【生物】2020届 一轮复习 人教版 基因工程 作业

【生物】2020届 一轮复习 人教版 基因工程 作业

2020 届 一轮复习 人教版 基因工程 作业 1.(2019·长沙长郡中学模拟)下列关于基因工程的叙述中，正确的是(　　) A.DNA 连接酶和 RNA 聚合酶催化生成的化学键相同 B.DNA 连接酶对“缝合”序列不进行特异性识别，无专一性催化特点 C.受体细菌若能表达质粒载体上抗性基因，即表明重组质粒成功导入 D.培育转基因油菜，需对受体细胞进行氯化钙处理 2.在 DNA 的粗提取与鉴定实验中有三次过滤 (1)过滤用蒸馏水稀释过的鸡血细胞液 (2)过滤含黏稠物的物质的量浓度为 0.14 mol/L 的 NaCl 溶液 (3)过滤溶解有 DNA 的物质的量浓度为 2 mol/L 的 NaCl 溶液 以上三次过滤分别为了获得(　　) A.含核物质的滤液、纱布上的黏稠物、含 DNA 的滤液 B.含核物质的滤液、滤液中 DNA 黏稠物、含 DNA 的滤液 C.含核物质的滤液、滤液中 DNA 黏稠物、纱布上的 DNA D.含较纯 DNA 滤液、纱布上的黏稠物、含 DNA 的滤液 3.金茶花是中国特有的观赏品种，但易得枯萎病。科学家在某植物中找到了抗枯 萎病的基因，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(　　) A.图中①②在基因工程中依次叫做基因表达载体、目的基因 B.形成③的操作中使用的酶有限制酶、DNA 聚合酶和 DNA 连接酶 C.由④培育至⑤的过程中，依次经历了脱分化、再分化过程 D.在⑤幼苗中检测到抗枯萎病基因标志着成功培育出新品种 4.在基因工程中利用某目的基因(图甲)和 P1 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切割目的基因所在片段和 P1 噬菌体 载体 B.构建重组 DNA 时，可用 EcoRⅠ和 Sau3AⅠ切割目的基因所在片段和 P1 噬菌 体载体 C.图乙中的 P1 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切割目的基因所在片段和 P1 噬菌体载体，再用 DNA 连接酶连接， 只能产生一种重组 DNA 5.(2019·天津一中调研)chIL 基因是蓝藻拟核 DNA 上控制叶绿素合成的基因。为研 究该基因对叶绿素合成的控制，需要构建缺失 chIL 基因的变异株，构建过程如图 所示。下列叙述不正确的是(　　) A.chIL 基因的基本组成单位是脱氧核糖核苷酸 B.①②过程应使用不同的限制性核酸内切酶 C.构建的基因表达载体中应含有起始密码子和终止密码子 D.若操作成功，可用含红霉素的培养基筛选出所需变异株 6.(2018·温州中学月考)通常禽流感病毒只能侵染鸟类，人流感病毒只能侵染哺乳 类。现用高致病性禽流感病毒和低致病性人流感病毒(哺乳类感染病毒后基本无症 状)的核酸完成如下实验，该实验不能说明(　　) A.步骤①说明流感病毒的遗传物质是 DNA 片段 B.步骤②需要同种限制酶和 DNA 连接酶处理 cDNA 和质粒 C.通过③和④产生的活病毒可能是不同病毒间核酸重组的结果 D.步骤⑤说明猪的呼吸道上皮细胞可作为活病毒的宿主细胞 7.(2018·烟台高考适应性练习)干扰素是动物和人体细胞受到病毒感染后产生的一 种糖蛋白，具有抗病毒、抑制细胞增殖及抗肿瘤的作用。利用基因工程技术培育 能生产干扰素的植物流程如图所示。请回答下列问题： 限制酶 识别序列和切割位 点 EcoRⅠ G↓AATTC BamHⅠ G↓GATCC SmaⅠ CCC↓GGG ApaⅠ GGGCC↓C (1)首先获取的动物干扰素基因称为______________。利用 PCR 技术扩增干扰素 基 因 时 ， 设 计 引 物 序 列 的 主 要 依 据 是 _____________________________________________________。 (2)过程①中剪切质粒和目的基因时所需要的工具酶是________和________。酶切 后，目的基因形成的两个黏性末端序列__________(填“相同”或“不相同”)。 (3)过程②中将重组质粒导入根瘤农杆菌时，常用________处理根瘤农杆菌，其目 的 是 ______________________________________________________________________ __ ______________________________________________________________________ __。 (4)在培育愈伤组织的固体培养基中，除了无机盐、有机营养物质、琼脂、植物激 素 外 ， 还 需 添 加 卡 那 霉 素 。 卡 那 霉 素 的 作 用 是 __________________________________________。 在分子水平上通常采用________________技术检测干扰素基因是否导入受体细 胞。 8.胰岛素 A、B 链分别表达法是生产胰岛素的方法之一。图 1 是该方法所用的基 因表达载体，图 2 表示利用大肠杆菌作为工程菌生产人胰岛素的基本流程(融合蛋 白 A、B 分别表示 β­半乳糖苷酶与胰岛素 A、B 链融合的蛋白)。请回答下列问题： (1)图 1 基因表达载体中没有标注出来的基本结构是________。 (2)图 1 中启动子是________酶识别和结合的部位，有了它才能启动目的基因的表 达 ； 氨 苄 青 霉 素 抗 性 基 因 的 作 用 是 ___________________________________________________。 (3) 构 建 基 因 表 达 载 体 时 必 需 的 工 具 酶 有 _______________________________________ ______________________________________________________________________ __。 (4)β­半乳糖苷酶与胰岛素 A 链或 B 链融合表达，可将胰岛素肽链上蛋白酶的切割 位 点 隐 藏 在 内 部 ， 其 意 义 在 于 _______________________________________________________。 (5)溴化氰能切断肽链中甲硫氨酸羧基端的肽键，用溴化氰处理相应的融合蛋白能 获 得 完 整 的 A 链 或 B 链 ， 且 β­ 半 乳 糖 苷 酶 被 切 成 多 个 肽 段 ， 这 是 因 为 _________________________ ______________________________________________________________________ __。 (6)根据图 2 中胰岛素的结构，请推测每个胰岛素分子中所含游离氨基的数量。你 的 推 测 结 果 是 ____________ ， 理 由 是 ___________________________________________________。 9.(2018·福州一中模拟)请回答基因工程方面的有关问题： (1)利用 PCR 技术扩增目的基因，其原理与细胞内 DNA 复制类似(如下图所示)。 图中引物为单链 DNA 片段，它是子链合成延伸的基础。 ①从理论上推测，第四轮循环产物中含有引物 A 的 DNA 片段所占的比例为 ________。 ②在第________轮循环产物中开始出现两条脱氧核苷酸链等长的 DNA 片段。 (2)设计引物是 PCR 技术关键步骤之一。某同学设计的两组引物(只标注了部分碱 基序列)都不合理(如下图)，请分别说明理由。 ①第 1 组：____________________________________________________________； ②第 2 组：____________________________________________________________。 (3)PCR 反应体系中含有热稳定 DNA 聚合酶，下面的表达式不能正确反映 DNA 聚 合 酶 的 功 能 ， 这 是 因 为 ___________________________________________________________ ______________________________________________________________________ __。 (4)用限制酶 EcoRⅤ、MboⅠ单独或联合切割同一种质粒，得到的 DNA 片段长度 如下图(1 kb 即 1 000 个碱基对)，请画出质粒上 EcoRⅤ、MboⅠ的切割位点。 10.下表是几种限制酶识别序列及其切割位点，图 1、图 2 中标注了相关限制酶的 酶切位点，其中切割位点相同的酶不重复标注。请回答下列问题： 限制酶 BamHⅠ BclⅠ Sau3AⅠ HindⅢ 识别序 列及切 割位点 G↓GATC C C CTAG↑G T↓GATC A A CTAG↑T ↓GATC CTAG↑ A↓AGCT T T TCGA↑A (1)用图中质粒和目的基因构建重组质粒，应选用______________________两种限 制酶切割，酶切后的载体和目的基因片段，通过____________酶作用后获得重组 质粒。为了扩增重组质粒，需将其转入处于________态的大肠杆菌中。 (2)为了筛选出转入了重组质粒的大肠杆菌，应在筛选平板培养基中添加________， 平板上长出的菌落，常用 PCR 鉴定，所用的引物组成为图 2 中____________。 (3)若 BamHⅠ酶切的 DNA 末端与 BclⅠ酶切的 DNA 末端连接，连接部位的 6 个 碱基对序列为______________________，对于该部位，这两种酶________(填“都 能”“都不能”或“只有一种能”)切开。 (4)若用 Sau3AⅠ酶切图 1 质粒最多可能获得________种大小不同的 DNA 片段。 11.(2019·长春模拟)抗凝血酶Ⅲ蛋白是一种血浆糖蛋白，临床上主要用于血液性疾 病的治疗。凝乳酶是奶酪生产中的关键性酶。下列是生产这两种酶的相关思路， 请回答下列问题： (1)图 1 为通过培育转基因奶牛获得抗凝血酶Ⅲ蛋白的流程。 ①图中过程 a 指的是利用____________法将目的基因导入受精卵，受体细胞不选 用 体 细 胞 的 理 由 是 ______________________________________________________________________ __ ______________________________________________________________________ __。 ②在胚胎移植前，需进行____________，目的是确定要培育的个体能产奶。 ③可采用__________________法来鉴定牛奶中是否含有抗凝血酶Ⅲ蛋白。 (2)从牛胃液中分离得到的凝乳酶以其催化能力强而被广泛应用，研究人员运用基 因工程技术，将编码该酶的基因转移到了微生物细胞中。 ①从牛胃细胞中提取 mRNA，再通过__________形成 cDNA。以此 cDNA 为模板 通过 PCR 扩增目的基因，有时需要在引物的 5′端设计__________(填“限制 酶”“DNA 连接酶”或“RNA 聚合酶”)识别序列，以便构建基因表达载体。 ②为提高基因表达载体的比例，在构建基因表达载体 DNA 分子(如图 2 所示)时最 好选用________________作为限制酶。 ③经研究发现，如果将该凝乳酶的第 20 位和第 24 位氨基酸变为半胱氨酸，则其 催化能力将提高 2 倍。现已知通过蛋白质工程可生产高效凝乳酶，请写出有关制 备步骤： ______________________________________________________________________ __ ______________________________________________________________________ __。 12.(2019·苏州调研)科研人员利用胚胎干细胞(ES 细胞)对干扰素基因缺失小鼠进 行基因治疗，其技术流程如图 1；图 2 表示目的基因及限制酶切点；图 3 表示质 粒，据图回答： (1)重组细胞的细胞核来自____________________细胞。 (2)将基因导入 ES 细胞而不是导入上皮细胞是因为 ES 细胞具有__________。 (3)步骤③导入的目的基因是______________。 (4)从基因组数据库中查询干扰素基因的核苷酸序列，以便根据其序列设计合成引 物用于 PCR 扩增，PCR 扩增过程至少第_____轮循环后才能获得纯目的基因片段 (仅含引物之间的序列)。 (5) 对 干 扰 素 基 因 片 段 和 质 粒 进 行 双 酶 切 时 ， 可 选 用 限 制 酶 的 组 合 为 ________________或________________。 (6)将步骤③获得的 ES 细胞在荧光显微镜下观察，选择发________色荧光的细胞 进行体外诱导。为检测干扰素基因是否表达，可以采用__________________的方 法。 答案精析 1.A 2.A　[过滤用蒸馏水稀释过的鸡血细胞液应取滤液(其内含 DNA)；过滤含黏稠物 的物质的量浓度为 0.14 mol/L 的 NaCl 溶液应取黏稠物(因其内含析出的 DNA)； DNA 易溶于物质的量浓度为 2 mol/L 的 NaCl 溶液，故过滤该溶液时应取滤液(其 内溶有 DNA)。] 3.C 4.D　[由题图可知，BglⅡ、Sau3AⅠ及 EcoRⅠ三种酶在目的基因和 P1 噬菌体上都 有切口，故可用 BglⅡ和 Sau3AⅠ或 EcoRⅠ和 Sau3AⅠ切割目的基因所在片段和 P1 噬菌体载体，A、B 项正确；从图乙知 P1 噬菌体载体为环状 DNA，只用 EcoRⅠ 切割后产生两条反向双螺旋链状 DNA，有 2 个游离的磷酸基团，C 项正确；用 EcoR Ⅰ切割目的基因所在片段和 P1 噬菌体载体，再用 DNA 连接酶连接，能产生不止 一种重组 DNA，D 项错误。] 5.C 6.A　[步骤①说明流感病毒的遗传物质是 RNA，A 项错误；步骤②是基因表达载 体的构建，需要同种限制酶和 DNA 连接酶处理 cDNA 和质粒，B 项正确；据题意 可知，两种流感病毒单独存在时不能使猪患流感，但是通过③和④产生的活病毒 可使猪患流感，故可能是不同病毒间核酸重组的结果，C 项正确；经过步骤⑤猪 患流感，说明猪的呼吸道上皮细胞可作为活病毒的宿主细胞，D 项正确。] 7.(1)目的基因　干扰素基因两端的部分核苷酸序列　(2)BamHⅠ　EcoRⅠ　不相 同　(3)Ca2＋　使其成为感受态细胞，最终使干扰素基因插入马铃薯细胞的染色体 DNA 上　(4)筛选出导入重组质粒的植物细胞　DNA 分子杂交 解析　(1)在基因工程中，获取的动物干扰素基因称为目的基因。利用 PCR 技术 扩增干扰素基因时，需要依据干扰素基因两端的部分核苷酸序列设计引物序列。 (2)题图显示：干扰素基因中存在 SmaⅠ的识别位点，若使用 SmaⅠ切割质粒和外 源 DNA，则会破坏干扰素基因，因此过程①所示的构建重组质粒时不能使用 SmaⅠ切割。BamHⅠ和 EcoRⅠ的识别位点位于目的基因的两侧，质粒上也有 BamHⅠ和 EcoRⅠ的识别位点，因此，过程①中剪切质粒和目的基因时所需要的 工具酶是 BamHⅠ 和 EcoRⅠ。因 BamHⅠ和 EcoRⅠ的识别位点不同，所以酶切 后，目的基因形成的两个黏性末端序列不相同。 (3)过程②中将重组质粒导入根瘤农杆菌时，常用 Ca2＋处理根瘤农杆菌，使其成 为感受态细胞，最终使干扰素基因插入马铃薯细胞的染色体 DNA 上。 (4)重组质粒中含有的抗卡那霉素基因属于标记基因，其作用是鉴别受体细胞是否 含有目的基因，便于筛选。可见，在培育愈伤组织的固体培养基中添加卡那霉素 的作用是筛选出导入重组质粒的植物细胞。在分子水平上检测干扰素基因是否导 入受体细胞，通常采用 DNA 分子杂交技术。 8.(1)终止子　(2)RNA 聚合　作为标记基因，将含有重组质粒的大肠杆菌筛选出来　 (3)限制性核酸内切酶和 DNA 连接酶　(4)防止胰岛素的 A、B 链被细菌体内蛋白 酶降解　(5)β­半乳糖苷酶中含有多个甲硫氨酸，而胰岛素 A、B 链中不含有甲硫 氨酸　(6)至少 2 个　两条肽链的一端各有一个游离的氨基，氨基酸 R 基中可能还 含有游离的氨基 9.