1、第第 3 章测评章测评(时间:90 分钟满分:100 分)一、选择题:本题共 15小题,每小题 2分,共 30分。每小题给出的四个选项中,只有一个选项是最符合题目要求的。1.下列关于限制性内切核酸酶的说法,错误的是()A.限制性内切核酸酶主要是从原核生物中分离纯化出来的B.限制性内切核酸酶不能将目的基因连接到不同的载体上C.一种限制性内切核酸酶只能识别一种特定的核苷酸D.限制性内切核酸酶既可切割链状 DNA 也可切割环状 DNA答案 C解析限制性内切核酸酶主要是从原核生物中提取的,A项正确;限制性内切核酸酶切割载体和目的基因,不能连接载体和目的基因,B 项正确;限制性内切核酸酶识别特定的核苷酸
2、序列,而非核苷酸,C项错误;限制性内切核酸酶可以切割 DNA,无论是链状 DNA 还是环状 DNA,D 项正确。2.下图为基因工程中部分操作示意图。下列关于 P、Q、R、S、G 的描述,正确的是()A.P 代表的是质粒 RNA,S 代表的是外源 DNAB.Q 表示限制性内切核酸酶的作用,R 表示 RNA 聚合酶的作用C.G 是 RNA 与 DNA 形成的重组质粒D.G是重组质粒答案 D解析 P 代表的是质粒 DNA,S 代表目的基因,A 项错误;Q 表示限制酶(限制性内切核酸酶)的作用,R 表示 DNA 连接酶的作用,B 项错误;G 是目的基因与质粒形成的重组质粒,C 项错误,D 项正确。3.
3、2019 年底开始,新型冠状病毒(世界卫生组织命名为“2019-nCoV”)肆虐全球,该病毒可引发人体肺部感染,严重者会造成病人死亡。有人提出了数种快速检测 2019-nCoV 的方法。下列相关叙述错误的是()A.镜检法:在光学显微镜下可直接观察病人的痰液中是否含有 2019-nCoVB.PCR 技术:可在短时间内把 2019-nCoV 的基因数量扩增到数百万倍,以便于检测C.抗原抗体法:用 2019-nCoV 蛋白与血清中抗体的特异性结合,可检测是否感染过 2019-nCoVD.DNA 探针技术:根据分子杂交原理,用标记的 DNA 分子做探针可检测 2019-nCoV答案 A解析在光学显微镜
4、不能直接观察到病人的痰液中是否含有 2019-nCoV,A 项错误;利用 PCR 技术可在短时间内把 2019-nCoV 的基因数量扩增到数百万倍,更有利于检测,B 项正确;根据 2019-nCoV 蛋白与血清中抗体发生特异性结合的特征,可检测是否感染过 2019-nCoV,C 项正确;用标记的 DNA 分子做探针可检测 2019-nCoV的核酸,以便确定是否被感染,D 项正确。4.下列获取目的基因的方法中需要模板链的是()利用 PCR 技术扩增目的基因逆转录法通过 DNA 合成仪利用化学方法人工合成A.B.C.D.答案 B解析 PCR 利用 DNA 半保留复制原理,即将 DNA 双链之间的氢
5、键打开,变成单链,作为 DNA 复制的模板。逆转录法是以目的基因转录成的 mRNA 为模板,在逆转录酶的作用下,先得到与之互补的 DNA单链,再合成双链 DNA。不需要模板,综上所述,B 项符合题意。5.下列关于 PCR 技术的叙述,正确的是()A.PCR 技术建立在对扩增的目的基因序列完全已知的基础上B.该技术需要解旋酶和耐高温的 DNA 聚合酶C.该技术需要一对特异性的引物,要求一对引物的序列是互补的D.该技术利用 DNA 半保留复制原理,也需要模板、原料、能量、酶等条件答案 D解析利用 PCR 技术扩增目的基因时,只需知道目的基因的一段已知序列,便于设计引物,A 项错误;PCR 技术通过
