1、选修三 现代生物科技专题第17讲基因工程一、选择题1下列关于基因工程的叙述，错误的是()A目的基因和受体细胞均可来自动、植物或微生物B限制性核酸内切酶和DNA连接酶是两类常用的工具酶C人胰岛素原基因在大肠杆菌中表达的胰岛素原无生物活性D载体上的抗性基因有利于筛选含重组DNA的细胞和促进目的基因的表达解析在大肠杆菌细胞中不具有内质网、高尔基体等细胞器，不能对胰岛素原进行再加工形成成熟蛋白质，故胰岛素原不具有生物活性；质粒中的抗性基因在基因工程中常用作标记基因，用于筛选含有重组DNA的细胞，但由于基因具有独立性，其对目的基因的表达不具有促进作用。答案D2干扰素是治疗癌症的重要药物，它必须从血液中提
2、取，每升人血中只能提取0.5 g，所以价格昂贵。美国加利福尼亚的某生物制品公司用如下方法生产干扰素。如图所示：从上述方式中可以看出该公司生产干扰素运用的方法是()A个体间的杂交 B基因工程C细胞融合 D器官移植解析从图中可以看出整个过程为将人的淋巴细胞中控制干扰素合成的基因与质粒结合后导入酵母菌，并从酵母菌产物中提取干扰素，这项技术为基因工程。答案B3下列关于载体的叙述中，错误的是()A载体与目的基因结合后，实质上就是一个重组DNA分子B对某种限制性核酸内切酶而言，载体最好只有一个切点，但还要有其他多种酶的切点C目前常用的载体有质粒、噬菌体的衍生物和动植物病毒D载体具有某些标记基因，便于对其进
3、行切割解析载体必须具备的条件有：对受体细胞无害，不影响受体细胞正常的生命活动；具有自我复制能力，或能整合到受体细胞的染色体DNA上，随染色体DNA的复制而同步复制；具有一个至多个限制性核酸内切酶切点，以便目的基因可以插入到载体中；带有特殊的标记基因，如抗生素抗性基因，以便于对外源基因是否导入进行检测；载体DNA分子大小适合，以便于提取和进行体外操作。答案D4如图是表达新基因用的质粒的示意图，若要将目的基因插入到质粒上的A处，则切割基因时可用的是()AHind BEcoR CEcoB DPst 解析A处有BamH 、EcoB、Cla 限制性核酸内切酶的切点，使用AD中的EcoB切割时，才能让目的
4、基因插入到A处。答案C二、非选择题5科学工作者将抗虫毒蛋白基因通过载体转入棉花细胞，对抵抗棉铃虫有很好的作用。请回答与该抗虫棉培育有关的问题。(1)抗虫毒蛋白基因是从苏云金芽孢杆菌中获得的，获得该基因需要使用的酶是_，该酶作用的化学键是_。(2)将含有抗虫毒蛋白基因的基因表达载体导入棉花体细胞中的常用方法是_；要将已经成功接收基因表达载体的棉花体细胞培育成一个新的植株需要用到的生物技术是_。(3)在研制抗虫棉的过程中，利用标记基因可以快速检测基因表达载体是否导入棉花细胞，然而，即使基因表达载体已经导入棉花细胞，也不能确定转基因过程已经取得成功。因此，在该项工程的最后阶段，需要做一系列检测。例如
5、，用放射性同位素标记的_作探针，可以分别检测棉花细胞中是否有_；向棉花细胞的匀浆中加入特定的_，可以检测棉花细胞中是否能够产生抗虫毒蛋白。(4)我国西北的一些地区年降雨量很小，只适宜种植少数的草本植物，但却被硬性规定种植转基因的抗虫棉，结果造成减产。这个案例主要违背了生态工程的_原理。解析(1)获得目的基因需要使用限制性核酸内切酶，该酶作用的部位是磷酸二酯键。(2)将目的基因导入植物细胞常用农杆菌转化法；将植物体细胞培育成一个新的个体需要用到植物组织培养技术。(3)用放射性同位素标记含有目的基因的DNA片段作为探针可以检测棉花细胞中是否含有目的基因，也可以检测棉花细胞中某特定的DNA是否转录出
6、mRNA(检测是否存在与探针互补配对的mRNA)；检测目的基因是否被翻译成蛋白质，采用抗原(本题中指抗虫毒蛋白)抗体杂交技术。(4)在进行生态工程建设时，需要考虑生物与环境的协调与平衡，题中案例主要是违背了生态工程的协调与平衡原理。答案(1)限制性核酸内切酶磷酸二酯键(2)农杆菌转化法植物组织培养(3)含有目的基因的DNA片段目的基因和由目的基因转录而来的mRNA抗体(4)协调与平衡6PjPORB是叶绿素合成的关键基因。为研究该基因对叶绿素基因合成的控制，科学家将花叶矢竹的PjPORB导入野生型拟南芥中，对其叶绿素含量进行测定并与野生型拟南芥进行比较。请回答下列相关问题。(1)过程需要的工具酶
7、是_。作为目的基因的是_。(2)过程指的是基因工程基本操作程序中的_，本过程中常用的方法是_。(3)过程中常用_处理细菌，使之成为感受态细胞。(4)在进行过程之前需要对受体细胞进行筛选，则培养基中需要添加_。过程中的培养基中需含有_，从而促进根、芽的分化。(5)图中涉及的生物技术有_。解析(1)过程中需用限制性核酸内切酶切割质粒、DNA连接酶构建基因表达载体。(2)过程是将含有重组质粒的农杆菌导入野生拟南芥细胞中，因此过程指的是基因工程基本操作程序中的将目的基因导入受体细胞。(3)常用Ca2处理细菌，使之成为感受态细胞。(4)重组质粒中含有潮霉素抗性基因，而普通质粒中没有，因此用含有潮霉素的培
