檢測(cè)(二十八) “基因工程與克隆技術(shù)”課前診斷卷

1、檢測(cè)（二十八） “基因工程與克隆技術(shù)”課前診斷卷考點(diǎn)一基因工程與蛋白質(zhì)工程1.(2018屆高三·青島市質(zhì)量檢測(cè))科學(xué)家運(yùn)用基因工程技術(shù)將結(jié)核桿菌MPT64基因(能控制合成MPT64蛋白)成功導(dǎo)入胡蘿卜細(xì)胞，最終表達(dá)出肺結(jié)核疫苗。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)為獲取MPT64基因，可從結(jié)核桿菌的細(xì)胞中提取對(duì)應(yīng)mRNA，在_的作用下合成雙鏈cDNA片段，獲得的cDNA片段與結(jié)核桿菌中該基因堿基序列_(填“相同”或“不同”)。(2)通常采用PCR技術(shù)擴(kuò)增MPT64基因，前提是要有一段已知MPT64基因的核苷酸序列，以便根據(jù)這一序列合成_，在操作步驟中需要加熱至9095 的目的是_。(3)根據(jù)農(nóng)桿菌

2、的特點(diǎn)，如果將MPT64基因插入到_上，通過(guò)農(nóng)桿菌的轉(zhuǎn)化作用，就可以使目的基因進(jìn)入胡蘿卜細(xì)胞，并將其插入到植物細(xì)胞中的_上。要確認(rèn)MPT64基因是否在胡蘿卜植株中表達(dá)，應(yīng)檢測(cè)胡蘿卜植株中是否含有_。(4)研究發(fā)現(xiàn)，如果將MPT64蛋白20位和24位的氨基酸改變?yōu)榘腚装彼?，其保存時(shí)間將大大延長(zhǎng)，科學(xué)家可以生產(chǎn)上述耐儲(chǔ)存的MPT64蛋白的現(xiàn)代生物工程技術(shù)是_。解析：(1)以mRNA為模板合成cDNA的過(guò)程是逆轉(zhuǎn)錄，需要逆轉(zhuǎn)錄酶的催化。由于DNA轉(zhuǎn)錄形成的mRNA過(guò)程中非編碼序列不轉(zhuǎn)錄，所以形成的cDNA與結(jié)核桿菌中該基因堿基序列不同。(2)在PCR技術(shù)中，以已知一段MPT64基因的核苷酸序列為模板

3、，合成引物。在操作步驟中需要加熱至9095 ，以打開(kāi)DNA的雙鏈。(3)在農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法中，將MPT64基因插入到農(nóng)桿菌的Ti質(zhì)粒的T­DNA上，通過(guò)農(nóng)桿菌的轉(zhuǎn)化作用，就可以使目的基因進(jìn)入胡蘿卜細(xì)胞，并將其插入到植物細(xì)胞中的染色體的DNA上。基因的表達(dá)產(chǎn)物是蛋白質(zhì)，要確認(rèn)MPT64基因是否在胡蘿卜植株中表達(dá)，應(yīng)檢測(cè)胡蘿卜植株中是否含有MPT64蛋白。(4)利用蛋白質(zhì)工程可以通過(guò)設(shè)計(jì)改造原有蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能。答案：(1)逆轉(zhuǎn)錄酶不同(2)引物目的基因DNA受熱變性解鏈為單鏈(3)Ti質(zhì)粒的T­DNA染色體的DNAMPT64蛋白(4)蛋白質(zhì)工程2(2017·衡水模擬)

4、油菜中油酸為不飽和脂肪酸，能降低人體血液的膽固醇含量，減少人體患心血管病的風(fēng)險(xiǎn)。F基因控制合成的油酸酯氫酶催化油酸形成飽和脂肪酸，轉(zhuǎn)反義F基因油菜能提高菜籽油的油酸含量。請(qǐng)分析回答下列問(wèn)題：(1)從油菜細(xì)胞的染色體DNA獲取F基因后進(jìn)行大量擴(kuò)增的方法為_(kāi)。(2)構(gòu)建反義F基因表達(dá)載體時(shí)，需要用到的工具酶有_；農(nóng)桿菌可用來(lái)將反義F基因表達(dá)載體導(dǎo)入油菜細(xì)胞，從分子角度分析，其具有的特點(diǎn)是_。構(gòu)建反義F基因表達(dá)載體時(shí)沒(méi)有設(shè)計(jì)標(biāo)記基因，其可能的原因是_。(3)Le啟動(dòng)子為種子特異性啟動(dòng)子，將F基因反向連接在Le啟動(dòng)子之后構(gòu)建了反義F基因。檢測(cè)轉(zhuǎn)反義F基因油菜細(xì)胞內(nèi)F基因轉(zhuǎn)錄的mRNA含量，結(jié)果表明，因

