北京曲一线图书策划有限公司 5年高考3年模拟 A版 生物学
第 24 章 基因工程
1.研究人员将外源鲫鱼Mx基因(该基因产物能抵抗黏病毒)与质粒相连接构建基因表达
载体,利用显微注射的方法将其导入草鱼体内,获得转基因抗病草鱼。下列叙述正确的是
( )
A.获得抗黏病毒草鱼方法的原理是基因重组
B.重组载体的受体细胞一般是已分化的体细胞
C.转录Mx基因需要解旋酶和DNA连接酶
D.构建重组载体的质粒一般是天然质粒
答案 A
2.下列关于“DNA的粗提取与鉴定”的相关描述,错误的是( )
A.洋葱中加入适量研磨液,充分研磨、过滤并弃去滤液可以获得DNA
B.向溶有DNA的NaCl溶液中加入适量二苯胺,沸水浴后溶液呈蓝色
C.提取DNA时加入酒精,使溶于酒精的蛋白质等物质溶解
D.可以选择香蕉、猪肝、菠菜等作为实验材料提取DNA
答案 A
3.BamHⅠ、MboⅠ、SmaⅠ三种限制酶的识别序列和切割位点依次为5'-
G↓GATCC-3'、5'↓GATC-3'、5'-CCC↓GGG-3'。如图表示某DNA片段的部分碱基序列,
已知其余序列不含这三种限制酶的识别序列。下列叙述正确的是( )
A.若用SmaⅠ完全切割该DNA,则其产物的长度为634 bp、896 bp、758 bp
B.若虚线方框内的碱基对被T—A替换,则用SmaⅠ完全切割该DNA可产生3种片段
C.若用MboⅠ和BamHⅠ切割DNA,可形成相同的黏性末端
D.用SmaⅠ切割DNA产生的片段,优选E.coli DNA连接酶重新将其连接
答案 C
4.研究人员用酶M和酶N两种限制酶同时处理某DNA分子和质粒,得到的DNA片段如
图所示。图中DNA片段只注明了黏性末端处的碱基种类,其他碱基的种类未注明。下
列叙述错误的是( )北京曲一线图书策划有限公司 5年高考3年模拟 A版 生物学
A.该DNA分子和质粒上均含有酶M的一个切割位点和酶N的一个切割位点
B.根据图示信息不能确定图中形成的不同黏性末端与这两种限制酶的对应关系
C.用T4 DNA连接酶或E.coli DNA连接酶均可以将片段乙和片段丁连接起来
D.片段乙、片段丁、片段戊可依次连接形成一个环状DNA分子
答案 D
B 组
1.下列有关“DNA粗提取与鉴定”“DNA片段的扩增及电泳鉴定”实验的叙述,正确的
是( )
A.将洋葱研磨液离心后保留沉淀物并加入冷酒精静置后,可收集到DNA
B.将提取到的丝状物与二苯胺溶液充分混匀后,溶液即可变为蓝色
C.在沸水浴或微波炉内加热至琼脂糖熔化前需将适量的核酸染料加入并进行混匀
D.待指示剂前沿迁移接近凝胶边缘时需停止电泳并取出凝胶置于紫外灯下观察和照相
答案 D
2.反向PCR是一种通过已知序列设计引物对未知序列进行扩增的技术,其过程如图所示。
下列叙述正确的是( )北京曲一线图书策划有限公司 5年高考3年模拟 A版 生物学
A.应选择引物2和引物3进行PCR扩增
B.设计的引物中GC碱基含量越高,变性的温度越高
C.PCR产物是包含未知序列的链状DNA分子
D.整个过程需用到限制酶、DNA连接酶、耐高温的DNA聚合酶及逆转录酶
答案 C
3.瘦素是一种由脂肪组织分泌的肽类激素,参与脂肪代谢的调节。科研人员在P载体上
插入了绿色荧光蛋白(GFP)基因,并进一步构建瘦素基因真核表达载体,检测瘦素基因在
小鼠成纤维细胞中的表达情况,为肥胖患者的治疗提供新思路。瘦素基因及P载体的结
