第2节基因工程的基本操作程序知识点题库

蓝藻拟核DNA上有控制叶绿素合成的ch1L基因。某科学家通过构建该种生物缺失ch1L，以研究ch1L基因对叶绿素合成的控制，技术路线如图所示，下列相关叙述错误的是

A . ①②过程应使用不同的限制性内切酶 B . ①②过程都要使用DNA连接酶 C . 终止密码子是基因表达载体的重要组成部分 D . 在操作成功，可用含红霉素的培养基筛选出该变异株

PCR技术的操作步骤依次是（）

A . 高温变性、中温延伸、低温复性 B . 高温变性、低温复性、中温延伸 C . 中温延伸、高温变性、低温复性 D . 中温延伸、低温复性、高温变性

运用现代生物技术，将苏云金芽孢杆菌的抗虫基因整合到棉花细胞中，为检测实验是否成功，最方便的方法是检测棉花植株是否有(　　)

A . 抗虫基因 B . 抗虫基因产物 C . 新的细胞核 D . 相应性状

科学家通过基因工程的方法，能使马铃薯块茎含有人奶主要蛋白．以下有关基因工程的叙述错误的是（　　）

A . 在基因工程中，PCR技术可用于任何目的基因的获取，且能迅速获得大量目的基因 B . 基因表达载体中的启动子对于目的基因在块茎中的表达是不可缺少的 C . 应用DNA探针技术，可以检测转基因马铃薯植株中目的基因的存在及其转录产物 D . 用同一种限制酶，分别处理质粒和含目的基因的DNA，可用DNA连接酶连接形成重组DNA分子

回答下列有关生物工程的问题

图1利用现代生物工程技术治疗遗传性糖尿病（基因缺陷导致胰岛B细胞不能正常合成胰岛素，也称为1型糖尿病）的过程设计图解．

（1）图1中①所示的结构是，④过程常用的是方法．
（2）图1中需要的目的基因是，⑥过程需要酶．目的基因体外扩增的技术简称为．
（3）图1所示治病的方法叫做，与一般的异体移植相比最大的优点是．
（4） 1型糖尿病患者的另一种治疗方法是可以通过注射胰岛素的方法来缓解病情．利用微生物基因工程技术发酵生产可以获得大量胰岛素．现有一种可以作为目的基因运载体的普通质粒，用不同的酶切割质粒如图2所示[1kb即1000个碱基对，*表示EcoRV限制酶切割的一个黏性末端（单链片段）]．请将Mbol酶和EcoRV酶在图3中标注其所在位置和切割的长度．

如图为一系列生物技术操作示意图，请据图回答：

（1）在基因工程中，a过程为．如果直接从苏云金杆菌中获得抗虫基因，a过程使用的酶区别于其他酶的特点是．
（2）在基因工程中，b过程为，得到的细胞必须通过检测与鉴定，才能知道目的基因是否被导入，可采用的检测方法为．
（3）为提高胚胎的利用率，可通过（填字母）过程，此过程要选择发育良好、形态正常的胚．
（4）在植物细胞工程中，可采用法将目的基因导入植物细胞；过程f、g分别为、．

下列叙述正确的是（　　）

A . PCR技术利用了DNA双链复制的原理 B . 胚胎干细胞具有体积大，细胞核大，核仁小等特点 C . 卵子的发生是从初情期开始 D . 基因文库就是基因组文库

下面表示科学家培育耐寒生物的过程，请回答：

cDNA文库 $\text{[math]}$ 抗冻蛋白基因 $\text{[math]}$ 更多抗冻蛋白基因 $\text{[math]}$ ② $\text{[math]}$ 受体细胞→耐寒生物

（1）从cDNA文库中获取的目的基因（有/无）启动子．实现①过程常用PCR技术扩增．该技术的原理是．在PCR反应体系中应含有扩增缓冲液、4种原料、模板DNA、引物及．
（2） ②表示，其中标记基因的作用是．
（3）若要培育抗冻能力强的转基因羊，可将鱼的抗冻蛋白基因导入羊的中，该过程常用的方法是，培育该转基因羊的最后一道“工序”是胚胎工程的技术．

近年诞生的具有划时代意义的CRISPR/Cas9基因编辑技术可简单、准确地进行基因定点编辑．其原理是由一条单链向导RNA引导核酸内切酶Cas9到一个特定的基因位点进行切割．通过设计向导RNA中20个碱基的识别序列，可人为选择DNA上的目标位点进行切割（见图）．下列有关叙述正确的是（　　）

