高中生物人教版2019選擇性必修3課后習題第3章第3節(jié)基因工程的應用

第3節(jié)基因工程的應用必備知識基礎練1.(2022河南開封高二期中)下列關于植物、動物以及微生物在基因工程應用方面的敘述,錯誤的是()A.動物和微生物可以生產(chǎn)基因工程藥物,植物不能B.三類生物技術操作中目的基因?qū)胧荏w細胞的方式不同C.三類生物技術操作原理相同D.三類生物技術操作中用到的工具酶相同2.下列關于培育轉(zhuǎn)基因抗蟲棉的敘述,正確的是()A.DNA連接酶能把Bt抗蟲蛋白基因與噬菌體相連接B.Bt抗蟲蛋白基因可借助花粉管通道進入受體細胞C.Bt抗蟲蛋白對害蟲和人都有不同程度的毒害作用D.需制備好相應抗原來檢測Bt抗蟲蛋白3.將某病毒的外殼蛋白(L1)基因與綠色熒光蛋白(GFP)基因連接,構建L1GFP融合基因,再將融合基因與質(zhì)粒連接構建下圖所示表達載體。圖中限制酶E1~E4處理產(chǎn)生的黏性末端均不相同。下列敘述錯誤的是()A.構建L1GFP融合基因需要用到的限制酶有E1、E2、E4B.E1、E4雙酶切確保L1GFP融合基因與載體的正確連接C.若受體細胞中觀察到了綠色熒光,說明L1基因已經(jīng)表達D.培育乳汁中含L1的轉(zhuǎn)基因羊需將表達載體轉(zhuǎn)入乳腺細胞4.(2021湖北荊州月考)下圖為利用生物技術獲得生物新品種的過程,有關說法錯誤的是()A.A→B過程中用到的原料有4種,加入的引物有2種B.A→B過程利用了DNA半保留復制原理,需要使用耐高溫的DNA聚合酶C.B→C為轉(zhuǎn)基因綿羊的培育過程,常選用的受體細胞是卵母細胞D.B→D為轉(zhuǎn)基因植物的培育過程,其中④過程常用的方法是農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法5.(2021江西豐城高二月考)科學家培養(yǎng)出一種轉(zhuǎn)基因小鼠,其膀胱上皮細胞可以合成人的生長激素并分泌到尿液中。下列說法正確的是()A.將人的生長激素基因?qū)胄∈笫荏w細胞,可以用花粉管通道法B.人的生長激素基因只存在于在小鼠的膀胱上皮細胞中C.進行基因轉(zhuǎn)移時,要將目的基因轉(zhuǎn)入小鼠受精卵中D.采用抗原—抗體雜交技術檢測目的基因是否插入了小鼠的基因組6.(2021浙江諸暨二中高二期中)目前人類利用基因工程的方法成功培育出轉(zhuǎn)基因抗蟲棉,以下說法正確的是()A.蘇云金芽孢桿菌的Bt抗蟲蛋白基因與質(zhì)粒結(jié)合后直接進入棉花的葉肉細胞表達B.抗蟲基因?qū)朊藁ㄈ~肉細胞后,可通過傳粉、受精的方法,使抗蟲性狀遺傳下去C.標記基因的作用是鑒別受體細胞中是否含有目的基因D.轉(zhuǎn)基因抗蟲棉經(jīng)過種植,棉鈴蟲不會產(chǎn)生抗性,這樣可以有效消滅棉鈴蟲7.