基因工程3
、选择题
在基因工程操作中限制性核酸内切酶是不可缺少的工具酶。下列有关限制性核酸内切酶的叙述错误的是( )
A．一种限制性核酸内切酶只能识别一种特定的脱氧核苷酸序列
B．限制性核酸内切酶的活性受温度和pH等因素的影响
C．限制性核酸内切酶可以从某些原核生物中提取
D．限制性核酸内切酶也可以识别和切割RNA
已知某种限制性内切酶在一线性DNA分子上有3个酶切位点，如上图中箭头所指。如果该线性DNA分子在3个酶切位点上都被该酶切断，则会产生a、b、c、d四种不同长度的DNA片段。现有多个上述线性DNA分子，若在每个DNA分子上至少有1个酶切位点被该酶切断，则从理论上讲，经该酶酶切后，这些线性DNA分子最多能产生长度不同的DNA片段种类数是( )
线性DNA分子的
酶切示意图
A．3 B．4 C．9 D．12
质粒是基因工程中最常用的运载体，它存在于许多细菌体内。质粒上有标记基因如图所示，通过标记基因可以推知外源基因(目的基因)是否转移成功。外源基因插入的位置不同，细菌在培养基上的生长情况也不同，下表是外源基因插入位置(插入点有a、b、c)，请根据表中提供的细菌生长情况，推测①②③三种重组后细菌的外源基因插入点，正确的一组是( )
①
②
③
细菌在含氨苄青霉素
培养基上的生长情况
能生长
能生长
不能生长
细菌在含四环素基上的生长情况
能生长
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
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
一对等位基因经某种限制性核酸内切酶切割后形成的DNA片段长度存在差异，凝胶电泳分离酶切后的DNA片段，与探针杂交后可显示出不同的带谱。根据该特性，就能将它作为标记定位在基因组的某一位置上。现有一对夫妇生了四个儿女，其中1号性状特殊(如下图)，由此可推知这四个儿女的基因型(用D、d表示)正确的是(多选) ( )
A．1号为XdXd B．2号为XDY
C．3号为Dd D．4号为DD
下图是获得抗虫棉的技术流程示意图。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。下列叙述正确的是( )
A．构建重组质粒过程中需要限制性内切酶和DNA连接酶
B．愈伤组织的分化产生了不同基因型的植株
C．卡那霉素抗性基因(kanR)中有该过程所利用的限制性内切酶的识别位点
D．抗虫棉有性生殖后代能保持抗虫性状的稳定遗传
模型是人们为了某种特定目的而对认识的对象所做的一种简化的概括性描述，模型构建是生物学教学、研究和学习的一种重要方法。对下列两个生物概念模型的理解或者分析错误的组合是 ( )
①若图1表示基因工程的操作流程图，则C表示重组质粒，D是受体细胞 ②若图1表示植物体细胞杂交过程，则A、B在融合前必须经过特殊处理——制备原生质体，形成的
C称为杂种细胞，从C到D需要的技术是植物组织培养 ③若图2中B是核移植技术，
C是胚胎移植技术，则形成d的过程体现了高度分化的动物体细胞也具有全能性 ④若图2中B表示下丘脑，C表示垂体，切断下丘脑与垂体的联系，对胰岛的影响比对甲状腺、肾上腺的影响更大
A．①② B．③④ C．①③ D．②④
上海医学遗传研究所成功培育出第一头携带人白蛋白基因的转基因牛。他们还研究出一种可大大提高基因表达水平的新方法，使转基因动物乳汁中的药物蛋白含量提高了30多倍，标志着我国转基因研究向产业化的目标又迈进了一大步。以下与此有关的叙述中，正确的是( )
A．所谓“提高基因表达水平”是指设法使牛的乳腺细胞中含有更多的人白蛋白基因