A . 向导RNA可在RNA聚合酶催化下合成 B . Cas9蛋白的作用是破坏DNA特定位点核苷酸之间的氢键 C . 通过修饰Cas9蛋白让它只切开单链，可减少非同源染色体末端间连接的机会 D . 该技术可被用于关闭、启动基因的表达或替换基因

请据图回答下列问题：

（1）在培育转人生长激素基因牛过程中，①过程需要的工具酶，②过程常用的方法是。
（2）转人生长激素基因牛可通过分泌的乳汁来生产人生长激素，在基因表达载体中，人生长激素基因的首端必须含有
（3） prG能激发细胞不断分裂，通过基因工程导入该调控基因来制备单克隆抗体，Ⅱ最可能是细胞。
（4）在抗虫棉培育过程中，④过程常用的方法是，⑤过程采用的技术。

下列关于生物工程中常见的几种酶的叙述，正确的是 (　　)

A . DNA连接酶可把目的基因与载体的黏性末端的碱基黏合，形成重组DNA B . 限制性核酸内切酶将一个DNA分子片段切成两条脱氧核苷酸链 C . Taq酶是用PCR仪对DNA分子扩增过程中常用的一种耐高温的DNA聚合酶 D . 用纤维素酶和果胶酶处理植物细胞获得原生质体，便于植物杂交育种

现代生物工程技术推动了医药学、免疫学等领域的发展，依据现代生物工程技术的相关知识和原理回答下列问题：

（1）利用基因工程技术实现胰岛素的批量生产是目前糖尿病治疗的新思路，该过程中的关键操作环节是，该环节目的是使胰岛素基因，同时，使其能够表达和发挥作用。
（2）单克隆抗体的制备中，将经抗原免疫的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞进行融合，再用特定的选择性培养基进行筛选，获得杂交瘤细胞后，还需进行培养和抗体阳性检测，经过多次筛选，就能获得能分泌单一抗体的杂交瘤细胞。最后获得的杂交瘤细胞只能产生一种单一抗体的原因是。
（3）在胚胎工程中，胚胎移植前，通过技术可获得较多胚胎；移植后的胚胎能在受体子宫中存活的生理基础是。

“不务正业”的化学诺奖又颁给了生物学，2018年10月3日，诺贝尔化学奖授予了格雷格•温特（Gregory P.Winter）等3位科学家，以表彰他们在酶的定向进化，肽类和噬菌体展示技术等方面的成绩。噬菌体展示技术是将外源蛋白或多肽的DNA序列插入到噬菌体外壳蛋白结构基因的适当位置，使外源基因随外壳蛋白的表达而表达，同时，外源蛋白随噬菌体的重新组装而展示到噬菌体表面的生物技术。

请根据材料回答下列问题：

（1）噬菌体的遗传物质是，如噬菌体外壳蛋白展示胰岛素蛋白原，构建基因表达载体时，胰岛素基因前还要插入。
（2）将外源蛋白或多肽的DNA序列插入到噬菌体外壳蛋白结构基因中，需要用到的工具酶有。噬菌体外壳蛋白结构基因用EcoRⅠ切割后产生的片段如图：

图示末端为，为使外源蛋白DNA序列能与其相连，外源蛋白DNA除可用EcoRⅠ切割外，还可用另一种酶切割，该酶必须具有的特点是。
（3）从物质基础来看，不同生物之间能够进行基因重组，原因是。
（4）雷格•温特发明了“拟人化”和全拟人化的噬菌体展示技术，并开发了制造人源化抗体以及在细菌中重组表达人源抗体的技术，这一技术解决了单克隆抗体传统的制备过程中需要将和相融合的需求。单克隆抗体常应用于分子靶向治疗，其特点是。

研究人员利用小鼠的单倍体ES细胞(只有一个染色体组)，成功培育出转基因小鼠。其主要技术流程如图所示，请分析回答下列问题：

注：Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ代表四种识别序列均不相同的限制酶。箭头指向的位置为限制酶的切割位置：Amp^r是氨芐青霉素抗性基因，Neo^r是G418抗性基因。

