1、课时作业44基因工程的应用蛋白质工程的崛起 时间：45分钟满分：100分 一、选择题(每小题5分，共60分) 1腺苷脱氨酶(ADA)基因缺陷症是一种免疫缺陷病，对患者采用基因治疗的方法是：取出患者的白细胞，进行体外培养时转入正常ADA基因，再将这些白细胞注入患者体内，使其免疫功能增强，能正常生活。下列有关叙述正确的是() A正常ADA基因替换了患者的缺陷基因 B正常ADA基因通过控制ADA的合成来影响免疫功能 C白细胞需在体外培养成细胞系后再注射入患者体内 DADA基因缺陷症属于获得性免疫缺陷病 解析：本题考查有关基因治疗相关知识。基因治疗是将正常的基因导入有基因缺陷的细胞中，正常的ADA基因
2、可以控制合成正常的ADA来影响免疫功能；细胞系阶段的细胞一般都发生了基因突变，故不能培养到细胞系，只能将增殖得到的细胞(株)注入患者体内；ADA基因缺陷症是先天性免疫缺陷病。 答案：B 2运用现代生物技术，将苏云金芽孢杆菌的抗虫基因整合到棉花细胞中，为检测实验是否成功，最方便的方法是检测棉花植株是否有() A抗虫基因B抗虫基因产物 C新的细胞核 D相应性状 解析：目的基因的鉴定与检测有四种方法，其中从个体水平进行抗虫或抗病的接种实验是最简单的办法。即在抗虫棉花植株上放养少量的棉铃虫，一段时间后，观察棉铃虫的存活状况和棉花叶的受损情况。若棉铃虫不存活，棉花叶未受损或受损很轻，则实验成功。 答案：
3、D 3转基因抗虫棉可以有效地用于棉铃虫的防治。在大田中种植转基因抗虫棉的同时，间隔种植少量非转基因的棉花或其他作物，供棉铃虫取食。这种做法的主要目的是() A维持棉田物种多样性 B减缓棉铃虫抗性基因频率增加的速度 C使食虫鸟有虫可食 D维持棉田生态系统中的能量流动 解析：转基因抗虫棉可以产生毒蛋白毒死棉铃虫，少数具有抗性基因的棉铃虫能够存活并繁殖后代，从而使抗性基因频率很快上升，间隔种植少量非转基因的棉花或其他作物，没有抗性的棉铃虫能少量存活，以便减缓棉铃虫抗性基因频率增加的速度。在大田中种植棉花的主要目的是收获棉花，使能量流向棉花，而不是维持棉田物种多样性。 答案：B 4近年来基因工程的发展
4、非常迅猛，科学家可以用DNA探针和外源基因导入的方法进行遗传病的诊断和治疗，下列做法不正确的是() A用DNA探针检测镰刀型细胞贫血症 B用DNA探针检测病毒性肝炎 C用导入外源基因的方法治疗半乳糖血症 D用基因替换的方法治疗21三体综合征 解析：本题考查基因工程的应用。基因工程是在基因水平上的现代生物技术，21三体综合征是染色体异常遗传病，是21号染色体比正常人多了一条，无法从基因水平上治疗。 答案：D 5如果通过转基因技术，成功改造了某血友病女性的造血干细胞，使其凝血功能全部恢复正常。那么她与正常男性婚后所生子女中() A儿子、女儿全部正常 B儿子、女儿各有一半正常 C儿子全部有病、女儿全
5、部正常 D儿子全部正常、女儿全部有病 解析：本题考查基因工程和伴性遗传的综合。通过转基因技术成功改造了某血友病女性的造血干细胞使其凝血功能全部恢复正常，但是不能改变产生生殖细胞的性原细胞遗传物质组成。 答案：C 6上海医学研究所成功培育出第一头携带人白蛋白基因的转基因牛。他们还研究出一种可大大提高基因表达水平的新方法，使转基因动物乳汁中的药物蛋白含量提高30多倍，以下与此有关的叙述正确的是() A“转基因动物”是指体细胞中出现了新基因的动物 B“提高基因的表达水平”是指设法使牛的乳腺细胞中含有更多的人白蛋白基因 C只在转基因牛乳汁中才能获取人白蛋白，是因为人白蛋白基因只在牛乳腺细胞中是纯合的
6、D转基因牛的肌肉细胞中也有人白蛋白基因，但不发生转录、翻译，故不能合成人白蛋白 解析：本题考查基因工程的应用。在生物的体细胞中含有一整套的基因，只是基因的选择性表达才使不同的细胞具有不同的功能。 答案：D 7利用细菌大量生产人类干扰素，下列叙述错误的是() A用适当的酶对运载体与人类干扰素基因进行切割与黏合 B用适当的化学物质处理受体细菌表面，将重组DNA导入受体细菌 C通常通过检测目的基因产物来检测重组DNA是否已导入受体细菌 D受体细菌内能合成人类干扰素说明目的基因完成了表达 解析：检测重组DNA是否已导入了受体细菌需从分子水平进行检测，首先要检测转基因生物染色体的DNA上是否插入了目的基
