課時(shí)跟蹤檢測(cè)（十六）基因工程的應(yīng)用

課時(shí)跟蹤檢測(cè)（十六）基因工程的應(yīng)用檢測(cè)(一)基因工程的應(yīng)用一、概念檢測(cè)1．判斷正誤，正確的畫(huà)“√”，錯(cuò)誤的畫(huà)“×”。(1)農(nóng)業(yè)害蟲(chóng)不會(huì)對(duì)轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)作物產(chǎn)生抗性。 (×)提示：害蟲(chóng)仍會(huì)對(duì)抗蟲(chóng)作物產(chǎn)生抗性。(2)培育轉(zhuǎn)基因抗病植物的目的基因主要來(lái)源于病毒、真菌。 (√)(3)基因工程中，要培育轉(zhuǎn)基因植物和動(dòng)物，選用的受體細(xì)胞都是受精卵。 (×)提示：培育轉(zhuǎn)基因動(dòng)物時(shí)，所選用的受體細(xì)胞一般是受精卵；培育轉(zhuǎn)基因植物時(shí)，所選用的受體細(xì)胞可以是受精卵，也可以是體細(xì)胞。(4)利用工程菌可生產(chǎn)人的胰島素等某些激素。 (√)(5)乳腺生物反應(yīng)器就是把藥用蛋白基因?qū)雱?dòng)物的乳腺細(xì)胞中。 (×)提示：應(yīng)是把藥用蛋白基因與乳腺中特異表達(dá)的基因的啟動(dòng)子等調(diào)控元件重組在一起，通過(guò)顯微注射法導(dǎo)入哺乳動(dòng)物的受精卵中。2．下列關(guān)于轉(zhuǎn)基因大豆的敘述，錯(cuò)誤的是 ()A．培育過(guò)程中可能用到抗病、抗蟲(chóng)等抗性基因B．目的基因的受體細(xì)胞可以是大豆受精卵，也可以是體細(xì)胞C．轉(zhuǎn)基因大豆的種植過(guò)程中可能會(huì)減少農(nóng)藥等的使用量，生產(chǎn)成本更低D．固氮菌的固氮基因也是必需的目的基因之一解析：選D植物基因工程技術(shù)主要用于提高農(nóng)作物的抗逆能力等，因此培育轉(zhuǎn)基因大豆過(guò)程中可能用到抗病、抗蟲(chóng)等抗性基因作為目的基因，A正確；植物基因工程中，受體細(xì)胞可以是受精卵，也可以是體細(xì)胞，因?yàn)樗鼈兌季哂腥苄?，在一定條件下能發(fā)育成完整個(gè)體，B正確；對(duì)于具有抗病、抗蟲(chóng)等抗性的轉(zhuǎn)基因大豆，在種植過(guò)程中就能減少農(nóng)藥等的使用量，從而使生產(chǎn)成本更低，C正確；大豆可以和根瘤菌互利共生，不需要轉(zhuǎn)入固氮菌的固氮基因，D錯(cuò)誤。3．下列實(shí)踐與基因工程無(wú)關(guān)的是 ()A．研制酵母乙肝疫苗B．將小麥的葉綠體移入玉米體細(xì)胞以提高光合作用效率C．選擇“工程菌”來(lái)生產(chǎn)胰島素D．培育轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉解析：選B將乙肝病毒相關(guān)基因轉(zhuǎn)入酵母菌，獲得乙肝疫苗，運(yùn)用了基因工程，A不符合題意；將一種植物的葉綠體移入另一種植物以提高光合作用效率，這屬于細(xì)胞工程技術(shù)的應(yīng)用，與基因工程無(wú)關(guān)，B符合題意；選擇“工程菌”來(lái)生產(chǎn)胰島素屬于基因工程技術(shù)的應(yīng)用，因此與基因工程有關(guān)，C不符合題意；培育轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉屬于基因工程技術(shù)的應(yīng)用，因此與基因工程有關(guān)，D不符合題意。4．