7．基因工程简介
时间：60分钟，总分100分
一．择题题：每题只有一个选项符合题意，每题3分共51分。
★1．质粒、密码子、唾液淀粉酶所指物质的本质分别是
A．DNA、RNA、蛋白质 B．蛋白质、DNA、蛋白质
C．DNA、RNA、糖类 D．RNA、RNA、糖类
2.下列有关基因工程的叙述，不正确的是
A．一般用同一种限制性内切酶切割含目的基因的DNA和运载体DNA
B．常用的运载体是细菌质粒、噬菌体和动植物病毒
C．基因工程成功的标志是目的基因可以随受体细胞的繁殖而复制
D．“鸟枪法”获取目的基因一般用于获取原核生物的目的基因
★3．某科学家从细菌中分离出耐高温的淀粉酶（Amy）基因a，通过基因工程的方法将a转到马铃薯植株中，经过检测，Amy在成熟块茎细胞的间隙中发现。以下有关叙述正确的是
A．菌的基因a，可以混在水肥中，通过马铃薯植株的吸收和运输进入细胞内
B．导入成功后，将抑制细胞原有代谢，开辟新的代谢途径
C．因a在马铃薯细胞中成功表达出了耐高温的淀粉酶
D．RNA以自身为模板自我复制
4．下列关于基因工程中运载体的叙述，错误的是
A．能在宿主细胞中复制并保存 B．只有一个限制酶切点，以便与外源基因连接
C．具有标记基因，便于进行筛选 D．质粒是基因工程中最常用的运载体
5．水母发光蛋白由236个氨基酸构成，其中Asp、Gly和Ser构成发光环，现将这种蛋白质的基因作为生物转基因的标记。在转基因技术中，这种蛋白质的作用是
A．促使目的基因导入宿主细胞中 B．促使目的基因在宿主细胞中复制
C．使目的基因容易被检测出来 D．使目的基因容易成功表达
★6．通过基因工程，可利用大肠杆菌生产人的胰岛素，下列说法中正确的是
A．通常用鸟枪法直接获得目的基因
B．运载体除了可用质粒，还可以用聚乙二醇
C．可以直接用合成胰岛素的信使RNA作为目的基因
D．根据人的胰岛素的氨基酸序列人工合成目的基因
7．目前科学家把苏云金芽孢杆菌的抗虫基因导入到棉花细胞中，在棉花细胞中抗虫基因经过修饰后得以表达。下列叙述哪项不是这一先进技术的理论依据
A．所有生物共用一套遗传密码子
B．基因能控制蛋白质的合成
C．苏云金芽孢杆菌的抗虫基因与棉花细胞的DNA都是由四种脱氧核苷酸构成
D．苏云金芽孢杆菌的抗虫基因与棉花细胞内的DNA都在细胞核内的染色体上
8．在基因工程中，若目的基因是真核生物的某基因，则用鸟枪法和合成法获得的目的基因有差异。关于这种差异的叙述，正确的是
A．鸟枪法获得的目的基因不含内含子
B．合成法获得的目的基因含内含子
C．合成法获得目的基因需要用限制性内切酶处理
D．鸟枪法获得目的基因需经用限制性内切酶处理
★9．人们利用基因工程的方法，用大肠杆菌生产人类胰岛素，这一过程不涉及到
A．用适当的酶对胰岛素基因与运载体进行切割并拼接
B．把重组后的DNA分子导入受体细胞内并进行扩增
C．检测重组DNA分子是否导入受体细胞内并表达出相应的性状
D．检测目的基因是否发生结构上的改变
10．研究人员想将生长激素基因通过质粒介导进入大肠杆菌细胞内，以表达产生生长激素。已知质粒中存在两个抗性基因：A是抗链霉素基因，B是抗氨苄青霉素基因，且目的基因不插入到基因A、B中，而大肠杆菌不带有任何抗性基因。则筛选获得“工程菌”的培养基中的抗生素首先应该
A．仅有链霉素 B．仅有抗氨苄青霉素
C．同时含链霉素和抗氨苄青霉素 D．无链霉素和抗氨苄青霉素
11．下列关于生物工程相关知识的叙述，正确的是
A．在基因工程操作中为了获得重组质粒，必须用相同的限制性内切酶，露出的黏性末端可以不相同
B．生产转基因抗病水稻，可将目的基因先导入大肠杆菌中，再转入水稻细胞中