构如图所示,在P载体上瘦素基因与GFP基因共用启动子和终止子,GFP基因能在真核细
胞中表达,且能根据荧光的强弱来判断瘦素基因在细胞内的表达强度。HindⅢ、
BamHⅠ、XhoⅠ表示3种限制酶且切割DNA产生的黏性末端不同。据此回答下列问
题:
(1)运用PCR技术扩增瘦素基因时,需要的原料是 。若
瘦素基因两端没有合适的限制酶酶切位点,为使瘦素基因能正确插入P载体中,应在图中
引物1和2的 (填“3'”或“5'”)端分别添加 (从
“HindⅢ”“BamHⅠ”“XhoⅠ”中选)的识别序列。
(2)启动子可以被 酶识别和结合,从而启动转录。结合题图分析,瘦素基因真
核表达载体进行表达时,先合成 (填“瘦素“或“GFP”)。
(3)Kanr/Neor是一种抗性基因,在真核细胞中的表达具有新霉素抗性,而在原核细胞中的
表达则具有卡那霉素抗性。同种基因在真核、原核细胞中表达结果不同,可能的原因是
(答一点即可)。
(4)为检测瘦素基因是否在受体细胞中成功表达出瘦素,除了根据荧光的强度来进行判断,
还可用的鉴定方法是 (从分子水平作答)。北京曲一线图书策划有限公司 5年高考3年模拟 A版 生物学
答案 (1)4种脱氧核苷三磷酸(dNTP)/4种脱氧核苷酸 5' HindⅢ、BamHⅠ (2)RNA
聚合 瘦素 (3)转录后的加工不同或翻译后的加工不同 (4)抗原—抗体杂交
4.γ-氨基丁酸是人体大脑皮层主要的抑制性神经递质。γ-氨基丁酸的摄入可以维持大脑
稳定的神经传递,此外γ-氨基丁酸还具有降低血压、减轻焦虑和抑制糖尿病等功能,因此
被用作食品添加剂或膳食补充剂。利用微生物法制备γ-氨基丁酸具有安全和高效的优
点,具有广阔的应用前景。
(1)γ-氨基丁酸由突触前膜释放,与后膜上受体结合后使后膜对离子的通透性发生改变,此
时突触后膜膜两侧的电位为 。
(2)γ-氨基丁酸是以L-谷氨酸作为前体物质,在谷氨酸脱羧酶催化下合成γ-氨基丁酸。研
究人员尝试通过使谷氨酸脱羧酶的过量表达来实现γ-氨基丁酸的高效生产。具体操作
过程如下:
Ⅰ.获取谷氨酸脱羧酶基因并进行PCR扩增。PCR扩增时需要
酶,每次循环一般可以分为 三步。
Ⅱ.重组质粒的构建和鉴定。将谷氨酸脱羧酶基因和质粒分别用限制性内切核酸酶
NcoⅠ和KpnⅠ进行双酶切,混合后使用DNA连接酶连接,得到构建的重组质粒,如图
1。然后通过酶切法对构建的重组质粒进行鉴定,结果如图2所示。
图2中泳道1、2分别是用限制性内切核酸酶KpnⅠ酶切质粒、重组质粒的结果。若已
知目的基因片段已整合到质粒上,请在图2泳道3中绘制出用限制性内切核酸酶NcoⅠ
和KpnⅠ双酶处理重组质粒所得的电泳结果。北京曲一线图书策划有限公司 5年高考3年模拟 A版 生物学
注:M1、M2表示标准参照
Ⅲ.重组质粒的转化、鉴定与表达。将鉴定后的重组质粒转化至大肠杆菌感受态细胞中。
将转化后的细胞涂布于含有 的抗性平板上,培养得到阳性转化菌落。将转
化后的大肠杆菌细胞接种至培养液中,在适宜条件培养。培养液中需要加入碳源、氮源
等营养成分,氮源的主要作用是 (答出1点
即可)。
Ⅳ.菌株产γ-氨基丁酸能力的比较。一段时间后检测发酵液中γ-氨基丁酸的含量。若要
证明谷氨酸脱羧酶的过量表达能实现γ-氨基丁酸的高效生产,则实验结果应该是
。
答案 (1)外正内负 (2)Ⅰ.耐高温的DNA聚合 变性、复性和延伸
Ⅱ.
