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第3章 基因工程
第2节 基因工程的基本操作程序
A级　基础达标练
一、选择题
1．PCR的特异性主要取决于(　C　)
A．DNA聚合酶的种类 B．反应体系中DNA模板的量
C．引物的碱基序列特异性 D．4种脱氧核苷酸的浓度
2．如图为某质粒限制酶酶切图谱。某基因不含图中限制酶识别序列。为使PCR扩增的该基因重组进该质粒，则扩增的该基因两端需分别引入哪两种限制酶的识别序列(　　)
A．NdeⅠ和BamHⅠ　　 B．NdeⅠ和XbaⅠ
C．XbaⅠ和BamHⅠ D．EcoRⅠ和KpnⅠ
3．用PCR方法检测转基因植株是否成功导入目的基因时，得到以下电泳图谱，其中1号为DNA标准样液(Marker)，10号为蒸馏水。PCR时加入的模板DNA如下图所示。据此作出的分析，不合理的是(　　)
A．PCR产物的分子大小为250～500 bp
B．3号样品为不含目的基因的载体DNA
C．9号样品对应植株不是所需的转基因植株
D．10号的电泳结果能确定反应体系等对实验结果没有干扰
4．目的基因导入受体细胞后，是否可以稳定维持和表达其遗传特性，只有通过鉴定与检测才能知道。下列属于目的基因检测和鉴定的是(　　)
①检测受体细胞中是否有目的基因　②检测受体细胞中是否有致病基因　③检测目的基因是否转录出了mRNA　④检测目的基因是否翻译成蛋白质
A．①②③ B．②③④
C．①③④ D．①②④
5．(不定项)如图是利用基因工程技术培育转基因植物，生产可食用疫苗的部分过程示意图，其中PstⅠ、SmaⅠ、EcoRⅠ、ApaⅠ为四种限制性内切核酸酶。下列说法正确的是(　　)
A．卡那霉素抗性基因的存在有利于将含有抗原基因的细胞筛选出来
B．基因表达载体构建时需要用到限制酶SmaⅠ
C．切割目的基因需要PstⅠ和EcoRⅠ两种限制酶
D．除图示组成外，基因表达载体中还应该含有启动子和终止子等结构
二、非选择题
6．糖尿病是一种常见病，其发病率呈逐年上升的趋势，治疗糖尿病少不了胰岛素。下图表示运用基因工程技术生产胰岛素的几条途径，请据图回答下列问题。
(1)图中过程①为______________，在此之前可以根据__________________________________设计引物，利用PCR技术对目的基因进行扩增。将重组质粒M转移到受体细胞A中常用的方法是____________________________。
(2)过程②可用的方法是_______________________________________。过程③用到的技术手段有______________________________________________________。
(3)若该转基因“胰岛素羊”乳汁中能检测到胰岛素，则该胰岛素与转基因“胰岛素大肠杆菌”产生的胰岛素相比，不同之处是__________________________________________________________，其原因是____________________________________________________________________________。
B级　合格达标练
一、选择题
1．比较PCR技术与细胞内DNA的复制过程，叙述正确的是(　　)
A．都需要用解旋酶将亲代DNA双链解开
B．都是通过ATP提供能量
C．都具有边解旋边复制和半保留复制的特点
D．都遵循碱基互补配对原则
2．下图表示基因工程中获取水稻某目的基因的不同方法。下列相关叙述中正确的是(　　)
A．三种方法都需要酶并均在体外进行
B．①②③碱基对的排列顺序均相同
C．三种方法均属于人工合成法
D．方法a不遵循中心法则
3．下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．⑤只要表现出抗虫性状就表明植株发生了可遗传变异
B．③侵染植物细胞后，重组Ti质粒整合到④的染色体上
C．④的染色体上若含抗虫基因，则⑤就表现出抗虫性状
D．②的构建需要限制性内切核酸酶和DNA聚合酶参与
4．将某病毒的外壳蛋白(L1)基因与绿色荧光蛋白(GFP)基因连接，构建L1－GFP融合基因，再将融合基因与质粒连接构建如下图所示的表达载体。图中限制酶E1～E4处理产生的黏性末端均不相同。下列叙述不正确的是(　　)
A．构建L1－GFP融合基因需要用到E1、E2、E4三种酶
B．E1、E4双酶切确保L1－GFP融合基因与载体的正确连接
C．GFP可用于检测受体细胞中目的基因是否表达
D．将表达载体转入羊的乳腺细胞，培育乳汁中含L1蛋白的转基因羊
5．(不定项)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碱基序列已知的基因B。现用基因工程技术培育蓝玫瑰，下列操作错误的是(　　)
A．提取矮牵牛蓝色花的mRNA，经逆转录获得cDNA，再扩增基因B
B．利用限制性内切核酸酶从开蓝色花的矮牵牛基因文库中获取基因B
