第3章《基因工程》新题快递
(题目全部来自2022年全国各地月考、期中、期末试题,适用于2019版新教材)
一、单项选择题
1.(2022春 新乡月考)干扰素在体外保存困难,科学家将其分子上的一个半胱氨酸变成丝氨酸后,可以在﹣70℃的条件下保存半年。下列有关蛋白质工程的叙述正确的是( )
A.改造后的干扰素是自然界中不曾存在的新型物质
B.在分子水平上直接对干扰素的氨基酸进行改造
C.蛋白质工程不需要构建基因表达载体
D.蛋白质工程不需要从预期蛋白质功能出发,直接设计其结构
2.(2022春 菏泽期中)在DNA测序工作中,需要将某些限制性内切酶的限制位点在DNA上定位,使其成为DNA分子中的物理参照点。这项工作叫做“限制酶图谱的构建”。假设有以下一项实验;用限制酶HindⅢ,BamHⅠ和二者的混合物分别降解一个4kb(1kb即1千个碱基对)大小的线性DNA分子,降解产HindⅢ物分别进行凝胶电泳,在电场的作用下,降解产物分开,如下图所示。据此分析,这两种限制性内切酶在该分子上的限制位点数目是以下哪一组?( )
A.HindⅢ1个,BamHⅠ2个 B.HindⅢ2个,BamHⅠ3个
C.HindⅢ2个,BamHⅠ1个 D.HindⅢ和BamHⅠ各有2个
3.(2022春 聊城期中)N基因编码的M蛋白在动物X的肝细胞中特异性表达。研究人员将外源DNA片段F插入N基因的特定位置,再通过核移植等技术获得N基因失活的转基因克隆动物X。下列说法正确的是( )
A.DNA片段F插入N基因时,限制酶与DNA连接酶识别序列与作用位点相同
B.进行核移植操作时,需选用动物X的去核肝细胞作为受体细胞
C.转基因克隆动物X的获得过程还用到动物细胞培养、胚胎移植等技术
D.转基因克隆动物X的N基因失活是因为基因N与F发生了定向基因重组
4.(2022春 安康期中)酿酒酵母产酒精能力强,但没有合成淀粉酶的能力;糖化酵母能合成淀粉酶,但酒精发酵能力弱。科研人员通过两种途径改良酵母菌种,实现以淀粉为底物高效生产酒精的目的。下列叙述正确的是( )
A.途径Ⅰ需用胰蛋白酶处理酵母菌,再利用PEG诱导融合
B.途径Ⅱ需要以淀粉酶基因作为目的基因构建表达载体
C.途径Ⅰ和途径Ⅱ最终获得的目的酵母菌中染色体数目相同
D.以淀粉转化为还原糖的效率作为最终鉴定目的菌的指标
5.(2022春 聊城期中)下列高中生物学实验或技术操作中,能够达成目的的是( )
A.消毒后的植物叶片接种到无菌培养基上,培养获得抗病毒植株
B.通过诱变育种定向选育出性状优良的发酵工程生产用菌种
C.用T4DNA连接酶“缝合”两个双链DNA片段的黏性末端
D.用同位素示踪技术筛选融合的原生质体
6.(2022春 睢宁县期中)CCR5是HIV入侵人体T细胞的主要辅助受体之一。有科研人员为了使婴儿一出生就具有抵抗艾滋病的能力,通过基因编辑破坏了受精卵中的CCR5基因,该做法引起了民众普遍的担忧。下列叙述错误的是( )
A.CCR5基因可能还参与了其他生理过程的调控
B.被编辑个体受其他疾病感染的风险可能会提高
C.该技术符合人类伦理道德,但可能存在潜在的安全风险
D.基因编辑技术有可能因编辑对象错误(脱靶)造成不可预知的后果
7.(2022春 睢宁县期中)基因疫苗是将编码外源性抗原的基因插入到质粒上,然后将质粒直接导入人或动物体内,让其在宿主细胞中表达抗原蛋白,诱导机体产生免疫应答。下列叙述正确的是( )
A.接种基因疫苗只能预防特定微生物的感染
B.疫苗经注射进入人体后,可被人体的浆细胞识别
C.利用蛋白质工程生产的蛋白质疫苗就是基因疫苗
D.基因疫苗是指机体能识别特定的基因,从而引起机体产生免疫反应
8.(2022春 青山湖区月考)下列关于生物工程中常见的几种酶的叙述,正确的是( )
A.DNA连接酶可把目的基因与载体的黏性末端的氢键黏合,形成重组DNA
