2024-2025學年新教材高中生物第四章基因工程測評含解析浙科版選擇性必修3

PAGEPAGE20第四章測評(時間:90分鐘滿分:100分)一、選擇題(本大題共25小題,每小題2分,共50分。每小題列出的四個備選項中只有一項是符合題目要求的,不選、多選、錯選均不得分)1.下列關于基因工程基本工具的描述,錯誤的是()A.只有用相同的限制酶處理含目的基因的DNA片段和質粒,才能形成重組質粒B.不同的核苷酸序列被不同的限制酶識別也有可能切出相同的黏性末端C.限制酶識別的序列越短,則該序列在DNA中出現(xiàn)的概率就越大D.限制酶、DNA連接酶都是工具酶答案A解析用不同的限制酶處理含目的基因的DNA片段和質粒,也可能形成相同的黏性末端,進而形成重組質粒,A項錯誤,B項正確;限制酶識別的序列越短,則該序列在DNA中出現(xiàn)的概率就越大,C項正確;重組DNA技術的基本工具有限制酶、DNA連接酶和載體,其中限制酶、DNA連接酶是工具酶,D項正確。2.下列所示的末端至少是由幾種限制酶作用產生的?()A.1種 B.2種C.3種 D.4種答案C解析圖中③④為相同的平末端,可能由同一種限制酶切割所得,故圖示4種末端至少是由3種限制酶作用產生的。3.下圖為DNA分子在不同酶的作用下所發(fā)生的變更,圖中依次表示限制酶、DNA聚合酶、DNA連接酶、解旋酶作用的正確依次是()A.①②③④ B.①②④③C.①④②③ D.①④③②答案C解析限制酶能夠識別雙鏈DNA分子上特定的核苷酸序列,并催化其中特定的兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷裂,因此作用于①過程;DNA聚合酶用于DNA分子的復制,能在單鏈上將一個個脫氧核苷酸連接起來,形成新的子鏈因此作用于④過程;DNA連接酶能在具有相同堿基末端的兩個DNA片段之間形成磷酸二酯鍵,因此作用于②過程;解旋酶能夠將DNA分子的雙螺旋解開,因此作用于③過程。4.若要利用某目的基因(圖甲)和P1噬菌體載體(圖乙)構建重組DNA分子(圖丙),限制性內切核酸酶的酶切位點分別是BglⅡ()、EcoRⅠ()和Sau3AⅠ()。下列分析合理的是()A.用EcoRⅠ切割目的基因和P1噬菌體載體B.用BglⅡ和EcoRⅠ切割目的基因和P1噬菌體載體C.用BglⅡ和Sau3AⅠ切割目的基因和P1噬菌體載體D.用EcoRⅠ和Sau3AⅠ切割目的基因和P1噬菌體載體答案D解析解答本題的關鍵是要看清切割后目的基因插入的方向,只有用EcoRⅠ和Sau3AⅠ切割目的基因和P1噬菌體載體,才能保證構建的重組DNA分子中目的基因的方向與圖丙相同。5.下列關于基因工程應用的敘述,錯誤的是()A.可將外源生長激素基因導入動物細胞內,提高動物的生長速率B.向植物體內轉入Bt毒蛋白基因來培育抗蟲轉基因植物C.可以利用轉基因動物作為器官移植的供體D.利用乳腺生物反應器可使哺乳動物的產奶量增加答案D解析可將外源生長激素基因導入動物細胞(受精卵)內,提高動物的生長速率,A項正確;向植物體內轉入Bt毒蛋白基因來培育抗蟲轉基因植物,如抗蟲棉的培育,B項正確;可以利用轉基因動物作為器官移植的供體,避開免疫排斥現(xiàn)象的出現(xiàn),C項正確;利用乳腺生物反應器可使哺乳動物的乳汁中含有目的基因產物等,而不是提高產奶量,D項錯誤。6.下列有關質粒的敘述,正確的是()A.