内容正文:
章末检测卷(三)
(时间:90分钟 满分:100分)
一、选择题(本题共15小题,每小题2分,共30分。每小题只有一个选项符合题目要求)
1.下列关于基因表达载体构建的相关叙述,不正确的是( )
A.需要限制酶和DNA连接酶
B.必须在细胞内进行
C.抗生素抗性基因可作为标记基因
D.启动子位于目的基因的首端
解析:选B 基因表达载体构建是目的基因与载体结合,在此过程中需用同一种限制酶切割目的基因与载体,用DNA连接酶将具有相同黏性末端的两个DNA片段连接起来;基因表达载体的构建是在细胞外进行的;基因表达载体包括启动子(位于基因首端使转录开始)、终止子、目的基因和标记基因等。
2.利用基因工程技术将生长激素基因导入绵羊体内,转基因绵羊生长速度比一般的绵羊提高30%,体型大50%,在基因操作过程中生长激素基因的受体细胞最好采用( )
A.乳腺细胞 B.体细胞
C.受精卵 D.精巢
解析:选C 培育转基因动物一般采用受精卵作受体细胞。
3.下列有关基因工程技术的叙述,正确的是( )
A.基因工程又叫DNA重组技术,所用的工具酶是限制酶
B.所有的限制性内切核酸酶识别同一种特定的核苷酸序列
C.形成重组质粒时,用DNA连接酶将碱基通过氢键连接
D.基因工程常用的运载体有噬菌体、动植物病毒和质粒
解析:选D 基因工程又叫DNA拼接技术,所用的工具酶是限制酶和DNA连接酶,A错误;不同的限制性内切核酸酶识别的特定核苷酸序列不同,B错误;形成重组质粒时,用DNA连接酶将双链DNA片段“缝合”起来,恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键,C错误;基因工程常用的运载体有噬菌体、动植物病毒和质粒,D正确。
4.下列有关基因工程中载体的说法,正确的是( )
A.在进行基因工程操作中,被用作载体的质粒都是天然质粒
B.所有的质粒都可以作为基因工程中的载体
C.质粒是一种独立于细菌染色体外的链状DNA分子
D.作为载体的质粒DNA分子上应有对重组DNA进行鉴定和选择的标记基因
解析:选D 在进行基因工程操作中,被用作载体的质粒是在天然质粒的基础上进行过人工改造的,A错误;具有一至多个限制酶切点、具有标记基因的质粒才可以作为基因工程中的载体,B错误;质粒是一种独立于细菌拟核DNA外的环状DNA分子,C错误;作为载体的质粒DNA分子上应有对重组DNA进行鉴定和选择的标记基因,而且能在受体细胞中复制并稳定保存,D正确。
5.为了增加菊花花色类型,研究者从其他植物中克隆出花色基因C(图1),拟将其与质粒(图2)重组,再借助农杆菌导入菊花中。
下列操作与实验目的不符的是( )
A.用限制性内切核酸酶EcoR Ⅰ和连接酶构建重组质粒
B.用含C基因的农杆菌侵染菊花愈伤组织,将C基因导入细胞
C.在培养基中添加卡那霉素,筛选被转化的菊花细胞
D.用PCR等技术检测C基因是否整合到菊花染色体上
解析:选C 目的基因C和质粒都有可被EcoR Ⅰ切割的酶切位点,另外需要DNA连接酶将切好的目的基因和质粒连接起来;愈伤组织全能性较高,是理想的植物受体细胞,将目的基因导入植物受体细胞的方法通常为农杆菌转化法;质粒中含有潮霉素抗性基因,因此选择培养基中应该加入潮霉素;使用PCR等技术可检测目的基因是否整合到受体染色体上。
6.下图表示基因工程中获取水稻某目的基因的不同方法。相关叙述正确的是( )
A.三种方法都需要酶并均在体外进行
B.①②③碱基对的排列顺序均相同
C.三种方法均属于人工合成法
D.方法a不遵循中心法则
