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【成才之路】高中生物6-2基因工程及其應(yīng)用基礎(chǔ)鞏固新人教版必修2基礎(chǔ)鞏固一、選擇題1.工程菌在降解有毒有害化合物、吸收環(huán)境重金屬、分解泄露石油、處理工業(yè)廢水等方面發(fā)揮著重要作用。下列屬于工程菌的是()A.通過(guò)X射線處理后,青霉素產(chǎn)量明顯提高的青霉菌B.通過(guò)細(xì)胞雜交技術(shù)獲得繁殖快的酵母菌C.為抗蟲(chóng)棉培育提供抗蟲(chóng)基因的蘇云金桿菌D.通過(guò)轉(zhuǎn)基因技術(shù)培育的能夠分解多種石油成分的細(xì)菌[答案]D[解析]通過(guò)轉(zhuǎn)基因技術(shù)培育的能夠分解多種石油成分的細(xì)菌屬于工程菌。2.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院的科學(xué)家繼成功培育出了抗棉鈴蟲(chóng)轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉后,又成功培育出了抗蟲(chóng)煙草、抗蟲(chóng)玉米、抗蟲(chóng)水稻等多種農(nóng)作物,轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)作物的推廣具有下列哪些意義。①使危害農(nóng)作物的害蟲(chóng)滅絕②農(nóng)藥用量減少③作物產(chǎn)量明顯提高④環(huán)境污染降低⑤農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本降低A.①②③ B.②③④C.①④⑤ D.②④⑤[答案]D3.1979年,科學(xué)家成功培育出了能夠產(chǎn)生人胰島素的大腸桿菌。通過(guò)體外培養(yǎng)能夠大量生產(chǎn)人胰島素,為糖尿病人帶來(lái)福音。培育產(chǎn)生人胰島素大腸桿菌的目的基因是()A.大腸桿菌質(zhì)粒中的標(biāo)記基因B.人體細(xì)胞控制胰島素合成的基因C.大腸桿菌質(zhì)粒中的抗性基因D.大腸桿菌擬核中控制胰島素合成的基因[答案]B[解析]培育產(chǎn)生人胰島素大腸桿菌的目的基因是人體細(xì)胞控制胰島素合成的基因。4.1993年,中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院的科學(xué)家成功培育出了抗棉鈴蟲(chóng)轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉,抗棉鈴蟲(chóng)轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉的抗蟲(chóng)基因來(lái)自()A.大腸桿菌 B.蘇云金桿菌C.土壤農(nóng)桿菌 D.人工合成[答案]B[解析]抗棉鈴蟲(chóng)的抗蟲(chóng)基因來(lái)自蘇云金桿菌。5.基因工程技術(shù)中的目的基因主要來(lái)源于()A.自然界現(xiàn)存生物體內(nèi)的基因B.自然突變產(chǎn)生的新基因C.人工誘變產(chǎn)生的新基因D.科學(xué)家在實(shí)驗(yàn)室中人工合成的基因[答案]A[解析]目前,基因工程技術(shù)中的目的基因主要來(lái)源于自然界現(xiàn)存生物體內(nèi)的基因,野生動(dòng)植物是自然界最大的基因庫(kù),因此,我們要保護(hù)好野生動(dòng)植物。二、非選擇題6.下圖是將人的生長(zhǎng)激素基因?qū)爰?xì)菌B細(xì)胞內(nèi)制造“工程菌”示意圖,所用載體為質(zhì)粒A。已知細(xì)菌B細(xì)胞內(nèi)不含質(zhì)粒A,也不含質(zhì)粒A上的基因,質(zhì)粒A導(dǎo)入細(xì)菌B后,其上的基因能得到表達(dá)。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:(1)人工合成目的基因的途徑一般有哪兩條?___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)如何將目的基因和質(zhì)粒結(jié)合成重組質(zhì)粒(重組DNA分子)?___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)目前把重組質(zhì)粒導(dǎo)入細(xì)菌時(shí),效率還不高,導(dǎo)入完成后得到的細(xì)菌,實(shí)際上有的根本沒(méi)有導(dǎo)入質(zhì)粒,有的導(dǎo)入的是普通質(zhì)粒A,只有少數(shù)導(dǎo)入的是重組質(zhì)粒。