質粒是細菌細胞質中能自主復制的小型環(huán)狀DNA分子B.質粒是廣泛存在于細菌細胞中的一種顆粒狀細胞器C.質粒攜帶了外源基因進入受體細胞后,只能停留在該細胞內獨立復制D.在進行基因工程操作中,被用作載體的質粒都是自然質粒答案A解析質粒是細菌細胞質中能自主復制的小型環(huán)狀DNA分子,A項正確;質粒是存在于細菌中的一種環(huán)狀DNA分子,不是細胞器,B項錯誤;質粒攜帶了外源基因進入受體細胞后,能在細胞中進行自我復制,也可以整合到受體DNA上隨受體DNA同步復制,C項錯誤;自然的質粒須要經過改造后才可作為基因工程的載體,D項錯誤。7.某鏈狀DNA分子含有5000個堿基對(bp),先將其用限制酶a切割,再把得到的產物用限制酶b切割,得到的DNA片段大小如下表所示。限制酶a、b的識別序列和切割位點如下圖所示。下列有關說法正確的是()限制酶a切割產物長度(bp)限制酶b切割產物長度(bp)2100;1400;1000;5001900;200;800;600;1000;500A.該DNA分子中限制酶a與限制酶b的切割位點分別有3個和2個B.限制酶a與限制酶b切割產生的黏性末端不能相互連接C.限制酶a與限制酶b切割的化學鍵不相同D.若僅用限制酶a切割與該鏈狀DNA分子的核苷酸序列相同的質粒,得到的切割產物有4種答案A解析由題表可知,限制酶a可以把該DNA切成4段,說明該DNA分子上限制酶a的切割位點有3個;限制酶b把長度為2100bp的DNA片段切成長度分別為1900bp和200bp的兩個片段,把長度為1400bp的DNA片段切成長度分別為800bp和600bp的兩個片段,說明限制酶b在該DNA分子上有2個切割位點,A項正確。由題圖可以看出,限制酶a和限制酶b切割產生的黏性末端相同,它們之間能依據(jù)堿基互補配對原則連接,B項錯誤。限制酶作用的化學鍵都是磷酸二酯鍵,C項錯誤。在該DNA分子中限制酶a的切割位點有3個,僅用限制酶a切割與該DNA分子序列相同的質粒,得到的切割產物有3種,D項錯誤。8.下表列出了幾種限制酶的識別序列及其切割位點,圖1、圖2中箭頭表示相關限制酶的酶切位點,下列敘述正確的是()限制酶BamHⅠHindⅢEcoRⅠSmaⅠ識別序列及切割位點A.一個圖1所示的質粒分子經SmaⅠ切割前后,分別含有0個和4個游離的磷酸基團B.若對圖中質粒進行改造,插入的SmaⅠ酶切位點越多,質粒的熱穩(wěn)定性越高C.用圖中的質粒和外源DNA構建重組質粒,可以運用SmaⅠ切割D.運用EcoRⅠ限制酶同時處理質粒、外源DNA可防止質粒和外源DNA發(fā)生自身環(huán)化答案B解析由于質粒在切割前是一個環(huán)狀DNA分子,因此不含有游離的磷酸基團;當質粒被SmaⅠ切割后,兩個末端各有1個游離的磷酸基團,故共有2個游離的磷酸基團,A項錯誤。SmaⅠ酶切位點越多,表示G和C這一對堿基對在質粒中所占的比例就越高,而G和C之間含有三個氫鍵,故質粒的熱穩(wěn)定性越高,B項正確。質粒中的抗生素抗性基因為標記基因,由圖可知,標記基因和目的基因中均含有SmaⅠ酶切位點,都可以被SmaⅠ破壞,故不能運用該酶剪切質粒和含有目的基因的DNA,C項錯誤。構建含目的基因的重組質粒時,運用EcoRⅠ限制酶同時處理質粒、外源DNA,會產生相同的黏性末端,質粒和外源DNA可能會發(fā)生自身環(huán)化,D項錯誤。9.PCR是一種體外擴增DNA的技術,模擬了體內的DNA復制過程。