1976年科學(xué)家首次將人的生長(zhǎng)抑制素釋放因子的基因轉(zhuǎn)入大腸桿菌，并獲得“表達(dá)”。這里對(duì)“表達(dá)”的理解最準(zhǔn)確的是 ()A．能進(jìn)行DNA復(fù)制B．能轉(zhuǎn)錄出mRNAC．能合成人的生長(zhǎng)激素D．能控制合成人的生長(zhǎng)抑制素釋放因子解析：選D這里的“表達(dá)”是指該基因在大腸桿菌體內(nèi)合成人的生長(zhǎng)抑制素釋放因子。5．下列關(guān)于植物基因工程應(yīng)用的敘述，正確的是 ()A．我國(guó)轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉是轉(zhuǎn)入了植物凝集素基因培育出來(lái)的B．可用于轉(zhuǎn)基因植物的抗蟲(chóng)基因只有植物凝集素基因和蛋白酶抑制劑基因C．抗真菌轉(zhuǎn)基因植物中，可使用的基因有幾丁質(zhì)酶基因和抗毒素合成基因D．提高作物的抗鹽堿和抗干旱的能力，與調(diào)節(jié)滲透壓的基因無(wú)關(guān)解析：選C我國(guó)的抗蟲(chóng)棉是轉(zhuǎn)入了Bt毒蛋白基因培育出來(lái)的，A錯(cuò)誤；抗蟲(chóng)基因主要有Bt毒蛋白基因、蛋白酶抑制劑基因、淀粉酶抑制劑基因、植物凝集素基因等，B錯(cuò)誤；抗真菌轉(zhuǎn)基因植物中，可使用的基因有幾丁質(zhì)酶基因和抗毒素合成基因，C正確；導(dǎo)入可以調(diào)節(jié)細(xì)胞滲透壓的基因，可提高作物抗鹽堿和抗干旱的能力，D錯(cuò)誤。二、綜合遷移6．土壤農(nóng)桿菌含有一個(gè)大型的Ti質(zhì)粒，在侵染植物細(xì)胞的過(guò)程中，其中的TDNA片段轉(zhuǎn)入植物的基因組。若想用基因工程手段獲取抗旱植株，以下分析不合理的是 ()A．若用Ti質(zhì)粒作為抗旱基因的載體，目的基因的插入位置應(yīng)該在TDNA片段內(nèi)，且要保證復(fù)制起始點(diǎn)和用于轉(zhuǎn)移TDNA的基因片段不被破壞B．將重組Ti質(zhì)粒導(dǎo)入土壤農(nóng)桿菌中時(shí)，可以用Ca2＋處理農(nóng)桿菌C．用含有重組Ti質(zhì)粒的土壤農(nóng)桿菌感染植物細(xì)胞后，可通過(guò)植物組織培養(yǎng)技術(shù)得到具有抗旱基因的植物D．若能在植物細(xì)胞中檢測(cè)到抗旱基因，則說(shuō)明該基因工程項(xiàng)目獲得成功解析：選D土壤農(nóng)桿菌含有一個(gè)大型的Ti質(zhì)粒，在侵染植物細(xì)胞的過(guò)程中，其中的TDNA片段可轉(zhuǎn)入植物的基因組，所以若用Ti質(zhì)粒作為抗旱基因的載體時(shí)，目的基因的插入位置應(yīng)該在TDNA片段內(nèi)，且要保證復(fù)制起始點(diǎn)和用于轉(zhuǎn)移TDNA的基因片段不被破壞，A合理；將目的基因?qū)胪寥擂r(nóng)桿菌時(shí)，需要用Ca2＋處理農(nóng)桿菌，使其成為易于吸收周?chē)h(huán)境中DNA分子的感受態(tài)，B合理；用含有重組Ti質(zhì)粒的土壤農(nóng)桿菌去感染植物細(xì)胞，使其具有抗旱基因，然后再通過(guò)植物組織培養(yǎng)技術(shù)將受體細(xì)胞培養(yǎng)成具有抗旱基因的植物，C合理；能夠在植物細(xì)胞中檢測(cè)到抗旱目的基因，只能說(shuō)明目的基因?qū)氤晒?，不能說(shuō)明該基因成功表達(dá)，即不能說(shuō)明該基因工程項(xiàng)目獲得成功，D不合理。7．