第3章 基因工程 ——2022-2023学年高二生物学北师大版(2019)选择性必修三单元(2份打包有解析)

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名称 第3章 基因工程 ——2022-2023学年高二生物学北师大版(2019)选择性必修三单元(2份打包有解析)
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资源类型 教案
版本资源 北师大版(2019)
科目 生物学
更新时间 2023-02-24 10:46:41

文档简介

第3章 基因工程
一、单项选择题:本题共13小题,每题3分,共39分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.下列有关限制性内切酶识别的叙述,不正确的是( )
A.从反应类型来看,限制性内切酶催化的是一种水解反应
B.限制性内切酶的活性受温度、pH的影响
C.一种限制性内切酶只能识别双链DNA中某种特定的脱氧核苷酸序列
D.限制性内切酶识别序列越短,则该序列在DNA中出现的几率就越小
2.下表所示为常用的限制性内切核酸酶(限制酶)及其识别序列和切割位点,由此推断以下说法正确的是( )
限制酶 名称 识别序列和 切割位点 限制酶 名称 识别序列和 切割位点
BamHⅠ KpnⅠ
EcoRⅠ Sau3AⅠ
HindⅡ SmaⅠ
注Y=C或T,R=A或G。
A.限制酶切割后不一定形成黏性末端
B.限制酶的切割位点一定在识别序列的内部
C.不同限制酶切割后一定形成不同的黏性末端
D.一种限制酶一定只能识别一种核苷酸序列
3.农杆菌中的Ti质粒是植物基因工程中常用的载体,相关叙述正确的是( )
A.Ti质粒是能够自主复制的单链DNA
B.Ti质粒中磷酸基团都与两个脱氧核糖相连接
C.重组Ti质粒的受体细胞只能是植物愈伤组织细胞
D.Ti质粒上的基因可全部整合到受体细胞染色体上
4.利用外源基因在受体细胞中表达,可生产人类所需要的产品。下列各项中能说明目的基因完成了在受体细胞中表达的是( )
A.棉花二倍体细胞中检测到细菌的抗虫基因
B.大肠杆菌中检测到人胰岛素基因及其mRNA
C.山羊乳腺细胞中检测到人生长激素DNA序列
D.酵母菌细胞中提取到人干扰素蛋白
5.利用外源基因在受体细胞中表达,可生产人类所需要的产品。下列叙述中能说明外源基因在受体细胞中成功表达的是( )
A.棉花体细胞中检测到苏云金芽孢杆菌的Bt毒蛋白
B.大肠杆菌中检测到人胰岛素基因及其mRNA
C.山羊乳腺细胞中检测到人生长激素DNA序列
D.酵母菌细胞中检测到重组载体上的标记基因
6.将Bt毒蛋白基因转入棉花植株体内,可增强其对棉铃虫的抗性。下列叙述错误的是( )
A.可从苏云金芽孢杆菌的基因文库中获取Bt毒蛋白基因
B.将Bt毒蛋白基因插入Ti质粒的T-DNA上构建表达载体
C.将Bt毒蛋白基因导入经Ca2+处理过的棉花植株受体细胞
D.可用抗虫接种实验检测转基因棉花对棉铃虫的抗性程度
7.如图是将人的生长激素基因导入细菌B细胞内制造“工程菌”的示意图。已知细菌B细胞内不含质粒A,也不含质粒A上的基因。下列说法正确的是( )
A.将重组质粒导入细菌B常用的方法是显微注射法
B.将完成导入过程后的细菌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
C.将完成导入过程后的细菌涂布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
D.目的基因成功表达的标志是受体细胞能在含有氨苄青霉素的培养基上生长
8.如图是利用基因工程培育抗虫植物的示意图。以下相关叙述,正确的是( )
A.①②的操作中使用了限制酶和DNA聚合酶
B.应用PCR技术,可检测④细胞中目的基因是否表达
C.一般情况下⑤只要表现出抗虫性状,就表明植株发生了可遗传变异
D.③→④过程利用了膜的结构特性,显微镜下观察③细胞的Ti质粒是筛选标志之一
9.下列关于基因工程技术应用的叙述,错误的是( )
A.基因工程技术可定向改良农作物的某些品质
B.利用细菌代谢旺盛的特点生产基因工程药物
C.运用基因工程技术让牛合成并分泌人类抗体
D.噬菌体作为载体可以将重组DNA导入动物细胞以获得转基因动物
10.下列关于蛋白质工程的说法中,错误的是( )
A.蛋白质工程可通过改造基因序列改变蛋白质的结构
B.改造基因比直接改造蛋白质容易,操作难度较小
C.蛋白质工程是完全摆脱基因工程技术的一项全新的生物工程技术
D.基因工程和蛋白质工程都是在生物体外对基因进行操作
11.下列关于基因工程和蛋白质工程的叙述错误的是( )
①科学家将肠乳糖酶基因导入奶牛基因组,目的是降低转基因奶牛分泌的乳汁中乳糖的含量
②人生长激素基因工程菌产生的生长激素属于该工程菌的初生代谢物
③基因工程和蛋白质工程都需要在分子水平上对基因进行操作
④蛋白质工程最终要达到的目的是获取编码蛋白质的基因序列
A.一项 B.二项 C.三项 D.四项
12.如图表示利用基因工程生产胰岛素的三种途径,据图判断下列说法错误的是( )
A.过程①需要限制酶和DNA连接酶 B.受体细胞A一般选用乳腺细胞
C.受体细胞B通常为莴苣的体细胞 D.三种方法得到的胰岛素结构不完全相同
13.下列有关基因工程的叙述错误的是( )
A.基因工程的原理是基因重组,可实现对生物性状的定向改造
B.常用显微注射法将基因表达载体导入小鼠受精卵
C.体外扩增目的基因时,DNA聚合酶只能将脱氧核苷酸添加到引物的5′端
D.可利用被标记的特异性分子探针检测目的基因是否导入受体细胞
二、多项选择题:本题共5小题,每小题5分,共25分。在每小题给出的四个选项中,有不止一个选项是符合题目要求的。全部选对得5分,选对但选不全得3分,有选错得0分。