以下步驟可鑒別得到的細(xì)菌是否導(dǎo)入了質(zhì)粒A或重組質(zhì)粒:將得到的細(xì)菌涂布在一個(gè)含有氨卞青霉素的培養(yǎng)基上,能夠生長(zhǎng)的就導(dǎo)入了質(zhì)粒A或重組質(zhì)粒,反之則沒(méi)有。使用這種方法鑒別的原因是____________________________。(4)若把通過(guò)鑒定證明導(dǎo)入了普通質(zhì)粒A或重組質(zhì)粒的細(xì)菌放在含有四環(huán)素的培養(yǎng)基上培養(yǎng),會(huì)發(fā)生的現(xiàn)象是_______________,原因是__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(5)導(dǎo)入細(xì)菌B細(xì)胞中的目的基因成功表達(dá)的標(biāo)志是什么?___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。[答案](1)人工合成目的基因的途徑一般有兩種。一是逆轉(zhuǎn)錄法。它是以目的基因的mRNA為模板,借助逆轉(zhuǎn)錄酶合成單鏈DNA,然后在DNA聚合酶的作用下合成雙鏈DNA。二是化學(xué)合成法。即依照某一蛋白質(zhì)的氨基酸序列,通過(guò)密碼子推算出脫氧核苷酸序列,然后直接合成目的基因。(2)分子水平上,用人工的方法提取(或者合成)不同的生物的遺傳物質(zhì)(目的基因和質(zhì)粒),在體外切割拼接和重新組合,然后通過(guò)不同方法把重組的DNA分子引入受體細(xì)胞,使外源DNA在受體細(xì)胞進(jìn)行復(fù)制與表達(dá),按人的需要生產(chǎn)不同的產(chǎn)物或定向地創(chuàng)造生物的新性狀,并使之穩(wěn)定的遺傳給下一代。(3)普通質(zhì)粒A和重組質(zhì)粒都含有抗氨芐青霉素基因(4)有的能生長(zhǎng),有的不能生長(zhǎng)導(dǎo)入普通質(zhì)粒A的細(xì)菌能生長(zhǎng),因?yàn)槠胀ㄙ|(zhì)粒A上有抗四環(huán)素基因;導(dǎo)入重組質(zhì)粒的細(xì)菌不能生長(zhǎng),因?yàn)槟康幕虿逶诳顾沫h(huán)素基因中,抗四環(huán)素基因的結(jié)構(gòu)被破壞。(5)合成了人的生長(zhǎng)激素能力拓展一、選擇題1.下列敘述不是運(yùn)載體必須具備的條件的是()A.具有某些標(biāo)記基因B.決定宿主細(xì)胞的生存C.能夠在宿主細(xì)胞中復(fù)制D.有多個(gè)限制酶切點(diǎn)[答案]B2.下列不屬于利用基因工程技術(shù)制取的藥物是()A.從大腸桿菌體內(nèi)制取的白細(xì)胞介素B.在酵母菌體內(nèi)獲得的干擾素C.在青霉菌體內(nèi)獲取的青霉素D.在大腸桿菌體內(nèi)獲得的胰島素[答案]C[解析]基因工程實(shí)現(xiàn)了外源基因的表達(dá),如A、B、D三項(xiàng)所述,而C項(xiàng)的青霉菌合成青霉素是其自身基因表達(dá)的結(jié)果。3.在畜牧養(yǎng)殖業(yè)上,科學(xué)家利用基因工程的方法培育出了轉(zhuǎn)基因奶牛,超級(jí)綿羊等多種轉(zhuǎn)基因動(dòng)物?!稗D(zhuǎn)基因動(dòng)物”是指()A.提供基因的動(dòng)物B.基因組中增加外源基因的動(dòng)物C.能產(chǎn)生白蛋白的動(dòng)物D.能表達(dá)基因信息的動(dòng)物[答案]B[解析]提供基因的動(dòng)物是一個(gè)正常的動(dòng)物,而不是轉(zhuǎn)基因工程的產(chǎn)物,而且也含有白蛋白基因,因此能產(chǎn)生白蛋白,在產(chǎn)生過(guò)程中必然也就完成了該基因的信息表達(dá),故A、C、D三個(gè)選項(xiàng)均是錯(cuò)誤的。4.轉(zhuǎn)基因植物是通過(guò)基因工程擁有其他物種基因即外源基因的植物。下列有關(guān)敘述中正確的是()A.外源基因就是目的基因B.外源基因的遺傳都遵循孟德?tīng)栠z傳定律C.基因工程中的運(yùn)載體質(zhì)粒是細(xì)胞核內(nèi)能夠自主復(fù)制的DNA分子D.通過(guò)基因工程,植物細(xì)胞也能合成某些細(xì)菌的蛋白質(zhì)[答案]D[解析]本題主要考查基因工程的過(guò)程。外源基因較多,只有人們所需要的外源基因才能稱(chēng)之為目的基因。當(dāng)把目的基因?qū)氲绞荏w細(xì)胞中時(shí),若存在于細(xì)胞中是不會(huì)遵循孟德?tīng)栠z傳定律的。質(zhì)粒是存在于細(xì)菌以及酵母菌等生物的細(xì)胞中,是擬核或細(xì)胞核外能夠自主復(fù)制的很小的環(huán)狀DNA分子。基因工程打破了物種的界限,可以使植物產(chǎn)生細(xì)菌的蛋白質(zhì)。5.通過(guò)轉(zhuǎn)基因技術(shù)可使哺乳動(dòng)物的乳腺細(xì)胞分泌人類(lèi)所需要的各類(lèi)物質(zhì)。