解析:选A 这三种方法都是在体外进行的,且都用到酶(方法a需要逆转录酶和DNA聚合酶;方法b需要限制酶;方法c需要DNA聚合酶);通过方法a得到的目的基因不含有内含子,通过方法c得到的目的基因的碱基序列可能有多种,因此①②③碱基对的排列顺序不都相同;图示a和c属于人工合成法,而b是从供体细胞的DNA中直接分离目的基因的方法;方法a遵循中心法则。
7.下列有关基因工程的叙述,正确的是( )
A.DNA连接酶只能将由同一种限制性内切核酸酶切割而成的黏性末端连接起来
B.目的基因导入受体细胞后,受体细胞即发生基因突变
C.目的基因与质粒结合的过程发生在细胞外
D.常使用的载体有大肠杆菌、噬菌体和动植物病毒等
解析:选C DNA连接酶可以将不同种限制性内切核酸酶切割形成的相同的黏性末端连接起来;目的基因导入受体细胞后,受体细胞发生基因重组而不是基因突变;目的基因与质粒结合形成重组质粒的过程发生在细胞外的环境中;在基因工程中,常使用的载体有质粒、噬菌体和动植物病毒等。
8.下列有关基因工程和操作工具的叙述,正确的是( )
A.质粒常被用作载体的原因之一是质粒上具有标记基因
B.RNA聚合酶能与信使RNA的特定位点结合,催化遗传信息的转录
C.利用显微注射法将人的生长激素基因直接导入小鼠的受精卵,培育超级小鼠
D.DNA探针可用于检测苯丙酮尿症和21三体综合征
解析:选A 因质粒上具有标记基因,所以质粒常被用作载体,将目的基因导入受体细胞。RNA聚合酶能与基因的启动子相结合,催化遗传信息的转录。利用显微注射法将重组DNA导入小鼠的受精卵,目的基因才能够得以表达。DNA探针可用于检测苯丙酮尿症,但不能用于检测21三体综合征。
9.下列叙述能表明目的基因完成了表达的是( )
A.抗虫棉植株中检测到杀虫蛋白基因
B.马铃薯块茎中含有抗病毒的基因
C.从转基因酵母中提取到干扰素
D.从大肠杆菌细胞中获得人胰岛素基因的mRNA
解析:选C 抗虫棉植株中检测到杀虫蛋白基因,马铃薯块茎中含有抗病毒基因,说明目的基因已经导入受体细胞,但不能判断目的基因是否表达。从大肠杆菌中获取人胰岛素基因的mRNA,说明人胰岛素基因已经进行了转录过程,但不能确定是否进行了翻译过程。
10.对下图所示黏性末端的相关说法错误的是( )
A.甲、乙、丙黏性末端是由各自不同的限制性内切核酸酶催化产生的
B.甲、乙具相同的黏性末端,可形成重组DNA分子,但甲、丙之间不能
C.DNA连接酶作用位点在b处,催化磷酸基团和脱氧核糖之间形成化学键
D.切割甲的限制性内切核酸酶不能识别由甲、乙片段形成的重组DNA分子
解析:选C 甲图表示在G和A之间进行剪切,乙图表示在C和A之间进行剪切,丙图表示在C和T之间进行剪切,因此三者需要不同的限制性内切核酸酶进行剪切;甲和乙的黏性末端相同,能够通过碱基互补配对形成重组DNA分子,但甲和丙不行;DNA连接酶作用的位点是磷酸二酯键,乙图中的a和b分别表示磷酸二酯键和氢键;甲和乙形成的重组DNA分子相应位置的DNA碱基序列为,而甲图表示在G和A之间切割,所以该重组序列不能被切割甲的限制性内切核酸酶识别。
11.现有一长度为1 000个碱基对(bp)的DNA分子,用限制性内切核酸酶EcoRⅠ酶切后得到的DNA分子仍是1 000 bp,用Kpn Ⅰ单独酶切得到400 bp和600 bp两种长度的DNA分子,用EcoR Ⅰ、Kpn Ⅰ同时酶切后得到200 bp 和600 bp 两种长度的DNA分子。该DNA分子的酶切图谱正确的是( )
解析:选D 由题意可知,此DNA分子呈环状,只留下C、D两项供选,由“用EcoR Ⅰ、Kpn Ⅰ同时酶切后得到200 bp和600 bp两种长度的DNA分子”可确定只能选D。
