高三生物一轮总复习备课资源包：专题21基因工程

如图为通过DNA分子杂交鉴定含有某特定DNA的细菌克隆示意图。下列叙述正确的是(  )

天然的玫瑰没有蓝色花,这是由于缺少控制蓝色色素合成的基因B,而开蓝色花的矮牵牛中存在序列已知的基因B。现用基因工程技术培育蓝玫瑰,下列操作正确的是(  )
A.提取矮牵牛蓝色花的mRNA,经逆转录获得互补的DNA,再扩增基因B
B.利用限制性核酸内切酶从开蓝色花矮牵牛的基因文库中获取基因B
C.利用DNA聚合酶将基因B与质粒连接后导入玫瑰细胞
D.将基因B直接导入大肠杆菌,然后感染并转入玫瑰细胞

将ada(腺苷酸脱氨酶基因)通过质粒pET28b导入大肠杆菌并成功表达腺苷酸脱氨酶。下列叙述错误的是(  )

阅读如下资料:
资料甲:科学家将牛生长激素基因导入小鼠受精卵中,得到了体型巨大的“超级小鼠”;科学家采用农杆菌转化法培育出转基因烟草。
回答下列问题:
资料甲属于基因工程的范畴。将基因表达载体导入小鼠的受精卵中常用   法。构建基因表达载体常用的工具酶是       和           。在培育有些转基因植物时,常用农杆菌转化法,农杆菌的作用是。

普通酵母菌直接利用淀粉的能力很弱,有人将地衣芽孢杆菌的α淀粉酶基因转入酵母菌中,经筛选得到了可高效利用淀粉的工程酵母菌菌种(过程如图甲所示)。

(1)图甲中,过程①需要的酶有           。为达到筛选目的,平板内的固体培养基应以
     作为唯一碳源。②、③过程需重复几次,目的是                            。
(2)某同学尝试过程③的操作,其中一个平板经培养后的菌落分布如图乙所示。该同学的接种方法是             ;推测该同学接种时可能的操作失误是        。 
(3)以淀粉为原料,用工程酵母菌和普通酵母菌在相同的适宜条件下密闭发酵,接种   菌的发酵罐需要先排气,其原因是                                                                     。
(4)用凝胶色谱法分离α淀粉酶时,在色谱柱中移动速度较慢的蛋白质,相对分子质量较   。 

根据基因工程的有关知识,回答下列问题:
(1)限制性内切酶切割DNA分子后产生的片段,其末端类型有   和   。
(2)质粒运载体用EcoRⅠ切割后产生的片段如下:
AATTC……G
G……CTTAA
为使运载体与目的基因相连,含有目的基因的DNA除可用EcoRⅠ切割外,还可用另一种限制性内切酶切割,该酶必须具有的特点是                                                                 。
(3)按其来源不同,基因工程中所使用的DNA连接酶有两类,即   DNA连接酶和   DNA连接酶。
(4)反转录作用的模板是   ,产物是   。若要在体外获得大量反转录产物,常采用   技术。
(5)基因工程中除质粒外,   和   也可作为运载体。
(6)若用重组质粒转化大肠杆菌,一般情况下,不能直接用未处理的大肠杆菌作为受体细胞,原因是                                                                                           。

图1表示含有目的基因D的DNA片段长度(bp即碱基对)和部分碱基序列,图2表示一种质粒的结构和部分碱基序列。现有MspⅠ、BamHⅠ、MboⅠ、SmaⅠ 4种限制性核酸内切酶,它们识别的碱基序列和酶切位点分别为C^↓CGG、G^↓GATCC、^↓GATC、CCC^↓GGG。请回答下列问题:


(1)图1的一条脱氧核苷酸链中相邻两个碱基之间依次由       连接。
(2)若用限制酶SmaⅠ完全切割图1中DNA片段,产生的末端是   末端,其产物长度为        。
(3)若图1中虚线方框内的碱基对被TA碱基对替换,那么基因D就突变为基因d。从杂合子中分离出图1及其对应的DNA片段,用限制酶SmaⅠ完全切割,产物中共有   种不同长度的DNA片段。
(4)若将图2中质粒和目的基因D通过同种限制酶处理后进行连接,形成重组质粒,那么应选用的限制酶是   。在导入重组质粒后,为了筛选出含重组质粒的大肠杆菌,一般需要用添加的培养基进行培养。经检测,部分含有重组质粒的大肠杆菌菌株中目的基因D不能正确表达,其最可能的原因是                                                                                     。

家蚕细胞具有高效表达外源基因的能力。将人干扰素基因导入家蚕细胞并大规模培养,可提取干扰素用于制药。
(1)进行转基因操作前,需用   酶短时处理幼蚕组织,以便获得单个细胞。
(2)为使干扰素基因在家蚕细胞中高效表达,需要把来自cDNA文库的干扰素基因片段正确插入表达载体的  和   之间。
(3)采用PCR技术可验证干扰素基因是否已经导入家蚕细胞。该PCR反应体系的主要成分应包含:扩增缓冲液(含Mg²⁺)、水、4种脱氧核糖核苷酸、模板DNA、          和           。
(4)利用生物反应器培养家蚕细胞时,贴壁生长的细胞会产生接触抑制。通常将多孔的中空薄壁小玻璃珠放入反应器中,这样可以           增加培养的细胞数量,也有利于空气交换。

下列有关基因工程的叙述,正确的是(  )

下列不属于有效筛选出含目的基因受体细胞的方法是(  )

基因工程利用某目的基因(图甲)和Pl噬菌体载体(图乙)构建重组DNA。限制性核酸内切酶的酶切位点分别是BglⅡ、EcoRⅠ和Sau3AⅠ。下列分析错误的是(  )

A.构建重组DNA时,可用BglⅡ和Sau3AⅠ切割目的基因和Pl噬菌体载体
B.构建重组DNA时,可用EcoRⅠ和Sau3AⅠ切割目的基因和Pl噬菌体载体
C.图乙中的Pl噬菌体载体只用EcoRⅠ切割后,含有2个游离的磷酸基团
D.用EcoRⅠ切割目的基因和Pl噬菌体载体,再用DNA连接酶连接,只能产生一种重组DNA

科学家将人的生长激素基因与某种细菌(不含抗生素抗性基因)的DNA分子进行重组,并成功地在该细菌中得以表达(如下图)。请据图分析回答:

(1)过程①所示获取目的基因的方法是       。
(2)细菌是理想的受体细胞,这是因为它                                            
                                                                              
        。
(3)质粒A与目的基因结合时,首先需要用      酶将质粒切开“缺口”,然后用     酶将质粒与目的基因“缝合”起来。
(4)若将细菌B先接种在含有       的培养基上能生长,说明该细菌中已经导入外源质粒,但不能说明外源质粒是否成功插入目的基因;若将细菌B再重新接种在含有      的培养基上不能生长,则说明细菌B中已经导入了插入目的基因的重组质粒。
(5)检测工程菌中的生长激素基因是否转录出mRNA和是否翻译出生长激素,可采用的技术分别是      、         。

在菲律宾首都马尼拉郊外的一片稻田里,一种被称为“金色大米”的转基因水稻已经悄然收获。这种转基因大米可以帮助人们补充每天必需的维生素A。由于含有可以生成维生素A的β胡萝卜素,它呈现金黄色泽,故称“金色大米”。“金色大米”的培育流程如图所示,请回答下列问题。(已知酶Ⅰ的识别序列和切点是—G↓GATCC—,酶Ⅱ的识别序列和切点是—↓GATC—)。