花粉的傳播能力很強(qiáng)，為了防止轉(zhuǎn)基因植物中的目的基因通過(guò)花粉轉(zhuǎn)移到自然界中的其他植物造成“基因污染”，研究人員設(shè)法將目的基因整合到受體細(xì)胞的葉綠體基因組中。其原因是 ()A．可以減少目的基因的基因頻率B．葉綠體基因組不會(huì)進(jìn)入到生殖細(xì)胞中C．受精卵中的細(xì)胞質(zhì)幾乎全部來(lái)自卵細(xì)胞D．植物雜交的后代不會(huì)出現(xiàn)一定的性狀分離比解析：選C將目的基因整合到受體細(xì)胞的葉綠體基因組是為了增加該目的基因的基因頻率，還可防止基因污染，A錯(cuò)誤；花粉中的精子在形成過(guò)程中，丟掉了大部分的細(xì)胞質(zhì)包括葉綠體，但是卵細(xì)胞中含有葉綠體基因組，B錯(cuò)誤；受精卵中的細(xì)胞質(zhì)幾乎全部來(lái)自卵細(xì)胞，精子中幾乎不含葉綠體基因組，即葉綠體中的目的基因不會(huì)通過(guò)花粉傳遞給下一代，將目的基因?qū)肴~綠體基因組可防止造成環(huán)境污染，C正確；轉(zhuǎn)基因植物相當(dāng)于雜合子，雜交后代會(huì)出現(xiàn)性狀分離，D錯(cuò)誤。8．采用基因工程技術(shù)將人凝血因子基因?qū)肷窖蚴芫?，可以培育出轉(zhuǎn)基因羊。但人凝血因子只存在于該轉(zhuǎn)基因羊的乳汁中。下列敘述正確的是 ()A．如果人凝血因子基因的核苷酸序列已知，可用PCR方法克隆該目的基因B．該項(xiàng)技術(shù)生產(chǎn)的人凝血因子蛋白可用于治療腦血栓造成的腦缺血C．在該轉(zhuǎn)基因羊體內(nèi)，人凝血因子基因存在于乳腺細(xì)胞，而不存在于其他體細(xì)胞中D．人凝血因子基因的轉(zhuǎn)錄需要DNA解旋酶打開(kāi)DNA雙鏈，為mRNA的合成提供模板解析：選A如果人凝血因子基因的核苷酸序列已知，可用PCR方法克隆該目的基因，A正確；腦血栓是由于血液凝固造成，人凝血因子蛋白不能用于治療腦血栓造成的腦缺血，B錯(cuò)誤；在轉(zhuǎn)基因羊中，人凝血因子基因存在于所有的體細(xì)胞中，只是人凝血因子基因在該羊的乳腺細(xì)胞中表達(dá)，在其他體細(xì)胞中未表達(dá)，C錯(cuò)誤；人凝血因子基因的轉(zhuǎn)錄需要RNA聚合酶打開(kāi)DNA雙鏈，為mRNA的合成提供模板，D錯(cuò)誤。9．下圖是研究人員利用生物工程技術(shù)培育能產(chǎn)生人生長(zhǎng)激素的轉(zhuǎn)基因牛的過(guò)程。下列敘述正確的是 ()A．①過(guò)程需要的工具有限制酶、DNA連接酶和載體B．接受了重組DNA的受精卵可直接移植到代孕母牛的子宮C．若在②過(guò)程中培養(yǎng)到囊胚階段，對(duì)胚胎進(jìn)行酶處理，可培育出多頭相同的轉(zhuǎn)基因牛D．胚胎干細(xì)胞具有全能性，故受體細(xì)胞可用胚胎干細(xì)胞代替受精卵解析：選A①過(guò)程表示基因表達(dá)載體的構(gòu)建，需限制酶、DNA連接酶和載體，A正確；接受了重組DNA的受精卵需要在體外培養(yǎng)至桑葚胚或囊胚階段，再移植到代孕母牛的子宮，B錯(cuò)誤；若在②過(guò)程中培養(yǎng)到囊胚階段，對(duì)胚胎進(jìn)行胚胎分割處理，可培育出多頭相同的轉(zhuǎn)基因牛，C錯(cuò)誤；胚胎干細(xì)胞具有發(fā)育的全能性，能夠形成所需的各種組織和器官，但是一般不易形成個(gè)體，因此不能用胚胎干細(xì)胞代替受精卵，D錯(cuò)誤。10．