基因工程专题模拟训练

高二生物基因工程练习题基因工程是一种通过改变生物体的遗传信息来获得特定目标的技术方法。

它可以被应用于医学、农业、工业等领域，为人类带来巨大的影响和改变。

本文将介绍一些高二生物基因工程练习题，以帮助学生更好地理解和掌握这一知识点。

第一题：请设计一个基因工程实验，将人类胰岛素基因导入大肠杆菌中，并使大肠杆菌能够大量产生胰岛素。

解答：要将人类胰岛素基因导入大肠杆菌中，首先需要获得人类胰岛素基因的DNA序列。

可以通过分离人类胰岛素基因的mRNA，逆转录为cDNA，并进行PCR扩增得到完整的胰岛素基因。

接下来，需要将胰岛素基因与适当的表达载体连接。

选择适宜的限制酶对载体进行线性化，再与胰岛素基因进行连接，利用DNA连接酶使两者连接成一个完整的质粒。

接下来，将质粒导入大肠杆菌中。

可以通过热冲击、电穿孔或者转化等方法将质粒导入大肠杆菌中，并利用选择性培养基筛选出带有胰岛素基因的转化子。

最后，通过培养大肠杆菌，提取并纯化胰岛素。

可以通过机械方法破碎细胞壁，离心去除细胞器和细胞碎片，再利用层析等技术手段纯化出胰岛素。

第二题：基因工程技术在农业领域也有广泛应用。

请设计一个基因工程实验，增加作物的抗虫能力。

解答：要增加作物的抗虫能力，可以选择合适的抗虫基因，并将其导入作物的染色体中。

首先，选择具有抗虫能力的基因，如Bt基因。

Bt基因可以通过特定的细菌株提供，或者利用PCR技术合成。

然后，将抗虫基因与选择性标记基因进行连接，并将其插入适当的表达载体中。

选择性基因可以使转基因植物在筛选培养基上产生抗性，方便筛选。

将载体导入植物体细胞中。

可以利用冷冻法、冲击法或者农杆菌介导转化法等技术将载体导入植物体细胞。

最后，通过筛选培养基培养转基因植株，并进行抗虫性测试。

可以通过饲养害虫或者喷洒虫食物进行实验观察，比较转基因植株与野生型植株之间的虫害程度。

以上是两道高二生物基因工程练习题的解答。

通过这些实验题，学生不仅可以巩固对基因工程技术原理的理解，还能够培养实验设计和实施的能力。

动物基因工程练习1、下图是利用基因工程技术生产人胰岛素的操作过程示意图，请据图作答。

（1）图中基因工程的基本过程可以概括为“四步曲”：即获取目的基因； ； ； 。

（2）能否利用人的皮肤细胞来完成①过程？ ，为什么？ 。

（3）过程②必需的酶是 酶，过程③必需的酶是 酶。

（4）若A 中共有a 个碱基对，其中鸟嘌呤有b 个，则③④⑤过程连续进行4次，至少需提供胸腺嘧啶 个。

（5）在利用AB 获得C 的过程中，必须用 切割A 和B ，使它们产生 ，再加入 ，才可形成C 。

（6）为使过程⑧更易进行，可用 （药剂）处理D 。

2、人的血清白蛋白(HSA)在临床上需求量很大，通常从人血中提取。

但由于艾滋病病毒(Hiv)等人类感染性病原体造成的威胁与日俱增，使人们对血液制品顾虑重重。

如果应用基因工程和克隆技术，将人的血清白蛋白基因转入奶牛细胞中，那么利用牛的乳汁生产血清白蛋白就成为可能。

其大致过程如下： I ．采集良种供体奶牛的卵母细胞和精液，通过体外受精，形成奶牛受精卵；II ．将人血清白蛋白基因导入奶牛受精卵，形成重组细胞；ⅡI ．电脉冲刺激重组细胞促使其形成早期胚胎；Ⅳ．将胚胎移植到受体母牛的子宫中，最终发育成转基因小牛。

