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③将抗体基因导入动物细胞常用的方法是显微注射法 ④受精卵是理想的受体 A.①②③④ B.①③④ C.②③④ D.①②④ 答案:B
21.科学家利用现代生物技术将生长激素基因导入小鼠受精卵,得到了体型巨大的“超级小鼠”,采用农杆菌转化法培育出转基因烟草。关于以上两则基因工程的应用的说法,错误的是( ) A.“超级小鼠”、转基因烟草发生的变异不可遗传
B.将基因表达载体导入小鼠受精卵中,常用显微注射法
C.构建基因表达载体常用的工具酶有限制酶和DNA连接酶 D.培育转基因植物时,农杆菌的作用是使目的基因导入植物细胞 解析:转基因生物的变异来源是基因重组,属于可遗传变异。 答案:A
22.下列关于基因工程技术的叙述,不正确的是( )
A.切割质粒的限制性核酸内切酶均特异性地识别6个核苷酸序列 B.PCR反应中要控制温度周期性变化
C.质粒中的抗生素抗性基因常作为基因工程的标记基因
D.抗虫基因即使成功地插入到植物细胞染色体上也未必能正常表达 解析:不同的限制酶识别不同的核苷酸序列,长度也不唯一。 答案:A
23.利用基因工程技术生产羧酸酯酶(CarE)制剂的流程如下图所示,下列叙述不正确的是( )
A.过程①需使用逆转录酶
B.过程②是基因工程的核心步骤
C.过程③使用的感受态细胞可用NaCl溶液制备
D.过程④可利用DNA分子杂交鉴定目的基因是否已导入受体细胞
解析:过程①是以mRNA为模板合成DNA的过程,即逆转录过程,需要逆转录酶的催化。过程②表示基因表达载体的构建,是基因工程的核心步骤。利用氯化钙处理大肠杆菌,使之成为感受态细胞。检测目的基因是否成功导入受体细胞的染色体DNA中,可以采用DNA分子杂交技术。 答案:C
24.下列关于基因工程应用的叙述,正确的是( ) A.基因治疗就是把缺陷基因诱变成正常基因 B.基因诊断的基本原理是DNA分子杂交 C.一种基因探针能检测水体中的各种病毒
D.利用基因工程生产乙肝疫苗时,目的基因存在于人体B淋巴细胞的DNA中
解析:基因治疗是将正常基因导入病人体内进行表达并发挥功能,而不是把缺陷基因诱变成正
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常基因;基因诊断的基本方法和原理是DNA分子杂交;不同的病毒遗传物质和其中含有的遗传信息不同,需要制备不同的基因探针;利用基因工程生产乙肝疫苗,是用乙肝病毒的抗原决定基因作为目的基因。 答案:B
25.甲型血友病是由X染色体上的隐性基因导致的遗传病(H对h为显性)。图1中两个家系都有血友病发病史。
图1
两个家系的甲型血友病均由凝血因子Ⅷ(简称F8,即抗血友病球蛋白)基因碱基对缺失所致。为探明Ⅲ2的病因,对家系的第Ⅲ代成员F8基因的特异片段进行了PCR扩增,其产物电泳结果如图2所示,结合图1,推断Ⅲ3的基因型是( )
图2
A.XHXH B.XHXh
C.XHXH或XHXh D.无法判断
解析:由遗传系谱可知,Ⅲ2为患者,显示条带为致病基因片段,Ⅲ4正常,显示条带为正常基因电泳结果,Ⅲ3电泳结果既有正常基因条带,又有致病基因(h)条带,因此,Ⅲ3基因型为XHXh。 答案:B
二、非选择题(共50分)
26.(11分)如图为某种质粒表达载体的简图,小箭头所指的位置分别为限制性核酸内切酶EcoRⅠ、BamHⅠ的酶切位点,ampR为氨芐青霉素抗性基因。tetR为四环素抗性基因,P为启动子,T为终止子,ori为复制原点。已知目的基因的两端分别有包括EcoRⅠ、BamHⅠ在内的多种酶的酶切位点。
据图回答下列问题。
(1)将含有目的基因的DNA与质粒表达载体分别用EcoRⅠ酶切,酶切产物用DNA连接酶进
行连接后,其中由两个DNA片段之间连接形成的产物有 、 、 三种。若要从这些连接产物中分离出重组质粒,需要对这些连接产物进行 。
(2)用上述3种连接产物与无任何抗药性的原核宿主细胞进行转化实验。之后将这些宿主细胞接种到含四环素的培养基中,能生长的原核宿主细胞所含有的连接产物是 ;若接种到含氨芐青霉素的培养基中,能生长的原核宿主细胞所含有的连接产物
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是 。
(3)目的基因表达时,RNA聚合酶识别和结合的位点是 ,其合成的产物是 。
(4)在上述实验中,为了防止目的基因和质粒表达载体在酶切后产生的末端发生任意连接,酶切时应选用的酶是 。