6、高温使 DNA 解旋,不需要解旋酶,B 项错误;该技术需要的一对引物,在复性过程中能分别与目的基因两条链的 3末端的碱基配对,其序列不能是互补的,C 项错误;PCR 技术利用 DNA 半保留复制原理,双链 DNA 在细胞外复制时需要模板、原料、能量、酶等条件,D项正确。6.在基因工程中,为将目的基因导入植物受体细胞常采用土壤农杆菌转化法,在土壤农杆菌中常含有一个 Ti 质粒。某科研小组欲将某抗虫基因导入某植物,下列分析错误的是()A.Ti 质粒含有对宿主细胞生存具有决定性作用的基因,是基因工程中重要的载体B.用 Ca2+处理细菌是重组 Ti 质粒导入土壤农杆菌中的重要方法C.含有重组 Ti 质
7、粒的土壤农杆菌成功感染植物细胞,可通过植物组织培养技术将该细胞培养成具有抗虫性状的植物D.若能够在植物细胞中检测到抗虫基因,则说明重组质粒成功地导入了受体细胞答案 A解析 Ti 质粒是基因工程中重要的载体,但不含有对宿主细胞生存具有决定性作用的基因,A项错误;用 Ca2+处理细菌可增加细胞壁的通透性,有利于将重组 Ti 质粒导入土壤农杆菌,B 项正确;转基因成功的植物细胞可通过植物组织培养技术培育获得转基因植物,C项正确;若在植物细胞中检测到抗虫基因,则说明目的基因已成功导入受体细胞中,D 项正确。7.科学家利用基因工程培育出了耐盐的转基因棉花新品种,下列相关叙述错误的是()A.可通过农杆菌转
8、化法将重组质粒导入受体细胞B.含耐盐基因的棉花细胞可经植物组织培养获得完整植株C.可用较高浓度的盐水浇灌来鉴定棉花植株的耐盐性D.如果目的基因的核苷酸序列是完全未知的,可用 PCR 技术得到大量目的基因答案 D解析通过农杆菌转化法可将重组质粒导入棉花受体细胞,A项正确;含耐盐基因的棉花细胞经植物组织培养可获得完整的耐盐植株,B 项正确;棉花植株是否耐盐,主要看植株能否在高浓度的盐溶液或高盐土壤中生活,因此,可以用较高浓度的盐水浇灌来鉴定棉花植株的耐盐性,C 项正确;如果目的基因的核苷酸序列是完全未知的,可从基因文库中获取目的基因,不能通过 PCR 扩增目的基因,D 项错误。8.利用细菌大量生产
9、人类干扰素,下列有关叙述错误的是()A.用适当的酶对质粒载体与人类干扰素基因进行切割与黏合B.用 Ca2+处理受体细菌表面,将重组 DNA 导入受体细菌C.通常通过检测目的基因产物来检测重组 DNA 是否已导入受体细菌D.重组 DNA 必须能在受体细菌内进行复制、转录与翻译答案 C解析在构建基因表达载体时,通常要对含有目的基因的 DNA 分子和载体进行同种限制酶的切割和DNA 连接酶的黏合,A 项正确;因为受体细胞是细菌,通常对其进行 Ca2+处理,使受体细胞处于容易吸收周围环境中 DNA 分子的状态,以便更好地导入目的基因,B项正确;通常采用标记基因来检测重组DNA 是否导入受体细菌,C 项
10、错误;重组 DNA 进入细胞后,其上的目的基因会随着受体细胞 DNA 的复制而复制,并表达(转录和翻译)出相应的基因产物,D 项正确。9.PCR 技术的原理类似于细胞内 DNA 的复制,短时间内就可以在体外将目的基因扩增几百万倍。下列关于 PCR 技术的推测,不可能的是()A.PCR 技术在短时间内将目的基因扩增几百万倍,因而对基因工程的操作有极大帮助B.用 PCR 技术扩增目的基因,需要模板、原料、酶和能量等条件C.用 PCR 技术扩增目的基因,也遵循碱基互补配对原则D.如果一个目的基因(双链 DNA 片段)在 PCR 仪中经 n 次循环可得到目的基因(2n-1)个答案 D解析 PCR 扩增
11、目的基因时,每循环一次,目的基因的量就增加一倍,所以一个目的基因经 n 次循环后,可得到目的基因 2n个,D 项错误。10.埃博拉病毒(EBOV)呈纤维状,EBOV 衣壳外有包膜,包膜上有 5 种蛋白棘突(VP 系列蛋白和 GP 蛋白),其中 GP 蛋白最为关键,能被宿主细胞强烈识别。2014 年首个埃博拉疫苗成功通过临床试验,接受疫苗的志愿者均产生了抗体,且未出现严重副作用。疫苗种类有:灭活疫苗、DNA 疫苗、病毒样颗粒疫苗等。下列相关叙述错误的是()A.可利用埃博拉病毒的 RNA 逆转录合成 DNA 以获得编码 GP 蛋白抗原的 DNA 疫苗B.以 GP 蛋白制作的病毒样颗粒疫苗比利用毒性
