選修三第一講基因工程課時作業(yè)

1、選修三 第一講 基因工程課時作業(yè)一、選擇題1.(2010鹽城質(zhì)檢)對基因組文庫的描述，不正確的是 ()A.含有某種生物的全部基因B.基因中含有啟動子和內(nèi)含子C.文庫的基因是通過受體菌承載的D.文庫中的全部基因可以在物種間交流解析：基因文庫的含義是指將含有某種生物不同基因的許多的DNA片段，導入受體菌的群體中通過克隆而儲存，這樣含有這種生物的不同基因受體菌群體便構(gòu)成了基因文庫。由于基因文庫中的基因都是將基因?qū)胧荏w菌內(nèi)，所以不能在物種間交流。答案：D2.限制酶是一種核酸內(nèi)切酶，可識別并切割DNA分子上特定的核苷酸序列。下圖為四種限制酶BamH、EcoR、Hind和Bgl的識別序列和切割位點Bam

2、HEcoRHindBgl GGATCCGAATTCAAGCTTAGATCTCCTAGGCTTAAGTTCGAATCTAGA 切割出來的DNA黏性末端可以互補配對的是 ()A.BamH和EcoRB.BamH和HindC.BamH和Bgl D.EcoR和Hind解析：只有黏性末端相同才可互補，BamH和Bgl切出的末端相同。答案：C3.近年來基因工程的發(fā)展非常迅猛，科學家可以用DNA探針和外源基因?qū)氲姆椒ㄟM行遺傳病的診斷和治療，下列做法中不正確的是 ()A.用DNA探針檢測鐮刀型細胞貧血癥B.用DNA探針檢測病毒性肝炎C.用導入外源基因的方法治療半乳糖血癥D.用基因替換的方法治療21三體綜合征解

3、析：鐮刀型細胞貧血癥是由于基因突變引起的疾病，用珠蛋白的DNA探針可以檢測到；用DNA探針也可以很方便地檢測出肝炎患者的病毒；半乳糖血癥是由于體內(nèi)缺少半乳糖苷轉(zhuǎn)移酶，將帶有半乳糖苷轉(zhuǎn)移酶的基因?qū)氚肴樘茄Y患者的體內(nèi)，可以治療這種疾?。?1三體綜合征是由于患者多了一條21號染色體，不能用基因替換的方法治療。答案：D4.質(zhì)粒是基因工程中最常用的運載體，它存在于許多細菌體內(nèi)。質(zhì)粒上有標記基因如圖所示，通過標記基因可以推知外源基因(目的基因)是否轉(zhuǎn)移成功。外源基因插入的位置不同，細菌在培養(yǎng)基上的生長情況也不同，下表是外源基因插入位置(插入點有a、b、c)，請根據(jù)表中提供的細菌生長情況，推測三種重組后

4、細菌的外源基因插入點，正確的一組是()細菌在含氨芐青霉素培養(yǎng)基上生長情況細菌在含四環(huán)素培養(yǎng)基上生長情況能生長能生長能生長不能生長不能生長能生長A.是c；是b；是aB.是a和b；是a；是bC.是a和b；是b；是aD.是c；是a；是b解析：對細菌來說，能在含青霉素的培養(yǎng)基上生長，也能在含四環(huán)素的培養(yǎng)基上生長，說明抗青霉素基因和抗四環(huán)素基因沒有被破壞，插入點是c；對細菌來說，能在含青霉素的培養(yǎng)基上生長，說明其抗青霉素基因正常，不能在含四環(huán)素的培養(yǎng)基上生長，說明其抗四環(huán)素基因被破壞，插入點應(yīng)為b；對細菌來說，不能在含青霉素的培養(yǎng)基上生長，說明其抗青霉素基因被插入而破壞，故插入點為a。答案：A5.(20

5、10煙臺質(zhì)檢)科學家將干擾素基因進行定點突變導入大腸桿菌表達，使干擾素第十七位的半胱氨酸，改變成絲氨酸，結(jié)果大大提高了干擾素的抗病毒活性，并且提高了儲存穩(wěn)定性。該生物技術(shù)為 ()A.蛋白質(zhì)工程 B.基因工程C.基因突變 D.細胞工程解析：基因工程是通過對基因的操作，將符合人們需要的目的基因?qū)脒m宜的生物體，使其高效表達，從中提取所需的基因控制合成的蛋白質(zhì)，或表現(xiàn)某種性狀，蛋白質(zhì)產(chǎn)品仍然為天然存在蛋白質(zhì)，而蛋白質(zhì)工程卻是對控制蛋白質(zhì)合成的基因進行改造，從而實現(xiàn)對其編碼的蛋白質(zhì)的改變，所得到的已不是天然的蛋白質(zhì)。題目中的操作中涉及的基因顯然不再是原來的基因，其合成的干擾素也不是天然干擾素，而是經(jīng)過

