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课时作业三十六
一、选择题
1．下列关于转基因植物的叙述正确的是
( )
A．转入到油菜的抗除草剂基因，可能通过花粉传入环境中
B．转抗虫基因的植物，不会导致昆虫群体抗性基因频率增加
C．动物的生长激素基因转入植物后不能表达
D．如转基因植物的外源基因来源于自然界，则不存在平安性问题
A [转入到油菜的抗除草剂基因可能会通过花粉被油菜的近缘物种接受，造成意料之外的抗除草剂基因传播，形成基因污染，有可能会对生态系统的平衡和稳定构成威逼，A项正确；在转入抗虫基因后，不能适应这种抗虫植物的昆虫的死亡率将大大增加，只有存在对应的抗性基因的昆虫才能生存下来，增加了昆虫群体中抗性基因的频率，B项错误；生物界中全部物种基因的转录和翻译用同一套密码子和相同的氨基酸，所以动物的生长激素基因可以在植物体内得到表达，C项错误；即便转基因植物的外源基因来自于自然界，通过转基因工程后，可能会使目标生物毁灭非正常进化过程中的性状转变，有可能会影响生态系统的稳定性，D项错误。]
2．(2022·长沙模拟)甲、乙两图表示从细菌细胞中猎取目的基因的两种方法，以下说法中错误的是
( )
A．甲方法可建立该细菌的基因组文库
B．乙方法可建立该细菌的cDNA文库
C．甲方法要以脱氧核苷酸为原料
D．乙方法需要逆转录酶参与
C [甲图描述的为该细菌的基因组文库，只要利用DNA限制性核酸内切酶将其原有的DNA切断即可，不需要以脱氧核苷酸为原料。乙图描述的为细菌的部分基因文库，乙方法需要逆转录酶参与，并需要以脱氧核苷酸为原料。]
3．下图为基因表达载体的模式图。下列有关基因工程中载体的说法错误的是
( )
A．基因工程的核心步骤是基因表达载体的构建
B．任何基因表达载体的构建都是一样的，没有差别
C．图中启动子位于基因的首端，是RNA聚合酶识别和结合的部位
D．抗生素抗性基因的作用是作为标记基因，用于鉴别受体细胞中是否导入了目的基因
B [由于受体细胞有植物、动物和微生物之分，以及目的基因导入受体细胞的方式不同，因此，基因表达载体的构建也会有所差别，不行能是千篇一律的。]
4．(2022·广东四校联考)将人的干扰素基因通过基因定点突变，使干扰素第17位的半胱氨酸转变成丝氨酸，改造后的干扰素比自然干扰素的抗病毒活性和稳定性显著提高，此项技术属于
( )
A．蛋白质工程 B．细胞工程
C．胚胎工程 D．生态工程
A [蛋白质工程是利用基因工程手段，包括基因的定点突变和基因表达对蛋白质进行改造，以期获得性质和功能更加完善的蛋白质分子。由题意知该技术属于蛋白质工程。]
5．在用基因工程技术构建抗除草剂的转基因烟草过程中，下列操作错误的是
( )
A．用限制性核酸内切酶切割烟草花叶病毒的核酸
B．用DNA连接酶连接经切割的抗除草剂基因和载体
C．将重组DNA分子导入烟草原生质体
D．用含除草剂的培育基筛选转基因烟草细胞
A [构建重组DNA分子时，需用同种限制性核酸内切酶切割目的基因和载体，再用DNA连接酶连接形成重组DNA分子，而烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，所以A项错误。重组DNA分子形成后要导入受体细胞(若是植物细胞，则可导入其原生质体)，若导入的受体细胞是体细胞，经组织培育可获得转基因植物。目的基由于抗除草剂基因，所以未成功导入目的基因的细胞不具有抗除草剂的力气，可用含除草剂的培育基筛选转基因烟草细胞。]
二、非选择题
6．下图为培育转基因小鼠的部分过程示意图。请回答下列问题。
(1)若需在短时间内获得较多的外源基因，通常接受 技术。
(2)图中的A细胞通常为 细胞，将外源基因导入该细胞常用的方法是 。
(3)仔鼠诞生后可用其尾巴进行DNA检测，通过 方法，检测出携带外源基因的小鼠。至于外源基因是否合成相应的蛋白质，可从转基因小鼠中提取蛋白质，并用相应的抗体进行 杂交，若有杂交带毁灭，则表明小鼠体内的外源基因 。
(4)在外源基因导入小鼠的A细胞时，外源基因可能随机地插入到该细胞的DNA中。这些细胞有的能发育成转基因小鼠，有的却死亡。请分析外源基因插入后导致有些A细胞死亡的最可能缘由 。
