第四章基因工程知识点题库

限制酶是一种核酸切割酶，可辨识并切割DNA分子上特定的核苷酸碱基序列。下图为四种限制酶BamHI，EcoRI，HindⅢ以及BglⅡ的辨识序列。箭头表示每一种限制酶的特定切割部位，其中哪两种限制酶所切割出来的DNA片段末端可以互补黏合？其正确的末端互补序列为何？（）

A . BamHI和EcoRI；末端互补序列—AATT— B . BamHI和HindⅢ；末端互补序列—GATC— C . EcoRI和HindⅢ；末端互补序列—AATT— D . BamHI和BglII；末端互补序列—GATC—

人们常选用的细菌质粒分子往往带有一个抗菌素抗性基因，该抗性基因的主要作用是（）

A . 提高受体细胞在自然环境中的耐药性 B . 有利于对目的基因是否导入进行检测 C . 增加质粒分子的分子量 D . 便于与外源基因连接

下列关于基因表达载体构建的相关叙述，不正确的是（）

A . 需要限制酶和DNA连接酶 B . 必须在细胞内进行 C . 抗生素抗性基因可作为标记基因 D . 启动子位于目的基因的首端

转基因水稻“金色大米”可以帮助人们补充每天必需的维生素A．由于含有可以生成维生素A的β﹣胡萝卜素，呈现金黄色泽，故称“金色大米”．培育流程如下，请据图回答：

（已知限制酶I的识别序列和切点是；限制酶II的识别序列和切点是）

（1）图中a、b所示获得目的基因的方法是．培育“金色大米”的基因工程操作四步曲中，其核心是．
（2）据图分析，在构建c的过程中，目的基因用进行了切割．检验c导入能否成功需要利用作为标记基因．
（3）与转入水稻不同，将c导入番茄细胞常用的方法是，该方法依据的原理是番茄叶片受损后分泌的化合物的趋化性．检测转化成功的番茄植株，可采用技术检测目的基因在番茄体内是否成功翻译．
（4）若希望该转基因水稻生产的“金色大米”含β﹣胡萝卜素量更高、效果更好，则需要通过工程手段对合成β﹣胡萝卜素的相关目的基因进行设计．

家蚕细胞具有高效表达外源基因能力．将人干扰素基因导入家蚕细胞并大规模培养，可以提取干扰素用于制药．

（1）进行转基因操作前，需用酶短时处理幼蚕组织，以便获得单个细胞．
（2）为使干扰素基因在家蚕细胞中高效表达，需要把来自cDNA文库的干扰素基因片段正确插入表达载体的和之间；若要检测干扰素基因在家蚕细胞中是否表达，可以采用的分子检测方法有、．
（3）通过PCR技术可大量获取目的基因．PCR反应体系主要包括：扩增缓冲液（含Mg²⁺）、水，4种脱氧核糖苷酸、模板DNA、和．
（4）培养家蚕细胞时，贴壁生长的细胞会产生接触抑制．通常将多孔的中空薄壁小玻璃珠放入反应器中，这样可以，增加培养的细胞数量，也有利于空气交换．
（5） “桑基鱼塘”生态系统能充分利用废弃物中的能量，形成“无废弃物农业”，这主要是遵循生态工程的原理．同时，通过饲养家禽、家畜，栽培食用菌，提高农民经济收入，使保护环境和发展经济相互协调，这又体现了生态工程的原理．

如图为转基因抗病毒马铃薯培育过程图，请据图回答有关问题：

（1） PCR技术利用的基本原理是．利用该技术扩增目标DNA片段（子链的延伸方向从5′→3′），应选择图中的引物（填字母）与模板DNA结合．
（2） PCR体系经过n次循环可使DNA得到约2ⁿ倍扩增．若反应体系加入m条靶DNA，经3次循环后图中所示目标DNA片段所占的比例．
（3）在构建基因表达载体时，常用两种不同的限制酶切割目的基因和质粒，获得不同的黏性末端，其主要目的是．
（4）重组细胞经过G、H过程成功地培育出了转基因抗病毒马铃薯植株，此过程涉及的细胞工程技术是，该技术广泛应用于、等育种过程．
（5）研究表明，转基因植物可以通过花粉将外源基因扩散到其他植物，从而对生态环境造成潜在的危害．因此，科学家设法将目的基因整合到受体细胞的（填“细胞核”或“叶绿体”）基因组中，以防止目的基因通过花粉向其他植物扩散．

