资源简介

(
密 ○ 封 ○ 装 ○ 订 ○ 线 密 ○ 封 ○ 装 ○ 订 ○ 线
密 封 线 内 不 要 答 题
)
(
姓名 班级 考号
密 ○ 封 ○ 装 ○ 订 ○ 线 密 ○ 封 ○ 装 ○ 订 ○ 线
密 封 线 内 不 要 答 题
)
单 元 提 升 卷
满分90分,限时60分钟
一、选择题(本题共8小题,共32分。每题只有一项符合题目要求,每题4分。)
1.C基因编码具有高度特异性杀虫活性的C蛋白,V基因编码的Ⅴ蛋白是结构和作用机理不同于C蛋白的杀虫蛋白。利用C-V融合基因和以下载体(如图),获得具有高抗虫性的转基因玉米。下列叙述错误的是(　　)
A.此载体中的T-DNA可转移至植物细胞基因组中
B.采用含卡那霉素的培养基可筛选转基因植株
C.可从分子水平、个体水平对转基因玉米进行检测与鉴定
D.与转一种抗虫基因相比,此玉米可延缓害虫抗性基因频率增加
2.下列关于“DNA粗提取”的相关操作,错误的是(　　)
A.应选用DNA含量相对较高的材料,如鸡血、洋葱、菜花、香蕉、菠菜
B.可利用DNA和蛋白质在不同浓度NaCl溶液中溶解度的不同,将两者分开
C.研磨材料得到的滤液应在4 ℃冰箱中静置或离心,取沉淀进行后续操作
D.向经酒精处理得到的白色丝状物中加入蛋白酶,可提高DNA的相对含量
3.下列是大肠杆菌DNA单链的部分核苷酸序列,已知限制酶a在单链上的识别序列为5'-GAATTC-3',限制酶b在单链上的识别序列是5'-AAGCTT-3',以下叙述正确的是(　　)
5'-CCTCAAGCTTTTCAG……CGCAACTTGAATTCCA-3'
A.大肠杆菌DNA中有2个游离的磷酸基团
B.同时用限制酶a和限制酶b切割大肠杆菌DNA,至少可以产生3个片段
C.已知其中一条单链片段中A+T占比为40%,则相应的DNA片段中A+T占比也是40%
D.如果该DNA上缺失了一段1 500 bp长度的核苷酸序列,可能导致染色体片段缺失
4.干扰素是一种具有干扰病毒复制作用的糖蛋白,在临床上被广泛用于治疗病毒感染性疾病。如果将干扰素分子上的一个半胱氨酸(密码子:UGU、UGC)变成丝氨酸(密码子:UCU、UCC、UCA、UCG、AGU、AGC),就可以延长干扰素的保存时间。下列相关叙述错误的是(　　)
A.干扰素的设计和改造,以蛋白质的结构和功能的关系为基础
B.对干扰素基因进行定点突变(C→G)来进行碱基的替换
C.改造后的干扰素基因仍需导入受体细胞完成表达过程
D.改造后的干扰素的结构和功能与天然干扰素都完全不同
5.供体来源不足是目前器官移植最大的问题,基因工程为器官移植提供了新的思路,如果能在猪的基因组中导入某种调节基因,抑制其抗原决定基因的表达,就可以结合克隆技术培育出不会引起免疫排斥反应的转基因克隆猪器官。下列关于转基因克隆猪器官的叙述,错误的是(　　)
A.选用猪做克隆器官供体是因为其内脏构造、大小与血管分布和人的类似,且猪体内可导致人类疾病的病毒少
B.该操作的核心步骤是基因表达载体的构建,需要用到限制酶、DNA连接酶两种工具酶
C.调节基因导入的受体细胞取决于需要的器官类型,若需要移植肝脏,则受体细胞为肝细胞
D.若要检测目的基因是否导入了受体细胞,可以利用PCR等技术进行检测
6.为了增加菊花花色类型,研究者从其他植物中克隆出花色基因C(如图1),拟将其与质粒(如图2)重组,再借助农杆菌导入菊花中。下列叙述错误的是(　　)
　　
A.用限制性内切核酸酶EcoRⅠ和DNA连接酶构建重组质粒,不能保证基因C正常表达
B.图中质粒取自农杆菌,然后将重组质粒再导入农杆菌,侵染菊花的愈伤组织
C.在培养基中添加潮霉素抗性基因,筛选被转化的菊花细胞
D.该技术的原理是基因重组,克服了远缘杂交不亲和的障碍
7.基因工程中需使用多种工具酶,几种限制酶的切割位点如图所示。下列说法正确的是(　　)
A.限制酶SmaⅠ和EcoRⅤ切割形成的末端,可以通过E.coli DNA连接酶相互连接