12.下图是某质粒的结构示意图(a、b、c代表外源基因可能的插入位点),下表是外源基因插入某位点后含重组质粒的细菌在不同培养基上的生长情况,请根据表中提供的细菌的生长情况,推测①②③三种重组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的
培养基上生长的情况
细菌在含四环素的
培养基上生长的情况
①
能生长
能生长
②
能生长
不能生长
③
不能生长
能生长
A.①是c;②是b;③是a
B.①是a和b;②是a;③是b
C.①是a和b;②是b;③是a
D.①是c;②是a;③是b
解析:选A ①细菌在两个培养基上都能生长,说明抗氨苄青霉素基因和抗四环素基因没有被破坏,外源基因插入位点是c点;②细菌在含青霉素的培养基上能生长,在含四环素的培养基上不能生长,说明抗氨苄青霉素基因没有被破坏,抗四环素基因被破坏了,外源基因插入位点是b点;③细菌在含四环素的培养基上能生长,在含氨苄青霉素的培养基上不能生长,说明抗氨苄青霉素基因被破坏了,抗四环素基因没有被破坏,外源基因插入位点是a点。
13.玫瑰有5 000多年的人工栽培历史,迄今已培育出2 500多个品种。玫瑰没有生成蓝色翠雀花素所需的“黄酮类化合物3,5-氢氧化酶”的基因,因此蓝玫瑰被认为是不可能培育成功的。但日本科研人员将蓝三叶草中的蓝色素基因植入普通玫瑰而成功培育出了蓝玫瑰,这株玫瑰的花瓣中所含的色素为蓝色。下列有关叙述正确的是( )
A.蓝色翠雀花素分布于蓝玫瑰花瓣细胞的液泡和叶绿体中
B.培育蓝玫瑰用到的工具酶是限制性内切核酸酶和DNA连接酶
C.蓝色素基因在所有玫瑰细胞中都能控制合成蓝色翠雀花素
D.蓝玫瑰的培育成功意味着人类创造了一个新的物种
解析:选B 蓝色翠雀花素分布于蓝玫瑰花瓣细胞的液泡中,叶绿体中为光合色素,A错误;日本科研人员将蓝三叶草中的蓝色素基因植入普通玫瑰而成功培育出了蓝玫瑰,为转基因工程操作,故用到的工具酶是限制性内切核酸酶和DNA连接酶,B正确;蓝色素基因在玫瑰花瓣细胞中能控制合成蓝色翠雀花素,在其他细胞中没有表达,C错误;蓝玫瑰仅仅是转入了一个外源的基因,与其他的玫瑰未产生生殖隔离,没有产生新的物种,D错误。
14.干扰素是动物体内合成的一种蛋白质,可以用于治疗病毒感染和癌症,但体外保存相当困难,如果将其分子上的一个半胱氨酸变成丝氨酸,就可以在-70℃条件下保存半年,这属于蛋白质工程的范畴。下列相关说法错误的是( )
A.蛋白质工程可以生产自然界不存在的蛋白质
B.蛋白质工程生产干扰素的过程不遵循中心法则
C.对天然干扰素的改造须通过对基因的操作来实现
D.蛋白质空间结构复杂是蛋白质工程实施难度大的重要原因
解析:选B 蛋白质工程可以生产自然界原本不存在的蛋白质,A正确;蛋白质工程生产干扰素的过程也需要基因表达,也遵循中心法则,B错误;对天然干扰素的改造须通过对基因的操作来实现,原因是任何一种天然蛋白质都是由基因编码的,改造了基因也就是对蛋白质进行了改造,而且改造过的蛋白质可以通过改造过的基因遗传下去,C正确;蛋白质工程实施的难度很大,原因是蛋白质具有十分复杂的高级结构,D正确。
15.质粒是常用的基因工程载体。下图是某种天然土壤农杆菌Ti质粒结构示意图(标示了部分基因及部分限制酶的作用位点),据图分析下列说法正确的是( )
A.图中的终止子是由三个相邻碱基组成的终止密码
B.用农杆菌转化法可将该质粒构建的表达载体导入动物细胞
C.用限制酶Ⅱ处理能防止该质粒构建的表达载体引起植物疯长
D.用限制酶Ⅰ和DNA连接酶改造后的质粒无法被限制酶Ⅱ切割
