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基因工程的原理及技术练习题
基因工程的原理及技术练习题
1.下列关于限制酶的说法正确的是( )
A.限制酶广泛存在于各种生物中,但微生物中很少
B.一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列
C.不同的限制酶切割DNA后都会形成黏性末端
D.限制酶的作用部位是特定核苷酸形成的氢键
【答案】B
【解析】
限制酶主要从原核生物中分化出来,A错误;
一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列,B正确;
不同的限制酶切割DNA后会形成黏性末端、平末端,C错误;
限制酶的作用部位是磷酸二酯键,D错误,故选B。
2.下列叙述不正确的是( )
A.质粒在宿主细胞内可整合到染色体DNA上
B.质粒是独立于细菌拟核DNA之外的小型细胞器
C.基因工程操作中的质粒一般都是经过人工改造的
D.烟草花叶病毒可作为基因工程中的运载体
【答案】B
【解析】
质粒是细胞中的小型环状DNA,进入细胞后可以整合到宿主细胞的染色体DNA上,A正确。
质粒是DNA,不是细胞器,B错误。
质粒一般不能直接用于基因工程,所以需要人工的改造,C正确。
在基因工程中可以做运载体的有:
质粒、动植物病毒、λ噬菌体衍生物,烟草花叶病毒是植物病毒,可以做运载体,D正确。
3.下列有关基因工程的相关叙述,不正确的是( )
A.目的基因主要指编码蛋白质的结构基因
B.基因表达载体的构建是基因工程的核心
C.限制酶不能切割烟草花叶病毒的核酸
D.DNA连接酶可催化脱氧核苷酸链间形成氢键
【答案】D
【解析】
目的基因要表达目的性状,故A正确。
目的基因依赖基因表达载体导入受体细胞,故B正确。
目前发现的限制酶都是切割DNA的酶,不能切割烟草花叶病毒的RNA,故C正确。
DNA连接酶可催化脱氧核糖和磷酸之间形成磷酸二酯键,故D错误。
4.下列技术中,不是依据DNA分子杂交原理的是( )
A.检测目的基因是否导入了受体细胞
B.检测目的基因是否转录出了mRNA
C.检测目的基因是否翻译合成蛋白质
D.快速灵敏地检测饮用水中病毒的含量
【答案】C
【解析】
用目的基因制成基因探针,依据碱基互补配对原则,检测目的基因是否导入了受体细胞、是否转录出了mRNA、快速灵敏地检测饮用水中病毒的含量,而目的基因是否翻译合成蛋白质的检测是用抗原-抗体的杂交实验,虽然也属于分子水平的检测,但不是依据DNA分子杂交的原理。
故选C。
5.下列有关基因工程的叙述,不正确的是( )
A.转基因植物操作时,受体细胞用植物的受精卵或者体细胞均可
B.限制酶一般不切割自身的DNA分子,只切割外DNA
C.DNA连接酶连接的是黏性末端两条主链上的磷酸和脱氧核糖
D.作为基因工程的载体质粒,因为其具有能自我复制,含有标记基因,为单链DNA等特点
【答案】D
【解析】
A项正确:
植物细胞具有全能性,所以受体细胞用植物的受精卵或者体细胞均可;
B项正确:
限制酶对自身细胞具有保护作用,一般不切割自身的DNA分子,只切割外源DNA;
C项正确:
DNA连接酶连接的是黏性末端两条主链上的磷酸和脱氧核糖;
D项错误:
质粒是小型环状双链DNA分子。
【能力提升】
1.已知某种限制性核酸内切酶在一线性DNA分子上有3个酶切位点,如图中箭头所示。
现有多个上述线性DNA分子,若在每个DNA分子上至少有1个酶切位点被该酶切断,则从理论上讲,经该酶酶切后,这些DNA分子最多能产生长度不同的DNA片段种类数是( )
A.3 B.9
C.4 D.10
▼
【答案】B
【解析】
