1、第第 3 3 章章 基因工程基因工程 进阶训练进阶训练 1.(2020 汉川市第二中学高二期末)获得抗除草剂转基因玉米自交系 A，技术路线 如下图。为防止酶切产物自身环化，构建表达载体需用 2 种限制酶，选择的原则 是( ) Ti 质粒内，每种限制酶只有一个切割位点 G 基因编码蛋白质的序列中，每 种限制酶只有一个切割位点 酶切后，G 基因形成的两个黏性末端序列不相同 酶切后，Ti 质粒形成的两个黏性末端序列相同 A. B. C. D. 解析 为防止酶切产物自身环化，构建表达载体需用 2 种限制酶，则质粒内每种 限制酶只有一个切割位点，正确；含目的基因 DNA 内每种限制酶也只有一个 切割位点
2、，目的基因内不能有限制酶切割位点，错误；为防止酶切产物自身环 化，则酶切后的两个黏性末端序列不同，正确、错误。 答案 A 2.(2020 莱芜市高二联考)某实验小组利用下图所示质粒和目的基因来构建基因表 达载体，将目的基因导入大肠杆菌细胞并表达。下列叙述正确的是( ) A.图中的质粒用酶 A 切割后，会产生 8 个游离的磷酸基团 B.在构建重组质粒时，可用酶 A 和酶 C 切割质粒和目的基因 C.成功导入目的基因的大肠杆菌可在含四环素的培养基中生长 D.若用酶 B 和酶 C 切割，可以避免质粒的自身环化 解析 质粒中含有2个酶A的酶切位点， 所以切割后会产生4个游离的磷酸基团， A 错误；如果
3、用酶 A 和酶 C 同时切割质粒，会破坏质粒的标记基因，B 错误；根 据 B 项分析，需要用酶 B 和酶 C 切割质粒和目的基因，导致四环素抗性基因被 破坏，所以不能在含四环素的培养基中生长，C 错误；若用酶 B 和酶 C 切割，产 生不同的黏性末端，可避免质粒自身环化，D 正确。 答案 D 3.(2020 衡水二中高二联考)下图表示某质粒上的氨苄青霉素抗性基因(Ampr)和四 环素抗性基因(Tetr)，P 点为目的基因插入位点，则成功导入重组质粒的受体细胞 ( ) A.既能在含氨苄青霉素培养基上生存，也能在含四环素培养基上生存 B.能在含氨苄青霉素培养基上生存，不能在含四环素培养基上生存 C
4、.不能在含氨苄青霉素培养基上生存，能在含四环素培养基上生存 D.既不能在含氨苄青霉素培养基上生存，也不能在含四环素培养基上生存 解析 据图可知目的基因插入四环素抗性基因(Tetr)中，导致该基因被破坏，氨苄 青霉素抗性基因(Ampr)保持完整结构，因此成功导入重组质粒的受体细胞，能在 含氨苄青霉素培养基上生存，不能在含四环素培养基上生存。 答案 B 4.(2020 云南民族大学附属中学高二月考)下图表示基因工程中构建生产人乳铁蛋 白的重组载体。图中 tetR表示四环素抗性基因，ampR表示氨苄青霉素抗性基因， BamH、Hind 、Sma直线所示为三种限制酶的酶切位点。图中将人乳铁蛋 白基因插
5、入载体，需用几种限制酶同时酶切载体和人乳铁蛋白基因？筛选含有重 组载体的大肠杆菌首先需要在含哪种抗生素的培养基上进行？( ) A.1 种 四环素 B.2 种 氨苄青霉素 C.1 种 氨苄青霉素 D.2 种 四环素 解析 外源 DNA 分子上含有限制酶 BamH、Hind 、Sma 的切割位点，其 中限制酶 Sma 的切割位点位于目的基因上， 所以获取目的基因和构建基因表达 载体时，应用 Hind 和 Bam H2 种限制酶。用限制酶 Hind 和 BamH切割 质粒后，会破坏质粒上的四环素抗性基因 tetR，但不会破坏氨苄青霉素抗性基因 ampR，因此筛选含有重组载体的大肠杆菌首先需要在含氨苄
6、青霉素的培养基上进 行。因此，B 正确，A、C、D 错误。 答案 B 5.(2020 北京高二期末)下图为获得抗除草剂转基因玉米 A 的技术路线，含有内含 子的报告基因只能在真核生物中正确表达，其产物能催化无色物质 K 呈现蓝色。 转化过程中愈伤组织表面常残留农杆菌，会导致未转化的愈伤组织可能在含除草 剂的培养基中生长。相关叙述错误的是( ) A.采用 PCR 扩增目的基因时，设计的引物间要避免形成氢键 B.为防止酶切产物自身环化，构建表达载体需用两种不同的限制酶 C.检测是否转化成功，需要依次利用抗生素抗性基因和报告基因 D.利用 T- DNA 可以将目的基因插入到农杆菌的染色体 DNA 上
