檢測(二十八) “基因工程與克隆技術”課前診斷卷

1、檢測（二十八） “基因工程與克隆技術”課前診斷卷考點一基因工程與蛋白質(zhì)工程1.(2018屆高三·青島市質(zhì)量檢測)科學家運用基因工程技術將結(jié)核桿菌MPT64基因(能控制合成MPT64蛋白)成功導入胡蘿卜細胞，最終表達出肺結(jié)核疫苗。請回答下列問題：(1)為獲取MPT64基因，可從結(jié)核桿菌的細胞中提取對應mRNA，在_的作用下合成雙鏈cDNA片段，獲得的cDNA片段與結(jié)核桿菌中該基因堿基序列_(填“相同”或“不同”)。(2)通常采用PCR技術擴增MPT64基因，前提是要有一段已知MPT64基因的核苷酸序列，以便根據(jù)這一序列合成_，在操作步驟中需要加熱至9095 的目的是_。(3)根據(jù)農(nóng)桿菌

2、的特點，如果將MPT64基因插入到_上，通過農(nóng)桿菌的轉(zhuǎn)化作用，就可以使目的基因進入胡蘿卜細胞，并將其插入到植物細胞中的_上。要確認MPT64基因是否在胡蘿卜植株中表達，應檢測胡蘿卜植株中是否含有_。(4)研究發(fā)現(xiàn)，如果將MPT64蛋白20位和24位的氨基酸改變?yōu)榘腚装彼?，其保存時間將大大延長，科學家可以生產(chǎn)上述耐儲存的MPT64蛋白的現(xiàn)代生物工程技術是_。解析：(1)以mRNA為模板合成cDNA的過程是逆轉(zhuǎn)錄，需要逆轉(zhuǎn)錄酶的催化。由于DNA轉(zhuǎn)錄形成的mRNA過程中非編碼序列不轉(zhuǎn)錄，所以形成的cDNA與結(jié)核桿菌中該基因堿基序列不同。(2)在PCR技術中，以已知一段MPT64基因的核苷酸序列為模板

3、，合成引物。在操作步驟中需要加熱至9095 ，以打開DNA的雙鏈。(3)在農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法中，將MPT64基因插入到農(nóng)桿菌的Ti質(zhì)粒的T­DNA上，通過農(nóng)桿菌的轉(zhuǎn)化作用，就可以使目的基因進入胡蘿卜細胞，并將其插入到植物細胞中的染色體的DNA上?；虻谋磉_產(chǎn)物是蛋白質(zhì)，要確認MPT64基因是否在胡蘿卜植株中表達，應檢測胡蘿卜植株中是否含有MPT64蛋白。(4)利用蛋白質(zhì)工程可以通過設計改造原有蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能。答案：(1)逆轉(zhuǎn)錄酶不同(2)引物目的基因DNA受熱變性解鏈為單鏈(3)Ti質(zhì)粒的T­DNA染色體的DNAMPT64蛋白(4)蛋白質(zhì)工程2(2017·衡水模擬)

4、油菜中油酸為不飽和脂肪酸，能降低人體血液的膽固醇含量，減少人體患心血管病的風險。F基因控制合成的油酸酯氫酶催化油酸形成飽和脂肪酸，轉(zhuǎn)反義F基因油菜能提高菜籽油的油酸含量。請分析回答下列問題：(1)從油菜細胞的染色體DNA獲取F基因后進行大量擴增的方法為_。(2)構(gòu)建反義F基因表達載體時，需要用到的工具酶有_；農(nóng)桿菌可用來將反義F基因表達載體導入油菜細胞，從分子角度分析，其具有的特點是_。構(gòu)建反義F基因表達載體時沒有設計標記基因，其可能的原因是_。(3)Le啟動子為種子特異性啟動子，將F基因反向連接在Le啟動子之后構(gòu)建了反義F基因。檢測轉(zhuǎn)反義F基因油菜細胞內(nèi)F基因轉(zhuǎn)錄的mRNA含量，結(jié)果表明，因

