高中生物基因工程试题.doc

阶段质量检测(一)　基 因 工 程
(时间：45分钟，满分：100分)
一、选择题(每小题3分，共45分)
1．下列有关基因工程技术的叙述，对的的是(　　)
A．重组DNA技术所用的工具酶是限制酶、连接酶和载体
B．所有的限制酶都只能辨认同一种特定的核苷酸序列
C．只要是细菌中的质粒都可以直接作为基因工程中的载体
D．载体必须具有的条件之一是有多个限制酶切割位点，以便与外源基因进行连接
2．(浙江高考)天然的玫瑰没有蓝色花，这是由于缺少控制蓝色色素合成的基因B，而开蓝色花的矮牵牛中存在序列已知的基因B。现用基因工程技术哺育蓝玫瑰，下列操作对的的是(　　)
A．提取矮牵牛蓝色花的mRNA，经逆转录获得互补的DNA，再扩增基因B
B．运用限制性核酸内切酶从开蓝色花矮牵牛的基因文库中获取基因B
C．运用DNA聚合酶将基因B与质粒连接后导入玫瑰细胞
D．将基因B直接导入大肠杆菌，然后感染并转入玫瑰细胞
3．日本下村修、美国沙尔菲和钱永健因在发现绿色荧光蛋白(GFP)等研究方面做出突出奉献，获得2023年度诺贝尔化学奖。GFP在紫外光的照射下会发出绿色荧光。依据GFP的特性，你认为该蛋白在生物工程中的应用价值是(　　)
A．作为标记基因，研究基因的表达
B．作为标记蛋白，研究细胞的转移
C．注入肌肉细胞，繁殖发光小白鼠
D．标记噬菌体外壳，示踪DNA途径
4．下列有关质粒的叙述，对的的是(　　)
A．质粒是广泛存在于细菌细胞中的一种颗粒状细胞器
B．质粒是细菌细胞质中能自主复制的小型环状DNA
C．质粒只有在侵入宿主细胞后，才干在宿主细胞内复制
D．基因工程中常用的载体除了质粒外，尚有核DNA、动植物病毒以及λ噬菌体的衍生物
5．下列有关基因工程的叙述对的的是(　　)
A．用同种限制性核酸内切酶切割载体与含目的基因的DNA片段可获得相同的黏性末端
B．以蛋白质的氨基酸序列为依据合成的目的基因与原基因的碱基序列相同
C．检测到受体细胞中具有目的基因就标志着基因工程育种已经成功
D．质粒上抗生素的抗性基因有助于质粒与外源基因连接
6．下列有关基因工程和蛋白质工程环节的叙述不对的的是(　　)
A．将基因表达载体导入小鼠的受精卵中常用显微注射法
B．设计扩增目的基因的引物时不必考虑表达载体的序列
C．蛋白质工程是通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新蛋白质的技术
D．蛋白质工程可合成自然界中不存在的蛋白质
7．运用细菌大量生产人的胰岛素，下列叙述错误的是(　　)
A．用适当的酶对载体与人的胰岛素基因进行切割与黏合
B．用适当的化学物质解决受体细菌表面，将重组DNA导入受体细菌
C．通常通过检测目的基因产物来检测重组DNA是否已导入受体细菌
D．重组DNA必须能在受体细菌内进行复制与转录，并合成人的胰岛素
8．下列关于图中P、Q、R、S、G的描述，对的的是(　　)

A．P代表的是质粒RNA，S代表的是外源DNA
B．Q表达限制酶的作用，R表达RNA聚合酶的作用
C．G是RNA与DNA形成的重组质粒
D．G是转基因形成的重组质粒DNA
9．下列关于目的基因的检测与鉴定的叙述，错误的是(　　)
A．目的基因在真核细胞中能否稳定遗传的关键是目的基因是否插入质粒DNA中
B．检测受体细胞是否具有目的基因及其是否成功转录的方法都是分子杂交法
C．目的基因的鉴定通常是在个体水平上进行的
D．如在受体细胞内检测到目的基因表达的蛋白质，可拟定目的基因首端具有启动子
10．科学家运用生物技术将人的生长激素基因导入小鼠受精卵的细胞核中，经哺育获得一种转基因小鼠，其膀胱上皮细胞可以合成人的生长激素并分泌到尿液中，在医学研究及相关疾病治疗方面都具有重要意义。下列有关叙述错误的是(　　)
A．选择受精卵作为外源基因的受体细胞是由于这种细胞具有全能性
B．采用DNA分子杂交技术可检测外源基因在小鼠细胞内是否成功表达
C．人的生长激素基因能在小鼠细胞表达，说明遗传密码在不同种生物中可以通用
D．将转基因小鼠体细胞进行核移植(克隆)，可以获得多个具有外源基因的后代
11．某科学家从细菌中分离出耐高温淀粉酶(Amy)基因a，通过基因工程的方法，将基因a与载体结合后导入马铃薯植株中，经检测发现Amy在成熟块茎细胞中存在。下列有关这一过程的叙述不对的的是(　　)