（1）利用PCR技术可以扩增目的基因，PCR反应体系中除含缓冲液、模板DNA、dNTP(包含dATP、dCTP、dGTP、dTTP)、引物以外，还应含有；引物应选用下图中的(填图中标号)。
（2）在基因工程操作步骤中，过程①②称为。已知氨芐青霉素不能有效杀死小鼠细胞，而一定浓度的G418能有效杀死不具有Neo^r的小鼠细胞。结合上图推测，过程①选用的2种限制酶是(填图中编号)，③处的培养液应添加(填“氨芐青霉素”或“G418”)。
（3）细胞乙与类似，图中桑椹胚需通过技术移入代孕小鼠子宫内继续发育，进行该操作前需对受体小鼠进行处理。

重组人血小板生成素（rhTPO）是一种造血生长因子，如图是科学家培育乳汁中含有rhTPO的羊的相关过程。请回答下列相关问题。

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（1）利用PCR技术对目的基因进行扩增时，利用的原理是。设计引物是PCR技术的关键之一，某同学根据已知的rhTPO基因的核苷酸序列设计的两对引物如下图所示，其中引物对（填“A”或“B”）设计不合理，原因是。

引物对A

P₁   GTCCGCTAGTGGCTGTG

P₂   AGCTGGCGTTTAGCCTG

引物对B

S₁   AAGCCGGGCGCGCGGAA

S₂   TTCGGCCCGCGCGCCTT
（2） HindIII和XhoI两种限制酶切割出的黏性末端不同，将含有rhTPO基因的DNA片段和质粒都通过HindIII和XhoI切割，可以避免。拼接成重组质粒时，需要加入酶才能完成。rhTPO基因能否在羊受精卵细胞中稳定遗传的关键是。
（3）通常需要在胚胎移植前对早期胚胎进行性别鉴定，应从发育到时期的胚胎的中取样做DNA分析性别鉴定。
（4）为了使rhTPO基因只在羊乳腺细胞中表达，在构建基因表达载体时需要在rhTPO基因前端加上。移植的胚胎可以在受体母羊中存活的原因是。

下图是SARS-CoV-2又称新冠病毒(+RNA)的结构模式图。生物学家根据RNA能否直接起mRNA作用而分成正链(+)RNA病毒与负链(-)RNA病毒两种。负链RNA病毒(如毒弹状病毒)的RNA不能作为mRNA,须先合成互补链(正链)作为mRNA,再翻译蛋白质分子。结合图回答下列问题。

（1） SARS-CoV-2合成E蛋白的过程是,SARS-CoV-2与HIV在遗传物质复制过程的不同之处是。
（2） S蛋白是SARS-CoV-2表面主要抗原,要获取大量S蛋白,首先需要利用SARS-CoV-2获取能产生S蛋白的目的基因。其方法是从培养SARS-CoV-2的细胞中获取mRNA,构建文库,从中获取目的基因,然后加上构建完整的基因表达载体。
（3）与新冠肺炎康复者捐献的血浆中的抗体相比,抗S蛋白的单克隆抗体的优点是,其制备的过程中,第二次筛选的目的是。
（4）在对新冠疑似患者的检测中,有时会出现假阴性现象,除了核酸检测这种方法外,在分子水平上还可以利用方法进行检测。
（5）新冠肺炎重症患者病情恶化的主要原因之一是病毒感染过度激活人体免疫系统,导致肺部出现炎性组织损伤。在修复这些患者的肺损伤方面,干细胞被寄予厚望。因此干细胞治疗成为一种可能,人的ES细胞在培养液中加入,就可诱导分化成不同类型的细胞,达到治疗目的。

在基因工程的基本操作程序中，目的基因的获取的途径不包括（）

A . 从基因文库中获取目的基因 B . 利用PCR技术扩增目的基因 C . 人工合成目的基因 D . 利用DNA分子杂交技术，获取目的基因

基因漂移一般多指转基因生物中的外源基因向附近野生近源物种自发转移，导致其基因发生变化的现象。2016 年，我国科学家找到了一个在水稻花粉粒中特异性表达的基因O_sNP1 ，该基因能调节花粉正常发育，其突变体表现为花粉败育。科研人员将正常的O_sNP1基因与来自玉米的a淀粉酶基因以及一种来自珊瑚的红色荧光蛋白基因串联，导入O_sNP1突变的雄性不育植株，培育了转基因水稻。转基因水稻中正常的O_sNP1基因可以恢复水稻产生花粉的能力，a^一淀粉酶基因能阻断花粉中淀粉的储藏使发育中的花粉败育，红色荧光蛋白基因只能在种子中表达，可以帮助种子分选。这一做法有效阻止了花粉介导的基因漂移。

