生物检测二十八基因工程与克隆技术课前诊断卷

检测（二十八）“基因工程与克隆技术”课前诊断卷考点一基因工程与蛋白质工程1.(2018届高三·青岛市质量检测)科学家运用基因工程技术将结核杆菌MPT64基因(能控制合成MPT64蛋白)成功导入胡萝卜细胞，最终表达出肺结核疫苗。请回答下列问题：(1)为获取MPT64基因，可从结核杆菌的细胞中提取对应mRNA，在________________的作用下合成双链cDNA片段，获得的cDNA片段与结核杆菌中该基因碱基序列______________(填“相同”或“不同”)。(2)通常采用PCR技术扩增MPT64基因，前提是要有一段已知MPT64基因的核苷酸序列，以便根据这一序列合成______________，在操作步骤中需要加热至90～95℃的目的是________________________________________________________________________。(3)根据农杆菌的特点，如果将MPT64基因插入到_______________上，通过农杆菌的转化作用，就可以使目的基因进入胡萝卜细胞，并将其插入到植物细胞中的______________上。要确认MPT64基因是否在胡萝卜植株中表达，应检测胡萝卜植株中是否含有________________________________________________________________________。(4)研究发现，如果将MPT64蛋白20位和24位的氨基酸改变为半胱氨酸，其保存时间将大大延长，科学家可以生产上述耐储存的MPT64蛋白的现代生物工程技术是________________________________。解析：(1)以mRNA为模板合成cDNA的过程是逆转录，需要逆转录酶的催化。由于DNA转录形成的mRNA过程中非编码序列不转录，所以形成的cDNA与结核杆菌中该基因碱基序列不同。(2)在PCR技术中，以已知一段MPT64基因的核苷酸序列为模板，合成引物。在操作步骤中需要加热至90～95℃，以打开DNA的双链。(3)在农杆菌转化法中，将MPT64基因插入到农杆菌的Ti质粒的T­DNA上，通过农杆菌的转化作用，就可以使目的基因进入胡萝卜细胞，并将其插入到植物细胞中的染色体的DNA上。基因的表达产物是蛋白质，要确认MPT64基因是否在胡萝卜植株中表达，应检测胡萝卜植株中是否含有MPT64蛋白。(4)利用蛋白质工程可以通过设计改造原有蛋白质的结构和功能。答案：(1)逆转录酶不同(2)引物目的基因DNA受热变性解链为单链(3)Ti质粒的T­DNA染色体的DNAMPT64蛋白(4)蛋白质工程2．(2017·衡水模拟)油菜中油酸为不饱和脂肪酸，能降低人体血液的胆固醇含量，减少人体患心血管病的风险。F基因控制合成的油酸酯氢酶催化油酸形成饱和脂肪酸，转反义F基因油菜能提高菜籽油的油酸含量。请分析回答下列问题：(1)从油菜细胞的染色体DNA获取F基因后进行大量扩增的方法为___________。(2)构建反义F基因表达载体时，需要用到的工具酶有_____________________；农杆菌可用来将反义F基因表达载体导入油菜细胞，从分子角度分析，其具有的特点是______________________________________________。构建反义F基因表达载体时没有设计标记基因，其可能的原因是_______________________________________________。(3)Le启动子为种子特异性启动子，将F基因反向连接在Le启动子之后构建了反义F基因。检测转反义F基因油菜细胞内F基因转录的mRNA含量，结果表明，因杂交形成双链RNA，细胞内F基因的mRNA水平下降。由此推测，反义F基因的转录抑制了F基因的________(填“复制”“转录”或“翻译”)过程。若F基因转录时，两条单链(a1、a2)中a1为转录的模板链，则反义F基因转录时的模板链为__________。