PAGEPAGE7第2節(jié)基因工程及其應(yīng)用一、選擇題1．下列有關(guān)基因工程的敘述，不正確的是()A．基因工程所用的工具酶是限制酶、DNA連接酶B．全部的限制酶都只能識(shí)別同一種特定的核苷酸序列C．利用基因工程技術(shù)，可以定向地改造生物的遺傳性狀D．基因工程的實(shí)質(zhì)是基因重組解析：基因工程操作中的工具酶是限制酶、DNA連接酶。一種限制酶只能識(shí)別一種特定的核苷酸序列，而并非全部的限制酶只能識(shí)別同一種核苷酸序列。基因工程的實(shí)質(zhì)是基因重組。利用基因工程技術(shù)，可以定向改造生物的遺傳性狀，獲得人類須要的基因產(chǎn)物或生物新品種。答案：B2．科學(xué)家在某種植物中找到了抗枯萎的基因，并以質(zhì)粒為運(yùn)載體，采納轉(zhuǎn)基因方法培育了抗枯萎病的金茶花新品種。下列有關(guān)說(shuō)法正確的是()A．基因工程育種只能在同種生物中進(jìn)行B．質(zhì)粒是能自我復(fù)制的小型細(xì)胞器，因此適合作為運(yùn)載體C．抗枯萎基因最終整合到植物的染色體組中，該技術(shù)應(yīng)用的原理是染色體變異D．通過(guò)該方法獲得的抗病金茶花，將來(lái)產(chǎn)生的配子不肯定含抗病基因解析：傳統(tǒng)育種只能在同種生物中進(jìn)行，基因工程育種可以將一種生物的基因接到另一種生物的基因上；質(zhì)粒是能自我復(fù)制的小型環(huán)狀的DNA分子，不是細(xì)胞器；抗枯萎基因最終整合到植物的染色體組中，該技術(shù)屬于基因工程技術(shù)，應(yīng)用的原理是基因重組；抗枯萎基因可能只整合到一對(duì)同源染色體中的一條染色體上，相當(dāng)于雜合子，因此通過(guò)該方法獲得的抗病金茶花，將來(lái)產(chǎn)生的配子中不肯定含抗病基因。答案：D3．人的糖蛋白必需經(jīng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體進(jìn)一步加工合成，通過(guò)轉(zhuǎn)基因技術(shù)，可以使人的糖蛋白基因得以表達(dá)的受體細(xì)胞是()A．大腸桿菌 B．酵母菌C．T4噬菌體 D．質(zhì)粒DNA解析：人的糖蛋白必需經(jīng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體進(jìn)一步加工合成，故受體細(xì)胞內(nèi)應(yīng)有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體，題干中只有酵母菌符合此條件。答案：B4．為了培育節(jié)水高產(chǎn)品種小麥，科學(xué)家將大麥中與抗旱節(jié)水有關(guān)的基因?qū)胄←湥玫睫D(zhuǎn)基因小麥，其水分利用率提高了20%。這項(xiàng)技術(shù)的遺傳學(xué)原理是()A．基因突變 B．基因重組C．基因復(fù)制 D．基因分別解析：應(yīng)用DNA重組技術(shù)，人們可以把某個(gè)目的基因通過(guò)運(yùn)載體送入生物細(xì)胞中，并且使新的基因在細(xì)胞中正確表達(dá)，從而達(dá)到定向變更生物性狀的目的。這項(xiàng)技術(shù)的遺傳學(xué)原理是基因重組。除了DNA重組技術(shù)外，利用雜交育種或誘變育種的手段也能培育新品種。答案：B5．(2024·杭州聯(lián)考)已知某種限制酶在一線性DNA分子上有3個(gè)酶切位點(diǎn)，如圖中箭頭所指。假如該線性DNA分子在3個(gè)酶切位點(diǎn)上都被該酶切斷，則會(huì)產(chǎn)生a、b、c、d四種不同長(zhǎng)度的DNA片段。現(xiàn)有多個(gè)上述線性DNA分子，若在每個(gè)DNA分子上至少有1個(gè)酶切位點(diǎn)被該酶切斷，則從理論上講，經(jīng)該酶酶切后，這些線性DNA分子最多能產(chǎn)生長(zhǎng)度不同的DNA片段種類數(shù)是()A．3 B．4C．9 D．12解析：限制酶能識(shí)別特定的核苷酸序列并能在特定的位點(diǎn)進(jìn)行切割。