专题训练26 基因工程一、选择题1.应用基因工程方法,可将酵母菌制造成“工程菌”,用于生产乙肝疫苗。在制造该“工程菌”时,应向酵母菌导入( )A.乙肝病毒的表面抗原B.抗乙肝病毒抗体的基因C.抗乙肝病毒的抗体D.乙肝病毒的表面抗原的基因2.下列关于DNA连接酶的理解,正确的是( )A.其化学本质是蛋白质B.DNA连接酶可以恢复DNA分子中的氢键C.它不能被反复使用D.在基因工程操作中可以用DNA聚合酶代替DNA连接酶3.获取目的基因时要用到限制性核酸内切酶。限制性核酸内切酶起作用的位置是( )A.aB.bC.cD.d4.对下图所示粘性末端的说法错误的是( )A.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B.甲、乙具有相同的粘性末端,可形成重组DNA分子,但甲、丙之间不能C.甲、乙、丙粘性末端是由各自不同的限制性核酸内切酶催化产生的D.切割甲的限制性核酸内切酶不能识别由甲、乙片段形成的重组DNA分子5.如图表示一项重要的生物技术,对图中物质d的描述,正确的是( )A.a通常存在于细菌体内,目前尚未发现真核生物体内有类似的结构B.b识别特定的核苷酸序列,并将A与T之间的氢键切开C.c连接双链间的A和T,使粘性末端处碱基互补配对D.若d的基因序列未知,可从基因文库获取6.下图是利用基因工程培育抗虫植物的示意图。以下相关叙述,正确的是( )A.②的构建需要限制性核酸内切酶和DNA聚合酶参与B.③侵染植物细胞后,重组Ti质粒整合到④的染色体上C.④的染色体上若含抗虫基因,则⑤就表现出抗虫性状D.⑤只要表现出抗虫性状就表明植株发生了可遗传变异7.采用基因工程的方法培育抗虫棉,下列导入目的基因的做法正确的是( )5\n①将毒素蛋白注射到棉受精卵中 ②将编码毒素蛋白的DNA序列注射到棉受精卵中 ③将编码毒素蛋白的DNA序列与质粒重组,导入细菌,用该细菌感染棉的体细胞,再进行组织培养 ④将编码毒素蛋白的DNA序列与细菌质粒重组,注射到棉的子房并进入受精卵A.①②B.②③C.③④D.④①二、非选择题8.为了更好地分解石油,通过基因工程产生超级细菌。下图a表示基因工程中经常选用的载体——pBR322质粒,Ampr表示氨苄青霉素抗性基因,Tetr表示四环素抗性基因。目的基因如果插入某抗性基因中,将使该基因失活而不再具有相应的抗性。为了检査载体是否导入原本没有Ampr和Tetr的大肠杆菌(受体细胞),将大肠杆菌涂布在含氨苄青霉素的培养基上培养,得到如图b的结果(黑点表示菌落)。再将灭菌绒布按到培养基上,使绒布面沾上菌落,然后将绒布按到含四环素的培养基上培养,得到如图c的结果(空圈表示与b对照无菌落的位置)。据此分析并回答下列问题。(1)将重组的DNA分子导入受体细胞时,用 处理大肠杆菌,增大 。 (2)pBR322质粒的化学本质是 ,其控制着 等性状。与图c空圈相对应的图b中的菌落表现型是 ,由此说明目的基因插入了 中。 (3)基因工程成功的标志是 。 9.科学家将鱼抗冻蛋白基因转入番茄,使番茄的耐寒能力大大提高,可以在相对寒冷的环境中生长。质粒上有PstⅠ、SmaⅠ、HindⅢ、AluⅠ等四种限制性核酸内切酶切割位点,如图是转基因抗冻番茄培育过程的示意图(Ampt为抗氨苄青霉素基因),其中①~④是转基因抗冻番茄培育过程中的相关步骤,Ⅰ、Ⅱ表示相关结构或细胞。请据图回答下列问题。(1)在构建重组DNA时,可用一种或多种限制性核酸内切酶进行切割,为了避免目的基因和载体在酶切后产生的末端发生任意连接,在此实验中应该选用限制性核酸内切酶 分别对 、 进行切割,切割后产生的DNA片段分别为 、 种。 (2)培养基中的氨苄青霉素会抑制番茄愈伤组织细胞的生长,要利用该培养基筛选已导入鱼的抗冻蛋白基因的番茄细胞,应使Ⅰ重组DNA中含有 作为标记基因。 (3)研究人员通常采用 法将鱼抗冻蛋白基因导入番茄细胞内。 10.下图为利用生物技术获得生物新品种的过程示意图。据图回答下列问题。5\n(1)随着科技发展,获取目的基因的方法也越来越多,如乙图中的“抗虫基因”是利用甲图中的方法获取的,该方法称为 。此过程中所使用的酶是 。 (2)在培育转基因植物的研究中,卡那霉素抗性基因(kanr)常作为标记基因,只有含卡那霉素抗性基因的细胞才能在卡那霉素培养基上生长。乙图为获得抗虫棉技术的流程。A过程需要的酶有 、 。图中将目的基因导入植物受体细胞需先再导入用氯化钙处理的 。C过程的培养基除含有必要营养物质、琼脂和激素外,还必须加入 。 (3)离体棉花叶片组织经E成功地培育出了转基因抗虫植株,此过程涉及的细胞工程技术是 ,该技术的原理是 。 (4)过程 属于脱分化,过程 属于再分化,细胞发生分化的根本原因是 。科学家将植物细胞培养到 ,包上人工种皮,制成了神奇的人工种子,以便更好地大面积推广培养。 (5)质粒是基因工程最常用的载体,有关质粒的说法正确的是 。 A.质粒不仅存在于细菌中,某些病毒也具有B.细菌的基因只存在于质粒上C.质粒为小型环状DNA分子,存在于拟核外的细胞溶胶中D.质粒是基因工程中的重要工具酶之一专题训练26 基因工程1.D 解析 乙肝疫苗是指减毒或灭毒的乙肝病毒,利用基因工程生产乙肝疫苗时,应向酵母菌导入目的基因,即乙肝病毒的表面抗原的基因。2.A 解析 DNA连接酶的化学本质为蛋白质,其功能是将具有末端碱基互补的2个DNA片段连接在一起,形成重组DNA分子,A项正确;DNA连接酶的作用部位为磷酸二酯键,B项错误;酶可以被反复使用,C项错误;DNA聚合酶是以一条脱氧核酸链为模板,将单个脱氧核苷酸连接成DNA单链片段,与DNA聚合酶的作用机理不同,基因工程中不可用DNA聚合酶替代DNA连接酶,D项错误。3.A 解析 限制性核酸内切酶是一种识别和切割DNA分子内一小段特殊核苷酸序列的酶,其作用部位在两个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键,即图示中部位a,A项符合题意。5\n4.A 解析 DNA连接酶的作用位点为磷酸二酯键,即图示中的a位置,A项错误;甲、乙具有相同的粘性末端(—TTAA),可形成重组DNA分子,但甲、丙粘性末端不同,两者不能形成重组DNA分子,B项正确;限制性核酸内切酶特异性识别DNA序列,由题图可知甲、乙、丙的粘性末端是由不同的限制性核酸内切酶催化产生的,C项正确;甲与乙片段形成的重组DNA分子序列与甲的序列不同,识别甲的限制性核酸内切酶不能识别由甲、乙片段形成的重组DNA分子,D项正确。5.D 解析 a为质粒,通常存在于细菌体内,但是真核生物酵母菌也有质粒,A项错误;b为限制性核酸内切酶,识别特定的核苷酸序列并在特定的位点进行切割,切割的是DNA两条链上的磷酸二酯键,而不是氢键,B项错误;c为DNA连接酶,主要作用是将两个DNA片段连接起来,形成磷酸二酯键,C项错误;d为目的基因,其获取方法有鸟枪法、人工合成法、从基因文库获取等。若d的基因序列未知,可从基因文库获取,D项正确。