下圖為PCR技術原理示意圖,下列關于圖中物質和過程的說明,錯誤的是()A.物質a:游離的脫氧核苷酸B.過程①:氫鍵斷裂C.過程②:邊解旋邊復制D.過程③:嚴格遵循堿基互補配對原則答案C解析PCR模擬了體內的DNA復制,所以物質a是DNA復制的原料——游離的脫氧核苷酸,A項正確;在95℃的高溫條件下,DNA分子雙螺旋解開,形成單鏈,此時氫鍵斷裂,B項正確;體外模擬DNA的復制依據(jù)了DNA的熱變性原理,在該過程中,DNA分子先解旋后復制,C項錯誤;DNA復制須要嚴格遵循堿基互補配對原則,D項正確。10.PCR技術中,如何設計引物?()A.PCR引物要依據(jù)須要擴增的目標DNA的堿基序列來設計B.PCR引物要依據(jù)已知的DNA序列對應的RNA序列來設計C.PCR引物要依據(jù)已知的DNA序列對應的tRNA序列來設計D.以上都不是正確方法答案A解析設計引物就是干脆依據(jù)基因序列來設計,即依據(jù)須要擴增的目標DNA的堿基序列來設計。11.利用PCR技術擴增目的基因,其原理與細胞內DNA復制類似。從理論推想,循環(huán)產物中起先出現(xiàn)兩條脫氧核苷酸鏈等長的DNA雙鏈片段是在第幾輪循環(huán)?()A.1 B.2 C.3 D.4答案C解析第1、2輪循環(huán)合成的子鏈長度均不同,依據(jù)DNA半保留復制特點可知,前兩輪循環(huán)產生的4個DNA分子的兩條鏈均不等長,第3輪循環(huán)產生的DNA分子存在等長的兩條核苷酸鏈。12.下列關于PCR操作過程的敘述,錯誤的是()A.PCR試驗中運用的微量離心管、槍頭、緩沖液以及蒸餾水等在運用前必需進行高壓滅菌B.PCR利用了DNA的熱變性原理C.PCR所用的緩沖液和酶從冰箱拿出之后,快速溶化D.在向微量離心管中添加反應組分時,每吸取一種試劑后,移液器上的槍頭都必需更換答案C解析為避開外源DNA等因素的污染,PCR試驗中運用的微量離心管、槍頭、緩沖液以及蒸餾水等在運用前必需進行高壓滅菌,A項正確;PCR利用了DNA的熱變性原理,B項正確;PCR所用的緩沖液和酶應分裝成小份,在-20℃溫度下儲存,運用前,將所需試劑從冰箱取出,放在冰塊上緩慢溶化,C項錯誤;在向微量離心管中添加反應組分時,每吸取一種試劑后,移液器上的槍頭都必需更換,以免污染其他成分,D項正確。13.下圖為重組DNA分子的模式圖。下列有關基因工程重組DNA分子的說法,錯誤的是()A.基因工程操作的其次步是重組DNA分子的構建B.重組DNA分子的構建并不肯定相同C.圖中啟動子位于目的基因的首端,是核糖體識別和結合的部位D.抗生素抗性基因的作用是作為標記基因,用于鑒別受體細胞中是否導入了目的基因答案C解析由于受體細胞有植物、動物、微生物之分,以及目的基因導入受體細胞的方法不同,因此重組DNA分子的構建也會有所差別,不行能是一模一樣的;啟動子是一段有特別序列結構的DNA片段,位于目的基因的“上游”,它是RNA聚合酶識別和結合的部位,有了它才能驅動基因轉錄出mRNA。14.利用基因工程技術生產羧酸酯酶(CarE)制劑的流程如下圖所示,下列有關敘述正確的是()A.過程①需運用逆轉錄酶B.過程②利用PCR擴增CarE基因需運用解旋酶和耐高溫的TaqDNA聚合酶C.過程③可用NaCl溶液處理大腸桿菌,使之成為感受態(tài)細胞D.