C．物体细胞杂交，能克服远缘杂交不亲和的障碍，培育出的新品种一定是单倍体
D．因治疗主要是对具有基因缺陷的细胞进行修复
12.下列技术依据DNA分子杂交原理的是
① 用DNA分子探针诊断疾病 ② B淋巴细胞与骨髓瘤细胞的杂交
③ 快速灵敏地检测饮用水中病毒的含量④ 目的基因与运载体结合形成重组DNA分子
A． ②③ B． ①③ C． ③④ D． ①④
13．21世纪被认为是生物学世纪，目前可以用放射性同位素（如32P）、荧光分子等标记的DNA分子做探针，利用DNA分子杂交原理，鉴定被检测标本上的遗传信息。以下与DNA探针有关的叙述中，不正确的是
A．DNA探针可用于病毒性肝炎的诊断 B．DNA探针可用于遗传性疾病的诊断
C．DNA探针可用于改造变异的基因 D．DNA探针可用于检测饮用水病毒含量
14．用基因工程技术培育能固氮的水稻新品种，其在环境保护上的重要意义是
A．减少氮肥的使用量，降低生产成本 B．减少氮肥生产量，节约能源
C．避免使用氮肥过多引起的水体富营养化 D．改良土壤的群落结构
15．“生物导弹”是指：
A.单克隆抗体 B.杂交瘤细胞
C.产生特定抗体的B淋巴细胞 D.在单抗上连接抗癌药物
16.下列不属于获取目的基因的方法是
A．“鸟枪法” B．转录法 C．反转录法 D．根据已知氨基酸序列合成法
★17．基因治疗是把健康的外源基因导入有基因缺陷的细胞中，达到治疗疾病的目的。从变异角度分析这属于
A．基因突变 B．染色体结构变异 C．基因重组 D．染色体数目变异
二．非选择题：本大题3个小题，共49分。
18．（15分）豇豆对多种害虫具有抗虫能力，根本原因是豇豆体内具有胰蛋白酶抑制剂基因（CpTI基因）。科学家将其转移到水稻体内后，却发现效果不理想，主要原因是CpTI蛋白质的积累不足。经过在体外对CpTI基因进行修饰后，CpTI蛋白质在水稻中积累就得到了提高，修饰和表达过程如下图所示：
请根据以上材料，回答下列问题：
（1）CpTI基因是该基因工程中的___________基因,”信号肽”序列及“内质网滞留信号”序列的基本组成单位是____________,在①过程中,首先要用__________酶切开,暴露出________,再用________酶连接.
(2)在该基因工程，受体细胞是_________.
(3) ②过程______.
(4)检测修饰后的CpTI基因是否表达的最好方法是_______________.
19．（16分）茶花是中国特有的观赏品种，但易得枯萎病，降低观赏价值。科学家在某种植物中找到了抗枯萎病的基因，用转基因方法培育出了抗枯萎病的新品种。请据图回答：
(1)将②连接到①上并形成③，常用到的酶有 。
(2)②与①上的某种抗药性基因在结构上的最大区别是 。
(3)经检测，被③侵染的茶花叶片细胞具备了抗病性，这说明②已经 。欲快速培育大量该抗病新品种，应该采用的技术是 ，依据的理论基础是 (4)通过转基因方法获得的抗病金茶花，将来产生的配子中是否一定含有抗病基因?＿
。
★20．（18分）人们试图利用基因工程的方法，用乙种生物生产甲种生物的一种蛋白质，请根据下面的示意图回答下列问题：
(1)①操作过程需加入的四种核苷酸是 。此外，还必须加入 酶。
（2）质粒是常用的运载体，它存在于许多细菌及酵母菌等生物中。最常用的质粒是
的质粒，它常含有 基因，这种基因有助于对受体细胞是否导入了目的基因进行检测。②过程首先要用 酶切断质粒DNA，再用 酶将目的基因与质粒DNA连接重组在一起。
（3）在②操作过程中，若目的基因的黏性末端为
，则其运载体（质粒）与之相对应的黏性末端是
。
（4）经过③过程导入受体细胞的质粒是否能够自主复制？ 。