7、因，采用方法是DNA分子杂交技术。其次要检测目的基因是否转录出了mRNA，采用方法是DNA与mRNA杂交，最后检测目的基因是否翻译成了蛋白质，检测方法是抗原抗体杂交。个体水平鉴定就是利用抗虫或抗病的接种实验确定是否具有抗性或抗性的程度。 答案：C 8蛋白质工程中直接需要进行操作的对象是() A氨基酸结构 B蛋白质空间结构 C肽链结构 D基因结构 解析：蛋白质工程是指以蛋白质分子结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产或生活需要。因此，归根到底，还是要对基因进行改造。 答案：D 9基因工程与蛋白质工程的区别是()
8、A基因工程需对基因进行分子水平操作，蛋白质工程不对基因进行操作 B基因工程合成的是天然存在的蛋白质，蛋白质工程合成的可以是天然不存在的蛋白质 C基因工程是分子水平操作，蛋白质工程是细胞水平(或性状水平)操作 D基因工程完全不同于蛋白质工程 解析：蛋白质工程是在基因工程的基础上，延伸出来的第二代基因工程。蛋白质工程是从分子水平对蛋白质进行改造设计，通过对相应的基因进行修饰加工甚至人工进行基因合成，从而对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质以满足人类生产和生活需求，而基因工程只是将外源基因导入另一生物体内，并使之表达，体现人类所需的性状，或者获取所需的产品。因此，基因工程在原则上只能生产自然界
9、已存在的蛋白质。 答案：B 10关于蛋白质工程的说法，错误的是() A蛋白质工程能定向地改造蛋白质分子的结构，使之更加符合人类需要 B蛋白质工程是在分子水平上对蛋白质分子直接进行操作，定向改变分子的结构 C蛋白质工程能产生自然界中不存在的新型蛋白质分子 D蛋白质工程与基因工程密不可分，又称为第二代基因工程 解析：本题主要考查对蛋白质工程的基本概念的理解。蛋白质工程是通对基因进行修饰或基因合成，对现有的蛋白质进行改造，或制造新的蛋白质，它并不是对蛋白质分子直接进行操作。 答案：B 11蛋白质工程的基本流程正确的是() 蛋白质分子结构设计 DNA合成 预期蛋白质功能 根据氨基酸序列推出脱氧核苷酸序
10、列 A B C D 解析：该题考查蛋白质工程的基本流程的基本知识。蛋白质工程的流程是逆基因表达的顺序进行的，首先预期蛋白质功能，然后再分析出蛋白质的分子结构从而得出氨基酸的序列，再推出基因中脱氧核苷酸序列，最后进行人工DNA合成。 答案：C 12以下蛋白质工程中目前已成功的是() A对胰岛素进行改造，生产速效型药品 B蛋白质工程应用于微电子方面 C体外耐保存的干扰素 D用蛋白质工程生产高产赖氨酸玉米 解析：科学家通过对胰岛素的改造，已使其成为速效型药品。其他三项所述内容目前尚未实现，只是蛋白质工程的发展前景，有待于进一步研究和设计。 答案：A 二、简答题(共40分) 13(10分)(2011北
11、京东城3月联考)番茄的抗病(R)对感病(r)为显性，高杆(D)对矮秆(d)为显性，控制上述两对相对性状的基因分别位于两对同源染色体上。为获得纯合高秆抗病番茄植株，研究人员采用了下图所示的方法。 (1)在处育种工作者应采用的方法是_。 (2)图中A代表的个体叫做_。过程常用_处理萌发的种子或幼苗，过程的育种方法所依据的遗传学原理是_。 (3)过程由导入抗病基因的叶肉细胞培养成转基因植株需要利用_技术，依据的原理是_。对获得的抗病基因常采用_技术进行体外的大量扩增。构建抗病基因表达载体时，必须使用_两种工具酶。 (4)过程“航天育种”方法中主要的变异类型是_ _。 解析：是杂交育种，原理是基因重组