過程④可利用抗原-抗體雜交鑒定目的基因是否已導入受體細胞答案A解析過程①表示逆轉錄,須要逆轉錄酶的催化,A項正確;過程②表示目的基因的獲得,在利用PCR技術對獲得的目的基因進行擴增的過程中,解旋是通過高溫解鏈實現(xiàn)的,不須要運用解旋酶,B項錯誤;過程③表示將目的基因導入受體細胞,若受體細胞為大腸桿菌細胞,則須要用CaCl2溶液處理,使之成為感受態(tài)細胞,C項錯誤;過程④可利用DNA分子雜交技術,鑒定目的基因是否已導入受體細胞,D項錯誤。15.菊花是一種雙子葉植物,易感桃蚜。桃蚜不但干脆影響植物生長,還是多種植物病毒的傳播媒介。雪花蓮凝集素基因GNA的表達產物能有效抑制桃蚜生長。某科研團隊運用農桿菌轉化法獲得了轉GNA基因菊花。下列有關敘述錯誤的是()A.受體細胞可以選擇菊花葉片細胞或桃蚜細胞B.將目的基因GNA插入到Ti質粒的T-DNA上構建重組DNA分子C.菊花外植體產生的酚類化合物能吸引農桿菌移向受體細胞D.應用抗蟲接種試驗,檢測轉基因菊花對桃蚜的抗性及抗性程度答案A解析分析題意可知,要想獲得轉GNA基因菊花,應選擇菊花的細胞作為受體細胞,A項錯誤;Ti質粒上的T-DNA片段可以轉移到受體細胞中,并且整合到植物染色體DNA上,因此將目的基因GNA插入到Ti質粒的T-DNA上,B項正確;菊花外植體產生的酚類化合物能吸引農桿菌移向受體細胞,有利于目的基因勝利導入,C項正確;已知雪花蓮凝集素基因GNA的表達產物能有效抑制桃蚜生長,故應用抗蟲接種試驗,檢測轉基因菊花對桃蚜的抗性及抗性程度,D項正確。16.下圖是利用基因工程培育抗蟲植物的示意圖。下列相關敘述正確的是()A.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B.③侵染植物細胞后,重組Ti質粒整合到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.②的構建須要限制性內切核酸酶和DNA聚合酶參加答案A解析⑤為轉基因植物,只要表現(xiàn)出抗蟲性狀,就說明轉入的目的基因勝利表達,基因工程的原理是基因重組,屬于可遺傳變異,A項正確;③侵染植物細胞后,重組Ti質粒上的T-DNA片段整合到棉花細胞的染色體上,B項錯誤;受體細胞的染色體上可能含抗蟲基因,但不代表該基因肯定能勝利表達,因此不能確定⑤是否表現(xiàn)出抗蟲性狀,C項錯誤;重組DNA分子的構建須要限制性內切核酸酶和DNA連接酶參加,D項錯誤。17.某探討所的探討人員將生長激素基因通過質粒介導進入大腸桿菌細胞內,使其表達產生生長激素。已知質粒中存在兩個抗性基因:A是抗鏈霉素基因,B是抗青霉素基因,且目的基因要插入基因B中,而大腸桿菌不帶有任何抗性基因。下列敘述錯誤的是()A.大腸桿菌中可能未導入質粒B.導入大腸桿菌的可能是重組質粒,也可能是質粒C.可用含青霉素的培育基檢測大腸桿菌中是否導入了重組質粒D.在含青霉素的培育基中不能生長,但在含鏈霉素的培育基中能生長的可能是符合生產要求的大腸桿菌答案C解析大腸桿菌中可能導入質粒,也可能沒有導入質粒,A項正確;導入大腸桿菌的質?？赡転橹亟M質粒,也可能為一般質粒,B項正確;目的基因要插入基因B中,導致抗青霉素基因被破壞,即符合生產要求的大腸桿菌不能抗青霉素,而大腸桿菌不帶有任何抗性基因,不能抗青霉素,因此不能用含青霉素的培育基檢測大腸桿菌中是否導入了重組質粒,C項錯誤;由于含目的基因的重組質粒中的抗青霉素基因被破壞,因此在含青霉素的培育基中不能生長,但在含鏈霉素的培育基中能生長的可能是符合生產要求的大腸桿菌,D項正確。