解析:选C 终止子是DNA上的一段序列,而终止密码子是mRNA上的三个相邻的碱基组成,A错误;用农杆菌转化法可将该质粒构建的表达载体导入植物细胞,B错误;由于限制酶Ⅱ所在的序列能编码产物控制合成细胞分裂素,因此用限制酶Ⅱ处理会破坏该序列,导致细胞分裂素不能正常合成,因此能防止该质粒构建的表达载体引起植物疯长,C正确;由图示可知,用限制酶Ⅰ和DNA连接酶改造后的质粒能被限制酶Ⅱ切割,D错误。
二、不定项选择题(本题共5小题,每小题3分,共15分。每小题有一个或多个选项符合题目要求,全部选对得3分,选对但不全的得1分,有选错的得0分)
16.下列关于基因工程与蛋白质工程的比较,正确是( )
A.基因工程需对基因进行分子水平操作,蛋白质工程不对基因进行操作
B.基因工程合成的是天然的蛋白质,蛋白质工程合成的不一定是天然存在的蛋白质
C.基因工程是分子水平操作,蛋白质工程是细胞水平
D.基因工程是蛋白质工程的基础,蛋白质工程是基因工程的延伸
解析:选BD 基因工程需对基因进行分子水平操作,蛋白质工程是通过修改基因或创造合成新基因来改变生物的遗传和表达形状,合成新的蛋白质,A错误;基因工程是将一种生物的基因转移到另一种生物体内,产生它本不能产生的蛋白质,进而表现出新的性状,但只能生产自然界已存在的蛋白质;蛋白质工程是通过修改基因或创造合成新基因来改变生物的遗传和表达形状,合成新的蛋白质,B正确;基因工程是分子水平操作,蛋白质工程也是分子水平,C错误;蛋白质工程从属于基因工程,蛋白质工程是第二代基因工程,D正确。
17.B基因存在于水稻基因组中,仅在体细胞和精子中正常表达,在卵细胞中不转录。为研究B基因表达对卵细胞的影响,设计并完成了如图所示的实验来获取能够在卵细胞中表达B基因的转基因植株。下列关于该实验的叙述,正确的是( )
A.B基因在水稻卵细胞中不转录,可能是B基因的启动子在卵细胞中无法启动转录
B.可利用水稻体细胞和精子中的RNA构建cDNA文库,从中获得B基因中编码蛋白的序列
C.过程②在培养基中应加入卡那霉素以检测T-DNA是否整合到水稻细胞染色体DNA上
D.在鉴定和筛选转基因植株时,可以检测加入荧光素的该植株卵细胞中是否发出荧光
解析:选ABD 启动子是与RNA聚合酶结合并能起始mRNA合成的序列,所以B基因在水稻卵细胞中不能转录,可能是B基因的启动子在卵细胞中无法启动转录,A正确;目的基因获取途径之一就是从cDNA文库中获得,B正确;检测T-DNA是否整合到水稻细胞染色体DNA上,应该用DNA分子杂交法,C错误;由于基因表达载体上有Luc基因,其表达的荧光素酶能催化荧光素产生荧光,所以在鉴定和筛选转基因植株时,可以检测加入荧光素的该植株卵细胞中是否发出荧光,D正确。
18.科学家对红细胞膜上的一种蛋白质(CHIP28)进行测序并克隆到该蛋白的cDNA,并且将含有CHIP28表达质粒的非洲爪蟾卵细胞放到低渗溶液中后,发现细胞迅速发生膨胀,而没有CHIP28表达质粒的卵细胞形状没有变化。此外,他们还将CHIP28重组到脂质体上,结果发现该脂质体也能吸水膨胀。有关叙述正确的是( )
A.构建基因表达载体时需要使用限制性内切核酸酶和DNA连接酶
B.构建表达质粒的目的是使CHIP28基因能够在卵细胞中复制和表达
C.可以利用农杆菌转化法将CHIP28表达质粒导入非洲爪蟾卵细胞
D.结果表明CHIP28参与细胞膜上水分子运输。该方式属于协助扩散
解析:选ABD 构建基因表达载体时,首先要用限制酶切割含有目的基因的外源DNA和载体,其次还需要用DNA连接酶将目的基因和载体连接形成重组DNA,A正确;构建基因表达载体的目的是使目的基因在受体细胞中稳定存在和表达,因此构建表达质粒的目的是使CHIP28基因能够在卵细胞中复制和表达,B正确;将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法,农杆菌转化法是将目的基因导入植物细胞的方法之一,C错误;结果表明CHIP28参与细胞膜上水分子运输,该方式需要蛋白质协助,属于协助扩散,D正确。