5、雜交形成雙鏈RNA，細胞內(nèi)F基因的mRNA水平下降。由此推測，反義F基因的轉(zhuǎn)錄抑制了F基因的_(填“復制”“轉(zhuǎn)錄”或“翻譯”)過程。若F基因轉(zhuǎn)錄時，兩條單鏈(a1、a2)中a1為轉(zhuǎn)錄的模板鏈，則反義F基因轉(zhuǎn)錄時的模板鏈為_。解析：(1)PCR技術是一種體外擴增DNA片段的技術。(2)構(gòu)建基因表達載體時，首先需要用限制酶切割含有目的基因的外源DNA分子和運載體，其次還需要用DNA連接酶將目的基因與運載體連接形成重組DNA分子；因農(nóng)桿菌的Ti質(zhì)粒上的T­DNA可轉(zhuǎn)移至受體細胞，并且整合到受體細胞染色體的DNA上，故農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法為常用的將目的基因?qū)胫参锛毎姆椒?；標記基因表達產(chǎn)物，可能會

6、對食品安全構(gòu)成威脅，所以構(gòu)建反義F基因表達載體時沒有設計標志基因，這樣不會產(chǎn)生標記基因表達產(chǎn)物，有利于食品安全。(3)mRNA是翻譯的模板，轉(zhuǎn)反義F基因油菜細胞內(nèi)F基因轉(zhuǎn)錄的mRNA含量下降，可見反義F基因的轉(zhuǎn)錄抑制了F基因的翻譯過程。F基因轉(zhuǎn)錄形成的RNA能與反義F基因轉(zhuǎn)錄形成的RNA互補配對，若F基因轉(zhuǎn)錄時，兩條單鏈(a1、a2)中a1為轉(zhuǎn)錄的模板鏈，推測反義F基因轉(zhuǎn)錄時的模板鏈為a2。答案：(1)PCR技術(2)限制酶、DNA連接酶其Ti質(zhì)粒上的T­DNA可轉(zhuǎn)移至受體細胞，并且整合到受體細胞染色體的DNA上無標記基因表達產(chǎn)物，有利于食品安全(3)翻譯a23科學家通過利用PCR定

7、點突變技術改造Rubisco酶基因，提高了光合作用過程中Rubisco酶對CO2的親和力，從而顯著提高了植物的光合速率。請回答下列問題：(1)PCR過程所依據(jù)的原理是_，該過程需要加入的酶是_。(2)該技術不直接改造Rubisco酶，而通過對Rubisco酶基因進行改造，從而實現(xiàn)對Rubisco酶的改造，其原因是_。與傳統(tǒng)基因工程技術相比較，定點突變技術最突出的優(yōu)點是_，PCR定點突變技術屬于_的范疇。(3)可利用定點突變的DNA構(gòu)建基因表達載體，常用_將基因表達載體導入植物細胞，將該細胞利用植物組織培養(yǎng)技術培育成幼苗，從細胞水平分析所依據(jù)的原理是_。解析：(1)PCR技術是一種體外擴增DNA

8、片段的技術，其原理是DNA雙鏈復制，該過程需要耐高溫的DNA聚合酶(或Taq酶)的催化。(2)由于蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)較為復雜，改造困難，所以該技術不直接改造Rubisco酶，而通過對Rubisco酶基因進行改造，從而實現(xiàn)對Rubisco酶的改造；和傳統(tǒng)基因工程技術相比較，定點突變技術最突出的優(yōu)點是能生產(chǎn)出自然界不存在的蛋白質(zhì)，PCR定點突變技術屬于蛋白質(zhì)工程的范疇。(3)將基因表達載體導入植物細胞常用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法；植物組織培養(yǎng)技術的原理是植物細胞的全能性。 答案：(1)DNA雙鏈復制耐高溫的DNA聚合酶(或Taq酶)(2)蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)較為復雜，改造困難能生產(chǎn)出自然界不存在的蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)工程(3)

9、農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法植物細胞的全能性4在植物抗病毒基因工程中，利用植物病毒復制酶基因是一種常見的方法，某實驗小組將蕪菁花葉病毒復制酶(TuMV­Nib)反義基因?qū)氪蟀撞酥?，?jīng)檢測表明TuMV­Nib反義基因不僅整合到大白菜的染色體中，還獲得表達，而且轉(zhuǎn)基因植株的接種測試表明轉(zhuǎn)基因植株具有明顯的抗病性。TuMV­Nib反義基因的作用過程如下圖所示，請回答下列問題：(1)實驗室大量擴增TuMV­Nib反義基因常用的技術為_，該技術需要加入的原料是_，利用該技術擴增目的基因時_(填“需要”或“不需要”)知道該基因的全部堿基序列。(2)將目的基因?qū)胫参锛毎某Ｓ梅椒?/p>

