C D 羊受精显微注射卵 技术 番茄细基因枪法 胞
解析:将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法、花粉管通道法等;将目的基因导入大肠杆菌常用的方法是Ca2+处理法。 答案:B
23.下列有关基因工程的说法不正确的是( )。 A.基因治疗遵循基因突变的原理
B.将目的基因与载体结合在一起,需要用到两种工具酶 C.基因工程技术可从根本上改变作物特性
D.即使检测出受体细胞中含有目的基因,也不能说明基因工程就一定成功
解析:基因治疗是将正常基因导入病人体内,使该基因的表达产物发挥功能,从而达到治疗疾病的目的。其遵循的原理为基因重组,而不是基因突变。 答案:A
24.科学家已能运用基因工程技术,让羊合成并由乳腺分泌抗体,相关叙述中正确的是( )。
①该技术将导致定向变异 ②DNA连接酶把目的基因与载体黏性末端的碱基对连接起来 ③蛋白质中的氨基酸序列可为合成目的基因提供依据 ④受精卵是理想的受体 A.①②③④ B.①③④ C.②③④ D.①②④
解析:基因工程可将控制特定性状的外源基因导入受体细胞,从而定向改造生物的性状,而且此过程不受亲缘关系远近的制约,即克服远缘杂交不亲和的障碍。在基因工程操作程序中,所用的DNA连接酶连接的不是目的基因与载体黏性末端的碱基对,而是目的基因与载体的DNA两条链的骨架,即核苷酸与磷酸的连接,也就是说,DNA连接酶只能催化断开的DNA双链重新形成磷酸二酯键。由蛋白质中的氨基酸序列可推知相应的mRNA中核苷酸序列,进而可推测相应基因中核苷酸排序,从而可以用化学合成方法人工合成目的基因。转基因羊的乳腺细胞及全身所有的组织细胞均来自受精卵的有丝分裂,遗传物质都与受精卵完全相同,而受精卵体积较大,操作较容易,也能保障发育成的个体所有细胞都含有外源基因。 答案:B
25.基因工程与蛋白质工程的区别是( )。
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的生产和生活的需求,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已存在的蛋白质。 答案:B
二、非选择题(共50分)
26.(12分)通过DNA重组技术使原有基因得以改造的动物称为转基因动物。运用这一技术使羊奶中含有人体蛋白质,下图表示了这一技术的基本过程,在该工程中所用的基因“剪刀”能识别的序列和切点是—G↓GATCC—,请回答下列问题。
(1)从羊染色体中“剪下”羊蛋白质基因的酶是 。人体蛋白质基因“插入”后连接在羊体细胞染色体中时需要的酶是 。 (2)请画出质粒被切割形成黏性末端的过程图。
(3)人体蛋白质基因之所以能“插入”到羊的染色体内,原因
是 ,“插入”时用的工具是 ,其种类有 。
解析:基因工程所用的工具酶是限制酶和DNA连接酶,不同生物的基因之所以能整合在一起,是因为基因的组成、碱基配对方式和空间结构是相同的。将目的基因导入受体细胞,离不开载体的协助,基因工程中用的载体除质粒外,还有动植物病毒、λ噬菌体的衍生物等。
答案:(1)限制酶 DNA连接酶
(2)
(3)基因的组成、碱基配对方式和空间结构是相同的 载体 质粒、动植物病毒、λ噬菌体的衍生物等
27.(14分)阅读下列几段材料,回答有关问题。
材料一:据报道,美国伊利诺伊大学香槟分校、加州大学和英国石油公司的科学家表示对酿酒酵母进行了基因改造,新得到的酵母菌株可以发酵葡萄糖、纤维二糖和木糖,能更好更多地把植物发酵成替代燃料乙醇,使纤维素生物燃料工业有望从中获益。
材料二:1993年,Ho等通过将木糖还原酶(催化木糖生成木糖醇),木糖醇脱氢酶(催化木糖醇生成木酮糖)和木酮糖激酶(催化木酮糖生成5磷酸木酮糖)的基因通过载体转入酿酒酵母,首次成功构建可以利用葡萄糖和木糖生产乙醇的工程酵母。随后在1995年Ho等又将上述3个基因的多拷贝整合到酵母染色体上,得到了稳定的工程酵母,可以在36 h发酵每升含53 g葡萄糖和56 g木糖的混合发酵液产生50 g/L乙醇。