5、雜交形成雙鏈RNA，細(xì)胞內(nèi)F基因的mRNA水平下降。由此推測(cè)，反義F基因的轉(zhuǎn)錄抑制了F基因的_(填“復(fù)制”“轉(zhuǎn)錄”或“翻譯”)過(guò)程。若F基因轉(zhuǎn)錄時(shí)，兩條單鏈(a1、a2)中a1為轉(zhuǎn)錄的模板鏈，則反義F基因轉(zhuǎn)錄時(shí)的模板鏈為_(kāi)。解析：(1)PCR技術(shù)是一種體外擴(kuò)增DNA片段的技術(shù)。(2)構(gòu)建基因表達(dá)載體時(shí)，首先需要用限制酶切割含有目的基因的外源DNA分子和運(yùn)載體，其次還需要用DNA連接酶將目的基因與運(yùn)載體連接形成重組DNA分子；因農(nóng)桿菌的Ti質(zhì)粒上的T­DNA可轉(zhuǎn)移至受體細(xì)胞，并且整合到受體細(xì)胞染色體的DNA上，故農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法為常用的將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞的方法；標(biāo)記基因表達(dá)產(chǎn)物，可能會(huì)

6、對(duì)食品安全構(gòu)成威脅，所以構(gòu)建反義F基因表達(dá)載體時(shí)沒(méi)有設(shè)計(jì)標(biāo)志基因，這樣不會(huì)產(chǎn)生標(biāo)記基因表達(dá)產(chǎn)物，有利于食品安全。(3)mRNA是翻譯的模板，轉(zhuǎn)反義F基因油菜細(xì)胞內(nèi)F基因轉(zhuǎn)錄的mRNA含量下降，可見(jiàn)反義F基因的轉(zhuǎn)錄抑制了F基因的翻譯過(guò)程。F基因轉(zhuǎn)錄形成的RNA能與反義F基因轉(zhuǎn)錄形成的RNA互補(bǔ)配對(duì)，若F基因轉(zhuǎn)錄時(shí)，兩條單鏈(a1、a2)中a1為轉(zhuǎn)錄的模板鏈，推測(cè)反義F基因轉(zhuǎn)錄時(shí)的模板鏈為a2。答案：(1)PCR技術(shù)(2)限制酶、DNA連接酶其Ti質(zhì)粒上的T­DNA可轉(zhuǎn)移至受體細(xì)胞，并且整合到受體細(xì)胞染色體的DNA上無(wú)標(biāo)記基因表達(dá)產(chǎn)物，有利于食品安全(3)翻譯a23科學(xué)家通過(guò)利用PCR定

7、點(diǎn)突變技術(shù)改造Rubisco酶基因，提高了光合作用過(guò)程中Rubisco酶對(duì)CO2的親和力，從而顯著提高了植物的光合速率。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)PCR過(guò)程所依據(jù)的原理是_，該過(guò)程需要加入的酶是_。(2)該技術(shù)不直接改造Rubisco酶，而通過(guò)對(duì)Rubisco酶基因進(jìn)行改造，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)Rubisco酶的改造，其原因是_。與傳統(tǒng)基因工程技術(shù)相比較，定點(diǎn)突變技術(shù)最突出的優(yōu)點(diǎn)是_，PCR定點(diǎn)突變技術(shù)屬于_的范疇。(3)可利用定點(diǎn)突變的DNA構(gòu)建基因表達(dá)載體，常用_將基因表達(dá)載體導(dǎo)入植物細(xì)胞，將該細(xì)胞利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)培育成幼苗，從細(xì)胞水平分析所依據(jù)的原理是_。解析：(1)PCR技術(shù)是一種體外擴(kuò)增DNA