答案 (1)PCR
(2)受精卵 显微注射法
(3)DNA分子杂交 抗原－抗体 已表达
(4)外源基因的插入使受精卵内生命活动必需的某些基因不能正常表达
7．回答有关基因工程的问题。
(1)构建基因工程表达载体时，用不同类型的限制酶切割DNA后，可能产生黏性末端，也可能产生 末端。若要在限制酶切割目的基因和质粒后使其直接进行连接，则应选择能使二者产生 (相同、不同)黏性末端的限制酶。
(2)利用大肠杆菌生产人胰岛素时，构建的表达载体含有人胰岛素基因及其启动子等，其中启动子的作用是 。在用表达载体转化大肠杆菌时，常用 处理大肠杆菌，以利于表达载体进入；为了检测胰岛素基因是否转录出了mRNA，可用标记的胰岛素基因片段作探针与mRNA杂交，该杂交技术称为 。为了检测胰岛素基因转录的mRNA是否翻译成 ，常用抗原—抗体杂交技术。
(3)假如要将某目的基因通过农杆菌转化法导入植物细胞，先要将目的基因插入农杆菌Ti质粒的 中，然后用该农杆菌感染植物细胞，通过DNA重组将目的基因插入植物细胞的 上。
解析 (1)DNA分子经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式：黏性末端和平末端。当限制酶在它识别序列的中心轴两侧将DNA切开时，产生的是黏性末端，而当限制酶在它识别序列的中心轴线切开时，产生的是平末端。要使目的基因和质粒直接进行连接，应使用同种限制酶切割目的基因和质粒，使二者产生相同黏性末端。(2)一个基因表达载体的组成，除含有目的基因外，还必需有启动子、终止子和标记基因。启动子是一段有特殊结构的DNA片段，位于基因首端，是RNA聚合酶识别和结合部位，可以驱动目的基因转录出mRNA。在用表达载体转化大肠杆菌时，为便于表达载体进入，常用CaCl2处理大肠杆菌。要检测目的基因是否转录出对应的mRNA，可接受分子杂交技术，即用目的基因片段作探针，与mRNA杂交，假如显示出杂交带，则表明目的基因转录出了mRNA。(3)运用农杆菌转化法将目的基因导入植物细胞时，要先将目的基因插入农杆菌Ti质粒的T－DNA中，然后将该农杆菌感染植物细胞，通过DNA重组将目的基因插入到植物细胞的染色体DNA上。
答案 (1)平 相同 (2)驱动胰岛素基因转录出mRNA
CaCl2溶液(或Ca2＋) 分子杂交技术 蛋白质 (3)T－DNA
染色体DNA
8．人外周血单核细胞能合成白介素2(IL～2)。该蛋白可增加机体免疫功能，但在体内易被降解。争辩人员将IL－2基因与人血清白蛋白(HSA)基因拼接成一个融合基因，并在酵母菌中表达，获得具有IL－2生理功能、且不易降解的IL－2－HSA融合蛋白。其技术流程如图。请回答下列问题。
(1)培育人外周血单核细胞的适宜温度为 ℃；图中②表示 过程。
(2)表达载体1中的位点 ，应为限制酶BglⅡ的识别位点，才能成功构建表达载体2。
(3)表达载体2导入酵母菌后，融合基因转录出的mRNA中，与IL－2蛋白对应的碱基序列不能含有 (起始、终止)密码子，才能成功表达出IL－2－HSA融合蛋白。
(4)应用 杂交技术可检测酵母菌是否表达出IL－2－HSA融合蛋白。
解析 (1)人体的体温是37 ℃左右，因此培育人体细胞的最适宜温度就是
37 ℃。由mRNA到cDNA过程是逆转录过程。(2)依据图解可知目的基因的两端分别是由限制酶EcoR I、BglⅡ切割的，一般用同一限制酶切割才能形成相同的黏性末端，表达载体1中的位点a具有EcoR I的识别位点，因此位点a应为限制酶Bgl Ⅱ的识别位点，才能成功构建表达载体2。
(3)mRNA中假如含有终止密码子，则会导致翻译终止，不能合成出目的蛋白。(4)抗原、抗体的结合具有特异性，抗原—抗体杂交技术可以快速检测出酵母菌是否表达出IL－2－HSA融合蛋白。
答案 (1)37(或36．5±0．5) 反(或逆)转录 (2)a
(3)终止 (4)抗原—抗体
9．(2021·合肥模拟)植物生物反应器是指通过基因工程途径，以常见的农作物作为“化学工厂”，通过大规模种植，生产具有重要功能的蛋白，如人或动物的疫苗、抗体、工农业用酶等各种高价值的生物制品的方法。列举几例如下表，请据此回答问题。
反应器名称
药物名称
