基因工程典型例题.docx
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基因工程典型例题.docx
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基因工程典型例题
1.下图a示基因工程中经常选用的运载体——pBR322质粒,Ampr表示氨苄青霉素抗性基因,Tetr表示四环素抗性基因。
目的基因如果插入某抗性基因中,将使该基因失活,而不再具有相应的抗性。
为了检查运载体是否导入原本没有Ampr和Tetr的大肠杆菌(受体细胞),将大肠杆菌涂布在含氨苄青霉素的培养基上培养,得到如图b的结果(黑点表示菌落)。
再将灭菌绒布按到培养基上,使绒布面沾上菌落,然后将绒布按到含四环素的培养基上培养,得到如图c的结果(空圈表示与b对照无菌落的位置)。
据此分析并回答:
(1)pBR322质粒的化学本质是,其控制着等性状,质粒的复制必须在中完成。
(2)根据用途,题中所用培养基属于选择培养基,与图c空圈相对应的图b中的菌落表现型是,由此说明目的基因插入了中。
2、科学家通过基因工程,将苏云金芽孢杆菌的Bt毒蛋白基因转入到普通棉株细胞内,并成功的实现了表达,从而培育出了能抗棉铃虫的棉花植株──抗虫棉。
其过程大致如下图所示:
(1)基因工程的操作程序主要包括四个步骤,其核心是 。
(2)获取Bt毒蛋白基因的方法一般有 、 等。
(3)Ti质粒是农杆菌中的一种质粒,其上有T-DNA,把目的基因插入Ti质粒的T-DNA中是利用了T-DNA的 特点。
Bt毒蛋白基因转入普通棉株细胞内并成功实现表达的过程,在基因工程中称为 。
(4)将目的基因导入受体细胞的方法很多,在该题中涉及到的方法是 。
(5)一个基因表达载体的组成必须有 等。
(6)目的基因能否在棉花植株体内维持和表达其遗传特性的关键是 。
这需要通过检测才能知道,检测采用的方法是 。
若从个体水平来任何检测?
。
3、利用动物乳腺生产产品的技术称为动物乳腺反应器技术。
2005年我省青岛“崂山奶山羊乳腺生物反应器的研制”项目通过鉴定,该项目生产的药用蛋白具有表达效率高、成本低、安全性高、易于分离纯化的优点,可产生乙肝表面抗原及抗凝血酶Ⅲ等医药产品,造福人类健康。
下图为利用生物技术获得生物这一新品种和抗虫棉的过程,据图回答:
⑴在基因工程中,A表示 ,如果直接从苏云金杆菌中获得抗虫基因,①过程使用的酶区别于其他酶的特点是 ,B表示 。
⑵在研究过程中,研究人员首先从相关基因组中获取了目的基因,并采用____ 技术对目的基因进行了扩增,然后将目的基因与质粒等载体组合形成了重组载体。
在重组载体的构建过程中需要的工具酶有______________。
⑶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几部分?
。
⑷将目的基因导入受体细胞的过程中,在③过程中一般是采用 方法,在②过程中一般采用 方法,受体细胞一般是 。
⑸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?
。
4、干扰素是治疗癌症的重要物质,人血液中每升只能提取0.05mg干扰素,因而其价格昂贵,平民百姓用不起。
但美国有一家公司用遗传工程方法合成了价格低廉、药性一样的干扰素,其具体做法是:
(1)从人的淋巴细胞中提取能指导干扰素合成的 ,并使之与一种叫质粒的DNA结合,然后移植到酵母菌内,从而让酵母菌来。
(3)科学家陈炬在这方向也作出了突出贡献,他成功地把人的干扰素基因嫁接到了烟草的DNA分子上,其物质基础和结构基础是 。
(4)烟草具有了抗病毒能力,这表明烟草体内产生了 。
,由此可见,烟草和人体合成蛋白质的方式是 ,从进化的角度来考虑,证明了人和植物的起源是_________。
5、下图是利用基因工程技术生产人胰岛素的操作过程示意图,请据图回答:
(1)过程②必需的酶是______________酶,过程③必需的酶是___________________酶。
(2)若A中共有a个碱基对,其中鸟嘌呤有b个,则③④⑤过程连续进行4次,至少需要提供胸腺嘧啶_______________个。
(3)为使过程⑧更易进行,可用_____________(药剂)处理D,使它成为感受态细胞。
(4)能否利用人的皮肤细胞来完成①过程?