18.在基因工程操作過程中,科研人員利用識別兩種不同序列的限制酶(R1和R2)處理基因載體,進行聚丙烯酰胺凝膠電泳檢測,結果如下圖所示。以下相關敘述錯誤的是()A.該載體最可能為環(huán)狀DNA分子B.兩種限制酶在載體上各有一個酶切位點C.限制酶R1與R2的切點最短相距約200bpD.限制酶作用于酶切位點會導致氫鍵和肽鍵斷裂答案D解析當用一種限制酶切割載體時,僅產生一種長度的DNA片段,說明該載體最有可能為環(huán)狀DNA分子,A項正確;當分別用限制酶R1、R2切割載體時,兩種限制酶切割產生的DNA片段等長,而用兩種限制酶同時切割時則產生兩種長度的DNA片段,說明兩種限制酶在載體上各有一個酶切位點,B項正確;用兩種限制酶同時切割時可產生600bp和200bp兩種長度的DNA片段,說明兩種限制酶的酶切位點至少相距200bp,C項正確;用限制酶切割DNA分子,破壞的是酶切位點上兩個脫氧核糖核苷酸之間的磷酸二酯鍵,D項錯誤。19.乙烯生物合成酶基因可以限制乙烯的合成,科學家將該基因的反義基因導入番茄細胞內,培育轉基因延熟番茄,延長其貯存期。反義基因的作用機制如下圖所示,下列說法錯誤的是()A.有意義mRNA和反義mRNA是通過相應基因轉錄而來的B.乙烯生物合成酶基因的模板鏈的序列與反義基因的模板鏈的序列是互補的C.乙烯是乙烯生物合成酶基因的表達產物,可促進果實成熟D.因為mRNA形成雙鏈后無法進行翻譯,所以無乙烯生物合成酶生成答案C解析由題圖可以看出,有意義mRNA和反義mRNA是通過相應基因轉錄而來的,A項正確;反義mRNA能夠與有意義mRNA進行雜交形成雙鏈,并且有意義mRNA和反義mRNA是通過相應基因轉錄而來的,所以乙烯生物合成酶基因的模板鏈的序列與反義基因的模板鏈的序列是互補的,B項正確;乙烯生物合成酶基因的表達產物可以限制乙烯的合成,乙烯不是其表達產物,C項錯誤;翻譯過程是以mRNA為模板合成蛋白質的過程,題圖中兩種mRNA雜交形成雙鏈,進而阻斷了有意義mRNA的翻譯過程,D項正確。20.以下有關蛋白質工程的敘述,不正確的是()A.蛋白質工程是基因工程的延長B.蛋白質工程的原理是從預期的蛋白質結構動身,最終找到脫氧核苷酸序列的過程C.干擾素結構中變更某個氨基酸提高了它的保存時間是蛋白質工程應用的體現(xiàn)D.蛋白質工程不是對蛋白質結構的干脆改造答案B解析蛋白質工程是基因工程的延長,A項正確;蛋白質工程的原理是從預期的蛋白質功能動身,最終找到脫氧核苷酸序列的過程,B項錯誤;干擾素結構中變更某個氨基酸提高了它的保存時間是蛋白質工程應用的體現(xiàn),C項正確;蛋白質工程不是對蛋白質結構的干脆改造,而是對基因進行改造或合成,D項正確。21.蛋白質工程是新崛起的一項生物工程,又稱其次代基因工程。下圖為蛋白質工程流程圖。下列有關敘述錯誤的是()A.蛋白質工程就是依據(jù)人們須要,干脆對蛋白質進行加工改造B.蛋白質工程是通過基因改造或基因合成等方法,對現(xiàn)有蛋白質進行改造C.①②過程為轉錄和翻譯D.蛋白質工程是從④起先的答案A解析蛋白質工程并不是干脆對蛋白質進行改造,A項錯誤;由概念可知,蛋白質工程是通過基因改造或基因合成等方法,對現(xiàn)有蛋白質進行改造,B項正確;基因通過①轉錄形成mRNA,之后經過②翻譯形成多肽鏈,C項正確;蛋白質工程是從預期蛋白質功能起先的,即④,D項正確。