作业(三) 基因工程-2024年高二生物学暑假作业（单选版）

基因工程 知识点一 基因工程的基本工具 1.(2024·常州质检)琼脂糖凝胶电泳常用于基因 工程中不同 DNA 片段的 检 测,研 究 人 员 用 EcoRⅠ和SmaⅠ两种限制酶处理某 DNA分 子,得到图2所示图谱,其中1号泳道是标准 DNA样品,2号、3号、4号分别是EcoRⅠ单独 处理、SmaⅠ单独处理、两种酶共同处理后的电 泳结果;图1为EcoRⅠ切割该DNA分子后的 结果。下列说法错误的是 ( ) A.EcoRⅠ的识别序列为GAATTC,切割位点 在G和A之间 B.该DNA分子最可能是含1000碱基对的环 状DNA C.据图2可知,该DNA分子中EcoRⅠ和Sma Ⅰ的酶切位点各有一个 D.EcoRⅠ和SmaⅠ共同处理后,形成2个游离 的磷酸基团 2.(2024·天津质检)在重组DNA技术中,将外 源基因导入受体细胞,通常是利用质粒作为载 体。下列关于质粒的叙述,正确的是 ( ) A.质粒是一种结构简单的环状RNA分子 B.质粒的复制和表达过程都遵循中心法则和 碱基互补配对原则 C.目的基因只有通过质粒整合到受体细胞的 DNA中才能表达 D.大多数天然质粒都不需要人工改造,可以直 接作为载体使用 知识点二 基因工程的操作步骤 1.目的基因的筛选与获取 提醒:从cDNA文库获取的目的基因不含启动 子和终止子。 2.基因表达载体的构建———重组质粒的构建 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 —21— 高二生物学 3.将目的基因导入受体细胞 4.目的基因的检测与鉴定 3.研究人员通过PCR扩增质粒pDNR-LIB中的 sacB基因,该基因的产物对蔗糖敏感,是一种 常见的反选择标记基因。tetA 是四环素抗性 基因,利用基因工程将sacB 基因插入到质粒 pAH162上,构建含有tetA-sacB双重选择系统 的重组质粒,即pAH162-sacB,具体过程如图 所示。将pAH162-sacB 导入大肠杆菌验证其 双重选择作用。下列分析错误的是 ( ) A.将sacB 基因插入到pAH162上需要的限制 酶是BamHⅠ、EcoRⅠ B.需用Ca2+处理大肠杆菌细胞使其能主动吸 收周围环境中的DNA分子 C.为保证正向连接,PCR时应在sacB 基因上 游引物的5'端添加BamHⅠ识别序列 D.大肠杆菌能在含四环素的培养基中生长说 明双重选择系统的重组质粒构建成功 4.(2024·重庆质检)水稻胚乳中含直链淀粉和 支链淀 粉,直 链 淀 粉 所 占 比 例 越 小 糯 性 越 强。科研 人 员 将 能 表 达 出 基 因 编 辑 系 统 的 DNA序列插入 Ti质粒构建基因表达载体, 再利用农杆菌转化法进一步转入水稻,实现 了对直链淀粉合成酶基因(Wx 基因)启动子 序列的定点编辑,从而获得了3个突变品系。 为检测启动子变化对 Wx 基因表达的影响, 研究人员检测了胚乳细胞中Wx 基因转录产 生的 mRNA(WxmRNA)的量,结果如下图 所示,下列说法正确的是 ( ) A.构建基因表达载体时需要限制酶切割Ti质 粒的磷酸二酯键和氢键 B.与野生型水稻相比,3个突变品系中的直链 淀粉合成酶的氨基酸序列相同 C.可提取各品系胚乳细胞中的 WxmRNA直接 进行PCR扩增后再检测其含量 D.据图推测品系2的Wx 基因启动子与RNA 聚合酶识别和结合的能力最强,故糯性最高 知识点三 蛋白质工程 5.(2024·运城联考)新型病毒通过表面刺突蛋白 (S蛋白)的活性域(RBD)与人体细胞表面的 ACE2受体相互作用感染细胞。科学家设计了 一种自然界中不存在的蛋白质LCB1,可与S 蛋白的 RBD紧密结合,以干扰新型病毒的感 染。