14.下列关于载体的叙述中,正确的是( )
A.载体与目的基因结合后,实质上就是一个重组DNA分子
B.在进行基因工程操作中,真正被用作载体的质粒,都是在天然质粒的基础上进行过人工改造的
C.目前常用的载体有质粒、噬菌体和动植物病毒等
D.载体具有某些标记基因,便于对其进行切割
15.某实验室需要构建含绿色荧光蛋白(GFP)基因的基因表达载体用于科学研究,下图为质粒和GFP目的片段,载体质粒具有四环素抗性基因(tet′)和氨苄青霉素抗性基因(amp′),质粒和GFP目的片段有EcoRⅠ、NotⅠ和BamHⅠ等酶的酶切位点,这些酶各自的识别序列不同。下列叙述正确的是( )
A.通过PCR方法获得GFP目的片段需要设计一个引物
B.用PCR技术扩增GFP目的片段,利用了DNA的热变性原理
C.若用BamHⅠ切割GFP目的片段和质粒,可能导致GFP基因与质粒任意连接
D.用于切割GFP目的片段和质粒的最佳限制酶是EcoRⅠ和NotⅠ
16.用XhoⅠ和SalⅠ两种限制性核酸内切酶分别处理图ⅠDNA片段,酶切位点及酶切产物分离结果如图1、图2。以下叙述错误的是( )
A.图1中两种酶识别的核苷酸序列不同
B.图2中泳道②的酶切产物说明该限制酶断开了6个磷酸二酯键
C.若用两种限制酶同时切割该DNA,在泳道中将出现7条带
D.泳道①中是用SalⅠ处理得到的酶切产物
17.下图表示利用细菌中抗虫基因培育抗虫玉米的过程,其中①~⑧表示操作步骤,a、b表示相关分子,c~e表示培养过程,其中d过程表示细菌与玉米细胞混合培养。下列有关叙述正确的是( )
A.图中需要用到限制酶的是步骤①② B.图中导入目的基因的是步骤④
C.步骤⑤的主要目的是扩增目的基因 D.脱分化和再分化的步骤分别是⑦和⑧
18.蛋白质工程是指根据人们对蛋白质功能的特定需求,对蛋白质的结构进行分子设计、生产的过程。下面是蛋白质工程的基本途径,据图分析下列叙述正确的是( )
A.过程A所需原料是脱氧核苷酸,过程B所需原料是氨基酸
B.参与C过程的细胞器有核糖体、内质网、高尔基体、线粒体等
C.D过程主要依据每种氨基酸都有其对应的密码子
D.通过蛋白质工程可以获得人类需要的蛋白质
三、非选择题:本题共3小题,共36分。
19.根据基因工程的有关知识,回答下列问题。
(1)限制酶切割DNA分子后产生的片段,其末端形式有_________和_________。
(2)质粒用EcoRⅠ切割后产生的片段如下:
为使载体与目的基因相连,含有目的基因的DNA片段除可用EcoRⅠ切割外,还可用其他限制酶切割,“其他限制酶”必须具有的特点是_______________________。
(3)实际操作中,往往用EcoRⅠ和另一种限制酶同时切割质粒和外源DNA分子,其优点在于可防止__________________。
(4)按其来源不同,基因工程中常常使用的DNA连接酶有两类,即__________DNA连接酶和__________DNA连接酶。
(5)基因工程中除质粒外,__________和__________也可作为载体。质粒中通常含有特殊的标记基因,这些标记基因的作用是____________________。
20.氮是植物生长必不可少的一种元素,为了让植物能够拥有固氮超能力,科学家一直在尝试用已经发现的固氮基因改造植物基因组,但目前还没有获得植物界固氮“超人”。2018年某研究团队报道通过基因工程方法,将一种蓝细菌(蓝藻)中20多个固氮基因,转移到另一种不能固氮但能进行光合作用的蓝细菌(蓝藻)中,让后者获得了固氮能力。回答下列问题:
(1)1967年,罗思和海林斯基发现细菌拟核DNA之外的质粒具有_______________的特点,这一发现为基因转移找到一种运载工具。
(2)构建含固氮基因的重组质粒,需要用_______________ (酶),并且将固氮基因置于_______________和_______________之间,其中后者位于基因的首端,它的作用是_______________。
(3)若将含固氮基因的重组质粒导入蓝细菌(蓝藻),一般情况下,蓝细菌(蓝藻)应处于感受态,原因是_______________。
(4)一些研究发现,某些转基因植物可以表达个别或全部固氮酶基因,但它们并没有表现出固氮能力。固氮酶基因在植物中是否翻译成蛋白质,检测的方法是_______________。某些转基因植物没有表现出固氮能力,可能的原因是_______________。
21.下图为蛋白质工程操作的基本思路,请据图回答下面的问题:
1.代表蛋白质工程操作思路的过程是__________;代表中心法则内容的是__________。(填写数字)
2.写出图中各数字代表的生物学过程的名称或内容:①__________;②__________;③__________;④__________;⑤__________。
3.蛋白质工程的目的是__________,通过__________实现。
4.从图中可以看出蛋白质工程的基本途径与中心法则是__________的。
答案以及解析
1.答案:D
解析:A、限制酶能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列,并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断裂,即催化的是一种水解反应,故A正确;B、限制性内切酶的活性受温度、pH的影响,在最适宜的温度和pH条件下,酶的活性最高;温度和pH偏高或偏低,酶的活性都会明显降低;在过酸、过碱或温度过高条件下酶会变性失活,而在低温条件下酶的活性降低,但不会失活,故B正确;C、一种限制性内切酶只能识别双链DNA中某种特定的脱氧核苷酸序列,并在特定的位点切割磷酸二酯键,说明酶专一性,故C正确;D、限制性内切酶识别序列越短,则该序列在DNA中出现的几率就越大,故D错误。故选:D。
2.答案:A
解析:
