1、第2节 基因工程及其应用一、选择题1下列有关基因工程的叙述，不正确的是()A基因工程所用的工具酶是限制酶、DNA连接酶B所有的限制酶都只能识别同一种特定的核苷酸序列C利用基因工程技术，可以定向地改造生物的遗传性状D基因工程的实质是基因重组解析：基因工程操作中的工具酶是限制酶、DNA连接酶。一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，而并非所有的限制酶只能识别同一种核苷酸序列。基因工程的实质是基因重组。利用基因工程技术，可以定向改造生物的遗传性状，获得人类需要的基因产物或生物新品种。答案：B2科学家在某种植物中找到了抗枯萎的基因，并以质粒为运载体，采用转基因方法培育了抗枯萎病的金茶花新品种。下列有关
2、说法正确的是 ()A基因工程育种只能在同种生物中进行 B质粒是能自我复制的小型细胞器，因此适合作为运载体 C抗枯萎基因最终整合到植物的染色体组中，该技术应用的原理是染色体变异D通过该方法获得的抗病金茶花，将来产生的配子不一定含抗病基因解析：传统育种只能在同种生物中进行，基因工程育种可以将一种生物的基因接到另一种生物的基因上；质粒是能自我复制的小型环状的DNA分子，不是细胞器；抗枯萎基因最终整合到植物的染色体组中，该技术属于基因工程技术，应用的原理是基因重组；抗枯萎基因可能只整合到一对同源染色体中的一条染色体上，相当于杂合子，因此通过该方法获得的抗病金茶花，将来产生的配子中不一定含抗病基因。答案
3、：D3人的糖蛋白必须经内质网和高尔基体进一步加工合成，通过转基因技术，可以使人的糖蛋白基因得以表达的受体细胞是()A大肠杆菌 B酵母菌CT4噬菌体 D质粒DNA解析：人的糖蛋白必须经内质网和高尔基体进一步加工合成，故受体细胞内应有内质网和高尔基体，题干中只有酵母菌符合此条件。答案：B4为了培育节水高产品种小麦，科学家将大麦中与抗旱节水有关的基因导入小麦，得到转基因小麦，其水分利用率提高了20%。这项技术的遗传学原理是()A基因突变 B基因重组C基因复制 D基因分离解析：应用DNA重组技术，人们可以把某个目的基因通过运载体送入生物细胞中，并且使新的基因在细胞中正确表达，从而达到定向改变生物性状的
4、目的。这项技术的遗传学原理是基因重组。除了DNA重组技术外，利用杂交育种或诱变育种的手段也能培育新品种。答案：B5(2017杭州联考)已知某种限制酶在一线性DNA分子上有3个酶切位点，如图中箭头所指。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()A3 B4C9 D12解析：限制酶能识别特定的核苷酸序列并能在特定的位点进行切割。由于该线性DNA分子有3个位点都可被该限制酶切割，依题
5、意可知在每个DNA分子上至少有1个酶切位点被该酶切断，故产生a、b、c、d、ab、abc、bc、bcd、cd，共9种类型的DNA片段。答案：C6科学家已能运用基因工程技术，让奶牛合成并分泌人的抗体。下列叙述正确的是 ()该技术将导致定向变异DNA连接酶将目的基因与运载体黏性末端的碱基对连接起来蛋白质的氨基酸序列可为合成目的基因提供资料受精卵是理想的受体A BC D解析：转基因导致的变异属于定向变异。DNA连接酶连接的是目的基因和运载体末端的磷酸和脱氧核糖之间的磷酸二酯键，而不是碱基对之间的氢键。获取目的基因的方法之一是根据蛋白质的氨基酸序列推测出核苷酸序列，并通过化学方法人工合成。基因工程中，
6、对于动物来说，常采用受精卵作为受体。答案：D7在下列基因操作的步骤中，不需要进行碱基互补配对的是()A人工合成目的基因 B将目的基因导入受体细胞C目的基因与运载体结合 D目的基因的检测和表达解析：用人工方法使体外重组的DNA分子转移到受体细胞中，主要是借助噬菌体或病毒侵染细胞的途径，在此过程中不需要进行碱基互补配对。答案：B8利用某目的基因(图甲)和P1噬菌体(图乙)构建重组DNA。3种酶(Bgl、EcoR和Sau3A)在目的基因所在片段与P1噬菌体上的切点均如图中箭头所示。下列分析错误的是()A构建重组DNA时，可用Bgl和Sau3A切割目的基因所在片段和P1噬菌体B构建重组DNA时，可用E