12、减弱的埃博拉病毒作为疫苗更安全C.为了获取乳汁中含有 GP 蛋白的转基因牛,必须使目的基因的首段含有使其仅能在牛的乳腺细胞中特异性表达的启动子D.产 GP 蛋白的转基因牛是否培育成功,可通过抗原抗体杂交技术从个体水平进行检测答案 D解析疫苗种类有灭活疫苗、DNA 疫苗病、毒样颗粒疫苗等,因此可以利用埃博拉病毒的 RNA 逆转录合成 DNA 以获得编码 GP 蛋白抗原的 DNA 疫苗,A项正确;以 GP 蛋白制作的病毒样颗粒疫苗比利用毒性减弱的埃博拉病毒作为疫苗更安全,其原因是 GP 蛋白自身没有感染能力,但保留有抗原性,B 项正确;为了从牛分泌的乳汁中生产 GP 蛋白,在目的基因导入受体细胞前
13、,目的基因的首段必须含有使其仅能在牛的乳腺细胞中特异性表达的(乳腺蛋白基因的)启动子,才能驱动转录过程,C 项正确;产 GP 蛋白的转基因牛是否培育成功,可通过抗原抗体杂交技术从分子水平进行检测,D 项错误。11.下列关于基因工程的叙述,正确的是()A.目的基因和受体细胞均可来自动物、植物和微生物B.限制性内切核酸酶、DNA 连接酶及载体是基因工程中常用的工具酶C.若检测培育的抗虫棉花是否成功,可用相应的病菌侵染棉花植株D.载体上的抗性基因有利于检测目的基因是否插入受体细胞的染色体上答案 A解析基因工程的目的基因可以来源于动物、植物和微生物,受体细胞也可以来自动物、植物和微生物,A 项正确;基
14、因工程的工具有限制性内切核酸酶、DNA 连接酶和载体,其中限制性内切核酸酶和DNA 连接酶是基因工程中两类常用的工具酶,B项错误;若检测培育的抗虫棉花是否成功,可在抗虫棉花植株上接种棉铃虫,来检测抗虫棉的抗虫性及抗性程度,C 项错误;载体上的抗性基因有利于检测目的基因是否导入受体细胞,但不能检测目的基因是否插入受体细胞的染色体上,D项错误。12.天然的玫瑰没有蓝色花,这是由于缺少控制蓝色色素合成的基因 B,而开蓝色花的矮牵牛中存在序列已知的基因 B。现用基因工程技术培育蓝玫瑰,下列操作正确的是()A.获取基因 B时,应先提取矮牵牛蓝色花 mRNA,经逆转录获得互补的 DNA 单链,再扩增基因
15、BB.利用 DNA 连接酶将基因 B 与质粒连接后直接导入玫瑰细胞C.将基因 B直接导入大肠杆菌,然后感染并转入玫瑰细胞D.将基因 B 导入玫瑰细胞后,可通过植物组织培养培育出蓝玫瑰答案 D解析基因 B序列已知,可提取矮牵牛的 DNA,根据基因 B 序列设计引物,直接对基因 B 进行 PCR 扩增,无需再经逆转录过程,A 项错误;将目的基因导入植物细胞时,常采用农杆菌转化法,需要先构建重组Ti 质粒,再将含有基因 B 的 Ti 质粒导入农杆菌,然后感染并转入玫瑰细胞,B 项和 C 项错误;将基因 B导入玫瑰细胞后,可通过植物组织培养培育出蓝玫瑰,D项错误。13.人组织纤溶酶原激活物(htPA)
16、是一种重要的药用蛋白,可在转 htPA 基因母羊的羊乳中获得,生产流程如图所示。下列有关叙述正确的是()A.构建重组表达载体时需要用 DNA 聚合酶和 DNA 连接酶B.检测目的基因是否已转录出 mRNA,可采用分子杂交技术C.将重组表达载体导入受精卵之前用 CaCl2处理,有利于提高转化效率D.若在母羊的体细胞中检测到 htPA 基因,说明目的基因成功表达答案 B解析构建基因表达载体需要限制酶和 DNA 连接酶,不需要 DNA 聚合酶,A 项错误;检测目的基因是否已转录出 mRNA,可采用分子杂交技术,B 项正确;将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法,将目的基因导入微生物细胞时需要