B.DNA连接酶、DNA聚合酶和RNA聚合酶均可催化磷酸二酯键的形成
C.限制酶EcoRⅠ进行一次切割,会切断2个磷酸二酯键,形成1个游离的5'末端
D.若两种限制酶的识别序列相同,则形成的末端一定能通过DNA连接酶相互连接
8.通过设计引物,运用PCR技术可以实现目的基因的定点诱变。下图是获取突变基因的过程,其中引物1序列中含有一个碱基T不能与目的基因片段配对,但不影响引物与模板链的整体配对,反应体系中在目的基因两端的引物中分别设计增加限制酶a和限制酶b的识别位点。下列有关叙述错误的是(　　)
A.限制酶a和限制酶b的识别序列应分别增加至引物1和引物2的5'端
B.通过两种限制酶将扩增出的含突变位点的目的基因切割下来有利于其定向插入载体
C.第3轮PCR结束后,两条链完全等长的且含有突变碱基对的DNA分子有1个
D.PCR循环中延伸的温度高于复性的温度
二、选择题(本题共2小题,共12分。每题有一项或多项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。)
9.下图是利用基因工程技术培育新品种水稻的部分流程,序号代表操作过程。下列相关叙述正确的是(　　)
A.利用PCR技术扩增目的基因需依次经过变性、延伸、复性阶段
B.为防止目的基因自身环化,过程①最好使用两种限制酶
C.过程③的目的是构建基因表达载体,需用DNA连接酶处理
D.重组Ti质粒上的T-DNA能将目的基因整合到宿主细胞染色体上
10.科研人员将酿酒酵母质粒上的丙酮酸脱氢酶基因(PD)替换为植物乳杆菌中的乳酸脱氢酶基因(L-PG),可获得乳酸乙酯(白酒香味的主要来源)高产菌株,过程如图。下列分析不合理的是(　　)
A.转入的L-PG基因表达产物不能影响酿酒酵母的活性
B.L-PG基因替换质粒上的PD基因是通过基因重组实现的
C.通过标记基因AmpR可检测是否成功构建乳酸乙酯高产菌株
D.可以利用PCR技术筛选含有L-PG基因的受体细胞
三、非选择题(本题共3小题,共46分。)
11.(18分)从健康人的血浆中分离提取的人血清白蛋白(HSA)在临床上需求量很大,具有重要的医用价值。下图是通过基因工程技术获取重组HSA示意图,其中报告基因表达的产物能催化无色物质K呈现蓝色。据图回答下列问题:
(1)若要体外获得大量的人血清白蛋白基因,可采用PCR技术。该技术的前提是要根据一段已知目的基因的　　
　　　　设计引物,PCR的原料是　　　　　　　　　。
(2)过程①中需将植物细胞与农杆菌混合后共同培养,旨在让　　　　进入植物细胞;除尽农杆菌后,还需转接到含　　　　　　的培养基上筛选出转化的植物细胞。
(3)为检测HSA基因的表达情况,可提取受体细胞的蛋白质,用　　　　　　　　　　　进行杂交实验。
(4)科学家培养出一种转基因山羊,其膀胱上皮细胞可以合成人血清白蛋白并分泌到尿液中。其培育方法中将重组质粒通过　　　　　　法导入山羊的受体细胞时,常选用受精卵作为受体细胞的主要原因是　　　　　　　　　　　　。人血清白蛋白基因能在山羊膀胱上皮细胞中表达的原因是　　　　　　　　　　　　　。
12.(15分)金属硫蛋白(MT)是一类具有金属结合能力的多肽,金属离子如Ag+、Hg2+、Cd2+等能够与MT的半胱氨酸上的巯基共价结合而形成络合物,从而降低金属离子对细胞的毒害。研究人员获取了柽柳和星星草MT基因的mRNA,并最终构建了具有两种植物的MT基因载体,导入烟草,研究转基因烟草对Cd2+的耐受力,回答下列问题:
(1)由于PCR技术不能直接扩增mRNA,因此实验室常用RT-PCR技术来实现目的基因的获取和扩增,据此可知在进行RT-PCR技术时应当在仪器中添加　　　　　酶、　　　　　　　　　　酶、引物、dNTP、缓冲体系。
(2)下图是pROKⅡ质粒、柽柳MT基因(MTcl)和星星草MT基因(MTx)的相关序列示意图。
注:Pnos和P35S表示启动子;Tcl表示终止子;其他表示限制酶切割位点。
