1、基因工程及其应用一、选择题(每小题2分，共24分)1下列不可能是利用基因工程方法生产的药物是(C)A抗体 B疫苗 C青霉素 D人胰岛素解析：基因工程药物(从化学成分上分析都应该是蛋白质)，来源于转基因工程菌，工程菌是指采用基因工程的方法，使外源基因得到高效率表达的菌株类细胞系，比如人胰岛素、细胞因子、抗体、疫苗、生长激素、干扰素等，青霉素是青霉菌产生的，C正确。2有关基因工程的叙述中，错误的是(A)ADNA连接酶将黏性末端的碱基对连接起来B限制性核酸内切酶可用于目的基因的获得C目的基因可由运载体导入受体细胞D人工合成目的基因时不用限制性核酸内切酶解析：DNA连接酶连接黏性末端的磷酸和脱氧核糖形
2、成磷酸二酯键，A错误。限制酶能够识别特定核苷酸序列，从目的基因所在的DNA上切割获取目的基因，B正确。目的基因要通过运载体导入受体细胞，C正确。可以根据已知目的基因的序列或mRNA序列人工合成目的基因，不用限制性核酸内切酶，D正确。3下列关于限制酶的说法正确的是(B)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：本题考查限制酶的来源、特性及作用部位。具体分析如下：选项判断原因分析A项错误限制酶的存在非常广泛，主要存在于微生物中B项正确一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序
3、列，并在特定的切割位点上切割DNA分子C项错误限制酶切割后一般形成黏性末端，但部分限制酶切割后会形成平末端D项错误限制酶的作用部位是特定核苷酸序列中两个核苷酸间的磷酸二酯键4.为了培育节水高产的小麦新品种，科学家将大麦与抗旱节水有关的基因导入小麦中，得到转基因小麦，其水分利用率提高了近20%。这项技术依据的主要遗传学原理是 (B)A基因突变 B基因重组 C染色体数目变异 D染色体结构变异解析：由题意可知是将有关基因导入小麦中，这是利用了基因重组，B正确，基因突变是诱变育种的原理，A错误；染色体数目变异可以获得单倍体或多倍体，C错误，染色体结构变异是指染色体片段的重复、缺失、倒位和易位，D错误。
4、5结合下图判断，有关基因工程中工具酶功能的叙述，正确的是(C)A切断a处的酶简称内切酶，被称为基因剪刀B连接a处的酶为DNA聚合酶，被称为基因针线CRNA聚合酶可通过识别基因中的特定碱基序列与DNA分子结合DDNA连接酶的作用点是b解析：图中切断a处的是被称为“基因剪刀”的限制性核酸内切酶，应简称为限制酶而不是内切酶，A项错；连接a点的是“基因针线”DNA连接酶，不是DNA聚合酶，B项错；b点为碱基对内的氢键，切断b点的是解旋酶，但b点的连接是通过碱基互补配对实现的，DNA连接酶的作用点是a点而非b点，D项错。6将ada(腺苷酸脱氨酶基因)通过质粒pET28b导入大肠杆菌并成功表达腺苷酸脱氨酶
5、。下列叙述错误的是(C)A每个大肠杆菌细胞至少含一个重组质粒B每个重组质粒至少含一个限制性核酸内切酶识别位点C每个限制性核酸内切酶识别位点至少插入一个adaD每个插入的ada至少表达一个腺苷酸脱氨酶分子解析：本题考查基因工程的知识。将重组质粒导入大肠杆菌中并成功表达，说明大肠杆菌内至少含有一个重组质粒，每个重组质粒都含有目的基因ada，则该重组质粒至少有一个能被该限制性核酸内切酶切割的位点；限制性核酸内切酶具有特异性，种类不同，识别的位点不同，切割出的黏性末端也就不同，因此并不是每个位点都能插入ada；根据题干信息，导入重组质粒的大肠杆菌成功表达出腺苷酸脱氨酶，说明插入ada至少表达一个腺苷酸
