1、生物人教版高中选修3现代生物科技专题基因工程测试题测试一 专题1 基因(时间:45分钟,满分:100分) 一、选择题(每小题3分,共60分) 1.目的基因导入受体细胞后,是否可以稳定维持和表达其遗传特性,只有通过鉴定和检测才能知道。下列属于目的基因检测和鉴定的是( )。 检测受体细胞是否有目的基因 检测受体细胞是否有致病基因 检测目的基因是否转录出了mRNA 检测目的基因是否翻译成蛋白质 A. B. C. D. 答案:C 解析:目的基因的检测和签定有分子水平上的,如目的基因是否导入受体细胞,目的基因是否转录出了mRNA,目的基因是否翻译成蛋白质;还有个体水平上相应性状的鉴定,如抗虫、抗病性状等
2、。 2.科学家运用转基因技术,将苏云金芽孢杆菌的抗虫基因DXT转到大白菜细胞中,培育出抗虫效果很好的优质大白菜,减少农药的使用量,保护了环境。下列说法正确的是( )。 A.DXT基因的编码区由内含子和外显子组成 B.DXT基因能在大白菜细胞中正常表达 C.转基因技术所用的工具酶是限制酶、DNA连接酶和运载体 D.限制酶识别的序列一定是GAATTC 答案:B 解析:DXT基因是苏云金芽孢杆菌细胞中的基因,是原核基因,所以编码区没有内含子。运载体不是酶而是DNA。限制酶有多种,每种限制酶识别的序列都不相同。 3.已知某种限制性核酸内切酶在一线性DNA分子上有3个酶切位点,如下图中箭头所指。如果该线
3、性DNA分子在3个酶切位点上都被该酶切断,则会产生a、b、c、d四种不同长度的DNA片段。现有多个上述线性DNA分子,若在每个DNA分子上至少有1个酶切位点被该酶切断,则从理论上讲,经该酶酶切后,这些线性DNA分子最多能产生长度不同的DNA片段种类数是( ) 线性DNA分子的酶切示意图 A.3 B.4 C.9 D.12 答案:C 解析:本题考查基因工程的相关知识。限制性核酸内切酶具有专一性,据题干信息可知,三个切割位点都是该酶的切点,若线性DNA分子在三个切割位点都被切断,则得a、b、c、d;有一个切割位点被切,得ab、cd,或abc、d,或a、bcd;有两个切割位点被切,得a、b、cd,或a
4、b、c、d或a、bc、d。因此,共得到不同长度的DNA片段有9种。 4.下图所示的四条DNA分子中,彼此间具有相同黏性末端的一组是( )。 A. B. C. D. 答案:D 解析:本题考查限制酶切割DNA分子后形成的两种末端之一黏性末端。黏性末端是指双链DNA分子被限制酶切开后,切口处的两个末端伸出的由若干特定核苷酸组成的单链,其游离的碱基之间可以按照碱基互补配对原则配对。 5.甲、乙两图表示从细菌细胞中获取目的基因的两种方法,以下说法中错误的是( )。 A.甲方法可建立该细菌的基因组文库 B.乙方法可建立该细菌的cDNA文库 C.甲方法要以脱氧核苷酸为原料 D.乙方法需要逆转录酶参与 答案:
5、C 解析:甲方法是以细菌中的DNA为基础,用限制酶进行切割,它包括了细胞所有的基因,可以建立基因组文库,并且可以从中选出所需的目的基因。而乙方法是用逆转录的方法人工合成目的基因,它只能得到生物的部分基因,基因中只有编码区,所以组成的是该细菌的cDNA文库。 6.基因工程中,需使用特定的限制酶切割目的基因和质粒,便于重组和筛选。已知限制酶的识别序列和切点是GGATCC,限制酶的识别序列和切点是GATC。根据图示判断下列操作正确的是( )。 A.目的基因和质粒均用限制酶切割 B.目的基因和质粒均用限制酶切割 C.质粒用限制酶切割,目的基因用限制酶切割 D.质粒用限制酶切割,目的基因用限制酶切割 答
6、案:D 解析:本题中要遵循一个原则:不能同时将两个标记基因切开,至少保留一个,所以只能用酶切割质粒;而从目的基因右侧碱基序列可知只能用酶切割目的基因才能得到含目的基因的DNA片段。 7.下图是将人的生长激素基因导入细菌B细胞内制造“工程菌”的示意图。已知细菌B细胞内不含质粒A,也不含质粒A上的基因。判断下列说法正确的是( )。 A.将重组质粒导入细菌B常用的方法是显微注射法或基因枪法 B.将完成导入过程后的细菌涂布在含有氨苄青霉素的培养基上,能生长的只是导入了重组质粒的细菌 C.将完成导入过程后的细菌涂布在含有四环素的培养基上,能生长的是导入了质粒A的细菌 D.目的基因成功表达的标志是受体细胞
