專(zhuān)題一基因工程習(xí)題

1、專(zhuān)題一基因工程練習(xí)1金茶花是中國(guó)特有的觀賞品種，但易得枯萎病，使其觀賞價(jià)值降低?？茖W(xué)家在某種植物中找到了抗枯萎病的基因，用轉(zhuǎn)基因技術(shù)培育出了抗枯萎病的新品種金茶花。據(jù)下圖完成(1)(5)題：(1)和結(jié)合能形成，常用的酶有_；其能結(jié)合形成，最重要的原因是和經(jīng)酶處理后具有_。(2)形成的過(guò)程是_，它是實(shí)施基因工程的第二步，也是基因工程的核心，一個(gè)的組成，除了目的基因外，還必須有啟動(dòng)子、終止子及_ 等。(3)若過(guò)程為將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞，則將此抗病基因?qū)胫参锛?xì)胞采用最多的方法是_；除此之外，轉(zhuǎn)基因植物還可以通過(guò)_和_兩種方法獲得。(4)在過(guò)程中，獲得抗病基因的金茶花細(xì)胞將經(jīng)歷_和_過(guò)程后才能獲得

2、。(5)經(jīng)培養(yǎng)長(zhǎng)成的植株具備了抗病性，這說(shuō)明_ ?？箍菸〗鸩杌ㄅ嘤晒φf(shuō)明一種生物的基因表達(dá)系統(tǒng)能夠識(shí)別來(lái)自另一種生物的DNA的_ 。2干擾素是治療癌癥的重要藥物，它必須從血液中提取，每升人血只能提取0.5 g，所以?xún)r(jià)格昂貴?，F(xiàn)在美國(guó)加利福尼亞州的基因公司用如下圖的方式生產(chǎn)干擾素。閱讀材料完成(1)(3)題。(1)干擾素基因在基因工程中稱(chēng)為_(kāi)。用_技術(shù)可使獲得的基因迅速擴(kuò)增。(2)此基因與細(xì)菌的質(zhì)粒結(jié)合，構(gòu)建基因表達(dá)載體要用_處理基因和質(zhì)粒特定核苷酸之間的_，使兩者露出相同的黏性末端，再用_將二者連接成基因表達(dá)載體，然后將其導(dǎo)入酵母菌體內(nèi)。酵母菌在基因工程中稱(chēng)為_(kāi)。(3)科學(xué)家在培養(yǎng)轉(zhuǎn)基因植

3、物時(shí)，常用_中的質(zhì)粒做載體。除了質(zhì)粒外，基因工程的載體還有 。3下圖是利用基因工程技術(shù)生產(chǎn)人胰島素的操作過(guò)程示意圖，請(qǐng)據(jù)圖完成下列問(wèn)題。(1)能否利用人的皮膚細(xì)胞來(lái)完成過(guò)程？_，為什么？_。(2)過(guò)程一定要用到的酶是_酶，過(guò)程在細(xì)胞內(nèi)需要的酶是_酶。(3)在利用A、B獲得C的過(guò)程中，一般用_切割A(yù)和B，使它們產(chǎn)生_，再加入_，才可形成C。(4)為使過(guò)程更易進(jìn)行，可用_(填藥劑)處理D。4科學(xué)家通過(guò)基因工程方法，培育了能抗棉鈴蟲(chóng)的棉花植株抗蟲(chóng)棉。其過(guò)程大致如圖所示。根據(jù)題意，回答下列問(wèn)題。(1)基因工程的操作程序主要包括的四個(gè)步驟是：_ 、_ 、_ 、_ 。(2)Ti質(zhì)粒是農(nóng)桿菌中的一種質(zhì)粒，其