(2021福建寧德期末)利用轉(zhuǎn)基因山羊乳腺生物反應器生產(chǎn)丁酰膽堿酯酶,可治療有機磷中毒。下列敘述錯誤的是()A.應該用山羊乳腺中特異表達的基因的啟動子構建基因表達載體B.乳腺生物反應器的優(yōu)點在于隨時可以生產(chǎn)丁酰膽堿酯酶C.通過顯微注射法將基因表達載體導入山羊受精卵D.山羊乳腺細胞可得到具有一定空間結(jié)構的丁酰膽堿酯酶8.(2021福建福州5月質(zhì)檢)蘇云金芽孢桿菌會合成Bt抗蟲蛋白,在棉鈴蟲的堿性腸道環(huán)境中,Bt抗蟲蛋白在特定的酶作用下產(chǎn)生毒性,導致棉鈴蟲死亡。我國科學家利用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法培育轉(zhuǎn)Bt基因的抗蟲棉。下列說法錯誤的是()A.可根據(jù)蘇云金桿菌的DNA特定序列設計引物,用PCR技術擴增獲得Bt基因B.需要將Bt基因整合到Ti質(zhì)粒的TDNA上,從而構建基因表達載體C.Bt基因可以整合到棉花染色體上,抗蟲棉自交后代不會發(fā)生性狀分離D.Bt抗蟲蛋白具有高度專一性,對害蟲天敵、人畜均無毒性,在環(huán)境中易分解9.(2021河南周口中英文學校高二月考)運用現(xiàn)代生物技術的育種方法,將抗菜青蟲的Bt基因轉(zhuǎn)移到優(yōu)質(zhì)油菜中,培育出轉(zhuǎn)基因抗蟲的油菜品種,這一品種在生長過程中能產(chǎn)生特異的殺蟲蛋白,對菜青蟲有顯著抗性,能大大減輕菜青蟲對油菜的危害,提高油菜產(chǎn)量,減少農(nóng)藥使用。根據(jù)以上信息判斷,下列敘述正確的是()A.Bt基因的化學成分是蛋白質(zhì)B.Bt基因中有菜青蟲的遺傳物質(zhì)C.轉(zhuǎn)基因抗蟲油菜能產(chǎn)生殺蟲蛋白是由于具有Bt基因D.轉(zhuǎn)基因抗蟲油菜產(chǎn)生的殺蟲蛋白是無機物10.(2021河南駐馬店高二期末聯(lián)考)科學家利用基因工程培育出了耐鹽的轉(zhuǎn)基因棉花新品系,下列相關敘述錯誤的是()A.可通過農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將重組質(zhì)粒導入受體細胞B.含耐鹽基因的棉花細胞可經(jīng)植物組織培養(yǎng)獲得完整植株C.可用較高濃度的鹽水澆灌來鑒定棉花植株的耐鹽性D.如果目的基因的核苷酸序列是全部未知的,可用PCR技術得到大量目的基因11.(2021黑龍江牡丹江一中期末)下圖表示應用基因工程技術生產(chǎn)干擾素的三條途徑,請分析回答下列問題。(1)途徑甲中,過程Ⅰ需要用到酶,應將干擾素基因和的啟動子重組。若受體細胞A是體細胞,要獲得轉(zhuǎn)基因牛還需利用、早期胚胎培養(yǎng)、胚胎移植等技術,移植后的胚胎能在受體子宮中存活的生理基礎是受體子宮對外來胚胎基本不發(fā)生排斥反應。