请回答下列问题：(1)一般情况下，良种奶牛所产生的能用于体外受精的卵母细胞往往数量不足，请举出一种可以获得更多卵母细胞的方法： 。

(2)步骤I 中，在体外受精前，需要对奶牛的精子进行 处理。

受精时，往往一个卵母细胞只能和一个精子结合，受精过程中防止多精入卵的的生理反应包括 反应和卵黄膜封闭作用。

(3)步骤Ⅱ中，将人的血清白蛋白基因导入奶牛受精卵最为有效的方法是 。

-导入基因前，需要将血清白蛋白基因与奶牛乳腺蛋白基因的启动子等调控组件重组在一起，这一步骤属于基因工程“四步曲”中的 ，此步骤的目的是 ， 其中将血清白蛋白基因与调控组件结合时必须用到限制性核酸内切酶和 酶。

(4)实验步骤Ⅲ中，进行动物早期胚胎的体外培养时，培养液中除了含有各种有机盐类、维生素、氨基酸、核苷酸等营养成分外，还要添加 和动物血清。

高中生物专项训练试题汇编47：基因工程1．获得抗除草剂转基因玉米自交系A，技术路线如图。

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()①Ti质粒内，每种限制酶只有一个切割位点②G基因编码蛋白质的序列中，每种限制酶只有一个切割位点③酶切后，G基因形成的两个黏性末端序列不相同④酶切后，Ti质粒形成的两个黏性末端序列相同A．①③B．①④C．②③D．②④答案：A解析：为了防止Ti质粒被切成多个片段而失去应有功能，每种限制酶只有一个酶切位点，①正确；若编码蛋白质的序列中，有限制酶酶切位点，会使序列不能合成蛋白质，②错误；酶切后形成的黏性末端不同，保证了G基因不发生自身环化，③正确；若形成的黏性末端序列相同，会使Ti质粒发生自身环化，④错误，因此选择的原则是①③，故A项正确。

2．用XhoⅠ和SalⅠ两种限制性核酸内切酶分别处理同一DNA片段，酶切位点及酶切产物分离结果如图。

以下叙述不正确的是()A．图1中两种酶识别的核苷酸序列不同B．图2中酶切产物可用于构建重组DNAC．泳道①是用SalⅠ处理得到的酶切产物D．图中被酶切的DNA片段是单链DNA答案：D解析：分析图1可知，XhoⅠ有2个酶切位点，SalⅠ有3个酶切位点，这些酶切位点不重合，所以图1中两种限制酶识别的核苷酸序列不同，故A项正确，不符合题意。

图2中的酶切产物可与用同种限制酶处理的载体构建重组DNA，故B项正确，不符合题意。

由图2可知，泳道①得到了四种酶切产物，说明泳道①是由具有3个酶切位点的酶处理后得到的，即用SalⅠ处理得到的酶切产物，故C项正确，不符合题意。

限制酶识别的是双链DNA分子中某种特定的核苷酸序列，并在特定位点上切割DNA，不是识别单链DNA，故D项错误，符合题意。

3．(经典题，6分)如图为利用基因工程培育抗虫植物的示意图。

以下相关叙述，正确的是()A．②的构建需要限制性核酸内切酶和DNA聚合酶参与B．③侵染植物细胞后，重组Ti质粒整合到④的染色体上C．④的染色体上若含抗虫基因，则⑤就表现出抗虫性状D．⑤只要表现出抗虫性状就表明植株发生了可遗传变异答案：D解析：构建表达载体需要限制性核酸内切酶和DNA连接酶，故A项错误。

高考生物基因工程专题训练在高考生物中，基因工程是一个重要且具有一定难度的专题。

基因工程作为现代生物技术的核心领域之一，不仅在科学研究中发挥着关键作用，也是高考中的重点考查内容。

基因工程，又称为重组 DNA 技术，是指按照人们的意愿，进行严格的设计，并通过体外 DNA 重组和转基因等技术，赋予生物以新的遗传特性，从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。

基因工程的操作工具，包括限制性核酸内切酶、DNA 连接酶和运载体。

限制性核酸内切酶能够识别特定的核苷酸序列，并在特定的切点上切割 DNA 分子。

DNA 连接酶则能将切割后的 DNA 片段连接起来，形成重组 DNA 分子。

而运载体，常见的有质粒、噬菌体和动植物病毒等，它们能够将目的基因导入受体细胞。

在基因工程的操作步骤中，首先要获取目的基因。

这可以通过从基因文库中获取、利用PCR 技术扩增，或者通过人工合成等方法来实现。

获取目的基因后，需要构建基因表达载体。

这是基因工程的核心步骤，目的是使目的基因在受体细胞中稳定存在并表达。

接下来是将基因表达载体导入受体细胞。

根据受体细胞的不同，导入的方法也有所不同。

例如，将目的基因导入植物细胞可以采用农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法；导入动物细胞常用的方法是显微注射法；而导入微生物细胞则通常用感受态细胞法。

