生物选修三作业及答案

1．苏云金杆菌(Bt)能产生具有杀虫能力的毒素蛋白。图21是转Bt 毒素蛋白基因植物的重组DNA 形成过程示意图；图22是毒素蛋白基因进入植物细胞后发生的两种生物大分子合成的过程，据图回答下列问题。

（1）将图21①的DNA 用Hind Ⅲ、BamH Ⅰ完全酶切后，反应管中有 种DNA 片段。过程②需要用到 酶。

（2）假设图21中质粒原来BamH Ⅰ识别位点的碱基序列变为了另一种限制酶Bcl Ⅰ的碱基序列，现用Bcl Ⅰ和Hind Ⅲ切割质粒，则该图21中①的DNA 右侧还能选择BamH Ⅰ进行切割，能获得所需重组质粒吗？并请说明理由 。 （3）若上述假设成立，并成功形成重组质粒，则重组质粒

A ．能被BamH Ⅰ也能被Hind Ⅲ切开B ．能被BamH Ⅰ但不能被Hind Ⅲ切开 C ．不能被BamH Ⅰ也不能被Hind Ⅲ切开D ．能被Hind Ⅲ但不能被BamH Ⅰ切开 （4）图22中α链是 。不同组织细胞的相同DNA 进行过 程③时启用的起始点 （在“都相同”、“都不同”、 “不完全相同”中选择），其原因是 。 （5）要想检测导入的Bt 毒素蛋白基因是否表达，在分子水平上可 用 进行检测，如果出现杂交带，说明目的基因已经表达 蛋白质产品，转基因植物培育成功。

2．基因工程又叫做基因拼接技术。该技术能够通过对生物的基因进行改造和重

新组合，产生出人类所需要的基因产物。自20世纪70

图1和图2示基因工程部分操作过程：

⑴从表中四种酶的切割位点看，可以切出平末端的酶是__________。

⑵将目的基因与质粒DNA 缝合时，两条链上的磷酸、脱氧核糖在__________酶的作用下连接起来，形成磷酸二酯键；两条链间的碱基对通过__________连接起来。⑶图2中的质粒分子可被表中__________酶切割，切割后的质粒含有_____个游离的磷酸基团。⑷若对图中质粒进行改造，插入的Sma I 酶切位点越多，质粒的热稳定性越_____。⑸在相关酶的作用下，甲与乙能否拼接起来？并说明理由：_________________________。 3．如图是利用基因工程技术产生人胰岛素的操作过程示意图，请据图回答： （1）能否利用人的皮肤细胞来完成①过程？_________原因是_________。 （2）过程②必须的酶是_________，过程③必须的酶是_________。 （3）图中B 应该符合的条件为________、

_________、_________。 （4）为使过程⑧更易进行可用_________药剂处理D 。 4．如图为培育转基因抗虫棉的技术流程。请据图回答： （1）进行过程①，先要运用的酶是 。 （2）基因工程核心步骤的名称是 。

（

3）过程②采用最多的方法是 。在实验室中，检测抗虫基因 是否整合到棉花细胞的DNA 分子上的方法是 。 （5）经过③过程形成愈伤组织的细胞分裂方式是 。

（6）过程④所表达的两个重要的生理现象是 。 5．转基因生物作为生物反应器, 用于生产人们所需要的药用蛋白, 如激素、抗体、疫苗、 酶等。如图是通过生物工程培育能产生人胰岛素烟草的过程。请据图回答: (1)构建表达载体的A 过程中, 要用的工具酶有___________

和 ________。 (2)D过程常采用的方法是________________。若把重组质粒导入 动物细胞, 常采用的方法是 ________________________。

(3) 如果用DNA 分子杂交对再生植株进行检测,F 过程应该用___________作为探针。

6．科学家通过基因工程，成功培育出能抗棉铃虫的棉花植株——抗虫棉，其过程大致如图所示。 （1）基因工程的核心是_____________________________。 （2）上述过程中，将目的基因导入棉花细胞内使用了_________法， 先要将目的基因插入农杆菌Ti 质粒的_________中，然后用该农杆 菌感染植物细胞，通过DNA 重组将目的基因插入植物细胞的 上。这种 导入方法首先必须用_____ 处理土壤农杆菌，使土壤农杆菌转变为感受态细胞。 （3）如果把该基因导入叶绿体DNA 中，将来产生的卵细胞中__ （填 “一定”或“不一定”）含有抗病基因