B.限制性核酸内切酶将一个DNA分子片段切成两个片段需消耗两个水分子
C.Taq酶是用PCR仪对DNA分子扩增过程中常用的一种耐高温的DNA连接酶
D.纤维素酶和果胶酶处理植物细胞可以使植物细胞成为感受态细胞
9.(2022春 德化月考)获得抗除草剂转基因玉米的技术流程如图。相关叙述正确的是( )
A.玉米DNA聚合酶可识别报告基因启动子
B.转化愈伤组织时需用氯化钙处理愈伤组织
C.需用含四环素的培养基筛选愈伤组织
D.将转基因玉米自交可得到抗除草剂玉米纯合子
10.(2022春 周至期中)不属于目的基因与运载体结合过程的是( )
A.用一定的酶切割质粒,露出黏性末端 B.将重组DNA引入到受体细胞中进行扩增
C.将切下的目的基因插入到质粒的切口处 D.用同种酶切割目的基因,露出黏性末端
11.(2022春 周至期中)作为基因的运输工具——载体,必须具备的条件及理由是( )
A.具有某些标记基因,以便为目的基因的表达提供条件
B.具有多个限制酶切点,以便于目的基因的表达
C.能够在宿主细胞中稳定地保存下来并大量复制,以便提供大量的目的基因
D.能够在宿主细胞中复制并稳定保存,以便于进行筛选
12.(2022春 鄢陵月考)如图为转基因抗冻番茄培育过程的示意图(其中ampr为抗氨苄青霉素基因)。下列叙述错误的是( )
A.④过程中可利用目的基因作为探针对植株进行筛选
B.可同时选用限制酶PstI、SmaI对含目的基因的DNA进行剪切
C.过程②可采用农杆菌转化法将含目的基因的表达载体导入受体细胞
D.质粒上的抗性基因有利于筛选含目的基因的细胞和促进目的基因的表达
13.(2022春 周至期中)有关基因工程的成果及应用的说法正确的是( )
A.用基因工程方法培育的抗虫植物也能抗病毒
B.基因工程在畜牧业上应用的主要目的是培养体型巨大、品质优良的动物
C.目前,在发达国家,基因治疗已用于临床实践
D.基因工程在农业上的应用主要是培育高产、品质优良和具有抗逆性的农作物
14.(2022春 亭湖区期中)下列关于基因表达载体及其构建的叙述中,正确的有几项:( )
①一个表达载体的组成只包括目的基因、启动子、终止子
②启动子位于基因的首端,有了启动子才能驱动基因转录出mRNA
③终止子位于基因的尾端,终止子的作用是使翻译在所需要的地方停止
④所有基因表达载体的构建是完全相同的
⑤抗生素抗性基因可以作为标记基因
⑥基因表达载体的构建必须在细胞内进行
A.2项 B.3项 C.4项 D.5项
15.(2022春 盐城期中)如果已知一小段DNA的序列,可采用PCR的方法,简捷地分析出已知序列两侧的序列。
已知的DNA序列为:
设计的一些PCR引物为:
①5′﹣AACTATGCGCTCATGA﹣3′ ②5′﹣GCAATGCGTAGCCTCT﹣3′
③5′﹣AGAGGCTACGCATTGC﹣3′ ④5′﹣TCATGAGCGCATAGTT﹣3′
扩增过程选用的引物是( )
A.①和④ B.②和③ C.②和④ D.①和③
16.(2022春 思明区月考)T4溶菌酶(A0)在温度较高时易失去活性,科学家利用蛋白质工程技术,使T4溶菌酶的第3位的异亮氨酸变为半胱氨酸。在该半胱氨酸与第97位的半胱氨酸之间形成了一个二硫键。获得了耐热性高的T4溶菌酶(A1)。下列叙述错误的是( )
A.检测A1活性时先将A1与底物混合,再置于高温环境
B.A0和A1空间结构的差异是影响热稳定性的原因之一
C.氨基酸替换和二硫键的形成需要通过改造基因实现
D.获得A1的过程需要进行转录和翻译
17.(2022春 天心区期中)CRISPR/Cas9是一种生物学工具,能够通过“剪切和粘贴”脱氧核糖核酸(DNA)序列的机制来编辑基因组。这套系统源自细菌的防御机制,是一种对任何生物基因组均有效的基因编辑工具。CRISPR Cas9基因组编辑系统由向导RNA(也叫sgRNA)和Cas9蛋白组成,向导RNA识别并结合靶基因 DNA,Cas9蛋白切断双链DNA形成两个末端。这两个末端通过“断裂修复”重新连接时通常会有个别碱基对的插入或缺失,从而实现基因敲除,如图所示。CRISPR Cas9基因组编辑技术有时存在编辑出错而造成脱靶。下列叙述正确的是( )
