課時規范練43基因工程的應用及蛋白質工程(含實驗)一、基礎練1.下列哪項不是植物基因工程技術的主要應用?()A.培育抗蟲性的農作物B.培育抗病植物C.改良農作物的品質D.作器官移植的供體2.不是由基因工程方法生產的藥物有()A.青霉素 B.白細胞介素C.干擾素 D.乙肝疫苗3.下列有關動物基因工程的說法,錯誤的是()A.將外源生長激素基因導入動物體內可提高動物生長速率B.將腸乳糖酶基因導入奶牛基因組中,使獲得的轉基因牛分泌的乳汁中乳糖的含量大大降低C.利用基因工程技術,得到的乳腺生物反應器可以解決很多重要的藥品的生產問題D.用轉基因動物作為器官移植的供體時,由于導入的是調節因子,而不是目的基因,因此無法抑制抗原的合成4.動物乳腺生物反應器是一項利用轉基因動物的乳腺代替傳統的生物發酵,進行大規模生產可供治療人類疾病或用于保健的活性蛋白質的現代生物技術。目前科學家已在牛和羊等動物的乳腺生物反應器中表達出了抗凝血酶、血清白蛋白、生長激素等重要藥品。大致過程如圖所示。下列有關說法錯誤的是()A.通過③形成的重組質粒具有人的藥用蛋白基因和標記基因即可B.④通常采用顯微注射技術C.在轉基因母牛的乳腺細胞中人的藥用蛋白基因才會得以表達,因此可以從乳汁中提取藥物D.該技術生產藥物的優點是產量高、質量好、易提取5.利用PCR技術可獲得目的基因,下列相關敘述正確的是()A.在用PCR技術擴增DNA時,DNA的復制過程與細胞內DNA的復制類似B.PCR反應體系中需添加磷酸、脫氧核糖和含氮的堿基作為原料C.PCR體系中需要添加從受體細胞中提取的解旋酶和DNA聚合酶D.PCR反應中溫度的周期性改變是為了DNA聚合酶催化不同的反應6.用XhoⅠ和SalⅠ兩種限制性內切核酸酶分別處理同一DNA片段,酶切位點及酶切產物分離結果如圖。以下敘述不正確的是()A.圖1中兩種酶識別的核苷酸序列不同B.圖2中酶切產物可用于構建重組DNAC.泳道①中是用SalⅠ處理得到的酶切產物D.圖中被酶切的DNA片段是單鏈DNA7.下列關于基因工程的敘述,正確的是()A.若受體大腸桿菌含有構建重組質粒時用到的限制性內切核酸酶,則一定有利于該重組質粒進入受體并保持結構穩定B.抗除草劑基因轉入某抗鹽植物獲得2個穩定遺傳轉基因品系,抗性鑒定為抗除草劑抗鹽和抗除草劑不抗鹽。表明抗鹽性的改變一定與抗除草劑基因的轉入無關C.抗除草劑基因轉入某植物獲得轉基因植株,其DNA檢測均含目的基因,抗性鑒定為抗除草劑和不抗除草劑。表明一定是前者表達了抗性蛋白而后者只表達抗性基因RNAD.已知不同分子量DNA可分開成不同條帶,相同分子量的為一條帶。用某種限制性內切核酸酶完全酶切環狀質粒后,出現3條帶。表明該質粒上一定至少有3個被該酶切開的位置8.下列有關“DNA的粗提取與鑒定”的敘述,正確的是()A.菜花和哺乳動物成熟的紅細胞均可作為提取DNA的材料B.向切碎的植物組織中加入適量清水,可獲得含大量DNA的溶液C.根據DNA不溶于酒精,但某些蛋白質溶于酒精的原理初步分離DNA與蛋白質D.用玻璃棒快速攪拌會使DNA獲得量增加9.識圖作答。(1)PCR技術的中文名稱為,加熱使DNA雙鏈打開,這一步是打開氫鍵,在細胞中是在酶的作用下進行的。

(2)當溫度降低時,引物與模板末端結合,在酶的作用下,引物沿模板延伸,最終合成2個DNA分子,此過程中的原料是,遵循的原則是。

(3)PCR技術使DNA分子大量復制,若將一個用15N標記的DNA分子放入試管中,以14N標記的脫氧核苷酸為原料,連續復制4次之后,則15N標記的DNA分子占全部DNA分子的比例為。在基因工程中,把選出的目的基因(共2000個脫氧核苷酸對,其中腺嘌呤脫氧核苷酸是860個)放入DNA擴增儀中擴增4代,那么,在擴增儀中應放入胞嘧啶脫氧核苷酸的個數是,其中在第四代利用的胞嘧啶脫氧核苷酸的個數是。