B．可将白蛋白基因导入牛的卵细胞中，通过组织培养形成转基因牛
C．人们只在转基因牛的乳汁中才能获取人白蛋白，是因为只在转基因牛的乳腺细胞中才有人白蛋白基因
D．运用基因工程技术让牛合成人白蛋白，该技术将导致定向变异
采用基因工程技术将人凝血因子基因导入山羊受精卵，培育出了转基因羊。但是人凝血因子只存在于该转基因羊的乳汁中。下列有关叙述，正确的是( )
A．人体细胞中凝血因子基因的碱基对数目，小于凝血因子氨基酸数目的3倍
B．可用显微注射技术将含有人凝血因子基因的重组DNA分子导入羊的受精卵
C．在该转基因羊中，人凝血因子基因只存在于乳腺细胞，而不存在于其他体细胞中
D．人凝血因子基因开始转录后，DNA连接酶以DNA分子的一条链为模板合成mRNA
科学家利用生物技术将人的生长激素基因导入小鼠受精卵的细胞核中，经培育获得一种转基因小鼠，其膀胱上皮细胞可以合成人的生长激素并分泌到尿液中，在医学研究及相关疾病治疗方面都具有重要意义。下列有关叙述错误的是 ( )
A．选择受精卵作为外源基因的受体细胞是因为这种细胞具有全能性
B．采用DNA分子杂交技术可检测外源基因在小鼠细胞内是否成功表达
C．人的生长激素基因能在小鼠细胞内表达，说明遗传密码在不同种生物中可以通用
D．将转基因小鼠体细胞进行核移植(克隆)，可以获得多个具有外源基因的后代
在已知某小片段基因碱基序列的情况下，获得该基因的最佳方法是( )
A．用mRNA为模板逆转录合成DNA
B．以4种脱氧核苷酸为原料人工合成
C．将供体DNA片段转入受体细胞中，再进一步筛选
D．由蛋白质的氨基酸序列推测mRNA
如图是将人的生长激素基因导入细菌B细胞内制造“工程菌”的示意图。已知细菌B细胞内不含质粒A，也不含质粒A上的基因。判断下列说法正确的是( )
A．将重组质粒导入细菌B常用的方法是显微注射法
B．将完成导入过程后的细菌涂布在含有氨苄青霉素的培养基上，能生长的只是导入了重组质粒的细菌
C．将完成导入过程后的细菌涂布在含有四环素的培养基上，能生长的就是导入了质粒A的细菌
D．目的基因成功表达的标志是受体细胞能在含有氨苄青霉素的培养基上生长
、填空题
2007年度诺贝尔生理学或医学奖授予了美国科学家马里奥·R·卡佩奇和奥利弗·史密西斯、英国科学家马丁·J·埃文斯，奖励他们创造了一套完整的“基因敲除小鼠”的方式。所谓“基因敲除小鼠”，就是先在小鼠的胚胎干细胞上通过基因重组的办法进行基因修饰，即将胚胎干细胞中的某基因改掉，然后将“修饰”后的胚胎干细胞植入小鼠的早期胚胎，生成嵌合体小鼠。这种嵌合体小鼠长大后，体内同时存在被“修饰”过的基因和未被“修饰”的基因。如果某些小鼠的生殖细胞恰巧被“修饰”过，则它们就会生出基因完全被“修饰”过的小鼠。据所学知识回答下列问题：
(1)切割目的基因时，如图所示，该限制酶能识别的碱基序列是________，切点在________之间。
(2)将目的基因转入小鼠胚胎干细胞后，胚胎干细胞能够发育成转基因小鼠，所依据的生物学原理是________。胚胎干细胞在体外培养的条件下可以增殖而不发生________，但通过体外定向诱导，能培育出人造________。
(3) 从胚胎干细胞转化到获得目的基因纯合子，并配合基因检测，最少需要代。育种过程是：检测目的基因→________→从中选出目的基因纯合的个体。
(4)基因敲除技术中存在着一个难以克服的缺陷：敲除了某个基因后，可能不会产生容易识别的表型改变，因此就不能获知该基因的功能，请你分析原因：________________________________________________________________________。