下列叙述不合理的是 ( ) 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 —31— A.生产LCB1用到了基因工程的操作技术 B.可直接从细胞中获取基因用于LCB1的生产 C.LCB1的结构可能与S蛋白的抗体有相似 之处 D.S蛋白的RBD结构可以为设计LCB1提供 信息 6.(2024·南通质检)蛋白质工程为改造蛋白质的 结构和功能提供了新的途径。下列有关蛋白质 工程及其应用的叙述错误的是 ( ) A.蛋白质工程的实质是通过改变氨基酸的结 构改变蛋白质的功能 B.蛋白质工程是以蛋白质分子的结构规律及 其与生物功能的关系为基础 C.蛋白质工程可对药用蛋白进行改造,使其更 好地用于人类疾病的治疗 D.当前限制蛋白质工程发展的关键因素是对 蛋白质高级结构的认知不足 1.(2024·天津质检)下图表示不同的限制酶在目 的基因的提取和基因表达载体的构建中的作 用,下列有关叙述错误的是 ( ) A.限制酶沿识别序列的中轴线两侧将DNA两 条链切开 B.在图1和图2中将分别产生4个和2个黏性 末端 C.限制酶切割的是特定核苷酸序列之间的磷 酸二酯键和氢键 D.图示中酶1、酶2和酶3可以为不同种类的 限制酶 2.(2024·大庆质检)下列有关“DNA的粗提取和 鉴定”实验和“PCR扩增DNA片段及凝胶电泳 鉴定”实验的叙述,错误的是 ( ) A.利用DNA不溶于酒精但某些蛋白质溶于酒 精的原理可以分离DNA和蛋白质 B.鉴定DNA时需使用二苯胺试剂,该试剂需 现用现配,加入后置于沸水浴加热 C.进行琼脂糖凝胶电泳时,长度相同的 DNA 片段会在同一位置出现条带 D.利用PCR扩增4次后,得到的DNA含两种 引物的DNA片段所占比例为1/8 3.(2024·天津质检)干扰素是一种广谱抗病毒制 剂,是具有多种功能的活性蛋白质(主要是糖蛋 白),下图为通过基因工程生产干扰素的部分操 作,图中①②③④表示相关操作过程。下列相 关分析错误的是 ( ) A.图中过程③中需要用到限制性内切核酸酶 B.过程②需用热稳定性DNA聚合酶,②操作 的原理是DNA双链复制 C.过程③操作要注意干扰素基因上有启动子、 终止子及标记基因等 D.过程④为目的基因的导入,最后必须对干扰 素进行功能活性鉴定 4.(2024·汕头质检)霍乱是因感染霍乱弧菌引起 的一种传染性非常强的消化道疾病,患者往往 上吐下泻,甚至死亡。研究人员通过基因工程 改变大米的蛋白质构成,使其携带一种叫“霍乱 毒素B”的物质,该物质进入人体后,能促进人 体产生免疫反应,有效预防霍乱的感染。下列 有关说法错误的是 ( ) A.大米中携带的霍乱毒素B相当于抗原,能激 发人体产生特异性免疫反应 B.该项研究成功的标志是人体产生相应的记 忆细胞和针对霍乱毒素B的特异性抗体 C.当接种者再次接触抗原时,体内记忆细胞会 迅速分泌大量抗体,与抗原特异性结合 D.“大米疫苗”的研制主要利用了基因重组的 原理,效果明显,可造福世界人民 5.1965年中国科学家人工合成了具有生物活性 的结晶牛胰岛素,摘取了人工合成蛋白质的桂 冠。此后科学家又提出了利用基因工程改造 大肠杆菌生产人胰岛素的两种方法:“AB”法是 根据胰岛素A、B两条肽链的氨基酸序列人工 合成两种DNA片段,利用工程菌分别合成两 条肽链后将其混合自然形成胰岛素;“BCA”法 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 —41— 高二生物学 是利用胰岛B细胞中的 mRNA得到胰岛素基 因,利用工程菌获得胰岛素。这两种方法使用 同一种质粒作为载体。请回答下列问题。 (1)下图是利用基因工程生产人胰岛素过程中 使用的质粒及目的基因的部分结构。