选修三第一讲基因工程课时作业.doc

选修三 第一讲 基因工程课时作业一、选择题1.(2010盐城质检)对基因组文库的描述，不正确的是 ()A.含有某种生物的全部基因B.基因中含有启动子和内含子C.文库的基因是通过受体菌承载的D.文库中的全部基因可以在物种间交流解析：基因文库的含义是指将含有某种生物不同基因的许多的DNA片段，导入受体菌的群体中通过克隆而储存，这样含有这种生物的不同基因受体菌群体便构成了基因文库。由于基因文库中的基因都是将基因导入受体菌内，所以不能在物种间交流。答案：D2.限制酶是一种核酸内切酶，可识别并切割DNA分子上特定的核苷酸序列。下图为四种限制酶BamH、EcoR、Hind和Bgl的识别序列和切割位点BamHEcoRHindBgl GGATCCGAATTCAAGCTTAGATCTCCTAGGCTTAAGTTCGAATCTAGA 切割出来的DNA黏性末端可以互补配对的是 ()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补，BamH和Bgl切出的末端相同。答案：C3.近年来基因工程的发展非常迅猛，科学家可以用DNA探针和外源基因导入的方法进行遗传病的诊断和治疗，下列做法中不正确的是 ()A.用DNA探针检测镰刀型细胞贫血症B.用DNA探针检测病毒性肝炎C.用导入外源基因的方法治疗半乳糖血症D.用基因替换的方法治疗21三体综合征解析：镰刀型细胞贫血症是由于基因突变引起的疾病，用珠蛋白的DNA探针可以检测到；用DNA探针也可以很方便地检测出肝炎患者的病毒；半乳糖血症是由于体内缺少半乳糖苷转移酶，将带有半乳糖苷转移酶的基因导入半乳糖血症患者的体内，可以治疗这种疾病；21三体综合征是由于患者多了一条21号染色体，不能用基因替换的方法治疗。答案：D4.质粒是基因工程中最常用的运载体，它存在于许多细菌体内。质粒上有标记基因如图所示，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，下表是外源基因插入位置(插入点有a、b、c)，请根据表中提供的细菌生长情况，推测三种重组后细菌的外源基因插入点，正确的一组是()细菌在含氨苄青霉素培养基上生长情况细菌在含四环素培养基上生长情况能生长能生长能生长不能生长不能生长能生长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：对细菌来说，能在含青霉素的培养基上生长，也能在含四环素的培养基上生长，说明抗青霉素基因和抗四环素基因没有被破坏，插入点是c；对细菌来说，能在含青霉素的培养基上生长，说明其抗青霉素基因正常，不能在含四环素的培养基上生长，说明其抗四环素基因被破坏，插入点应为b；对细菌来说，不能在含青霉素的培养基上生长，说明其抗青霉素基因被插入而破坏，故插入点为a。答案：A5.(2010烟台质检)科学家将干扰素基因进行定点突变导入大肠杆菌表达，使干扰素第十七位的半胱氨酸，改变成丝氨酸，结果大大提高了干扰素的抗病毒活性，并且提高了储存稳定性。该生物技术为 ()A.蛋白质工程 B.基因工程C.基因突变 D.细胞工程解析：基因工程是通过对基因的操作，将符合人们需要的目的基因导入适宜的生物体，使其高效表达，从中提取所需的基因控制合成的蛋白质，或表现某种性状，蛋白质产品仍然为天然存在蛋白质，而蛋白质工程却是对控制蛋白质合成的基因进行改造，从而实现对其编码的蛋白质的改变，所得到的已不是天然的蛋白质。题目中的操作中涉及的基因显然不再是原来的基因，其合成的干扰素也不是天然干扰素，而是经过改造的，是具人类所需优点的蛋白质，因而整个过程利用的生物技术为蛋白质工程。答案：A6.下列关于基因工程及其应用的叙述正确的是 ()A.若要生产转基因抗病水稻，可先将目的基因导入大肠杆菌中，再转入水稻细胞B.用氨基酸序列推测合成的目的基因与原基因的编码区中的外显子一致C.用DNA探针能检测饮用水中重金属物质的含量D.作为运载体要有多种限制酶的切点，但对一种限制酶而言，最好只有一个切点解析：转基因植物的培育中转入外源基因常用农杆菌转化法、基因枪法等；由于每种氨基酸可由不同的密码子决定，因此，用氨基酸序列推测合成的目的基因与原基因的编码区中的外显子不一定相同；DNA探针能检测饮用水中病毒，由于作用原理是DNA分子杂交，因此对重金属无效；运载体有多种限制酶切点以便与外源基因结合，一种限制酶只有一个切点，才能确保结合的精确。答案：D7.下列关于基因工程的叙述，正确的是(双选) ()A.