基因工程高考题

基因工程高考题

基因工程 ‎1.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 ‎【解析】提取矮牵牛蓝色花的mRNA，逆转录得到DNA，然后扩增，可获得大量的基因B，A正确；‎ 从基因文库中获取目的基因，只要根据目的基因的相关信息和基因文库中的信息进行筛选对比即可，不需要用限制酶进行切割，B错误；‎ 目的基因与质粒的连接需要用DNA连接酶（3‘端、5’端），而不是DNA聚合酶（DNA复制），C错误；‎ 目的基因需要和运载体连接后形成重组质粒再导入，而且应该用农杆菌进行感染，而不是大肠杆菌，D错误。‎ ‎【答案】A ‎2.将大肠杆菌的质粒连接上人生长激素的基因后，重新置入大肠杆菌的细胞内，通过发酵就能大量生产人生长激素。下列叙述正确的是 A.发酵产生的生长激素属于大肠杆菌的初级代谢产物 B.大肠杆菌获得的能产生人生长激素的变异可以遗传 C.大肠杆菌质粒标记基因中腺嘌呤与尿嘧啶含量相等 D.生长激素基因在转录时需要解旋酶和DNA连接酶 ‎【答案】B ‎【解析】初级代谢产物是微生物生长必需的，而人的生长激素不是大肠杆菌必需的，A错；‎ 可遗传的变异有基因突变、基因重组和染色体变异，大肠杆菌获得的能产生人生长激素的变异属于基因重组，B对；‎ 基因为有遗传效应的DNA片段，不含U，C错；‎ 转录时合成mRNA不需要DNA连接酶，D错。‎ ‎3.下列关于转基因生物安全性的叙述，错误的是 A.种植转基因作物应与传统农业种植区隔离 B.转基因作物被动物食用后，目的基因会转入动物体细胞中 C.种植转基因植物有可能因基因扩散而影响野生植物的遗传多样性 D.转基因植物的目的基因可能转入根际微生物 ‎【答案】B ‎【解析】种植转基因作物应防止对别的植物产生基因污染，所以与传统农业种植区隔离，A正确；‎ 动物取食转基因作物后，要经过消化吸收才进入身体，目的基因不可能直接进入动物细胞，B错；‎ 转基因植物可能与野生植物发生杂交而出现基因交流，影响野生植物的多样性，C正确；‎ 目的基因被微生物摄入细胞内后，可能进入这些微生物中，D正确。‎ ‎4.关于大肠杆菌的叙述，正确的是 A.四环素能抑制细胞中蛋白质的合成 B.经诱变育种可获得人胰岛素高产菌株 C.细胞中只含有A、T、C、G四种碱基 D.T2噬菌体感染菌体，不会导致菌体裂解 ‎【答案】A ‎【解析】四环素通过抑制细菌蛋白质的合成从而抑制细菌繁殖，A正确；‎ 要想获得能产生人胰岛素的高产菌株，只有通过基因工程来实现，B错；‎ 大肠杆菌细胞中含有DNA和RNA两种核酸，含有A、G、C、T、U五种碱基，C错；‎ T2噬菌体感染菌体后，在菌体内大量增殖，则会使菌体裂解，子代噬菌体释放出来，D错。‎ ‎5.（2012 天津）（13分）生物分子间的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，需要过程③的测序结果与___________酶的识别序列进行对比，以确定选用何种酶。‎ ‎（4）如果复合体中的蛋白质为RNA酶聚合，则其识别、结合DNA序列位基因的_________________________________。‎ ‎（5）以下研究利用了生物分子间的特异性结合性质的有___________（多选）。‎ A、分离得到核糖体，用蛋白酶酶解后提取rRNA ‎ B、用无水乙醇处理菠菜叶片，提取叶绿体基粒膜上的光合色素 C、通过分子杂交手段，用荧光物质标记的目的基因进行染色体基因定位 D、将抑制成熟基因导入番茄，其mRNA与催化成熟酶基因的mRNA互补结合，终止后者翻译，延迟果实成熟 ‎【答案】‎ ‎（1）磷酸二酯 肽 ‎（2）专一性 ‎（3）限制性核酸内切 ‎ ‎（4）启动子 ‎（5）ACD ‎【解析】‎ ‎（1）DNA酶作用的部位是DNA的磷酸二酯键，蛋白酶作用的部位是肽键。‎ ‎（2）①②过程利用了各种酶催化一种或一类化学反应的特性，即专一性。‎ ‎（3）DNA要构建重组质粒，需要用限制性核酸内切酶切割，再与质粒重组。‎ ‎（4）RNA聚合酶识别和结合在基因的启动子上，驱动基因转录。‎ ‎（5‎ ‎）蛋白酶能特异性的酶解蛋白质，分子杂交手段也是利用各物质分子结合的特异性，抑制成熟基因转录出的mRNA与催化成熟酶基因的mRNA碱基互补结合，也具有特异性，光合色素易溶于有机溶剂，与酒精并不是特异性的溶解，所以选ACD。‎ ‎6.毛角蛋白II型中间丝（KIF II）基因与绒山羊的羊绒质量密切相关。获得转KIF II基因的高绒质绒山羊的简单流程如图。