第二节基因工程的原理和技术知识点题库

加拿大科学家通过转基因山羊已经生产出重组的人类丁酰胆碱酯酶，该酶可用于对抗生化武器．下图是转基因山羊的培育过程示意图，请据图回答问题（山羊为二倍体）：

（1）在上述操作中，目的基因是基因，将该基因导入受体细胞常用的方法是法．

（2）胚胎工程是指对动物的早期胚胎或所进行的多种显微操作和处理技术．图中过程⑦所涉及的胚胎工程技术是

（3）从雌性山羊卵巢内获取的卵母细胞需要培养到期才能完成受精作用，此时细胞中的染色体组数是个．为了获得更多的卵母细胞，往往需要向雌性山羊体内注入激素．受精过程中防止多精入卵的两道屏障是透明带反应和

如图所示，质粒PBR322上含有青霉素抗性基因（X^R）和四环素抗性基因（Y^R）．其中，X^R内部含有限制酶KasI识别序列，Y^R内部含有限制酶FseI、HpaII、

NaeI、NgoMIV识别序列，且这些识别序列在整个质粒上均仅有一处，目的基因内部不存在这些识别序列．

（1）质粒PBR322的本质是 .FseI、HpaII、NaeI、NgoMIV中限制酶的作用特点是

（2）NaeI酶切目的基因和质粒，加入DNA连接酶连接后，进行大肠杆菌受体细胞导入操作．之后，受体细胞的类型包含（多选）

A．抗青霉素、抗四环素 B．抗青霉素、不抗四环素

C．不抗青霉素、抗四环素 D．不抗青霉素、不抗四环素

（3）若用KasI和FseI联合酶切上述重组质粒，则可能产生的酶切片段数．

A.2 B.3 C.4 D.5

（4）动物基因工程通常以受精卵作为受体细胞的根本原因是．

A．受精卵能使目的基因高效表达B．受精卵可发育成动物个体

C．受精卵基因组更易接受DNA的插入D．受精卵尺寸较大，便于DNA导入操作

（5）若目的基因模板链中的TGA序列对应1个密码子，翻译时识别该密码子的tRNA上相应的碱基序列是．通过筛选出的受体细胞内，目的基因能成功表达的原因是．

图1中①～③分别表示人体细胞中发生的3种生物大分子的合成过程．请回答下列问题．

（1）细胞中过程②发生的主要场所是

（2）已知过程②的α链中鸟嘌呤与尿嘧啶之和占碱基总数的54%，α链及其模板链对应区段的碱基中鸟嘌呤分别占29%、19%，则与α链对应的DNA区段中腺嘌呤所占的碱基比例为

（3）由于基因中一个碱基对发生替换，而导致过程③合成的肽链中第8位氨基酸由异亮氨酸（密码子有AUU、AUC、AUA）变成苏氨酸（密码子有ACU、ACC、ACA、ACG），则该基因的这个碱基对替换情况是

（4）在人体内成熟红细胞、浆细胞、记忆细胞、效应T细胞中，能发生过程①②③的细胞是

（5）人体不同组织细胞的相同DNA进行过程②时启用的起始点　（填“都相同”“都不同”或“不完全相同”），其原因是

（6）图2为某病毒的遗传物质，上有两个限制酶酶切位点（标为P和Q），用相关酶完全切割后得到的每个DNA片段的长度如表格所示．下列说法错误的是（多选）

切割位置	限制酶	得到的每个DNA片段的长度
Q	EcoRⅠ	3，7
P	BamHⅠ	8，2

A．该病毒的遗传物质是DNA或RNA

B．该病毒的中心法则是DNA→RNA→蛋白质

C．若用EcoRⅠ和BamHⅠ完全切割该病毒DNA，新形成了8个游离的磷酸基团

D．若用EcoRⅠ和BamHⅠ完全切割该病毒DNA，得到的各种长度的DNA片段有3、5、2．

科学家将鱼抗冻蛋白基因转入番茄，使番茄的耐寒能力大大提高，可以在相对寒冷的环境中生长．质粒上有PstⅠ、SmaⅠ、HindⅢ、AluⅠ等四种限制性核酸内切酶切割位点，如图是转基因抗冻番茄培育过程的示意图（amp^t为抗氨苄青霉素基因），其中①∽④是转基因抗冻番茄培育过程中的相关步骤，Ⅰ、Ⅱ表示相关结构或细胞．请据图作答：