8、片段的技術(shù)，其原理是DNA雙鏈復(fù)制，該過(guò)程需要耐高溫的DNA聚合酶(或Taq酶)的催化。(2)由于蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，改造困難，所以該技術(shù)不直接改造Rubisco酶，而通過(guò)對(duì)Rubisco酶基因進(jìn)行改造，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)Rubisco酶的改造；和傳統(tǒng)基因工程技術(shù)相比較，定點(diǎn)突變技術(shù)最突出的優(yōu)點(diǎn)是能生產(chǎn)出自然界不存在的蛋白質(zhì)，PCR定點(diǎn)突變技術(shù)屬于蛋白質(zhì)工程的范疇。(3)將基因表達(dá)載體導(dǎo)入植物細(xì)胞常用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法；植物組織培養(yǎng)技術(shù)的原理是植物細(xì)胞的全能性。 答案：(1)DNA雙鏈復(fù)制耐高溫的DNA聚合酶(或Taq酶)(2)蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，改造困難能生產(chǎn)出自然界不存在的蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)工程(3)

9、農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法植物細(xì)胞的全能性4在植物抗病毒基因工程中，利用植物病毒復(fù)制酶基因是一種常見(jiàn)的方法，某實(shí)驗(yàn)小組將蕪菁花葉病毒復(fù)制酶(TuMV­Nib)反義基因?qū)氪蟀撞酥?，?jīng)檢測(cè)表明TuMV­Nib反義基因不僅整合到大白菜的染色體中，還獲得表達(dá)，而且轉(zhuǎn)基因植株的接種測(cè)試表明轉(zhuǎn)基因植株具有明顯的抗病性。TuMV­Nib反義基因的作用過(guò)程如下圖所示，請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)實(shí)驗(yàn)室大量擴(kuò)增TuMV­Nib反義基因常用的技術(shù)為_(kāi)，該技術(shù)需要加入的原料是_，利用該技術(shù)擴(kuò)增目的基因時(shí)_(填“需要”或“不需要”)知道該基因的全部堿基序列。(2)將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞的常用方法

10、是_，該方法常將目的基因?qū)隩i質(zhì)粒的T­DNA分子中，其原因是_。分析圖示可知，TuMV­Nib反義基因主要通過(guò)影響圖中的_(填序號(hào))過(guò)程，影響TuMV­Nib基因的表達(dá)。(3)對(duì)已經(jīng)被病毒感染的植株，可選取該植株的莖尖通過(guò)_技術(shù)獲得脫毒苗，利用莖尖作為材料的原因是_。解析：(1)大量擴(kuò)展TuMV­Nib反義基因常用PCR技術(shù)，該技術(shù)需要加入四種脫氧核糖核苷酸(或dATP、dTTP、dCTP、dGTP)為原料，利用該技術(shù)擴(kuò)增目的基因時(shí)不需要知道該基因的全部堿基序列，但需要根據(jù)基因兩端的部分序列合成引物。(2)將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞常用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法，該方

11、法常將目的基因?qū)隩i質(zhì)粒的T­DNA分子中，借助T­DNA能主動(dòng)轉(zhuǎn)移并整合到宿主細(xì)胞染色體的DNA分子中的特點(diǎn)導(dǎo)入目的基因。據(jù)圖可知，TuMV­Nib反義基因轉(zhuǎn)錄出反義mRNA，與mRNA結(jié)合，導(dǎo)致圖中翻譯過(guò)程受阻，影響TuMV­Nib基因的表達(dá)。(3)對(duì)已經(jīng)被病毒感染的植株，由于莖尖很少或沒(méi)有被病毒感染，可選取該植株的莖尖通過(guò)植物組織培養(yǎng)技術(shù)獲得脫毒苗。答案：(1)PCR四種脫氧核糖核苷酸(或dATP、dTTP、dCTP、dGTP)不需要(2)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法T­DNA能主動(dòng)轉(zhuǎn)移并整合到宿主細(xì)胞染色體的DNA分子中 (3)植物組織培養(yǎng)莖尖很少或