由于該線性DNA分子有3個(gè)位點(diǎn)都可被該限制酶切割，依題意可知在每個(gè)DNA分子上至少有1個(gè)酶切位點(diǎn)被該酶切斷，故產(chǎn)生a、b、c、d、ab、abc、bc、bcd、cd，共9種類型的DNA片段。答案：C6．科學(xué)家已能運(yùn)用基因工程技術(shù)，讓奶牛合成并分泌人的抗體。下列敘述正確的是()①該技術(shù)將導(dǎo)致定向變異②DNA連接酶將目的基因與運(yùn)載體黏性末端的堿基對(duì)連接起來(lái)③蛋白質(zhì)的氨基酸序列可為合成目的基因供應(yīng)資料④受精卵是志向的受體A．①②③④ B．①②④C．②③④ D．①③④解析：轉(zhuǎn)基因?qū)е碌淖儺悓儆诙ㄏ蜃儺悺NA連接酶連接的是目的基因和運(yùn)載體末端的磷酸和脫氧核糖之間的磷酸二酯鍵，而不是堿基對(duì)之間的氫鍵。獲得目的基因的方法之一是依據(jù)蛋白質(zhì)的氨基酸序列推想出核苷酸序列，并通過(guò)化學(xué)方法人工合成。基因工程中，對(duì)于動(dòng)物來(lái)說(shuō)，常采納受精卵作為受體。答案：D7．在下列基因操作的步驟中，不須要進(jìn)行堿基互補(bǔ)配對(duì)的是()A．人工合成目的基因 B．將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞C．目的基因與運(yùn)載體結(jié)合 D．目的基因的檢測(cè)和表達(dá)解析：用人工方法使體外重組的DNA分子轉(zhuǎn)移到受體細(xì)胞中，主要是借助噬菌體或病毒侵染細(xì)胞的途徑，在此過(guò)程中不須要進(jìn)行堿基互補(bǔ)配對(duì)。答案：B8．利用某目的基因(圖甲)和P1噬菌體(圖乙)構(gòu)建重組DNA。3種酶(BglⅡ、EcoRⅠ和Sau3AⅠ)在目的基因所在片段與P1噬菌體上的切點(diǎn)均如圖中箭頭所示。下列分析錯(cuò)誤的是()A．構(gòu)建重組DNA時(shí)，可用BglⅡ和Sau3AⅠ切割目的基因所在片段和P1噬菌體B．構(gòu)建重組DNA時(shí)，可用EcoRⅠ和Sau3AⅠ切割目的基因所在片段和P1噬菌體C．圖乙中的P1噬菌體只用EcoRⅠ切割后，含有2個(gè)游離的磷酸基團(tuán)D．用EcoRⅠ切割目的基因所在片段和P1噬菌體，再用DNA連接酶連接，只能產(chǎn)生一種重組DNA解析：由題圖可知，BglⅡ、Sau3AⅠ及EcoRⅠ三種酶在目的基因所在片段和P1噬菌體上都有切點(diǎn)，故可用BglⅡ和Sau3AⅠ或EcoRⅠ和Sau3AⅠ切割目的基因所在片段和P1噬菌體；從圖乙知P1噬菌體為環(huán)狀DNA，只用EcoRⅠ切割后產(chǎn)生兩條反向雙螺旋鏈狀DNA，有2個(gè)游離的磷酸基團(tuán)；用EcoRⅠ切割目的基因所在片段和P1噬茵體載體，再用DNA連接酶連接，能產(chǎn)生不止一種重組DNA。答案：D9．關(guān)于基因工程的敘述，正確的是()A．限制性內(nèi)切酶和DNA連接酶的作用部位相同，都是氫鍵B．作為運(yùn)載體的質(zhì)粒，其核DNA分子上應(yīng)有對(duì)重組DNA分子進(jìn)行鑒定和選擇的標(biāo)記基因C．通過(guò)基因工程制備轉(zhuǎn)基因植物，可以選葉肉細(xì)胞作為基因工程的受體細(xì)胞D．人體胰島素基因通過(guò)基因工程技術(shù)轉(zhuǎn)入大腸桿菌以后，傳遞和表達(dá)不再遵循中心法則解析：限制性內(nèi)切酶和DNA連接酶的作用部位都是磷酸二酯鍵，A錯(cuò)誤。基因工程中常用的載體是質(zhì)粒，質(zhì)粒存在于細(xì)菌和真菌細(xì)胞中，是一種獨(dú)立于核DNA之外而自主復(fù)制的環(huán)狀DNA分子，所以質(zhì)粒不屬于核基因，B錯(cuò)誤。植物體細(xì)胞具有全能性，所以可以選擇葉肉細(xì)胞作為基因工程的受體細(xì)胞，C正確。人的胰島素基因在大腸桿菌體內(nèi)表達(dá)時(shí)，遺傳信息的傳遞和表達(dá)仍遵循中心法則，D錯(cuò)誤。答案：C10．下列不屬于利用基因工程技術(shù)制取的藥物是()A．從大腸桿菌體內(nèi)制取的白細(xì)胞介素B．在酵母菌體內(nèi)獲得的干擾素C．在青霉菌體內(nèi)獲得的青霉素D．