（1）在构建重组DNA时，可用一种或多种限制性核酸内切酶进行切割，为了避免目的基因和载体在酶切后产生的末端发生任意连接，在此实验中应该选用限制性核酸内切酶分别对、进行切割，切割后产生的DNA片段分别为、种．
（2）培养基中的氨苄青霉素会抑制番茄愈伤组织细胞的生长，要利用该培养基筛选已导入鱼的抗冻蛋白基因的番茄细胞，应使I重组DNA中含有作为标记基因．
（3）研究人员通常采用法将鱼抗冻蛋白基因导入番茄细胞内．

科学家运用基因工程技术向皮肤细胞中植入基因，将人体皮肤细胞改造成几乎可与胚胎干细胞相媲美的干细胞．自然状态下，这种变异类型可以（）

A . 产生新的基因 B . 发生在减数分裂过程中 C . 发生在有丝分裂过程中 D . 在秋水仙素作用下提高发生率

在基因表达载体的构建中，下列说法正确的是（　　）

①一个表达载体的组成包括目的基因、标记基因、启动子、终止子

②有了启动子才能驱动基因转录出mRNA

③所有基因表达载体的构建是完全相同的

④终止子的作用是使转录在所需要的地方停止．

A . ②③ B . ①②④ C . ①②③ D . ②③④

内皮素（ET）是一种含21个氨基酸的多肽，与高血压、糖尿病、癌症等有着密切联系。研究发现内皮素功能异常与内皮素主要受体ET_A有关，科研人员通过构建表达载体，实现了ET_A基因在细胞中高效表达。其过程如下（图中SNAP基因是一种荧光蛋白基因，限制酶ApaⅠ的识别序列为CCC＇GGG，限制酶XhoI的识别序列为C＇TCGAG）。据图回答下列问题：

（1）图中ET_A基因能够在大肠杆菌细胞内表达的原因是。
（2）过程①中需要用酶处理，过程③中，用两种限制酶切割，获得不同的黏性末端，其主要目的是。
（3）图中的基因表达载体至少还缺少，鉴定ET_A基因是否导入受体细胞需要用放射性同位素或荧光分子标记的作探针。
（4）已知荧光显微镜可以通过检测荧光的强度来判断SNAP基因是否表达及表达量。因此，利用SNAP基因与ET_A基因结合构成融合基因，目的是。

基因工程常用土壤农杆菌Ti质粒作为载体，需把目的基因插入Ti质粒的T-DNA才能整合到植物染色体DNA上。下图表示抗虫棉培育中使用的三种限制酶A．B．C的识别序列以及Ti质粒上限制酶切割位点的分布，抗虫基因内部不含切割位点，两侧标明序列为切割区域。下列叙述错误的是()

A . 应该使用酶B和酶C切取抗虫基因 B . 应该使用酶A和酶B切割Ti质粒 C . 成功建构的重组质粒含1个酶A的识别位点 D . 成功建构的重组质粒用酶C处理将得到2个DNA片段

科学家将蜘蛛的蛛丝蛋白基因导入山羊体内，得到转基因“蜘蛛羊”，该羊的乳汁中含有蛛丝蛋白，高强度的蛛丝蛋白可用于许多重要的特种工业领域，生产流程见下图。请回答：

（1）将蛛丝蛋白基因和载体通过甲过程形成的X为，该过程通常用相同的限制酶进行切割，原因是。
（2）为了获得蛛丝蛋白，图中的受体细胞应该选择羊（填性别）的ES细胞，这是因为ES细胞在功能上具有。
（3）受体细胞在体外培养时，采用的培养基是（固体、液体）培养基，并在培养环境中的空气必须加5%CO₂ ，目的是。
（4）转基因山羊的性状出能产生蛛丝蛋白外，与提供ES细胞的个体不完全相同的原因有。（答出两点即可）

为解决人类治疗时出现如人体免疫系统识别而产生人抗鼠抗体等问题，科学家们通过构建人免疫蛋白（Ig）转基因小鼠来生产单克隆抗体。

（1）构建人免疫蛋白转基因小鼠时，为避免小鼠细胞自身Ig基因表达而产生的免疫排斥，要选择自身Ig基因缺陷的小鼠细胞作为受体细胞，并通过操作导入重组DNA。将经筛选后受体细胞进行、再将胚胎移植到处理的代孕鼠子宫内，经代孕母鼠分娩后培育、筛选获得人免疫蛋白（Ig）转基因小鼠。
（2）制备单克隆抗体时，取经抗原免疫的转基因小鼠脾细胞和，电刺激使之融合，筛选出杂交细胞后进行抗体检验，然后培养能产生抗体的阳性细胞并再次进行抗体检验，筛选出的阳性克隆可称为单抗细胞株。
（3）检测受体细胞是否合成抗体的方法是；基因工程制备的单抗与杂交瘤技术制备的单抗相比，最突出的优点是。
A.纯度高 B.亲合力强 C.非异源性 D.稳定性高