7、coR和Sau3A切割目的基因所在片段和P1噬菌体C图乙中的P1噬菌体只用EcoR切割后，含有2个游离的磷酸基团D用EcoR切割目的基因所在片段和P1噬菌体，再用DNA连接酶连接，只能产生一种重组DNA解析：由题图可知，Bgl、Sau3A及EcoR三种酶在目的基因所在片段和P1噬菌体上都有切点，故可用Bgl和Sau3A或EcoR和Sau3A切割目的基因所在片段和P1噬菌体；从图乙知P1噬菌体为环状DNA，只用EcoR切割后产生两条反向双螺旋链状DNA，有2个游离的磷酸基团；用EcoR切割目的基因所在片段和P1噬茵体载体，再用DNA连接酶连接，能产生不止一种重组DNA。答案：D9关于基因工程的叙
8、述，正确的是()A限制性内切酶和DNA连接酶的作用部位相同，都是氢键B作为运载体的质粒，其核DNA分子上应有对重组DNA分子进行鉴定和选择的标记基因C通过基因工程制备转基因植物，可以选叶肉细胞作为基因工程的受体细胞D人体胰岛素基因通过基因工程技术转入大肠杆菌以后，传递和表达不再遵循中心法则解析：限制性内切酶和DNA连接酶的作用部位都是磷酸二酯键，A错误。基因工程中常用的载体是质粒，质粒存在于细菌和真菌细胞中，是一种独立于核DNA之外而自主复制的环状DNA分子，所以质粒不属于核基因，B错误。植物体细胞具有全能性，所以可以选择叶肉细胞作为基因工程的受体细胞，C正确。人的胰岛素基因在大肠杆菌体内表达
9、时，遗传信息的传递和表达仍遵循中心法则，D错误。答案：C10下列不属于利用基因工程技术制取的药物是()A从大肠杆菌体内制取的白细胞介素B在酵母菌体内获得的干扰素C在青霉菌体内获取的青霉素D在大肠杆菌体内获得的胰岛素解析：基因工程实现了外源基因的表达，如A、B、D三项所述，而C项的青霉菌合成青霉素是其自身基因表达的结果。答案：C11对下图中a、b、c、d代表的结构和物质的描述，正确的是()Aa为质粒RNA Bb为限制性核酸内切酶Cc为RNA聚合酶 Dd为标记基因解析：a为质粒DNA；b为限制性核酸内切酶，把质粒切开；c为DNA连接酶，把外源基因和质粒连接到一起；d为目的基因。答案：B12下表关于
10、基因工程中有关基因操作的名词及对应的内容，正确的组合是()基因供体基因剪刀基因针线运载体受体细胞A提供目的基因的生物限制酶DNA连接酶质粒大肠杆菌等B提供目的基因的生物DNA连接酶限制酶质粒大肠杆菌等C质粒限制酶DNA连接酶提供目的基因的生物大肠杆菌等D大肠杆菌等DNA连接酶限制酶提供目的基因的生物质粒解析：基因工程中，供体是指提供目的基因的生物；限制酶能切割DNA分子，是基因的剪刀；DNA连接酶能将DNA片段连接起来，是基因的针线；运载体包括质粒、噬菌体和动植物病毒等；基因工程的受体可以是动物细胞、植物细胞或微生物细胞。答案：A二、非选择题13为了解基因结构，通常选取一特定长度的线性DNA分
11、子，先用一种限制酶切割，通过电泳技术将单酶水解片段分离，计算相对大小；然后再用另一种酶对单酶水解片段进行降解，分析片段大小。下表是某小组进行的相关实验。(bp表示碱基对)已知一线性DNA长5 000 bp第一步水解产物(单位：bp)第二步水解产物(单位：bp)A酶切割2 100将第一步水解产物分离后，分别用B酶切割1 900、2001 400800、6001 0001 000500500B酶切割2 500将第一步水解产物分离后，分别用A酶切割1 900、6001 300800、5001 2001 000、200经A酶和B酶同时切割1 900、1 000、800、600、500、200(1)该实