3种限制性核酸内切酶识别序列与酶切位点 A GC T T

Hind Ⅲ： T C A T

G AT C C BamH Ⅰ：

C C TA G Bcl Ⅰ： T AT C A

A C TA T

Ⅰ

Ⅰ 参考答案

1．（1）4 （1分） DNA连接酶 （2）能，切割后露出的黏性末端相同

（3）D （4）mRNA 不完全相同 不同组织细胞中基因会进行选择性表达（5）抗原-抗体杂交 【解析】试题分析：（1）图中①DNA 上有2个BamH Ⅰ切割位点，1个Hind Ⅲ切割位点，所以切割后形成4个DNA 片段，过程②过程需要DNA 连接酶。（2）由图可知，酶BamH Ⅰ切割后和酶Bcl Ⅰ切割后露出的黏性末端相同，都是GATC －，所以能获得重组质粒。（3）质粒和DNA 都用Hind Ⅲ酶切割，所以重组质粒还能被Hind Ⅲ切割开，而质粒用Bcl Ⅰ，DNA 被BamH Ⅰ切割，形成重组质粒后的碱基序列发生改变，所以不能被BamH Ⅰ切开，选D 。（4）由图可知， 链是转录而来，为mRNA ，由于基因的选择性表达，不同细胞中转录的起始点不完全相同。（5）在分子水平上检测蛋白质是否表达，可采用抗原－抗体杂交技术。 2．（1）Sma I 酶 （2）DNA 连接 氢键 （3）EcoR I 2 （4）高 （5）能 二者具有相同的黏性末端（2分） 【解析】试题分析：（1）由表中信息可知，Sma I酶切出的是平末端，其他三种酶切出的都是黏性末端。 （2）DNA 连接酶可将目的基因与质粒DNA 缝合形成磷酸二酯键；两条链间的碱基对通过氢键连接。 （3）对比图2中的碱基序列和表中酶切序列，可知质粒分子可被EcoR I酶切割，切割后的质粒含有2个游离的磷酸基团。 （4）DNA 分子中G 与C 之间形成3个氢键，氢键的数量越多，DNA 分子结构越稳定；可见插入的Sma I酶切位点越多，质粒的热稳定性越高。 （5）对比图1与图2可知甲与乙具有相同的黏性末端，可用DNA 连接酶拼接。 3．（每空1分）（1）不能 皮肤细胞中的胰岛素基因未表达，不能形成胰岛素mRNA （2）逆转录酶 解旋酶 （3）能在受体细胞中进行自我复制 有多

个限制酶的切点便于目的基因插入 有标记基因

（4） CaCl2

【解析】试题分析：（1）由于皮肤细胞中的胰岛素基因没有表达，不能形成胰岛素mRNA ，所以不能选择皮肤细胞来完成①过程。

（2）过程②是以mRNA 为模板合成DNA 的过程，即逆转录过程，需要逆转录酶参与催化；过程③为DNA 复制过程中的解旋，需要解旋酶参与催化。

（3）图中B 为质粒，属于转基因技术基本工具中的运载体，作为运载体必须具备的条件为：①能在受体细胞中进行自我复制；②有多个限制酶的切点便于目的基因插入；③具有标记基因。

（4）过程⑧是将构建的基因表达载体导入受体细胞D （大肠杆菌细胞），为使该过程更易进行，可用CaCl 2处理细胞D ，使其成为感受态细胞。 4．（1）限制性核酸内切酶（1分） （2）基因表达载体的构建（3农杆菌转化法 DNA分子杂交（4）有丝分裂 （5）生长和分化

【解析】试题分析（1）过程①是形成重组质粒的过程，需先用限制性核酸内切酶切割质粒，再用DNA 连接酶连接形成重组质粒。 （2）基因工程核心步骤是基因表达载体的构建。 （3）将目的基因导入植物细胞的方法常用农杆菌转化法；检测抗虫基因是否整合到棉花细胞的DNA 分子上的方法是DNA 分子杂交，检测是否形成杂交带。 （4）愈伤组织的形成过程中细胞分裂方式是有丝分裂。 （5）愈伤组织需经过细胞生长和细胞分化才能发育为幼苗。 5．(1)限制酶 DNA连接酶 (2)农杆菌转化法 显微注射法 (3)放射性同位素标记的胰岛素基因 【解析】(1)构建表达载体的A 过程中, 需要用到的工具酶有限制酶和DNA 连接酶。 (2)重组质粒导入不同生物的受体细胞方法不同, 微生物常用Ca 2+处理, 植物细胞常用农杆菌转化法, 动物细胞常用显微注射法。 (3)如果利用DNA 分子杂交原理对再生植株进行检测,F 过程应该用放射性同位素标记的胰岛素基因作为探针, 因为目的基因是胰岛素基因。 6．（1）基因表达载体的构建（2）农杆菌转化 T —DNA 染色体 Ca2+ （3）不一定 【解析】试题分析：⑴基因工程的核心是基因表达载体的构建。⑵在转基因抗虫棉的培育中，将目的基因导入细胞的方法是农杆菌转化法，其过程是：先将目的基因插入Ti 质粒的T —DNA 上 ，然后用该农杆菌感染植物细胞，通过DNA 重组将目的基因插入植物细胞的染色体中；为了使农杆菌变成感受态细胞，需要用钙离子处理农杆菌。⑶由于在卵细胞的形成过程中，细胞质不均等分裂，因此产生的卵细胞中不一定含有抗病基因。