练习：6.2基因工程及其应用.doc

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:D
2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:C
3下列哪些黏性末端是由同一种限制酶切割成的? (　　)

A.①②　　　B.①③　　　C.①④　　　D.②③
答案:A
4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
C.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:C
5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:C
6下列有关基因工程中限制酶的描述,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.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:C
7要使目的基因与对应的运载体重组,所需的两种酶是 (　　)
①限制酶　②DNA连接酶　③解旋酶　④还原酶
A.①② B.③④ C.①④ D.②③
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:A
8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,能在宿主细胞内稳定的保存并复制,有多个限制酶切点。
答案:D
9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:D
10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
BamHⅠ
HindⅢ
EcoRⅠ
SmaⅠ
识别序列及
切割位点

图1

图2
(1)一个图1所示的质粒分子经SmaⅠ 切割前后,分别含有　　　　个游离的磷酸基团。 
(2)若对图中质粒进行改造,插入的SmaⅠ 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SmaⅠ 切割,原因是 　。 
(4)与只使用EcoRⅠ相比较,使用BamH Ⅰ 和Hind Ⅲ 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,含两个游离的磷酸基团。(2)因为SmaⅠ 识别序列中均为G—C碱基对,G、C之间含三个氢键,热稳定性高。(3)据图可知,SmaⅠ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)SmaⅠ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DNA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。

(1)图中②⑤③⑦表示通过　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　的途径,获得　　　　　　　　的过程。 
(2)图中③代表　　　　　　　,在它的作用下将　　　　　和　　　　　　　切成　　　　　　　　　　　　末端。 
(3)经⑨　　　　　　　　的作用将⑦和⑥“缝合”形成⑧　　　　DNA分子。⑧往往含有　　　　基因,以便将来检测。 
(4)表示⑧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:C
2美国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:
①转基因作物的基因可传播到野生植物中　②转基因作物可对天然植物的遗传多样性构成威胁　③为防止基因污染,应当禁止转基因作物的研究　④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
其中正确的说法是(　　)
A.①②③④　　　　　　　B.③
C.①② D.①
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现转基因过程有一定区别。
答案:C
3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①过程形成重组质粒只需要两种工具
B.②是重组质粒导入受体细胞的过程
C.通过③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④⑤过程培育的抗虫棉需要检测抗虫效果
答案:A
4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:C
5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(　　)

供体
剪刀
针线
运载体
受体
A
质粒
限制性核
酸内切酶
DNA连
接酶
提供目的基因的生物
大肠杆
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:C
6下图为DNA分子的某一片段,其中①②③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①②③ 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
①
能生长
能生长
②
能生长
不能生长
③
不能生长
能生长

A.①是a,②是c,③是b
B.①是c和b,②是b,③是c
C.①是c和b,②是c,③是b
D.①是a,②是b,③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(2n=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♀AA×♂aa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,产生的雌配子染色体数目为　　　　　　,这种情况下杂交后代的株高表现型可能是　　　　　　　　。 
(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。
①实验设计:(借助转基因技术,但不要求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.  　。 
②支持上述假设的预期结果:    　。 
③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2×2=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=3∶1,矮生黄果占1/4。
(2)在♀AA×♂aa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。与♂aa交配,产生两种基因型的后代:AAa、a,表现型为正常、矮生。
(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分子氨基酸发生了改变,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,从增多的碱基U开始,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=3∶1
(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)①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次序不作要求)
②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
③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