在大腸桿菌體內(nèi)獲得的胰島素解析：基因工程實(shí)現(xiàn)了外源基因的表達(dá)，如A、B、D三項(xiàng)所述，而C項(xiàng)的青霉菌合成青霉素是其自身基因表達(dá)的結(jié)果。答案：C11．對(duì)下圖中a、b、c、d代表的結(jié)構(gòu)和物質(zhì)的描述，正確的是()A．a(chǎn)為質(zhì)粒RNA B．b為限制性核酸內(nèi)切酶C．c為RNA聚合酶 D．d為標(biāo)記基因解析：a為質(zhì)粒DNA；b為限制性核酸內(nèi)切酶，把質(zhì)粒切開(kāi)；c為DNA連接酶，把外源基因和質(zhì)粒連接到一起；d為目的基因。答案：B12．下表關(guān)于基因工程中有關(guān)基因操作的名詞及對(duì)應(yīng)的內(nèi)容，正確的組合是()基因供體基因剪刀基因針線運(yùn)載體受體細(xì)胞A供應(yīng)目的基因的生物限制酶DNA連接酶質(zhì)粒大腸桿菌等B供應(yīng)目的基因的生物DNA連接酶限制酶質(zhì)粒大腸桿菌等C質(zhì)粒限制酶DNA連接酶供應(yīng)目的基因的生物大腸桿菌等D大腸桿菌等DNA連接酶限制酶供應(yīng)目的基因的生物質(zhì)粒解析：基因工程中，供體是指供應(yīng)目的基因的生物；限制酶能切割DNA分子，是基因的剪刀；DNA連接酶能將DNA片段連接起來(lái)，是基因的針線；運(yùn)載體包括質(zhì)粒、噬菌體和動(dòng)植物病毒等；基因工程的受體可以是動(dòng)物細(xì)胞、植物細(xì)胞或微生物細(xì)胞。答案：A二、非選擇題13．為了解基因結(jié)構(gòu)，通常選取一特定長(zhǎng)度的線性DNA分子，先用一種限制酶切割，通過(guò)電泳技術(shù)將單酶水解片段分別，計(jì)算相對(duì)大小；然后再用另一種酶對(duì)單酶水解片段進(jìn)行降解，分析片段大小。下表是某小組進(jìn)行的相關(guān)試驗(yàn)。(bp表示堿基對(duì))已知一線性DNA長(zhǎng)5000bp第一步水解產(chǎn)物(單位：bp)其次步水解產(chǎn)物(單位：bp)A酶切割2100將第一步水解產(chǎn)物分別后，分別用B酶切割1900、2001400800、60010001000500500B酶切割2500將第一步水解產(chǎn)物分別后，分別用A酶切割1900、6001300800、50012001000、200經(jīng)A酶和B酶同時(shí)切割1900、1000、800、600、500、200(1)該試驗(yàn)設(shè)計(jì)主要體現(xiàn)了________原則。(2)由試驗(yàn)可知，在這段已知序列上，A酶與B酶的識(shí)別位點(diǎn)分別為_(kāi)_______個(gè)和________個(gè)。(3)依據(jù)表中數(shù)據(jù)，請(qǐng)繪出相應(yīng)限制酶的酶切位點(diǎn)并注明相關(guān)片段的大小。(4)已知BamHⅠ與BglⅡ的識(shí)別序列及切割位點(diǎn)如圖所示。用這兩種酶和DNA連接酶對(duì)一段含有數(shù)個(gè)BammHⅠ和BglⅡ識(shí)別序列的DNA分子進(jìn)行反復(fù)地切割、連接操作，若干循環(huán)后AGATCC/TCTAGG和________________序列明顯增多。解析：(1)從題干中供應(yīng)的信息可以看出，該試驗(yàn)設(shè)計(jì)主要體現(xiàn)了比照(單一變量)原則。(2)從表中數(shù)據(jù)可以看出，已知DNA片段經(jīng)A酶切割后形成4個(gè)片段，由此可以推想出該線性DNA分子中有3個(gè)可被A酶識(shí)別的位點(diǎn)；經(jīng)B酶切割后形成3個(gè)片段，由此說(shuō)明該DNA分子中有2個(gè)可被B酶識(shí)別的位點(diǎn)。(3)可依據(jù)表中片段的大小來(lái)確定A酶和B酶在該線性DNA上的酶切位點(diǎn)。(4)從題圖中可看出兩種限制酶的切割位點(diǎn)及它們切割后形成的黏性末端。比較二者的黏性末端可以發(fā)覺(jué)它們有相同的一部分堿基序列，再依據(jù)已給出的DNA片段(AGATCC//TCTAGG)，可進(jìn)一步推知所形成的另一種明顯增多的DNA片段的序列為GGATCT//CCTAGA。