在设计 PCR引物时最好添加限制酶 的识别序列,选择依据是 。 (2)目前,科学家已通过将B链第28位氨基 酸———脯氨酸(密码子为CCU)替换为天冬氨 酸(密码子为 GAU),有效抑制了胰岛素的聚 合,研发出速效胰岛素类似物产品。在改造用 “BCA”法获得的胰岛素基因时,可运用大引物 PCR进行定点突变,相关原理如下图所示。 为保证有效抑制胰岛素的聚合,进行第一次 PCR时所用的突变上 游 引 物 的 合 理 设 计 是 。利用所获得的大引 物、模板和其他引物等进行第二次PCR,要获 得带有突变位点的、适于与上图中质粒构建基 因表达载体的改良基因,引物应选用大引物两 条链中的 (填“①”或“②”);至少进行 次 循 环 才 能 获 得 双 链 等 长 的 改 良 基因。 (3)β-半乳糖苷酶可以分解无色的X-gal产生蓝 色物质使菌落呈现蓝色,否则菌落为白色。将 转化后的大肠杆菌接种到添加了 等成分的培养基上,呈现 色的菌落即为含有重组质粒的大肠 杆菌菌落。 1.(2023·重庆卷)某小组通过PCR(假设引物长 度为8个碱基短于实际长度)获得了含有目的 基因的 DNA 片段,并用限制酶进行酶切(如 图),再用所得片段成功构建了基因表达载体。 下列叙述错误的是 ( ) A.其中一个引物序列为5'-TGCGCAGT-3' B.步骤①所用的酶是SpeⅠ和CfoⅠ C.用步骤①的酶对载体进行酶切,至少获得了 2个片段 D.酶 切 片 段 和 载 体 连 接 时,可 使 用 E.coli DNA连接酶或T4DNA连接酶 2.(2023·辽宁卷)CD163蛋白是PRRSV病毒感 染家畜的受体。为实时监控CD163蛋白的表 达和转运过程,将红色荧光蛋白RFP 基因与 CD163基因拼接在一起(如下图),使其表达成 一条多肽。该拼接过程的关键步骤是除去 ( ) A.CD163基因中编码起始密码子的序列 B.CD163基因中编码终止密码子的序列 C.RFP 基因中编码起始密码子的序列 D.RFP 基因中编码终止密码子的序列 易错一 基因表达载体中启动子、终止子的 来源 1.(2024·西安质检)将某病毒的外壳蛋白(L1) 基因与绿色荧光蛋白(GFP)基因连接,构建 L1-GFP 融合基因,再将融合基因与质粒连接 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 —51— 构建下图所示表达载体。图中限制酶E1~E4 处理产生的黏性末端均不相同。下列叙述错 误的是 ( ) A.构建L1-GFP 融合基因需要用到限制酶有 E1、E2、E4 B.E1、E4双酶切确保L1-GFP 融合基因与载 体的正确连接 C.GFP可用于检测受体细胞中目的基因是否 表达 D.培育乳汁中含L1的转基因羊需将表达载体 转入乳腺细胞 (1)如果目的基因是从自然界中已有的物种中 分离出来的,在构建基因表达载体时,不需要 在质粒上目的基因的前后端接上特定的启动 子、终止子,因为目的基因中已含有启动子、终 止子。 (2)如果目的基因是通过人工方法合成的,或 通过cDNA文库获得的,则目的基因是不含启 动子和终止子的。若只将基因的编码序列导 入受体生物中,目的基因没有启动子、终止子, 是无法转录的,因此,在构建基因表达载体时, 需要在与质粒结合之前,在目的基因的前后端 接上特定的启动子、终止子。 易错二 PCR过程 2.下图表示利用PCR技术扩增目的基因的部分 过程,其原理与细胞内 DNA复制类似。下列 叙述错误的是 ( ) A.耐高温的DNA聚合酶总将游离的脱氧核苷 酸连接到3'端 B.在第三轮循环产物中开始出现两条脱氧核 苷酸链等长的DNA片段 C.引物之间或引物自身发生碱基互补配对,则 不能有效扩增目的基因 D.