专题一基因工程

专题一基因工程练习一

1. 正常细胞中含有抑癌的P53基因，若它失活而不能表达，则基因突变的细胞易形成肿瘤。基因治疗肿瘤是根本的方法，腺病毒以其嗜好增殖细胞和对人体基本无害而成为良好的基因载体。野生型腺病毒含有抑制P53基因活性的55Kda基因，以及病毒复制基因E1，因此需要重新构建有疗效的、安全的腺病毒。图甲、乙中箭头所指为相应限制酶切点。

(1)构建重组腺病毒时，限制酶最好选择_________________，这样既可以去除________基因以防止病毒

复制后损伤健康细胞，同时还能破坏____________基因以防止其___________________________。

(2)将目的基因与腺病毒重组时，重组的成功率较低，依然还有大量非重组的野生型病毒的DNA，这是

因为_____________________ ________。

(3)某DNA分子片段含有1 000个碱基对(即bp)。经扩增后，通过只用限制酶EcoRⅠ与同时用EcoRⅠ

和HalⅢ两种方法切割，其电泳结果如图丙所示，可推断限制酶HalⅢ在该DNA片段上的切割点有

________个。

2. 某一质粒载体如图所示，外源DNA插入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BamHⅠ酶切后，与用BamHⅠ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

的基因的细胞是不能区分的，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________ ____。

3.(2015·全国卷Ⅰ)HIV属于逆转录病毒，是艾滋病的病原体。回答下列问题：

(1)用基因工程方法制备HIV的某蛋白(目的蛋白)时，可先提取HIV中的____________，以其作为模板，在_______ ___的作用下合成_____ ______，获取该目的蛋白的基因，构建重组表达载体，随后导入受体细胞。

(2)从受体细胞中分离纯化出目的蛋白，该蛋白作为抗原注入机体后，刺激机体产生的可与此蛋白结合的相应分泌蛋白是__________。该分泌蛋白可用于检测受试者血清中的HIV，检测的原理是_____ __ __ 。

(3)已知某种菌导致的肺炎在健康人群中罕见，但是在艾滋病患者中却多发。引起这种现象的根本原因是HIV主要感染和破坏了患者的部分____________细胞，降低了患者免疫系统的防卫功能。

(4)人的免疫系统有________ ____癌细胞的功能，艾滋病患者由于免疫功能缺陷，易发生恶性肿瘤。

4、据下图表回答问题：

几种限制酶识别序列切割位点表：

(1)假设所用的限制酶均能将所识别的位点完全切开，采用EcoRⅠ和PstⅠ酶切含有目的基因的DNA，能得到_____种DNA片段。如果将质粒载体和含目的基因的DNA片段只用EcoRⅠ酶切，酶切产物再加入DNA连接酶，其中由两个DNA片段之间连接形成的产物有_____ __、____ _ __、____ ___。

(2)为了防止载体酶切后的末端任意连接，酶切时应该选用的酶是____ ___、_____ ___。

5.(2016·全国卷Ⅲ)图(a)中的三个DNA片段上依次表示出了EcoRⅠ、BamHⅠ和Sau3AⅠ三种限制性核酸内切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EcoRⅠ、Sau3AⅠ的切点是唯一的)。

根据基因工程的有关知识，回答下列问题：

(1)经BamHⅠ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______ ____。

专题一基因工程练习二

6.(2016·海南高考)基因工程又称为DNA重组技术，回答相关问题：

(1)在基因工程中，获取目的基因主要有两大途径，即_____ ___和从_______ _中分离。

(2)利用某植物的成熟叶片为材料，同时构建cDNA文库和基因组文库，两个文库相比，cDNA文库中含有的基因数目比基因组文库中的少，其原因是_______ _____ (3)在基因表达载体中，启动子是________聚合酶识别并结合的部位。若采用原核生物作为基因表达载体的受体细胞，最常用的原核生物是______ __。

(4)将目的基因通过基因枪法导入植物细胞时，常用的携带目的基因的金属颗粒有_______和_______颗粒。

7.(2014·全国卷Ⅱ)植物甲具有极强的耐旱性，其耐旱性与某个基因有关，若从该植物中获得该耐旱基因，并将其转移到耐旱性低的植物乙中，有可能提高后者的耐旱性。回答下列问题：

(1)理论上，基因组文库含有生物的____________基因；而cDNA文库含有生物的__________基因。

(2)若要从植物甲中获得耐旱基因，可首先建立该植物的基因组文库，再从中__________出所需的耐旱基因。

(3)将耐旱基因导入农杆菌，并通过农杆菌转化法将其导入植物_______的体细胞中，经过一系列的过程得到再生植株。要确认该耐旱基因是否在再生植株中正确表达，应检测此再生植株中该基因的________ __ __，如果检测结果呈阳性，再在田间试验中检测植株的_______ _____是否得到提高。

(4)假如用得到的二倍体转基因耐旱植株自交，子代中耐旱与不耐旱植株的数量比为3∶1时，则可推测该耐旱基因整合到了______ ____(填“同源染色体的一条上”或“同源染色体的两条上”)。