绞股蓝细胞中含有抗烟草花叶病毒（TMV）基因，可以合成一种抗TMV蛋白，叶片对TMV具有抗感染性。烟草是重要的经济作物，由于TMV 的感染会导致大幅度减产。研究人员利用转基因技术培育出了抗TMV的烟草，主要流程如下图所示。

（1）科学家首先从绞股蓝细胞中提取抗TMV基因转录的RNA，然后合成目的基因。图中①过程表示。
（2）由图分析，在过程③构建的重组Ti质粒上应该含有的标记基因是基因，重组Ti质粒导入烟草体细胞的方法是。
（3）在过程⑤培养基中除含有卡那霉素及植物必需的各种营养成分外，还必须添加，以保证受体细胞能培养成再生植株。
（4）过程⑥可采取的方法，检测植株是否合成了抗TMV蛋白。

科学家发现细菌细胞中存在清除入侵病毒DNA的功能系统（见下图1），并发明了CRISPR/Cas9基因编辑技术，目前已成为生物科学领域最热门的基因操作技术。下图2 是科研人员运用CRISPR/Cas9基因编辑技术（其中表达载体1的作用是在受体细胞中控制合成CRISPR复合体，表达载体2可以与相应DNA的同源区进行互换、重组），成功地将基因A精确导入到绒山羊细胞内的甲、乙两个基因之间，并和绿色荧光蛋白基因一起表达的过程示意图。请回答。

（1）由图1可知，CRISPR复合体中crRNA的主要功能是，而Cas9蛋白催化断裂的化学键位于之间。细菌的这种清除能力的生理意义是。
（2）结合对图1的理解，图2中表达载体1首先要表达出含有序列的crRNA和Cas9蛋白，以结合形成CRISPR复合体。
（3）根据图2，基因表达载体2上需要加入：①基因甲片段、②基因乙片段、③基因A、④绿色荧光蛋白基因等四种DNA片段，这4种片段在载体上的正确排列顺序应是（用序号代表相应片段）。在形成重组DNA时需要酶参与催化表达载体2与绒山羊DNA的连接。
（4）实验室一般会将重组DNA导入山羊的胚胎干细胞中，以培育、筛选出转基因山羊，选择胚胎干细胞作为受体细胞的主要依据是。
（5）与传统的基因工程相比较，运用CRISPR/Cas9基因编辑技术培育转基因生物的明显优点是。

以下为形成cDNA过程和PCR扩增过程示意图。据图分析，下列说法正确的是（）

A . 催化①过程的酶是RNA聚合酶 B . ④过程发生的变化是引物与单链DNA结合 C . 催化②⑤过程的酶都是耐高温的DNA聚合酶 D . ③过程需要高温和ATP供能才能完成

用基因工程技术生产羧酸酯酶CarE)制剂的流程如下图所示。回答下列问题：

（1） ①过程所需的酶是。在构建基因表达载体过程中，构建的重组质粒上启动子的本质和作用是。
（2）实现②过程常用PCR技术，该技术的前提是要有，以便合成引物。为了便于扩增的DNA片段与表达载体连接，需在引物的5′端加上限制性酶切位点，且常在两条引物上设计加入不同的限制性酶切位点，主要目的是。
（3）过程③将重组表达载体导入大肠杆菌时，首先用Ca²⁺处理大肠杆菌，目的是。然后将溶于级缓冲液与该大肠杆菌混合，在一定温度下完成转化。

为了从动物组织中提取纯净的DNA，首先要快速、有效地消化裂解动物组织细胞。消化裂解动物组织常用的方法有蛋白酶（如蛋白酶K）水解、表面活性剂处理、变性剂处理等。某科研人员拟使用加酶洗衣粉消化裂解猪肌肉样本，并提取猪的DNA。实验步骤如下：