19.如图是利用奶牛乳腺生产人血清白蛋白的图解,下列相关说法不正确的是( )
A.常用纤维素酶和果胶酶将奶牛组织分散成单个细胞
B.常用显微注射技术将人血清白蛋白基因导入受体细胞
C.M应该包括早期胚胎培养、胚胎移植等过程
D.在重组细胞中检测到人血清白蛋白基因,说明目的基因在受体细胞中完成了表达
解析:选AD 常用胰蛋白酶将奶牛组织分散成单个细胞,A错误;常用显微注射技术将人血清白蛋白基因导入受体细胞,B正确;M为将重组细胞形成胚胎后移植的过程,应该包括早期胚胎培养、胚胎移植等过程,C正确;重组细胞中检测到人血清白蛋白基因,说明目的基因已导入受体细胞中,但还没有完成表达,D错误。
20.基因编辑是指将外源DNA片段导入到染色体DNA特定位点或删除基因内部片段,定点改造基因,获得预期的生物体基因序列发生遗传性改变的技术。如图是对某生物B基因进行基因编辑的过程,该过程中用sgRNA指引内切核酸酶Cas9结合到特定的靶位点。下列分析不合理的是( )
A.图中B基因缺失一段核苷酸序列可能导致染色体结构变异
B.图中sgRNA1的碱基序列和sgRNA2碱基序列相同或互补
C.Cas9可识别特定的核苷酸序列使核苷酸间的磷酸二酯键断裂
D.根据上述处理前后生物体的功能变化,可推测B基因的功能
解析:选AB 由题意知,图中B基因缺失一段核苷酸序列可能导致基因结构的改变,属于基因突变,A错误;图中sgRNA1的碱基序列和sgRNA2碱基序列结合的是不同的DNA区段,故二者一般情况下既不相同也不互补,B错误;内切核酸酶Cas9可断裂脱氧核糖核苷酸之间的磷酸二酯键,C正确;可通过破坏B基因后生物体的功能变化可推测B基因的功能,D正确。
三、非选择题(本题共5小题,共55分)
21.(13分)图(a)中的三个DNA片段上依次表示出了EcoR Ⅰ、BamH Ⅰ和Sau3A Ⅰ三种限制性内切核酸酶的识别序列与切割位点,图(b)为某种表达载体的示意图(载体上的EcoR Ⅰ、Sau3A Ⅰ的切点是唯一的)。
图(a)
根据基因工程的有关知识,回答下列问题:
(1)经BamH Ⅰ酶切后得到的目的基因可以与上述表达载体被________酶切后的产物连接,理由是________________________________________________________。
(2)若某人利用图(b)所示的表达载体获得了甲、乙、丙三种含有目的基因的重组子,如图(c)所示。这三种重组子中,不能在宿主细胞中表达目的基因产物的有______,不能表达的原因是______________________________________________。
(3)DNA连接酶是将两个DNA片段连接起来的酶,常见的有________________和____________,其中既能连接黏性末端又能连接平末端的是__________________。
解析:(1)由题图可知,BamH Ⅰ和Sau3A Ⅰ 两种限制性内切酶的共同识别序列是,二者切割可以形成相同的黏性末端,因此经BamH Ⅰ酶切得到的目的基因可以与图(b)所示表达载体被Sau3A Ⅰ酶切后的产物连接。(2)在基因表达载体中,启动子应位于目的基因的首端,终止子应位于目的基因的尾端,这样目的基因才能顺利地转录,再完成翻译过程,即顺利表达。图中甲所示的目的基因插入在启动子的上游,丙所示目的基因插入在终止子的下游,二者的目的基因均不能被转录,因此目的基因不能表达。(3)常见的DNA连接酶有E.coli DNA连接酶和T4 DNA连接酶,其中T4 DNA连接酶既能连接黏性末端又能连接平末端。