6、改造的，是具人類所需優(yōu)點的蛋白質(zhì)，因而整個過程利用的生物技術(shù)為蛋白質(zhì)工程。答案：A6.下列關(guān)于基因工程及其應(yīng)用的敘述正確的是 ()A.若要生產(chǎn)轉(zhuǎn)基因抗病水稻，可先將目的基因?qū)氪竽c桿菌中，再轉(zhuǎn)入水稻細胞B.用氨基酸序列推測合成的目的基因與原基因的編碼區(qū)中的外顯子一致C.用DNA探針能檢測飲用水中重金屬物質(zhì)的含量D.作為運載體要有多種限制酶的切點，但對一種限制酶而言，最好只有一個切點解析：轉(zhuǎn)基因植物的培育中轉(zhuǎn)入外源基因常用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、基因槍法等；由于每種氨基酸可由不同的密碼子決定，因此，用氨基酸序列推測合成的目的基因與原基因的編碼區(qū)中的外顯子不一定相同；DNA探針能檢測飲用水中病毒，由于作用原

7、理是DNA分子雜交，因此對重金屬無效；運載體有多種限制酶切點以便與外源基因結(jié)合，一種限制酶只有一個切點，才能確保結(jié)合的精確。答案：D7.下列關(guān)于基因工程的敘述，正確的是(雙選) ()A.基因工程經(jīng)常以抗菌素抗性基因為目的基因B.細菌質(zhì)粒是基因工程常用的運載體C.通常用同種限制性核酸內(nèi)切酶處理含目的基因的DNA和運載體DNAD.為培育成抗除草劑的作物新品種，導入抗除草劑基因時只能以受精卵為受體解析：基因工程經(jīng)常以抗菌素抗性基因為標記基因；質(zhì)粒是基因工程常用的運載體；通常用同一種限制酶切割目的基因和運載體，以獲得相同的黏性末端；受體細胞可以是受精卵，也可以是體細胞。答案：BC8.下圖是將人的生長激

8、素基因?qū)爰毦鶥細胞內(nèi)制造“工程菌”的示意圖。已知細菌B細胞內(nèi)不含質(zhì)粒A，也不含質(zhì)粒A上的基因。判斷下列說法正確的是(雙選)()A.將重組質(zhì)粒導入細菌B常用的方法是顯微注射法B.將完成導入過程后的細菌涂布在含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基上，能生長的只是導入了重組質(zhì)粒的細菌C.將完成導入過程后的細菌涂布在含有四環(huán)素的培養(yǎng)基上，能生長的就是導入了質(zhì)粒 A的細菌D.目的基因成功表達的標志是受體細胞能產(chǎn)生出人的生長激素解析：將目的基因?qū)氲郊毦毎谐Ｓ玫姆椒ㄊ荂a2處理法；基因必須保持結(jié)構(gòu)的完整性才能得以表達，而抗氨芐青霉素基因結(jié)構(gòu)完整，能夠表達而使細菌具有對氨芐青霉素的抗性，在含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基上能存

9、活的是導入了質(zhì)粒A或?qū)肓酥亟M質(zhì)粒的細菌；由于將人的生長激素基因?qū)氲劫|(zhì)粒的抗四環(huán)素基因上，破壞了抗四環(huán)素基因的完整性，導入了重組質(zhì)粒的細菌也沒有對四環(huán)素的抗性，在含有四環(huán)素的培養(yǎng)基上不能存活，能存活的是導入質(zhì)粒A的細菌。答案：CD二、非選擇題9.(2010啟東質(zhì)檢)為擴大可耕地面積，增加糧食產(chǎn)量，黃河三角洲等鹽堿地的開發(fā)利用備受關(guān)注。我國科學家應(yīng)用耐鹽基因培育出了耐鹽水稻新品系。(1)如圖甲，獲得耐鹽基因后，構(gòu)建重組DNA分子所用的限制性內(nèi)切酶作用于圖中的處，DNA連接酶作用于處。(填“a”或“b”)(2)將重組DNA分子導入水稻受體細胞的常用方法有農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法和法。(3)由導入目的基因的水