将柽柳MT基因连接到pROKⅡ质粒中,应选用的限制酶是　　　　　　　,理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。若甲和乙连接到同一个pROKⅡ中,为了使重组质粒能够同时独立表达柽柳和星星草的MT,则MTx还需要连接　　　　　　　序列进行优化。
(3)重组质粒进行转化后,提取烟草总DNA,用特异性引物进行扩增得到　　　　序列,可检测目的基因是否已整合到烟草的基因组中。为研究转基因烟草对Cd2+的耐受力,实验思路为:将转基因烟草幼苗分别移入　　　　　　　的MS生根培养基中,观察烟草的生长状态。
13.(13分)某小组为研究真菌基因m的功能,按照如下流程,构建了融合表达蛋白M和tag标签的质粒。
(1)目的基因的扩增
①提取真菌细胞mRNA,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　　　　　　　　　　　。
(2)重组质粒的构建
①将用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DNA连接酶等,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　　　　　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。
答案全解全析
1.B　载体中的T-DNA可转移至植物细胞基因组中,A正确;插入植物细胞染色体DNA上的是质粒的T-DNA片段,卡那霉素抗性基因不在此片段上,成功导入T-DNA的植物细胞对卡那霉素无抗性,应该通过在培养基中加入潮霉素来检测玉米细胞中是否含有目的基因,B错误;可以从分子水平(如通过PCR等技术检测受体细胞的染色体DNA上是否插入了目的基因或检测目的基因是否转录出了mRNA等)、个体水平上(做抗虫实验)对转基因玉米进行检测与鉴定,C正确;该玉米含有C-V融合基因,具有高抗虫性,与转一种抗虫基因相比,此玉米可延缓害虫抗性基因频率增加,D正确。
归纳总结
目的基因的检测与鉴定
2.C　
材料选择 鸡血、洋葱、菜花、香蕉、菠菜等材料中DNA含量较高,可作为该实验材料 A正确
提取原理 在不同浓度的NaCl溶液中,DNA和蛋白质的溶解度不同,如DNA可溶于2 mol/L NaCl溶液中,而蛋白质在2 mol/L NaCl溶液中会因溶解度较小而析出 B正确
操作 为防止DNA降解,应将研磨得到的滤液在4 ℃冰箱中静置或离心,取上清液进行后续操作 C错误
经酒精处理得到的白色丝状物中含有一定的蛋白质杂质,可加入蛋白酶,去除蛋白质杂质,提高DNA的相对含量 D正确
特别提醒
实验材料的选取
(1)一般选取鸡血来提取DNA,鸡血中血细胞含量高,DNA含量丰富,材料易得,细胞易吸水涨破。也可以选用植物细胞如洋葱等,只是破碎植物细胞比较麻烦,提取洋葱DNA时,需先将洋葱切碎,然后加入一定量的洗涤剂和食盐,进行充分搅拌和研磨,过滤后收集研磨液。
(2)该实验中不能选用猪血等哺乳动物的血,因为哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核和众多细胞器,无DNA。
3.C　大肠杆菌DNA为环状DNA,其中有0个游离的磷酸基团,A错误;由于大肠杆菌的DNA为环状DNA,结合限制酶a、b的识别序列和已知的大肠杆菌DNA单链的部分核苷酸序列可知,同时用限制酶a和限制酶b切割大肠杆菌DNA,至少可以产生2个片段,B错误;已知其中一条单链片段中A+T占比为40%,则相应的DNA片段中A+T占比也是40%,C正确;,D错误。
4.D　蛋白质工程的目的是根据人们对蛋白质的功能需求,理论基础是结构与功能相适应,A正确;比较半胱氨酸和丝氨酸的密码子,若半胱氨酸的第二个碱基由G替换为C,就可引起氨基酸的替换,所以基因上发生定点突变(C→G)可实现基因的改造,B正确;基因的表达需要众多物质和结构的参与,还需要细胞呼吸提供能量,故改造后的干扰素基因仍需导入受体细胞完成表达过程,C正确;改造后的干扰素由于氨基酸序列改变,导致结构改变,但其仍具有干扰病毒复制的功能,即改造后的干扰素与天然干扰素的功能不是完全不同,D错误。
