一、(本題共20小題,每小題2.5分,滿分50分) 1.基因工程技術(shù)也稱DNA重組技術(shù),其實施必須具備的4個必要條件是( ) A.工具酶、目的基因、運載體、受體細胞 B.重組DNA、RNA聚合酶、內(nèi)切酶、連接酶 C.模板DNA、信使RNA、質(zhì)粒、受體細胞 D.目的基因、限制性內(nèi)切酶、運載體、體細胞 答案:A 2.下列關(guān)于限制酶的說法正確的是( ) A.限制酶廣泛存在于各種生物中,但微生物中很少 B.一種限制酶只能識別一種特定的核苷酸序列 C.不同的限制酶切割DNA后都會形成黏性末端 D.限制酶的作用部位是特定核苷酸形成的氫鍵 解析:選B。此題主要考查限制酶的有關(guān)知識。限制酶能識別雙鏈DNA的某種特定核苷酸序列,并且使每一條鏈中特定部位的兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷開;DNA分子經(jīng)限制酶切割會形成黏性末端和平末端兩種形式。 3.鐮刀型細胞貧血癥的病因是血紅蛋白基因的堿基序列發(fā)生了改變。檢測這種堿基序列改變必須使用的酶是( ) A.解旋酶 B.DNA連接酶 C.限制酶 D.RNA聚合酶 解析:選C。要檢測某種基因的堿基序列,必須將該基因先用限制酶從DNA分子中切割下來,再通過DNA擴增,檢測其中的堿基序列。 4.由于質(zhì)粒與目的基因具有相同的黏性末端,結(jié)合過程中不可能出現(xiàn)下列哪種情況( ) A.形成環(huán)狀的外源DNA B.可能形成環(huán)狀的載體DNA C.可能出現(xiàn)重組DNA D.只出現(xiàn)重組DNA 解析:選D。DNA連接酶連接黏性末端時,處理的目的基因不是一個,所以出現(xiàn)的DNA有多種情況,A、B、C三種情況都可能出現(xiàn)。 5.現(xiàn)有一長度為1000堿基對(bp)的DNA分子,用限制性核酸內(nèi)切酶EcoRⅠ酶切后得到的DNA分子仍是1000bp,用KpnⅠ單獨酶切得到400bp和600bp兩種長度的DNA分子,用EcoRⅠ、KpnⅠ同時酶切后得到200bp和600bp兩種長度的DNA分子。該DNA分子的酶切圖譜正確的是( ) 解析:選D。由題干條件可知用EcoRⅠ酶切后,并不能將DNA分解為兩段,故可判斷為環(huán)狀DNA,再根據(jù)“用EcoRⅠ、Kpn Ⅰ同時酶切后得到200bp和600bp兩種長度的DNA分子”可得到答案D。 6.下列哪項不是基因表達載體的組成部分( ) A.啟動子 B.終止密碼 C.標記基因 D.復(fù)制原點 解析:選B。基因表達載體的組成中啟動子、標記基因、終止子是必需含有的。而載體的一個必要條件是必須具備自我復(fù)制能力。 7.目前科學(xué)家把兔子血紅蛋白基因?qū)氪竽c桿菌細胞中,在大腸桿菌細胞中合成了兔子的血紅蛋白,下列哪一項不是這一先進技術(shù)的理論依據(jù)( ) A.所有生物共用一套遺傳密碼 B.基因能控制蛋白質(zhì)的合成 C.兔子血紅蛋白基因與大腸桿菌的DNA都是由四種脫氧核苷酸構(gòu)成,都遵循相同的堿基互補配對原則 D.兔子與大腸桿菌有共同的原始祖先 解析:選D。本題考查了基因工程的理論基礎(chǔ)。轉(zhuǎn)基因生物體內(nèi)的外源基因能夠成功表達是建立在下列基礎(chǔ)之上的:所有生物共用一套遺傳密碼;具有細胞結(jié)構(gòu)的不同生物遺傳物質(zhì)的組成一樣,即都是由四種脫氧核苷酸連接而成的長鏈,然后根據(jù)堿基互補配對原則組成雙鏈;不同生物體內(nèi)蛋白質(zhì)的合成都要在核糖體上完成,且都需經(jīng)過轉(zhuǎn)錄和翻譯過程。 8.在基因工程技術(shù)中,需要用氯化鈣處理的步驟是( ) A.目的基因的提取 B.目的基因與載體結(jié)合 C.將目的基因?qū)胧荏w細胞 D.目的基因的檢測與表達 解析:選C。