7、能在含有氨苄青霉素的培养基上生长 答案:C 解析:上述过程中受体细胞为细菌,导入目的基因的方法常用Ca2+处理法,由于目的基因的导入破坏了抗四环素基因,而抗氨苄青霉素基因仍然正常,所以导入了重组质粒的细菌不能在含四环素的培养基上生存,但能在含氨苄青霉素的培养基上生长。而不含目的基因的质粒进入细菌后可使细菌在含四环素和氨苄青霉素的培养基上生存。此时只能说明目的基因导入受体细胞,而并不能说明目的基因已表达。 8.1987年,美国科学家将萤火虫的荧光素基因转入烟草植株细胞,获得高水平的表达。长成的植株通体光亮,堪称自然界的奇迹。这一研究成果表明( )。 萤火虫与烟株植株的DNA结构基本相同 萤火虫与
8、烟株植株共用一套密码子 烟草植株体内合成了荧光素 萤火虫和烟草植株合成蛋白质的方式基本相同 A.和 B.和 C.和 D. 答案:D 9.下表关于基因工程中有关基因操作的名词及对应的内容,正确的组合是( )。 供剪针载受A质限制性酸内切DN连接提供的基的生大肠菌 B提供目的基因的生物 DNA连接酶限制性核酸内切酶 质粒大肠杆菌等 C 提供目的基因的生物 限制性核酸内切酶 DNA连接酶 质粒 大肠杆菌等 D 大肠杆菌等 DNA连接酶 限制性核酸内切酶 提供目的基因的生物 质粒 答案:C 解析:基因工程中的剪刀是限制性核酸内切酶,针线是DNA连接酶,载体最常用的是质粒,受体多用原核生物,如大肠杆菌等
9、。 10.1982年,美国科学家将人的生长素基因和牛的生长素基因分别注射到小白鼠的受精卵中得到了体型巨大的“超级鼠”。此项研究遵循的原理是( )。 A.DNARNA蛋白质 B.RNADNA蛋白质 C.DNA蛋白质RNA D.RNA蛋白质DNA 答案:A 11. 科学家将含人的胰蛋白酶基因的DNA片段,注射到羊的受精卵中,该受精卵发育的羊能分泌含抗胰蛋白酶的奶。这一过程不涉及( )。 A.DNA以其一条链为模板合成RNA B.DNA按照碱基互补配对原则自我复制 C.RNA以自身为模板自我复制 D.按照RNA密码子的排列顺序合成蛋白质 答案:C 12.下图示一项重要生物技术的关键步骤,字母X( )
10、。 A.一定是能合成胰岛素的细菌 B.一定是能合成抗体的人类细胞 C.有可能是合成胰岛素的细菌 D.一定不是合成抗生素的细菌 答案:C 13.下列有关于基因工程中载体的说法正确的是( )。 A.在进行基因工程操作中,被用作载体的质粒都是天然质粒 B.所有的质粒都可以作为基因工程中的载体 C.质粒是一种独立于细菌染色体外的链状DNA分子 D.作为载体的质粒DNA分子上应有对重组DNA进行鉴定和选择的标记基因 答案:D 解析:质粒是较好的基因工程的载体,要符合载体的含有标记基因、多个酶切位点、能够复制等多个条件,则要对天然质粒进行加工。它是细菌细胞质中小型环状的DNA分子。 14.下列关于基因工程
11、的叙述中正确的是( )。 基因工程是人工进行基因重组的技术,是在分子水平上对生物遗传作人为干预 基因治疗是基因工程技术的应用 基因工程打破了物种与物种之间的界限 基因治疗是对缺陷基因进行修复使其变为正常基因 A. B. C. D. 答案:B 解析:基因工程是分子水平上的操作,打破了物种之间的界限,而基因治疗是把正常基因导入受体细胞中替代缺陷基因。 15.下列关于对基因表达载体构建的一些说法,不正确的是( )。 A.需要限制酶和DNA连接酶参与 B.基因表达载体中含有启动子和终止密码子 C.通常用抗生素基因作为标记基因 D.基因表达载体的构建是基因工程的核心 答案:B 解析:基因表达载体构建关系
12、到目的基因在受体细胞中能否表达,它是基因工程的核心,它的构建需要限制酶和DNA连接酶参与,它的结构应由启动子、目的基因、终止子、标记基因组成,终止密码子是指位于mRNA上的不编码蛋白质的三个相邻碱基,是翻译结束的位点,而终止子是位于DNA上三个相邻的碱基,它是转录结束的位点。 16.检测转基因生物的染色体DNA上是否插入了目的基因采用的方法是( )。 A.抗原抗体杂交法 B.DNA分子杂交技术 C.mRNA杂交法 D.放射性同位素标记法 答案:D 17.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
