2024-2025學(xué)年高中生物專題1基因工程3基因工程的應(yīng)用課后分層檢測案含解析新人教版選修3

PAGE8-基因工程的應(yīng)用[基礎(chǔ)鞏固練]1．我國轉(zhuǎn)基因抗蟲棉是在棉花細(xì)胞中轉(zhuǎn)入Bt毒蛋白基因培育出來的，它對棉鈴蟲具有較強(qiáng)的抗性。下列敘述錯誤的是()A．Bt毒蛋白基因是從蘇云金芽孢桿菌中分別的B．Bt毒蛋白基因可借助花粉管通道進(jìn)入棉花細(xì)胞中C．培育的轉(zhuǎn)基因棉花植株須要做抗蟲的接種試驗(yàn)D．用DNA聚合酶連接經(jīng)切割的Bt毒蛋白基因和載體2．我國已能自行生產(chǎn)乙肝疫苗等基因工程藥物，乙肝疫苗的生產(chǎn)方法是()A．在受體細(xì)胞內(nèi)大量增殖乙肝病毒B．在液體培育基中大量增殖乙肝病毒C．將乙肝病毒的全部基因?qū)胧荏w細(xì)胞并表達(dá)D．將乙肝病毒的表面抗原基因?qū)胧荏w細(xì)胞并表達(dá)3．下列關(guān)于基因工程應(yīng)用的敘述，正確的是()A．基因治療能治愈全部遺傳病B．基因診斷的基本原理是DNA分子雜交C．一種基因探針能檢測水體中的各種病毒D．利用基因工程生產(chǎn)乙肝疫苗時，目的基因存在于人體B淋巴細(xì)胞的DNA中4．下列關(guān)于基因工程相關(guān)學(xué)問的敘述，正確的是()A．在基因工程操作中為了獲得重組質(zhì)粒，必需用相同的限制酶切割，露出的黏性末端可以不相同B．若要生產(chǎn)轉(zhuǎn)基因抗病水稻，可將目的基因先導(dǎo)入大腸桿菌中，再轉(zhuǎn)入水稻細(xì)胞中C．如要提高作物中某種氨基酸的含量，可以導(dǎo)入限制合成含有該種氨基酸比較多的蛋白質(zhì)的基因D．基因治療主要是對具有缺陷的體細(xì)胞進(jìn)行全面修復(fù)5．將大腸桿菌的質(zhì)粒連接上人生長激素的基因后，重新置入大腸桿菌的細(xì)胞內(nèi)，通過發(fā)酵就能大量生產(chǎn)人生長激素。下列敘述正確的是()A．發(fā)酵產(chǎn)生的生長激素屬于大腸桿菌的初級代謝產(chǎn)物B．大腸桿菌獲得的能產(chǎn)生人生長激素的變異可以遺傳C．大腸桿菌質(zhì)粒標(biāo)記基因中腺嘌呤與尿嘧啶含量相等D．生長激素基因在轉(zhuǎn)錄時須要限制酶和DNA連接酶6．將甜菜堿、海藻糖等有機(jī)小分子的合成基因轉(zhuǎn)入煙草細(xì)胞中，會使煙草的抗旱性增加。下列關(guān)于這類轉(zhuǎn)基因煙草及其培育過程的敘述，錯誤的是()A．細(xì)胞中甜菜堿等有機(jī)小分子的合成量增加B．細(xì)胞液滲透壓增大，避開細(xì)胞過度失水C．將抗旱基因?qū)霟煵菁?xì)胞中常用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法D．在干旱條件下篩選出勝利導(dǎo)入抗旱基因的煙草細(xì)胞7．有關(guān)基因工程的成果及應(yīng)用的說法，不正確的是()①用基因工程方法能培育抗蟲植物和抗病毒植物②基因工程在畜牧業(yè)上應(yīng)用的主要目的是培育體型巨大、品質(zhì)優(yōu)良的動物③目前基因治療已廣泛應(yīng)用于臨床實(shí)踐④基因工程在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用主要是培育高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、品質(zhì)優(yōu)良和具有抗逆性的農(nóng)作物A．①②B．③④C．②③D．②④8．干擾素是抗病毒的特效藥，它是一種糖蛋白，現(xiàn)在某基因公司用如圖所示方法生產(chǎn)干擾素。請回答下列相關(guān)問題。(1)從人的淋巴細(xì)胞中提取出________，使它同質(zhì)粒相結(jié)合，然后導(dǎo)入酵母菌體內(nèi)。(2)科學(xué)家勝利地把人的干擾素基因插入煙草的DNA分子上，使煙草獲得了抗病毒的實(shí)力，試分析：①人的基因能移入植物體內(nèi)，其物質(zhì)基礎(chǔ)是________________________________________________。