第2节 基因工程的基本操作程序 知识点题库

基因工程常用的受体细胞有      (    )
①大肠杆菌   ②枯草杆菌    ③支原体    ④动植物细胞

A . ①②③④ B . ①②③ C . ②③④ D . ①②④
下列有关基因工程的叙述,正确的是:(     )

A . 用反转录法合成胰岛素基因时只能从胰岛B细胞中提取相关的模板 B . 载体上的标记基因有利于促进目的基因在受体细胞中表达 C . 限制性核酸内切酶和DNA聚合酶是基因工程中两类常用的工具酶 D . 目的基因导入受体细胞后,引起受体细胞的变异属于染色体畸变

GDNF是一种神经营养因子。对损伤的神经细胞具有营养和保护作用。研究人员构建了含GDNF基因的表达载体(如图1所示),并导入到大鼠神经干细胞中,用于干细胞基因治疗的研究。请回答:

  1. (1) 在分离和培养大鼠神经干细胞的过程中,使用胰蛋白酶的目的是        。

  2. (2) 构建含GDNF基因的表达载体时,需选择图1中的     限制酶进行酶切。

  3. (3) 经酶切后的载体和GDNF基因进行连接,连接产物经筛选得到的载体主要有三种:单个载体自连、GDNF基因与载体正向连接、GDNF基因与载体反向连接(如图1所示)。为鉴定这3种连接方式,选择HpaI酶和BamHI酶对筛选的载体进行双酶切,并对酶切后的DNA片段进行电泳分析,结果如图2所示。图中第 泳道显示所鉴定的载体是正向连接的。

  4. (4) 将正向连接的表达载体导入神经干细胞后,为了检测GDNF基因是否成功表达,可用相应的    与提取的蛋白质杂交。当培养的神经干细胞达到一定的密度时,需进行      培养以得到更多数量的细胞,用于神经干细胞移植治疗实验。

下列有关PCR技术的说法不正确的是(    )

A . PCR技术需要特殊的DNA解旋酶 B . PCR技术体外复制DNA以指数形式扩增 C . PCR技术的原理与DNA复制的原理相同 D . PCR技术的前提是有一段已知目的基因的核苷酸序列
PCR技术又称聚合酶链式反应,现在已成为分子生物学实验室的一种常规手段,它可以在体外很短的时间内将DNA大量扩增。你认为下列符合在体外进行PCR反应条件的一组是(    )

① 稳定的缓冲液环境   ② DNA模板 ③ 合成引物      ④ 四种脱氧核苷酸

⑤ DNA聚合酶    ⑥ DNA解旋酶  ⑦ 限制性核酸内切酶  ⑧ 温控设备

A . ①②③④⑤⑥ B . ①②③④⑤⑥⑦⑧ C . ③④⑤⑥⑧ D . ①②③④⑤⑧

为实现目的基因与运载体结合,以便在大肠杆菌中大量表达相应的蛋白质,研究人员进行了如图所示操作.请分析回答下列问题:

(1)图表示用BamH I切割含目的基因的 ,质粒经相同限制酶处理后,经 的作用获得a,a称作 .将a与感受态大肠杆菌混合后,混合物应接种在含有的培养基上.质粒中抗氨苄青霉素基因称为 ,在筛选过程起作用.若要证明培养基是否符合实验要求,培养基上需接种 的感受态大肠杆菌,培养后不出现菌落则培养基合格.

(2)DNA分子中,一条链中的两个核苷酸通过 相连,已知碱性磷酸酶能除去核苷酸末端的5’磷酸,构建a的过程中用该酶处理质粒,但目的基因不用碱性磷酸酶处理,这样做的目的是 . 如果要检测目的基因 是否成功表达,须提取培养后大肠杆菌的 , 用相应抗体检测.

回答以下关于基因工程和胚胎工程的相关问题:

(1)基因工程是指按照人们的愿望,进行严格的设计,并通过体外DNA重组和转基因等技术,赋予生物以新的遗传特性.利用基因工程等技术培育转基因生物时,基因工程的四步骤如下:

第一步:目的基因的获取.获取方法有 (写出两种即可).

第二步:基因表达载体的构建.该步骤常用的工具酶是 .完整的重组载体应具备 种特殊DNA片段.