从理论上推测,第三轮循环产物中含有引物 A的DNA片段占3/4 (1)复性不一定均为引物与 DNA 模板结合。 复性时,引物与DNA模板的结合是随机的,也 存在DNA解开的两条链的结合。 (2)PCR反应的结果不都是所需的DNA片段。 因为第一次循环得到的DNA片段只有一种引 物,比所需的DNA片段要长,从第二次循环才 出现所需的DNA片段,这样的片段存在两种 引物。 植物不能代谢亚磷酸盐(Phi),但导入并表达 ptxD 基因的转基因植物可将Phi转化为供作物 生长发育所需的Pi,以获得更高产量。当施 用 Phi时,杂草不能与ptxD 转基因农作物竞争可利 用的磷,因此,ptxD 转基因植株相比于杂草有明 显的竞争优势。Phi不能被藻类代谢且对藻类没 有毒性,施用后不会促进赤潮的发生,对水生生 态系统生物多样性不构成威胁。某研究团队将 ptxD 基因转入野生型油菜“Westar”(WT)中,获 得转基因油菜。 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 —61— 高二生物学 [真题体验] 1.B 为了避免杂菌污染,植物细胞悬浮培养的培养基须经无 菌处理,A正确;纤维素酶和果胶酶处理植物细胞获得的是 原生质体,不能获得单个完整的悬浮细胞,B错误;细胞的正 常生长需要适宜的条件,因此,为使悬浮细胞正常生长,培 养基须保持适当的温度、pH和渗透压,C正确;利用悬浮培 养技术生产次生代谢物,可减少植物资源的消耗,同样也不 受季节和天气的限制,D正确。 2.D 悬浮培养单克隆细胞,可以保证足够的气体交换,通过 振荡或转动装置使细胞始终处于分散悬浮于培养液内,可 有效避免接触抑制,A正确;由于细胞的生长是比较复杂的 过程,血清中含有一些必需的因子,用于培养单克隆细胞的 培养基通常需加血清,B正确;病毒借助于细胞进行繁殖,利 用了活细胞的物质、能量、酶等,当病毒达到一定数量时细 胞的生命活动受到影响,会影响细胞的增殖,C正确;细胞的 正常生命活动需要适宜的pH,培养基pH会影响细胞代谢, 进而影响单克隆细胞的病毒产量,D错误。 [易错清零] 1.C 由题图可知,重组卵母细胞的细胞质主要来自捐献者, 可避免母亲的线粒体遗传基因传递给后代,A正确;捐献者 只是提供了卵母细胞的细胞质,所以其提供的遗传物质不 遵循孟德尔遗传规律,B正确;“三亲婴儿”与正常的“双亲婴 儿”的核DNA一样多,均是来自母亲和父亲提供的细胞核, C错误;“三亲婴儿”的遗传物质来自一个父亲、两个母亲,存 在伦理争议,D正确。 2.C iPS细胞可以由体细胞诱导形成,A错误;iPS细胞的制 备可通过将特定基因或特定蛋白导入细胞实现,或者通过 小分子化合物诱导细胞实现,B错误;来自同一机体的造血 干细胞与胚胎干细胞都是由受精卵发育形成的,遗传物质 相同,C正确;镰状细胞贫血的发病原因为基因突变,因此不 能利用患者自身体细胞培养的iPS细胞进行治疗,D错误。 作业(三) 基因工程 [知识巩固]———跟踪训练 1.D 由图可知,EcoRⅠ的识别序列为GAATTC,切割位点在 G和A之间,A正确;2号、3号分别是 EcoRⅠ单独处 理、 SmaⅠ单 独 处 理 后 的 电 泳 结 果,两 个 泳 道 均 只 出 现 一 个 DNA片段,且分子量是1000,说明该 DNA分子最可能是 含1000个碱基对的环状DNA,B正确;图2中4号是EcoR Ⅰ和SmaⅠ两种酶共同处理后的电泳结果,显示800bp和 200bp两个条带,说明在该DNA分子中,两种限制酶的酶 切位点各有一个,C正确;图2中4号是EcoRⅠ和SmaⅠ两 种酶共同处理后的电泳结果,显示800bp和200bp两个条 带,每个DNA分子有2个游离的磷酸基团,故共有4个游 离的磷酸基团,D错误。 