1、第2节基因工程及其应用课时过关能力提升一、基础巩固1.运用现代生物技术的育种方法,将抗菜青虫的Bt基因转移到优质油菜中,培育出抗虫油菜品种。这一品种在生长过程中能产生特异的杀虫蛋白,对菜青虫有显著抗性,能大大减轻菜青虫对油菜的危害,提高油菜产量,减少农药使用量。据以上信息判断,下列叙述正确的是()A.Bt基因的化学成分是蛋白质B.Bt基因中有菜青虫的遗传物质C.转基因抗虫油菜能产生杀虫蛋白是由于具有Bt基因D.转基因抗虫油菜产生的杀虫蛋白是无机物解析:转基因油菜之所以具有抗虫特性,是因为Bt基因经过转录、翻译合成了杀虫蛋白,也就是Bt基因整合到了油菜DNA上并成功实现表达。答案:C2.下列哪些
2、黏性末端是由同一种限制酶切割成的?()A.B.C.D.答案:A3.下列有关基因工程技术的叙述,正确的是()A.DNA重组技术所用的工具酶是限制酶、DNA连接酶和运载体B.所有的限制酶都只能识别同一种特定的核苷酸序列C.选用细菌作为重组质粒受体细胞的原因之一是细菌繁殖快D.只要目的基因进入了受体细胞就能成功实现表达答案:C4.能使植物体表达动物蛋白的育种方法是()A.单倍体育种B.杂交育种C.基因工程育种D.多倍体育种解析:能定向改造生物遗传性状的生物技术是基因工程,故选C项。答案:C5.下列有关基因工程中限制酶的叙述,错误的是()A.一种限制酶只能识别一种特定的脱氧核苷酸序列B.限制酶的活性受
3、温度影响 C.限制酶能识别和切割RNA D.限制酶可从原核生物中提取解析:限制酶主要存在于微生物中。一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列,并能在特定的切点上切割DNA分子。限制酶的作用对象不是RNA分子。答案:C6.要使目的基因与对应的运载体重组,所需的两种酶是() 限制酶DNA连接酶解旋酶还原酶A.B.C.D.解析:要使目的基因与对应的运载体重组,要用同一种限制酶切割运载体,然后用DNA连接酶把目的基因与对应的运载体连接起来。答案:A7.不属于质粒被选为基因运载体的理由是()A.能复制B.有多个限制酶切点C.具有标记基因D.它是环状DNA解析:作为运载体的质粒,应具有标记基因,能在宿主细胞
4、内稳定的保存并复制,有多个限制酶切点。答案:D8.下列各项中,不属于基因工程的应用的是()A.转基因抗虫棉的培育成功B.利用DNA探针检测饮用水中有无病毒C.利用工程菌生产胰岛素D.将甲植物的叶绿体移入乙植物,使光合效率提高解析:将甲植物的叶绿体移入乙植物,转移的是细胞器而非基因,故不属于基因工程的范畴。答案:D9.下表中列出了几种限制酶识别序列及其切割位点,图1、图2中箭头表示相关限制酶的酶切位点。请回答下列问题。限制酶BamHHindEcoRSma识别序列及切割位点图1图2(1)一个图1所示的质粒分子经Sma 切割前后,分别含有个游离的磷酸基团。(2)若对图中质粒进行改造,插入的Sma 酶
5、切位点越多,质粒的热稳定性越。(3)用图中的质粒和外源DNA构建重组质粒,不能使用Sma 切割,原因是。(4)与只使用EcoR相比较,使用BamH 和Hind 两种限制酶同时处理质粒、外源DNA的优点在于可以防止。(5)为了获取重组质粒,将切割后的质粒与目的基因片段混合,并加入酶。(6)重组质粒中抗生素抗性基因的作用是为了。解析:(1)切割前质粒为环状,不含游离的磷酸基团。切割后质粒成了一个链状的双链DNA分子,含2个游离的磷酸基团。(2)因为Sma 识别序列中均为GC碱基对,G、C之间含3个氢键,热稳定性高。(3)据图可知,Sma既会破坏标记基因,也会破坏目的基因。(4)若用同种限制酶切割质