3.答案:B
解析:Ti质粒是能够自主复制的环状双链DNA分子,其分子内部的磷酸都与两个脱氧核糖相连接,A错误,B正确;重组Ti质粒的受体细胞可以是植物愈伤组织细胞,也可以是植物的其他体细胞,如受精卵细胞,C错误;农杆菌有Ti质粒,Ti质粒上有一段T-DNA。目的基因插入Ti质粒上的T-DNA中,导入农杆菌,让农杆菌浸染植物,农杆菌的Ti质粒上的T-DNA片段(内有目的基因)整合到受体细胞的染色体上,Ti质粒上的其他基因未整合到受体细胞染色体上,D错误。
4.答案:D
解析:棉花二倍体细胞中检测到细菌抗虫基因,说明目的基因已经成功导入受体细胞,但不能说明目的基因在受体细胞中已经完成表达,A错误;大肠杆菌中检测到人胰岛素基因及其mRNA,说明目的基因已经成功导入受体细胞并转录,但不能说明目的基因完成了表达过程,B错误;山羊乳腺细胞中检测到人生长素DNA序列,说明目的基因已经成功导入受体细胞,但不能说明目的基因在受体细胞中已经完成表达,C错误;酵母菌细胞中提取到人干扰素蛋白,说明目的基因已经在受体细胞中完成了表达,D正确。
5.答案:A
解析:A.棉花体细胞中检测到苏云金芽孢杆菌的Bt毒蛋白,说明目的基因——Bt毒蛋白基因已在棉花细胞中成功表达。故A正确;
B.基因表达包括转录和翻译两个过程。大肠杆菌中检测到人胰岛素基因及其mRNA,说明目的基因已经转录了,不能证明翻译出相关蛋白质。故B错误;
C.山羊乳腺细胞中检测到人生长激素DNA序列,只能说明受体细胞中含有目的基因。故C错误;
D.酵母菌细胞中检测到重组载体上的标记基因,但不一定含有目的基因,即使含有目的基因也不能证明目的基因已经表达。故D错误。
6.答案:C
解析:获取目的基因的方法有多种,例如利用PCR技术扩增目的基因、人工合成目的基因等,也可以从苏云金芽孢杆菌的基因文库中获取Bt毒蛋白基因,A正确;因为农杆菌的Ti质粒的T-DNA可以转移至被侵染的细胞并整合到该细胞染色体DNA上,所以要将Bt毒蛋白基因插入Ti质粒的T-DNA上构建表达载体,B正确;应将含Bt毒蛋白基因的Ti质粒导入经Ca2+处理过的农杆菌细胞,C错误;用抗虫接种实验检测转基因棉花对棉铃虫的抗性程度属于个体生物学水平鉴定,D正确。
7.答案:C
解析:将基因表达载体导入细菌B之前,一般要先用Ca2+处理细菌,使之处于感受态,从而能够吸收重组质粒,显微注射法是将目的基因导入动物细胞常用的方法,A错误;质粒A中含有抗四环素基因和抗氨苄青霉素基因,而重组质粒中抗四环素基因被破坏,只含抗氨苄青霉素基因,则在含有氨苄青霉素的培养基上能生长的是导入质粒A或重组质粒的细菌,能在含有四环素的培养基上生长的是导入了质粒A的细菌,B错误,C正确;根据题干信息分析,目的基因 (人的生长激素基因)成功表达的标志是受体细胞能产生人的生长激素,D错误。
8.答案:C
解析:①②的操作表示基因表达载体的构建,该过程中使用了限制酶和DNA连接酶,A错误;细胞中目的基因是否表达需要利用抗原—抗体杂交技术进行检测,B错误;一般情况下⑤只要表现出抗虫性状,就表明植株发生了可遗传变异,C正确;光学显微镜下无法观察到质粒,D错误。
9.答案:D
解析:基因工程技术可定向改良农作物的某些品质,A正确;利用细菌代谢旺盛的特点,将细菌利用基因工程手段改造成工程菌,生产基因工程药物,B正确;运用基因工程技术将所需抗体的相关基因导入牛的受精卵中,以达到让牛合成并分泌人类抗体的目的,C正确;噬菌体是细菌病毒,不能作为载体将重组DNA导入动物细胞,D错误。
10.答案:C
解析:本题主要考查蛋白质工程的原理以及蛋白质工程和基因工程的关系。蛋白质工程可通过改造基因序列改变蛋白质的结构,A正确;改造基因比直接改造蛋白质容易,操作难度较小,B正确;蛋白质工程是在基因工程的基础上延伸出来的第二代基因工程,C错误;基因工程和蛋白质工程都是在基因水平上进行操作,且是在生物体外进行操作,D正确。
11.答案:B
解析:将肠乳糖酶基因导入奶牛基因组,肠乳糖酶基因的表达产物是肠乳糖酶,可分解乳糖,使乳糖含量降低,①正确;人生长激素基因工程菌产生的生长激素属于该工程菌的次生代谢物,②错误;蛋白质工程本质上属于基因工程的延伸,基因工程和蛋白质工程都需要在分子水平上对基因进行操作,③正确;蛋白质工程是在深入了解蛋白质分子的结构与功能关系的基础上进行的,它最终要达到的目的是改造现有蛋白质或制造新的蛋白质,以满足人类的需求,④错误。综上所述,B符合题意。
12.答案:B
解析:过程①为形成重组质粒的过程,需要限制酶和DNA连接酶,A正确;将目的基因导入动物细胞得到转基因动物的过程中,受体细胞应选择动物的受精卵,B错误;受体细胞B通常是莴苣的体细胞,目的基因导入该细胞后,需对该细胞进行组织培养,进而形成转基因植株,C正确;大肠杆菌因无内质网、高尔基体等细胞器,无法对核糖体合成的多肽链进行相关加工,因此形成的胰岛素结构与另外两种方法得到的胰岛素结构有所不同,D正确。
13.答案:C
解析:本题考查基因工程的概念、原理及操作步骤。基因工程的原理是基因重组,可实现对生物性状的定向改造,A正确;将目的基因导入动物细胞常用显微注射法,受精卵作为受体细胞,B正确;体外扩增目的基因时,DNA聚合酶只能将脱氧核苷酸添加到引物的3′端,C错误;可利用被标记的特异性分子探针检测目的基因是否导入受体细胞,即DNA分子杂交技术,D正确。
14.答案:ABC
解析:用DNA连接酶将目的基因和载体连接在一起,形成的DNA分子为重组DNA分子,A正确;在基因工程中目前常用的载体有质粒、噬菌体、动植物病毒等,在进行基因工程操作中,真正被用作载体的质粒,都是在天然质粒的基础上进行过人工改造的,B、C正确;标记基因的作用是鉴别受体细胞中是否含有目的基因,从而将含有目的基因的细胞筛选出来,D错误。
15.答案:BC