一个酶切位点切割,得到的片段是a、b+c+d、a+b、c+d、a+b+c、d,两个酶切位点处切割,得到的片段是a、b、c+d、a+b、c+d、a、b+c、d,三个酶切位点同时切割,得到的片段是a、b、c、d,综合分析得到的不同片段有a、b、c、d、a+b、b+c、c+d、a+b+c、b+c+d,共9个不同的片段,B正确。
2.下图是两个DNA片段在适宜的条件下,经X酶作用后发生的变化,则X酶是( )
A.DNA连接酶 B.RNA聚合酶
C.DNA聚合酶 D.限制酶
【答案】A
【解析】将两个DNA片段连接在一起的酶为DNA连接酶。
3.质粒是基因工程中最常用的载体,有关质粒的说法正确的是( )
A.质粒不仅存在于细菌中,某些病毒也具有
B.细菌的基因只存在于质粒上
C.质粒为小型环状DNA分子,存在于拟核(或细胞核)外的细胞质基质中
D.质粒是基因工程中的重要工具酶之一
【答案】C
【解析】
A项错误:
病毒无细胞结构,不存在质粒;
B项错误:
细菌为原核生物,遗传物质主要存在拟核区域;
C项正确:
质粒为小型环状DNA分子,存在于拟核(或细胞核)外的细胞质基质中;
D项错误:
质粒是基因工程中常用的运载体,基因工程中的工具酶是限制性核酸内切酶和DNA连接酶。
4.下图为基因表达载体的模式图,若结构a是基因表达载体所必需的,则a最可能是( )
A.氨苄青霉素抗性基因 B.启动子
C.限制酶 D.DNA连接酶
▼
【答案】B
【解析】
基因表达载体的组成有目的基因、启动子、终止子和标记基因等。
启动子位于目的基因的首端。
5.为了构建重组质粒pZHZ2,可利用限制酶E、F切割目的基因和质粒pZHZ1,然后用相应的酶连接。
据图回答,下列叙述中错误的是( )
A.基因工程的核心就是构建重组DNA分子
B.质粒pZHZ2上存在RNA聚合酶结合的位点
C.重组质粒pZHZ2只能被限制酶G、H切开
D.质粒pZHZ1、pZHZ2复制时一定会用到DNA聚合酶
【答案】C 基因工程的核心是基因表达载体的构建,A正确; RNA聚合酶是催化转录的酶,质粒pZHZ2上一定有相关的基因可以转录,所以质粒pZHZ2上存在RNA聚合酶结合的位点,B正确;
重组质粒中仍然含有限制酶E和限制酶F的切割位点,因此重组质粒pZHZ2除了能被限制酶G、H切开,也能被限制酶E、F切开,C错误;
质粒的化学本质是DNA,DNA复制时需要DNA聚合酶的催化,D正确。
【终极闯关】
1、(20105届江苏省宿迁市三校质检)某种线性DNA含有限制性核酸内切酶EcoRI的1个酶切位点。
该DNA样品(甲)经EcoRI酶切后,在DNA连接酶催化下形成产物乙。
则反应液中产物乙共有( )
A.1种 B.2种
C.3种 D.4种
【答案】C
【解析】
根据题意可知,线性DNA含有限制性核酸内切酶EcoRI的1个酶切位点,因此经过该酶切割后会形成两个相同的黏性末端,但是黏性末端两侧的序列不同,可以分别用a和b表示,由于a和b具有相同的黏性末端,因此利用DNA连接酶催化后,能够产生aa连接、bb连接、ab连接三种产物。
依据以上分析,选C。
2、(2015届广东省华南师大附中高三模拟)如图是利用基因工程培育抗虫植物的示意图。
以下叙述错误的是( )
A.②的构建需要限制性核酸内切酶和DNA连接酶两种酶参与
B.图示此过程中将目的基因导入受体细胞时最好采用显微注射法
C.抗虫基因整合到受体细胞核DNA上是其在植物体内稳定遗传的关键
D.细胞④的染色体上含有抗虫基因,植株⑤也不一定会表现出抗虫性状
【答案】B
【解析】
②为重组质粒,其构建过程需要限制性核酸内切酶和DNA连接酶两种酶参与,A正确;
图示此过程中将目的基因导入受体细胞时最好采用农杆菌转化法,B错误;
抗虫基因整合到受体细胞核DNA上是其在植物体内稳定遗传的关键,C正确;
细胞④的染色体上含有抗虫基因,说明目的基因导入受体细胞,但目的基因在受体细胞中不一定能成功表达,植株⑤也不一定会表现出抗虫性状,D正确。
