- 基因工程及其应用
- 共2527题
胰岛素是治疗糖尿病的重要药物。下图是利用基因工程技术生产胰岛素的操作过程，请据图回答：
(1)完成过程②、③必需的酶分别是________、_________。
(2)在利用A、B获得C的过程中，必须先用_________酶切割A和B，使它们产生相同的_________，再加入___________酶，才可形成C。
(3)取自大肠杆菌的物质B，它的本质是__________分子。
(4)图中的细胞D是基因工程中常用的受体细胞，主要原因是_______等。
正确答案
(1)逆转录酶；解旋酶
(2)同一种限制酶；黏性末端或平末端；DNA连接酶
(3)DNA
(4)繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少等
基因兴奋剂是指通过改良遗传学成分使机体产生更多的激素、蛋白质或其他天然物质，从而增强运动能力。基因兴奋剂是随着基因治疗技术的发展而诞生的，它与普通基因治疗的不同在于将服务对象从患者转移到了健康的职业运动员。科学家发现了一种AGTN3的基因，其等位基因R能提高运动员的短跑成绩，其另一等位基因E则能提高运动员的长跑成绩。请回答：
(1)基因AGTN3变成基因R或E的现象在遗传学上称为__________，该现象发生的本质是DNA分子发生了_____________。
(2)若一个家庭中，父母都具有E基因，善长跑；一个儿子也具有E基因善长跑；但另一个儿子不具有E基因而不善长跑。据孟德尔理论，这种现象在遗传学上称为__________。由此可见，E基因对AGTN3基因具有__________作用。
(3)若一对夫妇注射了R基因都提高了短跑成绩，则他们以后所生的子女具有R基因的概率是____________ 。
(4)科学家把运动员注入的能改善运动员各种运动能力和耐力的基因称为基因兴奋剂。随着转基因技术的提高，在今年伦敦奥运会上有可能会出现使用基因兴奋剂这种最隐蔽的作弊行为。这是因为注入的基因存在于运动员的_______。
A．血液中 B．肌肉细胞中 C．心脏细胞中 D．小脑细胞中
(5)科学考察发现，在许多狮豹的非洲部落，基因R出现的比例较大，而基因AGTN3出现的比例比较少。这一事实表明，在该部落的进化过程中具有R基因的个体更容易适应当时的环境而生存。请用现代生物进化理论解释该基因比例上升的原因 ________________。
正确答案
(1)基因突变；碱基对的增减、缺失或改变
(2)性状分离；显性
(3)0
(4)B
(5)在多狮豹的环境中，具有R基因的个体更容易躲避野兽的追杀。经过长期的进化，R基因比例上升，频率增大
下图是从酵母菌获取某植物需要的某种酶基因的流程图，结合所学知识及相关信息回答下列问题：
(1)图中cDNA文库__________基因组文库(填“大于”、“等于”或“小于”)。
(2)①过程提取的DNA需要___________的切割，B过程是__________。
(3)为在短时间内获得大量目的基因，可用__________扩增的方法，其原理是__________。
(4)目的基因获取之后，需要进行___________，其组成必须有__________以及标记基因等。此步骤是基因工程的核心。
(5)将该目的基因导入某双子叶植物细胞，常采用的方法是__________，其能否在此植物体内稳定遗传的关键是____________，可以用__________技术进行检测。
(6)如果要想使该酶活性更强或具有更强的耐受性，需要对现有蛋白质进行改造，这要通过基因工程的延伸——蛋白质工程。首先要设计预期的_________，再推测应有的氨基酸序列，找到相对应的________。
(7)除植物基因工程硕果累累之外，人们在动物基因工程、基因工程药物和基因治疗等方面也取得了显著成果，请列举出至少两方面的应用：_____________。
正确答案
(1)小于
(2)限制酶 反转录
(3)PCR技术 DNA复制
(4)基因表达载体的构建 启动子、终止子、目的基因(复制原点可不答)
(5)农杆菌转化法 目的基因是否整合到植物细胞的染色体上 DNA分子杂交
(6)蛋白质结构 脱氧核苷酸序列