基因工程经常以抗菌素抗性基因为目的基因B.细菌质粒是基因工程常用的运载体C.通常用同种限制性核酸内切酶处理含目的基因的DNA和运载体DNAD.为培育成抗除草剂的作物新品种，导入抗除草剂基因时只能以受精卵为受体解析：基因工程经常以抗菌素抗性基因为标记基因；质粒是基因工程常用的运载体；通常用同一种限制酶切割目的基因和运载体，以获得相同的黏性末端；受体细胞可以是受精卵，也可以是体细胞。答案：BC8.下图是将人的生长激素基因导入细菌B细胞内制造“工程菌”的示意图。已知细菌B细胞内不含质粒A，也不含质粒A上的基因。判断下列说法正确的是(双选)()A.将重组质粒导入细菌B常用的方法是显微注射法B.将完成导入过程后的细菌涂布在含有氨苄青霉素的培养基上，能生长的只是导入了重组质粒的细菌C.将完成导入过程后的细菌涂布在含有四环素的培养基上，能生长的就是导入了质粒 A的细菌D.目的基因成功表达的标志是受体细胞能产生出人的生长激素解析：将目的基因导入到细菌细胞中常用的方法是Ca2处理法；基因必须保持结构的完整性才能得以表达，而抗氨苄青霉素基因结构完整，能够表达而使细菌具有对氨苄青霉素的抗性，在含有氨苄青霉素的培养基上能存活的是导入了质粒A或导入了重组质粒的细菌；由于将人的生长激素基因导入到质粒的抗四环素基因上，破坏了抗四环素基因的完整性，导入了重组质粒的细菌也没有对四环素的抗性，在含有四环素的培养基上不能存活，能存活的是导入质粒A的细菌。答案：CD二、非选择题9.(2010启东质检)为扩大可耕地面积，增加粮食产量，黄河三角洲等盐碱地的开发利用备受关注。我国科学家应用耐盐基因培育出了耐盐水稻新品系。(1)如图甲，获得耐盐基因后，构建重组DNA分子所用的限制性内切酶作用于图中的处，DNA连接酶作用于处。(填“a”或“b”)(2)将重组DNA分子导入水稻受体细胞的常用方法有农杆菌转化法和法。(3)由导入目的基因的水稻细胞培养成植株需要利用技术，该技术的核心是。(4)为了确定耐盐转基因水稻是否培育成功，既要用放射性同位素标记的作探针进行分子杂交检测，又要用的方法从个体水平鉴定水稻植株的耐盐性。(5)如图乙是该耐盐基因表达过程中的一个阶段，图中3和4的核苷酸种类是否相同？。说明理由。解析：植物组织培养技术是将目的基因导入受体细胞后培养成植株需要用到的技术，该过程的核心是脱分化和再分化。基因工程的检测包括目的基因是否导入受体细胞的检测和目的基因是否表达成功的检测。图乙表示的是转录过程，3所在的是转录产物RNA，基本组成单位是核糖核苷酸，4所在的是DNA的一条链，基本组成单位是脱氧核糖核苷酸。答案：(1)aa(2)基因枪(3)植物组织培养脱分化(去分化)和再分化(4)耐盐基因(目的基因)一定浓度盐水浇灌(移植到盐碱地中)(5)不同3是核糖核苷酸，4是脱氧核糖核苷酸10.科学家将人的生长激素基因与大肠杆菌的DNA分子进行重组，并成功地在大肠杆菌中得以表达但在进行基因工程的操作过程中，需使用特定的限制酶切割目的基因和质粒，便于重组和筛选。已知限制酶的识别序列和切点是GGATCC，限制酶的识别序列和切点是GATC，据图回答：(1)过程表示的是采取的方法来获取目的基因。(2)根据图示分析，在构建基因表达载体过程中，应用限制酶切割质粒，用限制酶切割目的基因。用限制酶切割目的基因和运载体后形成的黏性末端通过原则进行连接。(3)人的基因之所以能与大肠杆菌的DNA分子进行重组，原因是。(4)人体的生长激素基因能在细菌体内成功表达是因为。写出目的基因在细菌中表达的过程。(5)将得到的大肠杆菌B涂布在一个含有氨苄青霉素的培养基上，能够生长的说明已导入了，反之则没有导入。解析：根据图示分析可知目的基因插在了质粒中含抗四环素基因的部位，而该位置有限制酶的识别位点，因此在构建基因表达载体过程中，应用限制酶切割质粒；而目的基因的两侧均含有能被限制酶识别的碱基序列，所以用限制酶切割目的基因，露出两端的黏性末端。用限制酶切割目的基因和运载体后形成的黏性末端通过碱基互补配对原则进行连接。人的基因之所以能与大肠杆菌的DNA分子进行重组，是因为人的基因与大肠杆菌DNA分子的双螺旋结构相同。人体的生长激素基因能在细菌体内成功表达是因为人和细菌共用一套(遗传)密码子；目的基因导入细菌中表达的过程为：生长激素基因mRNA生长激素。将得到的大肠杆菌B涂布在一个含有氨苄青霉素的培养基上，能够生长的，说明已导入了普通质粒或重组质粒，因为普通质粒或重组质粒中都含抗氨苄青霉素基因。