5.C　猪的内脏构造、大小、血管分布与人的极为相似,而且猪体内可导致人类疾病的病毒远远少于灵长类动物,故选用猪做克隆器官供体,A正确;在构建基因表达载体时,首先会用一定的限制酶切割载体和含有目的基因的DNA片段,再利用DNA连接酶将目的基因片段拼接到载体的切口处,这样就形成了一个重组DNA分子,B正确;将目的基因导入动物细胞,受体细胞一般是细胞作为受体细胞,C错误;可以通过PCR等技术检测受体细胞DNA上是否插入了目的基因或目的基因是否转录出了mRNA,D正确。
6.C　用限制性内切核酸酶EcoRⅠ和DNA连接酶构建重组质粒,可能会发生目的基因和质粒的自身环化或者反向连接,故不能保证基因C正常表达,A正确;利用农杆菌转化法将目的基因导入植物细胞时,应借助农杆菌的Ti质粒上的T-DNA,将目的基因导入菊花细胞,这是利用了T-DNA可转移至受体细胞,并且整合到受体细胞染色体DNA上的原理,B正确;图2中显示标记基因是潮霉素抗性基因,应该在培养基中添加菊花细胞,C错误;图示基因工程依据的原理是基因重组,其意义在于可克服远缘杂交不亲和的障碍,D正确。
7.B　限制酶EcoRⅠ和PstⅠ切割形成的是黏性末端,限制酶SmaⅠ和EcoRⅤ切割形成的是平末端,E.coli DNA连两个DNA片段之间形成磷酸二酯键;DNA聚合酶只能将单个脱氧核苷酸加到已有的脱氧核苷酸片段上,形成磷酸二酯键;RNA聚合酶将单个核糖核苷酸加到已有的核糖核苷酸片段上形成磷酸二酯键,B正确。限制酶EcoRⅠ切割一次,使DNA双链断开,会有2个磷酸二酯键断裂,形成2个游离的5'末端,C错误。若两种限制酶的识别序列相同,但识别位点不同,则切割形成的末端不同,故不一定能通过DNA连接酶相互连接,D错误。
8.C　PCR扩增时,子链的延伸方向是5'→3',如果要将相应的识别序列增加至扩增的DNA两端,且最终可以通过限制酶a和限制酶b从两端将目的基因切割下来,则应当将限制酶a和限制酶b的识别序列分别增加至引物1和引物2的5'端,用两种限制酶分别切割含有目的基因的DNA片段和载体,能够保证目的基因与载体的正确连接,A、B正确;第3轮循环结束后,含有突变碱基对的且两条链完全等长的DNA分子有2个,C错误;复性的温度约为50 ℃,而延伸的温度约为72 ℃,D正确。
9.BCD　利用PCR技术扩增目的基因需依次经过变性、复性、延伸阶段,A错误;构建重组质粒时用两种限制性内切核酸酶切割,可以防止目的基因和质粒的自身环化和反向连接,B正确;过程③是构建基因表达载体,需用DNA连接酶将目的基因和载体连接,C正确;农杆菌中Ti质粒上的T-DNA能转移到植物细胞内,并将目的基因整合到宿主细胞染色体的DNA上,所以农杆菌中的Ti质粒可作为基因工程的载体,D正确。
10.C　目的基因表达产物不能影响受体细胞的生存和活性,因此转入的L-PG基因表达产物不能影响酿酒酵母的活性,A正确;由图可知,通过基因工程技术实现酵母菌的PD基因被替换为L-PG基因,基因工程的实质是基因重组,B正确;标记基因AmpR可筛选含有目的基因的受体细胞,但不能检测是否成功构建乳酸乙酯高产菌株,C错误;PCR技术是一项体外扩增基因的技术,可以用于筛选含有L-PG基因的受体细胞,D正确。
11.答案　(除标注外,每空2分)(1)核苷酸序列　4种脱氧核苷酸
(2)T-DNA　无色物质K
(3)抗人血清白蛋白的抗体(3分)
(4)显微注射　受精卵具有发育的全能性　生物界共用一套遗传密码子(3分)
解析　(1)PCR技术的原理是DNA半保留复制,利用PCR技术扩增目的基因时,由于DNA两条链反向平行,DNA聚合酶只能从引物的3'端延伸DNA子链,用两种引物才能确保DNA两条链同时扩增,故该技术的前提是要根据一段已知目的基因的核苷酸序列设计引物。PCR所需的原料是4种脱氧核苷酸。