‎ ‎（1）过程①中最常用的运载工具是__________，所需要的酶是限制酶和_____________。‎ ‎（2）在过程②中，用__________处理将皮肤组织块分散成单个成纤维细胞。在培养过程中，将成纤维细胞置于5%的气体环境中，的作用是________________。‎ ‎（3）在过程③中，用___________处理以获得更多的卵（母）细胞。成熟卵（母）细胞在核移植前需要进行____________处理。‎ ‎（4）从重组细胞到早期胚胎过程中所用的胚胎工程技术是________________。在胚胎移植前，通过____________技术可获得较多胚胎。‎ ‎【答案】‎ ‎（1）质粒 DNA连接酶 ‎（2）胰蛋白酶（或胶原蛋白酶） 维持培养液的pH ‎（3）促性腺激素（或促滤泡素，孕马血清） 去核 ‎（4）（早期）胚胎培养 胚胎分割 ‎【解析】‎ ‎（1）运载工具（体）包括质粒、噬菌体衍生物及动植物病毒，其中质粒是主要运载体；所需工具酶是限制酶和DNA连接酶。‎ ‎（2）分散皮肤组织块成单个细胞使用胰蛋白酶（或胶原蛋白酶）。在动物细胞培养过程中， 的作用是维持培养液pH的相对稳定。‎ ‎（3）要得到更多的卵（母）细胞需用促性腺激素进行超数排卵处理；成熟卵（母）细胞在核移植前需要进行去核处理，以保证克隆后代的遗传性状主要了来自供体核。‎ ‎（4）把重组细胞培养到早期胚胎叫早期胚胎培养技术；在胚胎移植前，通过胚胎分割技术可获得较多胚胎。‎ ‎7（15分）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：‎ 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__________________________________________。‎ ‎【解析】‎ ‎（1）限制性核酸内切酶可以将DNA分子切成两种类型的末端，平末端和黏性末端。‎ ‎（2）两种不同酶切割之后便于相连，所产生的黏性末端必须相同。‎ ‎（3）大肠杆菌连接酶可以连接黏性末端，DNA连接酶可以连接两种末端；‎ ‎（4）反转录是以mRNA为模板逆转录先合成单链DNA，再合成双链DNA，利用PCR技术进行大量扩增。‎ ‎（5）基因工程中可以选用质粒，噬菌体、动植物病毒做载体。‎ ‎（6）当受体细胞是细菌时，为了增大导入的成功率，常用Ca离子处理，得到感受态细胞，此时细胞壁和细胞膜的通透性增大，容易吸收重组质粒。‎ ‎【答案】‎ ‎（1）平末端 黏性末端 ‎ ‎（2）切割产生的DNA片段末端与EcoRⅠ切割产生的相同 ‎ ‎（3）大肠杆菌 ‎ ‎（4）mRNA（或RNA） cDNA（或DNA） PCR（聚合酶链式反应） ‎ ‎（5）噬菌体 动植物病毒 ‎ ‎（6）未处理的大肠杆菌吸收质粒（外源DNA）的能力极弱 ‎8、（9分）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Msp I、BamH I、Mbo I、Sma I4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T-A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Sma I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_____________。‎ ‎【答案】‎ ‎（1）脱氧核糖、磷酸、脱氧核糖 ‎（2）平 537bp、790bp、661bp ‎ ‎（3）4‎ ‎（4）BamH I 抗生素B 同种限制酶切割形成的末端相同，部分目的基因D与质粒反向链接 ‎【解析】‎ ‎（1）DNA单链中相邻两个碱基之间通过“脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖”连接。‎ ‎（2）Sma I识别的序列为GGGCCC，切割后会产生平末端；图1所示的DNA分子中含有两个Sma I的识别位点，第一个识别位点在左端534bp序列向右三个碱基对的位置；第二个识别位点在右端658bp序列向左三个碱基对的位置，从这两个位点切割后产生的DNA片段长度分别为534+3，796-3-3，658+3，即得到的DNA片段长度分别为537bp、790bp和661bp。‎ ‎（3）在杂合子体内含有基因D和基因d，基因D的序列中含有两个识别位点，经过SmaI完全切割会产生537bp、790bp和661bp三种不同长度的片段，基因d的序列中含有一个识别位点，经过切割后会产生1327bp和 661bp两种长度的片段，综上，杂合子中分离到该基因的DNA片段经过切割后会产生4种不同长度的片段。