1、1第 2 节 基因工程及其应用基础巩固1 以下有关基因工程的叙述,正确的是( )A.基因工程是细胞水平上的生物工程B.基因工程的产物对人类都是有益的 C.基因工程产生的变异属于人工诱变D.基因工程育种的优点之一是目的性强答案:D2 基因工程是将目的基因通过一定过程,转入受体细胞,经过受体细胞的分裂,使目的基因的遗传信息扩大,再进行表达,从而定向改造生物性状的技术。你认为不支持基因工程技术的理论有( ) A.遗传密码的通用性B.不同基因可独立表达C.不同基因表达互相影响D.DNA 作为遗传物质能够严格地自我复制答案:C3 下列哪些黏性末端是由同一种限制酶切割成的? ( )A. B. C. D.答
2、案:A4 下列有关基因工程技术的叙述,正确的是( )A.DNA 重组技术所用的工具酶是限制酶、DNA 连接酶和运载体B.所有的限制酶都只能识别同一种特定的核苷酸序列2C.选用细菌作为重组质粒的受体细胞是因为细菌繁殖快D.只要目的基因进入了受体细胞就能成功实现表达答案:C5 能使植物体表达动物蛋白的育种方法是( )A.单倍体育种 B.杂交育种C.基因工程育种 D.多倍体育种解析:能定向改造生物遗传性状的生物技术是基因工程,故选 C。答案:C6 下列有关基因工程中限制酶的叙述,错误的是( )A.一种限制酶只能识别一种特定的脱氧核苷酸序列B.限制酶的活性受温度影响 C.限制酶能识别和切割 RNA D
3、.限制酶可从原核生物中提取解析:限制酶主要存在于微生物中。一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列,并能在特定的切点上切割 DNA 分子。限制酶的作用对象不是 RNA 分子。答案:C7 要使目的基因与对应的运载体重组,所需的两种酶是 ( ) 限制酶 DNA 连接酶 解旋酶 还原酶A. B. C. D.解析:要使目的基因与对应的运载体重组,要用同一种限制酶切割运载体,然后用 DNA 连接酶把目的基因与对应的运载体连接起来。答案:A8 不属于质粒被选为基因运载体的理由是( )A.能复制 B.有多个限制酶切点C.具有标记基因 D.它是环状 DNA解析:作为运载体的质粒,应具有标记基因,能在宿主细胞内稳
4、定的保存并复制,有多个限制酶切点。答案:D39 下列各项中不属于基因工程的应用的是( )A.转基因抗虫棉的培育成功B.利用 DNA 探针检测饮用水中有无病毒C.利用工程菌生产胰岛素D.将甲植物的叶绿体移入乙植物,使光合效率提高解析:将甲植物的叶绿体移入乙植物,转移的是细胞器而非基因,故不属于基因工程的范畴。答案:D10 下表中列出了几种限制酶识别序列及其切割位点,图 1、图 2 中箭头表示相关限制酶的酶切位点。请回答下列问题。限制酶BamH Hind EcoR Sma识别序列及切割位点图 14图 2(1)一个图 1 所示的质粒分子经 Sma 切割前后,分别含有 个游离的磷酸基团。 (2)若对图
5、中质粒进行改造,插入的 Sma 酶切位点越多,质粒的热稳定性越 。 (3)用图中的质粒和外源 DNA 构建重组质粒,不能使用 Sma 切割,原因是 。 (4)与只使用 EcoR相比较,使用 BamH 和 Hind 两种限制酶同时处理质粒、外源 DNA的优点在于可以防止 。 (5)为了获取重组质粒,将切割后的质粒与目的基因片段混合,并加入 酶。 (6)重组质粒中抗生素抗性基因的作用是为了 。 解析:(1)切割前质粒为环状,不含游离的磷酸基团。切割后质粒成了一个链状的双链 DNA 分子,含 2 个游离的磷酸基团。(2)因为 Sma 识别序列中均为 GC 碱基对,G、C 之间含 3 个氢键,热稳定性