（5）④是目的基因的表达过程，此过程包括 。
基因工程简介
【参考答案与解析】
1．【答案】A
【解析】质粒是基因工程最常用的运载体，它存在于许多细菌以及酵母菌等生物中，是细菌染色体以外的能够自我复制的很小的环状DNA分子信使RNA中每三个相邻的碱基为一个密码子，唾液淀粉酶的化学本质是蛋白质。
2．【答案】C
【解析】在基因工程中，首先用同一种限制性内切酶切割目的基因和运载体，使它们露出相同的黏性末端，再在DNA连接酶的作用下，构成重组DNA分子；基因工程中，常用的运载体是细菌质粒、噬菌体和动植物病毒，最常用的是细菌质粒；基因工程成功的标志是目的基因的表达，从而使受体细胞表现出相应的性状。“鸟枪法”获取目的基因一般用于获取原核生物的目的基因，而真核生物的目的基因往往用人工合成的方法获得。
3．【答案】C
【解析】由题知，在成熟的马铃薯块茎细胞的间隙中发现了耐高温的淀粉酶，说明了基因a在受体细胞中成功表达了。
4．【答案】B
【解析】作为运载体应具备以下特点：①能在宿主细胞中复制并稳定保存 ②具有多个限制酶切点，以便和外源基因连接③具有某些标记基因，便于筛选；在基因工程中最常用的运载体是质粒。
5．【答案】C
【解析】标记基因的作用是有利于目的基因的检测，目的基因在宿主细胞中的复制要依赖运载体的功能。目的基因是否能表达成功与标记基因无关。
6．【答案】D
【解析】在获取真核细胞中的目的基因时，一般是用人工合成的方法，所以A是错误的，聚乙二醇是促融剂，不可用做运载体，所以B是错误的。mRNA不可直接作为目的基因，但可根据合成人的胰岛素的mRNA为模板，逆转录成互补的单链DNA，然后在酶的作用下合成双链DNA，从而获得所需要的目的基因，所以C错。还根据人的胰岛素的氨基酸序列推测出相应的mRNA核苷酸序列，再推测出目的基因的核苷酸序列，再通过化学方法合成目的基因，所以D是正确的。
7．【答案】D
【解析】抗虫基因进入受体细胞后，控制合成的仍然是苏云金芽孢杆菌体内合成的蛋白质，说明所有生物共用同一套遗传密码，且基因在结构上具有相对的独立性；目的基因与运载体能形成重组DNA分子的原因是：DNA分子的结构是相同的，且基本单位是相同的，都是脱氧核苷酸。
8．【答案】D
【解析】鸟枪法是把真核细胞中的DNA分子用限制性内切酶切取的，含有内含子；而人工合成的目的基因，由于内含子不能编码蛋白质，所以合成的目的基因是不含内含子的。
9．【答案】D
【解析】利用基因工程的方法生产人类的胰岛素，步骤如下：用同一种限制性内切酶切割目的基因和运载体，露出相同的黏性末端，并用DNA连接酶进行拼接，形成重组DNA分子，然后把重组DNA分子导入受体细胞并进行扩增；检测目的基因是否导入受体细胞并进行表达，但对目的基因是否发生结构上的改变，不予检测。
10．【答案】C
【解析】在基因工程中，目的基因是否导入受体细胞中，主要根据载体质粒上的标记基因确定的。根据题意，目的基因没有插入到基因A、B中，说明这两个标记基因没有被破坏，抗链霉素基因和抗氨苄青霉素基因都能表达，所以应该用同时含有链霉素和抗氨苄青霉素的选择培养基进行筛选。
11．【答案】D
【解析】A选项是错误的原因是形成相同的黏性末端，才能实现质粒和目的基因的连接，B中培养转基因植物时，常用土壤农杆菌中的质粒作运载体；C中不同种的植物体细胞杂交，杂交细胞中具有两种细胞的核物质，肯定不是单倍体；D中基因治疗是健康的外源基因导入有基因缺陷的细胞中，达到治疗疾病的目的。
12．【答案】B