解析:本题主要考查基因工程的操作过程以及工具酶的选择。通过PCR方法获得CFP目的片段需要设计一对引物,A错误;用PCR技术扩增目的片段,利用的是DNA的热变性原理,B正确;若用BamHⅠ切割GFP目的片段和质粒,会使得目的基因和质粒两端出现相同的黏性末端,可能导致它们发生任意连接,C正确;用于切割GFP目的片段和质粒的最佳限制酶是NotⅠ和BamHⅠ,若用EcoRⅠ和NotⅠ,会切掉载体质粒上的启动子,D错误。
16.答案:BC
解析:A、不同的限制酶识别并切割的核苷酸序列不同,因此图1中两种酶识别的核苷酸序列不同,A正确;
B、泳道②是限制酶XhoⅠ的酶切结果,共有2个限制酶切位点,所以断开了4个磷酸二酯键,B错误;
C、若用两种限制酶同时切割该DNA,如果DNA的每个酶切位点都被切割,则将该DNA切成6个片段,如果6个片段分子大小不同则在泳道中将出现6条带,如果其中有片段分子大小相同,则条带数目小于6条;如果有的DNA分子酶切位点没有断开,则可能条带数目超过6条,数目不确定,C错误;
D、根据分析泳道①中是用SalⅠ处理得到的酶切产物,D正确。
故选BC。
17.答案:AC
解析:①表示目的基因的获取,需要用到限制酶,②表示切割质粒的过程,也需要用到限制酶,步骤③需要用到的是DNA连接酶,A正确;图示将目的基因导入受体细胞(玉米细胞)的方法是农杆菌(细菌)转化法,即图中步骤④⑤⑥,B错误;步骤⑤是通过农杆菌的繁殖来扩增目的基因,C正确;d过程后,即细菌(农杆菌)与玉米细胞混合培养后进行植物组织培养过程,包括脱分化和再分化两个过程,⑧表示植物的生长发育过程,D错误。
18.答案:CD
解析:A. 识图分析可知,过程A是预期蛋白质的功能,过程B是设计预期蛋白质的结构,因此A、B过程均不需要原料,A错误;
B. 图中C过程只是推测氨基酸应有的序列,因此不需要核糖体、内质网、高尔基体、线粒体等参与,B错误;
C. D过程是推测相应基因中脱氧核苷酸序列以及氨基酸与mRNA中密码子的对应关系,先推测出RNA中的碱基序列,再根据碱基互补配对的原则推测出相应基因中的核苷酸序列,C正确;
D. 蛋白质工程的目的就是通过对基因的修饰和改造或者合成新的基因,从而获得人类需要的蛋白质,D正确。
故选:CD。
19.答案:(1)黏性末端;平末端(两空答案可颠倒)
(2)切割产生的末端与EcoRⅠ切割产生的相同
(3)质粒和目的基因的自身环化及随意连接
(4)E·coli;T4(两空答案可颠倒)
(5)动植物病毒;λ噬菌体的衍生物(两空答案可颠倒);便于重组DNA的筛选
解析:(1)限制酶切割DNA分子后产生两种类型的末端,即黏性末端和平末端。
(2)为使载体与目的基因相连,两种限制酶切割产生的末端应相同。
(3)根据题意分析,用不同的限制酶同时切割质粒和外源DNA分子,可以防止质粒和目的基因的自身环化及随意连接,进而使得目的基因准确插入质粒。
(4)基因工程常用的DNA连接酶按来源分,可分为E·coli DNA连接酶和T4 DNA连接酶。
(5)基因工程中常用的载体有质粒、动植物病毒和λ噬菌体的衍生物等。质粒具有标记基因,便于重组DNA的筛选。
20.答案:(1)自我复制能力,可以在细菌细胞间转移
(2)限制酶、DNA连接酶;终止子;启动子(有先后顺序);RNA聚合酶识别和结合的部位,有了它才能驱动基因转录出mRNA
(3)能够吸收周围环境中的DNA分子
(4)抗原—抗体杂交;固氮酶发挥作用的条件不满足(或固氮酶不具有正常的空间结构)
解析:(1)在基因工程中质粒是常用的载体,质粒是常见于原核细胞中独立于拟核之外的小型环状DNA分子,其特点是可以进行自我复制,可以在细菌细胞之间转移。
(2)构建含固氮基因的重组质粒,需要用限制酶切割目的基因和质粒,再用DNA连接酶将目的基因和质粒连接起来,形成重组质粒。固氮基因是目的基因,应位于启动子和终止子之间,便于目的基因的表达。启动子位于目的基因的首端,启动子是RNA聚合酶识别和结合的部位,有了它才能驱动基因转录出mRNA。
(3)将目的基因导入微生物常采用Ca2+转化法,因此用Ca2+处理蓝细菌(蓝藻),使蓝细菌(蓝藻)处于感受态,处于感受态的蓝细菌(蓝藻)容易吸收周围环境中的DNA分子。
(4)固氮酶基因在植物中是否翻译成蛋白质,可用抗原—抗体杂交法进行检测。某些转基因植物可以表达个别或全部固氮酶基因,但它们并没有表现出固氮能力,说明固氮酶发挥作用的条件不满足或固氮酶不具有正常的空间结构。
21.答案:1.④⑤; ①②③; 2.转录; 翻译; 折叠; 分子设计; DNA合成
3. 根据人们对蛋白质功能的特定需求,对蛋白质的结构进行分子设计基因修饰或基因合成
4.相反
解析:本题考查蛋白质工程的基本思路,解题关键是理解蛋白质工程的原理,尤其注意以下两个方面:①蛋白质工程的直接操作对象是基因;②蛋白质工程的设计思路是中心法则的逆转。此外,还要掌握中心法则和蛋白质结构的相关知识。天然蛋白质合成的过程是按照中心法则进行的,而蛋白质工程的基本途径与之相反,即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→找到相应的脱氧核苷酸序列(基因)。
2第3章 基因工程
一、单项选择题:本题共13小题,每题3分,共39分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.研究人员用图1中质粒和图2中含目的基因的片段构建重组质粒(图中标注了相关限制酶切割位点),将重组质粒导入大肠杆菌后进行筛选及PCR鉴定。以下叙述不正确的是( )
A.构建重组质粒的过程应选用BclⅠ和HindⅢ两种限制酶
B.使用DNA连接酶将酶切后的质粒和目的基因片段进行重组
C.能在添加四环素的培养基上生存一定是含有重组质粒的大肠杆菌
D.利用PCR鉴定含目的基因的大肠杆菌时应选用引物甲和引物丙
2.限制酶a和b的识别序列与切割位点如下图所示。下列叙述正确的是( )
A.a酶、b酶均能切割氢键和磷酸二酯键
B.能被a酶识别并切割的序列也能被b酶切割