农杆菌侵染植物细胞后，能将Ti质粒上的TDNA插入植物基因组中。图示为利用农杆菌培育转基因植物的基本流程，请据图回答下列问题：

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（1）剪除Ti质粒的某些片段、替换复制原点O与添加抗生素的抗性基因T的过程①中，需用多种限制酶处理，原因是，需用（填“E.coliDNA连接酶”或“T₄DNA连接酶”）“缝合”双链DNA片段的平末端。
（2）目的基因是指和一些具调控作用的因子。由过程②形成的基因表达载体中，目的基因的首端具有识别和结合的部位。
（3）过程③常用处理使农杆菌成为感受态细胞。抗生素抗性基因T的作用是。
（4）过程④获取原生质体的过程中，应用处理植物细胞。
（5）在过程⑤⑥前，常采用技术检测农杆菌和愈伤组织细胞中是否含有目的基因。

肺炎双球菌体外转化实验中，S 型菌的 DNA与处于感受态的 R 型菌表面的膜蛋白结合，R型菌释放限制酶，将 S 型菌的DNA降解为较短的DNA片段，再将其双链打开，一条链被降解，另一条链进入细胞与 R 型菌DNA同源区段配对，切除并替换相应的单链片段，形成杂合区段。以下说法错误的是（）

A . CaCl₂ 转化法可将R 型菌转化为感受态细胞 B . R 型菌转化为S 型菌的变异类型属于基因突变 C . 限制酶可以切割DNA 分子的磷酸二酯键 D . 此实验可为基因工程技术的操作提供思路

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（图1），拟将其与质粒（图2）重组，再借助农杆菌导入菊花中。

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下列操作与实验目的不符的是（）

A . 用限制性核酸内切酶 EcoR I和连接酶构建重组质粒 B . 用含C基因的农杆菌侵染菊花愈伤组织，将C基因导入细胞 C . 在培养基中添加卡那霉素，筛选被转化的菊花细胞 D . 用DNA分子杂交方法检测C基因是否整合到菊花染色体上

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为四种限制性核酸内切酶。下列说法错误的是（）

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A . 图示对质粒和目的基因切割用到了两种限制酶 B . 抗卡那霉素基因的存在有利于将含有抗原基因的细胞筛选出来 C . 表达载体构建时需要用到限制酶 SmaⅠ D . 除图示组成外，表达载体中还应该含有启动子和终止子等结构

美国食品药品管理局于2018年5月24日宣布，经过基因改造的黄金大米可以安全食用。据此，饱受非议的黄金大米终于得到公众的认可。已知维生素A缺乏会导致夜盲症，β一胡萝卜素会在体内转变成维生素A．黄金大米是通过基因工程向水稻细胞转入三种酶基因，其中的酶A基因和酶B基因可使水稻胚乳富含β－胡萝卜素而呈现金黄色。回答下列问题：

（1）图示三种基因的本质区别是。构建上述基因组合，需用到的酶是。
（2）提取农杆菌的Ti质粒，将上述结构导入Ti质粒的相关片段中就可整合到水稻染色体DNA上，原因是。已知农杆菌对多数单子叶植物没有感染能力，那么如何使农杆菌感染单子叶植物水稻呢？。
（3）将成功导入上述基因的水稻细胞置于培养基上培养，经过两个过程可获得幼苗，幼苗在长大成熟后，所结种子的胚乳将富含。
（4）获得转基因动物需要利用基因工程和胚胎工程。将目的基因导入受精卵（基因能正常表达）得到重组细胞后，还需要和技术，才能使其发育成转基因动物个体。

随着基因工程的逐步发展，原本只有在神话中才可以看到的“绿叶变鲜花”的情形，现在可以在现实中得以实现。科学家发现植物负责花瓣生成的基因，并利用该基因来改造叶片中的基因，可以随意把花卉变成不同的漂亮式样。对花卉植物实施改造的流程如下图。请回答下列问题：