答案:(13分,除注明外每空2分)
(1)Sau3A Ⅰ(1分) 两种酶切割后产生的片段具有相同的黏性末端 (2)甲和丙 甲中目的基因插入在启动子的上游,丙中目的基因插入在终止子的下游,二者的目的基因均不能被转录(其他合理答案也可) (3)E.coli DNA连接酶 T4 DNA连接酶 T4 DNA连接酶(其他合理答案也可)
22.(9分)酵母菌的维生素、蛋白质含量高,可用于生产食品和药品等。科学家将大麦细胞中的LTP1基因植入啤酒酵母菌中,获得的啤酒酵母菌可产生LTP1蛋白,并酿出泡沫丰富的啤酒。基本的操作过程如图:
(1)该技术定向改变了酵母菌的性状,这在可遗传的变异的来源中属于________。该技术叫________技术。
(2)本操作中为了将LTP1基因导入酵母菌细胞内,所用的载体是________。要使载体与目的基因LTP1基因连接,首先应使用____________进行切割。切割完成后,利用____________将载体与目的基因LTP1基因连接。
(3)在培育过程中,所用的基因“剪刀”是________________,基因的“针线”是________,基因的“运载工具”是________。
(4)烟草DNA分子被“嫁接”上或“切割”掉某个基因,但并不影响该基因的表达,从基因功能角度考虑,说明____________________________。
解析:(1)图示采用了基因工程技术,该技术的原理是基因重组。(2)图中将目的基因导入受体细胞的运载体是质粒。要使运载体与目的基因LTP1基因连接,首先应使用限制性内切核酸酶进行切割,切割完成后,再利用DNA连接酶将运载体与LTP1基因连接。(3)基因“剪刀”是限制性内切核酸酶,基因的“针线”是DNA连接酶,基因的“运载工具”是运载体。(4)烟草DNA分子被“嫁接”上或“切割”掉某个基因,但并不影响该基因的表达,从基因功能角度考虑,说明基因是遗传物质的基本单位。
答案:(9分)(1)基因重组 基因工程
(2)质粒 同一种限制酶 DNA连接酶 (3)限制性内切核酸酶 DNA连接酶 运载体 (4)基因是遗传物质的基本单位
23.(10分)下图为培育转基因奶牛获得人血清白蛋白(HSA)的流程。回答下列问题:
(1)PCR扩增HSA基因使用的酶是____________,反应体系中需要加入两种引物,原因是________________________________________________________________________,
一个DNA分子经过三轮复制以后,同时含有两种引物的DNA分子有________个。
(2)过程①常用的方法是______________。在过程②进行之前,需对早期胚胎进行性别鉴定,可取胚胎细胞进行DNA分析,其采用的基因探针来自________(填“X”或“Y”)染色体。
(3)检测牛奶中是否含有HSA,可采用______________技术,如果在转基因牛乳汁中没有检测到HSA的存在,从构建基因表达载体的角度分析,最可能的原因是位于目的基因前后的__________________设计不理想,导致目的基因不能正常表达。
(4)有人另辟蹊径,成功培育出能生产HSA的转基因酵母菌。试指出利用转基因酵母菌生产人血清白蛋白的两点优势:____________、____________。