(1)培育“金色大米”的基因工程操作四步曲中,其核心是       ,通过该操作形成了图中的   (填字母),它的构成至少包括         等。
(2)在研究过程中获取了目的基因后采用   技术进行扩增。在构建c的过程中目的基因用(填“限制酶Ⅰ”或“限制酶Ⅱ”)进行了切割。检验重组载体导入能否成功,需要利用    作为标记基因。
(3)过程d通常采用   法,过程e运用了   技术,在该技术应用的过程中,关键步骤是利用含有一定营养和激素的培养基诱导植物细胞进行   和   。
(4)若希望该转基因水稻生产的“金色大米”含维生素A含量更高、效果更好,则需要通过 工程手段对合成维生素A的相关目的基因进行设计。该工程是一项难度很大的工程,目前成功的例子不多,主要原因是                                                                              。

从某海洋动物中获得一基因,其表达产物为一种抗菌性和溶血性均较强的多肽P1。目前在P1的基础上研发抗菌性强但溶血性弱的多肽药物,首先要做的是(  )

北极比目鱼中有抗冻基因,其编码的抗冻蛋白具有11个氨基酸的重复序列,该序列重复次数越多,抗冻能力越强,下图是获取转基因抗冻番茄植株的过程示意图,有关叙述正确的是(  )

2008年诺贝尔化学奖授予了“发现和发展了水母绿色荧光蛋白”的三位科学家。将绿色荧光蛋白基因的片段与目的基因连接起来组成一个融合基因,再将该融合基因转入真核生物细胞内,表达出的蛋白质就会带有绿色荧光。绿色荧光蛋白在该研究中的主要作用是(  )

阅读如下资料:
资料乙:T₄溶菌酶在温度较高时易失去活性。科学家对编码T₄溶菌酶的基因进行了改造,使其表达的T₄溶菌酶第3位的异亮氨酸变为半胱氨酸,在该半胱氨酸与第97位的半胱氨酸之间形成了一个二硫键,提高了T₄溶菌酶的耐热性。
回答下列问题:
资料乙属于   工程的范畴。该工程是指以分子生物学相关理论为基础,通过基因修饰或基因合成,对     进行改造,或制造一种   的技术。在该实例中,引起T₄溶菌酶空间结构改变的原因是组成该酶肽链的   序列发生了改变。

斑马鱼的酶D由17号染色体上的D基因编码。具有纯合突变基因(dd)的斑马鱼胚胎会发出红色荧光。利用转基因技术将绿色荧光蛋白(G)基因整合到斑马鱼17号染色体上,带有G基因的胚胎能够发出绿色荧光。未整合G基因的染色体的对应位点表示为g。用个体M和N进行如下杂交实验。

(1)在上述转基因实验中,将G基因与质粒重组,需要的两类酶是        和   。将重组质粒显微注射到斑马鱼   中,整合到染色体上的G基因   后,使胚胎发出绿色荧光。
(2)根据上述杂交实验推测:
①亲代M的基因型是   (选填选项前的符号)。
a.DDgg  b.Ddgg
②子代中只发出绿色荧光的胚胎基因型包括   (选填选项前的符号)。
a.DDGG  b.DDGg  c.DdGG  d.DdGg
(3)杂交后,出现红·绿荧光(既有红色又有绿色荧光)胚胎的原因是亲代   (填“M”或“N”)的初级精(卵)母细胞在减数分裂过程中,同源染色体的        发生了交换,导致染色体上的基因重组。通过记录子代中红·绿荧光胚胎数量与胚胎总数,可计算得到该亲本产生的重组配子占其全部配子的比例,算式为                                                                         。

肺细胞中的let7基因表达减弱,癌基因RAS表达增强,会引发肺癌。研究人员利用基因工程技术将let7基因导入肺癌细胞实现表达,发现肺癌细胞的增殖受到抑制。该基因工程技术基本流程如图1。

请回答:
(1)进行过程①时,需用       酶切开载体以插入let7基因。载体应有RNA聚合酶识别和结合的部位,以驱动let7基因转录,该部位称为                          。
(2)进行过程②时,需用   酶处理贴附在培养皿壁上的细胞,以利于传代培养。
(3)研究发现,let7基因能影响癌基因RAS的表达,其影响机理如图2。据图分析,可从细胞中提取   进行分子杂交,以直接检测let7基因是否转录。肺癌细胞增殖受到抑制,可能是由于细胞中   (RAS mRNA/RAS蛋白)含量减少引起的。