②煙草有了抗病毒的實(shí)力，這表明煙草體內(nèi)產(chǎn)生了________。煙草植株產(chǎn)生這種新性狀(變異性狀)的來源屬于________。③要檢測干擾素基因是否進(jìn)入了煙草細(xì)胞，可采納的方法是________________；若要檢測干擾素基因是否表達(dá)出干擾素，可采納____________的方法。[實(shí)力提升練]9．我國轉(zhuǎn)基因技術(shù)發(fā)展態(tài)勢良好，農(nóng)業(yè)部依法批準(zhǔn)發(fā)放了轉(zhuǎn)植酸酶基因玉米、轉(zhuǎn)基因抗蟲水稻的生產(chǎn)平安證書。下列關(guān)于轉(zhuǎn)基因玉米和轉(zhuǎn)基因水稻的敘述，不正確的是()A．轉(zhuǎn)植酸酶基因玉米的外源基因是植酸酶基因B．轉(zhuǎn)基因抗蟲水稻削減了化學(xué)農(nóng)藥的運(yùn)用，削減了環(huán)境污染C．轉(zhuǎn)基因抗蟲水稻是否具有抗蟲性，可通過飼養(yǎng)卷葉螟進(jìn)行檢測D．轉(zhuǎn)基因抗蟲水稻的外源基因是幾丁質(zhì)酶基因10．《人類基因治療》報道，在美國佛羅里達(dá)高校基因治療中心接受基因治療的三名遺傳性失明患者都重新獲得了肯定的視力，并且沒有嚴(yán)峻的副作用?；蛑委熓侵?)A．把健康的外源基因?qū)胗谢蛉毕莸募?xì)胞中，達(dá)到治療疾病的目的B．對有缺陷的細(xì)胞進(jìn)行檢測、修復(fù)，從而使其復(fù)原正常，達(dá)到治療疾病的目的C．運(yùn)用人工誘變方法，使有基因缺陷的細(xì)胞發(fā)生基因突變，從而復(fù)原正常D．運(yùn)用基因工程技術(shù)，把有缺陷的基因切除，達(dá)到治療疾病的目的11．科學(xué)家在河南華溪蟹中找到了金屬硫蛋白基因，并以質(zhì)粒為載體，采納轉(zhuǎn)基因方法培育出了汞汲取實(shí)力極強(qiáng)的轉(zhuǎn)基因煙草。下列有關(guān)該煙草培育的說法，正確的是()A．金屬硫蛋白基因需插入到質(zhì)粒上，才能轉(zhuǎn)移到受體細(xì)胞中B．為培育出轉(zhuǎn)基因煙草植株，選擇的受體細(xì)胞肯定是煙草的受精卵C．同種限制酶既可以切割含目的基因的DNA片段又可以切割質(zhì)粒，因此不具有專一性D．轉(zhuǎn)基因煙草與原煙草相比基因組成發(fā)生了改變，導(dǎo)致兩者出現(xiàn)生殖隔離12．近年誕生的具有劃時代意義的CRISPR/Cas9基因編輯技術(shù)可簡潔、精確地進(jìn)行基因定點(diǎn)編輯，其原理是由一條單鏈向?qū)NA引導(dǎo)核酸內(nèi)切酶Cas9到一個特定的基因位點(diǎn)進(jìn)行切割，通過設(shè)計向?qū)NA中20個堿基的識別序列，可人為選擇DNA上的目標(biāo)位點(diǎn)進(jìn)行切割(見下圖)。下列相關(guān)敘述錯誤的是()A．Cas9蛋白由相應(yīng)基因指導(dǎo)在核糖體中合成B．向?qū)NA中的雙鏈區(qū)遵循堿基配對原則C．向?qū)NA可在逆轉(zhuǎn)錄酶催化下合成D．若α鏈剪切點(diǎn)旁邊序列為……TCCAGAATC……，則相應(yīng)的識別序列為……UCCAGAAUC……13．科學(xué)家利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)勝利培育出一頭轉(zhuǎn)入了賴氨酸基因的轉(zhuǎn)基因牛，從其乳汁中可獲得大量的賴氨酸。以下相關(guān)敘述中，正確的是()A．基因表達(dá)載體的受體細(xì)胞的性染色體組成可以是XX，也可以是XYB．將賴氨酸基因?qū)肱５穆鸭?xì)胞中，通過組織培育也能形成轉(zhuǎn)基因牛C．人們只在轉(zhuǎn)基因牛的乳汁中才能獲得賴氨酸，是因?yàn)橹辉谵D(zhuǎn)基因牛的乳腺細(xì)胞中才有賴氨酸基因D．運(yùn)用基因工程技術(shù)讓牛合成大量的賴氨酸，該技術(shù)將導(dǎo)致定向變異14．胰島素A、B鏈分別表達(dá)法是生產(chǎn)胰島素的方法之一。