22.下列表示抗凝血酶乳腺生物反應器的制備過程,下列說法正確的是()A.其中①表示受精卵B.其中②表示性別為雄性的胚胎C.常用農桿菌轉化法將基因導入受體細胞D.在②發(fā)育的任何階段都可以進行胚胎移植答案A解析圖中的受體細胞為動物細胞,故①表示受精卵,A項正確;該過程是為了制備乳腺生物反應器,故②表示性別為雌性的胚胎,B項錯誤;常用顯微注射法將目的基因導入動物細胞,C項錯誤;早期胚胎培育至桑葚胚或囊胚期時,可以進行胚胎移植,D項錯誤。23.科學家勝利地把人的抗病毒干擾素基因“嫁接”到煙草的DNA分子上,從而使煙草獲得了抗病毒的實力。下列與此試驗相關的分析,不正確的是()A.“嫁接”的勝利,說明人和煙草共用一套遺傳密碼B.“嫁接”之所以能勝利,是因為兩者DNA分子的構成物質相同C.“嫁接”到煙草中的人抗病毒干擾素基因,將不能再自我復制D.“嫁接”后的煙草,體內將會產生抗病毒干擾素答案C解析自然界中全部的生物都共用一套遺傳密碼,A項正確;人和植物的DNA都是由脫氧核苷酸組成的,都是規(guī)則的雙螺旋結構,這是轉基因技術的物質基礎,B項正確;“嫁接”到煙草中的人抗病毒干擾素基因為目的基因,能自我復制,C項錯誤;“嫁接”后的煙草,體內含有抗病毒干擾素基因,目的基因可以正常表達,所以體內會產生抗病毒干擾素,D項正確。24.科學家通過利用PCR定點突變技術改造Rubisco酶基因,提高了光合作用過程中Rubisco酶對CO2的親和力,從而顯著提高了植物的光合作用速率。下列敘述錯誤的是()A.PCR定點突變技術使Rubisco酶基因發(fā)生定向突變B.PCR技術擴增目的基因的過程中必需添加兩種引物C.PCR擴增過程須要加入解旋酶和耐高溫的TaqDNA聚合酶D.PCR定點突變技術屬于蛋白質工程的范疇答案C25.基因編輯是指將外源DNA片段導入到細胞染色體特定位點或刪除基因內部的片段,定點改造基因,獲得預期的生物體基因序列發(fā)生遺傳變更的技術。下圖是對某生物B基因進行編輯的過程,該過程中用sgRNA可指引Cas9酶(一種能切割DNA的酶)結合到特定的切割位點。下列敘述正確的是()A.sgRNA是合成Cas9酶的模板B.sgRNA的堿基序列與靶基因堿基序列能夠全部互補C.Cas9酶可在特定切割位點斷裂核苷酸之間的磷酸二酯鍵D.B基因被編輯后因不能轉錄而無法表達相關蛋白質答案C解析據(jù)題干和圖示可知,sgRNA是一段單鏈RNA,可指引Cas9酶結合到特定的切割位點,不是合成Cas9酶的模板,A項錯誤;靶基因的部分堿基序列與sgRNA的堿基序列互補,B項錯誤;Cas9酶可在特定切割位點進行切割,使相應部位的核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷裂,C項正確;被編輯后的B基因仍能進行轉錄,D項錯誤。二、非選擇題(本大題共5小題,共50分)26.(9分)圖a中的三個DNA片段上依次表示出了EcoRⅠ、BamHⅠ和Sau3AⅠ三種限制性內切核酸酶的識別序列與切割位點,圖b為某種表達載體的示意圖(載體上的EcoRⅠ、Sau3AⅠ的切點是唯一的)。圖a圖b依據(jù)基因工程的有關學問,回答下列問題。(1)經BamHⅠ酶切后得到的目的基因可以與上述表達載體被酶切后的產物連接,理由是。

(2)若某人利用圖b所示的表達載體獲得了甲、乙、丙三種含有目的基因的重組DNA分子,如圖c所示,這三種重組DNA分子中,不能在宿主細胞中表達目的基因產物的有,不能表達的緣由是。