7、 解析 采用 PCR 扩增目的基因时，设计的引物应与模板链结合，所以引物间不能 形成氢键，A 正确；为防止酶切产物自身环化，构建表达载体需用两种不同的限 制酶，产生不同的黏性末端，以防止酶切产物自身环化，B 正确；利用抗生素抗 性基因可检测基因表达载体是否导入农杆菌，由于转化过程中愈伤组织表面常残 留农杆菌，会导致未转化的愈伤组织可能在含除草剂的培养基中生长，且含有内 含子的报告基因只能在真核生物中正确表达， 其产物能催化无色物质K呈现蓝色， 所以再通过报告基因可检测目的基因是否转化成功，C 正确；农杆菌属于原核生 物，无染色体，D 错误。 答案 D 6.(2019 辽宁鞍山一中高二期中)某一
8、质粒载体如图所示，外源 DNA 插入到 Ampr 或 Tetr中会导致相应的基因失活(Ampr表示氨苄青霉素抗性基因， Tetr表示四环素 抗性基因)。有人将此质粒载体用 BamH酶切后，与用 BamH酶切获得的目的 基因混合， 加入 DNA 连接酶进行连接反应， 用得到的混合物直接转化大肠杆菌， 之后受体细胞的类型(对两种抗生素表现出抗性 r 或敏感性 s)不包含( ) A.Ampr、Tetr B.Ampr、Tets C.Amps、Tetr D.Amps、Tets 解析 大肠杆菌中含有质粒载体的， 有两种抗性， 即 Ampr、 Tetr， A 不符合题意； 含有插入了目的基因的重组质粒的大肠
9、杆菌，有氨苄青霉素抗性，但没有四环素 抗性，即 Ampr、Tets，B 不符合题意；大肠杆菌中，不存在有四环素抗性、没有 氨苄青霉素抗性的类型， C 符合题意； 含有环状目的基因的大肠杆菌， 没有抗性， 即 Amps、Tets，D 不符合题意。 答案 C 7.(2020 河南高二期末)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。请回答相关问 题： (1)研究者从其他植物中克隆出花色基因 C 时采用了 PCR 技术扩增，扩增过程需 要花色基因 C、引物之外，还需要_、_。 (2)为防止目的基因的自身环化和任意连接，有同
10、学认为可以用 EcoR 和 BamH 两种酶切割含 C 基因的 DNA 片段和图中质粒，有同学认为不妥，理由是 _ _ _。 (3)最后需要将重组质粒导入菊花细胞研究者采用了农杆菌转化法，这是利用了农 杆 菌 中 的Ti质 粒 上 的T- DNA( 可 转 移 的DNA) 的 特 性 ： _。若导入的是菊花体细胞，还需要通过 _才能得到菊花植株。 解析 (1)研究者从其他植物中克隆出花色基因 C 时采用了 PCR 技术扩增，扩增 过程除需要花色基因 C、引物之外，还需要四种脱氧核苷酸、TaqDNA 聚合酶(耐 高温的 DNA 聚合酶)。(2)为防止目的基因的自身环化和任意连接，有同学认为可 以
11、用 EcoR 和 BamH 两种酶切割含 C 基因的 DNA 片段和图中质粒，有同学 认为不妥，理由是花色基因 C 两侧没有 BamH 的识别序列，不能被 BamH 酶 切，质粒被 EcoR 和 BamH 两种酶切割后不能使目的基因连接在启动子和终 止子之间。(3)最后需要将重组质粒导入菊花细胞，研究者采用了农杆菌转化法， 这是利用了农杆菌中的 Ti 质粒上的 TDNA(可转移的 DNA)的特性： 可转移至受 体细胞，并且整合到受体细胞染色体的 DNA 上。若导入的是菊花体细胞，还需 要通过植物组织培养才能得到菊花植株。 答案 (1)四种脱氧核苷酸 TaqDNA 聚合酶(耐高温的 DNA 聚合
12、酶) (2)花色基 因 C 两侧没有 BamH 的识别序列，不能被 BamH 酶切，质粒被 EcoR 和 BamH 两种酶切割后不能使目的基因连接在启动子和终止子之间 (3)可转移至 受体细胞，并且整合到受体细胞染色体的 DNA 上 植物组织培养 8.(2020 黑龙江哈九中高二期末)由牛结核分枝杆菌引起的结核病是一种人畜共患 病。西北农科大成功培育出了抗结核病的转基因牛。研究中使用的 sp110 基因来 自小鼠，该基因的表达产物能够抑制牛结核分枝杆菌的增殖。经设计，sp110 基 因只在转基因奶牛的巨噬细胞中表达，其牛奶中不含转基因成分。 (1)为防止酶切产物自身环化，构建表达载体时可选用