①取500mg剪碎的猪肌肉组织于离心管中，加40mg加酶洗衣粉和1.5mL超纯水混合，在一定温度条件下水浴消化24h。

②加入苯酚、氯仿、异丙醇(25:24:1)混合液抽提。

③加0.2mg/mL的RNA水解酶于37℃水浴。

④加酸酸钠和无水乙醇，4000r/min高速离心15min。

⑤用70%乙醇洗涤沉淀两次，风干，得到高纯度的DNA。

请回答有关问题：

（1）加酶洗衣粉可以消化裂解动物组织细胞的原理是。
（2）步骤②的目的是。步骤③的目的是。
（3）步骤④中使用无水乙醇的目的是。高速离心时温度保持在4℃的原因有、等。
（4）若是从血细胞中提取DNA，则选择（选填“鸡血”或“哺乳动物红细胞”）。破碎细胞时，向血细胞液中加入一定量的，同时用玻璃棒搅拌，过滤后收集滤液即可。

基因工程的核心是(　　)

A . 目的基因的获取 B . 基因表达载体的构建 C . 将目的基因导入受体细胞 D . 目的基因的检测与鉴定

有关基因文库的叙述中不正确的是（）

A . 某果蝇X染色体上的所有基因组成的文库是部分基因文库 B . 基因文库构建中使用了限制酶和DNA连接酶 C . cDNA文库的实质就是一个受体菌群 D . 基因组文库中的基因均可以在物种间进行交流

科研人员利用农杆菌转化法将抗病毒蛋白基因C导入番木瓜，培育出转基因抗病番木瓜，Ti质粒如图所示。下列叙述，正确的是（）

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A . 农杆菌的拟核DNA与番木瓜基因发生重组 B . 构建重组质粒需要限制酶和DNA聚合酶 C . 含重组Ti质粒的农杆菌具有四环素抗性 D . 转基因抗病番木瓜不具有卡那霉素抗性

回答下列（1）、（2）小题：

（1）请回答筛选高产果胶酶菌种的相关问题
Ⅰ.筛选产果胶酶的菌种，一般可以从（A.有哺乳动物排泄物的地方B.肉类加工厂周围C.米酒厂周围D.果园）获得土样，用无菌水稀释，用涂布到的选择培养基上培养，一段时间后可在菌落周围观察到透明的水解圈。

Ⅱ.诱变和发酵条件的优化可以改善菌株的产酶性能。将筛选到的酶活性较高的菌种，分别利用培养基振荡培养进行扩增。然后将培养液离心，取用于检测酶活性。可以将该酶用一定的介质制成固定化酶，其优点是。

Ⅲ.果胶是由组成，在果汁生产中，用果胶酶处理显著增加产量，其主要原因是果胶酶水解果胶使。
（2）回答用农杆菌转化法获得转基因水稻的相关问题：
Ⅰ.选择使用的两种限制性核酸内切酶，对含目的基因的DNA片段和T质粒进行处理，然后用DNA连接酶连接形成重组质粒。两种限制性核酸内切酶作用可以避免自身环化和

Ⅱ.取处理过的农杆菌与重组质粒在离心管内进行混合等操作，使重组质粒进入农杆菌，完成转化实验。然后在离心管中加入液体培养基，置于摇床慢速培养一段时间，其目的是。

Ⅲ.用含重组质粒的农杆菌和水稻细胞进行共培养，使携带目的基因的T-DNA片段移到水稻细胞并将其插入到水稻细胞的中，保证目的基因在水稻细胞中稳定和高效地表达。共培养后，外植体需要转移到含有的培养基上进行脱菌培养，然后才能进行植物组织培养。

Ⅳ.获得目的基因的水稻细胞经脱分化形成愈伤组织，再以诱导，直至再生出新植株。影响愈伤组织能否成功再生出植株的因素有：植物激素配比、愈伤组织继代的次数，以及（答出2点即可）

农杆菌Ti质粒上的T-DNA可以转移并随机插入到被侵染植物的染色体DNA中。研究者将下图中被侵染植物的DNA片段连接成环，并以此环为模板进行PCR，扩增出T-DNA插入位置两侧的未知序列，以此可确定T-DNA插入的具体位置。下列说法不正确的是( )

注：子链从引物的3^/端开始延伸

A . PCR扩增依据的是DNA分子双链复制的原理 B . 进行PCR扩增需要热稳定DNA聚合酶 C . 利用图中的引物②、③组合可扩增出两侧的未知序列 D . 通过与受体细胞的基因组序列比对，可确定T-DNA的插入位置