Ⅲ.氨苄青霉素 合成微生物细胞中的含氮物质(如核酸、蛋白质、磷脂等)的原料 培
养重组菌发酵液中的γ-氨基丁酸含量远高于原始菌的发酵液
5.透明质酸(HA)是一种糖胺聚糖,主要存在于皮肤、眼睛和关节等组织,有保湿、润滑作
用,被广泛应用于医药、化妆品领域。HA可通过动物组织提取和微生物发酵获得,利用
生物工程技术对微生物改造是提高HA产率的一条重要途径。回答下列问题:
(1)透明质酸合成酶HAS3基因长度为1 662 bp,用PCR技术扩增该基因并插入图(a)所
示的质粒,目的基因插入质粒不宜同时选用的限制酶是 ,因为
。北京曲一线图书策划有限公司 5年高考3年模拟 A版 生物学
(2)三个不同实验小组的PCR产物电泳检测结果如图(b),泳道 的电泳条带不含
目的基因HAS3序列扩增产物,原因是
。
(3)科研人员在前期研究的基础上,通过在谷氨酸棒状杆菌中导入不同来源的HA合成酶
基因,构建了三株不同工程菌(分别记为A、B、C),基于HA产量初步筛选后并进行了放
大发酵,结果如下。北京曲一线图书策划有限公司 5年高考3年模拟 A版 生物学
①不同菌株合成HA产量及菌体数量如图(c)所示,其中菌株 合成HA效果最好。
②选出菌株后进行放大发酵如图(d)。菌体数量变化规律为 ,其原因是
。以HA产量为目标,结束发酵的最佳时间为 。
答案 (1)SpeⅠ和XbaⅠ 酶切后产生的黏性末端相同 (2)3 产物条带位于1 000 bp
附近,而目的基因长度为1 662 bp (3)①C ②先升高再降低 前期营养物质充裕,后期
营养物质不足、空间受限、代谢产物积累 40 h
6.人乳铁蛋白是母乳中的重要抗菌蛋白。科研人员利用基因工程技术构建含人乳铁蛋白
基因的重组质粒,如图为质粒和人乳铁蛋白基因示意图,Tetr表示四环素抗性基因,Ampr表
示氨苄青霉素抗性基因,BamHⅠ、BclⅠ、NotⅠ、Sau3AⅠ表示不同的限制酶,对应箭
头指向位置为相应限制酶的切割位点(不考虑其他未知的酶切位点)。请回答下列问题:
(1)为了获取更多人乳铁蛋白基因,可利用PCR技术对其进行扩增。为保证扩增效率等,
至少需加入 种引物,合成引物时需要已知 。
(2)构建重组质粒时,技术人员仅使用了Sau3AⅠ一种限制酶以及 酶即实现
了人乳铁蛋白基因与质粒的重新连接,说明
。
(3)为构建含人乳铁蛋白基因的重组质粒,可以用 处理大肠杆菌,使细胞处于能吸
收周围环境中DNA分子的生理状态,并在含 (填“四环素”或“氨苄青霉
素”)的培养基中培养大肠杆菌,判断重组质粒是否导入成功。北京曲一线图书策划有限公司 5年高考3年模拟 A版 生物学
(4)人乳铁蛋白是一种分泌蛋白,通过转基因大肠杆菌不能生产有活性的人乳铁蛋白,其原
因是 。
答案 (1)2/二/两 (人乳铁蛋白)基因的相应碱基序列 (2)DNA连接 Sau3AⅠ可以识
别BamHⅠ、BclⅠ的切割位点并切割产生相同的黏性末端 (3)Ca2+ 氨苄青霉素 (4)