导入受体细胞后，还需要对目的基因进行检测与鉴定。

这包括检测转基因生物染色体的 DNA 上是否插入了目的基因，检测目的基因是否转录出了 mRNA，以及检测目的基因是否翻译成蛋白质等。

基因工程在农业、医药、环境保护等领域都有着广泛的应用。

在农业方面，通过基因工程可以培育出抗虫、抗病、抗逆的农作物新品种，提高农作物的产量和品质。

例如，抗虫棉就是通过基因工程技术将苏云金芽孢杆菌中的抗虫基因导入棉花细胞中培育而成的。

在医药领域，基因工程可以用来生产胰岛素、生长激素、干扰素等药物。

利用基因工程生产的药物具有成本低、效率高、质量好等优点。

基因工程专题模拟训练【单元结构层次图】【专题突破】一、DNA探针及其应用DNA探针的应用所依据的原理是DNA杂交。

DNA杂交是指DNA片段在适合的条件下能和与之互补的另一个片段结合。

如果对最初的DNA片段进行标记，即做成探针。

DNA探针的制备方法：方法一、根据翻译产物蛋白质的氨基酸序列查出相应的核苷酸序列（约30个氨基酸对应的90个左右的核苷酸序列），再从中选出两个片段，用化学方法合成这两个片段并作同位素标记，即成为探针。

方法二、用所需的信使RNA逆转录成DNA，标记后作为探针。

探针的应用：1.应用于从基因文库中准确提取目的基因。

2.应用于检测转基因生物的染色体DNA上是否插入了目的基因和检测目的基因是否转录出了mRNA。

3.应用于鉴定物种亲缘关系。

4.应用于疾病的诊段和治疗。

5.应用于环境监测例1．用β－珠蛋白的DNA探针可以检测出的遗传病是( )A．镰刀型细胞贫血症 B．白血病C．坏血病 D．苯丙酮尿症解析：本题考查DNA探针的基本知识。

用β一珠蛋白的DNA探针可以检测出镰刀型细胞贫血症，用苯丙氨酸羟化酶基因探针可以检测出苯丙酮尿症，用白血病患者的细胞分离出来的癌基因制备的DNA探针，可以用来检测白血病，坏血病是由于缺乏维生素D而引起的。

答案：A点评：血红蛋白是由4条多肽链组成的，其中一条为β－珠蛋白多肽链。

例2.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①检测受体细胞是否有目的基因②检测受体细胞是否有致病基因③检测目的基因是否转录④检测目的基因是否翻译蛋白质A.①②③B.②③④C.①③④D.①②④解析：本题考查目的基因的检测，涉及到DNA探针。

检测转基因生物的染色体DNA上是否插入了目的基因，方法是用DNA探针，使DNA探针与基因组DNA杂交；检测目的基因是否转录出了mRNA，方法是用基因探针与mRNA杂交；最后检测目的基因是否翻译了蛋白质，方法是进行抗原－抗体杂交。

1、下面是将乙肝病毒控制合成病毒表面主蛋白的基因HBsAg导入巴斯德毕赤酵母菌生产乙肝疫苗的过程及有关资料，请分析回答下列问题。

资料1：巴斯德毕赤酵母菌是一种甲基营养型酵母菌，能将甲醇作为其唯一碳源，此时AOX1基因受到诱导而表达[5′AOX1和3′AOX1（TT）分别是基因AOX1的启动子和终止子]。

资料2：巴斯德毕赤酵母菌体内无天然质粒，所以科学家改造出了图1所示的pPIC9K 质粒用作载体，其与目的基因形成的重组质粒经酶切后可以与酵母菌染色体发生同源重组，将目的基因整合于染色体中以实现表达。