2.B 质粒存在于许多细菌以及酵母菌(真核细胞)中的有自 主复制能力的小型环状 DNA分子,A错误;质粒的复制和 表达都遵循中心法则,也遵循碱基互补配对原则,B正确;只 需要将含有目的基因的质粒导入受体细胞,无需整合到受体 细胞的DNA中也能表达,C错误;天然的质粒不能直接作 为载体,基因工程中用到的质粒都是在天然质粒的基础上进 行过人工改造的,D错误。 3.D 由图pAH162-sacB 可知,将sacB 基因插入到pAH162 上需要的限制酶是 BamHⅠ、EcoRⅠ,A正确;导入重组质 粒前,需用Ca2+处理大肠杆菌细胞,使其处于一种能吸收周 围环境中DNA分子的生理状态,B正确;为保证正向连接, PCR时应在sacB 基因上游引物的5'端添加 BamHⅠ识别 序列,在sacB 基因下游引物的5'端添加EcoRⅠ识别序列,C 正确;具有双重选择系统的大肠杆菌在含四环素的培养基中 生长,在含蔗糖的培养基中不生长,D错误。 4.B 构建基因表达载体时需要限制酶切割Ti质粒的磷酸二 酯键,A错误;依据题干信息可知,Wx 基因启动子序列的改 变影响了RNA聚合酶与启动子的识别和结合,从而改变了 Wx 基因的转录水平,但是编码直链淀粉合成酶的碱基序列 中不含启动子,所以与野生型水稻相比,3个突变品系中的 直链淀粉合成酶的氨基酸序列相同,B正确;WxmRNA需 先经过逆转录形成DNA,然后才能进行PCR扩增,C错误; 根据图示可知,品系3的 WxmRNA最少,控制合成的直链 淀粉分支酶最少,直链淀粉合成量最少,糯性最高,D错误。 5.B 生产LCB1用到了蛋白质工程,其中一些步骤用到了基 因工程的操作技术,例如人工合成DNA,A正确;由题意可 知蛋白质LCB1是一种自然界中不存在的蛋白质,故不能从 细胞中获取相应的基因,B错误;S蛋白的抗体能与S蛋白 RBD特异性结合,而根据题干可知:LCB1可与S蛋白RBD 紧密结 合,说 明 LCB1的 结 构 可 能 与S蛋 白 的 抗 体 类 似, C正确;由于LCB1可与S蛋白RBD紧密结合,故LCB1可 依据S蛋白的RBD结构进行设计,D正确。 6.A 蛋白质工程的实质是通过改变基因的结构达到改变蛋 白质功能的目的,A错误;蛋白质工程的基础是蛋白质分子 的结构规律及其与生物功能的关系,通过基因修饰或基因合 成,对现有蛋白质进行基因改造,或制造一种新的蛋白质,以 满足人类的生产和生活的需要,B正确;蛋白质工程可对药 用蛋白进行改造,使其更适合人类医疗需要,更好地用于人 类疾病的治疗,C正确;蛋白质功能的发挥依赖于其复杂的 空间结构,当前限制蛋白质工程发展的关键因素是人们对蛋 白质的高级结构了解太少,D正确。 [综合演练] 1.C 由图可知,产生的是黏性末端,所以可知限制酶在它识 别序列的中轴线 两 侧 将 DNA的 两 条 链 分 别 切 开 的,A正 确;由图可知,图1中含有酶1和酶2,能产生4个黏性末 端,图2中含有酶3,能产生2个黏性末端,B正确;限制酶切 割的是特定核苷酸序列之间的磷酸二酯键,不会切割氢键, C错误;限制酶能够识别双链 DNA分子的特 定 核 苷 酸 序 列,并且使每一条链中特定部位的磷酸二酯键断开,图示中 酶1、酶2和酶3可以为不同种类的限制酶,D正确。 2.D 利用DNA不溶于酒精但某些蛋白质溶于酒精的原理可 以将DNA析出,进而达到分离DNA和蛋白质的目的,A正 确;二苯胺试剂能与DNA反应呈蓝色,鉴定DNA时需使用 二苯胺试剂,该试剂需现用现配,加入后置于沸水浴加热, B正确;进行琼脂糖凝胶电泳时,长度相同的DNA片段质量 相近,会在同一位置出现条带,C正确;新合成的子链都有引 物,母链不含引物,存在于两个 DNA分子中,一共有24= 16个DNA,因此利用PCR扩增4次后,得到的DNA含两 种引物的DNA片段所占比例为14/16=7/8,D错误。 