二、提升練1.某實驗小組將人生長激素基因導入大腸桿菌以制備工程菌,下列相關敘述正確的是()A.人生長激素基因可以通過下丘腦細胞的mRNA為模板的逆轉錄獲得B.將人的生長激素基因導入大腸桿菌,需要處理得到感受態細胞C.利用工程菌制備的生長激素需要與天然產品的功能進行活性比較D.與人細胞分泌的天然生長激素相比,工程菌無法對生長激素進行正常的加工和修飾2.蛋白質工程是指根據人們對蛋白質功能的特定需求,對蛋白質的結構進行分子設計、生產的過程。下面是蛋白質工程的基本途徑,據圖分析下列敘述正確的是()預期蛋白

質功能設計預期蛋

白質結構推測應有氨

基酸序列推測相應基因中

脫氧核苷酸序列生產相應

蛋白質A.過程A所需原料是脫氧核苷酸,過程B所需原料是氨基酸B.參與C過程的細胞器有核糖體、內質網、高爾基體、線粒體等C.D過程主要依據每種氨基酸都有其對應的密碼子D.通過蛋白質工程可以獲得人類需要的蛋白質3.科研人員運用基因工程技術讓奶牛的乳腺合成并分泌人的血清白蛋白。下列相關敘述正確的是()A.該技術導致轉基因奶牛發生了定向變異B.該過程所需要的目的基因可以通過逆轉錄的方法獲得C.該過程需把人血清白蛋白的完整基因與載體連接構建基因表達載體D.胚胎移植前無需對含有人血清白蛋白基因的早期胚胎進行性別鑒定4.糖尿病發病率在我國近30年來增長極為迅速,發病的年齡大大提前,這與人們不健康的生活方式有關,同時也與患者體內胰島素的缺乏有關。生產速效胰島素以及利用轉基因技術實現胰島素的批量生產就成為目前治療糖尿病的新思路,回答下列有關問題。(1)速效胰島素的獲得是科學家將胰島素B鏈的第28與第29個氨基酸調換順序后實現的。該過程中,需要對(填“胰島素”“胰島素基因”或“胰島”)進行定向改造。