13、2 种限制酶，酶切后，sp110 基因形成的两个黏性末端序列_(填“相同”或“不相同”)。 (2)该转基因克隆牛在核移植过程中选取的卵母细胞需要培养到_期。将转 基因的细胞注入去核卵母细胞后，需要用_方法激活受体细胞，使其完成 细胞分裂和发育进程。克隆出的牛犊与供体奶牛遗传物质相同，但也不是 100% 的复制，原因可能是_ _ _ (至少答出两点)。 (3)培育过程中为提高胚胎的利用率，可采用胚胎分割移植技术对囊胚的_ 进行均等分割，为了使胚胎移植能成功，需要对代孕奶牛进行_处理，使 之与供体的生理状况保持相同。 解析 (1)如果用一种限制酶来切割目的基因两端和质粒时，目的基因两端会出现 相同
14、的末端，这样在构建基因表达载体时，会出现 3 种情况：目的基因目的基 因、目的基因载体、载体载体，这样会出现自身环化现象，因此为防止酶切 产物自身环化，构建表达载体需用 2 种限制酶，酶切后，sp110 基因形成的两个 黏性末端序列不相同。(2)通常选取处在 M 期的去核卵母细胞作为受体细胞； 通过物理或化学方法激活重组细胞，使其完成减数分裂和发育进程；克隆出的牛 犊与供体奶牛遗传物质相同，但也不是 100%的复制，原因可能是生物的性状 受细胞核基因和细胞质基因共同控制；生物的性状还受环境因素的影响；生 长发育中发生基因突变。(3)培育过程中为提高胚胎的利用率，可采用胚胎分割移 植技术对囊胚的
15、内细胞团进行均等分割，为了使胚胎移植能成功，需要对代孕奶 牛进行同期发情处理，使之与供体的生理状况保持相同。 答案 (1)不相同 (2)M 物理或化学 生物的性状受细胞核基因和细胞质 基因共同控制；生物的性状还受环境因素的影响；生长发育中发生基因突变 (3)内细胞团 同期发情 9.(2019 江苏高二期中)天然玫瑰因缺少控制合成蓝色色素的基因 B 而不能开蓝色 花。科学家从开蓝色花的矮牵牛中发现了基因 B 后，利用生物工程技术培育出了 开蓝色花的玫瑰。下图为该育种过程的操作流程。 注：Ampr表示氨苄青霉素抗性基因，Tetr表示四环素抗性基因。外源 DNA 插入 到 Ampr或 Tetr中会导
16、致相应的基因失活。限制酶 EcoR、Hind 和 BamH的 识别序列及切割位点均不相同。 请回答下列问题： (1)图中将基因 B 导入玫瑰细胞的方法称为_。选择 Ti 质粒作为 运载体的原因是 Ti 质粒上的_可转移至受体细胞， 并且整合到受 体细胞染色体的 DNA 上。 (2)在构建重组 Ti 质粒时，应选用图中的_(限制酶)。有人用该种 限制酶分别切割 Ti 质粒和基因 B 后混合，加入 DNA 连接酶进行反应，用得到的 混合物直接转化细菌甲。 结果得到了四种细菌甲： 未被转化的、 含环状基因 B 的、 含 Ti 质粒的和含重组 Ti 质粒的。筛选目的细菌甲时，先用含_的固 体培养基培养
17、，不能生长的是_的细菌甲；然后再将能生长 的细菌甲接种到含_的固体培养基中，目的细菌甲在此培养基中 _(填“能”或“不能”)生长。 (3)由玫瑰韧皮部细胞形成组织乙的过程，实质是_ _ _ 的过程。 解析 (1)将目的基因导入植物细胞常用的方法是农杆菌转化法，将目的基因导入 Ti 质粒的 T- DNA 上，因为 T- DNA 能够转移到受体细胞染色体 DNA 上。(2)在构 建重组 Ti 质粒时，应选用图中的 BamH，这样构建的基因表达载体，含有标记 基因氨苄青霉素抗性基因，而不含四环素抗性基因，在含有氨苄青霉素的固体培 养基中培养，能生长；而在含有四环素的固体培养基中不能生长，这样才能选出 含有目的基因的重组质粒。(3)由图可知组织乙是愈伤组织，玫瑰韧皮部细胞形成 组织乙就是脱分化形成愈伤组织的过程，其实质是让已经分化的细胞，经过诱导 后，失去其特有的结构和功能而转变成未分化细胞。 答案 (1)农杆菌转化法 T- DNA (2)BamH 氨苄青霉素 未被转化的和含 环状基因 B 四环素 不能 (3)让已经分化的细胞，经过诱导后，失去其特有的 结构和功能而转变成未分化细胞