3.C 过程③是将干扰素基因和细菌质粒进行重组,该过程需 要用到限制性内切核酸酶和 DNA连接酶,A正确;过程② 常用PCR扩增目的基因,扩增原理是DNA的半保留复制, 在PCR过程温度较高,需要用到热稳定DNA聚合酶,B正 确;过程③使用限制性内切核酸酶对质粒进行切割时,需要 注意质粒上的启动子、终止子和标记基因,C错误;过程④为 将目的基因导入到受体细胞中,最后必须对干扰素进行功 能活性鉴定,根据鉴定结果判断该实验是否成功,D正确。 4.C 大米中携带的霍乱毒素B相当于抗原,能激发人体产生 特异性免疫反应,使机体产生记忆细胞,A正确;该项研究 成功的标志是人体产生相应的记忆细胞和针对霍乱毒素B 的特异性抗体,当相应抗原进入机体后,记忆细胞可增殖分 化形成浆细胞,产生大量抗体,抗体与霍乱毒素结合,B正 确;抗体是浆细胞分泌的,C错误;“大米疫苗”的研制主要利 用了基因重组的原理,该“大米疫苗”生产简单、成本低廉且 效果明显,可造福世界人民,D正确。 5.解析 (1)根据题图质粒与目的基因上的相关酶切位点分 析,SalⅠ和 NheⅠ的作用位点在目的基因中间,会破坏目的 基因,则在引物设计时不能选择添加这两种限制酶的识别 位点,只能在XhoⅠ、MunⅠ和EcoRⅠ中选择;由于LacZ 基 因和AmpR 基因中均有 MunⅠ的识别序列,若选择 MunⅠ, 会导致标记基因都被破坏,而无法筛选;而质粒上EcoRⅠ的 作用位 点 在 只 在 一 种 标 记 基 因(即 LacZ 基 因)上,选 择 EcoRⅠ只会破坏一种标记基因,仍然保留了另一个标记基 因以供筛选,同时为了避免目的基因、质粒的自身环化同时 保证目的基因正确连接到质粒上(防止反向连接),需要再 选择XhoⅠ限 制 酶 进 行 双 酶 切。若 要 目 的 基 因 两 侧 带 有 EcoRⅠ和XhoⅠ这两种限制酶切割的黏性末端,则需要在 (扩增目的基因)设计PCR引物时,添加限制酶 EcoRⅠ和 XhoⅠ的识别序列。 (2)根据碱基互补配对原则,B链的第28位氨基酸—脯氨酸 (密码子为CCU)替换为天冬氨酸(密码子为GAU),则需要 将转录模板链相应位置GGA改为CTA,那么与之结合的相 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 —35— 应引物的序列应由CCT改为 GAT。从大引物和目的基因 的结合位点分析,若选择①链,由于其是与目的基因中间部 位结合,导致其延伸的片段并不是完整的目的基因片段,只 有选择②链才能与目的基因的3'端结合,然后从②链的3' 端添加核苷酸才能获得完整的目的基因片段,因此要获得 带有诱变 点 的 改 良 基 因,引 物 应 选 用 大 引 物 两 条 链 中 的 ②链。利用大引物②链作为下游引物和常规上游引物共同 进行PCR时,根据PCR过程和DNA分子半保留复制特点 可知,前两轮循环 产 生 的 四 个 DNA分 子 的 两 条 链 均 不 等 长,第三次循环产 生 的 DNA分 子 存 在 等 长 的 两 条 核 苷 酸 链,即仅含两种引物之间的改良基因序列。 (3)已知β-半乳糖苷酶可以分解无色的X-gal产生蓝色物质 使菌落呈现蓝色,否则菌落为白色。而结合题图,目的基因 的插入破坏了LacZ 基因的结构,使其不能正常表达,无法 产生β-半乳糖苷酶,底物X-gal不会被分解,则菌落呈现白 色。故应将转化后的大肠杆菌接种到添加了氨苄青霉素和 X-gal的培养基上,筛选出的白色的菌落即为含有重组质粒 的大肠杆菌菌落。 