4、上有T­DNA，把目的基因插入Ti質(zhì)粒的T­DNA中是利用T­DNA_ 的特點(diǎn)。(3)Bt毒蛋白基因轉(zhuǎn)入普通棉株細(xì)胞內(nèi)并成功實(shí)現(xiàn)表達(dá)的過(guò)程，在基因工程中稱(chēng)為_(kāi) 。(4)將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞的方法有很多種，該題中涉及的是_ 。(5)目的基因能否在棉株體內(nèi)穩(wěn)定維持和表達(dá)其遺傳特性的關(guān)鍵是_ ，這需要通過(guò)檢測(cè)才能知道，檢測(cè)采用的方法是_ 。51抗胰蛋白缺乏癥是一種在北美較為常見(jiàn)的單基因遺傳病，患者成年后會(huì)出現(xiàn)肺氣腫及其他疾病，嚴(yán)重者甚至死亡。對(duì)于該致病患者?？刹捎米⑸淙?抗胰蛋白酶來(lái)緩解癥狀。據(jù)此完成(1)(2)題。(1)圖1表示獲取人1抗胰蛋白酶基因的兩種方法，請(qǐng)回

5、答下列問(wèn)題：a過(guò)程是在_酶的作用下完成的，該酶的作用特點(diǎn)是_。c過(guò)程稱(chēng)為_(kāi)，該過(guò)程需要的原料是_。要確定獲得的基因是否是所需的目的基因，可以從分子水平上利用_技術(shù)檢測(cè)該基因的堿基序列。(2)利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)將控制該酶合成的基因?qū)胙虻氖芫?，最終培育出能在乳腺細(xì)胞表達(dá)人1抗胰蛋白酶的轉(zhuǎn)基因羊，從而更易獲得這種酶，簡(jiǎn)要過(guò)程如圖2所示。獲得目的基因后，常利用_技術(shù)在體外將其大量擴(kuò)增。載體上綠色熒光蛋白(GEP)基因的作用是便于_。基因表達(dá)載體d，除圖中的標(biāo)示部分外，還必須含有_ 。6閱讀下面的資料并回答問(wèn)題。資料一科學(xué)家將牛生長(zhǎng)激素基因?qū)胄∈笫芫阎?得到了體型巨大的“超級(jí)小鼠”;科學(xué)家采用農(nóng)桿菌

6、轉(zhuǎn)化法培育出轉(zhuǎn)基因煙草。資料二T4溶菌酶在溫度較高時(shí)易失去活性?？茖W(xué)家對(duì)編碼T4溶菌酶的基因進(jìn)行了改造,使其表達(dá)的T4溶菌酶第3位的異亮氨酸變?yōu)榘腚装彼?在該半胱氨酸與第97位的半胱氨酸之間形成了一個(gè)二硫鍵,提高了T4溶菌酶的耐熱性。(1)資料一屬于基因工程的范疇。將基因表達(dá)載體導(dǎo)入小鼠的受精卵中常用法。構(gòu)建基因表達(dá)載體常用的工具酶是和 。在培育有些轉(zhuǎn)基因植物時(shí),常用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法,農(nóng)桿菌的作用是 。 (2)資料二中的技術(shù)屬于工程的范疇,該工程是指以分子生物學(xué)相關(guān)理論為基礎(chǔ),通過(guò)基因修飾或基因合成,對(duì)進(jìn)行改造,或制造一種的技術(shù)。在該實(shí)例中,引起T4溶菌酶空間結(jié)構(gòu)改變的原因是組成該酶肽鏈

7、的序列發(fā)生了改變。7在某些深海魚(yú)中發(fā)現(xiàn)的抗凍蛋白基因afp對(duì)提高農(nóng)作物的抗寒能力有較好的應(yīng)用價(jià)值。下圖所示是獲得轉(zhuǎn)基因萵苣的技術(shù)流程,請(qǐng)據(jù)圖回答下列問(wèn)題。 7題圖 8題圖(1)獲取目的基因的主要途徑包括從自然界已有的物種中分離和 。  (2)重組質(zhì)粒除了帶有抗凍蛋白基因afp以外,還必須含有啟動(dòng) 子、終止子、 和 等,這樣才能構(gòu)成一個(gè)完整的基因表達(dá)載體。 (3)如果受體細(xì)胞C1是土壤農(nóng)桿菌,則將目的基因?qū)胨哪康氖抢棉r(nóng)桿菌的 ，使目的基因進(jìn)入受體細(xì)胞C2,并將其插入受體細(xì)胞C2中的 上，使目的基因的遺傳特性得以穩(wěn)定維持和表達(dá),形成轉(zhuǎn)基因萵苣。經(jīng)過(guò)程獲得的轉(zhuǎn)基因