12、；是单倍体育种，原理是染色体变异；是转基因技术，原理是基因重组；是诱变育种，原理是基因突变。 答案：(1)自交 (2)单倍体秋水仙素染色体(数目)变异 (3)植物组织培养植物细胞的全能性PCR限制性核酸内切酶(或限制酶或限制性内切酶)和DNA连接酶 (4)基因突变 14(15分)土壤农杆菌是一种能引起双子叶植物产生冠瘿瘤的土壤细菌，它带有一个大的质粒叫Ti质粒，它是携带细菌DNA向宿主植物基因组转化所需信息的重要片段，只有TDNA片段才转入植物细胞的基因组。结构及转化过程如图所示，回答相关问题： (1)从细胞结构的特点与复杂程度看，土壤农杆菌属于_细胞，其质粒是能够自主_的环状DNA分子。 (
13、2)为了使某种植物具有抗旱性状而又不引起植物产生冠瘿瘤，需对Ti质粒进行修饰，即祛除瘤基因，将抗旱基因转移至_，然后在一定条件下将外植体在含_的稀释培养基上培养，此时修饰的TDNA转入植物细胞并整合到植物基因组中。 (3)将上述外植体置于一个含有某种抗生素的合适培养基中进行筛选，发生转化的外植体开始增殖，形成愈伤组织，其特点是_，通过产生不定芽和体细胞胚再长出整个植物。 (4)基因转化是否成功应对转基因植物进行鉴定，可以直接在_水平对转基因植物与非转基因植物进行比较；为获得纯合的转基因植株，还需要对转基因植株进行严格的_。 解析：(1)土壤农杆菌属于原核细胞，其质粒是能够自主复制。 (2)目的
14、基因要插入TDNA上，外植体与含目的基因的土壤农杆菌混合培养，修饰的TDNA转入植物细胞并整合到植物基因组中。 (3)愈伤组织是高度液泡化的、没有分化的活的薄壁细胞团。 (4)对转基因植物进行鉴定，转基因植物与非转基因植物进行比较，是在个体水平(表现型)。导入目的基因的转基因植物是杂合子，为获得纯合的转基因植株，还需要对转基因植株进行严格的自交。 答案：(1)原核 复制 (2)TDNA 土壤农杆菌 (3)相对没有分化的活的薄壁细胞团 (4)表型(蛋白质) 自交 15(15分)(2011安徽池州调研)大肠杆菌pUC118质粒的某限制酶唯一酶切序列，位于该质粒的lacZ基因中，lacZ基因中如果没
15、有插入外源基因，lacZ基因便可表达出半乳糖苷酶，当培养基中含有IPTG和Xgal时，Xgal便会被半乳糖苷酶水解成蓝色，大肠杆菌将形成蓝色菌落；如果lacZ基因中插入了外源基因，带有pUC118质粒的大肠杆菌便不能表达半乳糖苷酶，培养基中的Xgal不会被水解成蓝色，大肠杆菌将形成白色菌落。pUC118还携带了氨苄青霉素抗性基因。下图是利用lacZ基因的插入失活筛选重组质粒示意图。据图回答下列问题： (1)作为受体大肠杆菌应_，以方便筛选已导入重组质粒的受体大肠杆菌。取用氯化钙溶液处理(增加其细胞壁的通透性)过的受体大肠杆菌，置于试管中，并加入_。 (2)图中的选择培养基中除含有大肠杆菌必需的
16、葡萄糖、氮源、无机盐、水、生长因子等营养物质外，还应加入_等物质，用以筛选导入了重组质粒的受体大肠杆菌。 (3)将上述处理后的大肠杆菌置于图中选择培养基上培养，以检测受体大肠杆菌是否导入重组质粒，请预测菌落的颜色，并分析结果： _。 _。 解析：pUC118质粒携带了氨苄青霉素抗性基因，受体大肠杆菌应不含氨苄青霉素抗性基因，才能在含有氨苄青霉素的培养基上筛选出导入重组质粒的受体大肠杆菌。用氯化钙溶液处理(增加其细胞壁的通透性)过的受体大肠杆菌呈感受态，能吸收试管中的DNA。筛选导入了重组质粒的受体大肠杆菌，质粒lacZ基因中插入了外源基因，带有pUC118质粒的大肠杆菌便不能表达半乳糖苷酶，培养基中的Xgal不会被水解成蓝色，大肠杆菌将形成白色菌落，因此选择培养基中还应加入IPTG、Xgal。如果长出蓝色菌落，说明自连的运载体pUC118质粒已转入受体菌，但目的基因没有接入运载体(或说明重组质粒没导入受体大肠杆菌)；如果长出白色菌落，说明重组质粒已导入受体大肠杆菌。 答案：(1)不含氨苄青霉素抗性基因(或对氨苄青霉素敏感)在试管中制备好的DNA (2)IPTG、Xgal、氨苄青霉素 (3)如果长出蓝色菌落，说明自连的运载体pUC118质粒已转入受体菌，但目的基因没有接入运载体(或说明重组质粒没导入受体大肠杆菌)如果长出白色菌落，说明重组质粒已导入受体大肠杆菌