资料3：限制酶酶切位点）如果要将HBsAg基因和pPIC9K质粒重组，应该在HBsAg基因两侧的A B位置接上______、______限制酶识别序列，这样设计的优点是避免质粒和目的基因自身环化。

（2）酶切获取HBsAg基因后，需用__________将其连接到pPIC9K质粒上，形成重组质粒，并将其导入大肠杆菌以获取。

（3）步骤3中应选用限制酶______来切割重组质粒获得重组DNA，然后将其导入巴斯德毕赤酵母菌细胞。

（4）为了确认巴斯德毕赤酵母菌转化是否成功，在培养基中应该加入卡那霉素以便筛选，转化后的细胞中是否含有HBsAg基因，可以用__________方法进行检测。

（5）转化的酵母菌在培养基上培养一段时间后，需要向其中加入______以维持其生活，同时诱导HBsAg基因表达。

（6）与大肠杆菌等细菌相比，用巴斯德毕赤酵母菌细胞作为基因工程的受体细胞，其优点是在蛋白质合成后，细胞可以对其进行并分泌到细胞外，便于提取。

2、凝乳酶是奶酪生产中的关键性酶。

直接利用动、植物生产凝乳酶受多种因素限制，培育高酶活力凝乳酶微生物菌种是目前最有前途的发展方向。

从牛胃液中分离到的凝乳酶以催化能力强而被广泛应用，研究人员运用基因工程技术，将编码该酶的基因转移到了微生物细胞中。

（1）从牛胃细胞中提取，再逆转录形成cDNA，以此cDNA 为模板PCR 扩增目的基因，有时需要在引物的5’端设计（填“限制酶”“DNA 连接酶”或“R NA 聚合酶”）识别序列，以便构建重组DNA 分子。

专题能力训练十六　基因工程1.(2018天津理综)甲型流感病毒为RNA病毒,易引起流感大规模流行。

我国科学家在2017年发明了一种制备该病毒活疫苗的新方法,主要环节如下。

(1)改造病毒的部分基因,使其失去在正常宿主细胞内增殖的能力。

以病毒RNA为模板,逆转录成对应DNA后,利用 技术扩增,并将其中某些基因(不包括表面抗原基因)内个别编码氨基酸的序列替换成编码终止密码子的序列。

与改造前的基因相比,改造后的基因表达时不能合成完整长度的 ,因此不能产生子代病毒。

将该改造基因、表面抗原等其他基因分别构建重组质粒,并保存。

(2)构建适合改造病毒增殖的转基因宿主细胞。

设计合成一种特殊tRNA的基因,其产物的反密码子能与(1)中的终止密码子配对结合,并可携带一个非天然氨基酸(Uaa)。

将该基因与 连接后导入宿主细胞。

提取宿主细胞的 进行分子杂交鉴定,筛选获得成功表达上述tRNA的转基因宿主细胞。

(3)利用转基因宿主细胞制备疫苗。

将(1)中的重组质粒导入(2)中的转基因宿主细胞,并在补加 的培养基中进行培养,则该宿主细胞能利用上述特殊tRNA,翻译出改造病毒基因的完整蛋白,产生大量子代病毒,用于制备疫苗。

特殊tRNA基因转录时,识别其启动子的酶是 (单选)。

A.病毒的DNA聚合酶B.宿主的DNA聚合酶C.病毒的RNA聚合酶D.宿主的RNA聚合酶(4)上述子代病毒不能在正常宿主细胞中增殖,没有致病性,因此不经灭活或减毒即可制成疫苗。

与不具侵染性的流感病毒灭活疫苗相比,该病毒活疫苗的优势之一是可引起 免疫,增强免疫保护效果。

答案:(1)PCR　多肽(或蛋白质)　(2)载体　总RNA　(3)非天然氨基酸(Uaa)　D　(4)细胞解析:(1)利用逆转录得到病毒DNA后,可利用PCR技术对该DNA进行扩增。

据题意,改造后的某些基因在表达时会提前终止,不能合成改造前完整长度的多肽或蛋白质。

(2)导入宿主细胞的是携带目的基因的载体,故需将该特殊基因与载体连接。

基因工程中限制酶的使用一、处理质粒和处理含目的基因的DNA分子【练习1】下图乙是载体和反转录得到的胰岛素基因的片段，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—。