(2)途徑乙中,過程Ⅱ最常采用的方法是,也可將受體細胞B培養(yǎng)到階段,實現(xiàn)細胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)。若要獲得脫毒的轉(zhuǎn)基因萵苣,應選擇作為外植體。

(3)途徑丙中,過程Ⅱ可用處理大腸桿菌,以制備感受態(tài)細胞。該途徑用基因工程的方法,獲得使外源基因高效率表達的菌類細胞株系,來大量生產(chǎn)干擾素,這樣的菌類細胞株系稱為。

(4)三條途徑中,過程Ⅲ依據(jù)的生物學原理不相同,途徑甲利用了受精卵的全能性,途徑乙利用了,途徑丙利用了大腸桿菌繁殖快的特點來大量生產(chǎn)干擾素。

關鍵能力提升練12.上海醫(yī)學遺傳研究所成功培育出第一頭攜帶人白蛋白基因的轉(zhuǎn)基因牛,他們還研究出一種可大大提高基因表達水平的新方法,使轉(zhuǎn)基因動物乳汁中的藥物蛋白含量提高30多倍。這標志著我國轉(zhuǎn)基因研究向產(chǎn)業(yè)化的目標又邁進了一大步。下列有關敘述正確的是()A.所謂“提高基因表達水平”是指設法使牛的乳腺細胞中含有更多的人白蛋白基因B.轉(zhuǎn)基因動物是指體細胞中出現(xiàn)了新基因的動物C.人們只在轉(zhuǎn)基因牛的乳汁中獲取人白蛋白,原因是只有轉(zhuǎn)基因牛的乳腺細胞中含有人白蛋白基因D.運用基因工程技術讓牛合成人白蛋白,該技術將導致牛發(fā)生定向變異13.(2021山東濟南章丘四中月考)如圖是科研人員利用乙烯合成酶的反義基因,通過轉(zhuǎn)基因技術獲得耐儲存的轉(zhuǎn)基因番茄的過程。下列相關敘述錯誤的是()A.該轉(zhuǎn)基因技術所用的目的基因是乙烯合成酶基因B.乙烯合成酶的反義基因與乙烯合成酶基因的區(qū)別是轉(zhuǎn)錄的模板鏈不同C.由圖可知過程⑤依據(jù)的原理是堿基互補配對原則D.轉(zhuǎn)基因番茄中乙烯含量低的原因可能是乙烯合成酶基因的翻譯過程受阻14.如圖為利用奶牛乳汁生產(chǎn)血清白蛋白的過程,下列分析錯誤的是()A.①經(jīng)胰蛋白酶處理可得到③B.圖中涉及基因工程、細胞核移植、胚胎分割和胚胎移植等技術C.常用PCR技術擴增②D.若要獲得同卵雙胎或多胎,只能分割桑葚胚細胞15.(多選)下列有關動物基因工程的說法,錯誤的是()A.將外源生長激素基因?qū)雱游矬w內(nèi)可提高動物生長速度B.將腸乳糖酶基因?qū)肽膛；蚪M,使獲得的轉(zhuǎn)基因牛分泌的乳汁中乳糖含量大大降低C.科學家將藥用蛋白基因與乳腺蛋白基因的啟動子等調(diào)控組件重組在一起,通過顯微注射等方法,導入哺乳動物的體細胞中D.培育轉(zhuǎn)基因克隆豬器官,采用的方法是在器官供體基因組中導入某種調(diào)節(jié)因子,以促進抗原決定基因的表達16.(多選)人們試圖利用基因工程的方法,用乙種生物生產(chǎn)甲種生物的一種蛋白質(zhì)。生產(chǎn)流程為甲生物目的基因的mRNA目的基因重組質(zhì)粒導入乙生物的細胞獲得甲生物的蛋白質(zhì)。下列說法正確的是()A.①過程需要逆轉(zhuǎn)錄酶和A、U、G、C4種堿基B.②過程中要用限制酶切割質(zhì)粒,再用DNA連接酶將目的基因與質(zhì)粒連接在一起C.如果受體細胞是動物細胞,③過程可以用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法D.④過程需要核糖核苷酸17.(2022河南南陽高二期中)膀胱生物反應器是利用轉(zhuǎn)基因技術,將外源基因?qū)雱游锘蚪M中并定位表達于膀胱特定組織,在動物的尿液中提取具有重要價值產(chǎn)品的轉(zhuǎn)基因動物的總稱。A蛋白是人體中具有重要調(diào)節(jié)功能的蛋白質(zhì),下圖表示利用膀胱生物反應器生產(chǎn)A蛋白的技術流程。回答下列問題。A蛋白基因受精卵早期胚胎代孕

母體轉(zhuǎn)基因

動物尿液A蛋白(1)將圖中A蛋白基因?qū)胧芫阎凶畛Ｓ玫姆椒ㄊ?進行①過程前需要構建基因表達載體,完整的基因表達載體包括啟動子、等,啟動子是片段,它是的部位,構建基因表達載體時,應將A蛋白基因與的啟動子重組在一起。