A.Cas9蛋白相当于限制酶,能作用于脱氧核糖和碱基之间的化学键
B.对不同目标DNA进行编辑时,使用Cas9蛋白和相同的sgRNA进行基因编辑
C.CRISPR Cas9基因组编辑系统使细菌获得抵抗溶菌酶或抗生素的能力
D.其他DNA序列含有与sgRNA互补配对的序列,造成sgRNA错误结合而脱靶
18.(2022春 周至期中)检测目的基因是否成功的插入了受体细胞中,需用基因探针,基因探针( )
A.用于检测疾病的医疗器械 B.合成β﹣球蛋白的DNA
C.用放射性同位素或荧光分子等标记的DNA分子 D.合成苯丙羟化酶的DNA片段
19.(2021秋 浙江期中)如图为不同限制性核酸内切酶识别的序列及切割位置(箭头所指),下列叙述错误的是( )
A.若DNA上的碱基随机排列,理论上每4096个碱基对会有一个BamHⅠ限制性核酸内切酶的切割位点
B.若DNA上的碱基随机排列,NotⅠ限制性核酸内切酶切割位点出现频率较其他三种限制性核酸内切酶低
C.作为基因工程的通用载体,质粒上通常会有多种限制性核酸内切酶位点
D.BamHⅠ限制性核酸内切酶切割的DNA无法连接到用BglⅡ切割的载体DNA中
20.(2021 江苏)如图是剔除转基因植物中标记基因的一种策略,下列相关叙述错误的是( )
A.分别带有目的基因和标记基因的两个质粒,都带有T﹣DNA序列
B.该方法建立在高转化频率基础上,标记基因和目的基因须转到不同染色体上
C.若要获得剔除标记基因的植株,转化植株必须经过有性繁殖阶段遗传重组
D.获得的无筛选标记转基因植株发生了染色体结构变异
二、非选择题
21.(2022 丹东一模)如图是培养转基因大肠杆菌的相关图示,图中标注了相关限制酶的酶切位点。下列相关叙述中错误的是( )
A.若通过PCR技术扩增该目的基因,应该选用引物甲和引物乙
B.图中质粒和目的基因构建表达载体时,应选用BclⅠ和HindⅢ剪切,断裂氢键
C.检测目的基因在受体细胞中是否表达出蛋白质,采用抗原—抗体杂交技术
D.质粒上的抗性基因有利于筛选含目的基因的细胞和促进目的基因的表达
22.(2022春 阜宁月考)热启动PCR可提高扩增效率,其基本方法是:进行反应之前将TaqDNA聚合酶、dNTP和引物等先不要加入样品管内,而是将样品加热,待温度升到70度以上时,再将上述试剂加入,开始PCR反应,下列叙述正确的有( )
A.Taq酶最适催化温度范围为50~60℃
B.与常规PCR相比,热启动PCR可减少反应起始时引物错配形成的产物
C.两条子链合成一定都是从5′端向3′端延伸
D.PCR产物DNA碱基序列的特异性体现了TaqDNA聚合酶的特异性
23.(2022春 武强期中)某实验小组利用如图所示质粒和目的基因来构建基因表达载体,将目的基因导入大肠杆菌细胞并表达。下列叙述正确的是( )
A.图中的质粒用酶A切割后,会产生4个游离的磷酸基团
B.在构建重组质粒时,可用酶A和酶C切割质粒和目的基因
C.成功导入目的基因的大肠杆菌可在含四环素的培养基中生长
D.若用酶B和酶C切割,可以避免质粒的自身环化
24.(2022春 天心区期中)蛋白酶应用于洗涤剂、制革及丝绸工业。某研究小组利用蛋白质工程将该蛋白酶中第188位丙氨酸替换为脯氨酸、第239位谷氨酰胺替换为精氨酸、第262位缬氨酸替换为亮氨酸,结果发现该酶的催化活性大幅度提高。下列叙述正确的是( )
A.对枯草杆菌蛋白酶进行改造通过直接改造蛋白酶的分子结构来实现
B.通过基因工程和蛋白质工程生产的枯草杆菌蛋白酶的氨基酸序列相同