(7)乳腺生物反应器、体外基因治疗复合型免疫缺陷综合症
作物育种的方法有多种。请针对下面两种方法回答问题：
方法1 
(1)方法1称为__________；方法2称为_________。
(2)方法1的“新性状植株”不能都作为良种保留，根本原因是________。
(3)方法2产生“愈伤组织”的过程，称为细胞的________，它形成“胚状体”的过程可称为________，此方法的基本技术手段可称为_______。上述过程证实了已分化的植物体细胞仍具有_______性。
(4)两种方法都能获得新品种，但二者的本质区别是方法1利用了_________的变异；方法2利用了________的变异。
正确答案
(1)诱变育种 基因工程育种(转基因育种)
(2)突变多害少利(突变是不定向的)
(3)脱分化 再分化 植物组织培养 全能
(4)不定向 人为定向
(选做题)已知甲种农作物因受到乙种昆虫危害而减产，乙种昆虫食用某种原核生物分泌的丙种蛋白质后死亡。因此，可将丙种蛋白质基因转入到甲种农作物体内，使甲种农作物获得抗乙种昆虫危害的能力。回答下列问题：
(1)为了获得丙中蛋白质的基因，在已知丙种蛋白质氨基酸序列的基础上，推测出丙中蛋白质的_________序列，据此可利用__________方法合成目的基因。获得丙中蛋白质的基因还可用_______、________方法。
(2)在利用上述丙中蛋白质基因和质粒载体构建重组质粒的过程中，常需使用________酶和_______。
(3)将含有重组质粒的农杆菌与甲种农作物的愈伤组织共培养，筛选出含有丙种蛋白质的愈伤组织，由该愈伤组织培养成的再生植株可抵抗________的危害。
(4)若用含有重组质粒的农杆菌直接感染甲种农作物植株叶片伤口，则该植株的种子__________(填“含有”或“不含”)丙种蛋白质基因。
正确答案
(1)基因 化学 基因文库 PCR
(2)限制 DNA连接
(3)乙种昆虫
(4)不含
金茶花是中国特有的观赏品种，但易得枯萎病，降低观赏价值。科学家在某种植物中找到了抗枯萎病的基因，用转基因方法培育出了抗枯萎病的新品种。请据图回答下列问题。
(1)将②连接到①上并形成③，常用到的酶有__________。
(2)②与①上的某种抗药性基因在结构上的最大区别是__________。
(3)经检测，被③侵染的金茶花叶片细胞具备了抗病性，这说明②已经________。欲快速培育大量该抗病新品种，应该采用的技术是________，依据的理论基础是________。
(4)通过转基因方法获得的抗病金茶花，将来产生的配子中是否一定含有抗病基因？__________。
正确答案
(1)限制性核酸内切酶和DNA连接酶
(2)②的编码区是间隔的、不连续的(只要合理均正确)
(3)表达 植物组织培养 植物细胞的全能性
(4)不一定
(选做题)下面是利用大肠杆菌生产人胰岛素的有关问题，请回答：
(1)利用大肠杆菌生产人胰岛素必须应用_____________和_____________等工程学手段。
(2)大肠杆菌质粒经EcoRⅠ(一种限制性核酸内切酶)切割后所形成的黏性末端之一是，则EcoRⅠ的识别序列和切点是_________________(切点用箭头标在序列上)。
(3)要将人的胰岛素基因插入上述质粒切口形成重组质粒必须利用的工具酶是_________。
正确答案
(1)基因工程 发酵工程
(2)-G↓GATCC-
(3)EcoRI和DNA连接酶
豇豆具有抵抗多种害虫的根本原因是体内具有胰蛋白酶抑制剂基因(CpTI基因)。科学家将其转移到水稻体内后，却发现效果不佳，主要原因是CpTI蛋白质的积累量不足。经过在体外对CpTI基因进行了修饰后，CpTI蛋白质在水稻中的积累量就得到了提高。修饰和表达过程如图所示：根据以上材料，回答下列问题：
(1)CpTI基因是该基因工程中的 _____ 基因。“信号肽”序列及“内质网滞留信号”序列的基本单位是四种脱氧核苷酸，在①过程中，首先要用_________切开，暴露出黏性末端，再用 ____ 连接。
(2)在该基因工程中，供体细胞和受体细胞分别是：________细胞、_______细胞。