氯化鈣處理的是細胞壁,增加細胞壁的通透性,使重組質(zhì)粒進入細胞內(nèi)部。 9.日本下村修、美國沙爾菲和錢永健因在發(fā)現(xiàn)綠色熒光蛋白(GFP)等研究方面作出突出貢獻,獲得2008年度諾貝爾化學(xué)獎。GFP在紫外光的照射下會發(fā)出綠色熒光。依據(jù)GFP的特性,你認為該蛋白在生物工程中的應(yīng)用價值是( ) A.作為標記基因,研究基因的表達 B.作為標記蛋白,研究細胞的轉(zhuǎn)移 C.注入肌肉細胞,繁殖發(fā)光小白鼠 D.標記噬菌體外殼,示蹤DNA路徑 答案:B 10.科學(xué)家已經(jīng)能夠通過基因工程的方法,使番茄果肉細胞含有人奶蛋白。下列有關(guān)該基因工程的敘述中,錯誤的是( ) A.采用反轉(zhuǎn)錄的方法得到的目的基因有啟動子、終止子 B.用同種限制酶處理質(zhì)粒和含目的基因的DNA,可產(chǎn)生相同的黏性末端而形成重組DNA分子 C.番茄的葉肉細胞可作為受體細胞 D.啟動子對于目的基因在番茄的葉肉細胞中表達是不可缺少的 解析:選A。本題主要考查了基因工程的有關(guān)知識。反轉(zhuǎn)錄法獲取目的基因時,由于是根據(jù)氨基酸的序列推測基因中的堿基序列,因此,合成的基因中并不含有啟動子、終止子。在基因工程中,必須用相同的限制酶處理質(zhì)粒和目的基因的DNA,這樣可產(chǎn)生相同的黏性末端,以便能形成重組DNA分子;蚬こ讨,常用的受體細胞有大腸桿菌、枯草桿菌、土壤農(nóng)桿菌、酵母菌和動植物細胞等,因此番茄的葉肉細胞可作為受體細胞。在基因表達的過程中,啟動子對于目的基因在番茄的葉肉細胞中的表達起一定的作用,是不可缺少的,它位于基因的首端,是RNA聚合酶識別和結(jié)合的部位,有了它才能驅(qū)動基因轉(zhuǎn)錄出mRNA,最終獲得所需的蛋白質(zhì)。 11.某科學(xué)家從細菌中分離出耐高溫淀粉酶(Amy)基因a,通過基因工程的方法,將基因a與載體結(jié)合后導(dǎo)入馬鈴薯植株中,經(jīng)檢測發(fā)現(xiàn)Amy在成熟塊莖細胞中存在。下列有關(guān)這一過程的敘述不正確的是( ) A.獲取基因a的限制酶的作用部位是圖中的① B.連接基因a與載體的DNA連接酶的作用部位是圖中的② C.基因a進入馬鈴薯細胞后,可隨馬鈴薯DNA分子的復(fù)制而復(fù)制,傳給子代細胞 D.通過該技術(shù)人類實現(xiàn)了定向改造馬鈴薯的遺傳性狀 答案:B 12.人們試圖利用基因工程的方法,用乙種生物生產(chǎn)甲種生物的一種蛋白質(zhì)。生產(chǎn)流程是: 甲生物的蛋白質(zhì)?→mRNA??→①目的基因??→②與質(zhì)粒DNA重組??→③導(dǎo)入乙細胞??→④獲得甲生物的蛋白質(zhì) 下列說法正確的是( ) A.①過程需要的酶是逆轉(zhuǎn)錄酶,原料是A、U、G、C B.②要用限制性內(nèi)切酶切斷質(zhì)粒DNA,再用DNA連接酶將目的基因與質(zhì)粒連接在一起 C.如果受體細胞是動物細胞,③過程可用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法 D.④過程中用的原料不含有A、U、G、C 答案:B 13.科學(xué)家運用基因工程技術(shù)將人的胰島素基因與大腸桿菌的質(zhì)粒DNA分子重組,并且在大腸桿菌體內(nèi)獲得成功表達。圖示a處為胰島素基因與大腸桿菌質(zhì)粒DNA結(jié)合的位置,它們彼此能結(jié)合的依據(jù)是( ) A.基因自由組合定律 B.半保留復(fù)制原則 C.基因分離定律 D.堿基互補配對原則 解析:選D;蚬こ踢^程中構(gòu)建重組DNA分子時,首先是用同一種限制酶切割后的目的基因與質(zhì)粒的黏性末端通過堿基互補配對形成氫鍵,然后,用DNA連接酶把缺口“縫合”。 