10、是_，該方法常將目的基因?qū)隩i質(zhì)粒的T­DNA分子中，其原因是_。分析圖示可知，TuMV­Nib反義基因主要通過影響圖中的_(填序號)過程，影響TuMV­Nib基因的表達。(3)對已經(jīng)被病毒感染的植株，可選取該植株的莖尖通過_技術獲得脫毒苗，利用莖尖作為材料的原因是_。解析：(1)大量擴展TuMV­Nib反義基因常用PCR技術，該技術需要加入四種脫氧核糖核苷酸(或dATP、dTTP、dCTP、dGTP)為原料，利用該技術擴增目的基因時不需要知道該基因的全部堿基序列，但需要根據(jù)基因兩端的部分序列合成引物。(2)將目的基因?qū)胫参锛毎Ｓ棉r(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法，該方

11、法常將目的基因?qū)隩i質(zhì)粒的T­DNA分子中，借助T­DNA能主動轉(zhuǎn)移并整合到宿主細胞染色體的DNA分子中的特點導入目的基因。據(jù)圖可知，TuMV­Nib反義基因轉(zhuǎn)錄出反義mRNA，與mRNA結(jié)合，導致圖中翻譯過程受阻，影響TuMV­Nib基因的表達。(3)對已經(jīng)被病毒感染的植株，由于莖尖很少或沒有被病毒感染，可選取該植株的莖尖通過植物組織培養(yǎng)技術獲得脫毒苗。答案：(1)PCR四種脫氧核糖核苷酸(或dATP、dTTP、dCTP、dGTP)不需要(2)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法T­DNA能主動轉(zhuǎn)移并整合到宿主細胞染色體的DNA分子中 (3)植物組織培養(yǎng)莖尖很少或

12、沒有被病毒感染5(2017·新余市模擬)科學家將人的生長激素基因與pBR322質(zhì)粒進行重組，將得到的重組質(zhì)粒導入牛的受精卵，再通過細胞工程培育為轉(zhuǎn)基因克隆牛。pBR322質(zhì)粒含有2個抗生素抗性基因和5個限制酶切點(如圖2)。請據(jù)圖回答問題：(1)圖1中顯示的人的生長激素基因是通過人工合成的，圖中過程需要的酶是_。該過程所依據(jù)的堿基互補配對原則是_(用字母和箭頭表示)。(2)圖1中的mRNA是從人體的_細胞中獲取的。(3)重組質(zhì)粒形成與否需要鑒定和篩選，方法是將重組質(zhì)粒的DNA分子導入大腸桿菌，通過含抗生素的培養(yǎng)基進行培養(yǎng)，觀察大腸桿菌的生長、繁殖情況進行判斷。如圖3所示：如果受體菌在

13、培養(yǎng)基A上能生長、繁殖形成菌落，而不能在培養(yǎng)基B上生長、繁殖，則使用限制酶a的切點是圖2中的_，即目的基因插入了_中。如果受體菌在培養(yǎng)基A上不能生長、繁殖形成菌落，而在培養(yǎng)基B上能生長、繁殖，則使用限制酶a的切點是圖2中的_，即目的基因插入了_中。如果受體菌在培養(yǎng)基A和培養(yǎng)基B上都能生長、繁殖形成菌落，則使用限制酶a的切點是圖2中的_。解析：(1)根據(jù)圖1分析，目的基因是通過mRNA逆轉(zhuǎn)錄形成的，需要逆轉(zhuǎn)錄酶的催化；RNA中的堿基是A、U、C、G，DNA中的堿基是A、T、C、G，所以配對方式是AT、UA、GC、CG。(2)根據(jù)題意，生長激素基因是目的基因，該基因表達產(chǎn)物由垂體細胞分泌，所以需要

14、從垂體細胞中提取mRNA。(3)受體菌能在含氨芐青霉素的培養(yǎng)基上生存，不能在含四環(huán)素的培養(yǎng)基上生存，所以限制酶切點位于抗四環(huán)素基因內(nèi)部，由圖2可知，是切點3或切點4或切點5。受體菌不能在含氨芐青霉素的培養(yǎng)基上生存，能在含四環(huán)素的培養(yǎng)基上生存，所以限制酶切點位于抗氨芐青霉素基因內(nèi)部，由圖2可知，是切點1。受體菌能在含氨芐青霉素的培養(yǎng)基上生存，也能在含四環(huán)素的培養(yǎng)基上生存，所以這兩個抗生素抗性基因都沒有被破壞，由圖2可知，是切點2。答案：(1)逆轉(zhuǎn)錄酶AT、UA、GC、CG(2)垂體(3)切點3或切點4或切點5 抗四環(huán)素基因切點1抗氨芐青霉素基因切點2考點二克隆技術6.藍莓中富含的花青素能有效地改