答案 (1)EcoRⅠ和XhoⅠ 胰岛素基因中有SalⅠ和 Nhe Ⅰ的识别序列,选用这两种会破坏目的基因;LacZ 基因和 AmpR 基因中均有 MunⅠ的识别序列,会导致无法筛选;选 EcoRⅠ和XhoⅠ能避免目的基因、质粒的自身环化和反向 连接,使目的基因和质粒正确连接 (2)将CCT改为GAT ② 3 (3)氨苄青霉素、X-gal 白 [真题体验] 1.B 由于引物只能引导子链从5'到3',根据碱基互补配对原 则,其中一个引物序列为5'-TGCGCAGT-3',A正确;根据三 种酶的酶切位点,左侧的黏性末端是使用 NheⅠ切割形成 的,右边的黏性末端是用CfoⅠ切割形成的,B错误;用步骤 ①的酶对载体进行酶切,使用了 NheⅠ和CfoⅠ进行切割, 根据他们的识别位点以及原本DNA的序列,切割之后至少 获得了2个片段,C正确;图中形成的是黏性末端,而E.coli DNA连接酶只能连接黏性末端;T4DNA连接酶既可连接 平末端,又可连接黏性末端,D正确。 2.B 为实时监控CD163蛋白的表达和转运过程,则拼接在一 起的红色荧光蛋白RFP 基因与CD163基因都得转录和翻 译,使其表达成一条多肽,因此拼接在一起的CD163基因转 录形成的mRNA中不能出现终止密码子,否则红色荧光蛋 白RFP 基因转录形成的mRNA不能进行翻译,无法合成红 色荧光蛋白,因此该拼接过程的关键步骤是除去CD163基 因中编码终止密码子的序 列,B符 合 题 意,A、C、D不 符 合 题意。 [易错清零] 1.D 构建L1-GFP 融合基因需要先用限制酶处理获得L1基 因和GFP 基因,并将二者连接,故需要用到E1、E2、E4三种 酶,A正确;根据题意,限制酶E1~E4处理产生的黏性末端 均不相同,E1、E4双酶切可以有效减少载体自身连接和融 合基因自身连接,保证L1-GFP 融合基因与载体准确连接, B正确;GFP 基因可作为标记基因用于检测目的基因是否 表达,根据表达出的荧光蛋白(GFP)在紫外光或蓝光激发下 会发出绿色荧光,利用这一特性可用于检测细胞中目的基 因是否表达,C正确;为了获得L1蛋白,因为受精卵具有全 能性,因而可将表达载体转入受精卵中而不是乳腺细胞,用 于培育乳汁中含有L1蛋白的转基因羊,D错误。 2.D 由图可知,以原来的每条母链为模板经第一轮合成的两 个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,故第三轮 循环共 产 生8个 DNA 分 子,其 中 含 有 引 物 A 的 分 子 是 7个,即占7/8,D错误。 作业(四) 生物技术安全性问题 [知识巩固]———跟踪训练 1.C 转基因作物的长期、大规模种植有利于侵染力更强的害 虫的出现,因为转基因生物能起到选择作用,A错误;转基 因生物可能会对生物多样性构成威胁,也可能会影响生态 系统的稳定性,B错误;严格选择种植区域可减少转基因作 物发生外源基因扩散的可能性,降低风险,C正确;有证据表 明某种转基因食品有害,应该马上停止实验,并销毁该重组 生物,而不应全面禁止转基因技术在食品上的应用,D错误。 2.D 理性看待转基因技术不是人云亦云,更不是诋毁科学创 新、造谣惑众,而是需要以完备的相关科学知识为基础,即 清晰地了解转基因技术的原理和操作规程,A正确;在基因 表达载体上,除了有目的基因、启动子、终止子等外,还需要 标记基因,故转基因食品风险评估时还需考虑标记基因的 安全性问题,B正确;商家不应该利用公众对转基因食品“恐 惧”的心理,把“非转基因”作为推销的噱头,C正确;不同物 种之间存在生殖隔离,染色体数目和形态差异较大。将不 同生物的DNA进行转移和重组一般只会引起某些性状发 生改变,不会引起生殖隔离,可以创造出新品种,但一般不 能产生新物种,D错误。 