解析:用同一种限制酶分别切割质粒和含有目的基因的DNA,会切出相同的末端,再用DNA连接酶连接后,会出现目的基因—载体连接物、载体—载体连接物、目的基因—目的基因连接物三种连接物,再通过筛选才能够获得目的基因—载体连接物。用EcoRⅠ酶切时,切点在四环素抗性基因中,破坏了质粒中的四环素抗性基因,载体—载体连接物能够使四环素抗性基因恢复完整,故基因能够表达,含有载体—载体连接物的宿主细胞接种到含四环素的培养基中,能够正常生长。ampR为氨芐青霉素抗性基因,存在于质粒中,在构建重组质粒时,并没有被破坏,所以含有目的基因—载体连接物和载体—载体连接物的宿主细胞接种到氨芐青霉素的培养基中,能正常生长。P为启动子是基因结构中RNA聚合酶的识别和结合位点,RNA聚合酶的作用是催化以DNA的一条链为模板,转录形成mRNA的过程。用EcoRⅠ和BamH Ⅰ对目的基因和质粒表达载体进行酶切,切出的末端不同,从而防止任意连接。
答案:(1)目的基因—载体连接物 载体—载体连接物 目的基因—目的基因连接物 分离纯化(其他合理答案也给分)
(2)载体—载体连接物 目的基因—载体连接物、载体—载体连接物 (3)启动子 mRNA (4)EcoRⅠ和BamHⅠ
27.(12分)图1表示含有目的基因D的DNA片段长度(bp即碱基对)和部分碱基序列,图2表示一种质粒的结构和部分碱基序列。现有Msp Ⅰ、BamH Ⅰ、Mbo Ⅰ、Sma Ⅰ 4 种限制性核酸内切酶,它们识别的碱基序列和酶切位点分别为CCGG、GGATCC、GATC、CCCGGG。请回答下列问题。
↓
↓
↓
↓
(1)图1中的两条脱氧核苷酸链上的碱基通过 连接;一条脱氧核苷酸链中的两个脱氧核苷酸之间通过 连接。
(2)若用限制酶Sma Ⅰ完全切割图1中DNA片段,产生的末端是 末端,其产物长度为 。
(3)若将图2中质粒和目的基因D通过同种限制酶处理后进行连接,形成重组质粒,那么应选用的限制酶是 。在导入重组质粒后,为了筛选出含重组质粒的大肠杆菌, 一般需要用添加 的培养基进行培养。
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解析:(1)DNA的两条链之间通过碱基之间的氢键连接,同一条链中两个脱氧核苷酸之间通过磷酸二酯键连接。
(2)SmaⅠ识别的序列为GGGCCC,切割后会产生平末端;图1所示的DNA分子中含有两个SmaⅠ的识别位点,第一个切割位点在左端534 bp序列向右三个碱基对的位置;第二个切割位点在右端658 bp序列向左三个碱基对的位置,从这两个位点切割后产生的DNA片段长度分别为534+3,796-3-3,658+3,即得到的DNA片段长度分别为537 bp、790 bp和661 bp。
(3)能够获取目的基因并切开质粒的限制酶有识别序列为GGATCC的BamHⅠ和识别序列为GATC的MboⅠ,若使用MboⅠ会同时破坏质粒中的抗生素A抗性基因和抗生素B抗性基因,所以要用BamHⅠ来切割目的基因和质粒,切割后保留了完整的抗生素B抗性基因,便于筛选出含有重组质粒的大肠杆菌。 答案:(1)氢键 磷酸二酯键
(2)平 537 bp、790 bp、661 bp (3)BamHⅠ 抗生素B
28.(15分)根据基因工程的有关知识,回答下列问题。
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—。
(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
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29.(12分)回答下列有关遗传信息传递和表达的问题。
上图表示利用致病病毒M的表面蛋白基因和无害病毒N,通过基因工程制作重组M病毒疫苗的部分过程。其中①~⑤表示操作流程,a~h表示分子或结构。
(1)在图所示过程中,获取目的基因的步骤是流程 (用图中编号回答);在流程③中必需的工具酶有: 。 (2)h结构中 成分是疫苗的有效成分。 (3)下列说法正确的是 (多选)。
A.图中⑥过程相当于基因工程操作步骤中将目的基因导入受体细胞 B.质粒运载体只能在与目的基因重组后进入细胞 C.⑥过程用到限制酶、DNA聚合酶 D.质粒是环状DNA分子
E.图示中制作的疫苗可引起人体发生特异性免疫 F.没有限制酶就无法使用质粒运载体
(4)据图比较结构g和结构h的异同,并解释产生差异的原因。 答案:(1)①② 限制酶、DNA连接酶
(2)蛋白质外壳 (3)DEF
(4)相同点:遗传物质相同;不同点:表面蛋白质不同。
差异的原因:g导入受体细胞后,目的基因得以表达,合成了致病病毒M的表面蛋白。
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