材料三:纤维素酶能催化纤维素水解形成葡萄糖,纤维素酶不是单一的一种酶,而是一类酶的总称,它包括C1酶、Cx酶和β葡萄糖苷酶,不同酶水解的作用不同。(图示如下) 天然
纤维素直链 纤维素纤维 二糖葡萄糖
现已发现的能水解纤维素的微生物有绿色木霉、变异青霉、黑曲霉、根霉等。
(1)使酿酒酵母获得分解纤维二糖和木糖能力所用的生物技术是 。
(2)将木糖醇脱氢酶和木酮糖激酶基因转入酿酒酵母需要先用工具酶 处理外源DNA和载体,再用工具酶 将两个基因与载体拼接起来。
(3)纤维素主要存在于植物细胞的 中,其化学本质是一种 。
(4)结合材料一和材料三,酿酒酵母获得了发酵纤维二糖的能力,很可能是科学家将控制 酶合成的基因导入了酿酒酵母并成功表达,若检测该基因是否成功表达可用 法进行检测。
解析:(1)酿酒酵母原本不具备分解纤维二糖和木糖的能力,通过转入木糖醇脱氢酶和木酮糖激酶基因才获得该能力,因此属于基因工程。(2)将木糖醇脱氢酶和木酮糖激酶基因转入酿酒酵母需要先将两个基因与载体相结合形成基因表达载体,然后才能导入。构建基因表达载体所用的工具酶是限制酶和DNA连接酶。(3)纤维素是构成植物细胞壁的一种多糖。(4)根据材料三,能将纤维二糖催化水解形成葡萄糖的酶是β葡萄糖苷酶,因此需要将β葡萄糖苷酶基因导入酿酒酵母;检测目的基因是否成功表达可用抗原—抗体杂交法。 答案:(1)基因工程
(2)限制酶 DNA连接酶 (3)细胞壁 多糖
(4)β葡萄糖苷 抗原—抗体杂交
28.(10分)为扩大可耕地面积,增加粮食产量,黄河三角洲等盐碱地的开发利用备受关注。我国科学家应用耐盐基因培育出了耐盐水稻新品系。
(1)获得耐盐基因后,构建重组DNA分子所用的限制性核酸内切酶作用于图中的 处,DNA连接酶作用于 处。(填“a”或“b”)
(2)将重组DNA分子导入水稻受体细胞的常用方法有农杆菌转化法和 法。 (3)为了确定耐盐转基因水稻是否培育成功,既要用放射性同位素标记的 作探针进行分子杂交检测,又要用 方法从个体水平鉴定水稻植株的耐盐性。
解析:(1)基因工程的工具酶——限制酶和DNA连接酶的作用是断开或连接两个核苷酸之间的磷酸二酯键。(2)将目的基因导入植物受体细胞常用的方法是农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法。(3)目的基因的检测与鉴定,常利用DNA分子杂交技术(探针)等做分子水平的检测,用培育成的水稻新品系进行耐盐检测是个体生物学水平的鉴定。 答案:(1)a a
(2)基因枪(花粉管通道)
(3)耐盐基因(目的基因) 一定浓度盐水浇灌(移栽到盐碱地中)
29.(14分)目的基因的分离是基因工程研究中的主要方面和操作关键。下面甲、乙图表示从真核生物细胞中获取目的基因的两种方法,请回答下列问题。
甲
乙
(1)在甲图中,a过程是在 酶的作用下完成的。如果用该类酶中的一种,不一定能获取目的基因,其原因是 。
(2)在乙图中,c过程在遗传学上称为 ,d过程称为 ,d过程需以mRNA为模板, 为原料,还需要的条件是ATP、 、DNA聚合酶等。 (3)除了上述两种方法可以获取目的基因外,请你再写出一种方法: 。
解析:获取目的基因的方法较多,甲是通过限制性核酸内切酶获取目的基因,但由于切割位点可能在基因内部,故可能得不到想要的目的基因;乙是通过信使RNA逆转录形成DNA(目的基因)的过程;此外,还可通过蛋白质中氨基酸的排列顺序推测基因中碱基的顺序,然后再进行化学合成。
答案:(1)限制性核酸内切 一种限制性核酸内切酶只能对特定的碱基序列进行切割,此序列若在目的基因内部,则不能得到目的基因
(2)转录 逆转录 脱氧核苷酸 逆转录酶
(3)根据已知蛋白质中的氨基酸序列,可以推知基因的脱氧核苷酸序列,再进行化学合成
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