(2)该方法为农杆菌转化法,过程①中需将植物细胞与农杆菌混合后共同培养,旨在让农杆菌Ti质粒上的T-DNA进入植物细胞;由于报告基因表达的产物能催化无色物质K呈现蓝色,所以除尽农杆菌后,还需转接到含无色物质K的培养基上筛选出转化的植物细胞。
(3)为检测HSA基因是否成功表达,可提取受体细胞的蛋白质(相当于抗原,能与特定的抗体结合),用抗人血清白蛋白的抗体进行杂交实验,若呈阳性,则说明HSA基因成功表达。
(4)将重组质粒通过显微注射法导入动物的受体细胞时,常选用受精卵作为受体细胞,主要原因是动物受精卵具有发育的全能性,由于生物界共用一套遗传密码子,所以人血清白蛋白基因能在山羊膀胱上皮细胞中表达出相应的蛋白质。
12.答案　(除标注外,每空2分)(1)反转录(1分)　耐高温的DNA聚合
(2)XbaⅠ和KpnⅠ　XbaⅠ和KpnⅠ可以从甲中完整剪切出柽柳的MT基因和终止子,且pROKⅡ质粒上的P35S启动子末端具有XbaⅠ和KpnⅠ两种酶的切割位点(4分)　终止子、PstⅡ、SphⅠ、HindⅡ识别
(3)MTcl(或Tcl或MTcl和cl)和MTx　含不同浓度Cd2+
解析　(1)RT-PCR技术是将RNA的反转录和DNA的聚合酶链式扩增相结合的技术,故应当在仪器中添加反转录酶、耐高温的DNA聚合酶、引物、dNTP、缓冲体系。
(2)将柽柳MT基因连接到pROKⅡ质粒中,应选用的限制酶是XbaⅠ和KpnⅠ。由图可知pROKⅡ不含应使终止子Tcl和MTcl基因与pROKⅡ组成重组质粒,故不能选择BamHⅠ。pROKⅡ上不含SmaⅠ的酶切位点,则应选择XbaⅠ与KpnⅠ,以保证终止子Tcl和MTcl基因与pROKⅡ组成重组质粒且MTcl基因位于启动子P35S和终止子Tcl之间。若甲和乙连接到同一个pROKⅡ中,则MTx还需要连接终止子、PstⅡ、SphⅠ、HindⅡ识别序列进行优化,才能使重组质粒能够同时独立表达柽柳和星星草的MT。
(3)可通过选择扩增MTcl基因片段或Tcl基因片段或同时扩增MTcl基因和Tcl基因所在片段来检测柽柳MT基因是否整合到烟草基因组中;可通过扩增MTx基因所在片段来检测星星草MT基因是否整合到烟草基因组中,故重组质粒进行转化后,提取烟草总DNA,用特异性引物进行扩增得到MTcl(或Tcl或MTcl和Tcl)和MTx序列,可检测目的基因是否已整合到烟草的基因组中。该实验目的为研究转基因烟草对Cd2+的耐受力,因此,实验的自变量是MS生根培养基中含不同浓度的Cd2+,故实验思路为:将转基因烟草幼苗分别移入含不同浓度Cd2+的MS生根培养基中,观察烟草的生长状态。
13.答案　(除标注外,每空2分)(1)蛋白M上不含tag标签
(2)黏性末端碱基配对　基因m的连接处、基因m的内部
(3)无尿嘧啶　受体菌在无尿嘧啶的培养基上无法生长,而导入重组质粒的受体菌含有URA3基因,可以长成菌落(3分)　融合基因表达
解析　(1)分析题意,为了获得融合tag标签的蛋白M,蛋白M需要和tag标签共用一个起始密码子和一个终止密码子,设计引物P2时,不能包含基因m终止密码子的编码序列,否则蛋白M上不含tag标签。
(2)①降温可促进黏性末端碱基互补配对,形成A-m结合体,但结合体中并未形成磷酸二酯键,利用大肠杆菌中DNA聚合酶和DNA连接酶完成环化过程。②重组质粒中,载体A被SmaⅠ切开的位置已经与基因m相连,原来的酶切位点已不存在,若正确构建的重组质粒A-m仍能被SmaⅠ切开,则SmaⅠ的酶切位点可能在基因m的连接处或基因m的内部。
(3)①分析题意,缺失URA3基因的酵母无法合成尿嘧啶,无法在不含尿嘧啶的培养基上存活,重组质粒带有URA3基因,若重组质粒成功导入该酵母细胞,则该酵母能正常合成尿嘧啶,可以在不含尿嘧啶的培养基上长成菌落。②若通过抗原—抗体杂交实验检测到酵母蛋白中含tag标签,说明融合基因已经成功表达。

展开更多......

收起↑