圖c(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兩種酶切割后產生的片段具有相同的黏性末端(2)甲、丙甲中目的基因插入啟動子的“上游”,丙中目的基因插入終止子的“下游”,二者的目的基因均不能被轉錄(3)E.coliDNA連接酶T4DNA連接酶T4DNA連接酶解析(1)由于限制酶Sau3AⅠ與BamHⅠ酶切產生的黏性末端相同,所以經BamHⅠ酶切后得到的目的基因可以與圖(b)表達載體被Sau3AⅠ酶切后的產物連接。(2)在重組DNA分子中,啟動子應位于目的基因的“上游”,終止子應位于目的基因的末端,這樣目的基因才能表達。圖中甲、丙均不符合此特征,所以不能表達目的基因的產物。(3)常見的DNA連接酶有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。27.(10分)某質粒上有SalⅠ、HindⅢ、BamHⅠ三種限制酶切割位點,同時還含有抗四環(huán)素基因和抗氨芐青霉素基因。利用此質粒獲得轉基因抗鹽煙草的過程如下圖所示。請回答下列問題。(1)將目的基因導入植物細胞,采納最多的方法是農桿菌轉化法,其中用到的質粒是。該質粒含有一段特別的DNA片段,稱為。該方法中農桿菌的作用是。

(2)在構建重組質粒時,和只用一種酶切割目的基因的兩端及質粒相比,選用HindⅢ和SalⅠ兩種酶的好處是。

(3)含有目的基因的農桿菌可依據(jù)標記基因進行篩選。若農桿菌在含有氨芐青霉素和四環(huán)素的培育基上都可以生長繁殖,農桿菌中是否已含有目的基因?(填“是”或“否”)。為什么?。

(4)將已經轉化的農桿菌進行如下操作,篩選出符合要求的農桿菌。先把轉化的農桿菌接種到A培育基中培育,長出菌落后,用無菌牙簽挑取A上的單個菌落,分別接種到B(含氨芐青霉素)和C(含四環(huán)素和氨芐青霉素)兩個培育基的相同位置上,一段時間后,菌落的生長狀況如下圖所示。含目的基因的菌落位于B或C上的哪些菌落中?請在圖中相應的位置上圈出來。答案(1)Ti質粒T-DNA感染煙草細胞,把目的基因插入到煙草細胞的染色體DNA上(2)防止目的基因和質粒的自身環(huán)化,以提高帶有目的基因的重組質粒的合成效率(3)否含有目的基因的質粒中抗四環(huán)素基因被破壞(4)如下圖28.(10分)某一質粒載體如圖所示,外源DNA插入到ampr或tetr中會導致相應的基因失活(ampr表示氨芐青霉素抗性基因,tetr表示四環(huán)素抗性基因)。有人將此質粒載體用BamHⅠ酶切后,與用BamHⅠ酶切獲得的目的基因混合,加入DNA連接酶進行連接反應,用得到的混合物干脆轉化大腸桿菌,結果大腸桿菌有的未被轉化,有的被轉化。被轉化的大腸桿菌有三種,分別是含有環(huán)狀目的基因、含有質粒載體、含有插入了目的基因的重組質粒的大腸桿菌?；卮鹣铝袉栴}。(1)質粒載體作為基因工程的工具,應具備的基本條件有(答出兩點即可),而作為表達載體,除滿意上述基本條件外,還需具有啟動子和終止子等。

(2)假如用含有氨芐青霉素的培育基進行篩選,在上述四種大腸桿菌細胞中,未被轉化的和僅含環(huán)狀目的基因的細胞是不能區(qū)分的,其緣由是;并且和的細胞也是不能區(qū)分的,其緣由是。在上述篩選的基礎上,若要篩選含有插入了目的基因的重組質粒的大腸桿菌的單菌落,還需運用含有的固體培育基。