(1)①15/16　②三　(2)①引物Ⅰ和引物Ⅱ局部发生碱基互补配对而失效　②引 物Ⅰ′自身折叠后会出现局部碱基互补配对而失效　(3)DNA 聚合酶只能将单个 脱氧核苷酸连续结合到双链 DNA 片段的引物链上 (4)如图所示 解析　(1)①根据 PCR 过程特点可知，以原来的每条母链为模板合成的两个新 DNA 分子中，只含有引物 A 或引物 B，而以新合成的子链为模板合成新 DNA 分 子时，两种引物都含有，故第四轮循环共产生 16 个 DNA 分子，其中含有引物 A 的分子是 15 个，占 15/16。②由题图知，第一、二轮循环合成的子链长度均不同， 根据 DNA 半保留复制的特点，前两轮循环产生的 4 个 DNA 分子的两条链均不等 长，第三轮循环产生的 DNA 分子存在等长的两条核苷酸链。 (2)引物是单链 DNA 时才能与 DNA 结合，而单链 DNA 的碱基互补配对部分容易 形成双链结构而失去其功能。从图示可以看出，①第 1 组引物Ⅰ和引物Ⅱ局部碱 基互补配对，易形成双链结构而失效。②第 2 组引物相互间不能发生碱基互补配 对，但Ⅰ′自身折叠后会出现局部碱基互补配对而失效。(3)DNA 聚合酶的作用 是将单个脱氧核苷酸连续结合到双链 DNA 片段的引物链上，而不能直接将两个 脱氧核苷酸连在一起。(4)单独用 EcoRⅤ可将质粒切成一段，说明在其上有一个 EcoRⅤ切点。单独使用 MboⅠ能将环状质粒切成 2.5 kb 和 11.5 kb 两段，说明在 质粒上有两个 MboⅠ切点，且切点在 2.5 kb 和 11.5 kb 之间。两者共同使用时， 环状质粒被切成三段，说明在质粒上共有三个切点，说明 EcoRⅤ的切点在 5.5 kb 和 6 kb 之间，图示见答案。 10.(1)BclⅠ和 HindⅢ　DNA 连接　感受 (2)四环素　引物甲和引物丙 (3)Error!(G GATC A C CTAG T )　都不能　(4)7 解析　(1)选择的限制酶应在目的基因两端存在酶切位点，且至少有一个标记基因， BamHⅠ会破坏两个标记基因，因此只能选 BclⅠ和 HindⅢ。酶切后的载体和目的 基因片段通过 DNA 连接酶作用后获得重组质粒。为了扩增重组质粒，需将其转 入处于感受态的大肠杆菌中。(2)为了筛选出转入了重组质粒的大肠杆菌，根据质 粒上的抗性基因，应在筛选平板培养基中添加四环素。PCR 技术要求两种引物分 别和目的基因的两条单链结合，沿相反的方向合成子链。(3)根据 BamH Ⅰ和 Bcl Ⅰ的酶切位点，BamH Ⅰ酶切的 DNA 末端与 Bcl Ⅰ酶切的 DNA 末端连接，连接 部位的 6 个碱基对序列为Error!(G GATC A C CTAG T )，与两种酶的酶切位点均不同。(4)根 据 BamHⅠ、BclⅠ和 Sau3AⅠ的酶切位点，Sau3AⅠ 在质粒上有三个酶切位点， 完全酶切可得到记为 A、B、C 三种片段，若部分位点被切开，可得到 AB、AC、 BC、ABC 四种片段，所以用 Sau3AⅠ酶切图 1 质粒最多可能获得 7 种大小不同 的 DNA 片段。 11.(1)①显微注射　动物体细胞的全能性一般不能表现　②性别鉴定　③抗原— 抗体杂交　(2)①反转录　限制酶　②BamHⅠ和 PstⅠ　③找到相对应的脱氧核 苷酸序列→定向改造凝乳酶基因→将改造后的凝乳酶基因导入受体细胞等(合理 即可) 12.(1)(干扰素基因缺失小鼠的)上皮　(2)全能性　(3)干扰素基因 (4)3　(5)HindⅢ和 PstⅠ　EcoRⅠ和 PstⅠ　(6)绿　抗原—抗体杂交 解析　(1)重组细胞的细胞核来自上皮细胞。(2)将基因导入 ES 细胞而不是导入上 皮细胞是因为 ES 细胞具有全能性。(3)步骤③中导入的目的基因是干扰素基因。(4) 因为前两轮循环扩增产物上的目的基因都带有模板 DNA 其他片段，即扩增产物 比目的基因的 DNA 片段长，第 3 轮可获得纯目的基因片段。(5)由图可知，SmaⅠ 酶的识别序列和切割位点位于目的基因上，用该酶切割会破坏目的基因，因此对 干扰素基因片段和质粒进行酶切时，可选用限制酶 HindⅢ和 PstⅠ或 EcoRⅠ和 PstⅠ。(6)用限制酶 HindⅢ和 PstⅠ或 EcoRⅠ和 PstⅠ切割时会破坏红色荧光蛋白 基因，但不会破坏绿色荧光蛋白基因，因此将步骤③获得的 ES 细胞在荧光显微 镜下观察，选择发绿色荧光的细胞进行体外诱导。为检测干扰素基因是否表达， 可以采用抗原—抗体杂交法。