圖1是該方法所用的基因表達(dá)載體，圖2表示利用大腸桿菌作為工程菌生產(chǎn)人胰島素的基本流程(融合蛋白A、B分別表示β-半乳糖苷酶與胰島素A、B鏈融合的蛋白)。請回答下列問題：(1)圖1基因表達(dá)載體中沒有標(biāo)注出來的基本結(jié)構(gòu)是________。(2)圖1中啟動子是________酶識別和結(jié)合的部位，有了它才能啟動目的基因的表達(dá)；氨芐青霉素抗性基因的作用是________________________________________________________________________(3)構(gòu)建基因表達(dá)載體時必需的工具酶有________________________________________________________________________。(4)β-半乳糖苷酶與胰島素A鏈或B鏈融合表達(dá)，可將胰島素肽鏈上蛋白酶的切割位點(diǎn)隱藏在內(nèi)部，其意義在于________________________________________________________________________。(5)溴化氰能切斷肽鏈中甲硫氨酸羧基端的肽鍵，用溴化氰處理相應(yīng)的融合蛋白能獲得完整的A鏈或B鏈，且β-半乳糖苷酶被切成多個肽段，這是因?yàn)開_______________________________________________________________________。(6)依據(jù)圖2中胰島素的結(jié)構(gòu)，請推想每個胰島素分子中所含游離氨基的數(shù)量。你的推想結(jié)果是________，理由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。[素養(yǎng)養(yǎng)成練]15．利用動物乳腺生產(chǎn)產(chǎn)品的技術(shù)稱為動物乳腺反應(yīng)器技術(shù)。該技術(shù)生產(chǎn)的藥用蛋白具有表達(dá)效率高、成本低、平安性高、易于分別純化的優(yōu)點(diǎn)，可產(chǎn)生乙肝表面抗原及抗凝血酶Ⅲ等醫(yī)藥產(chǎn)品，造福人類健康。下圖為利用生物技術(shù)獲得這一生物新品種和抗蟲棉的過程，據(jù)圖回答：(1)在基因工程中，A表示________，假如干脆從蘇云金芽孢桿菌中獲得抗蟲基因，①過程運(yùn)用的酶的功能特點(diǎn)是________________________________________________________________________________________________________________________________________________，B表示____________。(2)在探討過程中，探討人員首先從相關(guān)基因組中獲得了目的基因，并采納________技術(shù)對目的基因進(jìn)行了擴(kuò)增，然后將目的基因與質(zhì)粒等載體組合形成了重組載體。在重組載體的構(gòu)建過程中須要的工具酶有____________。(3)基因表達(dá)載體的構(gòu)建是基因工程的核心，一個完整的基因表達(dá)載體至少包括哪些部分？________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞的過程中，在③過程中一般是采納________，在②過程中一般采納____________，受體細(xì)胞一般是________。(5)由于轉(zhuǎn)基因表達(dá)產(chǎn)物存在于山羊的乳汁中，檢測其體內(nèi)是否出現(xiàn)藥用蛋白，在分子水平上的檢測方法及結(jié)果是什么？________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(6)要確定目的基因(抗蟲基因)導(dǎo)入棉花細(xì)胞后，是否能穩(wěn)定遺傳并表達(dá)，需進(jìn)行檢測和鑒定工作，請寫出在個體水平上的鑒定過程：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。