17、用 CaCl2处理微生物细胞,C 项错误;若在母羊的体细胞中检测到 htPA 基因,说明目的基因成功导入受体细胞,但不能说明目的基因已经表达,只有在转 htPA 基因母羊的羊乳中检测到 htPA,才能说明目的基因已成功表达,D 项错误。14.下列有关蛋白质工程的叙述,不正确的是()A.收集大量的蛋白质分子结构的信息,以便分析结构与功能之间的关系B.可以预测具有一定氨基酸序列的蛋白质的空间结构和生物功能C.根据特定的生物功能,设计蛋白质的氨基酸序列和空间结构D.根据人们的需要,直接对氨基酸的分子结构进行改造答案 D解析蛋白质工程是根据人们的需要,通过对基因的改造从而实现对蛋白质的改造,D项错误。
18、15.当前医学上,蛋白质工程药物正逐步取代第一代基因工程药物。基因工程药物与蛋白质工程药物相比较,正确的是()A.都与天然蛋白质完全相同B.基因工程药物常与天然蛋白质相同,蛋白质工程药物常与天然蛋白质不相同C.都与天然蛋白质不相同D.基因工程药物常与天然蛋白质不相同,蛋白质工程药物常与天然蛋白质相同答案 B解析基因工程是将外源基因导入另一生物体内,使之表达,体现人类所需的性状,或者获取所需的产品,基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质,所以基因工程药物常与天然蛋白质相同。蛋白质工程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,从而实现对现有蛋白质的改造
19、,或制造一种新的蛋白质,以满足人类生产和生活需求,因此,蛋白质工程药物常与天然蛋白质不相同,B 项正确。二、不定项选择题:本题共 5小题,每小题 3分,共 15分。每小题给出的四个选项中,有的只有一个选项正确,有的有多个选项正确,全部选对的得 3分,选对但不全的得 1分,有选错的得 0 分。16.ch1L 基因是蓝细菌拟核 DNA 上控制叶绿素合成的基因。为了研究该基因对叶绿素合成的控制,需要构建缺失 ch1L基因的蓝细菌细胞。技术路线如图所示,下列对此技术的描述正确的是()A.过程共形成 4 个磷酸二酯键B.过程都需要使用限制性内切核酸酶和 DNA 连接酶C.该项技术操作成功的标志是目的基因
20、的表达D.红霉素抗性基因是标记基因,用于筛选含有 ch1L基因的受体细胞答案 AB解析过程为红霉素抗性基因与重组质粒 1 结合,该过程中重组质粒 1 与红霉素抗性基因有两个切口需要连接,故共形成 4 个磷酸二酯键,A 项正确;过程需要用同种限制酶切割质粒和 ch1L基因,然后用 DNA 连接酶连接 ch1L 基因和质粒,过程同样需要使用限制性内切核酸酶和 DNA 连接酶,B项正确;该技术是为了获得缺失 ch1L 基因的蓝细菌细胞,故该技术成功的标志是蓝细菌细胞无 ch1L基因控制的性状即蓝细菌不能合成叶绿素,C项错误;红霉素抗性基因属于标记基因,用于筛选缺失ch1L基因的蓝细菌细胞,D 项错误
21、。17.采用基因工程技术可培育出含人凝血因子基因的转基因羊,但是人凝血因子只存在于该转基因羊的乳汁中。下列有关叙述正确的是()A.人体细胞中凝血因子基因的碱基对数目大于凝血因子氨基酸数目的 3 倍B.在该转基因羊中,人凝血因子基因也会存在于成熟的红细胞中C.人凝血因子基因开始转录后,在 DNA 连接酶的作用下合成 mRNAD.科学家利用基因工程技术将目的基因与乳腺蛋白基因的启动子等调控组件重组在一起,目的是制成乳腺生物反应器答案 AD解析人体细胞中凝血因子基因的碱基对数目大于凝血因子氨基酸数目的 3 倍,A项正确;由于羊的成熟的红细胞中没有细胞核,所以人的凝血因子基因不会存在于该转基因羊的成熟