【解析】本题考查了DNA分子杂交原理的应用。基因诊断疾病是利用DNA分子杂交原理制作DNA分子探针，鉴定被检测标本上的遗传信息，可以达到检测疾病的目的；此外DNA探针还可以与被检测的病毒杂交，从而把饮用水中病毒检测出来，这种方法的特点是快速、灵敏。能力要求B。
13．【答案】C
【解析】DNA探针可用于鉴定被检测标本上的遗传信息，不能改造基因。
14．【答案】C
【解析】利用基因工程的技术培育固氮水稻新品种，主要减少氮肥的使用。特别注意题中“环境保护”。
15.【答案】D
【解析】单克隆抗体在疾病的诊断、治疗和预防方面，与常规抗体相比，特异性强，灵敏度高，优越性非常明显。人们正在研究用单克隆抗体治疗癌症，就是在单抗上连接抗癌药物，制成“生物导弹”，将药物定向带到癌细胞所在部位，既消灭了癌细胞，又不会伤害健康细胞。
16.【答案】B
【解析】获得目的基因有两条途径：一条是从供体细胞的DNA中直接分离基因；另一条是人工合成基因。从供体细胞中的DNA中直接提取目的基因的方法叫做“鸟枪法”；人工合成基因的方法主要有两条途径：一条途径是逆转录法；另一条途径是直接合成法。
17.【答案】C
【解析】基因治疗属于基因工程的一个具体应用，我们知道基因工程又称DNA拼接技术，或DNA重组技术，其依据的遗传学原理是基因重组。
18.【答案】(1)目的 (四种)脱氧核苷酸 限制性内切酶 黏性末端 DNA连接 (2)水稻 (3)转录 (4)让多种害虫食用水稻叶片
【解析】本题将基因工程的基本原理和步骤、基因的表达、以及相关专业术语糅合于其中，使试题立意新颖，考查能力。但只要对教材中的有关基因工程的基础知识掌握牢固，学会变通，问题自然能顺利解决。
19. 【答案】(1)限制性内切酶和DNA连接酶 (2)②的编码区是间隔的、不连续的(只要合理均给分) (3)表达 植物组织培养 植物细胞的全能性 (4)不一定
【解析】本题一方面考查了基因工程技术，另一方面又考查了细胞工程技术，是一道综合性较强的试题。解题思路是：首先分析题图中的有关知识点，获得抗病基因的茶花细胞之前用运了基因工程技术，之后则为细胞工程技术。其中的①细菌的质粒，质粒是基因工程最常用的运载体；②为目的基因（或抗病基因），注意：切割质粒和目的基因使之露出黏性末端的酶一定是同一种限制性内切酶，否则目的基因和质粒将无法对接；③为重组后的质粒，此时的质粒已经含有目的基因；④转基因植物。然后分别解答题中的问题：（1）基因工程中常用的工具酶为限制性内切酶和DNA连接酶；（2）真核基因结构与原核基因结构相比，真核基因的编码区是间隔的、不连续的，具有内含子和外显子之分；而原核基因的编码区是连续的，无内含子和外显子之分。（3）茶花叶片细胞抗病性的出现，说明抗病基因在茶花细胞中已经表达。在植物的繁殖方式当中，植物的组织培养具有快速、大量繁殖、保持亲本一切性状的特点；（4）此题要根据减数分裂过程分析，最终形成的配子中不一定都含有抗病基因，因为在形成卵细胞的过程中，细胞质的分配是不均等的。
20．【答案】（1）腺嘌呤脱氧核苷酸、鸟嘌呤脱氧核苷酸、胞嘧啶脱氧核苷酸和胸腺嘧啶脱氧核苷酸 逆转录（2）大肠杆菌 抗药（答出具体抗菌素的抗性也可）限制性内切 DNA连接
（3）
（4）能 （5）遗传信息的转录和表达
【解析】本题考查基因工程操作步骤中的有关问题，第（1）问考查的是利用人工合成的方法合成目的基因，基因的基本组成单位是脱氧核苷酸（4种），方法是以信使RNA为模板，在逆转录酶的作用下，形成目的基因；第（2）问，基因工程中最常用的运载体是大肠杆菌的质粒，目的基因和运载体的连接，需要产生相同的黏性末端，所以要用同一种限制性内切酶，再在DNA连接酶的作用连接起来；质粒带着目的基因在宿主细胞中能够自主复制，目的基因的表达过程实质就是蛋白质的合成过程，包括转录和翻译。