专题1基因工程专题质量检测
(时间：90分钟，满分：100分)
一、选择题(本题共20小题，每小题2.5分，满分50分)
1．基因工程技术也称DNA重组技术，其实施必须具备的4个必要条件是( )
A．工具酶、目的基因、运载体、受体细胞
B．重组DNA、RNA聚合酶、内切酶、连接酶
C．模板DNA、信使RNA、质粒、受体细胞
D．目的基因、限制性内切酶、运载体、体细胞
答案：A
2．下列关于限制酶的说法正确的是( )
A．限制酶广泛存在于各种生物中，但微生物中很少
B．一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列
C．不同的限制酶切割DNA后都会形成黏性末端
D．限制酶的作用部位是特定核苷酸形成的氢键
解析：选B。此题主要考查限制酶的有关知识。限制酶能识别双链DNA的某种特定核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开；DNA分子经限制酶切割会形成黏性末端和平末端两种形式。
3．镰刀型细胞贫血症的病因是血红蛋白基因的碱基序列发生了改变。检测这种碱基序列改变必须使用的酶是( )
A．解旋酶 B．DNA连接酶
C．限制酶 D．RNA聚合酶
解析：选C。要检测某种基因的碱基序列，必须将该基因先用限制酶从DNA分子中切割下来，再通过DNA扩增，检测其中的碱基序列。
4．由于质粒与目的基因具有相同的黏性末端，结合过程中不可能出现下列哪种情况( )
A．形成环状的外源DNA
B．可能形成环状的载体DNA
C．可能出现重组DNA
D．只出现重组DNA
解析：选D。DNA连接酶连接黏性末端时，处理的目的基因不是一个，所以出现的DNA有多种情况，A、B、C三种情况都可能出现。
5．现有一长度为1000碱基对(bp)的DNA分子，用限制性核酸内切酶EcoRⅠ酶切后得到的DNA分子仍是1000bp，用KpnⅠ单独酶切得到400bp和600bp两种长度的DNA分子，用EcoRⅠ、KpnⅠ同时酶切后得到200bp和600bp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。由题干条件可知用EcoRⅠ酶切后，并不能将DNA分解为两段，故可判断为环状DNA，再根据“用EcoRⅠ、Kpn Ⅰ同时酶切后得到200bp和600bp两种长度的DNA分子”可得到答案D。
6．下列哪项不是基因表达载体的组成部分( )
A．启动子 B．终止密码
C．标记基因 D．复制原点
解析：选B。基因表达载体的组成中启动子、标记基因、终止子是必需含有的。而载体的一个必要条件是必须具备自我复制能力。
7．目前科学家把兔子血红蛋白基因导入大肠杆菌细胞中，在大肠杆菌细胞中合成了兔子的血红蛋白，下列哪一项不是这一先进技术的理论依据( )
A．所有生物共用一套遗传密码
B．基因能控制蛋白质的合成
C．兔子血红蛋白基因与大肠杆菌的DNA都是由四种脱氧核苷酸构成，都遵循相同的碱基互补配对原则
D．兔子与大肠杆菌有共同的原始祖先
解析：选D。本题考查了基因工程的理论基础。转基因生物体内的外源基因能够成功表达是建立在下列基础之上的：所有生物共用一套遗传密码；具有细胞结构的不同生物遗传物质的组成一样，即都是由四种脱氧核苷酸连接而成的长链，然后根据碱基互补配对原则组成双链；不同生物体内蛋白质的合成都要在核糖体上完成，且都需经过转录和翻译过程。
8．在基因工程技术中，需要用氯化钙处理的步骤是( )
A．目的基因的提取
B．目的基因与载体结合
C．将目的基因导入受体细胞
D．目的基因的检测与表达
解析：选C。氯化钙处理的是细胞壁，增加细胞壁的通透性，使重组质粒进入细胞内部。
9．日本下村修、美国沙尔菲和钱永健因在发现绿色荧光蛋白(GFP)等研究方面作出突出贡献，获得2008年度诺贝尔化学奖。GFP在紫外光的照射下会发出绿色荧光。依据GFP的特性，你认为该蛋白在生物工程中的应用价值是( )
A．作为标记基因，研究基因的表达
B．作为标记蛋白，研究细胞的转移
C．注入肌肉细胞，繁殖发光小白鼠
D．标记噬菌体外壳，示踪DNA路径
答案：B