8.(2016·天津高考)人血清白蛋白(HSA)具有重要的医用价值，只能从人血浆中制备。下图是以基因工程技术获取重组HSA(rHSA)的两条途径。

(1)为获取HSA基因，首先需采集人的血液，提取____ ____合成总cDNA，然后以cDNA

为模板，采用PCR技术扩增HSA基因。下图中箭头表示一条引物结合模板的位置及扩增方向，请用箭头在方框内标出另一条引物的位置及扩增方向。

(2)启动子通常具有物种及组织特异性，构建在水稻胚乳细胞内特异表达rHSA的载体，需要选择的启动子是________(填写字母，单选)。

A.人血细胞启动子

B.水稻胚乳细胞启动子

C.大肠杆菌启动子

D.农杆菌启动子

(3)利用农杆菌转化水稻受体细胞的过程中，需添加酚类物质，其目的是______________________ __ _ _。

(4)人体合成的初始HSA多肽，需要经过膜系统加工形成正确的空间结构才能有活性。与途径Ⅱ相比，选择途径Ⅰ获取rHSA的优势是______________ ____。(5)为证明rHSA具有医用价值，须确认rHSA与________的生物学功能一致。

9.下图是将基因A导入大肠杆菌细胞内制备“工程菌”的示意图。请回答问题：

(1)可用基因A的mRNA为模板，在________酶的作用下合成单链DNA，再在____________酶的作用下合成双链DNA，从而获得基因A。

(2)对获得的基因A通常采用PCR技术来扩增其数量，PCR是_____ ___的过程，在该过程所用酶最大的特点是_________________________________________。

(3)由基因A和载体B拼接形成基因表达载体C，C的组成包括基因A、________、________和标记基因等。

(4)将基因A导入大肠杆菌D之前，常用________处理大肠杆菌以便吸收重组DNA分子。可以通过基因表达载体上的________________来筛选含有基因A的受体细胞，从而获得工程菌。

10.(2015·全国卷Ⅱ)已知生物体内有一种蛋白质(P)，该蛋白质是一种转运蛋白，由305个氨基酸组成。如果将P分子中158位的丝氨酸变成亮氨酸，240位的谷氨酰胺变成苯丙氨酸，改变后的蛋白质(P1)不但保留P的功能，而且具有了酶的催化活性。回答下列问题：

(1)从上述资料可知，若要改变蛋白质的功能，可以考虑对蛋白质的_____ _______进行改造。

(2)以P基因序列为基础，获得P1基因的途径有修饰____________基因或合成____________基因。所获得的基因表达时是遵循中心法则的，中心法则的全部内容包括_____ _______的复制；以及遗传信息在不同分子之间的流动，即：____________ ___________。

(3)蛋白质工程也被称为第二代基因工程，其基本途径是从预期蛋白质功能出发，通过_____ _____ _ _和_______ _____，进而确定相对应的脱氧核苷酸序列，据此获得基因，再经表达、纯化获得蛋白质，之后还需要对蛋白质的生物____________进行鉴定。

11.据相关资料回答下列有关问题：(1)如图是转基因抗冻番茄培育过程的部分示意图(Ampr为抗氨苄青霉素基因)，甲、乙表示相关结构或细胞。PstⅠ酶和SmaⅠ酶切割基因后将产生不同的黏性末端。图中甲代表的是____ __，乙可代表____ ___，可用____ ____和____ __ _ _提取鱼的抗冻蛋白基因以避免目的基因末端发生任意连接，用此二酶切割质粒产生的DNA片

段有________种。

(2)重症联合免疫缺陷症(简称SCID)是代表一种体液和细胞免疫严重缺陷的综合征。患者先天腺苷酸脱氨酶(ada)基因缺乏，运用现代生物技术进行治疗，可以使患者的免疫功能得到很大的修复。如图表示治疗SCID的过程，在这个实例中，携带人正常ada基因的细菌相当于__ ______，充当“分子运输车”的是______ ___，目的基因是___ _____，受体细胞是___ ___ _ _，该种治疗方法称为____ ____。

1、答案：(1)EcoRⅠ和BamHⅠE155Kda抑制P53基因的活性

(2)切下片段有可能与原基因重新结合(3)2

2、答案：(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含有质粒载体含有插入了目的基因的重组质粒(或含有重组质粒)二者均含有氨苄青霉素抗性基因，在该培养基上均能生长四环素(3)受体细胞

3、答案：(1)RNA逆转录酶cDNA(或DNA)

(2)抗体抗原抗体特异性结合(其他合理答案也可)

(3)T(或T淋巴)(4)监控和清除

4、答案：(1)4质粒载体-质粒载体连接物目的基因-目的基因连接物质粒载体-目的基因连接物(2)EcoRⅠSmaⅠ

5、答案：(1)Sau3AⅠ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(其他合理答案亦可)

(3)E·coliDNA连接酶T4DNA连接酶T4DNA连接酶

6、答案：(1)人工合成生物材料(其他合理答案亦可)

(2)cDNA文库中只含有叶细胞已转录(或已表达)的基因，而基因组文库中含有该植物的全部基因(其他合理答案亦可)(3)RNA大肠杆菌(或细菌)

(4)金粉钨粉

7、答案：(1)全部部分(2)筛选(3)乙表达产物

耐旱性(4)同源染色体的一条上

8、答案：(1)总RNA(或mRNA)

(2)B

(3)吸引农杆菌移向水稻受体细胞，有利于目的基因成功转化

(4)水稻是真核生物，具有膜系统，能对初始rHSA多肽进行高效加工

(5)HSA

9、答案：(1)逆转录DNA聚合

(2)多聚酶链式反应耐高温

(3)启动子终止子

(4)Ca2+标记基因

10.答案：(1)氨基酸序列(或结构)

(2)P P1DNA和RNA(或遗传物质)

DNA→RNA、RNA→DNA、RNA→蛋白质(或转录、逆转录、翻译)

(3)设计蛋白质的结构推测氨基酸序列功能

11、答案：(1)基因表达载体(或重组质粒)番茄细胞PstⅠ酶SmaⅠ酶2(2)基因文库病毒腺苷酸脱氨酶(ada)基因患者体内分离出的T淋巴细胞体外基因治疗