13、是否导入进行检测 C.增加质粒分子的相对分子质量 D.便于与外源基因连接 答案:B 解析:如果受体细胞是细菌,可以根据被导入细胞是否具有对抗菌素的抗药性来判断质粒是否导入;如果该细菌没有抗药性,说明目的基因没有导入。 18.基因工程与蛋白质工程的区别是( )。 A.基因工程需对基因进行分子水平操作,蛋白质工程不对基因进行操作 B.基因工程合成的是天然存在的蛋白质,蛋白质工程合成的可以不是天然存在的蛋白质 C.基因工程是分子水平操作,蛋白质工程是细胞水平(或性状水平)操作 D.基因工程完全不同于蛋白质工程 答案:B 解析:基因工程和蛋白质工程两者的直接操作对象均为基因,属于分子水平。基因工程中是
14、把原有基因导入受体细胞表达产生天然存在的蛋白质,而蛋白质工程是对原有基因的结构进行改造或人工合成,导入受体细胞中表达产生天然不存在的蛋白质。 19.下图为用于基因工程的一个质粒示意图。用EcoR限制酶切割目的基因和该质粒,再用DNA连接酶连接形成重组质粒,然后导入大肠杆菌,最后将大肠杆菌放在四种培养基中培养:a无抗生素的培养基,b含四环素的培养基,c含氨苄青霉素的培养基,d含四环素和氨苄青霉素的培养基。含重组质粒的大肠杆菌能生长的是( )。 A.a B.a和c C.a和b D.b和c 答案:B 解析:根据示意图,质粒上含有氨苄青霉素的抗性基因,因此含重组质粒的大肠杆菌能够在含氨苄青霉素的培养基
15、上存活。 20.科学家把注入运动员细胞内能改善其各种运动能力和耐力的基因称为基因兴奋剂。下列有关基因兴奋剂的叙述正确的是( )。 A.基因兴奋剂是通过表达产生更多激素、蛋白质或其他天然物质从而提高运动能力的 B.基因兴奋剂是随着基因治疗的发展而诞生的,必须用到限制酶等 C.基因兴奋剂被称为最隐蔽的作弊行为,是因为目的基因在运动员的心脏细胞中表达 D.若一对夫妇注射了某基因兴奋剂后都显著提高了短跑成绩,则其子女都具有该性状 答案:B 解析:基因表达的产物就是蛋白质而并无其他种类的物质,它会在肌肉细胞中表达而改变肌肉运动能力和耐力,这对夫妇注射基因兴奋剂是后天改变的,而生殖细胞中不含有该基因,子女
16、不会具有该性状。 二、非选择题(共40分) 21.(10分)为扩大可耕地面积,增加粮食产量,黄河三角洲等盐碱地的开发利用备受关注。我国科学家应用耐盐基因培育出了耐盐水稻新品系。 (1)获得耐盐基因后,构建重组DNA分子所用的限制性核酸内切酶作用于图中的 处,DNA连接酶作用于 处。(填“a”或“b”) (2)将重组DNA分子导入水稻受体细胞的常用方法有农杆菌转化法和 。 (3)为了确定耐盐转基因水稻是否培育成功,既要用放射性同位素标记的 作探针进行分子杂交检测,又要用 方法从个体水平鉴定水稻植株的耐盐性。 答案:(1)a a (2)基因枪法(花粉管通道法) (3)耐盐基因(目的基因) 一定浓度
17、盐水浇灌(移栽到盐碱地中) 22.(10分)玉米等C4植物的光合效率较水稻、小麦等C3植物的高,磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC)在其中起了很大的作用。最近,有人利用土壤农杆菌介导法,将完整的玉米PEPC基因导入到了C3植物水稻的基因组中,为快速改良水稻等C3植物,提高粮食作物产量开辟了新途径。请回答: (1)若你是科研人员,最好采用 途径获得玉米PEPC基因。 (2)获得PEPC基因后,将其导入土壤农杆菌的质粒中,以获得重组质粒需要的工具酶是 和 。 (3)导入完成后得到的土壤农杆菌,实际上只有少数导入了重组质粒。可在培养土壤农杆菌的培养基中加入 ,最终筛选出成功导入了重组质粒的土壤农杆菌(