10．科学家已经能够通过基因工程的方法，使番茄果肉细胞含有人奶蛋白。下列有关该基因工程的叙述中，错误的是( )
A．采用反转录的方法得到的目的基因有启动子、终止子
B．用同种限制酶处理质粒和含目的基因的DNA，可产生相同的黏性末端而形成重组DNA分子
C．番茄的叶肉细胞可作为受体细胞
D．启动子对于目的基因在番茄的叶肉细胞中表达是不可缺少的
解析：选A。本题主要考查了基因工程的有关知识。反转录法获取目的基因时，由于是根据氨基酸的序列推测基因中的碱基序列，因此，合成的基因中并不含有启动子、终止子。在基因工程中，必须用相同的限制酶处理质粒和目的基因的DNA，这样可产生相同的黏性末端，以便能形成重组DNA分子。基因工程中，常用的受体细胞有大肠杆菌、枯草杆菌、土壤农杆菌、酵母菌和动植物细胞等，因此番茄的叶肉细胞可作为受体细胞。在基因表达的过程中，启动子对于目的基因在番茄的叶肉细胞中的表达起一定的作用，是不可缺少的，它位于基因的首端，是RNA聚合酶识别和结合的部位，有了它才能驱动基因转录出mRNA，最终获得所需的蛋白质。
11．某科学家从细菌中分离出耐高温淀粉酶(Amy)基因a，通过基因工程的方法，将基因a与载体结合后导入马铃薯植株中，经检测发现Amy在成熟块茎细胞中存在。下列有关这一过程的叙述不正确的是( )
A．获取基因a的限制酶的作用部位是图中的①
B．连接基因a与载体的DNA连接酶的作用部位是图中的②
C．基因a进入马铃薯细胞后，可随马铃薯DNA分子的复制而复制，传给子代细胞
D．通过该技术人类实现了定向改造马铃薯的遗传性状
答案：B
12．人们试图利用基因工程的方法，用乙种生物生产甲种生物的一种蛋白质。生产流程是：
甲生物的蛋白质―→mRNA目的基因与质粒DNA重组导入乙细胞获得甲生物的蛋白质
下列说法正确的是( )
A．①过程需要的酶是逆转录酶，原料是A、U、G、C
B．②要用限制性内切酶切断质粒DNA，再用DNA连接酶将目的基因与质粒连接在一起
C．如果受体细胞是动物细胞，③过程可用农杆菌转化法
D．④过程中用的原料不含有A、U、G、C
答案：B
13．科学家运用基因工程技术将人的胰岛素基因与大肠杆菌的质粒DNA分子重组，并且在大肠杆菌体内获得成功表达。图示a处为胰岛素基因与大肠杆菌质粒DNA结合的位置，它们彼此能结合的依据是( )
A．基因自由组合定律
B．半保留复制原则
C．基因分离定律
D．碱基互补配对原则
解析：选D。基因工程过程中构建重组DNA分子时，首先是用同一种限制酶切割后的目的基因与质粒的黏性末端通过碱基互补配对形成氢键，然后，用DNA连接酶把缺口“缝合”。
14．下列叙述符合基因工程概念的是( )
A．B淋巴细胞与肿瘤细胞融合，杂交瘤细胞中含有B淋巴细胞中的抗体基因
B．将人的干扰素基因重组到质粒后导入大肠杆菌，获得能产生人干扰素的菌株
C．用紫外线照射青霉菌，使其DNA发生改变，通过筛选获得青霉素高产菌株
D．自然界中天然存在的噬菌体自行感染细菌后其DNA整合到细菌DNA上
解析：选B。基因工程是在生物体外，通过对DNA分子进行人工“剪切”和“拼接”，对生物的基因进行改造和重新组合，然后导入受体细胞内进行无性繁殖，使重组基因在受体细胞内表达，产生出人类所需要的基因产物。所以B项符合基因工程概念，而A项为动物细胞工程，C项为诱变育种，D项无人为因素不属于基因工程。
15．不属于利用基因工程方法生产的药物是( )
A．干扰素 B．白细胞介素
C．青霉素 D．乙肝疫苗
解析：选C。本题考查基因工程的应用——基因工程药品异军突起。通过基因工程生产的药物现有胰岛素、干扰素、白细胞介素、溶血栓剂、凝血因子、人造血液代用品、乙肝疫苗等。而青霉素是发酵工程的产品之一。
16．在烟草的叶片中含有大量的烟碱，当把烟草嫁接到番茄上时，烟草的叶就不含烟碱了。反之，嫁接到烟草上的番茄叶中却含有烟碱。这说明( )
A．烟草根部能合成烟碱
B．烟草叶受番茄的影响，遗传性状发生改变
C．番茄叶受烟草的影响，遗传性状发生改变
D．只有依赖烟草根部吸收某种物质，烟草叶片才能合成烟碱
解析：选A。由题意知，嫁接到烟草上的番茄叶中含有烟碱说明烟碱肯定不是番茄叶合成的，只能由烟草根部合成。
17．关于基因工程和蛋白质工程的说法正确的是( )