課后分層檢測案31．解析：Bt毒蛋白基因是從蘇云金芽孢桿菌中分別出來的抗蟲基因；Bt毒蛋白基因可借助花粉管通道進(jìn)入棉花細(xì)胞中(花粉管通道法)；培育的轉(zhuǎn)基因棉花植株須要做抗蟲的接種試驗(yàn)，以確定轉(zhuǎn)基因棉花植株的抗性及抗性程度；切割得到的Bt毒蛋白基因和載體的連接是靠DNA連接酶來完成的。答案：D2．解析：疫苗具有抗原性，乙肝病毒的抗原性由蛋白質(zhì)外殼確定，所以生產(chǎn)乙肝疫苗利用的是乙肝病毒的蛋白質(zhì)外殼。生產(chǎn)乙肝疫苗的方法是：獲得乙肝病毒表面抗原基因，導(dǎo)入受體細(xì)胞，使受體細(xì)胞表達(dá)乙肝病毒表面抗原。答案：D3．解析：基因治療不能治愈全部遺傳病；基因診斷又稱DNA診斷，即在DNA分子水平上分析檢測某一基因，從而對疾病作出推斷，利用的原理是DNA分子雜交；基因探針是用放射性同位素(或熒光分子)標(biāo)記的含有目的基因的DNA片段，一種基因探針只能檢測水體中的一種或一類病毒；利用基因工程生產(chǎn)乙肝疫苗是通過構(gòu)建含有乙肝病毒表面抗原基因的重組質(zhì)粒，然后導(dǎo)入相應(yīng)的宿主細(xì)胞(如酵母菌細(xì)胞)，生產(chǎn)乙肝病毒表面抗原蛋白。答案：B4．解析：獲得重組質(zhì)粒，必須要求有相同的黏性末端或平末端，運(yùn)用的限制酶可以不同。轉(zhuǎn)基因技術(shù)操作過程中，必需通過重組載體才能將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞?；蛑委煵⒉荒苄迯?fù)缺陷基因。答案：C5．解析：人生長激素不是大腸桿菌生長和繁殖所必需的物質(zhì)，因此其不是大腸桿菌的初級代謝產(chǎn)物，A錯誤；可遺傳的變異包括基因突變、基因重組和染色體變異，利用基因工程技術(shù)使大腸桿菌獲得的能產(chǎn)生人生長激素的變異屬于基因重組，B正確；大腸桿菌質(zhì)粒是小型環(huán)狀DNA分子，不含尿嘧啶，C錯誤；生長激素基因在轉(zhuǎn)錄時須要RNA聚合酶，D錯誤。答案：B6．解析：將甜菜堿、海藻糖等有機(jī)小分子的合成基因轉(zhuǎn)入煙草細(xì)胞后，細(xì)胞中甜菜堿等有機(jī)小分子的合成量增加，會使煙草細(xì)胞液的滲透壓上升，避開細(xì)胞過度失水，因此會使煙草的抗旱性增加；將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞常用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法；在干旱條件下可以篩選出勝利導(dǎo)入抗旱基因的煙草植株，但并不能篩選出勝利導(dǎo)入抗旱基因的煙草細(xì)胞。答案：D7．解析：用基因工程方法能培育抗蟲植物和抗病毒植物，①正確；基因工程在畜牧業(yè)上應(yīng)用的主要目的是提高動物生長速度、改善畜產(chǎn)品品質(zhì)、生產(chǎn)藥物等，而不是為了培育體型巨大的個體，②錯誤；目前，基因治療處于初期臨床試驗(yàn)階段，③錯誤；基因工程在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用主要是培育高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、品質(zhì)優(yōu)良和具有抗逆性的農(nóng)作物，④正確。答案：C8．解析：(1)通過基因工程構(gòu)建“工程菌”的方法：從人的淋巴細(xì)胞中提取出干擾素基因，使它與質(zhì)粒結(jié)合形成重組質(zhì)粒，然后將重組質(zhì)粒導(dǎo)入酵母菌中，通過相應(yīng)的檢測與鑒定得到勝利轉(zhuǎn)入了重組質(zhì)粒的酵母菌，再通過培育這種酵母菌，使之合成大量的干擾素。(2)基因工程的理論基礎(chǔ)：不同生物的DNA結(jié)構(gòu)基本相同，不同生物間能進(jìn)行基因的移接。基因工程的原理是基因重組。若要檢測干擾素基因是否進(jìn)入了煙草細(xì)胞，可采納的方法是DNA分子雜交技術(shù)；若要檢測干擾素基因是否表達(dá)出干擾素，可采納抗原—抗體雜交的方法。