6、粒和外源DNA中的目的基因,因为两端的黏性末端相同,会出现自身环化的情况。而用两种限制酶切割,因为两端形成的黏性末端不同,不会出现自身环化的情况。(5)DNA连接酶可以连接具有相同黏性末端的DNA片段。(6)标记基因可以用来鉴别受体细胞是否含有目的基因。答案:(1)0,2(2)高(3)Sma会破坏质粒的抗性基因、外源DNA中的目的基因(4)质粒和含目的基因的外源DNA片段自身环化(5)DNA连接(6)鉴别和筛选含有目的基因的受体细胞10.科学家将鼠体内的能够产生胰岛素的基因与大肠杆菌的DNA分子重组,并且在大肠杆菌中发现了胰岛素。如下图所示,请据图回答下列问题。(1)图中表示通过的途径,获得的
7、过程。(2)图中代表,在它的作用下将和切成末端。(3)经的作用将和“缝合”形成DNA分子。往往含有基因,以便将来检测。(4)表示随大肠杆菌的繁殖而进行。(5)如在大肠杆菌细胞内发现了胰岛素,说明。答案:(1)从供体细胞的DNA中直接分离基因目的基因(2)限制酶质粒目的基因可互补配对的黏性(3)DNA连接酶重组标记(4)复制(5)目的基因完成了表达的过程二、能力提升1.DNA连接酶的重要功能是()A.使母链与子链之间形成氢键B.使黏性末端碱基之间形成氢键C.将两个DNA片段连接起来D.用于提取目的基因答案:C2.科学家在研究生长在墨西哥某地的野生玉米后发现,这种玉米含有包括苏云金杆菌(一种产生抗
8、虫毒蛋白的细胞)基因在内的转基因作物的基因,由此可见:转基因作物的基因可传播到野生植物中转基因作物可对天然植物的遗传多样性构成威胁为防止基因污染,应当禁止转基因作物的研究自然杂交过程实质是一个长期的转基因过程,两者没有任何区别其中正确的说法是()A.B.C.D.解析:根据题意可知,转基因植物的基因可传播到野生植物中,这样会对植物的遗传多样性构成威胁。自然杂交是通过受粉的方式实现转基因过程,与转基因技术中通过运载体实现转基因过程有一定区别。答案:C3.下图是应用基因工程技术获得转基因动物和植物的过程,相关叙述错误的是()A.通过过程形成重组质粒只需要两种工具B.是重组质粒导入受体细胞的过程C.通
9、过过程产生的转基因牛的细胞中都含有人的生长激素基因D.通过过程培育的抗虫棉需要检测抗虫效果答案:A4.下列有关基因工程和酶的叙述,正确的是()A.同种限制酶既可以切割目的基因又可以切割质粒,因此不具备专一性B.运载体的化学本质与载体蛋白相同C.限制酶不能切割烟草花叶病毒的核酸D.DNA连接酶可催化游离的脱氧核苷酸连接成脱氧核苷酸链答案:C5.下表关于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()供体剪刀针线运载体受体A质粒限制性核酸内切酶DNA连接酶提供目的基因的生物大肠杆菌等B提供目的基因的生物DNA连接酶限制性核酸内切酶质粒大肠杆菌等C提供目的基因的生物限制性核酸内切酶DNA连
10、接酶质粒大肠杆菌等D大肠杆菌等DNA连接酶限制性核酸内切酶提供目的基因的生物质粒答案:C6.下图为DNA分子的某一片段,其中分别表示某种酶的作用部位, 则相应的酶依次是()A.DNA连接酶、限制性核酸内切酶、解旋酶 B.限制性核酸内切酶、解旋酶、DNA连接酶 C.解旋酶、限制性核酸内切酶、DNA连接酶 D.限制性核酸内切酶、DNA连接酶、解旋酶解析:使氢键断裂的是解旋酶,限制性核酸内切酶使相邻两个脱氧核苷酸的磷酸二酯键断裂;连接DNA片段间磷酸二酯键的是DNA连接酶。答案:C7.质粒是基因工程中最常用的运载体,质粒上有标记基因(如下图所示),通过标记基因可以推知外源基因(目的基因)是否转移成功
11、。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。下图表示外源基因插入位置(插入点有a、b、c),请据右上表中细菌的生长情况推测,三种重组细菌与外源基因插入点相对应的一组是()重组细菌含氨苄青霉素的培养基含四环素的培养基能生长能生长能生长不能生长不能生长能生长A.是a,是c,是bB.是c和b,是b,是cC.是c和b,是c,是bD.是a,是b,是c解析:目的基因的插入点不在标记基因中,细胞可在含有氨苄青霉素和四环素的培养基上生长。若插入点在某个标记基因中,则会缺乏对相应抗生素的抗性,而不能在相应的选择培养基中生长。据此可判断出目的基因的插入点。答案:A8.番茄(2n=24)的正常植株(A