(3)基因工程中,某些噬菌體經改造后可以作為載體,其DNA復制所需的原料來自。

答案(1)含有復制起點、具有標記基因(2)二者均不含有氨芐青霉素抗性基因,在該培育基上均不生長含有質粒載體含有插入了目的基因的重組質粒(或含有重組質粒)二者均含有氨芐青霉素抗性基因,在該培育基上均能生長四環(huán)素(3)受體細胞解析(1)作為載體必需具備如下特點:①含有復制起點,能夠獨立自主復制并穩(wěn)定存在;②含標記基因,以便重組DNA的篩選;③具有一種或多種限制酶的識別序列,供外源DNA片段插入其中。(2)在含有氨芐青霉素的培育基上,只有具有ampr的大腸桿菌才能夠生長。而ampr位于質粒上,故未被轉化的和僅含環(huán)狀目的基因的大腸桿菌細胞中無ampr,不能在此培育基中生長。而僅含有質粒載體的和含有插入了目的基因的重組質粒的大腸桿菌均具有ampr,因而能在培育基中生長。目的基因的插入破壞了質粒載體的tetr,故含有插入了目的基因的重組質粒的大腸桿菌不能在含有四環(huán)素的平板上生長,從而與僅含有質粒載體的大腸桿菌得以區(qū)分。(3)噬菌體是病毒,無細胞結構,無法自主合成DNA,需借助宿主細胞完成DNA復制。29.(11分)中國T2DM(胰島β細胞功能衰退型糖尿病)的發(fā)病率由1979年的1.00%上升到2024年的4.37%,補充胰島素是限制和緩解病情的重要途徑。胰島素(由α、β兩條多肽鏈組成)的生產方式由提取動物胰島素發(fā)展到了利用基因工程生產重組人胰島素。(1)構建重組質粒時(如下圖所示),為避開目的基因隨意連接和載體的自身環(huán)化,應選用酶切處理目的基因和載體。構建完成的重組DNA分子除了含有目的基因、標記基因以外,還必需有等調控組件。

(2)利用大腸桿菌生產重組人胰島素時,構建重組DNA分子的目的基因應從文庫中獲得,重組大腸桿菌合成的人胰島素原沒有活性,需用酶將其加工成含α、β兩條多肽鏈的胰島素。

(3)利用奶牛設計乳腺生物反應器生產人胰島素時,為使人胰島素基因在奶牛乳腺中特異表達,構建重組DNA分子時應將目的基因與的啟動子等調控組件重組在一起,并選用為受體細胞。

(4)重組人胰島素分子簡單發(fā)生聚合而影響作用效果,可將胰島素分子的氨基酸序列及結構進行局部調整,形成胰島素類似物加以避開。請依據(jù)上述設想,補充完善其基本研發(fā)流程:預期蛋白質功能→設計預期蛋白質的空間結構→推想氨基酸序列→→構建重組DNA分子,轉基因獲得胰島素類似物。

答案(1)SmaⅠ、PstⅠ啟動子、終止子、復制起點(2)cDNA蛋白(3)奶牛乳腺蛋白基因受精卵(4)找到相對應的脫氧核苷酸序列(基因)解析(1)外源DNA分子中含有限制酶SmaⅠ、PstⅠ、AluⅠ的識別序列和切割位點,其中限制酶AluⅠ的切割位點位于目的基因中,因此不能用該酶進行切割;若只用PstⅠ切割會導致目的基因和載體自身環(huán)化和反向連接,因此構建重組質粒時,應選用限制酶SmaⅠ、PstⅠ處理目的基因和載體。重組DNA分子中含有目的基因、標記基因、啟動子、終止子、復制起點等。(2)將真核基因導入原核生物時,一般從cDNA文庫中獲得目的基因。重組大腸桿菌合成的人胰島素原沒有活性,需用蛋白酶將其加工成含α、β兩條多肽鏈的胰島素。(3)利用奶牛設計乳腺生物反應器生產