22、红细胞中,B 项错误;人凝血因子基因转录过程中,所需要的酶是 RNA 聚合酶,C 项错误;制作乳腺生物反应器时需要将目的基因与乳腺蛋白基因的启动子等调控组件重组在一起,D项正确。18.基因芯片技术是近几年才发展起来的崭新技术,涉及生命科学、信息学、微电子学、材料学等众多的学科。固定在芯片上的各个探针是已知的单链 DNA 分子,而待测 DNA 分子用同位素或能发光的物质标记。如果这些待测的 DNA 分子中正好有能与芯片上的 DNA 配对序列,则互补的序列就会结合起来,并在结合的位置发出荧光或者射线,出现“反应信号”。下列说法中正确的是()A.基因芯片的工作原理是碱基互补配对B.待测的 DNA 分
23、子首先要解旋变为单链,才可用基因芯片检测C.待测的 DNA 分子可以直接用基因芯片检测D.由于基因芯片技术可以检测未知 DNA 碱基序列,因而具有广泛的应用前景答案 ABD解析根据“待测的 DNA 分子中正好有能与芯片上的 DNA 配对序列,则互补的序列就会结合起来,并在结合的位置发出荧光或者射线,出现反应信号”可知,基因芯片的工作原理是碱基互补配对,A项正确;探针是已知的单链 DNA 分子,因此待测的 DNA 分子首先要解旋变为单链,才可用基因芯片检测,B项正确,C 项错误;由于基因芯片技术可以检测未知 DNA 碱基序列,因而具有广泛的应用前景,D 项正确。19.玫瑰人工栽培历史悠久,迄今已
24、培育出 2 500多个品种。玫瑰没有生成蓝色翠雀花素所需的“黄酮类化合物 3,5-氢氧化酶”的基因,因此蓝玫瑰被认为是不可能培育成功的。但科研人员将蓝三叶草中的蓝色翠雀花素相关基因植入普通玫瑰而成功培育出了蓝玫瑰,这种玫瑰的花瓣中所含的色素为蓝色。下列有关叙述错误的是()A.蓝色翠雀花素分布于蓝玫瑰花瓣细胞的液泡和叶绿体中B.培育蓝玫瑰用到的工具酶是限制酶和 DNA 连接酶C.蓝色翠雀花素相关基因在所有玫瑰细胞中都能控制合成蓝色翠雀花素D.蓝玫瑰的培育成功意味着人类创造了一个新的物种答案 ACD解析蓝色翠雀花素分布于蓝玫瑰花瓣细胞的液泡中,叶绿体中的色素为叶绿素等光合色素,A项错误;科研人员将
25、蓝三叶草中的蓝色翠雀花素相关基因植入普通玫瑰而成功培育出了蓝玫瑰,属于基因工程技术的应用,故用到的工具酶是限制酶和 DNA 连接酶,B 项正确;由于基因的选择性表达,蓝色翠雀花素相关基因只在玫瑰花瓣细胞中表达,而在其他细胞中不表达,C 项错误;蓝玫瑰仅仅是转入了一个外源的基因,与其他的玫瑰未产生生殖隔离,因而没有产生新的物种,D项错误。20.某研究小组为了研制预防禽流感病毒的疫苗,开展了前期研究工作。其简要的操作流程如下图。下列有关叙述错误的是()A.步骤所代表的过程是逆转录B.步骤需使用限制性内切核酸酶和 DNA 聚合酶C.步骤可用 CaCl2处理大肠杆菌,使其从感受态(易吸收环境中 DNA
26、 的状态)恢复到常态D.检验 Q蛋白的免疫反应特性,可用 Q 蛋白与患禽流感康复的鸡的血清进行抗原抗体特异性反应实验答案 BC解析由图可知,步骤所代表的过程是逆转录,A 项正确;步骤需使用限制性内切核酸酶和 DNA 连接酶,B项错误;步骤可用 CaCl2处理大肠杆菌,使其细胞从常态转化为感受态(易吸收环境中 DNA的状态),C 项错误;检验 Q 蛋白的免疫反应特性,可用 Q蛋白与患禽流感康复的鸡的血清(含 Q 蛋白抗体)进行抗原抗体特异性反应实验,D 项正确。三、非选择题:本题包括 6小题,共 55分。21.(9 分)下表中列出了几种限制酶识别序列及切割位点,图 1 和图 2 中箭头表示相关限