科學(xué)家利用現(xiàn)代生物技術(shù)將生長(zhǎng)激素基因?qū)胄∈笫芫眩玫搅梭w型巨大的“超級(jí)小鼠”；采用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法培育出轉(zhuǎn)基因煙草。關(guān)于以上兩則基因工程應(yīng)用的說(shuō)法，正確的是 ()A．“超級(jí)小鼠”、轉(zhuǎn)基因煙草發(fā)生的變異不可遺傳B．常用顯微注射法將基因表達(dá)載體導(dǎo)入小鼠的體細(xì)胞中C．構(gòu)建基因表達(dá)載體常用的工具酶有限制酶、DNA連接酶和載體D．培育轉(zhuǎn)基因植物時(shí)，農(nóng)桿菌的作用是使目的基因?qū)胫参锛?xì)胞解析：選D“超級(jí)小鼠”、轉(zhuǎn)基因煙草發(fā)生的變異是通過(guò)轉(zhuǎn)基因技術(shù)實(shí)現(xiàn)的，屬于基因重組，是可遺傳的變異，A錯(cuò)誤；常用顯微注射法將基因表達(dá)載體導(dǎo)入小鼠的受精卵細(xì)胞中，B錯(cuò)誤；構(gòu)建基因表達(dá)載體常用的工具酶有限制酶、DNA連接酶，C錯(cuò)誤；培育轉(zhuǎn)基因植物時(shí)，農(nóng)桿菌的作用是使目的基因?qū)胫参锛?xì)胞，D正確。11．自新型冠狀病毒發(fā)現(xiàn)以來(lái)，多種新冠疫苗投入接種，其中包括腺病毒疫苗。該疫苗研發(fā)的大體思路是破壞腺病毒在細(xì)胞中增殖的功能，同時(shí)重組一種新冠病毒外殼上的S蛋白基因?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)腺病毒的遺傳物質(zhì)是________，上述疫苗在基因工程中作為_(kāi)___________。(2)新冠病毒外殼上的S蛋白基因要用到____________技術(shù)進(jìn)行擴(kuò)增，擴(kuò)增過(guò)程需要________種引物。(3)在構(gòu)建基因表達(dá)的載體時(shí)，插入基因上游與下游的分別是______________。(4)檢測(cè)S蛋白基因是否成功插入到染色體DNA上，檢測(cè)方法是采用DNA分子雜交技術(shù)，該過(guò)程所用的探針為_(kāi)_______________________________________________________。解析：(1)由題干信息可知，疫苗為改造后的腺病毒，在基因工程中作為載體。目的基因?yàn)镈NA片段，所以作為載體的腺病毒的遺傳物質(zhì)是DNA。(2)利用PCR技術(shù)可以對(duì)目的基因進(jìn)行擴(kuò)增，擴(kuò)增過(guò)程需要2種引物。(3)在構(gòu)建基因表達(dá)的載體時(shí)，一個(gè)完整的基因表達(dá)載體包括：?jiǎn)?dòng)子、目的基因、標(biāo)記基因、終止子等，故插入基因的上游與下游的分別是啟動(dòng)子、終止子。(4)目的基因的檢測(cè)常采用DNA分子雜交技術(shù)，該過(guò)程所用的探針為放射性同位素標(biāo)記的含有目的基因(S蛋白基因)的DNA片段。答案：(1)DNA載體(2)PCR2(3)啟動(dòng)子、終止子(順序不可顛倒)(4)放射性同位素標(biāo)記的含有目的基因(S蛋白基因)的DNA片段12．目前，科學(xué)家已在牛和山羊等動(dòng)物乳腺生物反應(yīng)器中表達(dá)出了抗凝血酶、血清白蛋白、生長(zhǎng)激素和α抗胰蛋白酶等重要醫(yī)藥產(chǎn)品。結(jié)合我國(guó)第一頭轉(zhuǎn)基因?！疤咸稀钡呐嘤绦?，回答下列問(wèn)題：(1)哺乳動(dòng)物的c過(guò)程通常采用________________，將藥用蛋白與乳腺蛋白基因的啟動(dòng)子等調(diào)控組件重組在一起導(dǎo)入受精卵中。