18、假设质粒中含有标记基因如青霉素抗性基因)。 (4)用含有重组质粒的土壤农杆菌感染水稻细胞,即使感染成功,即PEPC基因通过一定途径整合到水稻的基因组中,也不一定会表达,其原因最可能是 。 A.玉米和水稻不共用一套密码子 B.水稻中缺乏合成PEPC的氨基酸 C.PEPC基因受到水稻基因组中相邻基因的影响 D.整合到水稻基因组中的PEPC基因被水稻的某种酶破坏了 (5)PEPC基因在水稻细胞中成功表达的标志是 。 答案:(1)人工合成基因 (2)限制酶 DNA连接酶 (3)青霉素 (4)C (5)在水稻细胞中合成PEPC 解析:(1)由于已知目的基因的产物,所以用人工合成法获取目的基因,从操作上比
19、较简单。(2)在基因表达载体构建过程中需要将质粒切开并将目的基因与之连接,所用的限制酶切开质粒,DNA连接酶将两者连在一起。(3)标记基因在目的基因检测和鉴定中起决定作用。(4)不同生物共用一套密码子,而且氨基酸种类齐全,这都不是基因不表达的根本原因,而基因与基因之间存在相互影响的复杂关系,制约基因的表达。(5)表达成功即合成相应蛋白质。 23.(10分)苏云金杆菌(Bt)能产生具有杀虫能力的毒素蛋白。下图是转Bt毒素蛋白基因植物的培育过程示意图(ampr为抗氨苄青霉素基因),据图回答下列问题。 (1)将图中的DNA用Hind 、BamH完全酶切后,反应管中 种DNA片段。 (2)图中表示Hi
20、nd 与BamH酶切、DNA连接酶连接的过程,此过程可获得 种重组质粒;如果换用Bst与BamH 酶切,目的基因与质粒连接后可获得 种重组质粒。 (3)目的基因插入质粒后,不能影响质粒的 。 (4)图中的Ti质粒调控合成的vir蛋白,可以协助带有目的基因的TDNA导入植物细胞,并防止植物细胞中 对TDNA的降解。 (5)已知转基因植物中毒素蛋白只结合某些昆虫肠上皮细胞表面的特异受体,使细胞膜穿孔,肠细胞裂解,昆虫死亡。而该毒素蛋白对人类的风险相对较小,原因是人类肠上皮细胞 。 (6)生产上常将上述转基因作物与非转基因作物混合播种,其目的是降低害虫种群中的 基因频率的增长速率。 答案:(1)4
21、(2)2 1 (3)复制 (4)DNA水解酶 (5)表面无相应的特异性受体 (6)抗性 解析:(1)用Hind 、BamH 完全酶切后,应有4种DNA片段。(2)用Hind与BamH 酶切、DNA连接酶连接的过程中,获得的黏性末端有两种,所以形成的重组质粒也有两种,而Bst 与Bam H 酶切后,形成的黏性末端相同,所以可形成1种重组质粒。(3)目的基因插入后不能影响质粒的复制。(4)vir蛋白与 TDNA结合在一起,使DNA水解酶不能分解。(5)人类肠上皮细胞表面无相应特异性受体,所以毒素蛋白对人类影响小。(6)降低害虫种群中抗性基因频率的增长速率,往往用转基因作物与非转基因作物混合播种。
22、24.(10分)2008年诺贝尔化学奖授予了三位在研究绿色荧光蛋白(GFP)方面作出突出贡献的科学家。绿色荧光蛋白能在蓝光或紫外光的激发下发出荧光,这样借助GFP发出的荧光就可以跟踪蛋白质在细胞内部的移动情况,帮助推断蛋白质的功能。下图为我国首例绿色荧光蛋白(GFP)转基因克隆猪的培育过程示意图,据图回答: (1)过程中必须 对Ti质粒和绿色荧光蛋白基因进行切割。 (2)过程将重组质粒导入猪胎儿成纤维细胞时,采用最多也最有效的方法是 。 (3)如果将切取的GFP基因与抑制小猪抗原表达的基因一起构建到载体上,GFP基因可以作为基因表达载体上的 。 (4)目前科学家们通过蛋白质工程制造出了蓝色荧光
23、蛋白、黄色荧光蛋白等,采用蛋白质工程技术制造出蓝色荧光蛋白的正确顺序是 (用数字表示)。 推测蓝色荧光蛋白的氨基酸序列和基因的核苷酸序列 蓝色荧光蛋白的功能分析和结构设计序列 蓝色荧光蛋白基因的修饰(合成) 表达出蓝色荧光蛋白 答案:(1)同一种限制酶 (2)显微注射法 (3)标记基因 (4) 解析:(1)过程是把目的基因和载体结合,必须应用同一种限制酶,得到相同的黏性末端。(2)在基因工程中目的基因导入动物细胞时,最常采用的方法为显微注射法。(3)GFP基因控制合成的蛋白可在蓝光或紫外光的激发下发出荧光,故GFP基因可作为标记基因。(4)蛋白质工程的核心是对基因的改造设计,但起点应是对蛋白质功能的分析和结构设计。