A．获取基因a的限制酶的作用部位是图中的①
B．基因a进入马铃薯细胞后，可随马铃薯DNA分子的复制而复制，传给子代细胞
C．连接基因a与载体的DNA连接酶的作用部位是图中的②
D．通过该技术人类实现了定向改造马铃薯的遗传性状
12．某研究小组为了研制防止禽流感病毒的疫苗，开展了前期研究工作。其简要的操作流程如下图。下列有关叙述错误的是(　　)

A．环节①所代表的过程是逆转录
B．环节②需使用限制性核酸内切酶和DNA连接酶
C．环节③可用CaCl2解决大肠杆菌，使其从感受态恢复到常态
D．检查Q蛋白的免疫反映特性，可用Q蛋白与患禽流感康复的鸡的血清进行抗原—抗体特异性反映实验
13．下图是四种不同质粒的示意图，其中ori为复制必需的序列，amp为氨苄青霉素抗性基因，tet为四环素抗性基因，箭头表达同一种限制性核酸内切酶的酶切位点。下列有关叙述对的的是(　　)

A．基因amp和tet是一对等位基因，常作为基因工程中的标记基因
B．质粒涉及细菌细胞中能自我复制的小型环状的DNA和病毒中的DNA
C．限制性核酸内切酶的作用部位是DNA分子中特定的两个核苷酸之间的氢键
D．用质粒4将目的基因导入大肠杆菌，该菌不能在含四环素的培养基上生长
14．某线性DNA分子具有3 000个碱基对(bp)，先用限制酶a切割，再把得到的产物用限制酶b切割，得到的DNA片段大小如下表。限制酶a和b的辨认序列和切割位点如图所示。下列有关说法对的的是(　　)

a酶切割产物(bp)
b酶再次切割产物(bp)
1 600；1 100；300
800；300

A．在该DNA分子中，a酶与b酶的辨认序列分别有3个和2个
B．a酶与b酶切出的黏性末端不能互相连接
C．a酶与b酶切断的化学键不同
D．用这两种酶和DNA连接酶对该DNA分子进行反复切割、连接操作，若干循环后，序列会明显增多
15．下表列举了部分限制酶及其辨认的核苷酸序列和切点，有关叙述错误的是(　　)

限制酶
辨认的核苷酸序列和酶切位点
ApaⅠ

BciT130Ⅰ
MvaⅠ
BstOⅠ

Eco72Ⅰ

PspOMⅠ

A．ApaⅠ与PspOMⅠ辨认的核苷酸序列相同，但两者切割DNA形成的黏性末端不同
B．不同限制酶可辨认相同的核苷酸序列，同一种限制酶也可辨认不同的核苷酸序列
C．BciT130Ⅰ将其辨认的核苷酸序列切开后，形成的黏性末端都能连接在一起
D．Eco72Ⅰ切割的化学键和RNA聚合酶、DNA聚合酶催化合成的化学键相同
二、非选择题(共55分)
16．(12分)下图表达两种限制性核酸内切酶辨认DNA分子的特定序列，并在特定位点对DNA进行切割的示意图，请回答以下问题：
甲：

(1)图中甲和乙代表______________________________________________________。
(2)EcoRⅠ、HpaⅠ代表____________________________________________________。
(3)图中甲和乙通过相应操作均形成两个片段，切口的类型分别为________________、__________________。甲中限制酶的切点是________之间，乙中限制酶的切点是________之间。
(4)由图解可以看出，限制酶的作用特点是___________________________________
________________________________________________________________________。
(5)假如甲中G碱基发生改变，也许发生的情况是______________________________。
17．(10分)除草剂草甘膦会把普通大豆植株与杂草一起杀死。科学家从抗草甘膦的矮牵牛中分离克隆出EPSP合成酶基因，哺育出了抗草甘膦的转基因大豆，从而大大减少了田间管理成本。抗草甘膦转基因大豆哺育过程如下图所示。请分析回答有关问题：