（1）用图中不同的限制酶切割目的基因后进行串联可以有效防止，将串联成功的基因插入载体，需要向反应体系中加入的酶有（写具体名称）。
（2）培育转基因水稻的核心工作是，为保证串联的基因都能在转基因水稻中成功表达，至少需要种启动子。
（3）构建好的基因表达载体可采用我国科学家独创的法导人水稻子房中。串联基因导入O_sNP 1突变的雄性不育植株后形成的杂合植株自交，后代雄性不育植株与转基因植株的比例为
（4）转基因杂合植株自交能有效阻止花粉介导的基因漂移，原因是；对自交后代进行筛选不用培育到成熟个体就能准确分选，理由是。

（一）苹果树腐烂病由真菌感染引起，为了寻找生物防治该病的途径，研究者拟从土壤中分离筛选出能抑制苹果树腐烂病菌生长的芽孢杆菌，实验流程如下图。请回答：

（1）配制培养基时，培养基的灭菌应该在倒平板（填“之前”或“之后”）。
（2）图中①过程取5g土壤加入45mL无菌水中充分振荡得到10^-1的土壤稀释液，进行系列稀释后，用法接种到培养基上。在接种过程中，下列选项无需用到的是（填序号）。
①酒精灯 ②玻璃刮刀 ③显微镜 ④接种环 ⑤移液器
（3）接种后在37℃条件下培养24小时，根据菌落特征鉴别出芽孢杆菌并进一步纯化。目的菌筛选时，应将芽孢杆菌接种于（填“A”或“B”）处，培养3~5天，筛选出抑菌率最高的菌株。
（4）与化学防治相比，该生物防治方法的优势是。（只需答出一点）
（5）
（二）干燥综合征（SS）是一种自身免疫病，其血清中存在多种抗体，其中以SSB抗体特异性最强。科研人员为生产SSB抗体的检测试剂，利用基因工程获得重组SSB蛋白，流程如下，请回答：

利用RNA通过①过程获得cDNA需要酶。通过PCR技术扩增SSB基因的前提是要有，以便合成引物。为与PET41a质粒连接，获得的目的基因A两端要含有，酶切位点。

（6）获得含SSB基因的重组质粒后，进行如下实验切割原质粒和重组质粒，获得片段大小如表（1kb=1000碱基对），分析数据，计算可得SSB基因的长度为。与人基因组文库中的SSB基因相比，通过①过程获得的SSB基因结构特点是。

限制酶	EcoRI	BamHI和XhoI
原质粒	8.1kb	2.7kb、5.4kb
重组质粒	3.4kb、5.0kb	未做该处理

（7） ②过程目的是将重组质粒转染到处于的大肠杆菌内，并接种于添加的培养基上，收集菌落进行鉴定，将阳性菌落进一步纯化后将菌体破碎处理，筛选得到重组SSB蛋白。

棉花是世界性的重要经济纤维作物，土壤盐分过高会对棉花的生产产生严重影响，因此筛选耐盐棉花品种成为棉花农业生产中急需解决的问题。径柳匙叶草液泡膜Na⁺/K⁺逆向转运蛋白基因（TaNHX2基因）有利于提高植物的耐盐能力，科研工作者将TaNHX2基因转移到棉花细胞内，获得了转基因耐盐棉花新品种。回答下列问题：

（1）科研人员在获得TaNHX2基因对应的核苷酸序列的情况下，利用DNA合成仪直接合成目的基因，该种获取目的基因的方法为。
（2）构建基因表达载体时，科研人员将TaNHX2基因整合到土壤农杆菌的Ti质粒上，一般用相同的限制酶切割目的基因和Ti质粒的片段，目的是。构建成功的基因表达载体应含有启动子、终止子、（答出三种）等结构。
（3）转化后的棉花细胞进行组织培养发育成完整植株，组织培养使用的培养基所含有的主要成分除了水、无机营养成分和有机营养成分外，还有（答出两种）等。
（4）为了检测技术成果，科研工作者在个体水平上的检测方法是。

第2节 基因工程的基本操作程序 知识点题库

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