第三步:将目的基因导人受体细胞.如受体细胞为动物的 ,则常用的方法是显微注射法;如受体细胞为微生物细胞,则用 处理细胞,使其处于感受态,然后在一定温度下重组表达载体与缓冲液混合完成转化.

第四步: .

(2)胚胎工程主要是对哺乳动物的胚胎进行某种人为的工程技术操作,然后让它继续发育,获得人们所需要的成体动物的新技术.

①体外受精:对精于进行获能处理的方法有 .获能的精于与成熟的卵子需在 中完成受精作用.

②早起胚胎的发育:受精卵不断增殖的过程,细胞分化最先出现在 期.

③胚胎移植:适合移植的胚胎是 .

下面是将某细菌的基因A导入大肠杆菌内,制备“工程菌”的示意图.

请据图回答:

(1)获得A有两条途径:一是以A的mRNA为模板,在 酶的催化下,合成互补的单链DNA,然后在 作用下合成双链DNA,从而获得所需基因;二是根据目标蛋白质的 序列,推测出相应的mRNA序列,然后按照碱基互补配对原则,推测其DNA的 序列,再通过化学方法合成所需基因.

(2)利用PCR技术扩增DNA时,需要在反应体系中添加的有机物质有 、 、4种脱氧核苷酸三磷酸和耐热性的DNA聚合酶,扩增过程可以在PCR扩增仪中完成.

(3)由A和载体B拼接形成的C通常称为 .

(4)在基因工程中,常用Ca2+处理D,其目的是 .

基因工程技术已成为生物科学的核心技术,限制酶被誉为基因工程中的“分子手术刀”.图中的Sma I、EcoR I、BamH I、Hind III都是限制酶,图中的箭头表示几种限制酶的酶切位点.回答下列问题:

  1. (1) 基因工程的核心是构建 . 用图中的质粒和外源DNA构建重组质粒时,不能使用Sma I切割,原因是 . 重组质粒中抗生素抗性基因可作为标记基因,原因是
  2. (2) 将日的基因导入植物细胞时,采用最多的方法是 . 目的基因进入受体细胞后的表达过程中,启动子需与识别和结合,从而驱动转录过程.最终目的基因是否成功翻译咸蛋白质,常用的方法进行检测,若出现杂交带,表明目的基因已形成蛋白质产品.
利用PCR技术可以快速扩增特定基因,下列有关PCR技术的叙述正确的是(  )
A . 需要加入解旋酶使模板DNA序列解旋 B . 需要加入人工合成的单链DNA作为引物 C . 反应需要的DNA聚合酶必须不断的加进反应体系中 D . 反应必须在相对稳定的温度条件下进行
目前,精子载体法逐渐成为具有诱惑力的制备转基因动物方法之一,该方法以精子作为外源基因的载体,使精子携带外源基因进入卵细胞受精.如图表示利用该方法制备转基因鼠的基本流程.请据图回答:

  1. (1) 精子载体法过程中外源基因能够整合到精子的上是提高转化率的关键,因为受精时只有精子的才能进入卵细胞中.
  2. (2) 过程②采用的是技术,卵细胞必需是培养到时期才能进行.
  3. (3) 利用转基因动物分泌的乳汁来生产药物的反应器是科学家用药用蛋白基因与的启动子等调控组件重组在一起,然后导入哺乳动物的受精卵中,最终生长发育成转基因动物.
  4. (4) 过程③中形成无毒环境的做法是;该过程通入氧气的目的是
基因工程技术包括一系列的分子生物学操作步骤.请回答下列问题:
  1. (1) 基因工程操作的核心步骤是
  2. (2) cDNA文库的构建方法为
  3. (3) 限制酶、DNA连接酶和是基因工程的基本操作工具.其中限制酶的特点是
  4. (4) Mullis教授因发明PCR技术获1993年诺贝尔奖,PCR技术中需要的酶是,若PCR进行30轮循环,理论上可获得个基因片段.
  5. (5) 将目的基因导入动物受体细胞的方法是
  6. (6) 周光宇教授提出的花粉管通道法为我国的转基因抗虫棉作出重要贡献.请写出分子水平检测抗虫棉基因是否表达的方法及个体水平鉴定的方法
下列关于基因工程的叙述,错误的是(   )
A . cDNA文库中的基因可以进行物种间的基因交流 B . 转基因棉花是否具抗虫特性可通过检测棉花对某种害虫的抗性来确定 C . 外源DNA必须位于重组质粒的起始密码和终止密码之间才能进行表达 D . 抗虫棉的抗虫基因可通过花粉传递至近缘作物,从而造成基因污染
基因表达载体的构建是基因工程的重要技术。下图甲表示以大肠杆菌为受体细胞的基因表达载体的构建过程,请回答以下问题:

  1. (1) 质粒中的复制原点是酶识别和结合的位点。
  2. (2) 为了筛选获得含有上图所示重组质粒的大肠杆菌,实验人员首先将经转化处理过的大肠杆菌接种在含(抗生素)的培养基中,并出现菌落(图乙),然后用灭菌后的丝绒包上棉花制成的一枚“印章”,将图乙所示培养基上的菌落印到含(抗生素)的另一培养基上,培养后形成菌落(图丙)。图丙中,(填“能正常生长繁殖”或“不能正常生长繁殖”)的菌落已导入含目的基因的重组质粒。
  3. (3) 基因工程中,某些噬菌体经改造后可以作为载体。噬菌体载体与质粒载体相比,其优点是
  4. (4) 1967年,罗思和海林斯基发现细菌染色体DNA之外的质粒有自我复制能力,并可以在细菌细胞之间转移,这一发现对于当时基因工程技术的发展有什么促进作用?
  5. (5)  若某DNA分子片段用两种限制酶酶切成不同长度的片段(结果如下表所示)。

    酶切结果(1kb=1000对碱基)

    BamHI

    四个片段:8.0kb,7.5kb,4.5kb,2.9kb

    BglII

    三个片段:13kb,6kb,3.9kb

    BamHI+ BglII

    六个片段:7.5kb,6kb,3.5kb,2.9kb,2kb,1kb

    7.5kb、2.9kb和6kb三个片段中不存在BamHI和BglII两种酶的酶切位点,请根据上述酶切结果说明判断依据:。

下列有关基因工程技术的叙述,正确的是 (    )
A . 重组DNA技术所用的工具酶是限制酶、连接酶和运载体 B . 所有的限制酶都只能识别同一种特定的核苷酸序列 C . 只要目的基因进入受体细胞就能成功实现表达 D . 选用的细菌为重组质粒受体细胞,是因为质粒易进入细菌细胞且繁殖快
基因表达载体的构建是基因工程的核心。图1为限制酶EcoRⅠ的识别序列,图2表示目的基因及限制酶切点,图3表示目的基因上的DNA片段,图4表示质粒。请回答下列问题

  1. (1) 若用图1所示的限制酶EcoRⅠ切割外源DNA,就其特异性而言,切开的是之间相连的化学键。
  2. (2) 图3为目的基因中的某一片段,下列有关叙述正确的是__。
    A . 若图中右侧碱基序列为ACT能决定一个氨基酸,则ACT可称为一个密码子 B . DNA聚合酶和DNA连接酶都可作用于①②处 C . 若只用这个片段中的3个碱基对,排列出的DNA片段有64种 D . 就游离的磷酸基而言,该片段与重组质粒相比多了2个游离的磷酸基
  3. (3) 若利用PCR技术增加目的基因的数量,由图2可知,A、B、C、D四种单链DNA片段中应选取作为引物(DNA复制子链的延伸方向5′→3′)。该DNA分子在PCR仪中经过第次循环会产生等长的目的基因,该次循环能产生个这样的片段。
  4. (4) 为了使目的基因和质粒定向连接并且有利于受体细胞的筛选,提高重组效率,应该选择的限制酶是__。如果用限制酶PstⅠ、EcoRⅠ和HindⅢ同时对质粒进行切割,假设同时只有任意两个位点被切断且每次机会相等,则形成含有完整抗四环素基因的DNA片段有__种。
  5. (5) 如果大肠杆菌是受体细胞,则其体内应不含基因,以利于筛选出含重组质粒的受体菌。目的基因能在大肠杆菌细胞内表达出相同的蛋白质,其遗传学基础是
下 列有关基因工程操作的叙述,正确的是(  )
A . 用同种限制性内切酶切割运载体与目的基因 可获得相同的黏性末端 B . 以蛋白质的氨基酸序列为依据合成的目的基因与原基因的碱基序列相同 C . 检测到受体细胞含有目的基因就标志着基因工程操作成功 D . 用含抗生素抗性基因的质粒作为载体是因为其抗性基因便于与外源基因连接
人类复合型免疫缺陷症患者体内缺失腺苷酸脱氨酶(ADA)的基因,导致体内缺乏腺苷酸脱氨酶。随着基因工程的不断发展,科学家利用基因治疗治愈了人类复合型免疫缺陷症,过程如下图所示。