Gene Ⅰ和Gene Ⅱ为质粒上的标记基因，根据图示分析，应用限制酶________切割质粒，用限制酶________切割含目的基因的DNA 分子。

归纳总结——限制酶处理质粒和含目的基因的DNA分子的基本要求：（1）处理质粒时，必须保留至少一个____________________，以及原来质粒上带有的与质粒复制有关的_______________。

（2）处理含目的基因的DNA分子时，必须有__________个切点，才能______________________ __________________，同时，_________________不能有限制酶的识别序列。

（3）比较图中的限制酶I和限制酶II，两种酶的识别序列____________，但切出的黏性末端_____ _____________。

【练习2】下表中列出了几种限制酶识别序列及其切割位点，图l、图2中箭头表示相关限制酶的酶切位点（1）构建基因表达载体的方案有两种，第一种是用一种限制酶处理，然后再用DNA连接酶连接。

这个过程中应使用的限制酶是_______________。

（2）第二种方案是用两种限制酶处理，应选择______________________。

（3）此项应用中，不能使用SmaI，原因是____________________________________________。

归纳总结——限制酶处理质粒和含目的基因的DNA分子的更多要求上述两种方案各有优缺点：用一种限制酶处理操作比较简单，但会出现其它的多种结果：①质粒原来产生的切口在DNA连接酶的作用下重新连接，从而不能和目的基因相连；同时，如果目的基因较大，也可能_______________________________。

高中生物基因工程练习题基因工程是一种利用生物技术改变生物体基因组的方法。

它涉及到DNA分子的剪切、连接、复制和表达等过程，需要使用多种酶类和质粒等工具。

在DNA分子的剪切过程中，限制性核酸内切酶可以将DNA分子切成互补的两个粘性末端，为后续的连接提供方便。

DNA聚合酶则在DNA复制时发挥作用，将两条单链合成一条双链。

DNA连接酶则能够将两个DNA片段连接在一起。

解旋酶则能够将DNA分子双链解成两条互补的单链，为后续的剪切和复制提供方便。

在基因工程中，常常需要将外源基因导入到宿主细胞中表达。

例如，将ada基因导入大肠杆菌中，可以使得大肠杆菌表达腺苷酸脱氨酶。

为此，需要使用质粒作为载体，并通过限制性核酸内切酶的作用将ada基因插入到质粒中。

然后，将重组质粒导入到宿主细胞中，使得宿主细胞表达外源基因。

限制性核酸内切酶是基因工程中的重要工具之一。

不同的限制酶具有不同的识别序列和剪切位点。

例如，限制酶1的识别序列为—GATC—，剪切位点为GATC↓CTAG，而限制酶2的识别序列为—CATG—，剪切位点为—CATG↓—。

需要根据不同的限制酶的特点来选择合适的酶进行操作。

9．科学家设法将人的生长激素基因导入其他生物体(细胞)内，从而获取大量的人的生长激素，应用于侏儒症的早期治疗，如下图所示。

请据图回答下列问题。

1)过程①采用的方法是反转录法，过程②之前需用限制酶切割目的基因和质粒。

2)过程③需事先对大肠杆菌用Ca2+处理，使其处于感受态，接着将重组质粒与感受态细胞混合，从而完成转化过程。

3)过程④动物细胞培养中使用的工具酶是胰蛋白酶，与植物组织培养的培养基相比，动物细胞培养液中通常需加入动物血清等物质。

4)过程⑤一般先将生长激素基因导入奶牛的受精卵中，然后进行早期胚胎培养和胚胎移植，最终生下转基因牛犊。

解析：本题主要考察基因工程的基本原理和技术方法。

过程①采用反转录法将mRNA转录成DNA；过程②需要用限制酶切割目的基因和质粒，形成相同的粘性末端，以便于连接；过程③需要将重组质粒导入大肠杆菌细胞，需要先用Ca2+处理，使其处于感受态，然后与重组质粒混合，使其吸收DNA分子；过程④在动物细胞培养中使用胰蛋白酶等工具酶，同时需要加入动物血清等物质满足其营养需求；过程⑤将生长激素基因导入奶牛的受精卵中，然后进行早期胚胎培养和胚胎移植，最终生下转基因牛犊。