14.下列敘述符合基因工程概念的是( ) A.B淋巴細胞與腫瘤細胞融合,雜交瘤細胞中含有B淋巴細胞中的抗體基因 B.將人的干擾素基因重組到質(zhì)粒后導(dǎo)入大腸桿菌,獲得能產(chǎn)生人干擾素的菌株 C.用紫外線照射青霉菌,使其DNA發(fā)生改變,通過篩選獲得青霉素高產(chǎn)菌株 D.自然界中天然存在的噬菌體自行感染細菌后其DNA整合到細菌DNA上 解析:選B;蚬こ淌窃谏矬w外,通過對DNA分子進行人工“剪切”和“拼接”,對生物的基因進行改造和重新組合,然后導(dǎo)入受體細胞內(nèi)進行無性繁殖,使重組基因在受體細胞內(nèi)表達,產(chǎn)生出人類所需要的基因產(chǎn)物。所以B項符合基因工程概念,而A項為動物細胞工程,C項為誘變育種,D項無人為因素不屬于基因工程。 15.不屬于利用基因工程方法生產(chǎn)的藥物是( ) A.干擾素 B.白細胞介素 C.青霉素 D.乙肝疫苗 解析:選C。本題考查基因工程的應(yīng)用——基因工程藥品異軍突起。通過基因工程生產(chǎn)的藥物現(xiàn)有胰島素、干擾素、白細胞介素、溶血栓劑、凝血因子、人造血液代用品、乙肝疫苗等。而青霉素是發(fā)酵工程的產(chǎn)品之一。 16.在煙草的葉片中含有大量的煙堿,當把煙草嫁接到番茄上時,煙草的葉就不含煙堿了。反之,嫁接到煙草上的番茄葉中卻含有煙堿。這說明( ) A.煙草根部能合成煙堿 B.煙草葉受番茄的影響,遺傳性狀發(fā)生改變 C.番茄葉受煙草的影響,遺傳性狀發(fā)生改變 D.只有依賴煙草根部吸收某種物質(zhì),煙草葉片才能合成煙堿 解析:選A。由題意知,嫁接到煙草上的番茄葉中含有煙堿說明煙堿肯定不是番茄葉合成的,只能由煙草根部合成。 17.關(guān)于基因工程和蛋白質(zhì)工程的說法正確的是( ) A.都是分子水平上的操作 B.基因工程就是改造基因的分子結(jié)構(gòu) C.蛋白質(zhì)工程就是改造蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu) D.基因工程能創(chuàng)造出自然界根本不存在的基因,蛋白質(zhì)工程能創(chuàng)造出自然界根本不存在的蛋白質(zhì) 解析:選A;蚬こ痰牟僮鲗ο笫腔颍瑢儆诜肿铀缴系牟僮;蛋白質(zhì)工程的操作對象是DNA和蛋白質(zhì)分子,二者都屬于分子水平上的操作。 18.如果科學(xué)家通過轉(zhuǎn)基因工程,成功地把一位女性血友病患者的造血干細胞進行改造,使其凝血功能恢復(fù)正常。那么,她后來所生的兒子中( ) A.全部正常 B.一半正常 C.全部有病 D.不能確定 解析:選C。改造的是造血干細胞,生殖細胞沒有改造,因此她產(chǎn)生的卵細胞上仍然帶有致病基因,所生的兒子全部有病。 19.豬的胰島素用于人體時降血糖效果不明顯,原因是豬胰島素分子中有一個氨基酸與人的不同。為了使豬胰島素用于治療人類糖尿病,用蛋白質(zhì)工程的蛋白質(zhì)分子設(shè)計的最佳方案是( ) A.對豬胰島素進行一個氨基酸的替換 B.將豬胰島素和人胰島素進行拼接組成新的胰島素 C.將豬和人的胰島素混合在一起治療糖尿病 D.根據(jù)人的胰島素設(shè)計制造一種全新的胰島素 答案:A 20.蛋白質(zhì)工程是新崛起的一項生物工程,又稱第二代基因工程。下圖示意蛋白質(zhì)工程流程,圖中A、B在遺傳學(xué)上依次表示( ) 蛋白質(zhì)工程 中心法則 A.轉(zhuǎn)錄和翻譯 B.翻譯和轉(zhuǎn)錄 C.復(fù)制和轉(zhuǎn)錄 D.傳遞和表達 答案:A 二、非(本題共4小題,滿分50分) 21.(12分)下圖為利用生物技術(shù)獲得生物新品種的過程,據(jù)圖回答: (1)在基因工程中,A→B為________技術(shù),利用的原理是________,其中①為________過程。 (2)B→C為抗蟲棉的培育過程,其中③過程常用的方法是________。要確定目的基因(抗蟲基因)導(dǎo)入受體細胞后是否能穩(wěn)定遺傳并表達,需進行檢測和鑒定工作,請寫出在個體生物學(xué)水平上的鑒定過程: ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析:在基因工程中,A→B為DNA擴增過程,又稱PCR技術(shù),利用的原理是DNA分子復(fù)制,其中①為解旋過程;B→C為抗蟲棉培育過程,③過程為將目的基因?qū)爰毎倪^程,常用方法為農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法。 答案:(1)PCR DNA分子復(fù)制 DNA解旋 (2)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法 讓害蟲吞食轉(zhuǎn)基因棉花的葉子,觀察害蟲的存活情況,以確定是否具有抗蟲性狀 22.(12分)降鈣素是一種多肽類激素,臨床上用于治療骨質(zhì)疏松癥等。人的降鈣素活性很低,半衰期較短。某科學(xué)機構(gòu)為了研發(fā)一種活性高、半衰期長的新型降鈣素,從預(yù)期新型降鈣素的功能出發(fā),推測相應(yīng)的脫氧核苷酸序列,并人工合成了兩條72個堿基的DNA單鏈,兩條鏈通過18個堿基對形成部分雙鏈DN *** 段,再利用Klenow酶補平,獲得雙鏈DNA,過程如圖。 在此過程中發(fā)現(xiàn),合成較長的核苷酸單鏈易產(chǎn)生缺失堿基的現(xiàn)象。分析回答下列問題: (1)Klenow酶是一種____________________酶。 (2)獲得的雙鏈DNA經(jīng)EcoR Ⅰ(識別序列和切割位點—G↓AATC—)和BamH Ⅰ(識別序列和切割位點—G↓GATCC—)雙酶切后插入到大腸桿菌質(zhì)粒中,篩選含重組質(zhì)粒的大腸桿菌并進行DNA測序驗證。 ①大腸桿菌是理想的受體細胞,這是因為它 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 ②設(shè)計EcoR Ⅰ和BamH Ⅰ雙酶切的目的是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 ③要進行重組質(zhì)粒的鑒定和選擇,需要大腸桿菌質(zhì)粒中含有________。 (3)經(jīng)DNA測序說明,最初獲得的多個重組質(zhì)粒,均未發(fā)現(xiàn)完全正確的基因序列,最可能的原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案:(1)DNA聚合 (2)①繁殖快、是單細胞、遺傳物質(zhì)相對較少等 ②保證目的基因和載體定向連接(或防止目的基因和載體在酶切后產(chǎn)生的末端發(fā)生任意連接) ③標記基因 (3)合成的核苷酸單鏈仍較長,產(chǎn)生缺少堿基的現(xiàn)象 23.(12分)酵母菌的維生素、蛋白質(zhì)含量高,可生產(chǎn)食品和藥品等。科學(xué)家將大麥細胞的LTP1基因植入啤酒酵母菌中,獲得的啤酒酵母菌種可產(chǎn)生LTP1蛋白,并釀出泡沫豐富的啤酒;镜牟僮鬟^程如下: (1)該技術(shù)定向改變了酵母菌的性狀,這在可遺傳變異的來源中屬于________。 (2)從大麥細胞中可直接分離獲得LTP1基因,還可采用________方法獲得目的基因。本操作中為了將LTP1基因?qū)虢湍妇毎麅?nèi),所用的運載體是________。 (3)此操作中可以用分別含有青霉素、四環(huán)素的兩種選擇培養(yǎng)基進行篩選,則有C進入的酵母菌在選擇培養(yǎng)基上的生長情況是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)除了看啤酒泡沫豐富與否外,還可以怎樣檢測LTP1基因在啤酒酵母菌中的表達? 