12、沒(méi)有被病毒感染5(2017·新余市模擬)科學(xué)家將人的生長(zhǎng)激素基因與pBR322質(zhì)粒進(jìn)行重組，將得到的重組質(zhì)粒導(dǎo)入牛的受精卵，再通過(guò)細(xì)胞工程培育為轉(zhuǎn)基因克隆牛。pBR322質(zhì)粒含有2個(gè)抗生素抗性基因和5個(gè)限制酶切點(diǎn)(如圖2)。請(qǐng)據(jù)圖回答問(wèn)題：(1)圖1中顯示的人的生長(zhǎng)激素基因是通過(guò)人工合成的，圖中過(guò)程需要的酶是_。該過(guò)程所依據(jù)的堿基互補(bǔ)配對(duì)原則是_(用字母和箭頭表示)。(2)圖1中的mRNA是從人體的_細(xì)胞中獲取的。(3)重組質(zhì)粒形成與否需要鑒定和篩選，方法是將重組質(zhì)粒的DNA分子導(dǎo)入大腸桿菌，通過(guò)含抗生素的培養(yǎng)基進(jìn)行培養(yǎng)，觀察大腸桿菌的生長(zhǎng)、繁殖情況進(jìn)行判斷。如圖3所示：如果受體菌在

13、培養(yǎng)基A上能生長(zhǎng)、繁殖形成菌落，而不能在培養(yǎng)基B上生長(zhǎng)、繁殖，則使用限制酶a的切點(diǎn)是圖2中的_，即目的基因插入了_中。如果受體菌在培養(yǎng)基A上不能生長(zhǎng)、繁殖形成菌落，而在培養(yǎng)基B上能生長(zhǎng)、繁殖，則使用限制酶a的切點(diǎn)是圖2中的_，即目的基因插入了_中。如果受體菌在培養(yǎng)基A和培養(yǎng)基B上都能生長(zhǎng)、繁殖形成菌落，則使用限制酶a的切點(diǎn)是圖2中的_。解析：(1)根據(jù)圖1分析，目的基因是通過(guò)mRNA逆轉(zhuǎn)錄形成的，需要逆轉(zhuǎn)錄酶的催化；RNA中的堿基是A、U、C、G，DNA中的堿基是A、T、C、G，所以配對(duì)方式是AT、UA、GC、CG。(2)根據(jù)題意，生長(zhǎng)激素基因是目的基因，該基因表達(dá)產(chǎn)物由垂體細(xì)胞分泌，所以需要

14、從垂體細(xì)胞中提取mRNA。(3)受體菌能在含氨芐青霉素的培養(yǎng)基上生存，不能在含四環(huán)素的培養(yǎng)基上生存，所以限制酶切點(diǎn)位于抗四環(huán)素基因內(nèi)部，由圖2可知，是切點(diǎn)3或切點(diǎn)4或切點(diǎn)5。受體菌不能在含氨芐青霉素的培養(yǎng)基上生存，能在含四環(huán)素的培養(yǎng)基上生存，所以限制酶切點(diǎn)位于抗氨芐青霉素基因內(nèi)部，由圖2可知，是切點(diǎn)1。受體菌能在含氨芐青霉素的培養(yǎng)基上生存，也能在含四環(huán)素的培養(yǎng)基上生存，所以這兩個(gè)抗生素抗性基因都沒(méi)有被破壞，由圖2可知，是切點(diǎn)2。答案：(1)逆轉(zhuǎn)錄酶AT、UA、GC、CG(2)垂體(3)切點(diǎn)3或切點(diǎn)4或切點(diǎn)5 抗四環(huán)素基因切點(diǎn)1抗氨芐青霉素基因切點(diǎn)2考點(diǎn)二克隆技術(shù)6.藍(lán)莓中富含的花青素能有效地改

15、善視力，下圖為科學(xué)家利用植物組織培養(yǎng)的方法，大量培養(yǎng)藍(lán)莓具體流程的文字圖解。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：生根(1)用于離體培養(yǎng)的藍(lán)莓組織叫作_，該技術(shù)的原理是_。(2)配制MS培養(yǎng)基時(shí)，應(yīng)加入一定量的瓊脂、蔗糖、無(wú)機(jī)鹽、維生素、有機(jī)物等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，蔗糖除作為碳源外，還具有_的功能。常用的培養(yǎng)基有脫分化培養(yǎng)基、生根培養(yǎng)基和生芽培養(yǎng)基，這三種培養(yǎng)基的主要差異是_。(3)圖中藍(lán)莓組織要經(jīng)過(guò)消毒處理后才能進(jìn)行培養(yǎng)。其過(guò)程中，細(xì)胞的分化程度會(huì)_(填“升高”“降低”或“不變”)。(4)愈傷組織經(jīng)過(guò)過(guò)程重新分化成根或叢芽的過(guò)程叫_。(5)藍(lán)莓花青素在60 以下的熱穩(wěn)定性較好，將含花青素的粗品經(jīng)真空干燥(可使水的沸點(diǎn)降低4