如图表示利用小鼠胚胎干细胞(ES细胞)做的研究，分析回答下列问题。

（1） a过程表示基因工程，则其核心步骤是。该过程所使用的工具酶有。
（2） b过程可增加ES细胞的数量，若想从早期胚胎中获得更多的ES细胞，可将早期胚胎培养至(时)期。d过程移入的胚胎能够存活，是因为代孕子宫不会对其发生。用肝癌细胞作抗原刺激B淋巴细胞，再将此淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合后获得细胞代谢产物，该产物与抗癌药物结合制成“生物导弹”，从而定向杀死小鼠体内的肝癌细胞。
（3）上述研究过程中使用的技术有(至少3个)。若要培养试管动物，除以上技术外，还需要运用技术。

通过科技手段改造现有生物性状，使其更好地造福人类，是科学工作者的不懈追求。请回答下列问题：

（1）对重症联合免疫缺陷患儿进行基因治疗，首先需提取重症联合免疫缺陷患儿的骨髓，插入目的基因拷贝，再将修饰的细胞重新输回患者体内。
①基因治疗属于（生物技术）的应用范畴，这种技术的生物学原理是。

②基因治疗常选用逆转录病毒作为目的基因载体，但需敲除病毒的包装蛋白基因，原因是。

③基因治疗过程中也需要进行细胞培养，进行细胞体外培养除提供常规的营养、环境条件外，还需要添加的特殊物质是。

④从遗传物质变化和免疫调节角度看，基因治疗可能导致的意外后果分别是。
（2）首次利用植物生产出的药用蛋白包括单克隆抗体2G12和2种糖结合蛋白，这些药用蛋白能够阻止HIV与人类细胞的相互作用。由于2G12抗体基因较小，其序列易被测得，常采用获取，通过该方法获取的目的基因通常需要在其首端添加启动子，启动子的作用是；与利用动物乳腺生产药用蛋白相比，利用植物生产药用蛋白的优势在于（答出2点）。

请根据材料回答下列问题：

材料一：S蛋白是新冠病毒感染机体的关键组分，也是研制新冠疫苗的关键起点。可以利用基因工程生产基因工程疫苗，制备途径如下：S蛋白基因→基因表达载体→大肠杆菌→S蛋白→人体。

材料二：英国科学家米尔斯坦和柯勒提出单克隆抗体制备技术的实验方案，即把一种B淋巴细胞与骨髓瘤细胞进行诱导融合，使融合细胞既能大量增殖，又能产生足够数量的特定抗体。

（1）在材料一中，s蛋白基因的体外扩增常采用技术，扩增的前提是，以便合成引物。构建的基因表达载体中应含有启动子，启动子是。
（2）在材料二中，涉及的生物技术有动物细胞融合和，诱导细胞融合时常用的化学试剂是，融合细胞要经过两次筛选、克隆化培养和，以得到足够数量的符合要求的杂交瘤细胞。材料二中选择骨髓瘤细胞进行融合的原因是。

去年年初，国内牛奶制品因为牧草进口成本上涨而涨价的现象引起了人们的关注。紫花苜蓿是一种重要的牧草，某研究团队拟将耐盐基因HLAl导入紫花苜蓿中培育耐盐牧草，具体实验流程如图甲，图乙是载体pCHLAl中T-DNA示意图。回答下列问题：

（1）过程②为的构建，是基因工程的核心，此过程需要使用的酶是。
（2）过程③常用的转化方法是，转化是指。
（3）已知Basta是一种除草剂，则为达到培养并筛选的目的，过程④的培养基所含的成分必须有无机营养、有机营养、。
（4）过程④得到的幼苗（填“一定”或“一定不”或“不一定”）含有HLAl基因，为进一步确认，可用PCR扩增的方法进行鉴定，则进行PCR反应的引物应根据设计，PCR的原理是。
（5）要检测目的基因是否插入到苜蓿细胞的染色体DNA上，可采用技术。
（6）判断本实验的目的是否表达成功，还应进行实验。

第四章 基因工程 知识点题库

第四章基因工程知识点题库