解析：(1)PCR技术是一种体外扩增DNA片段的技术。(2)构建基因表达载体时，首先需要用限制酶切割含有目的基因的外源DNA分子和运载体，其次还需要用DNA连接酶将目的基因与运载体连接形成重组DNA分子；因农杆菌的Ti质粒上的T­DNA可转移至受体细胞，并且整合到受体细胞染色体的DNA上，故农杆菌转化法为常用的将目的基因导入植物细胞的方法；标记基因表达产物，可能会对食品安全构成威胁，所以构建反义F基因表达载体时没有设计标志基因，这样不会产生标记基因表达产物，有利于食品安全。(3)mRNA是翻译的模板，转反义F基因油菜细胞内F基因转录的mRNA含量下降，可见反义F基因的转录抑制了F基因的翻译过程。F基因转录形成的RNA能与反义F基因转录形成的RNA互补配对，若F基因转录时，两条单链(a1、a2)中a1为转录的模板链，推测反义F基因转录时的模板链为a2。答案：(1)PCR技术(2)限制酶、DNA连接酶其Ti质粒上的T­DNA可转移至受体细胞，并且整合到受体细胞染色体的DNA上无标记基因表达产物，有利于食品安全(3)翻译a23．科学家通过利用PCR定点突变技术改造Rubisco酶基因，提高了光合作用过程中Rubisco酶对CO2的亲和力，从而显著提高了植物的光合速率。请回答下列问题：(1)PCR过程所依据的原理是________________，该过程需要加入的酶是_____________。(2)该技术不直接改造Rubisco酶，而通过对Rubisco酶基因进行改造，从而实现对Rubisco酶的改造，其原因是_______________________________。与传统基因工程技术相比较，定点突变技术最突出的优点是_______________________，PCR定点突变技术属于_______________的范畴。(3)可利用定点突变的DNA构建基因表达载体，常用__________________将基因表达载体导入植物细胞，将该细胞利用植物组织培养技术培育成幼苗，从细胞水平分析所依据的原理是____________。解析：(1)PCR技术是一种体外扩增DNA片段的技术，其原理是DNA双链复制，该过程需要耐高温的DNA聚合酶(或Taq酶)的催化。(2)由于蛋白质空间结构较为复杂，改造困难，所以该技术不直接改造Rubisco酶，而通过对Rubisco酶基因进行改造，从而实现对Rubisco酶的改造；和传统基因工程技术相比较，定点突变技术最突出的优点是能生产出自然界不存在的蛋白质，PCR定点突变技术属于蛋白质工程的范畴。(3)将基因表达载体导入植物细胞常用农杆菌转化法；植物组织培养技术的原理是植物细胞的全能性。答案：(1)DNA双链复制耐高温的DNA聚合酶(或Taq酶)(2)蛋白质空间结构较为复杂，改造困难能生产出自然界不存在的蛋白质蛋白质工程(3)农杆菌转化法植物细胞的全能性4．在植物抗病毒基因工程中，利用植物病毒复制酶基因是一种常见的方法，某实验小组将芜菁花叶病毒复制酶(TuMV­Nib)反义基因导入大白菜中，经检测表明TuMV­Nib反义基因不仅整合到大白菜的染色体中，还获得表达，而且转基因植株的接种测试表明转基因植株具有明显的抗病性。TuMV­Nib反义基因的作用过程如下图所示，请回答下列问题：(1)实验室大量扩增TuMV­Nib反义基因常用的技术为___________，该技术需要加入的原料是____________，利用该技术扩增目的基因时_________(填“需要”或“不需要”)知道该基因的全部碱基序列。(2)将目的基因导入植物细胞的常用方法是_________，该方法常将目的基因导入Ti质粒的T­DNA分子中，其原因是_______________________________________。分析图示可知，TuMV­Nib反义基因主要通过影响图中的_________(填序号)过程，影响TuMV­Nib基因的表达。