生物分子间特异性结合的性质广泛用于生命科学研究。以下实例为体外处理“蛋白质-DNA复合体”获得DNA片段信息的过程图。

据图回答:
(1)过程①酶作用的部位是         键。此过程只发生在非结合区DNA,过程②酶作用的部位是       键。
(2)①、②两过程利用了酶的       特性。
(3)若将得到的DNA片段用于构建重组质粒,需要将过程③的测序结果与        酶的识别序列进行比对,以确定选用何种酶。
(4)如果复合体中的蛋白质为RNA聚合酶,则其识别、结合的DNA序列区为基因的       。
(5)以下研究利用了生物分子间特异性结合性质的有   (多选)。

金茶花是中国特有的观赏品种,但易得枯萎病。科学家在某种植物中找到了抗枯萎病的基因,通过下图所示的方法培育出了抗枯萎病的金茶花新品种。相关叙述正确的是(  )

降钙素是一种多肽类激素,临床上用于治疗骨质疏松症等。人的降钙素活性很低,半衰期较短。某科研机构为了研发一种活性高、半衰期长的新型降钙素,从预期新型降钙素的功能出发,推测相应的脱氧核苷酸序列,并人工合成了两条72个碱基的DNA单链,两条链通过18个碱基对形成部分双链DNA片段,再利用Klenow酶补平,获得双链DNA,过程如下图:

获得的双链DNA经EcoRⅠ(识别序列和切割位点—G↓AATTC—)和BamHⅠ(识别序列和切割位点—G↓GATCC—)双酶切后插入到大肠杆菌质粒中。下列有关分析不正确的是(  )

如图表示利用农杆菌转化法获得某种转基因植物的部分操作步骤。以下说法错误的是(  )

下列甲、乙两图为获得生物新品种的过程示意图。请据图回答。

(1)检测目的基因是否转录出mRNA的具体方法是使用    与提取出的   做分子杂交。
(2)在培育转基因植物的研究中,卡那霉素抗性基因(kan^r)常作为标记基因,只有含卡那霉素抗性基因的细胞才能在卡那霉素培养基上生长。乙图为获得抗虫棉技术的流程。A过程需要的酶有          。图中将目的基因导入植物受体细胞采用的方法是   。C过程的培养基除含有必要营养物质、琼脂和激素外,还必须加入     。
(3)随着科技发展,获取目的基因的方法也越来越多,若乙图中的“抗虫基因”是利用甲图中的方法获取的,该方法称为       。图中①过程与细胞中DNA复制过程相比,该过程不需要   酶。③是在   (填“酶的名称”)作用下进行延伸的。
(4)离体棉花叶片组织经C、D、E成功地培育出了转基因抗虫植株,此过程涉及的细胞工程技术是      ,该技术的原理是       。

如图是从酵母菌获取某植物需要的某种酶基因的流程,结合所学知识及相关信息回答下列问题:

(1)图中cDNA文库   (填“大于”“等于”或“小于”)基因组文库。
(2)①过程提取的DNA需要     的切割,B过程是   。
(3)为在短时间内大量获得目的基因,可用   扩增的方法,其原理是       。
(4)目的基因获取之后,需要进行       ,其组成必须有         以及标记基因等,此步骤是基因工程的核心。
(5)将该目的基因导入某双子叶植物细胞,常采用的方法是   ,其能否在此植物体内稳定遗传的关键是       ,可以用      技术进行检测。
(6)如果要想使该酶活性更强或具有更强的耐受性,需要对现有蛋白质进行改造,这要通过基因工程的延伸——蛋白质工程。首先要设计预期的   ,再推测应有的氨基酸序列,找到相对应的       。
(7)除植物基因工程硕果累累之外。在动物基因工程、基因工程药物和基因治疗等方面也取得了显著成果,请列举出至少两方面的应用:                                                             。