16、0 )制成成品。采用該方法的主要原因是_。解析：(1)用于離體培養(yǎng)的植物器官或組織片段，叫作外植體。植物組織培養(yǎng)的主要原理是植物細(xì)胞具有全能性。(2)配制MS培養(yǎng)基時(shí)，應(yīng)加入一定量的瓊脂、蔗糖、無(wú)機(jī)鹽、維生素、有機(jī)物等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，蔗糖除作為碳源外，還具有提供能量和維持滲透壓的功能。常用的培養(yǎng)基有脫分化培養(yǎng)基、生根培養(yǎng)基和生芽培養(yǎng)基，這三種培養(yǎng)基的主要差異是生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素的用量及比例不同。(3)圖中過(guò)程是脫分化形成愈傷組織的過(guò)程，高度分化的細(xì)胞恢復(fù)分裂能力，則分化程度降低。(4)圖中過(guò)程是愈傷組織經(jīng)過(guò)再分化形成胚狀體的過(guò)程。(5)含花青素的粗品經(jīng)真空干燥(可使水的沸點(diǎn)降至40 )制成成品，采用

17、該方法的主要原因是避免(干燥時(shí)溫度過(guò)高導(dǎo)致)花青素分解。答案：(1)外植體(植物)細(xì)胞全能性(2)提供能量和維持滲透壓生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素的用量及比例不同(3)降低(4)再分化(5)避免(干燥時(shí)溫度過(guò)高導(dǎo)致)花青素分解7Rag2基因缺失小鼠不能產(chǎn)生成熟的淋巴細(xì)胞?？蒲腥藛T利用胚胎干細(xì)胞(ES細(xì)胞)對(duì)Rag2基因缺失小鼠進(jìn)行基因治療。其技術(shù)流程如圖：(1)步驟中所選的卵母細(xì)胞應(yīng)處于_期。(2)步驟中，重組胚胎培養(yǎng)到囊胚期時(shí)，可從其_分離出ES細(xì)胞，ES細(xì)胞在形態(tài)上表現(xiàn)為_(kāi)的特點(diǎn)。(3)步驟中，需要構(gòu)建含有Rag2基因的_?？梢愿鶕?jù)Rag2基因的核苷酸序列設(shè)計(jì)合成_，利用_技術(shù)擴(kuò)增Rag2基因片段。

18、用Hind和Pst限制酶分別在目的基因所在DNA片段兩側(cè)進(jìn)行酶切獲得Rag2基因片段。為將該片段直接連接到表達(dá)載體，所選擇的表達(dá)載體上應(yīng)具有_酶的酶切位點(diǎn)。解析：(1)步驟為核移植，所選的卵母細(xì)胞應(yīng)處于減數(shù)第二次分裂中(M)期。(2)重組胚胎培養(yǎng)到囊胚期時(shí)，可從其內(nèi)細(xì)胞團(tuán)中分離出ES細(xì)胞，ES細(xì)胞在形態(tài)上表現(xiàn)為體積小、細(xì)胞核大、核仁明顯。(3)步驟中表示將Rag2基因(目的基因)導(dǎo)入ES細(xì)胞(受體細(xì)胞)，此過(guò)程需要構(gòu)建含有Rag2基因的表達(dá)載體(重組質(zhì)粒)。設(shè)計(jì)引物要遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，所以根據(jù)Rag2基因的核苷酸序列進(jìn)行設(shè)計(jì)，可利用PCR技術(shù)擴(kuò)增Rag2基因片段。Rag2基因片段是用Hind和Pst限制酶切割獲得，所以表達(dá)載體上應(yīng)具有Hind和Pst酶的酶切位點(diǎn)。答案：(1)減數(shù)第二次分裂中(M)(2)內(nèi)細(xì)胞團(tuán)體積小、細(xì)胞核大、