解析:(1)PCR扩增时需要耐高温的热稳定性DNA聚合酶;利用PCR技术扩增HSA基因时,需要加入两种引物,原因是热稳定DNA聚合酶只能从引物的3′端延伸DNA链,用两种引物才能确保DNA的两条链同时被扩增,该酶只能特异地复制处于两个引物之间的DNA序列,一个DNA分子经三轮复制以后,含有两种引物的DNA分子有6个。(2)将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法;在过程②胚胎移植进行之前,需对早期胚胎进行性别鉴定,采用的基因探针来自性染色体,其中Y染色体是雄性特有的,因此采用的基因探针来自Y染色体。(3)检测牛奶中是否含有HSA,可采用抗原—抗体杂交技术。基因表达载体的组成包括启动子、目的基因、标记基因和终止子等,如果在转基因牛乳汁中没有检测到HSA的存在,从构建基因表达载体的角度分析,最可能的原因是位于目的基因前后的启动子和终止子设计不理想,导致目的基因不能正常表达。(4)利用转基因酵母菌生产青蒿素的优势:酵母菌繁殖快、易培养、成本低,可以工业化生产、生产不受季节、气候、地域限制。
答案:(10分,除注明外每空1分)(1)热稳定DNA聚合酶(Taq酶) DNA聚合酶只能从引物的3′端延伸DNA链,用两种引物才能确保DNA的两条链同时被扩增(2分) 6 (2)显微注射法 Y (3)抗原—抗体杂交 启动子和终止子 (4)酵母菌繁殖快、易培养、成本低,可以工业化生产、生产不受季节、气候、地域限制(2分,任选两点)
24.(14分)青蒿素是最有效的抗疟疾药物,但野生黄花蒿青蒿素产量低,为缓解青蒿素供应不足的状况,科学家将tms基因和tmr基因导入黄花蒿的愈伤组织从而获得了黄花蒿的冠瘿组织,改造过程用到的部分结构如图。请据图回答:
(1)科学家将目的基因导入黄花蒿愈伤组织细胞的常用方法是____________________。
(2)图中结构P、T是基因成功转录的保证,其中结构P的作用是__________________________。为了鉴别受体细胞中是否含有目的基因,并将含有目的基因的细胞筛选出来,图中还缺少的结构是____________。
(3)在获得转基因的冠瘿组织过程中,________________________是核心步骤,在具体操作中常常使用两种能产生不同黏性末端的限制酶对目的基因和运载体的两端分别进行切割,这样做的好处是_____________________________。
(4)T-DNA的作用是可以使____________________,并插入到植物细胞中染色体的DNA上,要检测目的基因是否插入到冠瘿组织细胞的染色体DNA上,可采用____________技术。
(5)与愈伤组织相比,冠瘿组织的生长速度更快,原因可能是_________________________________________________。
解析:(1)目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法、花粉管通道法,而导入植物细胞最常用农杆菌转化法,因此,科学家将目的基因导入黄花蒿愈伤组织细胞的常用方法是农杆菌转化法。(2)图中结构P、T与基因的转录有关,即基因成功转录的保证,T为终止子,则P为启动子,它的作用是RNA聚合酶识别和结合的部位。为了鉴别受体细胞中是否含有目的基因,并将含有目的基因的细胞筛选出来,图中还缺少的结构是标记基因。(3)在获得转基因的冠瘿组织过程中,基因表达载体的构建是核心步骤,在具体操作中常常使用两种能产生不同黏性末端的限制酶对目的基因和运载体的两端分别进行切割,这样做的好处是可以避免目的基因和运载体的自身连接成环和反向连接。(4)T-DNA的作用是可以使目的基因进入植物细胞,并插入到植物细胞中染色体的DNA上,要检测目的基因是否插入到冠瘿组织细胞的染色体DNA上,可采用DNA分子杂交技术。(5)冠瘿组织的生长与细胞的分裂和伸长等有关,由此推知冠瘿组织的生长速度更快,原因可能是tms和tmr基因编码产物控制合成了生长素和细胞分裂素,促进其生长。