(2)②過程需要將受精卵在體外培養(yǎng)至期才可以進行③過程。③過程指。進行該過程前,代孕母體的處理及生理狀況是。

(3)膀胱生物反應器A蛋白的產(chǎn)量比乳腺生物反應器A蛋白的產(chǎn)量(填“高”或“低”),原因是。

第3節(jié)基因工程的應用1.A解析除基因工程的第三步將目的基因?qū)胧荏w細胞的方法不同外,三類生物在基因工程的應用中,從原理、使用的工具酶到操作流程等基本一致;三類轉(zhuǎn)基因生物都可以用來生產(chǎn)基因工程藥物。2.B解析培育轉(zhuǎn)基因植物常用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法,可用DNA連接酶將編碼Bt抗蟲蛋白的基因與農(nóng)桿菌的Ti質(zhì)粒相連接,構建基因表達載體,A項錯誤;在植物細胞基因工程中,可利用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將目的基因?qū)胧荏w細胞,也可以利用花粉管通道法將目的基因?qū)胧芫阎?B項正確;Bt抗蟲蛋白對哺乳動物無毒害作用,C項錯誤;要檢測目的基因是否成功翻譯,可用抗原—抗體雜交技術進行檢測,目的基因翻譯的蛋白質(zhì)作為抗原,故需制備好相應抗體來檢測Bt抗蟲蛋白,D項錯誤。3.D解析構建L1GFP融合基因需要先用限制酶處理獲得L1基因和GFP基因,并將二者連接,故需要用到E1、E2、E4三種酶,A項正確;根據(jù)題意,限制酶E1~E4處理產(chǎn)生的黏性末端均不相同,E1、E4雙酶切可以有效減少載體自身連接和融合基因自身連接,保證L1GFP融合基因與載體準確連接,B項正確;GFP基因可以認為是標記基因,表達出的綠色熒光蛋白(GFP)在紫外光或藍光激發(fā)下會發(fā)出綠色熒光,利用這一特性可用于檢測細胞中目的基因是否表達,C項正確;為了獲得L1蛋白,可將表達載體轉(zhuǎn)入受精卵中而不是乳腺細胞中,用于培育乳汁中含有L1的轉(zhuǎn)基因羊,D項錯誤。4.C解析分析題圖可以看出,圖中A→B過程為利用PCR技術擴增目的基因,原料是4種脫氧核苷酸,需要2種引物,A項正確;PCR技術的原理是DNA半保留復制,需要耐高溫的DNA聚合酶,B項正確;B→C為轉(zhuǎn)基因綿羊的培育過程,培育轉(zhuǎn)基因動物時,常用受精卵作為受體細胞,C項錯誤;培育轉(zhuǎn)基因植物時,常用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將目的基因?qū)胧荏w細胞,D項正確。5.C解析花粉管通道法用于將目的基因?qū)胫参锛毎?A項錯誤;培育轉(zhuǎn)基因動物時,因為受精卵的全能性最高,所以進行基因轉(zhuǎn)移時通常將目的基因轉(zhuǎn)入受精卵中,小鼠的體細胞是由同一個受精卵分裂和分化來的,核遺傳物質(zhì)相同,故人的生長激素基因存在于小鼠所有體細胞中(成熟紅細胞除外),B項錯誤,C項正確;檢測目的基因是否插入了小鼠的基因組通常采用DNA分子雜交法,D項錯誤。6.C解析蘇云金芽孢桿菌的Bt抗蟲蛋白基因與質(zhì)粒結(jié)合后需用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法導入棉花的葉肉細胞,不能直接進入棉花的葉肉細胞表達,A項錯誤;葉肉細胞是體細胞,其基因不能通過有性生殖進行遺傳,可以通過植物組織培養(yǎng)技術,使抗蟲性狀遺傳下去,B項錯誤;構建好的基因表達載體中必須含有標記基因,以便于確定目的基因是否進入受體細胞內(nèi),C項正確;由于生物變異是不定向的,因此棉鈴蟲可能產(chǎn)生抗性,這種抗性逐漸積累,最終可能導致抗蟲棉失去殺蟲效果,D項錯誤。7.B解析要得到轉(zhuǎn)基因山羊乳腺生物反應器,在構建基因表達載體時需要乳腺中特異表達的基因的啟動子,使目的基因只在乳腺細胞中表達,A項正確;作為乳腺生物反應器的轉(zhuǎn)基因動物在進入泌乳期后才能生產(chǎn)丁酰膽堿酯酶,B項錯誤;通過顯微注射法將基因表達載體導入山羊受精卵,C項正確;山羊乳腺細胞含有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體,可得到具有一定空間結(jié)構的丁酰膽堿酯酶,D項正確。8.C解析蘇云金芽孢桿菌會合成Bt抗蟲蛋白,所以可以根據(jù)蘇云金桿菌的DNA特定序列設計引物,用PCR技術擴增獲得Bt基因,A項正確;培養(yǎng)抗蟲棉需要將Bt基因整合到Ti質(zhì)粒的TDNA(可轉(zhuǎn)移至受體細胞,并且整合到受體細胞的DNA)上,B項正確;Bt基因可以整合到棉花染色體上,若只有1條染色體上含有Bt基因,抗蟲棉自交后代會發(fā)生性狀分離,C項錯誤;Bt抗蟲蛋白在特定的酶作用下產(chǎn)生毒性,具有高度專一性,對害蟲天敵、人畜均無毒性,其本質(zhì)是蛋白質(zhì),所以在環(huán)境中易分解,D項正確。