以下是有关DNA粗提取实验的材料：
A．核酸极不稳定，在较为剧烈的化学、物理因素和酶的作用下很容易降解。在制备DNA时要加入DNA酶的抑制剂——柠檬酸钠，以除去Mg，防止DNA酶的激活。
B．核酸中的DNA和RNA在生物体内均以核蛋白的形式存在，DNA核蛋白在1 mol/L NaCl溶液中溶解度很大，但在0.14 mol/L NaCl溶液中的溶解度很低；而RNA核蛋白溶于0.14 mol/L NaCl溶液。
C．用苯酚处理，可使蛋白质变性，且留在苯酚层内；在DNA溶液中加入2.5倍体积、浓度为95%的酒精，可将DNA分离出来；此时DNA十分黏稠，可用玻璃棒搅成团取出。
D．DNA在强酸环境下，水解产生脱氧核糖等小分子物质，它与二苯胺酸性溶液反应，能生成蓝色化合物。
E．实验材料与器械：柠檬酸钠溶液、石英砂、0.14 mol/L NaCl溶液、1 mol/L NaCl溶液、蒸馏水、苯酚、95%酒精、二苯胺试剂、浓硫酸、花椰菜、研钵、烧杯、漏斗、玻璃棒、量筒、石棉网、酒精灯、吸管、试管等。
过滤的滤液→过滤的滤液→滤液稀释6倍→离心处理的沉淀物→沉淀物再溶解→加苯酚静置后去上清液→提取出DNA→DNA鉴定。
据以上材料回答下列问题：
(1)研磨时，取10 g花椰菜，加入适量的石英砂、________和________。
(2)将滤液稀释6倍，其目的是______________________________________________。
(3)取沉淀物，置于2 mL 1 mol/L NaCl溶液中，使DNA核蛋白再次溶解，再加入2 mL苯酚充分震荡后静置，待其分层后弃其上层的苯酚。该步骤的目的是除去________。
(4)如何将剩余溶液中的DNA提取出来？
(5)如何证明提取物是DNA分子？
基因工程3
答案解析
、选择题
解析：限制性核酸内切酶只能识别并且切割特定的DNA序列。酶容易受到温度和pH等环境因素的影响。限制性核酸内切酶可以在原核生物中提取。
答案：D
C
解析：限制性内切酶具有专一性，据题干信息可知，三个切点都是该酶的切点，若线性DNA分子在三个切点都被切断，则得a、b、c、d；有一个切点被切断，得ab、cd，或abc、d，或a、bcd；有两个切点被切断，得a、b、cd，若ab、c、d，或a、bc、d。因此，共得到不同长度的DNA片段有9种。
解析：对①细菌来说，能在含青霉素的培养基上生长，也能在含四环素的培养基上生长，说明抗青霉素基因和抗四环素基因都没有被破坏，插入点是c；对②细菌来说，能在含氨苄青霉素的培养基上生长，说明其抗氨苄青霉素基因正常，不能在含四环素的培养基上生长，说明其抗氨苄四环素基因被破坏，插入点应为b；对③细菌来说，不能在含青霉素的培养基上生长，说明其抗氨苄青霉素基因被插入而破坏，故插入点为a。
答案：A
解析：A属于动物细胞工程的内容，C属于微生物的发酵工程的内容，D是在自然状态下发生的，没有人为因素，故不属于基因工程。
答案：B
CD
解析：质粒与目的基因结合时需要用同一种限制性内切酶切割，切出的黏性末端相同，可用DNA连接酶连接；愈伤组织由相同的细胞分裂形成，分化后产生相同基因型的植株；卡那霉素抗性基因作为标记基因不能有限制性内切酶的切割位点，标记基因被切断后就不能再表达，从而失去作用；抗虫棉为杂合子，其有性生殖后代可能会发生性状分离，抗虫性状不一定能稳定遗传。
答案：A
B
解析：“提高基因表达水平”是指设法使牛的乳腺细胞中的人白蛋白基因合成出更多的蛋白质。动物细胞的全能性较难实现，用牛的卵细胞不能培养形成转基因牛。转基因牛的细胞中都含有人白蛋白基因，人们只在转基因牛的乳汁中才能获取人白蛋白，是因为人白蛋白基因只在转基因牛的乳腺细胞中表达。