______,为什么?
_____________________________________________________。
(5)图中的B起到__________________作用,它应该符合的条件为________________________
___________________________________,能起到这种作用的有__________________________
_____________________。
图中的D是基因工程中的_______________细胞。
6、在植物基因工程中,用土壤农杆菌中的Ti质粒作为运载体,把目的基因重组入Ti质粒上的T-DNA片段中,再将重组的T-DNA插入植物细胞的染色体DNA中。
(1)科学家在进行上述基因操作时,要用同一种 分别切割质粒和目的基因,质粒的黏性末端与目的基因DNA片段的黏性末端就可通过 而黏合。
(2)将携带抗除草剂基因的重组Ti质粒导入二倍体油菜细胞,经培养、筛选获得一株有抗除草剂特性的转基因植株。
经分析,该植株含有一个携带目的基因的T-DNA片段,因此可以把它看作是杂合子。
理论上,在该转基因植株自交F1代中,仍具有抗除草剂特性的植株占总数的 ,原因 。
(3)种植上述转基因油菜,它所携带的目的基因可以通过花粉传递给近缘物种,造成“基因污染”。
如果把目的基因导入叶绿体DNA中,就可以避免“基因污染”,原因是:
。
7、(5分)对番茄的研究中发现,番茄叶片被害虫损伤后,叶上的细胞壁释放出一种类激素因子,这种物质通过细胞组织扩散到茎和其他叶片上,启动了蛋白酶抑制剂的基因,开始高效合成蛋白酶抑制剂,并在茎叶中迅速积累,以对付害虫的再次侵袭。
蛋白酶抑制剂对害虫的消化酶有抑制作用,因此害虫取食后,就会因无法消化食物而被杀死。
人们尝试着将番茄的蛋白酶抑制剂基因导入玉米,让玉米获得与番茄相似的抗虫性状,以对付异常猖獗的玉米螟(一种玉米害虫)。
试分析回答下列问题:
⑴番茄的蛋白酶抑制剂是在茎叶细胞的_____________________处合成的。
⑵番茄受害虫侵袭后,能及时做出一系列反应,最终杀死害虫,保护自身安全,这说明植物
也具有_________________。
⑶将番茄的蛋白酶抑制基因成功地导人玉米内,使玉米形成新的性状,从可遗传的变异来源
上看这种变异属于______________________。
⑷有人对食用这种转基因玉米的安全性感到担忧。
你认为这种担忧有道理吗?
试以已学过的知识进行简要的分析说明。
(2分)
8、(6分)限制性内切酶Ⅰ的识别序列和切点是—G↓GATCC—,限制性内切酶Ⅱ的识别序列和切点是—↓GATC—。
在质粒上有酶Ⅰ的一个切点,在目的基因的两侧各有一个酶Ⅱ的切点。
(1)请画出质粒被限制酶Ⅰ切割后所形成的黏性末端。
(2分)
(2)请画出目的基因两侧被限制酶Ⅱ切割后所形成的黏性末端。
(2分)
1.下图a示基因工程中经常选用的运载体——pBR322质粒,Ampr表示氨苄青霉素抗性基因,Tetr表示四环素抗性基因。
目的基因如果插入某抗性基因中,将使该基因失活,而不再具有相应的抗性。
为了检查运载体是否导入原本没有Ampr和Tetr的大肠杆菌(受体细胞),将大肠杆菌涂布在含氨苄青霉素的培养基上培养,得到如图b的结果(黑点表示菌落)。
再将灭菌绒布按到培养基上,使绒布面沾上菌落,然后将绒布按到含四环素的培养基上培养,得到如图c的结果(空圈表示与b对照无菌落的位置)。
据此分析并回答:
(1)pBR322质粒的化学本质是DNA,其控制着抗氨苄青霉素和抗四环素等性状,质粒的复制必须在大肠杆菌(受体细胞)中完成。
(2)根据用途,题中所用培养基属于选择培养基,与图c空圈相对应的图b中的菌落表现型是能抗氨苄青霉素,但不能抗四环素,由此说明目的基因插入了Tetr中。