9.C解析基因通常是有遺傳效應的DNA片段,因此Bt基因的化學成分是核酸而不是蛋白質(zhì),A項錯誤;由題干信息“將抗菜青蟲的Bt基因轉(zhuǎn)移到優(yōu)質(zhì)油菜中,培育出轉(zhuǎn)基因抗蟲的油菜品種”可知,Bt基因不是來源于菜青蟲,因此不含有菜青蟲的遺傳物質(zhì),B項錯誤;轉(zhuǎn)基因抗蟲油菜能產(chǎn)生殺蟲蛋白是由于具有Bt基因,Bt基因能控制殺蟲蛋白的合成,C項正確;轉(zhuǎn)基因抗蟲油菜產(chǎn)生的殺蟲蛋白屬于有機物,D項錯誤。10.D解析棉花是雙子葉植物,可通過農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將重組質(zhì)粒導入棉花受體細胞,A項正確;植物組織培養(yǎng)技術可以保持親本的優(yōu)良性狀,含耐鹽基因的棉花細胞經(jīng)植物組織培養(yǎng)可獲得耐鹽的植株,B項正確;棉花植株是否耐鹽,主要看植株能否在高濃度的鹽溶液中生活,因此,可以用較高濃度的鹽水澆灌來鑒定棉花植株的耐鹽性,C項正確;利用PCR技術獲得大量目的基因時,需要提供DNA的模板和引物,設計引物需要一段已知目的基因的核苷酸序列,D項錯誤。11.答案(1)限制酶和DNA連接乳腺蛋白基因動物體細胞核移植(核移植)(2)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法愈傷組織莖尖(或莖尖分生區(qū)、芽尖)(3)Ca2+基因工程菌(4)植物細胞的全能性解析(1)途徑甲獲得轉(zhuǎn)基因動物,過程Ⅰ表示構建基因表達載體,需要用到限制酶和DNA連接酶,應將干擾素基因和乳腺蛋白基因的啟動子重組,才能在表達乳腺蛋白的同時表達干擾素基因。若受體細胞A是體細胞,若要獲得轉(zhuǎn)基因牛還需利用動物體細胞核移植技術將轉(zhuǎn)基因的體細胞核移植到去核的卵母細胞中,再經(jīng)過早期胚胎培養(yǎng)、胚胎移植等技術,移植后的胚胎能在受體子宮中存活的生理基礎是受體子宮對外來胚胎基本不發(fā)生排斥反應。(2)途徑乙獲得轉(zhuǎn)基因植物,過程Ⅱ?qū)⒛康幕驅(qū)胧荏w細胞,最常采用的導入方法是農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法,也可將受體細胞B培養(yǎng)到愈傷組織階段,實現(xiàn)細胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)。若要獲得脫毒的轉(zhuǎn)基因萵苣,應選擇莖尖、莖尖分生區(qū)、芽尖等分生組織作為外植體。(3)途徑丙獲得轉(zhuǎn)基因細菌,過程Ⅱ?qū)⒛康幕驅(qū)胧荏w細胞,可用Ca2+處理大腸桿菌,以制備感受態(tài)細胞。該途徑用基因工程的方法,獲得使外源基因高效率表達的菌類細胞株系,來大量生產(chǎn)干擾素,這樣的菌類細胞株系稱為基因工程菌。(4)三條途徑中,過程Ⅲ依據(jù)的生物學原理不相同,途徑甲利用了受精卵的全能性,發(fā)育成轉(zhuǎn)基因牛,途徑乙利用了植物細胞的全能性,發(fā)育成完整的萵苣植株,途徑丙利用了大腸桿菌繁殖快的特點來大量生產(chǎn)干擾素。12.D解析“提高基因表達水平”是指設法使牛的乳腺細胞中的人白蛋白基因合成出更多的人白蛋白,A項錯誤;動物體細胞中出現(xiàn)新基因可能是發(fā)生了基因突變,培育轉(zhuǎn)基因動物時,一般以受精卵作為受體細胞,培育出的轉(zhuǎn)基因動物的體細胞都含有目的基因,B項錯誤;轉(zhuǎn)基因牛的細胞中都含有人白蛋白基因,人們只在轉(zhuǎn)基因牛的乳汁中才能獲取人白蛋白,原因是人白蛋白基因只在轉(zhuǎn)基因牛的乳腺細胞中表達,C項錯誤;基因工程可定向改造生物的性狀,D項正確。13.A解析該轉(zhuǎn)基因技術所用的目的基因是乙烯合成酶的反義基因,A項錯誤;乙烯合成酶的反義基因與乙烯合成酶基因都是由α鏈和β鏈組成的,區(qū)別是轉(zhuǎn)錄的模板鏈相反,使轉(zhuǎn)錄出的mRNA能互補配對,形成雙鏈RNA,B項正確;過程⑤依據(jù)的原理是堿基互補配對原則,乙烯合成酶基因的反義拷貝轉(zhuǎn)錄出的反義mRNA與乙烯合成酶基因轉(zhuǎn)錄出的mRNA結(jié)合,可能會使乙烯合成酶基因的翻譯過程受阻,C、D兩項正確。