作用
芜菁生物反应器
干扰素
抗病毒
烟草生物反应器Ⅰ
生长激素
促进生长
烟草生物反应器Ⅱ
核糖体抑制蛋白
抑制HIV增殖
番茄生物反应器
狂犬病病毒糖蛋白(G蛋白)
疫苗
马铃薯生物反应器
人血清白蛋白(HSA)
维持渗透压、pH缓冲、养分等
(1)从基因工程的角度分析，将目的基因导入植物受体细胞的最常用的方法是 ，运载体是 ，目的基因能在植物体内稳定遗传的关键是 。在检测受体细胞中是否已经导入目的基因时，分子水平上的检测方法名称是 。
(2)从细胞工程的角度分析，建立“化学工厂”的理论基础是 。从生态学角度考虑操作过程需要 。
(3)分析说明烟草生物反应器Ⅱ生产的药物作用机理是 。
(4)从细胞膜的结构和功能上分析，生长激素不能使烟草细胞生长的缘由是 ；吃G蛋白基因已有效表达的番茄果实 (能、不能)预防狂犬病。
解析 (1)植物转基因的常用方法是农杆菌转化法，农杆菌中含有Ti质粒，其上的TDNA能将目的基因整合到植物染色体DNA上去。目的基因在受体细胞中稳定遗传的关键是目的基因是否整合到受体细胞的染色体DNA上，可以利用DNA分子杂交技术来检测。(2)化学工厂指利用转基因植株生产人类所需功能蛋白，转基因植物细胞形成转基因植株过程是通过植物组织培育来实现的，其原理是植物细胞的全能性。整个过程应无菌操作。(3)烟草生物反应器Ⅱ生产的是核糖体抑制蛋白，能抑制HIV感染者的T细胞中核糖体功能，导致HIV蛋白质合成受阻，从而抑制HIV的增殖。(4)植物细胞膜上没有生长激素的受体，所以生长激素不能促进植物细胞生长。G蛋白是大分子的蛋白质，食用G蛋白后被分解成氨基酸，不能达到预防狂犬病的目的。
答案 (1)农杆菌转化法 Ti质粒 整合到受体细胞染色体的DNA上 DNA分子杂交技术
(2)细胞的全能性 无菌操作(或预防微生物感染或预防杂菌污染)
(3)该药物能抑制HIV感染者T细胞(或被HIV感染的人体细胞)的核糖体合成HIV蛋白质
(4)烟草细胞(膜)上无生长激素的受体 不能
10．用小鼠进行DNA重组争辩中形成的“基因敲除”技术，能“敲除”DNA分子上的特定基因。该技术的主要过程如下：
第一步：分别小鼠胚胎干细胞，这些细胞中含有需要改造的基因，称“靶基因”。
其次步：猎取与“靶基因”同源的DNA片段，利用特定技术在该DNA片段上插入neoR基因(新霉素抗性基因)成为突变DNA(如图)，使该片段上的靶基因失活。
第三步：将插入neoR基因(新霉素抗性基因)的靶基因转移入胚胎干细胞，再通过同源互换，用失活靶基因取代两个正常靶基因中的一个，完成对胚胎干细胞的基因改造。
第四步：将第三步处理后的胚胎干细胞，转移到特定培育基中筛选培育。
其基本原理如下图所示：
(1)其次步中neoR基因插入靶基因使用的工具酶是 。neoR基因不仅能使靶基因失活，还是 ；“靶基因失活”的含义是 。
(2)从争辩者成功获得如上图所示的“敲除”一个靶基因的胚胎干细胞，到将该细胞培育成“基因敲除”小鼠，运用到的生物技术有 、 、
等。
(3)科学家可以通过“基因敲除”技术来治疗疾病，上题中获得的基因敲除小鼠，能否直接用来争辩基因功能并说明缘由__________________________
______________________________________________。
解析 (1)将neoR基因插入靶基因需要用限制酶处理获得相同的黏性末端，再加入DNA连接酶进行连接，故使用的工具酶是基因工程中的限制酶、DNA连接酶；neoR基因是新霉素抗性基因，可作为标记基因；“靶基因失活”的含义是靶基因不能正常表达。(2)获得如题图所示的“敲除”一个靶基因的胚胎干细胞到该细胞培育成“基因敲除”小鼠需用到克隆技术、转基因技术和细胞培育技术。(3)由于该小鼠体内仍有一个正常的靶基因，能表达性状，故不能得到靶基因的功能，因而不能直接用来争辩基因功能。
答案 (1)限制酶、DNA连接酶 标记基因 靶基因不能正常表达 (2)克隆技术 转基因技术 细胞培育技术 (3)不能 由于该小鼠体内仍有一个正常的靶基因，也能表达性状，故不能得到靶基因的功能
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