8、萵苣中的目的基因是否表達(dá),在分子水平上可用 法進(jìn)行檢測(cè),如果出現(xiàn)雜交帶,說(shuō)明目的基因已經(jīng)表達(dá)蛋白質(zhì)產(chǎn)品,轉(zhuǎn)基因萵苣培育成功。8、如上圖為某種質(zhì)粒表達(dá)載體簡(jiǎn)圖,小箭頭所指分別為限制性核酸內(nèi)切酶EcoR 、BamH 的酶切位點(diǎn),ampR為青霉素抗性基因,tetR為四環(huán)素抗性基因,P為啟動(dòng)子,T為終止子,ori為復(fù)制原點(diǎn)。已知目的基因的兩端分別有包括EcoR 、BamH 在內(nèi)的多種酶的酶切位點(diǎn)。據(jù)圖回答下列問(wèn)題。(1)將含有目的基因的DNA與質(zhì)粒表達(dá)載體分別用EcoR酶切,酶切產(chǎn)物用DNA連接酶進(jìn)行連接后,其中由兩個(gè)DNA片段之間連接形成的產(chǎn)物有 、3種。 (2)用上述3種連接產(chǎn)物與無(wú)任何

9、抗藥性的原核宿主細(xì)胞進(jìn)行轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)。接種到含青霉素的培養(yǎng)基中,能生長(zhǎng)的原核宿主細(xì)胞所含有的連接產(chǎn)物是 。 之后將這些宿主細(xì)胞接種到含四環(huán)素的培養(yǎng)基中,能生長(zhǎng)的原核宿主細(xì)胞所含有的連接產(chǎn)物是;能生長(zhǎng)的原因是 。(3)目的基因表達(dá)時(shí),RNA聚合酶識(shí)別和結(jié)合的位點(diǎn)是 ,其合成的產(chǎn)物是 。 (4)在上述實(shí)驗(yàn)中,為了防止目的基因和質(zhì)粒自身環(huán)化，酶切時(shí)應(yīng)選用的酶是  。9、圖1表示含有目的基因D的DNA片段長(zhǎng)度(bp即堿基對(duì))和部分堿基序列,圖2表示一種質(zhì)粒的結(jié)構(gòu)和部分堿基序列?，F(xiàn)有Msp 、BamH 、Mbo 、Sma 4 種限制性核酸內(nèi)切酶,它們識(shí)別的堿基序列和酶切位點(diǎn)分別

10、為CCGG、GGATCC、GATC、CCCGGG。請(qǐng)回答下列問(wèn)題。(1)圖1的一條脫氧核苷酸鏈中相鄰兩個(gè)堿基之間依次由連接。 (2)若用限制酶Sma 完全切割圖1中DNA片段,產(chǎn)生的末端是末端,其產(chǎn)物長(zhǎng)度為。 (3)若圖1中虛線方框內(nèi)的堿基對(duì)被TA堿基對(duì)替換,那么基因D就突變?yōu)榛騞。從雜合子中分離出圖1及其對(duì)應(yīng)的DNA片段,用限制酶Sma完全切割,產(chǎn)物中共有種不同長(zhǎng)度的DNA片段。 (4)若將圖2中質(zhì)粒和目的基因D通過(guò)同種限制酶處理后進(jìn)行連接,形成重組質(zhì)粒,那么應(yīng)選用的限制酶是。在導(dǎo)入重組質(zhì)粒后,為了篩選出含重組質(zhì)粒的大腸桿菌, 一般需要用添加的培養(yǎng)基進(jìn)行培養(yǎng)。