(1)科学家在进行上述基因操作时，通常要用同一种________分别切割质粒和含目的基因的DNA，质粒的黏性末端与目的基因两侧的黏性末端就可通过________而黏合。这一过程体现了质粒作为运载体必须具有的条件是_______________________。
(2)为了拟定转基因大豆是否哺育成功，既要用放射性同位素标记的______________________作探针进行分子杂交检测，又要用______________________方法从个体水平鉴定大豆植株的抗除草剂特性。
(3)有人提出，种植上述转基因大豆，它所携带的目的基因可以通过花粉传递给近缘物种导致“基因污染”。另一方观点认为，由于存在________，它们很难与其他植物杂交。
18．(13分)科学家研究发现，一种植物激素——油菜素内酯能促进农药在植物体内的降解和代谢。研究人员发现，用油菜素内酯解决后，许多参与农药降解的基因(如P450)的表达和酶活性都得到提高，在这些基因的“指导”下合成的蛋白酶能把农药逐渐转化为水溶性物质或低毒无毒物质，有的则被直接排出体外。某课题组进一步进行了如下的实验操作，请回答：

(1)获得油菜素内酯基因的方法有________________、________________(举两种即可)。第①步用PCR技术扩增基因时用到的耐高温的酶通常是指__________________。环节②用到的酶有___________________________________________________________。
(2)图中导入重组质粒的方法是________。在导入之前应用________解决。
(3)导入重组质粒以后，往往还需要进行检测和筛选，可用________制成探针，检测是否导入了重组基因；在培养基中加入________可将具有目的基因的细胞筛选出来。
(4)请你为该课题命名：________________________________________________。
(5)请你说说该研究发现的生态学意义(至少写出三项)：__________________________
________________________________________________________________________。
19．(10分)降钙素是一种多肽类激素，临床上用于治疗骨质疏松症等。人的降钙素活性很低，半衰期较短。某科研机构为了研发一种活性高、半衰期长的新型降钙素，从预期新型降钙素的功能出发，推测相应的脱氧核苷酸序列，并人工合成了两条各含72个碱基的DNA单链，两条链通过18个碱基对形成部分双链DNA片段，再运用Klenow酶补平，获得双链DNA，过程如下图。

在此过程中发现，合成较长的核苷酸单链易产生缺失碱基的现象。分析回答下列问题：
(1)Klenow酶是一种________酶，合成的双链DNA有________个碱基对。
(2)获得的双链DNA经EcoRⅠ(辨认序列和切割位点—G↓AATTC—)和BamHⅠ(辨认序列和切割位点—G↓GATTC—)双酶切后插入到大肠杆菌质粒中，筛选含重组质粒的大肠杆菌并进行DNA测序验证。
①大肠杆菌是抱负的受体细胞，这是由于它____________________________________
________________________________________________________________________。
②设计EcoRⅠ和BamHⅠ双酶切的目的是______________________________________
________________________________________________________________________。
③要进行重组质粒的鉴定和选择，需要大肠杆菌质粒中具有__________________。
(3)经DNA测序表白，最初获得的多个重组质粒，均未发现完全对的的基因序列，最也许的因素是________________________________________________________
________________________________________________________________________。
20．(10分)为探究SHH基因与角化囊肿发生的相关性，科研人员运用SHH基因的非模板链转录合成的RNA作为探针，进行分子杂交实验，以检测SHH基因在角化囊肿中的表达情况。其基本流程如下图：(Amp表达氨苄青霉素抗性基因；LacZ基因被SHH基因插入后不表达)

请回答：
(1)重组载体中SHH基因转录合成RNA探针时，____(填“需要”或“不需要”)启动子。
(2)环节②中，用Ca2＋解决大肠杆菌，使之成为______细胞，然后导入重组载体。实验中，用添加氨苄青霉素的培养基培养大肠杆菌，未导入质粒的细菌将会死亡，因素是这些细菌不具有________基因。
(3)能表达LacZ基因的大肠杆菌在具有IPTG和X­gal的培养基上会形成蓝色菌落，易于辨认。根据上述原理可以初步判断________(填“蓝色”或“白色”)菌落中的大肠杆菌为重组菌。
(4)将制备的探针加入角化囊肿切片中，探针将与____________________形成杂交带，进而判断SHH基因的转录情况。