10、稻細胞培養(yǎng)成植株需要利用技術(shù)，該技術(shù)的核心是。(4)為了確定耐鹽轉(zhuǎn)基因水稻是否培育成功，既要用放射性同位素標記的作探針進行分子雜交檢測，又要用的方法從個體水平鑒定水稻植株的耐鹽性。(5)如圖乙是該耐鹽基因表達過程中的一個階段，圖中3和4的核苷酸種類是否相同？。說明理由。解析：植物組織培養(yǎng)技術(shù)是將目的基因?qū)胧荏w細胞后培養(yǎng)成植株需要用到的技術(shù)，該過程的核心是脫分化和再分化?；蚬こ痰臋z測包括目的基因是否導入受體細胞的檢測和目的基因是否表達成功的檢測。圖乙表示的是轉(zhuǎn)錄過程，3所在的是轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物RNA，基本組成單位是核糖核苷酸，4所在的是DNA的一條鏈，基本組成單位是脫氧核糖核苷酸。答案：(1)aa(

11、2)基因槍(3)植物組織培養(yǎng)脫分化(去分化)和再分化(4)耐鹽基因(目的基因)一定濃度鹽水澆灌(移植到鹽堿地中)(5)不同3是核糖核苷酸，4是脫氧核糖核苷酸10.科學家將人的生長激素基因與大腸桿菌的DNA分子進行重組，并成功地在大腸桿菌中得以表達但在進行基因工程的操作過程中，需使用特定的限制酶切割目的基因和質(zhì)粒，便于重組和篩選。已知限制酶的識別序列和切點是GGATCC，限制酶的識別序列和切點是GATC，據(jù)圖回答：(1)過程表示的是采取的方法來獲取目的基因。(2)根據(jù)圖示分析，在構(gòu)建基因表達載體過程中，應(yīng)用限制酶切割質(zhì)粒，用限制酶切割目的基因。用限制酶切割目的基因和運載體后形成的黏性末端通過原則

12、進行連接。(3)人的基因之所以能與大腸桿菌的DNA分子進行重組，原因是。(4)人體的生長激素基因能在細菌體內(nèi)成功表達是因為。寫出目的基因在細菌中表達的過程。(5)將得到的大腸桿菌B涂布在一個含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基上，能夠生長的說明已導入了，反之則沒有導入。解析：根據(jù)圖示分析可知目的基因插在了質(zhì)粒中含抗四環(huán)素基因的部位，而該位置有限制酶的識別位點，因此在構(gòu)建基因表達載體過程中，應(yīng)用限制酶切割質(zhì)粒；而目的基因的兩側(cè)均含有能被限制酶識別的堿基序列，所以用限制酶切割目的基因，露出兩端的黏性末端。用限制酶切割目的基因和運載體后形成的黏性末端通過堿基互補配對原則進行連接。人的基因之所以能與大腸桿菌的DNA

13、分子進行重組，是因為人的基因與大腸桿菌DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)相同。人體的生長激素基因能在細菌體內(nèi)成功表達是因為人和細菌共用一套(遺傳)密碼子；目的基因?qū)爰毦斜磉_的過程為：生長激素基因mRNA生長激素。將得到的大腸桿菌B涂布在一個含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基上，能夠生長的，說明已導入了普通質(zhì)?；蛑亟M質(zhì)粒，因為普通質(zhì)?；蛑亟M質(zhì)粒中都含抗氨芐青霉素基因。答案：(1)反轉(zhuǎn)錄(人工合成)(2)堿基互補配對(3)人的基因與大腸桿菌DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)相同(4)共同一套(遺傳)密碼子生長激素基因mRNA生長激素(5)普通質(zhì)?；蛑亟M質(zhì)粒(缺一不可)11.(2010鄭州模擬)我國科研人員發(fā)現(xiàn)，彎曲的蠶絲由于彎折

14、處易斷裂，其強度低于由蜘 蛛紡績器拖牽絲的直絲，并首次在世界上通過了用轉(zhuǎn)基因方法將“綠色熒光蛋白基因”與“蜘蛛拖牽絲基因”拼接后成功插入蠶絲基因組中，并在受體細胞中得到成功表達。(1)在這項“基因工程”的操作中，目的基因是，采用綠色熒光蛋白基因的主要目的是。(2)兩基因組合在導入受體細胞前必須進行的步驟是：將其與由細菌體內(nèi)取得的進行切割處理，以保證有相同的，并拼接成。如果引入的受體細胞是細菌，還要對細菌作處理。解析：從題目提供的信息不難看出，蜘蛛紡績器拖牽絲的直絲強度比蠶絲要大，所以拖牽絲基因是目的基因。綠色熒光蛋白基因是作為標記基因。在形成重組DNA時，首先用同一種限制性核酸內(nèi)切酶切割目的基