27、制酶的酶切位点。请回答下列问题。限制酶BamHHindEcoRSma识别序列及切割位点(1)一个图 1 所示的质粒分子经 Sma切割前后,分别含有个游离的磷酸基团。(2)若对图中质粒进行改造,插入的 Sma识别序列越多,质粒的热稳定性越。(3)用图中的质粒和外源 DNA 构建重组质粒,不能使用 Sma切割,原因是。(4)与只使用 EcoR相比较,使用 BamH和 Hind 两种限制酶同时处理质粒、外源 DNA 的优点在于可以防止。(5)为了获取重组质粒,将切割后的质粒与目的基因片段混合,并加入酶。(6)重组质粒中抗生素抗性基因的作用是为了。答案(1)0、2(2)强(3)Sma会破坏质粒的抗性基
28、因及外源 DNA 中的目的基因(4)质粒和目的基因自身环化或连接错误(5)DNA 连接(6)便于鉴别和筛选含有目的基因的细胞解析(1)质粒为小型环状的 DNA 分子,环状 DNA 分子中没有游离的磷酸基团;质粒分子经 Sma切割后,在切口处每端各含 1 个游离的磷酸基团,即共有 2 个游离的磷酸基团。(2)因 Sma的识别序列中全部是 GC 碱基对,而 GC 碱基对间氢键数目比 AT 碱基对间的多,故插入的 Sma识别序列越多,质粒的热稳定性越强。(3)若用 Sma切割质粒和外源 DNA,质粒中作为标记基因的抗性基因的结构会被破坏,外源 DNA 中目的基因的结构也会被破坏。(4)若只使用 Ec
29、oR切割目的基因和外源DNA,则质粒和含目的基因的片段可能会自身连接而环化,质粒与目的基因也可能连接错误。(5)含目的基因的片段与质粒连接形成重组质粒,需 DNA 连接酶将两个 DNA 片段连接起来。(6)重组质粒中的抗性基因作为标记基因,用于鉴别和筛选含有目的基因的细胞。22.(9 分)金属硫蛋白(MT)是一类广泛存在的金属结合蛋白,某研究小组计划通过多聚酶链式反应(PCR)扩增获得目的基因,构建转基因工程菌,用于重金属废水的净化处理。PCR 扩增过程示意图如下,请回答下列问题。(1)从高表达 MT 蛋白的生物组织中提取 mRNA,通过获得 cDNA 用于 PCR 扩增。(2)设计一对与 M
30、T 基因两端序列互补配对的引物(引物 1 和引物 2),为方便构建重组质粒,在引物中需要增加适当的序列。设计引物时需要避免引物之间,而造成引物自连。(3)图中步骤 1 代表,步骤 2 代表退火,步骤 3 代表延伸,这三个步骤组成一轮循环。(4)PCR 扩增时,退火温度的设定是成败的关键。退火温度过高会破坏的碱基配对。退火温度的设定与引物长度、碱基组成有关,长度相同但的引物需要设定更高的退火温度。(5)如果 PCR 反应得不到任何扩增产物,则可以采取的改进措施有(填序号:升高退火温度降低退火温度重新设计引物)。答案(1)逆转录(2)限制性内切核酸酶的识别碱基互补配对(3)变性(4)引物与模板G、
31、C 碱基含量高(5)解析(1)目的基因的获取:从高表达 MT 蛋白的生物组织中提取 mRNA,通过逆转录获得 cDNA 用于PCR 扩增。(2)设计一对与 MT 基因两端序列互补配对的引物(引物 1 和引物 2),为方便基因与载体相连构建重组质粒,在引物中需要增加适当的限制性内切核酸酶的识别序列。为了避免引物自连,设计引物时需要避免引物之间形成碱基互补配对。(3)根据 PCR 的过程可知,图中步骤 1 为变性,步骤 2 为退火,步骤 3 为延伸,这三个步骤组成一轮循环。(4)退火温度过高,会破坏引物与模板的碱基配对。因A、T 之间形成两个氢键,G、C 之间形成三个氢键,G、C 碱基含量高的引物