11、經(jīng)檢測(cè),部分含有重組質(zhì)粒的大腸桿菌菌株中目的基因D不能正常表達(dá),其最可能的原因是。10下表中列出了幾種限制酶識(shí)別序列及其切割位點(diǎn)，圈l、圈2中箭頭表示相關(guān)限制酶的酶切位點(diǎn)請(qǐng)回答下列問(wèn)題：（1）一個(gè)如圖1所示的質(zhì)粒分子經(jīng)Sma切割前后，分別含有個(gè)游離的磷酸基團(tuán)（2）若對(duì)圖中質(zhì)粒進(jìn)行改造，插入的Sma酶切位點(diǎn)越多，質(zhì)粒的熱穩(wěn)定性越（3）用圖中的質(zhì)粒和外源DNA構(gòu)建重組質(zhì)粒，不能使用Srna切割，原因是 （4）與只使用EcoR I相比較，使用BamH和Hind兩種限制酶同時(shí)處理質(zhì)粒、外源DNA的優(yōu)點(diǎn)在于可以防止 。（5）為了獲取重組質(zhì)粒，將切割后的質(zhì)粒與目的基因片段混合，并加入 。（6）重組質(zhì)粒中抗

12、生素抗性基因的作用是為了 。（7）為了從cDNA文庫(kù)中分離獲取蔗糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白基因，將重組質(zhì)粒導(dǎo)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(dá)的初步檢測(cè)。11、下表是幾種限制酶識(shí)別序列及其切割位點(diǎn),圖1、圖2中標(biāo)注了相關(guān)限制酶的酶切位點(diǎn),其中切割位點(diǎn)相同的酶不重復(fù)標(biāo)注。請(qǐng)回答下列問(wèn)題。限制酶BamH Bcl Sau3A Hind 識(shí)別序列及切割位點(diǎn)(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(guò)酶作用后獲得重組質(zhì)粒。為了擴(kuò)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

13、篩選平板培養(yǎng)基中添加,平板上長(zhǎng)出的菌落,常用PCR鑒定,所用的引物組成為圖2中。 (3)若BamH 酶切的DNA末端與Bcl 酶切的DNA末端連接,連接部位的6個(gè)堿基對(duì)序列為,對(duì)于該部位,這兩種酶(填“都能”、“都不能”或“只有一種能”)切開(kāi)。 (4)若用Sau3A 切圖1質(zhì)粒最多可能獲得種大小不同的DNA片段。12干擾素是能夠抑制多種病毒復(fù)制的抗病毒物質(zhì)科學(xué)家利用基因工程技術(shù)從人的T淋巴細(xì)胞中提取干擾素基因轉(zhuǎn)入羊的DNA中，培育出羊乳腺生物反應(yīng)器，使羊乳汁中含有人體干擾素請(qǐng)回答：（1）研究人員用DNA測(cè)序儀顯示了基因組的某DNA片段一條鏈的堿基排列順序圖片其中圖1的堿基排

14、列順序已經(jīng)解讀，其順序是：GGTTATGCGT，請(qǐng)解讀圖2顯示的堿基排列順序： 。（2）科學(xué)家從相關(guān)基因組中獲取了干擾素基因，并采用 技術(shù)對(duì)干擾素基因進(jìn)行擴(kuò)增，然后將干擾素基因與質(zhì)粒等載體組合形成了 。（3）科學(xué)家將干擾素基因與羊 基因的 等調(diào)控組件重組在一起，通過(guò) 等方法，導(dǎo)入羊的 細(xì)胞中，通過(guò)系列操作培育轉(zhuǎn)基因動(dòng)物。（4）如何檢測(cè)和鑒定目的基因已被成功導(dǎo)入羊體內(nèi)？請(qǐng)寫(xiě)出兩種方法。 13農(nóng)業(yè)科技工作者在煙草中找到了一抗病基因，現(xiàn)擬采用基因工程技術(shù)將該基因轉(zhuǎn)入棉花，培育抗病棉花品系請(qǐng)回答下列問(wèn)題：（1）要使運(yùn)載體與該抗病基因連接，首先應(yīng)使用 進(jìn)行切割切割的部位是兩個(gè)核苷酸之間的 ，假如運(yùn)載體被