C.改造后的枯草杆菌蛋白酶可能使空间结构发生改变导致其催化活性提高
D.对枯草杆菌蛋白酶进行分子设计必须从预期蛋白酶的功能特点入手
25.(2022春 盐城期中)如图是将人的生长激素基因导入细菌B制备“工程菌”的示意图。已知细菌B不含质粒A上的基因。下列有关叙述错误的是( )
A.制备“工程菌”时,将质粒A或重组质粒导入细菌B常用的方法是显微注射技术
B.细菌B接种在含有四环素的培养基上,能生长的就是导入了质粒A的细菌
C.细菌B涂布在含有氨苄青霉素的培养基上,能生长的只是导入了重组质粒的细菌
D.目的基因成功表达的标志是“工程菌”能够产生人的生长激素
26.(2022春 滕州市月考)近年来,随着生活水平的提高,人们对饮用水的要求也越来越高,对水质中大肠杆菌的快速检测显得尤为重要。科研人员提取大肠杆菌的基因组DNA,并根据大肠杆菌菌群相对保守的uida基因序列,设计特异性引物,建立实时荧光定量PCR反应体系,成功检测出不同水域单位体积大肠杆菌uida基因数。荧光定量PCR技术的原理如图所示,其中每扩增一次,就有一个荧光分子形成,实现了荧光信号的累积与PCR产物形成完全同步。下列说法正确的是( )
(注:Ct值是指PCR扩增过程中,扩增产物的荧光强度首次超过设定阈值时,PCR反应所需的循环数)
A.PCR技术能扩增大肠杆菌基因组中uida保守基因片段是由人工合成的两种引物决定的
B.探针完整时,有荧光,Taq酶延伸至探针处时切断探针,荧光消失
C.大肠杆菌菌群中uida基因起始浓度越高,Ct值越大
D.若用cDNA作模板,荧光定量PCR技术可用于检测某基因的表达水平
三、非选择题
27.(2022春 重庆月考)基因工程是按照人们的愿望,通过转基因等技术,赋予生物以新的遗传特性,从而创造出更符合人们需求的新的生物类型和生物产品。如图是通过基因工程培育的转基因生物或产品的过程,结合相关知识回答下列问题:
(1)利用基因工程技术,让转基因牛的乳汁中含有药用蛋白的流程是:通过①构建药用蛋白基因与 等调控组件重组在一起,通过② 方法导入受精卵,选取今后发育成 个体的受精卵进行③培养,③运用的技术手段有 技术培育出“批量生产药物的工厂”﹣﹣转基因牛。
(2)为了治疗新冠肺炎,科学工作者从新冠病毒的RNA中,剪切出能指导S蛋白(能引起新冠病毒侵染人体肺部细胞的蛋白质)的RNA经 形成单链DNA,再合成双链DNA,编辑成目的基因并与相应的质粒结合构建基因表达载体后,导入工程菌中培养,从中分离提取 ,加工制成新冠疫苗,利用这种方法制备疫苗的优点是
(至少答两点)。
(3)选用农杆菌的Ti质粒与富含赖氨酸的蛋白质编码基因构建基因表达载体,是因为农杆菌的Ti质粒上的 转移到被侵染的细胞,并且能将目的基因整合到受体细胞的 上,把重组Ti质粒导入玉米体细胞中的方法是 ,选用玉米体细胞作为受体细胞而不选用玉米的受精卵作为受体细胞的原因是 。
28.(2022 江门模拟)奶酪是一种常见的食品,传统的方法是从未断奶的小牛的胃黏膜里提取牛凝乳酶,它能水解多肽链中苯丙氨酸和甲硫氨酸之间的肽键以促使牛奶凝结来生产奶酪,此方法产量低且昂贵。如今科学家将编码牛凝乳酶的基因导入大肠杆菌中,实现牛凝乳酶的批量生产,极大的满足了奶酪生产的需求。请回答相关问题:
(1)科学家利用基因工程生产出大量的牛凝乳酶,该工程是在 水平上进行设计和施工的,其核心步骤是 。
(2)利用图示目的基因和质粒构建重组质粒,最好选用 (填限制性核酸内切酶名称)切割,理由是 。若要初步筛选出导入重组质粒的大肠杆菌,要在含 (氨苄青霉素/四环素)的培养基中进行培养。
(3)最后进行凝乳酶活性检测:将适量的大肠杆菌表达出的凝乳酶的提取物加入脱脂奶粉溶液中,37℃保温一段时间,可观察到 现象。