大肠杆菌为原核生物,没有内质网和高尔基体,缺乏加工人乳铁蛋白的能力
7.如图为利用基因工程生产人胰岛素过程中使用的质粒及目的基因的部分结构。
注:LacZ基因编码产生的β-半乳糖苷酶可以分解X-gal产生蓝色物质,使菌落呈现蓝色;否则菌落
为白色。
回答下列问题:
(1)不能选用限制酶 切割目的基因和质粒。
(2)为使目的基因与载体正确连接,在设计PCR引物时可在引物1上添加限制酶
的识别序列,在引物2上添加限制酶 的识别序列。已知胰岛素基因左端①处的
碱基序列为5'-CCTTTCAGCTCA-3',则引物1设计的序列是5'-
-3'。
(3)构建好的基因表达载体导入大肠杆菌后,将大肠杆菌放在添加了氨苄青霉素、X-gal
等成分的固体培养基上培养,直到形成菌落。添加氨苄青霉素可筛选出
的大肠杆菌,培养基上 (填“白”或“蓝”)色菌落的大肠杆菌即为目的菌,原因北京曲一线图书策划有限公司 5年高考3年模拟 A版 生物学
是
。
答案 (1)SalⅠ、NheⅠ、EcoRⅠ (2)XhoⅠ MunⅠ CTCGAGCCTTTCAGCTCA
(3)含(空)质粒和含重组质粒 白 目的基因的插入破坏了LacZ基因的结构,使其不能正
常表达并形成β-半乳糖苷酶,底物X-gal也就不会被分解
8.番茄不耐寒,冬季容易冻坏,难以储藏。我国科研人员从某植物中提取了一种抗冻基因
AtCOR15a,经过一系列过程获得转基因抗冻的番茄新品种,操作流程如图1。回答下列问
题:
(1)用PCR技术扩增AtCOR15a基因时需要添加引物,引物的作用是
。
(2)如果要将AtCOR15a基因与质粒构建重组DNA分子,一般采用双酶切法,据图1分析
选用的两种限制酶组合是
。
(3)图1中是采用 法将目的基因转移到番茄细胞中,并将其整合到该细胞
的 上的。
(4)为了提高AtCOR15a基因的表达能力,可将AtCOR15a基因与外源强启动子连接,如图
2所示。北京曲一线图书策划有限公司 5年高考3年模拟 A版 生物学
利用PCR检测上述连接是否正确,可选择的引物组合是 (填字母),该PCR反应体
系中需加入 酶。
A.①+② B.①+③ C.②+③ D.③+④
(5)为了进一步提高番茄的储藏时间,可从该植物体内提取ErsI基因(乙烯受体基因),按照
如图3所示流程将ErsI基因重新导回该植物,使转录产物与植物体内原有ErsI基因的
mRNA互补配对,致使该植物原有ErsI基因翻译受抑制。已知限制酶EcoRⅠ和
XhoⅠ、BamHⅠ切割后露出的黏性末端碱基序列不同,据图3分析,提取的目的基因
A、B两端需分别添加 的识别序列。推测该方法提高番茄储藏时间的机理
是 。
答案 (1)使DNA聚合酶能够从引物的3'端开始连接脱氧核苷酸 (2)HindⅢ和
BamHⅠ (3)农杆菌转化 染色体DNA (4)B Taq DNA聚合(耐高温的DNA聚合)
(5)XhoⅠ和EcoRⅠ 抑制乙烯受体基因的表达(翻译),从而无法正常识别乙烯信号,进而
延缓成熟