C.相同DNA分子被a酶切割的概率一般高于b酶
D.基因工程中用两种酶切割质粒就能防止其自身环化
3.下列关于基因工程工具酶的说法,正确的是( )
A.E.coliDNA连接酶既能够连接平末端,也可以连接黏性末端
B.每种限制酶只能识别特定的脱氧核苷酸序列,并在特定位点进行切割,验证了酶的专
一性
C.E.coliDNA连接酶可以连接任意能够互补的黏性末端,故E.coliDNA连接酶没有专一性
D.限制酶、DNA连接酶和质粒是基因工程常用的工具酶
4.在基因工程、新冠病毒的诊断等过程中均会用到PCR技术,以在短时间内获得大量含有目的基因的核苷酸序列。下列关于PCR技术的说法,正确的是( )
A.PCR每个循环均包括变性、复性和延伸3个阶段,变性需用解旋酶
B.用于新冠病毒的PCR技术,与扩增Bt毒蛋白基因的过程完全相同
C.PCR技术中的引物有两种,与DNA分子由两条反向平行互补链组成的结构有关
D.PCR扩增仪中获得的产物,常采用抗原—抗体杂交的方法进行鉴定
5.下列关于将目的基因导入不同受体细胞的方法的叙述错误的是( )
A.大肠杆菌常作为受体细胞的重要原因是其繁殖快、遗传物质相对较少
B.导入棉花细胞时,可用农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法
C.一般通过显微注射法将目的基因导入羊的受精卵或体细胞以获得转基因羊
D.细胞所处的一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态称为感受态
6.如图表示基因工程中获取水稻中某目的基因的不同方法。下列相关叙述正确的是( )
A.这三种方法都用到了酶,都是在体外进行的
B.①②③碱基对的排列顺序均相同
C.图示a、b、c三种方法均属人工合成法
D.方法a不遵循中心法则
7.如图是利用基因工程培育抗虫植物的示意图。以下相关叙述,不正确的是( )
A.①→②利用两种不同限制酶处理,能避免含抗虫基因的DNA片段自身环化
B.②→③可用氯化钙处理农杆菌,有助于促进重组质粒转化到农杆菌细胞中
C.③→④用农杆菌侵染植物细胞,重组Ti质粒整合到植物细胞的染色体上
D.④→⑤用植物组织培养技术培养,利用了植物细胞的全能性
8.如图是利用基因工程技术构建重组表达载体的过程示意图,其中PstⅠ、SmaⅠ、EcoRⅠ,ApaⅠ为四种限制酶。下列相关叙述错误的是( )
A.需要用限制酶PstⅠ和EcoRⅠ来切割质粒
B.表达载体中的抗青霉素基因在受体细胞中能复制
C.任何基因表达载体中都必须要有抗青霉素基因作为标记基因
D.表达载体中目的基因的上游有启动子和复制原点
9.下图为“番茄—马铃薯”杂种植株的培育过程,其中①~⑤表示过程,小写字母表示细胞、组织或植株。下列说法不正确的是( )
A.①表示等渗溶液中用纤维素酶和果胶酶处理植物细胞获得原生质体
B.e是一团有特定结构和功能的薄壁组织团块
C.可根据是否存在质壁分离现象鉴别杂种细胞的细胞壁是否再生
D.植物体细胞杂交能克服远缘杂交不亲和的障碍
10.科学家为提高玉米中赖氨酸含量,计划将天冬氨酸激酶第352位的苏氨酸变为异亮氨酸,将二氢吡啶二羧酸合成酶中第104位的天冬酰胺变为异亮氨酸。下列操作正确的是( )
A.直接改造两种酶的空间结构
B.对指导两种酶合成的mRNA进行改造
C.利用诱变育种技术促使控制这两种酶合成的基因突变
D.利用基因工程技术,对控制这两种酶合成的基因进行改造
11.下列关于蛋白质工程应用的叙述,不正确的是( )
A.蛋白质工程实施中最大的难题是对大多数蛋白质的高级结构不清楚
B.蛋白质工程可以改变蛋白质的活性,实质上是通过改造或合成基因来实现的
C.将人的胰岛素基因导入大肠杆菌细胞内,使大肠杆菌产生人的胰岛素的技术属于蛋白质工程
D.蛋白质工程可以对胰岛素进行改造和修饰,合成速效型胰岛素制剂
12.第三代疫苗——DNA疫苗是指将编码保护性抗原蛋白的基因(如图甲)插入适宜的质粒(如图乙)中得到的重组DNA分子,将其导入人体内,在人体细胞内表达的产物可直接诱导机体产生免疫应答,且可持续一段时间。限制性内切核酸酶BglⅡ、EcoRⅠ和Sau3AⅠ的切点如下图。下列分析错误的是( )
A.构建DNA疫苗时,可用BglⅡ和Sau3AⅠ切割目的基因和质粒
B.图乙中只用EcoRⅠ切割后的质粒,含有2个游离的磷酸基团
C.用EcoRⅠ切割目的基因和质粒,再用DNA连接酶连接,只产生1种连接产物
D.抗原基因在体内表达时不需要解旋酶
13.利用基因工程生产羧酸酯酶(CarE)制剂的流程如图所示,下列叙述不正确的是( )
A.过程①是在小菜蛾细胞的细胞核中进行的
B.过程②获取的CarE基因中不含有启动子
C.过程③进行前需要用Ca2+处理大肠杆菌
D.过程④后只有部分工程菌含有CarE基因
二、多项选择题:本题共5小题,每小题5分,共25分。在每小题给出的四个选项中,有不止一个选项是符合题目要求的。全部选对得5分,选对但选不全得3分,有选错得0分。
14.关于如图所示黏性末端的说法,不正确的是( )
A.甲、乙、丙黏性末端是由两种限制酶作用产生的
B.乙中的酶切位点在A与G之间
C.如果甲中的G突变为A,则该限制酶不能识别该切割位点
D.构建基因表达载体所用的限制酶和DNA连接酶分别作用于a处和b处
15.如图是利用基因工程培育抗虫植物的示意图。下列相关叙述正确的是( )
A.①→②利用两种不同限制酶处理,能避免目的基因和质粒的自身环化
B.②→③可用氯化钙处理农杆菌,这样有助于促进重组Ti质粒转化到农杆菌细胞中
C.③→④用农杆菌侵染植物细胞,重组Ti质粒整合到植物细胞的染色体DNA上
D.④→⑤用植物组织培养技术培养,具有抗虫性状的植株产生了可遗传变异