從遺傳學(xué)原理看轉(zhuǎn)基因?！疤咸稀迸c親本A、B的最根本的區(qū)別是含有______________。(2)獲取目的基因首先用到的是________，它能識(shí)別雙鏈DNA分子的某種特定核苷酸序列，并且使每一條鏈中特殊部位的________斷開(kāi)，暴露出____________(末端)；DNA連接酶和DNA聚合酶都是通過(guò)形成磷酸二酯鍵而連接DNA缺口，不同之處是①DNA聚合酶只能將單個(gè)核苷酸加到已有核苷酸片段上，形成磷酸二酯鍵，DNA連接酶是連接兩個(gè)DNA片段，形成磷酸二酯鍵；②___________________________________________________。(3)轉(zhuǎn)基因后的受精卵在體外培養(yǎng)時(shí)需要有糖、氨基酸等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，由于人們對(duì)細(xì)胞所需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)還沒(méi)有完全搞清楚，因此，在使用合成培養(yǎng)基時(shí)，通常需加入______________________等一些天然成分。在實(shí)際操作過(guò)程中為了得到大量的卵，通常采用給雌性牛注射______________激素的方法，引起超數(shù)排卵。解析：(1)將重組后的基因?qū)肱５氖芫阎谐Ｓ蔑@微注射法。轉(zhuǎn)基因牛“滔滔”導(dǎo)入了外源基因，從遺傳學(xué)原理看這也是“滔滔”與親本A、B的最根本的區(qū)別。(2)獲取目的基因用到的工具是限制酶，其作用對(duì)象是DNA分子兩個(gè)核苷酸之間的磷酸二酯鍵，使黏性末端或平末端暴露出來(lái)。DNA聚合酶和DNA連接酶的作用對(duì)象都是催化磷酸二酯鍵的形成，主要不同在于①DNA聚合酶只能將單個(gè)核苷酸加到已有核苷酸片段上，形成磷酸二酯鍵，DNA連接酶是連接兩個(gè)DNA片段，形成磷酸二酯鍵；②DNA聚合酶需要模板，DNA連接酶不需要模板。(3)在動(dòng)物細(xì)胞體外培養(yǎng)過(guò)程中，一般要滿(mǎn)足以下幾個(gè)方面的條件：無(wú)菌、無(wú)毒的環(huán)境，營(yíng)養(yǎng)，溫度、pH和滲透壓及氣體環(huán)境；由于人們對(duì)細(xì)胞所需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)還沒(méi)有完全研究清楚，故在使用合成培養(yǎng)基時(shí)，通常需加入血清、血漿等天然成分。用促性腺激素處理良種母牛可促使其超數(shù)排卵。答案：(1)顯微注射法外源基因(2)限制酶(兩個(gè)核苷酸之間的)磷酸二酯鍵黏性末端或平末端DNA聚合酶需要模板，DNA連接酶不需要模板(3)血清、血漿促性腺三、應(yīng)用創(chuàng)新13．利用基因編輯技術(shù)可實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)基因進(jìn)行堿基的敲除、加入等修改。下列敘述錯(cuò)誤的是()A．上述操作所引起的變異類(lèi)型屬于基因重組B．進(jìn)行上述操作時(shí)要避免對(duì)非目標(biāo)基因造成影響C．可以利用該技術(shù)對(duì)某些基因的功能進(jìn)行研究D．