6、高。(3)据图可知, Sma既会破坏标记基因,也会破坏目的基因。(4)若用同种限制酶切割质粒和外源 DNA 中的目的基因,因为两端的黏性末端相同,会出现自身环化的情况。而用两种限制酶切割,因为两端形成的黏性末端不同,不会出现自身环化。(5)DNA 连接酶可以连接具有相同黏性末端的 DNA 片段。(6)标记基因可以用来鉴别受体细胞是否含有目的基因。答案:(1)0、2(2)高(3)Sma会破坏质粒的抗性基因、外源 DNA 中的目的基因(4)质粒和含目的基因的外源 DNA 片段自身环化(5)DNA 连接(6)鉴别和筛选含有目的基因的受体细胞11 科学家将鼠体内的能够产生胰岛素的基因与大肠杆菌的 DN
7、A 分子重组,并且在大肠杆菌中发现了胰岛素。如下图所示,请据图回答下列问题。5(1)图中表示通过 的途径,获得 的过程。 (2)图中代表 ,在它的作用下将 和 切成 末端。 (3)经 的作用将和“缝合”形成 DNA 分子。往往含有 基因,以便将来检测。 (4) 表示随大肠杆菌的繁殖而进行 。 (5)如在大肠杆菌细胞内发现了胰岛素,说明 。 答案:(1)从供体细胞的 DNA 中直接分离基因 目的基因(2)限制酶 质粒 目的基因 可互补配对的黏性(3)DNA 连接酶 重组 标记(4)复制(5)目的基因完成了表达的过程能力提升1DNA 连接酶的重要功能是( )A.使母链与子链之间形成氢键B.使黏性末
8、端碱基之间形成氢键C.将两条 DNA 链连接起来D.用于提取目的基因答案:C2 科学家在研究生长在墨西哥某地的野生玉米后发现,这种玉米含有包括苏云金杆菌(一种产生抗虫毒蛋白的细胞)基因在内的转基因作物的基因,由此可见:转基因作物的基因可传播到野生植物中 转基因作物可对天然植物的遗传多样性构成威胁 为防止基因污染,应当禁止转基因作物的研究 自然杂交过程实质是一个长期的转基因过程,两者没有任何区别6其中正确的说法是( )A. B.C. D.解析:根据题意可知:转基因植物的基因可传播到野生植物中,这样会对植物的遗传多样性构成威胁。自然杂交是通过受粉的方式实现转基因过程,与转基因技术中通过重组运载体实
9、现转基因过程有一定区别。答案:C3 下图是应用基因工程技术获得转基因动物和植物的过程,相关叙述不正确的是( )A.通过过程形成重组质粒只需要两种工具B.是重组质粒导入受体细胞的过程C.通过过程产生的转基因牛的细胞中都含有人的生长激素基因D.通过过程培育的抗虫棉需要检测抗虫效果答案:A4 下列有关基因工程和酶的相关叙述,正确的是( )A.同种限制酶既可以切割目的基因又可以切割质粒,因此不具备专一性B.运载体的化学本质与载体蛋白相同C.限制酶不能切割烟草花叶病毒的核酸D.DNA 连接酶可催化游离的脱氧核苷酸连接成脱氧核苷酸链答案:C5 下表关于基因工程中有关基因操作的名词及对应的内容,正确的组合是
10、( )供体 剪刀 针线 运载体 受体A质粒限制性核DNA 连接酶提供目的基因的生物大肠杆7酸内切酶菌等B提供目的基因的生物DNA 连接酶限制性核酸内切酶质粒大肠杆菌等C提供目的基因的生物限制性核酸内切酶DNA 连接酶质粒大肠杆菌等D大肠杆菌等DNA 连接酶 限制性核酸内切酶提供目的基因的生物质粒答案:C6 下图为 DNA 分子的某一片段 ,其中分别表示某种酶的作用部位, 则相应的酶依次是( )A.DNA 连接酶、限制性核酸内切酶、解旋酶 B.限制性核酸内切酶、解旋酶、DNA 连接酶 C.解旋酶、限制性核酸内切酶、DNA 连接酶 D.限制性核酸内切酶、DNA 连接酶、解旋酶解析:使氢键断裂的是解
11、旋酶,限制性核酸内切酶使相邻两个脱氧核苷酸的磷酸二酯键断裂;连接 DNA 片段间磷酸二酯键的是 DNA 连接酶。答案:C 7 质粒是基因工程中最常用的运载体,质粒上有标记基因(如下页左上图所示),通过标8记基因可以推知外源基因(目的基因)是否转移成功。外源基因插入的位置不同,细菌在培养基上的生长情况也不同。下页左上图表示外源基因插入位置(插入点有 a、b、c),请据下页左上表细菌生长情况,推测 三种重组细菌与外源基因插入点相对应的一组是( )重组细菌含氨苄青霉素培养基含四环素的培养基 能生长 能生长 能生长 不能生长 不能生长 能生长A.是 a,是 c,是 bB.是 c 和 b,是 b,是 c