32、,需要设定更高的退火温度。(5)如果 PCR 反应得不到任何扩增产物,可能的原因是退火温度过高,或者设计的引物不合适,不能与模板碱基配对。因此可采取的改进措施有降低退火温度、重新设计引物等。23.(9 分)成熟的番茄果实中,由于 PG 基因表达使果实变软,而不利于保鲜。科学家们将 PG 基因反向接到 Ti 质粒上(可转录 PG 基因正常时不转录的链),导入番茄细胞中,得到转基因番茄,具体操作流程如图所示。请据图回答下列问题。(1)PG 基因可从中获取。若已获取 PG 的 mRNA,可通过法获取PG 基因,PG 基因可利用技术进行扩增。(2)重组质粒转移到大肠杆菌前,先用处理细胞,使其成为感受态
33、细胞。用含目的基因的农杆菌感染番茄原生质体后,可用含有的培养基进行筛选。之后,还需将其置于质量分数为 3%的蔗糖溶液中,通过观察细胞现象来鉴别细胞壁是否再生。(3)由于导入的目的基因能转录出反义 RNA,且能与互补结合,因此可抑制 PG 基因的正常表达。从个体水平上看,若,则可确定转基因番茄培育成功。答案(1)基因文库逆转录(反转录)PCR(2)Ca2+卡那霉素是否发生质壁分离(3)正常的mRNA(或天然的 PG 基因转录的 mRNA)番茄果实的保鲜期延长(合理即可)解析(1)番茄的 PG 基因可以从番茄的基因文库中获取。若已获取了该基因的 mRNA,可通过逆转录(反转录)获得该基因。利用 P
34、CR 技术可对基因进行体外扩增。(2)用 Ca2+处理大肠杆菌可使之成为感受态细胞,有利于其吸收重组 DNA 分子。因 Ti 质粒含卡那霉素抗性基因且未被破坏,所以可以用含卡那霉素的培养基对导入目的基因的番茄原生质体进行筛选。3%的蔗糖溶液可使正常植物细胞发生质壁分离,可鉴别细胞壁是否再生。(3)反义 RNA 与正常的 mRNA 结合后,阻止了正常 mRNA 的翻译过程,即抑制了 PG 基因的正常表达。转基因成功的标志是出现相应性状,故转基因番茄培育成功后,番茄的保鲜期延长。24.(9 分)利用动物乳腺生产产品的技术称为动物乳腺反应器技术。该技术生产的药用蛋白具有表达效率高、成本低、安全性高、
35、易于分离纯化的优点。下图为利用生物技术获得这一生物新品种和抗虫棉的过程,据图回答下列问题。(1)在基因工程中,A 表示,如果直接从苏云金芽孢杆菌中获得抗虫基因,过程使用的酶的功能特点是,B表示。(2)基因表达载体的构建是基因工程的核心,一个完整的基因表达载体至少包括哪些部分?。(3)将目的基因导入受体细胞的过程中,在过程中一般是采用;在过程中一般采用,受体细胞一般是。(4)由于转基因表达产物存在于山羊的乳汁中,检测其体内是否出现药用蛋白,在分子水平上的检测方法及结果是什么?。答案(1)目的基因该酶能识别特定的核苷酸序列,并在特定的位点上切割 DNA 分子基因表达载体(或重组 DNA 分子)(2
36、)目的基因、启动子、终止子、标记基因(3)农杆菌转化法显微注射法受精卵(4)从转基因羊的乳汁中提取蛋白质,用相应的抗体进行抗原抗体杂交,若出现杂交带,表明乳汁中出现了相应蛋白,实验成功;若没有出现杂交带,表明乳汁中没有出现相应蛋白,实验失败解析(1)据图可知,A 是基因工程中的目的基因;基因工程的工具有限制酶、DNA 连接酶、载体等。获取目的基因需要用到限制酶,其功能特点是能识别特定的核苷酸序列,并在特定的位点上切割 DNA分子;B 是载体和目的基因重组形成的基因表达载体(或重组 DNA 分子)。(2)一个完整的基因表达载体至少包括目的基因、启动子、终止子、标记基因。(3)目的基因导入受体细胞
37、的方法因受体细胞的不同而不同,植物细胞作受体细胞时,通常采用农杆菌转化法,动物细胞作受体细胞时,采用显微注射法。其中动物的受体细胞通常是受精卵。(4)检测目的基因是否已经表达出相应的蛋白质,通常采用抗原抗体杂交技术检测。25.(9 分)草鱼病毒性出血病是由草鱼呼肠弧病毒(GCRV)引起的,目前尚未找到防治药物。如图是通过基因工程方法将 PV7 双基因与某质粒连接,并通过草鱼攻毒实验检测免疫保护效果的过程示意图。图中 P10 和 PH 为启动子,箭头表示转录方向。PV71和 PV72为 GCRV 外壳蛋白基因(DNA 片段)。请回答下列问题。组别疫苗注射量/g实验鱼数/尾死亡鱼数/尾死亡率/%免