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结构
C．蛋白质工程就是改造蛋白质的分子结构
D．基因工程能创造出自然界根本不存在的基因，蛋白质工程能创造出自然界根本不存在的蛋白质
解析：选A。基因工程的操作对象是基因，属于分子水平上的操作；蛋白质工程的操作对象是DNA和蛋白质分子，二者都属于分子水平上的操作。
18．如果科学家通过转基因工程，成功地把一位女性血友病患者的造血干细胞进行改造，使其凝血功能恢复正常。那么，她后来所生的儿子中( )
A．全部正常 B．一半正常
C．全部有病 D．不能确定
解析：选C。改造的是造血干细胞，生殖细胞没有改造，因此她产生的卵细胞上仍然带有致病基因，所生的儿子全部有病。
19．猪的胰岛素用于人体时降血糖效果不明显，原因是猪胰岛素分子中有一个氨基酸与人的不同。为了使猪胰岛素用于治疗人类糖尿病，用蛋白质工程的蛋白质分子设计的最佳方案是( )
A．对猪胰岛素进行一个氨基酸的替换
B．将猪胰岛素和人胰岛素进行拼接组成新的胰岛素
C．将猪和人的胰岛素混合在一起治疗糖尿病
D．根据人的胰岛素设计制造一种全新的胰岛素
答案：A
20．蛋白质工程是新崛起的一项生物工程，又称第二代基因工程。下图示意蛋白质工程流程，图中A、B在遗传学上依次表示( )
蛋白质工程
中心法则
A．转录和翻译 B．翻译和转录
C．复制和转录 D．传递和表达
答案：A
二、非选择题(本题共4小题，满分50分)
21．(12分)下图为利用生物技术获得生物新品种的过程，据图回答：
(1)在基因工程中，A→B为________技术，利用的原理是________，其中①为________过程。
(2)B→C为抗虫棉的培育过程，其中③过程常用的方法是________。要确定目的基因(抗虫基因)导入受体细胞后是否能稳定遗传并表达，需进行检测和鉴定工作，请写出在个体生物学水平上的鉴定过程：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：在基因工程中，A→B为DNA扩增过程，又称PCR技术，利用的原理是DNA分子复制，其中①为解旋过程；B→C为抗虫棉培育过程，③过程为将目的基因导入细胞的过程，常用方法为农杆菌转化法。
答案：(1)PCR DNA分子复制 DNA解旋
(2)农杆菌转化法 让害虫吞食转基因棉花的叶子，观察害虫的存活情况，以确定是否具有抗虫性状
22．(12分)降钙素是一种多肽类激素，临床上用于治疗骨质疏松症等。人的降钙素活性很低，半衰期较短。某科学机构为了研发一种活性高、半衰期长的新型降钙素，从预期新型降钙素的功能出发，推测相应的脱氧核苷酸序列，并人工合成了两条72个碱基的DNA单链，两条链通过18个碱基对形成部分双链DNA片段，再利用Klenow酶补平，获得双链DNA，过程如图。
在此过程中发现，合成较长的核苷酸单链易产生缺失碱基的现象。分析回答下列问题：
(1)Klenow酶是一种____________________酶。
(2)获得的双链DNA经EcoR Ⅰ(识别序列和切割位点—G↓AATC—)和BamH Ⅰ(识别序列和切割位点—G↓GATCC—)双酶切后插入到大肠杆菌质粒中，筛选含重组质粒的大肠杆菌并进行DNA测序验证。
①大肠杆菌是理想的受体细胞，这是因为它
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②设计EcoR Ⅰ和BamH Ⅰ双酶切的目的是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
③要进行重组质粒的鉴定和选择，需要大肠杆菌质粒中含有________。
(3)经DNA测序说明，最初获得的多个重组质粒，均未发现完全正确的基因序列，最可能的原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案：(1)DNA聚合
(2)①繁殖快、是单细胞、遗传物质相对较少等
②保证目的基因和载体定向连接(或防止目的基因和载体在酶切后产生的末端发生任意连接) ③标记基因