解析:(1)基因重組一般是指生物體進行有性生殖的過程中,控制不同性狀的基因的重新組合。題目中將大麥的LTP1基因重組入啤酒酵母菌中,也屬于基因重組。 (2)獲得目的基因有兩條途徑:一是用“鳥槍法”直接分離獲得目的基因,一種是用人工合成的方法獲得目的基因;蚬こ讨谐S玫倪\載體是質(zhì)粒。 (3)質(zhì)粒中含有抗青霉素基因,如果成功導(dǎo)入受體細胞,重組酵母菌在有青霉素的培養(yǎng)基上能存活,但不能在含有四環(huán)素的培養(yǎng)基上存活。 (4)目的基因是否表達,可以通過檢測特定的性狀或者目的基因是否合成相應(yīng)的蛋白質(zhì)進行確定。 答案:(1)基因重組 (2)人工合成 質(zhì)粒 (3)在含有青霉素的培養(yǎng)基上能存活,但不能在含有四環(huán)素的培養(yǎng)基上存活 (4)檢驗轉(zhuǎn)基因啤酒酵母菌能否產(chǎn)生LTP1蛋白。 24.(14分)利用動物乳腺生產(chǎn)產(chǎn)品的技術(shù)稱為動物乳腺反應(yīng)器技術(shù)。青島“嶗山奶山羊乳腺反應(yīng)器研制”項目通過鑒定,該項目產(chǎn)生的藥用蛋白具有表達效率高、成本低、安全性高、易于分離純化的優(yōu)點,可產(chǎn)生干擾素、乙肝表面抗原及抗凝血酶Ⅲ等醫(yī)藥產(chǎn)品,造福人類。 請根據(jù)這一科技成果的研究過程回答問題: (1)研究人員用DNA測序儀顯示了基因組的某DN *** 段一條鏈的堿基排列順序圖片。其中圖1的堿基排列順序已經(jīng)解讀,基順序是:GGTTATGCGT,請解讀圖2顯示的堿基排列順序:________________________________________________________________________。 (2)科學(xué)家從相關(guān)基因組中獲取了目的基因,并采用________技術(shù)對目的基因進行擴增,然后將目的基因與質(zhì)粒等載體組合形成了重組載體。在重組載體的構(gòu)建過程中需要的工具酶有________________________________________________________________________。 (3)在基因工程操作過程中,基因工程的核心是________________________,一個基因表達載體的組成必須有標記基因,其作用是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)如何檢測和鑒定目的基因已被成功導(dǎo)入羊體內(nèi)?請寫出兩種方法。 解析:根據(jù)圖1與相對應(yīng)的堿基序列可知,由左到右第一列應(yīng)為堿基A,第二列為堿基C,第三列是堿基G,第四列是堿基T,由此推知圖2的堿基序列為GATGCGTTCG;目的基因的擴增用PCR技術(shù);在將目的基因與載體結(jié)合時需要用到限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶,標記基因的作用是鑒別受體細胞中是否導(dǎo)入了目的基因。目的基因的檢測與鑒定有:DNA分子雜交(檢測是否導(dǎo)入了目的基因)、DNA與mRNA雜交、抗原與抗體雜交等。 答案:(1)GATGCGTTCG (2)PCR(聚合酶鏈式反應(yīng)) 限制性核酸內(nèi)切酶、DNA連接酶 (3)基因表達載體的構(gòu)建 為了鑒別受體細胞中是否含有目的基因,從而將含有目的基因的細胞篩選出來 (4)DNA分子雜交;DNA與mRNA分子雜交;抗原—抗體雜交;從羊的乳汁中提取干擾素。(以上任意寫出兩點即可)
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