答案：(1)比照(單一變量)(2)32(3)如圖所示(4)GGATCT//CCTAGA14．豇豆對(duì)多種害蟲(chóng)具有反抗實(shí)力的根本緣由是豇豆體內(nèi)具有胰蛋白酶抑制劑基因(CpTⅠ基因)。科學(xué)家將CpTⅠ基因轉(zhuǎn)移到水稻體內(nèi)后，卻發(fā)覺(jué)效果不志向，造成這種現(xiàn)象的主要緣由是CpTⅠ蛋白質(zhì)的積累量不足。在體外對(duì)CpTⅠ基因進(jìn)行修飾后再轉(zhuǎn)入水稻體內(nèi)，CpTⅠ蛋白質(zhì)在水稻中的積累量得到了提高。修飾和表達(dá)過(guò)程如圖所示。請(qǐng)依據(jù)以上材料，回答下列問(wèn)題。(1)CpTⅠ基因是該基因工程中的________基因，“信號(hào)肽”序列及“內(nèi)質(zhì)網(wǎng)滯留信號(hào)”序列的基本組成單位是________。在①過(guò)程中，要運(yùn)用________________酶切開(kāi)，暴露出________，再用________酶連接。(2)在該基因工程中，供體是__________，受體是________________________________________________________________________。(3)②過(guò)程稱為_(kāi)_____________。(4)檢測(cè)修飾后的CpTⅠ基因是否表達(dá)的最好方法是__________________________________________________________________________________________________。解析：(1)因科學(xué)家是將CpTⅠ基因轉(zhuǎn)移到水稻體內(nèi)，故CpTⅠ基因?yàn)槟康幕颍弧靶盘?hào)肽”序列和“內(nèi)質(zhì)網(wǎng)滯留信號(hào)”序列均由脫氧核苷酸組成；因①過(guò)程涉及暴露黏性末端，又涉及DNA分子重組，故在①過(guò)程中先用到限制性核酸內(nèi)切酶，后用到DNA連接酶。(2)在該基因工程中，供體是豇豆細(xì)胞，受體是水稻細(xì)胞。(3)因?yàn)樾揎椇蟮腃pTⅠ基因在水稻體內(nèi)先形成A，然后再由A干脆限制CpTⅠ蛋白質(zhì)的合成，故②過(guò)程為轉(zhuǎn)錄。(4)因CpTⅠ蛋白質(zhì)對(duì)多種害蟲(chóng)具有殺傷力，故檢測(cè)修飾后的CpTⅠ基因是否表達(dá)的最好方法是讓多種害蟲(chóng)食用水稻葉片，視察抗蟲(chóng)效果。答案：(1)目的脫氧核苷酸限制性核酸內(nèi)切黏性末端DNA連接(2)豇豆細(xì)胞水稻細(xì)胞(3)轉(zhuǎn)錄(4)讓多種農(nóng)業(yè)害蟲(chóng)食用水稻葉片，視察抗蟲(chóng)效果15．在培育轉(zhuǎn)基因植物的探討中，卡那霉素抗性基因(kanR)常作為標(biāo)記基因，只有含卡那霉素抗性基因的細(xì)胞才能在卡那霉素培育基上生長(zhǎng)。下圖為獲得抗蟲(chóng)棉的技術(shù)流程。請(qǐng)據(jù)圖回答下列問(wèn)題。(1)基因工程的基本操作程序主要包括四個(gè)步驟：提取目的基因、__________________、將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞、________________________。(2)要使運(yùn)載體與該抗蟲(chóng)基因連接，A過(guò)程中首先應(yīng)運(yùn)用________進(jìn)行切割。假如運(yùn)載體被切割后，得到的分子末端序列為AATTCG，則能與該運(yùn)載體連接的抗蟲(chóng)基因分子的末端是()A．GCTTAA B．TAATCCC．CTTTAG D．AAATCT(3)切割完成后，采納__________________將運(yùn)載體與該抗蟲(chóng)基因連接，連接后得到的DNA分子稱為_(kāi)_________________。(4)來(lái)自蘇云金桿菌的抗蟲(chóng)基因能在植物體內(nèi)勝利表達(dá)，說(shuō)明蘇云金桿菌和植物等