3、(2015届北京市昌平区高三统考)草甘膦是一种低毒性的广谱除草剂,能非特异性侵入并杀死所有的植物。
为避免被草甘膦杀死,科学家将细菌的EPSPS基因(控制EPSPS合成酶合成的基因)转入小麦,提高其对草甘膦的耐受性。
以下说法正确的是( )
A.EPSPS基因转录时以DNA的两条链同时作为模板,提高转录效率
B.EPSPS基因导入小麦叶肉细胞后,抗虫性状可随传粉受精过程遗传
C.可用抗原抗体杂交的方法检测细胞中是否有EPSPS基因的表达产物
D.利用Ti质粒将EPSPS基因整合到小麦染色体上时需要DNA聚合酶
【答案】C EPSPS基因转录时以DNA的一条链作为模板,A错误;
EPSPS基因导入小麦叶肉细胞后,由于小麦的叶肉细胞是体细胞,进行的是有丝分裂,不能产生精子,所以其抗虫性状不能随传粉受精过程遗传,B错误;
可用抗原抗体杂交的方法检测细胞中是否有EPSPS基因的表达产物,C正确;
利用Ti质粒将EPSPS基因整合到小麦染色体上时需要DNA连接酶,D错误。
4、(2015重庆卷)下列有关人胰岛素基因表达载体的叙述,正确的是( )
A.表达载体中的胰岛素基因可通过人肝细胞mRNA反转录获得
B.表达载体的复制和胰岛素基因的表达均启动于复制原(起)点
C.借助抗生素抗性基因可将含胰岛素基因的受体细胞筛选出来
D.启动子和终止密码子均在胰岛素基因的转录中起作用
【答案】C
人肝细胞中胰岛素基因不表达,通过人肝细胞mRNA反转录不能得到胰岛素基因,A项错误;
基因表达载体的复制原点和启动子是不同的位点,基因表达载体的复制开始于复制原点,胰岛素基因的表达开始于启动子,B项错误;
抗生素抗性基因可作为基因工程中的标记基因,可将含有目的基因的受体细胞筛选出来,C项正确;
启动子在基因表达的转录中起作用,终止密码子在基因表达的翻译中起作用,D项错误。
5、(2015全国卷Ⅱ)已知生物体内有一种蛋白质(P),该蛋白质是一种转运蛋白,由305个氨基酸组成。
如果将P分子中158位的丝氨酸变成亮氨酸,240位的谷氨酰胺变成苯丙氨酸,改变后的蛋白质(P1)不但保留P的功能,而且具有了酶的催化活性。
回答下列问题:
(1)从上述资料可知,若要改变蛋白质的功能,可以考虑对蛋白质的______进行改造。
(2)以P基因序列为基础,获得P1基因的途径有修饰______基因或合成______基因。
所获得的基因表达时是遵循中心法则的,中心法则的全部内容包括______的复制;以及遗传信息在不同分子之间的流动,即:
______。
(3)蛋白质工程也被称为第二代基因工程,其基本途径是从预期蛋白质功能出发,通过______和______,进而确定相对应的脱氧核苷酸序列,据此获得基因,再经表达、纯化获得蛋白质,之后还需要对蛋白质的生物______进行鉴定。
【答案】
(1)氨基酸序列(或结构)
(2)P P1 DNA和RNA(或遗传物质)DNA→RNA、RNA→DNA、RNA→蛋白质(或转录、逆转录、翻译)
(3)设计蛋白质的结构 推测氨基酸序列 功能
【解析】
(1)蛋白质的功能由蛋白质的三维结构决定,而蛋白质的三维结构与氨基酸序列有关,因此,若要改变蛋白质的功能,可以考虑对蛋白质的氨基酸序列进行改造。
(2)P基因与P1基因的根本区别是碱基序列不同,因此可以通过对P基因进行修饰获得P1基因,也可以直接合成P1基因。
中心法则的内容可以通过下图体现:
(3)蛋白质工程的基本途径:
从预期的蛋白质功能出发→设计预期的蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→找到相对应的脱氧核苷酸序列(基因)。
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