2、科学家通过基因工程,将苏云金芽孢杆菌的Bt毒蛋白基因转入到普通棉株细胞内,并成功的实现了表达,从而培育出了能抗棉铃虫的棉花植株──抗虫棉。
其过程大致如下图所示:
(1)基因工程的操作程序主要包括四个步骤,其核心是 基因表达载体的构建 。
(2)获取Bt毒蛋白基因的方法一般有 从基因文库中提取,PCR扩增 、 人工合成 等。
(3)Ti质粒是农杆菌中的一种质粒,其上有T-DNA,把目的基因插入Ti质粒的T-DNA中是利用了T-DNA的 可转移至受体细胞并整合到受体细胞染色体DNA分子上 特点。
Bt毒蛋白基因转入普通棉株细胞内并成功实现表达的过程,在基因工程中称为 转化 。
(4)将目的基因导入受体细胞的方法很多,在该题中涉及到的方法是 农杆菌转化法 。
(5)一个基因表达载体的组成必须有 目的基因、标记基因、启动子、终止子 等。
(6)目的基因能否在棉花植株体内维持和表达其遗传特性的关键是 目的基因 是否插入了受体细胞的染色体的DNA上 。
这需要通过检测才能知道,检测采用的方法是 DNA分子杂交技术 。
若从个体水平来任何检测?
抗虫的接种实验 。
3、利用动物乳腺生产产品的技术称为动物乳腺反应器技术。
2005年我省青岛“崂山奶山羊乳腺生物反应器的研制”项目通过鉴定,该项目生产的药用蛋白具有表达效率高、成本低、安全性高、易于分离纯化的优点,可产生乙肝表面抗原及抗凝血酶Ⅲ等医药产品,造福人类健康。
下图为利用生物技术获得生物这一新品种和抗虫棉的过程,据图回答:
⑴在基因工程中,A表示 目的基因 如果直接从苏云金杆菌中获得抗虫基因,①过程使用的酶区别于其他酶的特点是 一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列,并且在特定的位点上切割DNA分子 ,B表示 重组DNA 。
⑵在研究过程中,研究人员首先从相关基因组中获取了目的基因,并采用___PCR(聚合酶链式反应)技术对目的基因进行了扩增,然后将目的基因与质粒等载体组合形成了重组载体。
在重组载体的构建过程中需要的工具酶有___限制酶、DNA连接酶___。
⑶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几部分?
至少包括目的基因、启动子、终止子、标记基因 。
⑷将目的基因导入受体细胞的过程中,在③过程中一般是采用农杆菌转化法 方法,在②过程中一般采用 显微注射技术 方法,受体细胞一般是 受精卵 。
⑸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?
抗原—抗体杂交如果出现杂交带,表明奶牛中出现了抗原蛋白;如果不出现杂交带,表明奶牛中未出现抗原蛋白。
4、干扰素是治疗癌症的重要物质,人血液中每升只能提取0.05mg干扰素,因而其价格昂贵,平民百姓用不起。
但美国有一家公司用遗传工程方法合成了价格低廉、药性一样的干扰素,其具体做法是:
(1)从人的淋巴细胞中提取能指导干扰素合成的 干扰素 ,并使之与一种叫质粒的DNA结合,然后移植到酵母菌内,从而让酵母菌来出芽生殖。
(3)科学家陈炬在这方向也作出了突出贡献,他成功地把人的干扰素基因嫁接到了烟草的DNA分子上,其物质基础和结构基础是 都是脱氧核苷酸组成的,都具有双螺旋结构。
(4)烟草具有了抗病毒能力,这表明烟草体内产生了 干扰素 ,由此可见,烟草和人体合成蛋白质的方式是 相同的 ,从进化的角度来考虑,证明了人和植物的起源是___相同的______。
5、下图是利用基因工程技术生产人胰岛素的操作过程示意图,请据图回答:
(1)过程②必需的酶是__逆转录酶__酶,过程③必需的酶是_解旋酶__。
(2)若A中共有a个碱基对,其中鸟嘌呤有b个,则③④⑤过程连续进行4次,至少需要提供胸腺嘧啶__15(a—b)_个。
(3)为使过程⑧更易进行,可用___Ca2+_(药剂)处理D,使它成为感受态细胞。
(4)能否利用人的皮肤细胞来完成①过程?