16.人参是一种名贵药材,具有良好的滋补作用。干扰素在慢性乙肝、丙肝及部分肿瘤的治疗中有一定疗效。下图为科研人员制备能合成干扰素的人参愈伤组织细胞的流程。① ④表示相关的操作, EcoR I 、BamHI为限制酶,它们的识别序列及切割位点如 下表所示。下列有关叙述错误的是( )
限制酶 识别序列及切割位点
EcoR I G↓AATTC
BamHI G↓GATCC
A.过程①所需的两种引物中分别加上GAATTC和GGATCC序列有利于后续操作
B.构建基因表达载体时,目的基因必须位于启动子和终止子之间才能进行复制
C.过程③利用的是T-DNA的特性将目的基因整合到受体细胞的染色体DNA中
D.过程④需控制培养基中植物激素的种类和比例,以防止愈伤组织细胞发生再分化
17.如图质粒A、B均为天然质粒,HindⅢ、PstⅠ、SmaⅠ表示不同的限制酶切割位点,将质粒A、B的抗生素抗性基因组合到一起获得的人工质粒,可以转运图中所示的目的基因,下列相关叙述正确的是( )
A.质粒B能直接用作目的基因的运载体
B.用限制酶SmaⅠ分别切割质粒A、B可构建用作运载体的人工质粒
C.切割外源DNA可用限制酶SmaⅠ、PstⅠ或限制酶HindⅢ、PstⅠ
D.导入重组质粒(含目的基因)的受体细胞能在含四环素的培养基上生长而不能在含氨苄青霉素的培养基上生长
18.干扰素是动物体内的一种蛋白质,可以用于治疗病毒的感染和癌症,但在体外保存相当困难。如图是利用蛋白质工程设计干扰素的生产流程图。据图分析,下列叙述正确的是( )
A.图中构建新的干扰素模型的主要依据是预期的蛋白质功能
B.图中新的干扰素基因必须加上启动子和终止子才能表达
C.图中改造干扰素结构的实质是改造干扰素基因的结构
D.图中各项技术并没有涉及基因工程技术
三、非选择题:本题共3小题,共36分。
19.我国科学工作者已经成功培育了转基因抗虫棉,从而减少了农药的使用,减少了水土污染。
(1)在培育转基因抗虫棉时,最关键的技术环节是________,其作用是使目的基因在受体细胞稳定存在、复制并且表达。选取受体细胞,一般用________细胞,将目的基因导入受体细胞的常用方法是________,目的基因导入受体细胞后还需要采用________技术将受体细胞培育成抗虫植株。
(2)转基因操作工具之一是限制性核酸内切酶,该酶所具有的特异性具体表现在:一种限制酶只能识别________,并在________切割。当限制酶的切割位点在识别序列中轴线的两侧时,切割产生的是________末端。下图为四种限制酶BamHⅠ,EcoRⅠ,HindⅢ以及BglⅡ的辨识序列和切割部位,其中哪两种限制酶所切割出来的DNA片段末端可以互补结合?其正确的末端互补序列是什么?________。
A.BamHⅠ和EcoRⅠ;末端互补序列为AATT—
B.BamHⅠ和HindⅢ;末端互补序列为GATC—
C.EcoRⅠ和HindⅢ;末端互补序列为AATT—
D.BamHⅠ和BglⅡ;末端互补序列为GATC—
20.真核生物基因中通常有内含子,动物和植物具有的切除内含子对应的RNA序列的机制不同。科学家将某种鱼的抗冻蛋白基因导入番茄,欲培育出耐寒的番茄新品种。回答下列问题:
(1)获取抗冻蛋白基因时,需要使用限制酶,这种限制酶的专一性表现为_____。将抗冻蛋白基因导入受体细胞之前要构建基因表达载体,该操作的目的是_____,该步骤中常用两种能产生不同黏性末端的限制酶对运载体进行切割,这样做的优点是_____。
(2)科学家构建了这种鱼的基因组文库和cDNA文库,两种文库中都含有鱼的抗冻蛋白基因。若要培育耐寒的番茄,应从这种鱼的_____(填“基因组文库”或“cDNA文库”)中筛选目的基因,不从另一种文库中筛选的原因是_____。
(3)培育出转基因番茄植株后,需要使用含放射性标记的核酸作探针进行检测,可检测的内容有_____(答出两点),其原理是_____。
21.[生物——选修3:现代生物科技专题]
目前,市场上出售的胰岛素主要是从动物体内提取和基因工程生产等途径得到的。请回答下列问题:
(1)利用重组酵母细胞生产胰岛素的过程中,胰岛素基因可以从_________中获取。获得的DNA经扩增后,与载体相连构建成重组DNA,将重组DNA导入酵母细胞后获得重组酵母细胞,该过程常用的载体为________。经限制酶切割后的载体与胰岛素基因能再次拼接的原因是________________________。
(2)天然胰岛素存在很多缺点,如起效慢、半衰期短等。科研人员利用蛋白质工程生产出了速效、长效胰岛素。该技术的基本途径为:
其中,A是_____,B是_____。该过程改造了_______,制造出了新的蛋白质,新胰岛素长效的原因是___________,素的设计还要注意避免患者出现_____等免疫问题。
答案以及解析
1.答案:C
解析: A. 选择的限制酶应在目的基因两端存在识别位点,但BamHⅠ可能使质粒中的启动子丢失,因此只能选BclⅠ和HindⅢ两种限制酶切割,故A正确;
B. 使用DNA连接酶将酶切后的质粒和目的基因片段进行重组,故B正确;
C. 为了筛选出转入了重组质粒的大肠杆菌,根据质粒上的抗性基因,含有重组质粒的大肠杆菌可以在添加四环素的培养基上生存,故C错误;
D. PCR技术要求两种引物分别和目的基因的两条单链结合,沿相反的方向合成子链,故所用的引物组成为图2中引物甲和引物丙,故D正确。故选:C。
2.答案:C
解析:A、酶与b酶切断的化学键相同,都是磷酸二酯键,而不是氢键,A错误;
B、据图分析,酶a的识别序列是-GATC-,酶b识别序列是GGATCC-,酶b的识别序列包含酶a的序列,故能被b酶识别并切割的列也能被a切割,但能被a酶识别并切割的序列不一定能被b酶切制,B错误;
C、a酶的识别序列比b酶短,识别列越短,含有的识别位点就越多,因此在相同的DNA分子中酶的识别位点明显多于b酶,被a酶切割的概率一般高于b酶,C正确;
D、为防止限制酶切制后的质粒自身环化,在基因工程中通常使用两种切制后产生不同黏性未端的限制酶切制同一质粒,D错误。