（1） A过程需要使用的工具，其作用是。
（2）如果负责花瓣生成基因的首尾两端段核苷酸序列已知，则可采用图中途径获取目的基因，该途径获取的目的基因在基因结构上与图中文库中的目的基因相同。
（3）步骤G的设计与构建是关键。欲使目的基因整合到受体细胞的染色体DNA上。最好选用作为载休，原因是；要实现绿叶变花瓣。还须用叶细胞中表达的基因的替换负责花瓣生成基因的RNA聚合酶识别和结合位点。
（4）在步骤H中，借将成功导入目的基因的受体细胞经组织培养才能获得转基因植株。此过程需先将受体细胞接种到诱导培养基上以诱导其脱分化形成愈伤组织，脱分化的实质是。

下列有关基因工程的叙述，正确的是（）

A . 基因工程所用的工具酶是限制酶、DNA聚合酶 B . 所有的限制酶都只能识别同一种特定的核苷酸序列 C . 选用细菌作为重组质粒的受体细胞是因为细菌繁殖快 D . 只要目的基因进入了受体细胞就能成功地实现表达

人溶菌酶是人体中具有广谱抗菌活性的酶，抗菌活性是其他来源溶菌酶的300倍以上。我国科研人员运用转基因技术培育出世界首例人溶菌酶转基因猪，显著增强了小猪崽的免疫力，提高了仔猪存活率。回答下列问题：

（1）一个基因表达载体的组成，除了人溶菌酶基因外，还必须有、以及标记基因，其中标记基因的作用是。
（2）显微注射技术是将人溶菌酶基因导人动物细胞的有效方法，由于人溶菌酶基因插入的部位往往是随机的，导致基因的表达和遗传稳定性得不到保证。
（3）将人溶菌酶基因导人猪胎儿成纤维细胞后，可以采用技术检测该细胞是否含有人溶菌酶基因。
（4）将（2）得到的含溶菌酶基因胎儿成纤维细胞进行动物细胞培养，目的是。将含溶菌酶基因的胎儿成纤维细胞注入卵母细胞，通过一定的方法构建出重组胚胎。重组胚胎可以利用和技术获得多个转基因个体，这体现了早期胚胎细胞具有。

凝乳酶是奶酪生产中的关键性酶。直接利用动、植物生产凝乳酶受多种因素限制，培育高酶活力凝乳酶微生物菌种是目前最有前途的发展方向。从牛胃液中分离到的凝乳酶以催化能力强而被广泛应用，研究人员运用基因工程技术，将编码该酶的基因转移到了微生物细胞中。

（1）从牛胃细胞中提取，再逆转录形成 cDNA，以此 cDNA 为模板 PCR 扩增目的基因，有时需要在引物的5’端设计（填“限制酶”“DNA 连接酶”或“RNA 聚合酶”）识别序列，以便构建重组 DNA 分子。
（2）构建重组 DNA 分子（如图 1 所示）最好选用限制酶，理由是。若研究人员获得了甲、乙、丙三种含有目的基因的重组质粒，如图 2 所示。这三种重组质粒中，不能在宿主细胞中表达目的基因产物的有，不能表达的原因是。
（3）工业化生产过程中，最初多采用重组大肠杆菌或芽孢杆菌生产凝乳酶，现多采用重组毛霉生产，相较于大肠杆菌，毛霉作为受体细胞的优势是。
（4）研究发现，如果将该凝乳酶的第 20 位和第 24 位氨基酸改变为半胱氨酸，其催化能力将提高2 倍。通过蛋白质工程生产高效凝乳酶，所需步骤有。
a．蛋白质的结构设计 b．蛋白质的结构和功能分析 c．蛋白质结构的定向改造d．凝乳酶基因的定向改造 e．将改造后的凝乳酶基因导入受体细胞f．将定向改造的凝乳酶导入受体细胞

下图是研究人员利用生物工程技术培育能产生人生长激素的转基因牛的过程。下列叙述正确的是（）

人的生长激素基因重组DNA 受精卵转基因牛

A . ①过程需要的工具有限制性内切核酸酶、DNA连接酶和载体 B . 接受了重组DNA的受精卵可直接移植到代孕母牛的子宫 C . 若在②过程中培养到囊胚阶段，对胚胎进行酶处理，可培育出多头相同的转基因牛 D . 胚胎干细胞具有全能性，故受体细胞可用胚胎干细胞代替受精卵

第二节 基因工程的原理和技术 知识点题库

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