回答下列问题:

  1. (1) 基因工程的基本操作程序主要包括四个步骤,图中①代表的步骤是
  2. (2) 图中③表示目的基因的检测与鉴定。检测ADA基因是否存在T细胞中,用PCR技术进行扩增时,应提取T细胞中的(填“mRNA”“总“RNA”或“DNA”)作为PCR模板,从而筛选出含ADA基因的T细胞。检测ADA基因是否转录时,未出现ADA基因转录的mRNA,从基因表达载体的构建角度推测,最可能的原因是
  3. (3) 含ADA基因的T细胞必需要能产生,才能注入患者体内,达到治疗疾病的目的。这种治疗方法属于基因治疗,基因治疗是指
  4. (4) 基因工程中常用的载体,除上图所示以外,还有
PHB2蛋白具有抑制细胞增殖的作用。为初步探究某动物PHB2蛋白抑制人宫颈癌细胞增殖的原因,研究者从基因数据库中获取了该蛋白的基因编码序列(简称phb2基因),大小为0.9kb(1kb=1000碱基对),利用大肠杆菌表达该蛋白。回答下列问题:
  1. (1) 为获取phb2基因,提取该动物肝脏组织的总RNA,再经过程得到cDNA,将其作为PCR反应的模板,并设计一对特异性引物来扩增目的基因。
  2. (2) 图1为所用载体图谱示意图,图中限制酶的识别序列及切割位点见下表。为使phb2基因(该基因序列不含图1中限制酶的识别序列)与载体正确连接,在扩增的phb2基因两端分别引入两种不同限制酶的识别序列。经过这两种酶酶切的phb2基因和载体进行连接时,可选用(填“E.coliDNA连接酶”或“T4DNA连接酶”)。

    相关限制酶的识别序列及切割位点

    名称

    识别序列及切割位点

    名称

    识别序列及切割位点

    HindⅢ

    A↓AGCTT

    TTCGA↑A

    EcoRI

    G↓AATTC

    CTTAA↑G

    PvitⅡ

    CAG↓CTG

    GTC↑GAC

    PstI

    CTGC↓AG

    GA↑CGTC

    KpnI

    G↓GTACC

    CCATG↑G

    BamHI

    G↓GATCC

    CCTAG↑G

    注:箭头表示切割位点

  3. (3) 转化前需用CaCl2处理大肠杆菌细胞,使其处于的生理状态,以提高转化效率。
  4. (4) 将转化后的大肠杆菌接种在含氨苄青霉素的培养基上进行培养,随机挑取菌落(分别编号为1、2、3、4)培养并提取质粒,用(2)中选用的两种限制酶进行酶切,酶切产物经电分离,结果如图2,号菌落的质粒很可能是含目的基因的重组质粒。

    注:M为指示分子大小的标准参照物;小于0.2kb的DNA分子条带未出现在图中

  5. (5) 将纯化得到的pHB2蛋白以一定浓度添加到人宫颈癌细胞培养液中,培养24小时后,检测处于细胞周期(示意图见图3)不同时期的细胞数量,统计结果如图4。分析该蛋白抑制人宫颈癌细胞增殖可能的原因是将细胞阻滞在细胞周期的(填“G1”或“S”或“G2/M”)期。

菊花是一种常见的观赏花卉,易感桃蚜。桃蚜不但直接影响菊花生长,还是多种病毒的传播媒介。雪花莲凝集素基因GNA的表达产物能有效抑制桃蚜生长,某科研团队利用农杆菌转化法获得了转基因菊花。下列有关叙述正确的是(   )
A . 载体Ti质粒上的抗生素合成基因通常作为对重组DNA分子鉴定和筛选的标记基因 B . 用限制酶和DNA连接酶处理目的基因和Ti质粒时,只涉及氢键的断裂和形成 C . 基因表达载体组件中的起始密码子是RNA聚合酶识别和结合的部位,驱动基因转录 D . GNA基因插入Ti质粒的T—DNA上,农杆菌的转化作用能够使GNA基因进入菊花细胞
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