故选C。
3.答案:B
解析:
4.答案:C
解析:
5.答案:C
解析:基因工程中常用细菌等原核生物作为受体细胞,是因为原核生物繁殖速度快、遗传物质相对较少、多为单细胞、操作简便等,A正确;将目的基因导入植物细胞采用最多的方法是农杆菌转化法,也可用基因枪法和花粉管通道法,B正确;受精卵的全能性高,动物体细胞的全能性低,所以培育转基因动物的受体细胞一般要用受精卵,C错误;细胞所处的一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态称为感受态,D正确。
6.答案:A
解析:由题可知,a为逆转录法,用到逆转录酶和DNA聚合酶;b为直接从生物体获得目的基因,用到限制酶;c为人工合成目的基因,用到DNA聚合酶,这三种方法都是在体外进行的,A正确;方法a得到的目的基因不含内含子,方法c得到的目的基因的碱基序列可能有多种,B错误;方法b是从供体细胞的DNA中直接分离基因的方法,C错误;方法a遵循中心法则,D错误。
7.答案:C
解析:①→②利用两种不同限制酶处理,能避免含抗虫基因的DNA片段自身环化,A正确;②→③可用氯化钙处理农杆菌,使之成为易于吸收周围环境中DNA分子的感受态细胞,这样有助于促进重组Ti质粒转化到农杆菌细胞中,B正确;③→④用农杆菌侵染植物细胞,重组Ti质粒的T-DNA片段整合到植物细胞的染色体上,C错误;④→⑤用植物组织培养技术培养,原理是植物细胞的全能性,D正确。
8.答案:C
解析:因为限制酶SmaⅠ的识别序列位于目的基因上,故构建基因表达载体时不能用限制酶SmaⅠ切割,可用限制酶PstⅠ、EcoRⅠ来切割质粒,A正确;表达载体中抗青霉素基因在受体细胞中能稳定存在且遗传给下一代,B正确;基因表达载体中标记基因的种类很多,但不一定都是抗青霉素基因,C错误;基因表达载体中目的基因的上游有启动子,启动子是RNA聚合酶识别和结合的部位,同时在目的基因的上游还有复制原点,复制原点用于目的基因的复制,D正确。
9.答案:B
解析:获得植物原生质体的操作一般在等渗溶液中进行,等渗溶液可维持去除细胞壁后的原生质体的正常形态,去除细胞壁可用纤维素酶和果胶酶,A正确;题图中e是愈伤组织,是无定形的薄壁组织团块,没有特定结构和功能,B错误;融合后的杂种细胞再生出新的细胞壁是原生质体融合完成的标志,可根据是否存在质壁分离现象来鉴定细胞壁是否再生,C正确;植物体细胞杂交可以融合不同种的细胞,能克服远缘杂交不亲和的障碍,D正确。
10.答案:D
解析:蛋白质发挥功能必须依赖正确的高级结构,这种高级结构往往十分复杂,故直接对蛋白质改造非常困难,且改造成功也不能遗传,A错误;直接改造相应的mRNA,不一定能够表达出所需要的蛋白质,且即使成功也不能遗传,B错误;基因突变具有不定向性和低频性,使用诱变育种的方法不易获得符合要求的基因,C错误;基因工程可定向改造生物的遗传性状,所以可利用基因工程技术,对控制这两种酶合成的基因进行改造,D正确。
11.答案:C
解析:蛋白质发挥功能依赖于其高级结构,而蛋白质的高级结构十分复杂。目前科学家对大多数蛋白质高级结构的了解还很不够,这是蛋白质工程在实施中的最大难题,A正确。蛋白质工程可以改变蛋白质的活性,实质上是通过改造或合成基因来实现的, B正确。将人的胰岛素基因导入大肠杆菌细胞内,使大肠杆菌产生人的胰岛素的技术属于转基因技术,C错误。蛋白质工程可以对胰岛素进行改造和修饰,合成速效型胰岛素制剂,D正确。
12.答案:C
解析:用BglⅡ和Sau3AⅠ切割目的基因和质粒,产生的片段可连接成重组DNA分子,A正确;质粒为环状DNA,其上只含有一个EcoRⅠ的切点,因此用EcoRⅠ切割后,该环状DNA分子变为线性双链DNA分子,因每条核苷酸链上含有1个游离的磷酸基团,故切割后的质粒DNA含有2个游离的磷酸基团,B正确;用EcoRⅠ切割目的基因和质粒,再用DNA连接酶连接后能有多种连接产物,如目的基因自身环化,质粒自身环化、目的基因与质粒正向或反向连接等,C错误;基因表达包括转录和翻译,转录时不需要解旋酶,在RNA聚合酶的作用下,DNA即可解旋,D正确。
13.答案:A
解析:过程①表示通过递转录合成目的基因,该过程不在小菜蛾细胞内进行,A错误;过程②表示利用PCR技术对目的基因进行扩增,由于模板cDNA中不含有启动子,所以扩增得到的CarE基因中也不含有启动子,B正确;过程③进行前需用Ca2+处理大肠杆菌,使其成为感受态细胞,C正确;工程菌指的是用基因工程的方法,使外源基因得到高效率表达的菌类细胞株系,只有部分工程菌含有CarE基因,D正确。
14.答案:ABD
解析:根据题图可知,切割出甲的限制酶的识别序列是—GAATTC—,切割出乙的限制酶的识别序列是—CAATTG—,切割出丙的限制酶的识别序列是—CTTAAG—,故甲、乙、丙三个黏性末端是由三种限制酶作用产生的,A错误;乙中的酶切位点在A与C之间,而不是在A与G之间,B错误;限制酶能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列,如果甲中的G发生突变,则该限制酶不能识别该切割位点,C正确;构建基因表达载体所用的限制酶和DNA连接酶的作用位点均是磷酸二酯键(a处),b处为氢键,D错误。
15.答案:ABD
解析:图示是利用基因工程培育抗虫植物的示意图,其中①为质粒,作为载体;②为重组Ti质粒;③为含有重组Ti质粒的农杆菌;④为含有目的基因的植物细胞;⑤为转基因植株。①→②利用两种不同限制酶处理,能避免目的基因和质粒的自身环化,A正确;②→③可用氯化钙处理农杆菌,使之处于易于吸收周围环境中DNA分子的生理状态,这样有助于促进重组Ti质粒转化到农杆菌细胞中,B正确;③→④用农杆菌侵染植物细胞,重组Ti质粒的T-DNA片段整合到植物细胞的染色体DNA上,C错误;④→⑤用植物组织培养技术培养,具有抗虫性状的植株产生了可遗传变异,D正确。