29.(2022春 焦作期中)科学网2022年2月10报道,我国科学家建立了蛋白质从头设计新方法。报道中记述了我国科研人员从头设计的9种蛋白质分子的高分辨晶体结构,其中5种蛋白质具有不同于已知天然蛋白的新颖结构。请回答下列相关问题:
(1)我国科学家建立的蛋白质从头设计新方法,即从 开始设计全新的蛋白质分子结构,获得不同于已知天然蛋白的新颖结构。通过 工程也可达到此目的,该工程是一种通过 ,对现有蛋白质进行改造,或制造一种新的蛋白质,以满足人类的生产和生活的需求。
(2)若要利用我国科学家建立的蛋白质从头设计的新方法获得全新的氨基酸序列,通过蛋白质工程、基因工程等途径从大肠杆菌中获得蛋白质,其操作的第一步是由此全新点氨基酸序列获得相应的 ,再利用PCR技术扩增,使用PCR技术扩增的前提是要有 ;第二步是构建基因表达载体;第三步是将第二步中获得的结构导入大肠杆菌,此操作时一般要用Ca2+处理大肠杆菌,目的是 。
(3)构建基因表达载体的目的是使 ,构建的基因表达载体除含目的基因外,还必须有 (至少答出三点)等。
30.(2021 江苏)某小组为研究真菌基因m的功能,构建了融合表达蛋白M和tag标签的质粒,请结合实验流程回答下列问题:
(1)目的基因的扩增:
①提取真菌细胞 ,经逆转录获得cDNA,进一步获得基因m片段。
②为了获得融合tag标签的蛋白M,设计引物P2时,不能包含基因m终止密码子的编码序列,否则将导致 。
③热启动PCR可提高扩增效率,方法之一是:先将除TaqDNA聚合酶(Taq酶)以外的各成分混合后,加热到80℃以上再混入酶,然后直接从94℃开始PCR扩增,下列叙述正确的有 。
A.Taq酶最适催化温度范围为50~60℃
B.与常规PCR相比,热启动PCR可减少反应起始时引物错配形成的产物
C.两条子链的合成一定都是从5′端向3′端延伸
D.PCR产物DNA碱基序列的特异性体现了Taq酶的特异性
(2)重组质粒的构建:
①将SmaⅠ切开的载体A与添加同源序列的m混合,用特定DNA酶处理形成黏性末端,然后降温以促进 ,形成A﹣m结合体。将A﹣m结合体导入大肠杆菌,利用大肠杆菌中的DNA聚合酶及 酶等,完成质粒的环化。
②若正确构建的重组质粒A﹣m仍能被SmaⅠ切开,则SmaⅠ的酶切位点可能在 。
(3)融合蛋白的表达:
①用含有尿嘧啶的培养基培养URA3基因缺失型酵母,将其作为受体菌,导入质粒A﹣m,然后涂布于无尿嘧啶的培养基上,筛选获得目的菌株,其机理是 。
②若通过抗原—抗体杂交实验检测到酵母蛋白中含tag标签,说明 ,后续实验可借助tag标签进行蛋白M的分离纯化。
参考答案
1.A; 2.A; 3.C; 4.D; 5.C; 6.C; 7.A; 8.B; 9.D; 10.B; 11.C; 12.D; 13.D; 14.A; 15.C; 16.A; 17.D; 18.C; 19.D; 20.D;
21.ABD; 22.BC; 23.AD; 24.CD; 25.AC; 26.AD;
27.(1)乳腺蛋白基因的启动子 显微注射 雌性 早期胚胎培养和胚胎移植
(2)逆转录 S抗原蛋白 快速、大量、安全等
(3)T﹣DNA 染色体DNA 农杆菌转化法 玉米体细胞易获取且具有全能性
28.(1)(DNA)分子 基因表达载体的构建
(2)NcoI和XhoI 目的基因不会被破坏、防止目的基因或载体自身的黏性末端连接、防止目的基因与载体反向连接 氨苄青霉素
(3)脱脂奶粉溶液有明显的凝结
29.(1)蛋白质三维结构 蛋白质 基因修饰或基因合成
(2)DNA序列 一段已知的碱基序列 使大肠杆菌成为感受态细胞
(3)使目的基因与载体重组 复制原点、标记基因、启动子、终止子
30.(1)RNA 蛋白M上不含tag标签 BC
(2)黏性末端碱基配对 DNA连接 基因m的连接处、基因m的内部
(3)受体菌在无尿嘧啶的培养基上无法生长,导入重组质粒的受体菌含有URA3基因可以长成菌落 融合基因表达(或融合基因正确解码)