答 案
1．选D　载体不属于酶。不同的限制酶辨认不同的核苷酸序列。天然质粒大多不符合规定，要进行改造。
2．选A　获得目的基因通常有两种办法：假如目的基因的序列是已知的，可以用化学方法合成目的基因，或者用聚合酶链式反映(PCR)扩增目的基因；假如目的基因的核苷酸序列是未知的，我们可以建立一个涉及目的基因在内的基因文库，把DNA分子的所有基因都涉及在这个基因文库中，从基因文库中找到我们想要研究的目的基因。目的基因(基因B)与质粒连接应用DNA连接酶，而非DNA聚合酶。不能将目的基因直接导入受体细胞，并且植物一般是用土壤农杆菌导入目的基因。由于mRNA是通过转录获得的，DNA、RNA的碱基之间遵循碱基互补配对原则，所以在逆转录酶作用下，通过逆转录可以获得目的基因B，再通过扩增获得大量的基因B。
3．选B　绿色荧光蛋白基因在基因工程中常作为标记基因，其产物可作为标记蛋白，用于研究细胞的转移。
4．选B　质粒是独立存在于细菌DNA之外的小型环状DNA分子，不是细胞器。真核细胞的核内DNA或细菌拟核的DNA都不能作为基因工程的载体。
5．选A　用同种限制性核酸内切酶切割载体与含目的基因的DNA片段可获得相同的黏性末端，以便载体与目的基因连接。由于一个氨基酸也许相应多个密码子，故以蛋白质的氨基酸序列为依据合成的目的基因与原基因的碱基序列也许不同。目的基因导入受体细胞后稳定维持和表达其遗传性状标志着基因工程育种已经成功。质粒上的抗生素抗性基因作为标记基因，可用作重组DNA的鉴定和选择。
6．选B　将基因表达载体导入小鼠的受精卵中常用显微注射法；所设计引物应能与表达载体两端的序列互补配对；蛋白质工程是指以分子生物学相关理论为基础，通过对基因修饰或基因合成，对现有的蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质的技术；通过蛋白质工程可合成自然界不存在的蛋白质。
7．选C　检测重组DNA是否已导入受体细菌，需要对载体的标记基因进行检测，检测目的基因的表达产物是检测目的基因是否表达的常用方法。
8．选D　质粒是小型环状DNA分子，因此P是质粒DNA，S是外源DNA，G是质粒和外源DNA通过DNA连接酶连接而成的重组质粒；质粒和外源DNA需通过同一种限制性核酸内切酶切割出相同的黏性末端。
9．选A　目的基因在真核细胞中能否稳定遗传的关键是目的基因是否插入到核DNA中；检测目的基因用的方法是DNA分子杂交法，检测mRNA用到的是DNA—RNA分子杂交法；基因能成功表达，说明其首端具有启动子。
10．选B　受精卵的全能性最高；采用DNA分子杂交技术可检测受体细胞是否含目的基因；人的生长激素基因能在小鼠细胞中表达，说明生物共用一套遗传密码；通过克隆产生的细胞相同。
11．选C　DNA连接酶和限制酶的作用部位都是磷酸二酯键，即图中①部位。
12．选C　由图可知，环节①所代表的过程是逆转录；环节②需使用限制性核酸内切酶和DNA连接酶；环节③可用CaCl2解决大肠杆菌，使其细胞从常态转化为感受态细胞；检查Q蛋白的免疫反映特性，可用Q蛋白与患禽流感康复的鸡的血清进行抗原—抗体特异性反映实验。
13．选D　质粒上不含等位基因；质粒是细胞染色体(拟核)外可以自主复制的很小的环状DNA分子；限制性核酸内切酶的作用部位是DNA分子中特定的两个相邻核苷酸之间的磷酸二酯键，而不是氢键。
14．选D　由表中信息可知，a酶的辨认序列有2个，b酶的辨认序列是1个。a酶与b酶切断的化学键相同。a酶与b酶切出的黏性末端可以互补。