15、善視力，下圖為科學家利用植物組織培養(yǎng)的方法，大量培養(yǎng)藍莓具體流程的文字圖解。請回答下列問題：生根(1)用于離體培養(yǎng)的藍莓組織叫作_，該技術的原理是_。(2)配制MS培養(yǎng)基時，應加入一定量的瓊脂、蔗糖、無機鹽、維生素、有機物等營養(yǎng)物質(zhì)，蔗糖除作為碳源外，還具有_的功能。常用的培養(yǎng)基有脫分化培養(yǎng)基、生根培養(yǎng)基和生芽培養(yǎng)基，這三種培養(yǎng)基的主要差異是_。(3)圖中藍莓組織要經(jīng)過消毒處理后才能進行培養(yǎng)。其過程中，細胞的分化程度會_(填“升高”“降低”或“不變”)。(4)愈傷組織經(jīng)過過程重新分化成根或叢芽的過程叫_。(5)藍莓花青素在60 以下的熱穩(wěn)定性較好，將含花青素的粗品經(jīng)真空干燥(可使水的沸點降低4

16、0 )制成成品。采用該方法的主要原因是_。解析：(1)用于離體培養(yǎng)的植物器官或組織片段，叫作外植體。植物組織培養(yǎng)的主要原理是植物細胞具有全能性。(2)配制MS培養(yǎng)基時，應加入一定量的瓊脂、蔗糖、無機鹽、維生素、有機物等營養(yǎng)物質(zhì)，蔗糖除作為碳源外，還具有提供能量和維持滲透壓的功能。常用的培養(yǎng)基有脫分化培養(yǎng)基、生根培養(yǎng)基和生芽培養(yǎng)基，這三種培養(yǎng)基的主要差異是生長素和細胞分裂素的用量及比例不同。(3)圖中過程是脫分化形成愈傷組織的過程，高度分化的細胞恢復分裂能力，則分化程度降低。(4)圖中過程是愈傷組織經(jīng)過再分化形成胚狀體的過程。(5)含花青素的粗品經(jīng)真空干燥(可使水的沸點降至40 )制成成品，采用

17、該方法的主要原因是避免(干燥時溫度過高導致)花青素分解。答案：(1)外植體(植物)細胞全能性(2)提供能量和維持滲透壓生長素和細胞分裂素的用量及比例不同(3)降低(4)再分化(5)避免(干燥時溫度過高導致)花青素分解7Rag2基因缺失小鼠不能產(chǎn)生成熟的淋巴細胞?？蒲腥藛T利用胚胎干細胞(ES細胞)對Rag2基因缺失小鼠進行基因治療。其技術流程如圖：(1)步驟中所選的卵母細胞應處于_期。(2)步驟中，重組胚胎培養(yǎng)到囊胚期時，可從其_分離出ES細胞，ES細胞在形態(tài)上表現(xiàn)為_的特點。(3)步驟中，需要構(gòu)建含有Rag2基因的_?？梢愿鶕?jù)Rag2基因的核苷酸序列設計合成_，利用_技術擴增Rag2基因片段。

18、用Hind和Pst限制酶分別在目的基因所在DNA片段兩側(cè)進行酶切獲得Rag2基因片段。為將該片段直接連接到表達載體，所選擇的表達載體上應具有_酶的酶切位點。解析：(1)步驟為核移植，所選的卵母細胞應處于減數(shù)第二次分裂中(M)期。(2)重組胚胎培養(yǎng)到囊胚期時，可從其內(nèi)細胞團中分離出ES細胞，ES細胞在形態(tài)上表現(xiàn)為體積小、細胞核大、核仁明顯。(3)步驟中表示將Rag2基因(目的基因)導入ES細胞(受體細胞)，此過程需要構(gòu)建含有Rag2基因的表達載體(重組質(zhì)粒)。設計引物要遵循堿基互補配對原則，所以根據(jù)Rag2基因的核苷酸序列進行設計，可利用PCR技術擴增Rag2基因片段。Rag2基因片段是用Hind和Pst限制酶切割獲得，所以表達載體上應具有Hind和Pst酶的酶切位點。答案：(1)減數(shù)第二次分裂中(M)(2)內(nèi)細胞團體積小、細胞核大、