高中生物 基因工程的應用練習

基因工程的應用練習題

1.復合型免疫缺陷癥(SCID)患者缺失ada基因，利用基因療法將人正常ada基因轉

入患者自身T細胞，可改善患者的免疫功能，如圖顯示該基因療法的兩個關鍵步驟?；?/p>

答下列問題：

援言人正X(1)、圖中所示獲取正常ada基因的方法

ada圣因的劃堡是,若要大量獲取該基因，可通過

CQ]PCR技術迸行擴增.與細胞內(nèi)DNA復制過程相比，PCR

技術的不同點有(答出兩點)

(2)、步驟②是,在該步驟中，病毒

作為起作用，需使用的工具酶

有o

(3)、完成步驟②后，在體外將人正常ada基因導

入患者自身的T細胞.此后在將該T細胞重新輸入患

者體內(nèi)之前，還必須完成哪兩項操作？

2、1990年，在經(jīng)過了長期的審查后，美國NIH(美國國立衛(wèi)生研究所)終于批

準了對一名患有嚴重復合型免疫缺陷癥的4歲女孩實施基因治療。腺昔酸脫

氨酶是免疫系統(tǒng)完成正常功能必需的酶，臨床患者先天腺昔酸脫氨酶(ada)基

因缺乏，導致她患重癥聯(lián)合免疫缺陷病(SCID)。因此，她不能抵抗任何微生

物的感染，只能在無菌條件下生活。

運用現(xiàn)代生物技術進行治療后，患者

的免疫功能得到了很大的修復。下圖

表示治療SCID的過程，請據(jù)圖回答

下列問題

⑴在這個實例中充當“分子運輸車”

的是,目的基因是,

細胭.相拂笛

卜LM的I淋匕如胞料

注入如看體內(nèi)目的基因的受體細胞是o

砧因汗入I常培井T

已細胞Q淋巴細胞⑵要獲得攜帶人正常ada基因的細

oo。二菌，需要的工具包括、

Q和O

⑶人的ada基因與胰島素基因相比,其主要差別是o

(4)如果科學家通過基因工程技術,成功改造了某女性血友病患者的造血干

細胞，使其凝血功能全部恢復正常。寫出該女性的卵原細胞在治療前后的基

因型：(正?；驗镠,血友病基因為h)、o

(5)如果該女性在恢復正常后，與一正常男性結婚，所生子女的表現(xiàn)型

為(在下列選項中選擇正確的一項)，并說明理由：

A.子、女兒全部正常B.兒子、女兒中各一半正常

C.兒子全部患病、女兒全部正常D.兒子全部正常、女兒全部患病

3、番茄果實成熟過程中，某種酶（PG）開始合成并顯著增加，促使果實變紅變軟。但

不利于長途運輸和長期保鮮。科學家利用反義RNA技術（見圖解），可有效解決此問題。

該技術的核心是，從番茄體細胞中獲得指導PG合成的信使RNA,繼而以該信使RNA

為模板人工合成反義基因并將之導入離體番茄體細胞，經(jīng)組織培養(yǎng)獲得完整植株。新植

株在果實發(fā)育過程中，反義基因經(jīng)轉錄產(chǎn)生的反義RNA與細胞原有mRNA（靶mRNA）

互補形成雙鏈RNA,阻止靶mRNA進一步翻譯形成PG,從而達到抑制果實成熟的目

的。請結合圖解回答：

細胞原有基因（1）反義基因像一

.（靶基因）般基因一樣是一段雙鏈

,不能合成的DNA分子，合成該

靶mRNA-、--"?"