‎ ‎（4）能够获取目的基因并切开质粒的限制酶有识别序列为GGATCC的BamH I和识别序列为GATC的Mbo I，若使用Mbo I会同时破坏质粒中的抗生素A抗性基因和抗生素B抗性基因，所以要用BamH I来切割目的基因和质粒，切割后保留了完整的抗生素B抗性基因，便于筛选出含有重组质粒的大肠杆菌。因为目的基因和运载体是用同种限制酶切割的，目的基因两端的末端和质粒切割后的两个末端都能进行互补，可能出现目的基因反向连接在运载体上的情况，导致基因D不能正确表达。‎ ‎9.已知甲种农作物因受到乙种昆虫危害而减产，乙种昆虫食用某种原核生物分泌的丙种蛋白质后死亡。因此，可将丙种蛋白质基因转入到甲种农作物体内，使甲种农作物获得抗乙种昆虫危害的能力。‎ 回答下列问题：‎ ‎（1）为了获得丙中蛋白质的基因，在已知丙种蛋白质氨基酸序列的基础上，推测出丙中蛋白质的____________序列，据此可利用____________方法合成目的基因。获得丙中蛋白质的基因还可用____________、____________方法。‎ ‎（2）在利用上述丙中蛋白质基因和质粒载体构建重组质粒的过程中，常需使用____________酶和____________酶。‎ ‎（3）将含有重组质粒的农杆菌与甲种农作物的愈伤组织共培养，筛选出含有丙种蛋白质的愈伤组织，由该愈伤组织培养成的再生植株可抵抗____________的危害。‎ ‎（4）若用含有重组质粒的农杆菌直接感染甲种农作物植株叶片伤口，则该植株的种子____________（填“含有”或“不含”）丙种蛋白质基因。‎ ‎【答案】（15分）‎ ‎（1）基因 化学 基因文库 PCR（每空2分，共8分，其他合理答案也给分）‎ ‎（2）限制 DNA连接（每空1分，共2分）‎ ‎（3）乙种昆虫 （2分）‎ ‎（4）不含（3分）。‎ ‎【解析】（1）在已知蛋白质的氨基酸序列的情况下，可根据氨基酸和碱基的对应关系，推出合成该蛋白质的基因序列，然后用DNA合成仪通过化学方法来合成目的基因。此外也可以从基因文库中获取目的基因，也可通过PCR方法获取目的基因。‎ ‎（2）构建重组质粒时，需要用限制酶将运载体切开，并用DNA连接酶将目的基因连接到运载体上，从而构建基因表达载体。‎ ‎（3）愈伤组织中含有丙蛋白，说明丙蛋白的基因得到了表达，在培养成的植株体内也含有丙蛋白，乙昆虫食用丙蛋白后会死亡，则该植株可抵抗乙昆虫的危害。‎ ‎（4）直接用含有重组质粒的农杆菌直接感染甲种农作物植株叶片伤口，仅仅在该叶片内部分细胞中能合成丙蛋白，该植株的种子和其他的营养器官均不含有重组质粒，也就不含有丙中蛋白质的基因。‎ ‎10.肺细胞中的let-7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let-7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let-7基因。载体应有RNA聚合酶识别和结合的部位，以驱动let-7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，如let-7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let-7基因是否转录。肺癌细胞增殖受到抑制，可能是由于细胞中___________（RASmRNA／RAS蛋白质）含最减少引起的。‎ ‎【答案】‎ ⑴限制性核酸内切（或限制） 启动子 ‎ ⑵胰蛋白 ‎ ⑶RNA RAS蛋白质 ‎【解析】‎ ‎（1）过程①表示基因表达载体的构建，在该过程中需要用限制酶对载体进行切割以便于目的基因的插入；启动子是一段特殊的DNA序列，是RNA聚合酶结合和识别的位点，RNA聚合酶结合到该位点，可驱动转录过程。‎ ‎（2）过程②表示动物细胞培养，培养过程中出现接触抑制后可以用胰蛋白酶处理，使之分散成单个的细胞，之后分装到其他培养瓶里面进行传代培养。‎ ‎（3）判断目的基因是否在受体细胞中转录，可用分子杂交技术来进行，从细胞中提取mRNA和用放射性同位素或者荧光标记的目的基因单链DNA片段进行杂交。根据题中信息“肺组织细胞中的let-7基因表达减弱，癌基因RAS表达就增强，引发肺癌”，导入let-7基因后，肺癌细胞受到抑制，说明RAS基因表达减弱，导致细胞中的RAS蛋白质含量减少进而导致癌细胞受抑制。‎