答案：D
解析：人体细胞内遗传信息的表达过程中mRNA上存在终止密码子等不编码氨基酸的情况，因此，细胞中凝血因子基因的碱基对数目应大于凝血因子氨基酸数目的3倍；在该转基因羊中，人凝血因子基因存在于所有的体细胞中；催化mRNA合成的酶是RNA聚合酶。
答案：B
B
B
解析：在已知某小片段基因碱基序列的情况下，获得该基因的最佳方法是以4种脱氧核苷酸为原料，人工合成目的基因；以mRNA为模板逆转录合成DNA是获得真核生物目的基因的常用方法；将供体DNA片段转入受体细胞中，再进一步筛选，检测目的基因是否进入受体细胞。
解析：若导入了质粒，由于含有抗四环素基因，细菌可在含有四环素的培养基上生长。
答案：C
、填空题
(1)GAATTC G和A (2)细胞全能性 分化 组织或器官 (3)2 选择目的基因进入生殖细胞的个体交配 (4)许多基因在功能上是多余的，敲除后，其他基因可以提供同样的功能
解析: 本题以新信息为载体考查基因工程的操作及其应用。（1）限制酶识别的碱基序列为回文序列，两条链的序列正好相反。由题图可知，限制酶识别的碱基序列为GAATTC，且在G和A之间切开。（2）胚胎干细胞发育成个体，体现了动物细胞的全能性；胚胎干细胞在体外培养条件下一般不发生分化，但在一定诱导条件下，可以定向分化形成一定的组织或器官供移植所用。（3）基因工程育种过程为：检测目的基因→选择目的基因进入生殖细胞的个体交配（第一代）→从中选出目的基因纯合的个体（第二代），所以如果配合基因检测，共需要两代。（4）因基因和性状之间的关系并不是一一对应的关系，有的性状是由多对基因控制，有的基因之间可以互补，敲除了某个基因后，可能产生不易识别的表型改变，因此就不能获知该基因的功能。
(1)1 mol/L NaCl溶液 柠檬酸钠 (2)使DNA核蛋白的溶解度逐渐降低 (3)蛋白质 (4)向下层DNA溶液中加入2.5倍体积、浓度为95%的酒精，此时用玻璃棒搅动，在玻璃棒上的成团物即是DNA。
(5)用适量的浓硫酸处理提取物，再滴加二苯胺试剂数滴，如有蓝色物质出现即可证明提取物是DNA。
解析：本题考查DNA的粗提取和鉴定。(1)从材料A中可以看出，DNA单独存在时不稳定，易被DNA酶分解，但柠檬酸钠可以防止DNA酶的激活，因此需要加入柠檬酸钠。因为DNA核蛋白在1 mol/L NaCl溶液中溶解度很大，但在0.14 mol/L NaCl溶液中的溶解度很低，所以开始提取时应该加入溶解度很大的1 mol/L NaCl溶液。
(2)由材料B可知，DNA核蛋白在1 mol/L NaCl溶液中溶解度很大，但在0.14 mol/L NaCl溶液中的溶解度很低；而RNA核蛋白溶于0.14 mol/L NaCl溶液。因此，将1 mol/L NaCl溶液稀释6倍后，其浓度降低，从而降低DNA核蛋白的溶解度。(3)由材料C可知，用苯酚处理，可使蛋白质变性，且留在苯酚层内，因此除去苯酚层即可除去蛋白质。(4)由材料C可知，除去苯酚层后，在DNA溶液中加入2.5倍体积、浓度为95%的酒精，可将DNA分离出来；此时DNA十分黏稠，可用玻璃棒搅成团取出。(5)由材料D可知，DNA在强酸环境下，水解产生脱氧核糖等小分子物质，它与二苯胺酸性溶液反应，能生成蓝色化合物，所以可以用适量的浓硫酸处理提取物，再滴加二苯胺试剂数滴，如有蓝色物质出现即可证明提取物是DNA。
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