因的蛋白產(chǎn)物

反義RNA分子的第一條鏈時，使

形成互補雙鏈RNA.用的模板是細胞質中的

合成的反義基因不能與核糖體結合或

被RNA酶快速降解信使RNA,原料是四

種,所

用的酶是O

（2）如果指導番茄合成PG的信使RNA的堿基序列是一A—u—c—c—A—G—G

—U—C—,那么，PG反義基因的這段堿基對序列是o

（3）將人工合成的反義基因導入番茄葉肉細胞原生質體的運輸工具

是,在受體細胞中該基因指導合成的最終產(chǎn)物

是o

4、隨著科學技術的發(fā)展，化學農(nóng)藥的產(chǎn)量和品種逐年增加，但害蟲的抗藥性也不斷增

強，對農(nóng)作物危害仍然很嚴重。如近年來，棉鈴蟲在我國大面積暴發(fā)成災，造成經(jīng)濟損

失每年達100億以上。針對這種情況，江蘇農(nóng)科院開展“轉基因抗蟲棉”的科技攻關研究，

成功地將某種能產(chǎn)生抗蟲毒蛋白細菌的抗蟲基因導入棉花細胞中，得到的棉花新品種對

棉鈴蟲的毒殺效果高達80%以上。就以上材料，分析回答：

（1）細菌的抗蟲基因之所以能“插入”到棉花體內(nèi)，原因是o

（2）從細菌的DNA中“剪下”抗蟲基因的酶是。將細菌的抗蟲基因“插入”

棉花體細胞中的酶是-

（3）“轉基因抗蟲棉”具有抗害蟲的能力，這表明棉花體內(nèi)產(chǎn)生了抗蟲的

物質。這種變異屬于o這個事實說明，害蟲和植物共用一

套。

（4）假設抗蟲基因含有12000個堿基對,則該基因控制合成的蛋白質共有個

氨基酸。

（5）棉花的DNA分子被“嫁接”上或“切割”掉某個基因，實際并不影響遺傳信息的

表達功能。這說明---------------------------。

（6）“轉基因抗蟲棉”抗害蟲的遺傳信息傳遞過程可表示為0

（7）該項科技成果在環(huán)境保護上的作用是。

（8）科學家預言，止匕種“轉基因抗蟲棉”獨立種植若干代以后，也將出現(xiàn)不抗蟲的植

株，此現(xiàn)象來源于。

（9）害蟲抗藥性的增強是的結果；

5、熒火蟲能發(fā)光是因為熒火蟲體內(nèi)可以通過熒光素酶催化的系列反應所產(chǎn)生的現(xiàn)象。

如果熒光素酶存在于植物體內(nèi)，也可使植物體發(fā)光。一直以來熒光素酶的惟一來源是從

熒火蟲腹部提取的。但加利福利亞大學的一組科學家成功地通過轉基因工程實現(xiàn)了將熒

光素酶基因導入到大腸桿菌體內(nèi)，并在大腸桿菌體4內(nèi)產(chǎn)生熒光素酶。請你根據(jù)已有的

知識回答下列有關問題：

（1）在此轉基因工程中，目的基因是,提取目的基因的方法通常有兩

種，提取該目的基因的方法最可能的途徑是O

（2）下列可作為受體細胞的生物有

A.土壤農(nóng)桿菌B.結核桿菌C.噬菌體D.枯草桿菌

（3）在此轉基因工程中，是由質粒承擔運載體的，除此結構外，常作為載體的物質還

有0在將體外重組體DNA導入大腸桿菌體內(nèi)之前通常要用

處理大腸桿菌，目的是o

（4）與雜交育種、誘變育種相比，通過基因工程來培育新品種的主要優(yōu)點是

和0

6、糖尿病是一種常見病，且發(fā)病率有逐年增加的趨勢，以致發(fā)達國家把它列為第三號

“殺手”。

（1）目前對糖尿病I型的治療，大多采用激素療法，所用激素為,由

________________細胞分泌。

（2）這種治療用的激素過去主要是從動物的內(nèi)臟中提取，數(shù)量有限，20世紀70年代

后，開始采用基因工程的方法生產(chǎn)，如圖乙所示，請回答：

①指出圖中2、4、6、7的名稱：

J7-------------'丁4-------------'_II_I_II_II_III

②一般獲取4采用的方法是

③6的獲得必須用____________切割3?窿卷、^3

和4,使它們產(chǎn)生相同的,弋逛郭一?