__否____,为什么?
__皮肤细胞中的胰岛素基因未表达(或未转录),不能形成胰岛素mRNA
(5)图中的B起到___分子运输车__作用,它应该符合的条件为_
能在宿主细胞中自我复制、具有标记基因、具有多个限制酶的切点、对受体细胞无害,能起到这种作用的有__质粒、λ噬菌体的衍生物、动植物病毒____。
图中的D是基因工程中的___受体___细胞。
6、在植物基因工程中,用土壤农杆菌中的Ti质粒作为运载体,把目的基因重组入Ti质粒上的T-DNA片段中,再将重组的T-DNA插入植物细胞的染色体DNA中。
(1)科学家在进行上述基因操作时,要用同一种 同一种限制酶 分别切割质粒和目的基因,质粒的黏性末端与目的基因DNA片段的黏性末端就可通过 碱基互补配对 而黏合。
(2)将携带抗除草剂基因的重组Ti质粒导入二倍体油菜细胞,经培养、筛选获得一株有抗除草剂特性的转基因植株。
经分析,该植株含有一个携带目的基因的T-DNA片段,因此可以把它看作是杂合子。
理论上,在该转基因植株自交F1代中,仍具有抗除草剂特性的植株占总数的3\4,原因 雌雄配子各有1/2含抗除草剂基因;受精时,雌雄配子随机结合。
(3)种植上述转基因油菜,它所携带的目的基因可以通过花粉传递给近缘物种,造成“基因污染”。
如果把目的基因导入叶绿体DNA中,就可以避免“基因污染”,原因是:
叶绿体遗传表现为母系遗传,目的基因不会通过花粉传递而在下一代中显现出来
7、(5分)对番茄的研究中发现,番茄叶片被害虫损伤后,叶上的细胞壁释放出一种类激素因子,这种物质通过细胞组织扩散到茎和其他叶片上,启动了蛋白酶抑制剂的基因,开始高效合成蛋白酶抑制剂,并在茎叶中迅速积累,以对付害虫的再次侵袭。
蛋白酶抑制剂对害虫的消化酶有抑制作用,因此害虫取食后,就会因无法消化食物而被杀死。
人们尝试着将番茄的蛋白酶抑制剂基因导入玉米,让玉米获得与番茄相似的抗虫性状,以对付异常猖獗的玉米螟(一种玉米害虫)。
试分析回答下列问题:
⑴番茄的蛋白酶抑制剂是在茎叶细胞的_____核糖体__处合成的。
⑵番茄受害虫侵袭后,能及时做出一系列反应,最终杀死害虫,保护自身安全,这说明植物也具有____免疫功能___。
⑶将番茄的蛋白酶抑制基因成功地导人玉米内,使玉米形成新的性状,从可遗传的变异来源上看这种变异属于_____基因重组。
⑷有人对食用这种转基因玉米的安全性感到担忧。
你认为这种担忧有道理吗?
试以已学过的知识进行简要的分析说明。
(2分)
无必要。
这种转基因玉米的蛋白酶抑制剂主要集中在茎叶中,而人类食用的是其果实(种子)加工而成的食品,因此不会影响人体对食物的消化。
8、(6分)限制性内切酶Ⅰ的识别序列和切点是—G↓GATCC—,限制性内切酶Ⅱ的识别序列和切点是—↓GATC—。
在质粒上有酶Ⅰ的一个切点,在目的基因的两侧各有一个酶Ⅱ的切点。
(1)请画出质粒被限制酶Ⅰ切割后所形成的黏性末端。
(2分)
(2)请画出目的基因两侧被限制酶Ⅱ切割后所形成的黏性末端。
(2分)
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