38、疫保护率/%11020001002302000100360201595空载体302063070对照02020100 0(1)制备草鱼病毒性出血病核酸疫苗时,使用不同的限制酶切割 PV71和 PV72基因,是为了防止,用不同限制酶先后两次切割质粒,是为了防止,有利于提高核酸疫苗构建的成功率。(2)攻毒实验检测是指将不同浓度的核酸疫苗导入草鱼体内,通过转录和翻译产生草鱼呼肠弧病毒外壳蛋白,使草鱼生成抗体和记忆细胞,之后给草鱼注入相同浓度的 GCRV,统计草鱼免疫保护率,实验结果说明。(3)导入空载体(普通质粒)的草鱼免疫保护率达到 70%,但草鱼体内并未检测到抗体水平的明显增加,可能的原因是。注射
39、核酸疫苗后,科学家发现 PV7 双基因在启动子的驱动下持续表达,至第 49 天核酸疫苗仍没有被降解,仍能检测到 PV7 双基因的转录。综上所述,与常规基因工程生产的蛋白质疫苗相比,核酸疫苗所具备的优点有。答案(1)连接的位置错误质粒自身环化(2)核酸疫苗起到了保护草鱼、预防草鱼病毒性出血病的作用(3)导入草鱼体内的空载体(普通质粒)能提高草鱼的非特异性免疫能力抗原性强、保护时间长、安全性好、制备和运输方便(答出两点即可)解析(1)启动子 P10 能启动 PV71基因的转录,PH 能启动 PV72基因的转录,用不同的限制酶切割 PV71、PV72基因,是为了防止连接的位置错误;用不同的限制酶先后
40、两次切割质粒,是为了防止质粒自身环化,有利于提高核酸疫苗构建的成功率。(2)实验结果说明核酸疫苗起到了保护草鱼、预防草鱼病毒性出血病的作用。(3)导入空载体(普通质粒)的草鱼免疫保护率达到 70%,但草鱼体内并未检测到抗体水平的明显增加,可能的原因是空载体(普通质粒)能提高草鱼的非特异性免疫能力,所以免疫保护率提高;与常规基因工程生产的蛋白质疫苗相比,核酸疫苗具有抗原性强、保护时间长、安全性好、制备和运输方便等优点。26.(10 分)利用基因工程可以打破物种界限,定向改造生物的性状,下图所示两个方案为人们获得转基因产品的简要过程,请回答下列问题。方案:A 基因免疫过的 B 淋巴细胞体外培养单克
41、隆抗体方案:人的干扰素基因酵母菌工程菌干扰素(1)基因工程又叫作 DNA 重组技术的原因是,方案、基因表达载体的构建不同的原因是。(2)推测方案中 A 基因所起的作用是,请提出利用基因工程生产单克隆抗体的另一种思路:。(3)方案中选择酵母菌作为受体细胞的优点有。(4)利用转基因技术生产人的糖蛋白,一般不选用大肠杆菌作受体细胞的原因是。答案(1)基因工程是在 DNA 分子水平上进行设计和施工的受体细胞不同以及目的基因导入受体细胞的方法不同(2)调控细胞无限增殖将某种抗体基因导入酵母菌中,通过大量培养获得单克隆抗体(合理即可)(3)单细胞、易培养、繁殖快(4)人的糖蛋白中的糖链是在内质网和高尔基体中进行蛋白质加工过程中完成的,大肠杆菌是原核细胞,不存在这两种细胞器解析(1)基因工程是在 DNA 分子水平上进行设计和施工的,因此基因工程又叫作 DNA 重组技术。由于受体细胞不同以及目的基因导入受体细胞的方法不同,方案、基因表达载体的构建不同。(2)免疫过的 B淋巴细胞能产生抗体,但不能在体外培养条件下无限增殖,由此可见,方案中 A 基因最可能的作用是调控细胞(无限)增殖;还可以利用工程菌生产单克隆抗体。(3)酵母菌作为基因工程中的受体菌具有单细胞、易培养、繁殖快、遗传物质相对较少等优点。(4)大肠杆菌是原核细胞,没有内质网、高尔基体等加工糖蛋白的细胞器。