12、)对矮生植株(a)为显性,红果(B)对黄果(b)为显性,两对基因独立遗传。请回答下列问题。(1)现有基因型为AaBB与aaBb的番茄,两者进行杂交,后代的基因型有种,其中基因型为的植株自交产生的矮生黄果植株比例最高,该植株自交后代的表现型及比例为。(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,产生的雌配子的染色体数目为,这种情况下杂交后代的株高表现型可能是。(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,检测突变基因转录的mRNA,发现X的第二个密码子中第二个碱基由C变为U,Y在第二个密码子的第二个碱基前多了一个U。与正常植株相比,突变体的株高变化可
13、能更大,试从蛋白质水平分析原因: 。(4)转基因技术可以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C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,但不要求写出转基因的具体步骤)a.分别测定正常与矮生植株的赤霉素含量和株高;b. ;c. 。支持上述假设的预期结果: 。若假设成立,据此说明基因控制性状的方式:。解析:(1)由亲本基因型知道杂交后代基因型有22=4(种),基因型为AaBb和aaBb的个体自交都可产生矮生黄果(aabb)植株,基因型为AaBb的植株自交,后代中矮生黄果个体占1/16,基因型为aaBb的植株自交,
14、后代中矮生红果矮生黄果=31,矮生黄果占1/4。(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,产生的雌配子有两种:AA、O(表示无A),染色体数目为13或11。与aa交配,产生两种基因型的后代AAa、a,表现型为正常、矮生。(3)在突变体X株高基因转录形成的mRNA中,第二个密码子中第二个碱基由C变为U,此为碱基替换导致基因突变,翻译形成的蛋白质中最多只有一个氨基酸发生了改变,甚至没有改变。在突变体Y株高基因产生的mRNA中,第二个密码子的第二个碱基前多了一个U,此为碱基增添而引起的基因突变,在翻译形成蛋白质时,第二个密码子及后面的密码子对应的氨基酸都可能发生改变。
15、(4)C基因是控制赤霉素合成的基因,赤霉素不是蛋白质,说明基因通过控制酶的合成来控制赤霉素的合成。该实验需要设置两个独立的对照实验来证明假设中的两个问题。第一组以正常株为材料,变量是不影响C的表达(对照组)、抑制C的表达(实验组);第二组以矮生株为材料,变量是不影响C的表达、促进C的表达。答案:(1)4aaBb矮生红果矮生黄果=31(2)13或11正常或矮生(3)YY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氨基酸发生改变,Y突变体的蛋白质的氨基酸序列可能从第一个氨基酸后都改变)(4)答案一:b.通过转基因技术,一是抑制正常植株C基因的表达,二是使C基因在矮生植株中过量表达c.测定两个实验组植株的赤霉素含量和株高答案二:b.通过转基因技术,抑制正常植株C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C基因在矮生植株过量表达,测定其赤霉素含量和株高(答案二中b和c次序不做要求)与对照组比较,正常植株在C基因表达被抑制后,赤霉素含量降低,株高降低;与对照组比较,C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