12、C.是 c 和 b,是 c,是 bD.是 a,是 b,是 c解析:目的基因的插入点不在标记基因中,细胞可在含有氨苄青霉素和四环素的培养基上生长。若插入点在某个标记基因中,则会缺乏对相应抗生素的抗性,而不能在相应的选择培养基中生长。据此可判断出目的基因的插入点。答案:A 8 番茄(2 n=24)的正常植株 (A)对矮生植株(a)为显性,红果(B)对黄果(b)为显性,两对基因独立遗传。请回答下列问题。(1)现有基因型为 AaBB 与 aaBb 的番茄,两者进行杂交,后代的基因型有 种,其中基因型为 的植株自交产生的矮生黄果植株比例最高,该植株自交后代的表现型及比例为 。 (2)在AAaa 杂交中,
13、若 A 基因所在的同源染色体在减数第一次分裂时不分离,产生的雌配子的染色体数目为 ,这种情况下杂交后代的株高表现型可能是 。 9(3)假设两种纯合突变体 X 和 Y 都是由控制株高的 A 基因突变产生的,检测突变基因转录的mRNA,发现 X 的第二个密码子中第二碱基由 C 变为 U,Y 在第二个密码子的第二碱基前多了一个 U。与正常植株相比, 突变体的株高变化可能更大,试从蛋白质水平分析原因: 。 (4)转基因技术可以使某基因在植物体内过量表达,也可以抑制某基因表达。假设 C 基因通过控制赤霉素的合成来控制番茄的株高,请完成如下实验设计,以验证假设是否成立。实验设计:(借助转基因技术,但不要求
14、写出转基因的具体步骤)a.分别测定正常与矮生植株的赤霉素含量和株高;b. ; c. 。 支持上述假设的预期结果: 。 若假设成立,据此说明基因控制性状的方式: 。 解析:(1)由亲本基因型知道杂交后代基因型有 22=4(种),基因型为 AaBb 和 aaBb 的个体自交都可产生矮生黄果(aabb)植株,基因型为 AaBb 的植株自交,后代中矮生黄果个体占1/16,基因型为 aaBb 的植株自交,后代中矮生红果矮生黄果=31,矮生黄果占 1/4。(2)在AAaa 杂交中,若 A 基因所在的同源染色体在减数第一次分裂时不分离,产生的雌配子有两种:AA、O(表示无 A),染色体数目为 13 或 11
15、。与aa 交配,产生两种基因型的后代AAa、a,表现型为正常、矮生。10(3)在突变体 X 株高基因转录形成的 mRNA 中,第二个密码子中第二个碱基由 C 变为 U,此为碱基替换导致基因突变,翻译形成的蛋白质中最多只有一个氨基酸发生了改变,甚至没有改变。在突变体 Y 株高基因产生的 mRNA 中,第二个密码子的第二个碱基前多了一个 U,此为碱基增添而引起的基因突变,在翻译形成蛋白质时,第二个密码子及后面的密码子对应的氨基酸都可能发生改变。(4)C 基因是控制赤霉素合成的基因,赤霉素不是蛋白质,基因控制蛋白质合成,说明基因通过控制酶的合成来控制赤霉素的合成。该实验需要设置两个独立的对照实验来证
16、明假设中的两个问题。第一组以正常株为材料,变量是不影响 C 的表达(对照组)、抑制 C 的表达(实验组);第二组以矮生株为材料,变量是不影响 C 的表达、促进 C 的表达。答案:(1)4 aaBb 矮生红果矮生黄果=31(2)13 或 11 正常或矮生(3)Y Y 突变体的蛋白质中氨基酸的改变比 X 突变体可能更多(或:X 突变体的蛋白质可能只有一个氨基酸发生改变,Y 突变体的蛋白质的氨基酸序列可能从第一个氨基酸后都改变)(4)答案一:b.通过转基因技术,一是抑制正常植株 C 基因的表达,二是使 C 基因在矮生植株中过量表达c.测定两个实验组植株的赤霉素含量和株高 答案二:b.通过转基因技术,抑制正常植株 C基因的表达,测定其赤霉素含量和株高 c.通过转基因技术,使 C 基因在矮生植株过量表达,测定其赤霉素含量和株高 (答案二中 b 和 c 次序不做要求)与对照组比较,正常植株在 C 基因表达被抑制后,赤霉素含量降低,株高降低;与对照组比较,C 基因在矮生植株中过量表达后,该植株赤霉素含量增加,株高增加基因通过控制酶的合成来控制代谢途径,进而控制生物性状
