基因工程的操作工具及基本步骤

1．下图为DNA分子的某一片段，其中①②③分别表示某种酶的作用部位，则相应的酶依次是(　　)

A．DNA连接酶、限制酶、解旋酶

B．限制酶、解旋酶、DNA连接酶

C．解旋酶、限制酶、DNA连接酶

D．限制酶、DNA连接酶、解旋酶

【答案】　C

2．(2010年南通模拟)限制酶是一种核酸内切酶，可识别并切割DNA分子上特定的核苷酸序列。下图为四种限制酶BamHⅠ、EcoRⅠ、HindⅢ和BglⅡ的识别序列和切割位点。

切割出来的DNA黏性末端可以互补配对的是(　　)

A．BamHⅠ和EcoRⅠ　　　　　 B．BamHⅠ和HindⅢ

C．BamHⅠ和BglⅡ   D．EcoRⅠ和HindⅢ

【解析】　只有黏性末端相同才可互补，BamHⅠ和BglⅡ切出的末端相同。

【答案】　C

3．下列关于基因表达载体构建的相关叙述，不正确的是(　　)

A．需要限制酶和DNA连接酶

B．必须在细胞内进行

C．抗生素抗性基因可作为标记基因

D．启动子位于目的基因的首端

【答案】　B

4．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，只有通过鉴定与检测才能知道。下列属于目的基因检测和鉴定的是(　　)

①检测受体细胞中是否有目的基因

②检测受体细胞中是否有致病基因

③检测目的基因是否转录出了mRNA

④检测目的基因是否翻译成蛋白质

A．①②③   B．②③④

C．①③④   D．①②④

【答案】　C

5．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Ⅰ的识别序列和切点是—G^↓GATCC—，限制酶Ⅱ的识别序列和切点是—^↓GATC—。根据下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Ⅱ切割

B．目的基因和质粒均用限制酶Ⅰ切割

C．质粒用限制酶Ⅱ切割，目的基因用限制酶Ⅰ切割

D．质粒用限制酶Ⅰ切割，目的基因用限制酶Ⅱ切割

【答案】　D

6．下图为利用生物技术获得生物新品种的过程，据图回答：

(1)在基因工程中，A表示_____，如果直接从苏云金芽孢杆菌中获得抗虫基因，①过程使用的酶区别于其他酶的特点是______，B表示________。

(2)B→C为转基因绵羊的培育过程，其中④用到的生物技术主要有动物细胞培养和_______。在动物细胞培养过程中，需让培养液中含有一定量的CO₂，其主要作用是________________________________________________________________________。

(3)B→D过程中，若使用的棉花受体细胞为体细胞，⑤表示的生物技术是_____。要确定目的基因(抗虫基因)导入受体细胞后，是否能稳定遗传并表达，需进行检测和鉴定工作，请写出在个体水平上的鉴定过程：____________________________________________

________________________________________________________________________。

【答案】　(1)目的基因　能够识别特定的脱氧核苷酸序列　重组DNA　(2)胚胎移植　维持培养液的pH　(3)植物组织培养　让害虫吞食转基因棉花的叶子，观察害虫的存活情况，以确定其是否具有抗虫性状

7．如下图为利用生物技术获得生物新品种的过程，据图回答：

(1)在基因工程中，A→B为______技术，利用的原理是_______，其中①为____过程。

(2)加热至94 ℃的目的是使DNA中的_____键断裂，这一过程在细胞内是通过　　　　的作用来完成的。

(3)当温度降低时，引物与模板末端结合，在DNA聚合酶的作用下，引物沿模板链延伸，最终合成两条DNA分子，此过程中原料是　　　　　　　　，遵循的原则是________________________________________________________________________。

(4)目的基因导入绵羊受体细胞常用______技术。

(5)B→D为抗虫棉的培育过程，其中④过程常用的方法是______，要确定目的基因(抗虫基因)导入受体细胞后，是否能稳定遗传并表达，需进行检测和鉴定工作，请写出在个体生物学水平上的鉴定过程：______________________________________________

________________________________________________________________________。

【解析】　(1)A→B为体外DNA复制即PCR技术，与体内DNA复制原理相同，解旋方式不同，PCR技术是用高温变性使其解旋。(2)94 ℃时DNA双链解旋，破坏的是两条链之间的氢键，而在细胞内DNA复制解旋时解旋酶起相同作用。(3)PCR技术与DNA复制过程原理是相同的，即碱基互补配对，原料均为4种脱氧核苷酸。(4)转基因动物培育中目的基因的导入常用显微注射技术。(5)将目的基因导入植物细胞常用的方法为农杆菌转化法，其优点是能将外源基因导入到受体细胞的染色体DNA分子上；在个体水平上鉴定，即通过生物体所体现的性状来判断，抗虫棉应具有的性状为害虫吞食后使其死亡。

【答案】　(1)PCR　DNA复制　DNA解旋　(2)氢　解旋酶　(3)4种脱氧核苷酸　碱基互补配对原则　(4)显微注射　(5)农杆菌转化法　让害虫吞食转基因棉花的叶子，观察害虫的存活情况，以确定性状

8．科学家通过基因工程方法，将苏云金芽孢杆菌的Bt毒蛋白基因转入普通棉株细胞内，并成功实现了表达，从而培育出了能抗棉铃虫的棉花植株——抗虫棉。其过程大致如下图所示。

(1)基因工程的操作程序主要包括的四个步骤是____、_______、______、　_____。

(2)Ti质粒是农杆菌中的一种质粒，其上有T-DNA，把目的基因插入Ti质粒的T-DNA中是利用T-DNA___________的特点。

(3)Bt毒蛋白基因转入普通棉株细胞内并成功实现表达的过程，在基因工程中称为_____。

(4)将目的基因导入受体细胞的方法有很多种，该题中涉及的是________。

(5)目的基因能否在棉株体内稳定维持和表达其遗传特性的关键是_______，这需要通过检测才能知道，检测采用的方法是__________。

【答案】　(1)目的基因的获取　基因表达载体的构建　将目的基因导入受体细胞　目的基因的检测与鉴定　(2)可转移到受体细胞并且整合到受体细胞染色体DNA上　(3)转化　(4)农杆菌转化法　(5)目的基因是否插入了受体生物细胞的染色体DNA上　DNA分子杂交技术

9．酵母菌的维生素、蛋白质含量高，可用来生产食品和药物等。科学家将大麦细胞的LTP1基因植入啤酒酵母菌中，获得的啤酒酵母菌种可产生LTP1蛋白，并酿出泡沫丰富的啤酒。基本的操作过程如下：

(1)该技术定向改变了酵母菌的性状，这在可遗传变异的来源中属于________。

(2)从大麦细胞中可直接分离获得LTP1基因，还可采用_____方法获得目的基因。本操作中为了将LTP1基因导入酵母菌细胞内，所用的载体是_____。

(3)要使载体与LTP1基因连接，首先应使用_____进___行切割。切割完成后，采用　　　　酶将载体与LTP1基因连接。

(4)有C进入的酵母菌分别在含有青霉素、四环素的两种选择培养基上的生长情况是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

(5)除了看啤酒泡沫丰富度外，还可以怎样检测LTP1基因在啤酒酵母菌中的表达？________________________________________________________________________。

【答案】　(1)基因重组　(2)人工合成　质粒　(3)限制性核酸内切酶　DNA连接　(4)在含有青霉素的培养基上能存活，但在含有四环素的培养基上不能存活　(5)检验转基因啤酒酵母菌能否产生LTP1蛋白