C．利用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，然后感染玫瑰细胞
6．(不定项)研究者利用生物技术培育出了乳铁蛋白肽和人干扰素的双转基因奶牛新品种，现分别将含有乳铁蛋白肽基因和人干扰素基因的DNA片段制成探针，分别与从转基因奶牛的乳腺细胞、口腔上皮细胞、蹄部细胞中提取的RNA进行杂交，结果如下表所示。下列说法正确的是(　　)
探针 乳腺细胞 口腔上皮细胞 蹄部细胞
乳铁蛋白肽基因探针 出现杂交带 未出现杂交带 未出现杂交带
人干扰素基因探针 出现杂交带 出现杂交带 出现杂交带
A．乳铁蛋白肽基因只在转基因奶牛的乳腺细胞中表达
B．人干扰素基因可在转基因奶牛的多种体细胞中表达
C．表中两种基因探针所含的脱氧核苷酸的种类不同
D．乳铁蛋白肽基因和人干扰素基因都是有遗传效应的DNA片段
二、非选择题
7．变异链球菌在牙面上的黏附、集聚是龋齿发生的先决条件。转基因防龋疫苗是通过基因工程技术，将变异链球菌中与龋齿发生密切相关的抗原基因(PAcA基因)转入植物细胞中，利用植物生物反应器生产的基因工程疫苗。请回答下列相关问题：
(1)转基因植物的制备
单一使用PAcA基因，机体免疫应答不理想，霍乱毒素中有增强机体免疫应答的氨基酸序列(CTB)，将CTB基因与PAcA基因连接成嵌合(PAcA－CTB)基因，作为_____________与Ti质粒的T－DNA拼接，构建表达载体，此过程需要的酶是_________________________________________，用____________________________法导入离体的黄瓜叶肉细胞中，经植物组织培养获得转基因植株。相关基因能否在黄瓜细胞中稳定遗传的关键是_______________________。此基因工程疫苗起抗原作用的是______________(填“基因”或“蛋白质”)。
(2)转基因植株目的基因的PCR鉴定与检测已知PAcA－CTB基因部分序列如下(左侧为基因的首端)：
5′……CCGTGT……ATGCCT……3′
3′……GGCACA……TACGGA……5′
根据上述序列，选择引物__BD__(填字母)进行PCR。
A．引物：5′—GGCACA—3′
B．引物：5′—AGGCAT—3′
C．引物：5′—CCGUGU—3′
D．引物：5′—CCGTGT—3′
反应结束后，电泳检测PCR产物，结果如图所示(1来自未转化植株，2是含PAcA－CTB基因的质粒，3～8来自转基因植物)，从结果可以看出，____________________号植物中含有PAcA－CTB基因。若获得的转基因植物没有产生相应的基因工程疫苗，根据中心法则分析，其可能的原因是___________________________________________________________________________________。
参考答案
A级　基础达标练
一、选择题
1．
答案：C
2．
答案：A
3．
答案：B
4．
答案：C
5．
答案：ACD
二、非选择题
6．
答案：
(1) 构建基因表达载体 人胰岛素基因两端的部分核苷酸序列 显微注射技术
(2) 农杆菌转化法(或基因枪法、花粉管通道法) 体外受精、体外胚胎培养、胚胎移植
(3) “胰岛素羊”乳腺细胞分泌的胰岛素具有生物活性，而转基因“胰岛素大肠杆菌”产生的胰岛素无生物活性 胰岛素为分泌蛋白，其加工、分泌需要内质网与高尔基体的参与，乳腺细胞有内质网与高尔基体，能加工相关的蛋白质，而大肠杆菌没有内质网和高尔基体
B级　合格达标练
一、选择题
1．
答案：D
2．
答案：A
3．
答案：A
4．
答案：D
5．
答案：BCD
6．
答案：ABD
二、非选择题
7．
答案：
(1) 目的基因 限制性内切核酸酶和DNA连接酶 农杆菌转化 相关基因是否整合到黄瓜的DNA分子上 蛋白质
(2) 3、5、8 目的基因(PAcA－CTB基因)没有转录或转录的mRNA没有翻译
解析：
(1)由题意可知，单一使用PAcA基因，机体免疫应答不理想，霍乱毒素中有增强机体免疫应答的氨基酸序列(CTB)，将CTB基因与PAcA基因连接成嵌合(PAcA－CTB)基因，作为目的基因与Ti质粒的T－DNA拼接，构建表达载体，此过程需要的酶是限制性内切核酸酶和DNA连接酶。将目的基因导入植物细胞中常用农杆菌转化法。相关基因能否在黄瓜细胞中稳定遗传的关键是相关基因是否整合到黄瓜的DNA分子上。此基因工程疫苗起抗原作用的是基因的表达产物——蛋白质。
(2)由题目已知PAcA－CTB基因部分序列如下(左侧为基因的首端)：
5′……CCGTGT……ATGCCT……3′
3′……GGCACA……TACGGA……5′
在PCR过程中，子链的合成方向是从5′端到3′端，因此应该选择B、D选项的引物进行PCR。从结果可以看出，3、5、8号植物中含有PAcA－CTB基因。若获得的转基因植物没有产生相应的基因工程疫苗，可能的原因是目的基因(PAcA－CTB基因)没有转录或转录的mRNA没有翻译。
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