8、养基筛选含有目的基因的受体细胞。植物组织培养过程中，需在培养基中添加生长素和细胞分裂素。(5)题图中涉及的生物技术有基因工程技术和植物组织培养。答案(1)限制性核酸内切酶、DNA连接酶PjPORB(2)将目的基因导入受体细胞农杆菌转化法(3)Ca2(4)潮霉素植物激素(生长素和细胞分裂素)(5)基因工程技术、植物组织培养7下图是制备抗埃博拉病毒VP40蛋白的单克隆抗体的过程，请回答：(1)过程中选用EcoR和Xho两种限制性核酸内切酶切割的优点是_，此外还要用到_酶。(2)过程中首先需要用_处理大肠杆菌，使其处于感受态，Vp40基因进入大肠杆菌后维持稳定并表达的过程称为_。(3)与植物原生质体
9、融合相比，过程特有的方法是用_处理。通常在选择培养基中需加入抗生素，目的是_。选择培养基上存活的杂交瘤细胞产生的抗体_(是、不是)单克隆抗体。(4)图示过程应用的生物技术有_(至少答出三种)。答案(1)防止目的基因自身环化(其他合理答案也可)DNA连接(2)CaCl2转化(3)灭活的病毒防止培养过程中的污染不是(4)基因工程、动物细胞培养、动物细胞融合8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Pst、Sma、Hind、Alu等四种限制性核酸内切酶切割位点，下图是转基因抗冻番茄培育过程的示意图(ampr为抗氨苄青霉素基因)，其中是转基因抗冻番
10、茄培育过程中的相关步骤，、表示相关结构或细胞。请据图作答：(1)在构建重组质粒时，为了避免目的基因和质粒在酶切后产生的末端发生任意连接，此实例应该选用_限制性核酸内切酶对含鱼抗冻蛋白基因的DNA、质粒进行切割。(2)图中过程中，需要向培养基中加入起调节作用的物质是_。(3)愈伤组织常用做诱变育种的理想材料，理由是_。(4)经组织培养筛选获得的番茄叶绿素突变体，其叶绿素a与叶绿素b的比值显著大于对照组，叶绿素总量不变。某同学用_(填序号：绿色；红色；蓝紫色；黄色)光照射突变体和对照组叶片，检测到两者光合作用放氧速率差异不大。答案(1)Pst、Sma(答对其中一项不可)(2)生长素和细胞分裂素(或
11、植物激素)(3)愈伤组织是一群具有分裂能力的细胞，DNA在细胞分裂时结构最不稳定，最容易发生基因突变(4)9Bt毒蛋白基因是从苏云金芽孢杆菌中分离出来的抗虫基因，因其表达产物Bt毒蛋白具有杀虫效果好、安全、高效等优点而成为应用最为广泛的基因。下图是转基因玉米的转化过程图，其中Hind、BamH和Bst为限制性内切酶。请分析回答：(1)图中处宜采用的限制性内切酶有_、_；处还需要_酶。(2)过程被称为_。(3)检测该转基因玉米是否具有抗玉米螟的特性，可采用_实验来进行个体生物学水平的鉴定。(4)生态环境中稳定下来的转基因作物，可能会在生态系统中通过食物链产生累积和富集效应，引起一定的转基因污染，
12、因此转基因作物的种植推广，还要从自然经济社会效益方面考虑，这遵循的生态工程建设的原理是_、_。解析(1)通过与切割质粒的限制性内切酶的比较可知，处宜采用的限制性内切酶为Hind和BamH；处是基因表达载体的构建，需要DNA连接酶。(2)过程是将目的基因导入受体细胞，并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程，该过程被称为转化。(3)检测该转基因玉米是否具有抗玉米螟的特性，可采用的个体生物学水平的鉴定方法是抗虫的接种实验。(4)推广的转基因作物，可能适应环境能力更强，会破坏生态系统的平衡，因此要推广种植转基因作物，需从生态工程建设角度考虑，遵循协调与平衡原理和整体性原理。答案(1)HindBamHDN
13、A连接酶(2)转化(目的基因导入并表达)(3)抗虫的接种(4)协调与平衡原理整体性原理10下图表示转基因烟草的培育过程。请据图回答问题。(1)图示过程将外源基因导入受体细胞的方法是_，若将外源基因导入动物细胞，目前采用最多、最有效的是_技术。(2)为便于鉴别受体细胞中是否含有外源基因，携带外源基因的质粒上应有_。(3)该过程中用到的植物细胞工程技术是_，这项技术应在_条件下进行，依据的生物学原理是_。(4)外源基因的检测首先要采用DNA分子杂交技术检测_，其次采用分子杂交技术检测_，最后通过抗原抗体杂交检测_。答案(1)农杆菌转化法显微注射(2)标记基因(3)植物组织培养无菌植物细胞的全能性(4)转基因生物的DNA上是否插入了外源基因外源基因是否转录出了mRNA外源基因是否翻译成蛋白质