(2)利用轉基因技術實現胰島素的批量生產,其關鍵操作環節是。

(3)對于胰島素基因的獲取,一是通過從細胞中提取合成的胰島mRNA,經過逆轉錄過程合成;二是通過分析胰島素的

序列,進行人工合成。利用上述兩種方法獲得的基因結構(填“相同”或“不同”)。

(4)為了將改造后的分子順利導入大腸桿菌體內,一般需要用CaCl2處理大腸桿菌細胞,使之成為細胞。若將重組的DNA導入植物細胞可采用的方法有(寫出兩種)。

課時規范練43基因工程的應用及蛋白質工程(含實驗)一、基礎練1.D培育器官移植的供體為動物基因工程技術的重要應用。2.A白細胞介素、干擾素和乙肝疫苗都屬于蛋白質,可利用轉基因工程菌生產,青霉素不是蛋白質,不能利用基因工程方法生產。3.D用轉基因動物作為器官移植的供體時,可將器官供體基因組導入某種調節因子,以抑制抗原決定基因的表達,或設法除去抗原決定基因,再結合克隆技術,培育出沒有免疫排斥反應的轉基因克隆器官。4.A要讓藥用蛋白基因在乳腺細胞內表達并分泌含藥物的乳汁,重組質粒上還必須具有乳腺蛋白基因的啟動子等調控組件,A項錯誤;轉基因動物通常利用的受體細胞是受精卵,采用顯微注射技術,B項正確;只有母牛到達泌乳期,乳腺細胞才會表達相應的藥用蛋白基因,乳汁中含有藥物,C項正確;從乳汁里提取藥物,優點突出,使動物本身成為“批量生產藥物的工廠”,D項正確。5.APCR技術擴增目的基因的原理就是DNA半保留復制,A項正確;PCR反應體系中需添加脫氧核糖核苷酸作為原料,B項錯誤;PCR過程中是通過高溫使氫鍵斷裂的,因此不需要加入解旋酶,C項錯誤;PCR反應中溫度的周期性改變是為了變性、復性、延伸,而不是為了DNA聚合酶催化不同的反應,D項錯誤。6.D通過圖1可知,兩種限制性內切核酸酶切割DNA分子的不同部位,說明兩種限制性內切核酸酶識別的核苷酸序列不同,A項正確;圖2中的酶切產物是DNA分子片段,可用于構建重組DNA,B項正確;觀察圖1可知,該DNA片段有3個SalⅠ酶切位點,故用SalⅠ處理后,可形成4個DNA分子片段,電泳后出現4條電泳帶,C項正確;限制性內切核酸酶作用的是雙鏈DNA片段,因此圖中被酶切的DNA片段應是雙鏈DNA,D項錯誤。7.D若受體大腸桿菌含有構建重組質粒時用到的限制性內切核酸酶,則該酶會對進入受體的重組質粒進行切割,不利于其保持結構穩定,A項錯誤;抗除草劑基因轉入抗鹽植物,獲得了抗除草劑抗鹽品系和抗除草劑不抗鹽品系,不抗鹽品系的產生可能是轉入的抗除草劑基因插入到抗鹽基因內影響其表達造成,B項錯誤;轉基因植物中均含抗除草劑基因,但存在抗除草劑和不抗除草劑兩種植株,前者表達了抗性蛋白,后者可能抗除草劑基因未轉錄出mRNA,或轉錄出的mRNA未能翻譯成蛋白質,C項錯誤;某種限制性內切核酸酶完全酶切環狀質粒后,出現3條帶,即3種不同分子量DNA,因此環狀質粒上至少有3個酶切位點,D項正確。8.C哺乳動物成熟的紅細胞沒有細胞核和細胞器,不含DNA,A項錯誤;向切碎的植物組織中加入適量的清水,會降低DNA的溶解度,析出DNA分子,B項錯誤;用玻璃棒快速攪拌會使DNA斷裂,不會使DNA獲得量增加,D項錯誤。9.答案:(1)聚合酶鏈式反應解旋(2)Taq4種脫氧核苷酸堿基互補配對原則(3)1/8171009120解析:(1)PCR是聚合酶鏈式反應的縮寫。加熱使DNA雙鏈打開,這一步是打開氫鍵,在細胞中是在解旋酶的作用下進行的。(2)當溫度降低時,引物與模板末端結合,在Taq酶的作用下,引物沿模板延伸,最終合成2個DNA分子,此過程中的原料是4種脫氧核苷酸,遵循的原則是堿基互補配對原則。(3)PCR技術使DNA分子大量復制,若將一個用15N標記的DNA分子放入試管中,以14N標記的脫氧核苷酸為原料,連續復制4次之后,總DNA數達到24=16(個),其中含15N的DNA是2個,所以15N標記的DNA分子占全部DNA分子的比例為2/16=1/8。根據題意可知:A=T=860,總堿基數是4000,所以G=C=1140,那么擴增4代,需要提供的胞嘧啶脫氧核苷酸的個數是1140×(24-1)=17100(個)。其中在第四代共產生8個DNA,所以在該過程中利用的胞嘧啶脫氧核苷酸的個數是1140×8=9120(個)。二、提升練1.BCD人生長激素基因在垂體細胞中表達,在下丘腦細胞中不表達,因此下丘腦細胞中沒有生長激素基因轉錄出的mRNA,A項錯誤;將人的生長激素基因導入大腸桿菌,常用Ca2+處理大腸桿菌細胞,使細胞處于一種能吸收周圍環境中DNA分子的生理狀態,這種細胞稱為感受態細胞,B項正確;利用工程菌制備的生長激素需要與天然產品的功能進行活性比較,以確定轉基因產品的功能活性是否與天然產品相同,C項正確;與人細胞分泌的天然生長激素相比,由于大腸桿菌為原核生物,無內質網和高爾基體,無法對生長激素進行正常的加工和修飾,D項正確。2.CD據圖分析可知,過程A是預期蛋白質的功能,過程B是設計預期蛋白質的結構,因此A、B過程均不需要原料,A項錯誤;圖中C過程只是推測應有的氨基酸序列,因此不需要核糖體、內質網、高爾基體、線粒體等參與,B項錯誤;D過程是推測相應基因中脫氧核苷酸序列,以及氨基酸與mRNA中密碼子的對應關系,先推測出mRNA中的堿基序列,再根據堿基互補配對的原則推測出相應基因中的核苷酸序列,C項正