(3)对已经被病毒感染的植株，可选取该植株的茎尖通过_________________技术获得脱毒苗，利用茎尖作为材料的原因是____________________________________________。解析：(1)大量扩展TuMV­Nib反义基因常用PCR技术，该技术需要加入四种脱氧核糖核苷酸(或dATP、dTTP、dCTP、dGTP)为原料，利用该技术扩增目的基因时不需要知道该基因的全部碱基序列，但需要根据基因两端的部分序列合成引物。(2)将目的基因导入植物细胞常用农杆菌转化法，该方法常将目的基因导入Ti质粒的T­DNA分子中，借助T­DNA能主动转移并整合到宿主细胞染色体的DNA分子中的特点导入目的基因。据图可知，TuMV­Nib反义基因转录出反义mRNA，与mRNA结合，导致图中②翻译过程受阻，影响TuMV­Nib基因的表达。(3)对已经被病毒感染的植株，由于茎尖很少或没有被病毒感染，可选取该植株的茎尖通过植物组织培养技术获得脱毒苗。答案：(1)PCR四种脱氧核糖核苷酸(或dATP、dTTP、dCTP、dGTP)不需要(2)农杆菌转化法T­DNA能主动转移并整合到宿主细胞染色体的DNA分子中②(3)植物组织培养茎尖很少或没有被病毒感染5．(2017·新余市模拟)科学家将人的生长激素基因与pBR322质粒进行重组，将得到的重组质粒导入牛的受精卵，再通过细胞工程培育为转基因克隆牛。pBR322质粒含有2个抗生素抗性基因和5个限制酶切点(如图2)。请据图回答问题：(1)图1中显示的人的生长激素基因是通过人工合成的，图中①过程需要的酶是_____________。该过程所依据的碱基互补配对原则是____________________________(用字母和箭头表示)。(2)图1中的mRNA是从人体的____________细胞中获取的。(3)重组质粒形成与否需要鉴定和筛选，方法是将重组质粒的DNA分子导入大肠杆菌，通过含抗生素的培养基进行培养，观察大肠杆菌的生长、繁殖情况进行判断。如图3所示：①如果受体菌在培养基A上能生长、繁殖形成菌落，而不能在培养基B上生长、繁殖，则使用限制酶a的切点是图2中的___________________，即目的基因插入了_____________________中。②如果受体菌在培养基A上不能生长、繁殖形成菌落，而在培养基B上能生长、繁殖，则使用限制酶a的切点是图2中的_________，即目的基因插入了______________中。③如果受体菌在培养基A和培养基B上都能生长、繁殖形成菌落，则使用限制酶a的切点是图2中的_________。解析：(1)根据图1分析，目的基因是通过mRNA逆转录形成的，需要逆转录酶的催化；RNA中的碱基是A、U、C、G，DNA中的碱基是A、T、C、G，所以配对方式是A→T、U→A、G→C、C→G。(2)根据题意，生长激素基因是目的基因，该基因表达产物由垂体细胞分泌，所以需要从垂体细胞中提取mRNA。(3)①受体菌能在含氨苄青霉素的培养基上生存，不能在含四环素的培养基上生存，所以限制酶切点位于抗四环素基因内部，由图2可知，是切点3或切点4或切点5。②受体菌不能在含氨苄青霉素的培养基上生存，能在含四环素的培养基上生存，所以限制酶切点位于抗氨苄青霉素基因内部，由图2可知，是切点1。③受体菌能在含氨苄青霉素的培养基上生存，也能在含四环素的培养基上生存，所以这两个抗生素抗性基因都没有被破坏，由图2可知，是切点2。答案：(1)逆转录酶A→T、U→A、G→C、C→G(2)垂体(3)①切点3或切点4或切点5抗四环素基因②切点1抗氨苄青霉素基因③切点2考点二克隆技术6.蓝莓中富含的花青素能有效地改善视力，下图为科学家利用植物组织培养的方法，大量培养蓝莓具体流程的文字图解。请回答下列问题：蓝莓组织――→①愈伤组织――→②长出丛芽――→③生根――→④移栽成活(1)用于离体培养的蓝莓组织叫作_____________，该技术的原理是___