2019届二轮复习基因工程与克隆技术作业(全国通用)

检测（十九）“基因工程与克隆技术”课后强训卷

1．(2018·南充模拟)镰刀型细胞贫血症是一种单基因遗传病，患者的血红蛋白分子β­肽链第6位氨基酸谷氨酸被缬氨酸代替，导致功能异常。回答下列问题：

(1)异常血红蛋白的氨基酸序列改变的根本原因是编码血红蛋白基因的________序列发生改变。

(2)将正常的血红蛋白基因导入患者的骨髓造血干细胞中，可以合成正常的血红蛋白达到治疗的目的。此操作________(填“属于”或“不属于”)蛋白质工程，理由是该操作____________________________________。

(3)用基因工程方法制备血红蛋白时，可先提取早期红细胞中的________，以其作为模板，在________酶的作用下逆转录合成cDNA。cDNA与载体需在限制酶和________酶的作用下，拼接构建基因表达载体，导入受体菌后进行表达。

(4)检测受体菌是否已合成血红蛋白，可从受体菌中提取________，用相应的抗体进行________杂交，若出现杂交带，则表明该受体菌已合成血红蛋白。

解析：(1)患者的血红蛋白分子β­肽链第6位的谷氨酸变成了缬氨酸，此氨基酸的变化是由于控制合成血红蛋白分子的DNA的碱基序列发生了改变，从而导致了mRNA上密码子的改变。(2)将正常的血红蛋白基因导入患者的骨髓造血干细胞中，可以合成正常的血红蛋白达到治疗的目的。此操作没有对现有的蛋白质进行改造，不属于蛋白质工程。(3)用基因工程方法制备血红蛋白时，可先提取早期红细胞中的RNA，以其作为模板，在逆转录酶的作用下合成cDNA。cDNA与载体需在限制酶和DNA连接酶的作用下，拼接构建基因表达载体，导入受体菌后进行表达。(4)从受体细胞中分离纯化出目的蛋白，用相应的抗体进行抗原—抗体特异性杂交，若出现杂交带，则表明该受体菌已合成血红蛋白。

答案：(1)碱基(脱氧核苷酸)(2)不属于没有对现有的蛋白质进行改造(或没有对基因进行修饰)(3)mRNA逆转录DNA连接(4)蛋白质抗原—抗体

2．(2018·内江一模)干扰素是动物体内合成的一种蛋白质，可以用于治疗病毒感染和癌症。将人的干扰素的cDNA在大肠杆菌中进行表达，产生的干扰素的抗病毒活性只有天然产品的十分之一，且体外保存相当困难。研究发现若将第17位的半胱氨酸改变为丝氨酸，生产出的干扰素的抗病毒活性是原来的100倍，并且在－70 ℃的条件下，可以保存半年，给广大患者带来福音。

(1)从上述资料可知，若要改变干扰素的功能，可以考虑对于扰素________________进行改造。

(2)对干扰素进行改造，应该直接对________________(填“干扰素分子”或“干扰素的cDNA”)进行操作来实现，原因是________________________________________________。

(3)与蛋白质工程相比较，基因工程在原则上只能生产________________的蛋白质，不一定符合生产和生活的需要，而蛋白质工程是以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系为基础，通过____________或____________，得到符合要求的________，再通过____________(填生理过程)实现相应蛋白质的合成，满足生产和生活需要。

解析：(1)从上述资料可知，若将第17位的半胱氨酸改变为丝氨酸，生产出的干扰素的抗病毒活性是原来的100倍，故若要改变干扰素的功能，可以考虑对干扰素氨基酸序列进行改造。(2)对干扰素进行改造，应该直接对干扰素的cDNA进行操作来实现，原因是①蛋白质的结构由基因决定，蛋白质不能直接遗传，基因可以遗传；②对基因的改造比对蛋白质的改造要容易。(3)与蛋白质工程相比较，基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质，不一定符合生产和生活的需要，而蛋白质工程是以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系为基础，通过基因修饰或基因合成，得到符合要求的基因，再通过转录和翻译实现相应蛋白质的合成，满足生产和生活需要。