6.D 解析 构建载体需要限制酶和DNA连接酶,A项错误;③侵染植物细胞后,重组Ti质粒上的T-DNA整合到④的染色体上,B项错误;染色体上含有目的基因,但目的基因也可能不能转录或者不能翻译,或者表达的蛋白质不具有生物活性,C项错误;植株表现出抗虫性状,说明含有目的基因,属于基因重组,为可遗传变异,D项正确。7.C 解析 将毒素蛋白直接注射到棉受精卵中,没有获得目的基因,子代细胞不会有抗虫性状,①错误;将编码毒素蛋白的DNA序列直接注射到棉受精卵中而没有将目的基因与运载体结合,这样目的基因是不会被保留下来的,很容易被水解掉,②错误;基因工程中,在导入目的基因前,首先要获得目的基因即编码毒素蛋白的DNA序列,然后要将目的基因与运载体结合,采用适宜的方法导入植物细胞,再通过植物组织培养获得转基因植株,③正确;获得基因表达载体后,可将其导入受精卵,受精卵具有发育的全能性,④正确。8.(1)氯化钙 细胞壁的通透性(2)DNA 抗氨苄青霉素和抗四环素 能抗氨苄青霉素,但不能抗四环素 Tetr(3)目的基因在受体细胞中表达解析 (1)将目的基因导入微生物细胞一般采用钙离子转化法,即将重组的DNA分子导入受体细胞时,用氯化钙处理大肠杆菌,增大细胞壁的通透性。(2)pBR322质粒的化学本质是DNA,分析图解可知,该质粒含有Ampr和Tetr两种抗性基因,控制着抗氨苄青霉素和抗四环素等性状。图b中的菌落能抗氨苄青霉素,图c中的实心圈能抗氨苄青霉素和四环素,所以与图c空圈相对应的图b中的菌落能抗氨苄青霉素,但不能抗四环素,由此说明目的基因插入了四环素抗性基因(Tetr)中。(3)基因工程成功的标志是目的基因在受体细胞中表达。9.(1)PstⅠ、SmaⅠ 含鱼抗冻蛋白基因的DNA 质粒 4 2 (2)抗氨苄青霉素基因 (3)农杆菌转化解析 (1)在构建基因表达载体时,如果目的基因和载体用同一种限制酶切割,产生的粘性末端相同,将会发生自身环化现象,故应选用不同的限制酶分别对目的基因和载体切割,以产生不同的粘性末端,故应选用PstⅠ和SmaⅠ对含鱼抗冻蛋白基因的DNA和质粒进行切割,PstⅠ和SmaⅠ在鱼抗冻蛋白基因的DNA上共有3个酶切位点,切割后产生4个DNA片段,而环状质粒上有两个酶切位点,切割后产生2个DNA片段。(2)具有抗氨苄青霉素基因的细胞能在含氨苄青霉素的培养基中生长,故基因表达载体Ⅰ中应含有抗氨苄青霉素基因作为标记基因。(3)将目的基因导入植物细胞的常用方法是农杆菌转化法。10.(1)PCR技术 Taq聚合酶(2)限制酶 DNA连接酶 农杆菌 卡那霉素(3)植物组织培养 植物细胞的全能性(4)C D 基因的选择性表达 胚状体(5)C解析 (1)甲图是利用PCR技术扩增目的基因。图中①为高温变性过程,与细胞中DNA复制过程相比,该过程不需要解旋酶。③是中温延伸过程,该过程是在热稳定DNA聚合酶(Taq5\n酶)作用下进行延伸的。(2)基因表达载体构建过程中需要限制酶和DNA连接酶。将目的基因导入植物受体细胞需先再导入用氯化钙处理的农杆菌。质粒上的标记基因是卡那霉素抗性基因,因此C过程的培养基除含有必要营养物质、激素、琼脂外,还必须加入卡那霉素。(3)将离体棉花叶片组织培育成转基因抗虫植株,需采用植物组织培养技术,该技术的原理是植物细胞的全能性。(4)过程C属于脱分化,过程D属于再分化,细胞发生分化的根本原因是基因的选择性表达。科学家将植物细胞培养到胚状体,包上人工种皮,制成了神奇的人工种子,以便更好地大面积推广培养。(5)病毒中不含质粒,A项错误;细菌的基因主要存在于拟核中,只有少量基因存在于质粒上,B项错误;质粒为小型环状DNA分子,存在于拟核外的细胞溶胶中,C项正确;质粒能作为基因工程的运载体,但不是工具酶,D项错误。5