15、切割后，得到的分子末端序列為，則能與該運(yùn)載體連接的抗病基因分子末端是（2）切割完成后，采用 酶將運(yùn)載體與該抗病基因連接，連接后得到的DNA分子稱(chēng)為 。（3）將連接得到的DNA分子導(dǎo)入棉花細(xì)胞常用的方法是 ，利用植物細(xì)胞具有的 性進(jìn)行組織培養(yǎng)（4）為了確定抗病基因是否插入到棉花染色體DNA上，通常才用 技術(shù)，并用 _標(biāo)記目的基因做探針（5）該抗病基因在棉花細(xì)胞中表達(dá)的產(chǎn)物是（ ）A淀粉 B脂類(lèi) C蛋白質(zhì) D核酸 E抗生素（6）煙草中的抗病基因可以嫁接到棉花的DNA上，原因是： 。14如圖甲是目的基因EPSPS（4.0kb，1kb=1000對(duì)堿基）與pUC18質(zhì)粒（2.7kb）重組的示意圖圖中Ap

16、是抗氨芐青霉素基因，lacZ是顯色基因，其上的EcoRI識(shí)別位點(diǎn)位于目的基因插入位點(diǎn)的右側(cè)，其控制合成某種酶能將無(wú)色染料X-gal變成藍(lán)色，最終能在含無(wú)色染料X-gal的培養(yǎng)基上將含該基因的菌落染成藍(lán)色（圖乙中深色圓點(diǎn)即為藍(lán)色菌落）（1）將處理后的目的基因EPSPS與pUC18質(zhì)粒、DNA連接酶混合后，再與某菌種混合，若要從混合物中篩選出含EPSPS基因的菌株，在圖乙的培養(yǎng)基中必須加入 請(qǐng)判斷圖乙中所出現(xiàn)的白色和藍(lán)色兩種菌落中，何種顏色菌落會(huì)含有重組質(zhì)粒 （2）現(xiàn)用EcoRI酶切質(zhì)粒，酶切后進(jìn)行電泳觀察，若出現(xiàn)長(zhǎng)度為 kb和 kb的片段，則可以判斷該質(zhì)粒已與目的基因重組成功（重組質(zhì)粒上目的基因

17、的插入位點(diǎn)與EcoRI的識(shí)別位點(diǎn)之間的堿基對(duì)忽略不計(jì)）（3）假設(shè)EPSPS基因已被成功轉(zhuǎn)移到植物F中，但植物F仍沒(méi)有表現(xiàn)出抗性，分析可能的原因是 15轉(zhuǎn)基因草莓中有能表達(dá)乙肝病毒表面抗原的基因，由此可獲得用來(lái)預(yù)防乙肝的一種新型疫苗，其培育過(guò)程如圖所示（至代表過(guò)程，A至C代表結(jié)構(gòu)或細(xì)胞）：（1）圖中過(guò)程用到的酶是 ，所形成的B叫做 （2）過(guò)程常用 處理農(nóng)桿菌，使之成為 細(xì)胞，利于完成轉(zhuǎn)化過(guò)程。（3）圖中過(guò)程需要用到的激素是 （4）在分子水平上，可采用 的方法來(lái)檢測(cè)轉(zhuǎn)基因草莓果實(shí)提取液中有無(wú)相應(yīng)的抗原 16如圖是利用牛乳腺生產(chǎn)人生長(zhǎng)激素的流程圖，回答相關(guān)問(wèn)題（1）圖中B過(guò)程需要 酶是 含有啟動(dòng)子的