(3)修饰后的CpTI基因是否表达的最好鉴定方法是：______________。
正确答案
(1)目的 限制性核酸内切酶 DNA连接酶
(2)豇豆 水稻
(3)让多种害虫食用水稻叶片
天然酿酒酵母菌通常缺乏分解淀粉的酶类，用作发酵原料的淀粉需经一系列复杂的转化过程才能被利用。研究者从某丝状真菌中获取淀粉酶基因并转入酿酒酵母菌，获得的酿酒酵母工程菌可直接利用淀粉产生酒精。请回答下列问题：
(1)将淀粉酶基因切割下来所用的工具是________，用_______将淀粉酶基因与载体拼接成新的DNA分子，此表达载体除目的基因外，必须含有______、_______和标记基因。
(2)若要鉴定淀粉酶基因是否插入酿酒酵母菌，可采用的检测方法是_______________，该项方法要用____________作探针进行检测；若要鉴定淀粉酶基因是否翻译成淀粉酶，可采用_____方法检测。
(3)采用PCR技术可对目的基因进行体外扩增。该反应体系的主要成分应包含：扩增缓冲液(含Mg2+)、水、4种dNTP、模板DNA、引物和____________。其中引物有_________种，实质是_______，假如引物都用3H标记，从理论上计算循环4次，所得DNA分子中含有3H标记的占____。
(4)已知BarnHⅠ与BglⅡ的识别序列及切割位点如下图所示，用这两种酶和DNA连接酶对一段含有数个BarnHⅠ和BglⅡ识别序列的DNA分子进行反复的切割、连接操作，若干循环后_______序列明显增多。
(5)基因工程只能生产自然界已存在的蛋白质，__________却能生产自然界不存在的新的蛋白质，但最终还须通过改造基因来实现，原因是__________。
正确答案
(1)限制性核酸内切酶；DNA连接酶；启动子；终止子
(2)DNA分子杂交技术；用放射性同位素进行标记了的含目的基因的DNA片断；抗原—抗体杂交法(或淀粉酶活性)
(3)Taq酶(耐高温的或热稳定的DNA聚合酶)；2；DNA；100%
(4)
(5)蛋白质工程；①基因控制蛋白质的合成，改造基因即改造了蛋白质；②改造的基因可以遗传，直接改造的蛋白质不能遗传；③目前对大多数蛋白质复杂的高级结构还不清楚，所以改造基因比直接改造蛋白质容易(答对其中一点即可)
(选做题)请回答有关图示问题：
(1)图甲中①一③所示的生物工程为_______。该工程是指以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过对__________的修饰或合成，对现有的_______进行改造，或制造出新的一种蛋白质，以满足人类的生产生活的需求。
(2)图甲中序号④所示过程叫做___________，该过程遵循的碱基互补原则中不同于翻译过程的碱基对是___________。(请将模板碱基写在前)
(3)如下图乙，一个基因表达载体的组成，除了目的基因外，在基因尾端还必须有[2]_____；图中[3]_________的作用是为了鉴别受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来。
(4)若预期蛋白质欲通过乳腺生物反应器生产，则构建基因表达载体时，图乙中序号[1]代表的是________；且在图甲中⑨过程之前，要对精子进行筛选、保留含性染色体____的精子。
(5)为获得较多的受精卵进行研究，图甲中⑥过程一般用激素对供体做_______处理，为提高培育成功率，进行⑩过程之前，要对供、受体动物做______处理。若甲图中的卵母细胞来自从屠宰场收集的卵巢，则其在⑧之前须进行体外培养到 _________期方能受精。
(6)用_______技术处理发育到______期或囊胚期的早期胚胎，可获得同卵双胎或多胎。若是对囊胚进行处理，要注意将__________均等分割。
正确答案
(1)蛋白质工程基因 蛋白质
(2)反转录 A—T
(3)终止子 标记基因
(4)乳腺蛋白基因的启动子 X
(5)超数排卵 同期发情 减数第二次分裂中期
(6)胚胎分割 桑椹胚 内细胞团
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