(3)合成的核苷酸单链仍较长，产生缺少碱基的现象
23．(12分)酵母菌的维生素、蛋白质含量高，可生产食品和药品等。科学家将大麦细胞的LTP1基因植入啤酒酵母菌中，获得的啤酒酵母菌种可产生LTP1蛋白，并酿出泡沫丰富的啤酒。基本的操作过程如下：
(1)该技术定向改变了酵母菌的性状，这在可遗传变异的来源中属于________。
(2)从大麦细胞中可直接分离获得LTP1基因，还可采用________方法获得目的基因。本操作中为了将LTP1基因导入酵母菌细胞内，所用的运载体是________。
(3)此操作中可以用分别含有青霉素、四环素的两种选择培养基进行筛选，则有C进入的酵母菌在选择培养基上的生长情况是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)除了看啤酒泡沫丰富与否外，还可以怎样检测LTP1基因在啤酒酵母菌中的表达？
解析：(1)基因重组一般是指生物体进行有性生殖的过程中，控制不同性状的基因的重新组合。题目中将大麦的LTP1基因重组入啤酒酵母菌中，也属于基因重组。
(2)获得目的基因有两条途径：一是用“鸟枪法”直接分离获得目的基因，一种是用人工合成的方法获得目的基因。基因工程中常用的运载体是质粒。
(3)质粒中含有抗青霉素基因，如果成功导入受体细胞，重组酵母菌在有青霉素的培养基上能存活，但不能在含有四环素的培养基上存活。
(4)目的基因是否表达，可以通过检测特定的性状或者目的基因是否合成相应的蛋白质进行确定。
答案：(1)基因重组
(2)人工合成 质粒
(3)在含有青霉素的培养基上能存活，但不能在含有四环素的培养基上存活
(4)检验转基因啤酒酵母菌能否产生LTP1蛋白。
24．(14分)利用动物乳腺生产产品的技术称为动物乳腺反应器技术。青岛“崂山奶山羊乳腺反应器研制”项目通过鉴定，该项目产生的药用蛋白具有表达效率高、成本低、安全性高、易于分离纯化的优点，可产生干扰素、乙肝表面抗原及抗凝血酶Ⅲ等医药产品，造福人类。
请根据这一科技成果的研究过程回答问题：
(1)研究人员用DNA测序仪显示了基因组的某DNA片段一条链的碱基排列顺序图片。其中图1的碱基排列顺序已经解读，基顺序是：GGTTATGCGT，请解读图2显示的碱基排列顺序：________________________________________________________________________。
(2)科学家从相关基因组中获取了目的基因，并采用________技术对目的基因进行扩增，然后将目的基因与质粒等载体组合形成了重组载体。在重组载体的构建过程中需要的工具酶有________________________________________________________________________。
(3)在基因工程操作过程中，基因工程的核心是________________________，一个基因表达载体的组成必须有标记基因，其作用是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)如何检测和鉴定目的基因已被成功导入羊体内？请写出两种方法。
解析：根据图1与相对应的碱基序列可知，由左到右第一列应为碱基A，第二列为碱基C，第三列是碱基G，第四列是碱基T，由此推知图2的碱基序列为GATGCGTTCG；目的基因的扩增用PCR技术；在将目的基因与载体结合时需要用到限制性核酸内切酶和DNA连接酶，标记基因的作用是鉴别受体细胞中是否导入了目的基因。目的基因的检测与鉴定有：DNA分子杂交(检测是否导入了目的基因)、DNA与mRNA杂交、抗原与抗体杂交等。
答案：(1)GATGCGTTCG
(2)PCR(聚合酶链式反应) 限制性核酸内切酶、DNA连接酶
(3)基因表达载体的构建 为了鉴别受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来
(4)DNA分子杂交；DNA与mRNA分子杂交；抗原—抗体杂交；从羊的乳汁中提取干扰素。(以上任意写出两点即可)
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