下列各種物質(zhì)中,不能通過(guò)這一途徑獲得的是()A.基因 B.抗體C.酶 D.激素[答案]A[解析]乳腺細(xì)胞分泌的人類(lèi)所需的各類(lèi)物質(zhì)應(yīng)包括抗體、酶和激素等,沒(méi)有DNA(基因)6.要使目的基因與對(duì)應(yīng)的載體重組,所需的兩種酶是()①限制酶②連接酶③解旋酶④還原酶A.①② B.③④C.①④ D.②③[答案]A[解析]目的基因與對(duì)應(yīng)的運(yùn)載體結(jié)合起來(lái)的過(guò)程是:先用限制酶分別處理目的基因和運(yùn)載體,使之露出相同的黏性末端;將切下的目的基因的片段插入到質(zhì)粒切口處,再用DNA連接酶將處理好的目的基因和運(yùn)載體的黏性末端接好,就完成了基因的重組。7.基因工程中科學(xué)家常采用細(xì)菌、酵母菌等微生物作為受體細(xì)胞,原因是()A.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,操作方便B.繁殖速度快C.遺傳物質(zhì)含量少,簡(jiǎn)單D.性狀穩(wěn)定,變異少[答案]B[解析]基因工程的最終目的是要用于生產(chǎn),因此要有利于生產(chǎn)。只有繁殖速度快,生產(chǎn)的基因產(chǎn)品才會(huì)多。二、非選擇題8.下圖是利用基因工程技術(shù)生產(chǎn)人胰島素的操作過(guò)程示意圖,請(qǐng)據(jù)圖作答:(1)能否利用人的皮膚細(xì)胞來(lái)完成①過(guò)程?________。為什么?________________________________________________________。(2)過(guò)程②必需的酶是________酶。(3)在利用A、B獲得C的過(guò)程中,一般用________切割A(yù)和B,使它們產(chǎn)生________,再加入________,才可形成C。(4)由此可知,基因工程操作一般要經(jīng)過(guò)A的獲取、________(填字母)和________(填字母)的結(jié)合、________(填字母)導(dǎo)入D、目的基因在大腸桿菌中表達(dá)與檢測(cè)等四個(gè)步驟。[答案](1)不能皮膚細(xì)胞中的胰島素基因未表達(dá)(或未轉(zhuǎn)錄),不能形成胰島素mRNA(2)逆轉(zhuǎn)錄(3)同一種限制酶相同的黏性末端DNA連接酶(4)ABC[解析]圖中①是轉(zhuǎn)錄,②是逆轉(zhuǎn)錄合成目的基因。B是質(zhì)粒,C是重組質(zhì)粒。人皮膚細(xì)胞中有胰島素基因,但卻不表達(dá),因此不能用人皮膚細(xì)胞完成①過(guò)程。9.小鼠基因敲除技術(shù)獲得年諾貝爾獎(jiǎng),該技術(shù)采用基因工程、細(xì)胞工程、雜交等手段使小鼠體內(nèi)的某一基因失去功能,以研究基因在生物個(gè)體發(fā)育和病理過(guò)程中的作用。例如現(xiàn)有基因型為BB的小鼠,要敲除基因B,可先用體外合成的突變基因b取代正?;駼,使BB細(xì)胞改變?yōu)锽b細(xì)胞,最終培育成為基因敲除小鼠。(1)基因敲除過(guò)程中外源基因是否導(dǎo)入受體細(xì)胞,可利用重組質(zhì)粒上的________檢測(cè)。如果被敲除的是小鼠抑癌基因,則可能導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)的______________被激活,使小鼠細(xì)胞發(fā)生癌變。(2)通過(guò)基因敲除,得到一只AABb小鼠。假設(shè)棕毛基因A、白毛基因a、褐齒基因B和黃齒基因b均位于常染色體上,現(xiàn)要得到白色黃齒新類(lèi)型小鼠,用來(lái)與AABb小鼠雜交的純合親本的基因型是________,雜交子代的基因型是________。讓F1代中雙雜合基因型的雌雄小鼠相互交配,子代中帶有b基因個(gè)體的概率是________________。不帶B基因個(gè)體的概率是____________。(3)在上述F1代中只考慮齒色這對(duì)性狀,假設(shè)這對(duì)性狀的遺傳屬X染色體伴性遺傳,則表現(xiàn)黃齒個(gè)體的性別是________,這一代中具有這種性別的個(gè)體基因型是________。[答案](1)標(biāo)記基因原癌基因(2)aaBBAaBB、AaBb12/16(3/4)4/16(1/4)(3)雄性(♂)XBY、XbY[解析]本題主要考查了遺傳的有關(guān)知識(shí)。基因工程中檢測(cè)目的基因是否導(dǎo)入,通常是利用檢測(cè)標(biāo)記基因;如果抑癌基因被敲除,原癌基因被激活,可使小鼠的細(xì)胞癌變。由題中可知,白毛黃齒型小鼠基因型應(yīng)為aabb,
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