答案:(14分,除注明外每空2分)(1)农杆菌转化法(1分) (2)RNA聚合酶识别和结合的部位 标记基因(1分) (3)基因表达载体的构建(或构建基因表达载体) 可以避免目的基因和运载体的自身连接成环和反向连接 (4)目的基因进入植物细胞 DNA分子杂交 (5)tms和tmr基因编码产物控制生长素和细胞分裂素合成,促进了冠瘿组织的生长
25.(9分)某一质粒载体如图所示,外源DNA分子插入到Ampr或Tetr中会导致相应的基因失活(Ampr表示氨苄青霉素抗性基因,Tetr表示四环素抗性基因)。有人将此质粒载体用BamH Ⅰ酶切后,与用BamH Ⅰ酶切获得的目的基因混合,加入DNA连接酶进行连接反应,用得到的混合物直接转化大肠杆菌。结果大肠杆菌有的未被转化,有的被转化。被转化的大肠杆菌有三种,分别是含有环状目的基因、含有质粒载体、含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌。回答下列问题:
(1)质粒载体作为基因工程的工具,应具备的基本条件有________________________(答出两点即可),而作为基因表达载体,除满足上述基本条件外,还需具有启动子和终止子。
(2)如果用含有氨苄青霉素的培养基进行筛选,在上述四种大肠杆菌细胞中,未被转化的和仅含环状目的基因的细胞不能区分的,其原因是___________________________________;并且____________和________________________的细胞也是不能区分的,其原因是____________________________________________。在上述筛选的基础上,若要筛选含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌单菌落,还需使用含有________的固体培养基。
(3)基因工程中,某些噬菌体经改造后可以作为载体,其DNA复制所需的原料来自____________。
解析:(1)质粒载体作为基因工程的工具,应具备的基本条件有具有一个或多个限制酶酶切位点、具有标记基因、能够在宿主细胞中复制表达等。(2)在含有氨苄青霉素的培养基上,只有具有Ampr的大肠杆菌才能够生长。而Ampr位于质粒上,故未被转化的和仅含环状目的基因的大肠杆菌细胞中无Ampr,二者都不能生长;仅含有质粒载体的和含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌均具有Ampr,在含有氨苄青霉素的培养基上都能生长。目的基因的插入破坏了质粒载体的Tetr,故含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌不能在含有四环素的平板上生长,从而能与仅含有质粒载体的大肠杆菌区分。 (3)噬菌体是病毒,无细胞结构,营寄生生活,无法自主合成DNA,其所需的原料来自宿主细胞。
答案:(9分,除注明外每空1分)(1)能自我复制、具有标记基因 (2)二者均不含有氨苄青霉素抗性基因,在该培养基上均不生长(2分) 含有质粒载体 含有插入了目的基因的重组质粒(或答含有重组质粒) 二者均含有氨苄青霉素抗性基因,在该培养基上均能生长(2分) 四环素 (3)受体细胞
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