12、验设计主要体现了_原则。(2)由实验可知，在这段已知序列上，A酶与B酶的识别位点分别为_个和_个。(3)根据表中数据，请绘出相应限制酶的酶切位点并注明相关片段的大小。(4)已知BamH与Bgl的识别序列及切割位点如图所示。 用这两种酶和DNA连接酶对一段含有数个BammH和Bgl识别序列的DNA分子进行反复地切割、连接操作，若干循环后AGATCC/TCTAGG和_序列明显增多。解析：(1)从题干中提供的信息可以看出，该实验设计主要体现了对照(单一变量)原则。(2)从表中数据可以看出，已知DNA片段经A酶切割后形成4个片段，由此可以推测出该线性DNA分子中有3个可被A酶识别的位点；经B酶切割后形
13、成3个片段，由此说明该DNA分子中有2个可被B酶识别的位点。(3)可根据表中片段的大小来确定A酶和B酶在该线性DNA上的酶切位点。(4)从题图中可看出两种限制酶的切割位点及它们切割后形成的黏性末端。 比较二者的黏性末端可以发现它们有相同的一部分碱基序列，再根据已给出的DNA片段(AGATCC/TCTAGG)，可进一步推知所形成的另一种明显增多的 DNA 片段的序列为GGATCT/CCTAGA。答案：(1)对照(单一变量)(2)32(3)如图所示(4)GGATCT/CCTAGA14豇豆对多种害虫具有抵抗能力的根本原因是豇豆体内具有胰蛋白酶抑制剂基因(CpT基因)。科学家将CpT基因转移到水稻体内
14、后，却发现效果不理想，造成这种现象的主要原因是CpT蛋白质的积累量不足。在体外对CpT基因进行修饰后再转入水稻体内，CpT蛋白质在水稻中的积累量得到了提高。修饰和表达过程如图所示。请根据以上材料，回答下列问题。(1)CpT基因是该基因工程中的_基因，“信号肽”序列及“内质网滞留信号”序列的基本组成单位是_。在过程中，要使用_酶切开，暴露出_，再用_酶连接。 (2)在该基因工程中，供体是_，受体是_。(3)过程称为_。(4)检测修饰后的CpT基因是否表达的最好方法是_。解析：(1)因科学家是将CpT基因转移到水稻体内，故CpT基因为目的基因；“信号肽”序列和“内质网滞留信号”序列均由脱氧核苷酸组
15、成；因过程涉及暴露黏性末端，又涉及DNA分子重组，故在过程中先用到限制性核酸内切酶，后用到DNA连接酶。(2)在该基因工程中，供体是豇豆细胞，受体是水稻细胞。(3)因为修饰后的CpT基因在水稻体内先形成A，然后再由A直接控制CpT蛋白质的合成，故过程为转录。(4)因CpT蛋白质对多种害虫具有杀伤力，故检测修饰后的CpT基因是否表达的最好办法是让多种害虫食用水稻叶片，观察抗虫效果。答案：(1)目的脱氧核苷酸限制性核酸内切黏性末端DNA连接(2)豇豆细胞水稻细胞(3)转录(4)让多种农业害虫食用水稻叶片，观察抗虫效果15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
16、那霉素抗性基因的细胞才能在卡那霉素培养基上生长。下图为获得抗虫棉的技术流程。请据图回答下列问题。(1)基因工程的基本操作程序主要包括四个步骤：提取目的基因、_、将目的基因导入受体细胞、_。(2)要使运载体与该抗虫基因连接，A过程中首先应使用_进行切割。假如运载体被切割后，得到的分子末端序列为AATTCG，则能与该运载体连接的抗虫基因分子的末端是()AGCTTAA BTAATCCCCTTTAG DAAATCT(3)切割完成后，采用_将运载体与该抗虫基因连接，连接后得到的DNA分子称为_。(4)来自苏云金杆菌的抗虫基因能在植物体内成功表达，说明苏云金杆菌和植物等生物共用_。解析：(1)基因工程的四个步骤中，第二、四步分别是目的基因与运载体结合、目的基因的检测与鉴定。(2)切割目的基因时用限制酶，切割运载体时用同一种限制酶，切出的黏性末端必须是能够完成碱基互补配对并且能连接在一起的。(3)目的基因和运载体结合时，用DNA连接酶催化该过程，形成的分子称为重组质粒。(4)同一种基因在不同生物体内合成了相同的蛋白质，说明这些生物的密码子与氨基酸的对应关系是相同的。答案：(1)目的基因和运载体结合目的基因的检测与鉴定(2)限制酶A (3)DNA连接酶重组质粒(4)一套遗传密码