答案：(1)氨基酸序列(2)干扰素的cDNA①蛋白质的结构由基因决定，蛋白质不能直接遗传，基因可以遗传；②对基因的改造比对蛋白质的改造要容易(3)自然界已存在基因修饰基因合成基因转录和翻译

3．(2018·华南师大附中三模)华蟾素是我国经典抗肿瘤药物。研究人员为探寻华蟾素注射液抗肝癌细胞的作用机理，进行了一系列实验。请回答下列问题：

Ⅰ.肝癌细胞的培养：

(1)培养肝癌细胞时，在培养基中加入适量的__________以补充合成培养基中缺乏的物质，为防止培养过程发生污染要加入___________。此外，每48 h更换1次培养液，目的是_____________________________________；同时还要提供适宜的温度、_________、氧气和二氧化碳等环境条件。

Ⅱ.探究华蟾素药效作用机理的实验：

(2)DNA拓扑异构酶Ⅱ(简称TopoⅡ)为真核生物所必需，在DNA复制、转录等方面发挥重要作用，TopoⅡ在肿瘤细胞中含量明显高于正常细胞。华蟾素注射液处理细胞48 h后，采用逆转录—聚合酶链式反应技术检测TopoⅡ基因的表达情况，结果如表。

①逆转录—聚合酶链式反应的主要原理是：提取肝癌细胞中的总RNA，在___________酶的作用下合成cDNA，再以cDNA为模板进行PCR扩增，为完成该反应还需要添加________________________________________________________________________。

②由上可知，华蟾素注射液在分子水平上影响肝癌细胞的机理是________________________________________________________________________。

解析：(1)在动物细胞培养时，所需的营养物质有糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等，将这些物质按其类别和所需的数量严格配制而成的培养基，称为合成培养基。由于人们对细胞所需的营养物质还没有完全搞清楚，因此，在使用合成培养基时，通常需要加入血清、血浆等一些天然成分；为防止培养过程发生污染需要在培养基加入抗生素；为了防止代谢物积累对细胞自身造成危害，还要定时更换培养液；同时还要提供适宜的温度、pH、氧气和二氧化碳等环境条件。(2)①逆转录需要以提取的mRNA为模板，以游离的脱氧核苷酸为原料，在逆转录酶的催化下合成cDNA。进行PCR扩增时需要准备四类物质：模板(cDNA)、原料(四种脱氧核苷酸)、引物和Taq酶。②由题干信息和表中实验结果可知，华蟾素注射液在分子水平上影响肝癌细胞的机理是抑制TopoⅡ基因的转录，最终导致TopoⅡ含量降低。

答案：(1)血清(血浆)抗生素提供营养物质和防止代谢物积累对细胞自身造成危害pH(2)①逆转录引物、耐高温的DNA聚合酶(Taq酶)和四种脱氧核苷酸②抑制TopoⅡ基因的转录，最终导致TopoⅡ含量降低

4．(2018·南京三模)图1是利用两种不同生物技术将小鼠培育成大鼠的过程。图2中质粒是基因工程中常用的质粒pIJ702，其中tsr为硫链丝菌素抗性基因，mel是黑色素合成基因，其表达能使白色的链霉菌菌落变成黑色菌落；而限制酶ClaⅠ、BglⅡ、PstⅠ、SacⅠ、SphⅠ在pIJ702上分别只有一处识别序列。

(1)图1中应用到的生物工程技术有_______________________。c分子称为__________，其上的生长激素基因表达产物的受体分布在丁鼠的全身细胞的______________。

(2)若大鼠甲和大鼠乙体内X染色体上均带有某种致病基因，则培育出的大鼠丙和大鼠