答案：(1)干擾素基因(2)①它們的DNA結(jié)構(gòu)基本相同②干擾素基因重組③DNA分子雜交技術(shù)抗原—抗體雜交9．解析：轉(zhuǎn)植酸酶基因玉米的外源基因是植酸酶基因，A不符合題意；轉(zhuǎn)基因抗蟲水稻具有抗蟲特性，肯定程度上能夠殺死某些農(nóng)業(yè)害蟲，削減了化學(xué)農(nóng)藥的運(yùn)用，從而削減了環(huán)境污染，B不符合題意；轉(zhuǎn)基因抗蟲水稻是否具有抗蟲性，可利用轉(zhuǎn)基因水稻飼養(yǎng)卷葉螟，視察卷葉螟是否能夠被殺死進(jìn)行檢測，C不符合題意；轉(zhuǎn)基因抗蟲水稻的外源基因是Bt毒蛋白基因，D符合題意。答案：D10．解析：基因治療只是將正常的外源基因?qū)氩∪梭w內(nèi)，使該基因的表達(dá)產(chǎn)物發(fā)揮功能，從而達(dá)到治療疾病的目的，而細(xì)胞中的缺陷基因并未修復(fù)，和正常基因同時存在，基因治療也不是切除病變基因或誘發(fā)其突變，因而B、C、D的說法都不符合基因治療的概念。答案：A11．解析：金屬硫蛋白基因需插入到質(zhì)粒上，才能轉(zhuǎn)移到受體細(xì)胞中，A正確；由于植物細(xì)胞具有全能性，因此植物基因工程的受體細(xì)胞可以是受精卵或體細(xì)胞，B錯誤；限制酶具有專一性，能識別特定的脫氧核苷酸序列，C錯誤；轉(zhuǎn)基因煙草與原煙草之間一般不會出現(xiàn)生殖隔離，D錯誤。答案：A12．解析：蛋白質(zhì)的合成是由基因限制的，在核糖體中以mRNA為模板合成蛋白質(zhì)，A正確；向?qū)NA雙鏈中堿基的配對須要遵循堿基互補(bǔ)配對原則，B正確；逆轉(zhuǎn)錄酶催化的反應(yīng)是以RNA為模板，合成相應(yīng)的DNA，C錯誤；若α鏈剪切點(diǎn)旁邊序列為……TCCAGAATC……，則其對應(yīng)鏈的序列為……AGGTCTTAG……，則依據(jù)堿基互補(bǔ)配對原則，Cas9識別序列為……UCCAGAAUC……，D正確。答案：C13．解析：依據(jù)題干信息可知，從轉(zhuǎn)基因牛的乳汁中可獲得大量的賴氨酸，這說明基因表達(dá)載體的受體細(xì)胞的性染色體組成應(yīng)為XX，A錯誤；在基因工程中，常將目的基因?qū)雱游锏氖芫阎?，若將目的基因?qū)肼鸭?xì)胞中，通過組織培育不能形成完整的個體，B錯誤；由于將賴氨酸基因?qū)氩溉閯游锏氖芫阎?，因此轉(zhuǎn)基因動物的體細(xì)胞中都有賴氨酸基因，但是該基因只在乳腺細(xì)胞中表達(dá)，C錯誤；基因工程是人為地將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞，定向地改造生物的性狀，D正確。答案：D14．解析：(1)基因表達(dá)載體中應(yīng)具有啟動子、目的基因、終止子、標(biāo)記基因和復(fù)制原點(diǎn)。(2)啟動子是轉(zhuǎn)錄過程中RNA聚合酶識別和結(jié)合的部位，有了它才能啟動目的基因的轉(zhuǎn)錄。圖中的氨芐青霉素抗性基因充當(dāng)了標(biāo)記基因，可用含有氨芐青霉素的培育基篩選含有重組質(zhì)粒的大腸桿菌。(3)構(gòu)建基因表達(dá)載體時，須要用同種限制酶分別切割目的基因和載體，然后用DNA連接酶將目的基因和載體連接。(4)胰島素肽鏈上具有蛋白酶的切割位點(diǎn)，會導(dǎo)致胰島素被菌體內(nèi)的蛋白酶降解，而通過融合表達(dá)將切割位點(diǎn)隱藏在內(nèi)部可防止胰島素的A、B鏈被菌體內(nèi)的蛋白酶降解。(5)依據(jù)溴化氰能切斷肽鏈中甲硫氨酸羧基端的肽鍵，并結(jié)合β-半乳糖苷酶被切成多個肽段，獲得了完整的胰島素A鏈、B鏈這一信息，可以推想β-半乳糖苷酶中必定含有多個甲硫氨酸，胰島素A鏈、B鏈不含甲硫氨酸。(6)每一條肽鏈的兩個末端分別含有一個游離的氨基和一個游離的羧基，某些氨基酸的R基中可能也含有游離的氨基。答案：(1)終止子(2)RNA聚合作為標(biāo)記基因，將含有重組質(zhì)粒的大腸桿菌篩選出來(3)限制酶和DNA連接酶(4)防止胰島素的A、B鏈被菌體內(nèi)蛋白酶降解(5)β-半