6、脱氨酶分子。7基因工程技术也称为DNA重组技术，其实施必须具备四个必要的条件是(D)A目的基因、限制性内切酶、运载体、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工具酶、目的基因、运载体、受体细胞解析：根据基因工程的操作工具和基因工程操作的基本步骤，实施基因工程必须有工具酶、目的基因、基因的运载体和受体细胞。8用基因工程技术可使大肠杆菌合成人的蛋白质。下列叙述不正确的是(B)A常用相同的限制性内切酶处理目的基因和质粒BDNA连接酶和RNA聚合酶是构建重组质粒必需的工具酶C可用含抗生素的培养基检测大肠杆菌中是否导入了重组质粒D导入大肠杆菌的目的基因不
7、一定能成功表达解析：质粒是小型环状的DNA分子，它的重组不需要RNA聚合酶，而是需要限制酶和DNA连接酶。9下列关于基因工程的叙述，错误的是(D)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：目的基因和受体细胞均可来自动、植物或微生物；基因工程中常用的工具酶有限制性核酸内切酶和DNA连接酶；大肠杆菌为原核生物，不含内质网和高尔基体等细胞器，不能对蛋白质进行加工，因此其合成的胰岛素原无生物活性；运载体中的抗性基因为标记基因，其作用是
8、有利于筛选含重组DNA的细胞，不能促进目的基因的表达。10有关下图所示DNA片段的说法正确的是(B)A甲、乙、丙的黏性末端是由两种限制酶催化产生的B甲、乙之间可形成重组DNA分子，但甲、丙之间不能CDNA连接酶催化磷酸基团和核糖之间形成化学键，该反应过程中有水产生DDNA聚合酶催化两个DNA片段上的磷酸基团和脱氧核糖之间形成化学键解析：从题图看，甲、乙、丙的黏性末端均不相同，所以应该是由三种限制酶催化产生的，A错误。甲、乙的黏性末端中的碱基能互补配对，而甲、丙的黏性末端中的碱基不能互补配对，所以甲、乙之间可形成重组DNA分子，但甲、丙之间不能，B正确。DNA连接酶催化磷酸基团和脱氧核糖之间形成
9、化学键，该反应过程中有水产生，C错误。DNA聚合酶只能将单个的脱氧核苷酸加到DNA片段上，不能催化两个DNA片段上的磷酸基团和脱氧核糖之间形成化学键，D错误。11作为基因的运输工具运载体，必须具备的条件之一及理由是(A)A能够在宿主细胞中稳定地保存下来并大量复制，以便提供大量的目的基因B具有多个限制酶切点，以便于目的基因的表达C具有某些标记基因，以使目的基因能够与其结合D具有抗生素基因，以便使用抗生素进行筛选解析：运载体应具备的条件是能够在宿主细胞中复制并稳定地保存；具有多个限制酶切点，以便与外源基因连接；具有某些标记基因，供重组DNA的鉴定和选择；质粒中一般用抗生素抗性基因作为标记基因，以便
10、使用抗生素进行筛选，但不是抗生素基因。12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与运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错误的是(B)A获取基因a的限制酶的作用部位是图中的B连接基因a与运载体的DNA连接酶的作用部位是图中的C一般采用同一种限制酶分别处理运载体和含目的基因a的DNAD通过该技术人类实现了定向改造马铃薯的遗传性状解析：由题图可知，分别为磷酸二酯键和氢键，限制酶和DNA连接酶均作用于；一般采用同一种限制酶分别处理运载体和含目的基因的DNA，以形成相同的黏性末端；基因工程的结果是将目的基因导
11、入受体细胞中并遗传给后代，由此达到定向改造马铃薯遗传性状的目的。二、非选择题(共26分)13(5分)基因工程基本操作流程如图，请据图分析回答：(1)图中A是运载体；在基因工程中，需要在限制酶和DNA连接酶的作用下才能完成剪接过程。(2)图中遵循碱基互补配对原则的步骤有()。(用图中序号表示)(3)从分子水平分析不同种生物之间的基因移植能够成功的主要原因是不同生物的DNA分子基本结构是相同的，成功表达说明了不同生物共用一套遗传密码。解析：图中A与目的基因结合形成重组DNA分子，所以A应为运载体；基因工程中的“剪”需要限制酶，“接”需要DNA连接酶；图中的“拼接”和“扩增”过程需进行碱基互补配对，