18、是 （填“目的基因”或“目的基因”）（2）大量擴(kuò)增目的基因可采用的方法是 。（3）為牛的 ，b過(guò)程常用的方法為 圖示過(guò)程中，為使人生長(zhǎng)激素基因在牛乳腺細(xì)胞中表達(dá)，需將該基因與 等調(diào)控組件重組在一起（4）檢測(cè)人生長(zhǎng)激素基因在牛的乳腺細(xì)胞中是否轉(zhuǎn)錄需用 法17、將動(dòng)物致病菌的抗原基因?qū)腭R鈴薯制成植物疫苗，飼喂轉(zhuǎn)基因馬鈴薯可使動(dòng)物獲得免疫力。以下是與植物疫苗制備過(guò)程相關(guān)的圖和表。 表1幾種限制酶識(shí)別序列及切割位點(diǎn)表限制酶AluEcoRPstSma切割位點(diǎn)AGCTTCGAGAATTCCTTAAGCTGCAGGACGTCCCCGGGGGGCCC請(qǐng)根據(jù)以上圖表回答下列問(wèn)題（1）在采用常規(guī)PCR方法擴(kuò)增目

19、的基因的過(guò)程中，使用的DNA聚合酶不同于一般生物體內(nèi)的DNA聚合酶，其最主要的特點(diǎn)是 。（2）圖1步驟所用的DNA連接酶對(duì)所連接的DNA兩端堿基序列是否有專(zhuān)一性要求？ （3）為將外源基因轉(zhuǎn)入馬鈴薯，圖1步驟轉(zhuǎn)基因所用的細(xì)菌B通常為 。（4）對(duì)符合設(shè)計(jì)要求的重組質(zhì)粒T進(jìn)行酶切。假設(shè)所用的酶均可將識(shí)別位點(diǎn)完全切開(kāi)，請(qǐng)根據(jù)圖1中標(biāo)示的酶切位點(diǎn)和表2所列的識(shí)別序列，對(duì)以下酶切結(jié)果做出判斷。采用EcoR和Pst酶切，得到 種DNA片段。采用EcoR和Sma酶切得到 種DNA片段。18、ch1L基因是藍(lán)細(xì)菌(藍(lán)藻)DNA上控制葉綠素合成的基因，為研究該基因?qū)θ~綠素合成的控制，需要構(gòu)建該種生物缺失ch1L基

20、因的變異株細(xì)胞。技術(shù)路線如圖甲所示，請(qǐng)據(jù)圖分析回答問(wèn)題。 (1)與真菌相比較，藍(lán)細(xì)菌在結(jié)構(gòu)上最主要的特點(diǎn)是_ 。(2)過(guò)程中均使用的工具酶有_。(3)構(gòu)建重組質(zhì)粒B在整個(gè)操作過(guò)程中的目的是_ 和 。(4)若含有ch1L基因的DNA片段和選用的質(zhì)粒上的限制酶切割位點(diǎn)如圖乙所示。請(qǐng)回答問(wèn)題：構(gòu)建含ch1L基因的重組質(zhì)粒A時(shí)，應(yīng)選用的限制酶是_ ，對(duì)_ 進(jìn)行切割。同時(shí)用酶1和酶4切割圖乙中的質(zhì)粒，則產(chǎn)生含有1500對(duì)堿基和8200對(duì)堿基的兩種片段；用圖中四種酶同時(shí)切割此質(zhì)粒，則產(chǎn)生含有500對(duì)堿基和8200對(duì)堿基的兩種片段；若換用酶1和酶3同時(shí)切割此質(zhì)粒，則產(chǎn)生的片段是_ 。（5）可用PCR技術(shù)對(duì)ch1L基因擴(kuò)增時(shí)，需一對(duì)引物I、II，從理論上推測(cè)，該DNA分子