答案：(1)反转录(人工合成)(2)碱基互补配对(3)人的基因与大肠杆菌DNA分子的双螺旋结构相同(4)共同一套(遗传)密码子生长激素基因mRNA生长激素(5)普通质粒或重组质粒(缺一不可)11.(2010郑州模拟)我国科研人员发现，弯曲的蚕丝由于弯折处易断裂，其强度低于由蜘 蛛纺绩器拖牵丝的直丝，并首次在世界上通过了用转基因方法将“绿色荧光蛋白基因”与“蜘蛛拖牵丝基因”拼接后成功插入蚕丝基因组中，并在受体细胞中得到成功表达。(1)在这项“基因工程”的操作中，目的基因是，采用绿色荧光蛋白基因的主要目的是。(2)两基因组合在导入受体细胞前必须进行的步骤是：将其与由细菌体内取得的进行切割处理，以保证有相同的，并拼接成。如果引入的受体细胞是细菌，还要对细菌作处理。解析：从题目提供的信息不难看出，蜘蛛纺绩器拖牵丝的直丝强度比蚕丝要大，所以拖牵丝基因是目的基因。绿色荧光蛋白基因是作为标记基因。在形成重组DNA时，首先用同一种限制性核酸内切酶切割目的基因和质粒，得到相同的黏性末端，再用DNA连接酶形成重组质粒，如果重组质粒导入细菌体内，必须对细菌细胞壁用氯化钙处理，增加其通透性，便于重组质粒进入细菌体内。答案：(1)拖牵丝基因作为标记(基因)(2)质粒黏性末端重组质粒(或重组DNA)CaCl2(或提高膜的通透性)12.已知SARS是由一种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病人康复后的血清中有抗S蛋白的特异性抗体。某研究小组为了研制预防SARS病毒的疫苗，开展了前期研究工作。其简要的操作流程如下： (1)实验步骤所代表的反应过程是。(2)步骤构建重组表达载体A和重组表达载体B必须使用限制性核酸内切酶和酶，后者的作用是将限制性内切酶切割的和连接起来。(3)如果省略步骤而将大量扩增的S基因直接导入大肠杆菌，一般情况下，不能得到表达的S蛋白，其原因是S基因在大肠杆菌中不能，也不能。(4)为了检验步骤所表达的S蛋白是否与病毒S蛋白有相同的免疫反应特性，可用与进行抗原抗体特异性反应实验，从而得出结论。(5)步骤和的结果相比，原核细胞表达的S蛋白与真核细胞表达的S蛋白的氨基酸序列(相同、不同)，根本原因是。解析：(1)以RNA为模板合成DNA的过程，称为逆转录。(2)利用同一限制性核酸内切酶将目的基因和运载体切割出相同的黏性末端，再用DNA连接酶将目的基因(S基因)和运载体进行缝合，组成重组DNA。(3)直接将S基因导入受体细胞，S基因在宿主细胞内不复制，也不能表达。所以基因工程中一定要用运载体。(4)一种抗体只能和一种抗原发生特异性的结合，所以用SARS康复病人血清(含有抗体)与大肠杆菌中表达的S蛋白进行特异性反应实验，来检测基因工程表达的S蛋白和病毒S蛋白是否相同。(5)在研制疫苗过程中，和中所用的目的基因即S基因是相同的，转录的mRNA是相同的，翻译合成的蛋白质也相同。答案：(1)逆转录(2)DNA连接载体S基因(3)复制合成S基因的mRNA(4)大肠杆菌中表达的S蛋白SARS康复病人血清(5)相同表达蛋白质所用的基因相同13.继哺乳动物乳腺生物反应器研发成功后，膀胱生物反应器的研究也取得了一定进展。最近，科学家培育出一种转基因小鼠，其膀胱上皮细胞可以合成人的生长激素并分泌到尿液中。请回答：(1)将人的生长激素基因导入小鼠受体细胞，常用方法是。(2)进行基因转移时，通常要将外源基因转入中，原因是 。(3)通常采用技术检测外源基因是否插入了小鼠的基因组。(4)在研制膀胱生物反应器时，应使外源基因在小鼠的细胞中特异表达。(5)为使外源基因在后代长期保持，可将转基因小鼠体细胞的转入细胞中构成重组细胞，使其发育成与供体具有相同性状的个体。该技术称为。解析：(1)将目的基因(人生长激素基因)导入动物细胞(小鼠受体细胞)的常用方法是显微注射技术。(2)在哺乳动物细胞中，受精卵或早期胚胎细胞的全能性更容易表达，因此，在动物细胞工程中，常将受精卵或早期胚胎细胞作为受体细胞。(3)检测转基因生物染色体的DNA(小鼠基因组)是否插入了目的基因(人生长激素基因)的方法是DNA分子杂交技术。(4)由题中信息可知，人生长激素基因在小鼠的膀胱上皮细胞内进行了特异性表达。(5)为使外源基因在后代长期保持，可将含有转入外源基因的细胞的核转入去掉核的卵细胞中形成重组细胞，克隆出具有与供体性状一样的个体。答案：(1)显微注射技术(2)受精卵(或早期胚胎)受精卵(或早期胚胎细胞)全能性更高，可使外源基因在相应组织细胞内更容易表达(3)DNA分子杂交(核酸探针)(4)膀胱上皮(5)细胞核去核的卵核移植(或克隆)