可以利用該技術(shù)改造動(dòng)、植物進(jìn)行遺傳育種解析：選A上述操作中涉及對(duì)目標(biāo)基因進(jìn)行堿基的敲除(缺失)、加入(增添)等修改，屬于基因突變，A錯(cuò)誤；進(jìn)行上述操作時(shí)可能導(dǎo)致目標(biāo)基因脫靶，即對(duì)非目標(biāo)基因進(jìn)行編輯，因此要避免對(duì)非目標(biāo)基因造成影響，從而對(duì)個(gè)體造成不必要的損傷，B正確；因該技術(shù)能對(duì)目標(biāo)基因進(jìn)行敲除、加入等修飾，通過(guò)修飾前后個(gè)體性狀的改變來(lái)研究相關(guān)基因的功能，C正確；該技術(shù)屬于基因編輯技術(shù)，可用于改造動(dòng)、植物進(jìn)行遺傳育種，D正確。14．科學(xué)家利用生物技術(shù)將人的生長(zhǎng)激素基因?qū)胄∈笫芫训募?xì)胞核中，經(jīng)培育獲得一種轉(zhuǎn)基因小鼠，其膀胱上皮細(xì)胞可以合成并分泌人的生長(zhǎng)激素，在醫(yī)學(xué)研究及相關(guān)疾病的治療方面都具有重要意義。下列有關(guān)敘述正確的是()A．人的生長(zhǎng)激素基因只存在于小鼠的膀胱上皮細(xì)胞中B．構(gòu)建含人生長(zhǎng)激素基因的表達(dá)載體需要用到限制酶和DNA連接酶C．采用DNA分子雜交技術(shù)可檢測(cè)外源基因在小鼠細(xì)胞內(nèi)是否成功表達(dá)D．為使目的基因在膀胱上皮細(xì)胞中成功表達(dá)，需要加入生長(zhǎng)激素基因的啟動(dòng)子解析：選B科學(xué)家利用生物技術(shù)將人的生長(zhǎng)激素基因?qū)胄∈笫芫训募?xì)胞核中，經(jīng)培育獲得一種轉(zhuǎn)基因小鼠，由于受精卵細(xì)胞具有全能性，因此轉(zhuǎn)基因小鼠的所有體細(xì)胞中均含有人的生長(zhǎng)激素基因，A錯(cuò)誤；基因表達(dá)載體的構(gòu)建需要用到限制酶和DNA連接酶，因此這里構(gòu)建含人生長(zhǎng)激素基因的表達(dá)載體要用到限制酶和DNA連接酶，B正確；采用DNA分子雜交技術(shù)可檢測(cè)外源基因是否導(dǎo)入受體細(xì)胞，但不能檢測(cè)外源基因在小鼠細(xì)胞內(nèi)是否成功表達(dá)，C錯(cuò)誤；為使目的基因在膀胱上皮細(xì)胞中成功表達(dá)，需要加入生長(zhǎng)激素基因和小鼠膀胱上皮細(xì)胞中相應(yīng)蛋白基因的啟動(dòng)子，D錯(cuò)誤。15．丙肝病毒(HCV)是一種RNA病毒，HCV感染是慢性肝炎的主要病因之一，由于HCV基因組的高頻突變、包膜蛋白的糖基化、病毒顆粒被脂類(lèi)分子包裹、非中和性抗體干擾等因素的影響，如何誘導(dǎo)產(chǎn)生能夠中和全部7個(gè)病毒亞型的抗體一直是HCV疫苗研發(fā)的最大難點(diǎn)，目前還沒(méi)有針對(duì)HCV的預(yù)防性疫苗上市。回答下列問(wèn)題：(1)在基因重組疫苗生產(chǎn)過(guò)程中，若已經(jīng)提取HCV表面抗原的mRNA，則應(yīng)在________酶作用下合成HCV表面抗原的cDNA作為目的基因。cDNA與人體細(xì)胞中的DNA相比，其基因結(jié)構(gòu)的主要區(qū)別是______________________。(2)獲得HCV表面抗原基因后，常利用________技術(shù)進(jìn)行擴(kuò)增，前提是_______________，以便合成引物。為了便于擴(kuò)增的DNA片段與表達(dá)載體連接，需要在引物的________(填“3′”或“5′”)端加上限制酶酶切位點(diǎn)。(3)基因重組疫苗生產(chǎn)過(guò)程的核心步驟是______