12、如果目的基因的获取方法是人工合成法，也需进行碱基互补配对；不同种生物之间基因移植成功的原因，也就是基因工程的理论基础即生物界共用一套遗传密码和所有生物的DNA分子的结构基本相同。14(11分)根据基因工程的有关知识，回答下列问题：(1)限制性内切酶切割DNA分子后产生的片段，其末端类型有黏性末端和平末端。(2)质粒运载体用EcoR切割后产生的片段如下：AATTCGGCTTAA为使运载体与目的基因相连，含有目的基因的DNA除可用EcoR 切割外，还可用另一种限制性内切酶切割，该酶必须具有的特点是切割产生的DNA片段末端与EcoR_切割产生的相同。(3)按其来源不同，基因工程中所使用的DNA连接酶
13、有两类，即大肠杆菌DNA连接酶和T4DNA连接酶。(4)基因工程中除质粒外，噬菌体和动植物病毒也可作为运载体。解析：(1)限制性核酸内切酶切割DNA分子后，露出的末端类型为黏性末端和平末端两种。(2)要想使另一种限制性核酸内切酶切割并与之相连接，则需要的限制性核酸内切酶切割后的末端与EcoR切割后的末端一致。(3)基因工程中使用的DNA连接酶有两种类型即T4DNA连接酶、大肠杆菌DNA连接酶。(4)基因工程中常用载体有质粒、噬菌体的衍生物、动植物病毒。15(10分)提示信息在补充完善型实验中的应用转基因技术的应用番茄(2n24)的正常植株(A)对矮生植株(a)为显性，红果(B)对黄果(b)为显
14、性，两对基因独立遗传。请回答下列问题：(1)现有基因型AaBB与aaBb的番茄杂交，其后代的基因型有4种，aaBb基因型的植株自交产生的矮生黄果植株比例最高，自交后代的表现型及比例为矮生红果矮生黄果31。(2)在AAaa杂交中，若A基因所在的同源染色体在减数第一次分裂时不分离，产生的雌配子染色体数目为13或11，这种情况下杂交后代的株高表现型可能是正常或矮生。(3)假设两种纯合突变体X和Y都是由控制株高的A基因突变产生的，检测突变基因转录mRNA，发现X的第二个密码子中第二个碱基由C变为U，Y在第二个密码子第二个碱基前多了一个U，与正常植株相比，Y突变体的株高变化可能更大，试从蛋白质水平分析原
15、因：Y突变体的蛋白质中氨基酸的改变比X突变体可能更多(或：X突变体的蛋白质可能只有一个或没有氨基酸发生改变，Y突变体的蛋白质氨基酸序列可能从第一个氨基酸后都改变)。(4)转基因技术可使某基因在植物体内过量表达，也可以抑制某基因表达。假设A基因通过控制赤霉素的合成来控制番茄的株高，请完成如下实验设计，以验证假设是否成立。实验设计：(借助转基因技术，但不要求转基因的具体步骤)a分别测定正常与矮生植株的赤霉素含量和株高。b通过转基因技术，抑制正常植株A基因的表达，测定其赤霉素含量和株高。c通过转基因技术，使A基因在矮生植株中过量表达，测定其赤霉素含量和株高(答案中b和c次序不做要求)。支持上述假设的
16、预期结果：与对照比较，正常植株在A基因表达被抑制后，赤霉素含量降低，株高降低；与对照比较，A基因在矮生植株中过量表达后，该植株赤霉素含量增加，株高增加。若假设成立，据此说明基因控制性状的方式：基因通过控制酶的合成来控制代谢途径，进而控制生物性状。解析：解答本题的关键点是：(1)异常减数分裂对配子染色体数目的影响：减数分裂过程中同源染色体未分离，移向同一极，导致减数第一次分裂结束后的两个细胞均异常，减数第二次分裂后，所得异常配子一半多一条染色体，另一半少一条染色体。(2)赤霉素含量对植株株高的影响：赤霉素的主要作用是促进细胞伸长，从而引起植株增高，即赤霉素含量高，植株增高。(3)题干信息的获取和利用：“转基因技术可使某基因在植物体内过量表达，也可以抑制某基因表达”，由此推出实验设计时一组是促进基因的表达，另一组是抑制基因的表达；“分别测定正常与矮生植株的赤霉素含量和株高”，由此推出接受处理的植株分别是正常植株和矮生植株。