再加入適量的酶，才可形成。12

④2的化學本質為o

7、下圖是利用基因工程技術生產(chǎn)人胰島素的操作過程示意圖，請據(jù)圖作答。

重復進行⑤

且小21^大量的A

A/XAA

胰島素A/\zx/\z\

mRNA

細胞器是o

（2）自然界中生物的變異是的，而以上的基因工程技術使大腸桿菌按照

人們

目的發(fā)生的變異。

（3）家蠶的體細胞共有56條染色體，對家蠶的基因組進行分析（參照人類基因組計劃

要求），應測定家蠶的條雙鏈DNA分子上的核昔酸序列，它們分別

是。

（4）為了提高蠶絲的產(chǎn)量和品質，可以通過家蠶遺傳物質改變引起變異和進一步的選

育來完成.這些變異的來源有：。

8、將動物致病菌的抗原基因導入馬鈴薯制成植物疫苗，飼喂轉基因馬鈴薯可使動物獲

得免疫力。以下是

與植物疫苗制備過

程相關的圖和表。

請根據(jù)以上圖表回

答下列問題。

(1)在米用常規(guī)

PCR方法擴增目的

基因的過程中，使

用的DNA聚合酶不

同于一般生物體內(nèi)廣一引物對表1引物對序列表

一^S_DNA引物對P\AACTGAAATGTAGCTATC

的DNA聚合酶，其八UUHWH型“川用nlfiihmillli川||||“||川岫||“山—一模板A.P2TTAAGTCCATTACTCTAG

最主要的特點模最-［川川IIW川由川I皿UnilUuM皿皿皿弓1物對SIGTCCGACTAGTGGCTGTG

BS2AGCTGGCGTTTAGCCTCG

是_____________圖2引物對與模板結合示意圖

表2幾種限制附識別序列及切徵J位點表

________________________________O

限制酶AluIEcoRIPsiISniaI

(2)PCR過程中AGJ.CTGXAATTCCTGCA；GCCCJGGG

切割位點

退火(復性)溫度TCTGACTTAATGGTACGTCGGGtCCC

必須根據(jù)引物的堿基數(shù)量和種類來設定。表1為根據(jù)模板設計的兩對引物序列，圖2

為引物對與模板結合示意圖。請判斷哪一對引物可采用較高的退火溫度？O

(3)圖1步驟③所用的DNA連接酶對所連接的DNA兩端堿基序列是否有專一性要

求？_O

(7T為將外源基因轉入馬鈴薯，圖1步驟⑥轉基因所用的細菌B通常

為O

(5)對符合設計要求的重組質粒T進行酶切，假設所用的酶均可將識別位點完全切

開，請根據(jù)圖1中標示的酶切位點和表2所列的識別序列，對以下酶切結果作出判斷。

①采用EcoRI和PstI酶切，得到種DNA片斷。

②采用EcoRI和SmaI酶切，得到種DNA片斷。

練習題答案

1、（1）從基因文庫中獲取目的基因不需要解旋酶，需要熱穩(wěn)定DNA聚合酶

（2）建構基因表達載體運載體限制酶和DNA連接酶

（3）將目的基因導入受體細胞目的基因的檢測與表達

2、（1）病毒腺甘脫氨酶基因T淋巴細胞

（2）限制酶DNA連接酶載體

（3）脫氧核甘酸排列順序不同

（4）XhXhXhXh（5）C在基因治療過程中，只是在患者的造血干細胞內(nèi)導入正?；颍渌?/p>

體細胞（包括卵原細胞）中仍存在成對的血友病基因，所形成的配子中，都帶有血友病基因，因此

該女子與正常男子結婚，其后代中兒子全部患病、女兒全部正常。其它答案合理