3.C 生殖性克隆的目的是产生一个完整的人,治疗性克隆只 是为了获得特定的细胞、组织或器官,从而达到治疗疾病的 目的,A正确;用 干 细 胞 诱 导 形 成 组 织、器 官,无 需 破 坏 胚 胎,且诱导形成的干细胞可来自病人本身,将其移植给病人 可避免免疫排斥反应,因此在治疗性克隆中干细胞的研究 前景广阔,B正确;干细胞的研究不能用于其它非法途径,因 此是受限制的,C错误;理论上通过人类基因组编写技术也 能克隆出具有相同基因组的人,D正确。 4.D 治疗性克隆的目的是得到组织或器官,用于治疗疾病; 生殖性克隆的目的是通过无性繁殖得到相同的个体,A错 误;治疗性克隆不需要进行胚胎移植,B错误;生殖性克隆人 属于无性繁殖,不能丰富人类基因的多样性,C错误;克隆人 一旦成功,将严重威胁着人类社会的稳定,打破原有的人际 关系,可能引发一系列社会伦理、道德和法律问题,故应研 究治疗性克隆而禁止生殖性克隆,D正确。 [综合演练] 1.B 转基因食物产品通常导入了外来基因,由于基因间的互 作机制等原因,安全检测是必需的,A错误;α-淀粉酶基因与 目的基因一起转入植物得以表达可产生α-淀粉酶,该α-淀 粉酶可降解花粉粒中的淀粉,造成植物转基因花粉不育,有 效避免了转基因作物通过花粉将转基因传播给其它作物品 种,B正确;将药用蛋白基因与乳腺中特异表达的基因的启 动子等调控元件重组在一起构建基因表达载体导入动物受 精卵中可制备乳腺生物反应器,而不是导入乳腺中,C错误; 我国政府禁止生殖性克隆,坚持四不原则(不赞成、不允许、 不支持、不接受任何生殖性克隆人实验),不反对治疗性克 隆,并不是不接受任何形式的转基因生物实验,D错误。 2.B 生殖性克隆是指通过克隆技术产生独立生存的新个体, 但不允许利用该技术对人类的基因进行改造,更不允许对 人进行克隆,A错误;生殖性克隆能克隆出独立生存的新个 体,生殖性克隆人破坏了人类基因多样性的天然属性,不利 于人类的生存和进化,B正确;目前,克隆技术不成熟,也存 在伦理问题,不允许运用该技术进行生殖性克隆人的研究, C错误;生殖性克隆人存在伦理道德问题,在任何条件下,都 不允许进行生殖性克隆人,D错误。 3.D 转基因产品加贴“转基因”标识的目的是维护消费者的 知情权和选择权,A错误;我国政府坚持主张对治疗性克隆 进行有效监控和严格审查,B错误;通过基因筛查禁止重大 疾病基因携带者就业,属于基因歧视,C错误;转基因技术有 利有弊,需要基于完备的科学知识理性的讨论转基因作物 的安全性问题,D正确。 4.D 在转基因研究工作中,科学家会采取很多方法防止基因 污染。例如,我国科学家将来自玉米的α-淀粉酶基因与目 的基因一起转入植物中,由于α-淀粉酶基因可以阻断淀粉 储藏使花粉 失 去 活 性,因 而 可 以 防 止 转 基 因 花 粉 的 传 播, A正确;中国政府禁止生殖性克隆,坚持四不原则(不赞成、 不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人实验),不反对治 疗性克隆,B正确;生物武器有多种类型,包括致病菌类、病 毒类、生化毒剂类等;生物武器的致病能力强、攻击范围广, 因而会给人类的生存安全构成了严重威胁,C正确;人类利 用试管婴儿技术解决不孕夫妇的生育问题,D错误。 5.解析 (1)据题意可知,蛋白酶抑制剂为分泌蛋白,故合成 番茄蛋白酶抑制剂的具体部位是核糖体,合成后还需要在 内质网和高尔基体中加工才具有生物活性,即核糖体上合 成的肽链不具生物活性。 (2)这种抗玉米螟玉米品种的培育技术属于转基因技术,这种 变异的原理为基因重组,该过程实现了对目标生物的定向改造。 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 —45—