǎn)錄(2分)翻譯(2分)(3)細(xì)胞核(2分)去核卵母細(xì)胞(2分)(4)核DNA(1分)解析：(1)根據(jù)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L1－GFP融合基因，該融合基因作為目的基因插入質(zhì)粒P0中，構(gòu)建基因表達(dá)載體P1，因此L1－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(chǎn)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(xì)胞中觀察到了綠色熒光，說明熒光蛋白(GFP)基因表達(dá)產(chǎn)生了熒光蛋白，即說明目的基因完成了表達(dá)，基因的表達(dá)包