16.答案:BC
解析:
A.结合图示可知,PCR的产物用EcoR和BamHI来酶切,因此在基因的引物两侧加上酶切位点G↓AATTC和G↓GATCC, A正确;
B、启动子负责与RNA聚合酶结合启动表达,终止子负责终止表达,因此构建基因表达载体时,目的基因必须位于启动子和终止子之间才能进行表达,B错误;
C、过程③是利用T-DNA的特性将目的基因导入到农杆菌中,农杆根瘤菌是原核生物,无染色体, C错误;
D、整个过程最终需要利用愈伤组织细胞生成干扰素,因此应控制培养基中植物激素的种类和比例,以防止愈伤组织细胞发生再分化,D正确。故选BC
17.答案:BD
解析:目的基因插入质粒B会破坏氨苄青霉素抗性基因,导致重组质粒因缺乏标记基因而无法检测,A错误;由于质粒A、B上均有两个限制酶SmaⅠ切割位点,因此用限制酶SmaⅠ分别切割质粒A、B可构建用作运载体的人工质粒,如图所示,B正确;不能用限制酶SmaⅠ、PstⅠ切割外源DNA,因为其切割后的含目的基因的DNA片段有可能反向插入人工质粒,导致目的基因无法正常表达,C错误;选择HindⅢ、PstⅠ同时切割人工质粒和外源DNA,会破坏人工质粒中的氨苄青霉素抗性基因,保留四环素抗性基因,所以导入了重组质粒的受体细胞能在含四环素的培养基上生长而不能在含氨苄青霉素的培养基上生长,D正确。
18.答案:ABC
解析:由题干可知,构建新的干扰素模型要利用蛋白质工程,而蛋白质工程的主要依据就是预期的蛋白质功能,A正确;新的干扰素基因合成之后,要在受体细胞中表达,必须构建基因表达载体,基因表达载体的组成包括启动子和终止子等,B正确;蛋白质工程是以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础,通过改造或合成基因,来改造现有蛋白质,或制造一种新的蛋白质,因此题图中改造干扰素结构的实质是改造干扰素基因的结构,C正确;题图中,合成新的干扰素基因后,要构建基因表达载体,并将其导入受体细胞中才能表达,这属于基因工程技术,D错误。
19.答案:(1)重组DNA分子的构建;体;农杆菌转化法;植物组织培养
(2)特定的核苷酸序列;特定的位点;粘性;D
解析:(1)转基因技术最关键的环节是构建重组DNA分子(或重组DNA分子的构建);培育转基因植物,受体细胞一般选择体细胞,将重组DNA分子导入受体细胞采用的方法是农杆菌转化法,将重组DNA分子导入受体细胞后,还需采用植物组织培养技术将其培养成完整植株。
(2)限制性核酸内切酶具有特异性,一般情况下,一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列,并且在该序列的特定位点进行切割。当限制酶的切割位点在识别序列中轴线的两侧时,切割产生粘性末端。具有相同粘性末端的DNA片段可以通过DNA连接酶进行拼接,图示中,限制酶BamHⅠ和BglⅡ切割产生的粘性末端为GATC—,EcoRⅠ切割产生的粘性末端为AATT—,HindⅢ切割产生的粘性末端为AGCT—,D项符合题意。
20.答案:(1)能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列,并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开;使目的基因在受体细胞中稳定存在,并且可以遗传给下一代,同时使目的基因能够表达和发挥作用;可以防止质粒(运载体)自身环化
(2)cDNA文库;从基因组文库获取的目的基因含有内含子,动物和植物具有的切除内含子对应的RNA序列的机制不同,会导致目的基因在受体细胞中无法正常表达
(3)转基因生物的DNA上是否插入了目的基因、目的基因是否转录出mRNA;探针序列可特异性地与目的基因及其转录的mRNA序列的碱基互补配对
解析:(1)限制酶的专一性表现为能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列,并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开。构建基因表达载体的目的是使目的基因在受体细胞中稳定存在,并且可以遗传给下一代,同时使目的基因能够表达和发挥作用。该步骤中常用两种能产生不同黏性末端的限制酶对运载体进行切割,这样可以防止质粒(运载体)自身环化。
(2)从基因组文库获取的目的基因含有内含子,动物和植物具有的切除内含子对应的RNA序列的机制不同,会导致目的基因在受体细胞中无法正常表达,故若要培育耐寒的香茄,应从这种鱼的cDNA文库中获取目的基因。
(3)培育出转基因番茄植株后,需要使用含放射性标记的核酸作探针检测转基因生物的DNA上是否插入了目的基因、目的基因是否转录出mRNA,其原理是探针序列可特异性地与目的基因及其转录的mRNA序列的碱基互补配对。
21.答案:(1)基因文库;质粒;切割产生的黏性末端相同;
(2)预期蛋白质的功能;应有的氨基酸序列;天然胰岛素;新胰岛素与人然胰岛素结构不同,体内分解胰岛素的酶无法分解新胰岛素(合理即可);过敏
解析:
(1)可以从基因文库中获取目的基因。获得的DNA经扩增后与载体相连构建成重组DNA,该过程常用的载体为质粒。经相同限制酶切割的胰岛素基因和质粒具有相同的黏性末端,用DNA连接酶能将它们拼接起来。
(2)蛋白质工程的基本途径是:预期的蛋白质功能→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)。蛋白质工程可以对现有蛋白质进行改造,即改造了天然胰岛素,新胰岛素与天然胰岛素结构不同,体内分解胰岛素的酶无法分解新胰岛素,所以其具有长效的特点。因为新胰岛素与天然胰岛素结构不同,作为异体蛋白质,注射后可能会引发患者产生过敏反应。
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