15、因和質(zhì)粒，得到相同的黏性末端，再用DNA連接酶形成重組質(zhì)粒，如果重組質(zhì)粒導入細菌體內(nèi)，必須對細菌細胞壁用氯化鈣處理，增加其通透性，便于重組質(zhì)粒進入細菌體內(nèi)。答案：(1)拖牽絲基因作為標記(基因)(2)質(zhì)粒黏性末端重組質(zhì)粒(或重組DNA)CaCl2(或提高膜的通透性)12.已知SARS是由一種RNA病毒感染所引起的疾病。SARS病毒表面的S蛋白是主要的病毒抗原，在SARS病人康復(fù)后的血清中有抗S蛋白的特異性抗體。某研究小組為了研制預(yù)防SARS病毒的疫苗，開展了前期研究工作。其簡要的操作流程如下： (1)實驗步驟所代表的反應(yīng)過程是。(2)步驟構(gòu)建重組表達載體A和重組表達載體B必須使用限制性核酸內(nèi)切

16、酶和酶，后者的作用是將限制性內(nèi)切酶切割的和連接起來。(3)如果省略步驟而將大量擴增的S基因直接導入大腸桿菌，一般情況下，不能得到表達的S蛋白，其原因是S基因在大腸桿菌中不能，也不能。(4)為了檢驗步驟所表達的S蛋白是否與病毒S蛋白有相同的免疫反應(yīng)特性，可用與進行抗原抗體特異性反應(yīng)實驗，從而得出結(jié)論。(5)步驟和的結(jié)果相比，原核細胞表達的S蛋白與真核細胞表達的S蛋白的氨基酸序列(相同、不同)，根本原因是。解析：(1)以RNA為模板合成DNA的過程，稱為逆轉(zhuǎn)錄。(2)利用同一限制性核酸內(nèi)切酶將目的基因和運載體切割出相同的黏性末端，再用DNA連接酶將目的基因(S基因)和運載體進行縫合，組成重組DNA

17、。(3)直接將S基因?qū)胧荏w細胞，S基因在宿主細胞內(nèi)不復(fù)制，也不能表達。所以基因工程中一定要用運載體。(4)一種抗體只能和一種抗原發(fā)生特異性的結(jié)合，所以用SARS康復(fù)病人血清(含有抗體)與大腸桿菌中表達的S蛋白進行特異性反應(yīng)實驗，來檢測基因工程表達的S蛋白和病毒S蛋白是否相同。(5)在研制疫苗過程中，和中所用的目的基因即S基因是相同的，轉(zhuǎn)錄的mRNA是相同的，翻譯合成的蛋白質(zhì)也相同。答案：(1)逆轉(zhuǎn)錄(2)DNA連接載體S基因(3)復(fù)制合成S基因的mRNA(4)大腸桿菌中表達的S蛋白SARS康復(fù)病人血清(5)相同表達蛋白質(zhì)所用的基因相同13.繼哺乳動物乳腺生物反應(yīng)器研發(fā)成功后，膀胱生物反應(yīng)器的

18、研究也取得了一定進展。最近，科學家培育出一種轉(zhuǎn)基因小鼠，其膀胱上皮細胞可以合成人的生長激素并分泌到尿液中。請回答：(1)將人的生長激素基因?qū)胄∈笫荏w細胞，常用方法是。(2)進行基因轉(zhuǎn)移時，通常要將外源基因轉(zhuǎn)入中，原因是 。(3)通常采用技術(shù)檢測外源基因是否插入了小鼠的基因組。(4)在研制膀胱生物反應(yīng)器時，應(yīng)使外源基因在小鼠的細胞中特異表達。(5)為使外源基因在后代長期保持，可將轉(zhuǎn)基因小鼠體細胞的轉(zhuǎn)入細胞中構(gòu)成重組細胞，使其發(fā)育成與供體具有相同性狀的個體。該技術(shù)稱為。解析：(1)將目的基因(人生長激素基因)導入動物細胞(小鼠受體細胞)的常用方法是顯微注射技術(shù)。(2)在哺乳動物細胞中，受精卵或早期胚胎細胞的全能性更容易表達，因此，在動物細胞