15．选C　ApaⅠ与PspOMⅠ辨认的序列都是，由于切点不同，形成的黏性末端也就不同；从表格第二栏中的信息可知，B对的；BciT130Ⅰ可辨认和序列，经切割后形成的黏性末端不能互连；Eco72Ⅰ切割的是磷酸二酯键，RNA聚合酶、DNA聚合酶催化合成的也是磷酸二酯键。
16．解析：从图解可以看出，甲和乙代表的是不同的DNA片段，在相应的限制酶(EcoRⅠ、HpaⅠ)的作用下，在特定的位点被剪切成两部分。前者是在辨认序列的中心轴线两侧分别切开，形成的末端是黏性末端；后者是在辨认序列的中心轴线处切开，形成的末端是平末端。
答案：(1)有特殊脱氧核苷酸序列的DNA片段
(2)两种不同的限制酶
(3)黏性末端　平末端　G、A　T、A
(4)能辨认双链DNA分子上特定的脱氧核苷酸序列，并从特定的位点将DNA分子切开
(5)限制酶不能辨认切割位点
17．解析：在构建基因表达载体时，要用限制酶分别切割目的基因和运载体。检测目的基因是否导入或表达可用DNA分子杂交的方法。不同物种之间存在着生殖隔离。
答案：(1)限制酶(限制性核酸内切酶)　碱基互补配对　具有一个或多个限制酶切点
(2)EPSP合成酶基因(目的基因)　喷施除草剂(草甘膦)　(3)生殖隔离
18．解析：(1)油菜素内酯基因是目的基因，获得目的基因的方法有：从cDNA文库中获取、从基因文库中获取、人工合成目的基因或运用PCR技术扩增等。PCR技术中耐高温的酶是DNA聚合酶(Taq酶)。环节②用到的是对质粒进行剪切和拼接，要用到限制酶和DNA连接酶。(2)将重组质粒导入受体细菌中，采用Ca2＋转化法，导入前应用CaCl2溶液解决，使受体菌成为感受态细胞，增长受体细菌细胞膜的通透性。(3)对目的基因检测和筛选中应用红霉素抗性基因制作成探针，检测是否导入重组基因；筛选出具有目的基因的细胞可在培养基中加入红霉素。(4)课题命名可以是：探究油菜素内酯能否促进土壤中农药的分解。(5)该项研究的意义：加速农药的分解，减少植物体内的农药含量，有助于环境保护和人体健康。
答案：(1)从cDNA文库中获取、从基因文库中获取、人工合成目的基因或运用PCR技术扩增(任答两种即可)　DNA聚合酶　限制酶和DNA连接酶
(2)Ca2＋转化法　氯化钙溶液
(3)红霉素抗性基因　红霉素
(4)探究油菜素内酯能否促进土壤中农药的分解
(5)加速农药的分解，减少植物体内的农药含量，有助于环境保护和人体健康
19．解析：(1)由题干信息可知，Klenow酶是一种DNA聚合酶。合成的双链DNA中碱基对数为72＋72－18＝126。
(2)大肠杆菌繁殖快，遗传物质相对较少，是作为基因工程抱负的受体细胞。双酶切可防止目的基因和载体任意连接。(3)由题干信息可知，合成较长的核苷酸单链易产生缺失碱基现象。
答案：(1)DNA聚合　126　(2)①繁殖快、单细胞、遗传物质相对较少(答案合理也给分)　②保证目的基因和载体定向连接(或防止目的基因和载体在酶切后产生的末端发生任意连接)　③标记基因　(3)合成的核苷酸单链仍较长，产生缺失碱基的现象
20．解析：(1)重组载体中SHH基因表达需要启动子。(2)大肠杆菌细胞用Ca2＋解决后就成为感受态细胞；能在添加氨苄青霉素的培养基上生存的细菌具有氨苄青霉素抗性基因，没有氨苄青霉素抗性基因的细菌将会死亡。(3)能表达LacZ基因的大肠杆菌在具有IPTG和X­gal的培养基上会形成蓝色菌落，重组菌中LacZ基因被SHH基因插入后不表达，重组菌在具有IPTG和X­gal的培养基上会形成白色菌落。(4)判断SHH基因的转录情况，也就是判断SHH基因是否转录出mRNA。
答案：(1)需要
(2)感受态　Amp(或氨苄青霉素抗性或抗性)
(3)白色
(4)SHH转录的mRNA(只写mRNA不给分)