（新教材輔導）2023年高中生物第3章基因工程第3節(jié)基因工程的應用練習新人教版選擇性必修3

第3節(jié)基因工程的應用[基礎(chǔ)檢查]1.下列不屬于植物基因工程技術(shù)主要應用的是()A.提高農(nóng)作物的抗逆性 B.生產(chǎn)某些天然藥物C.改良農(nóng)作物的品質(zhì) D.作為器官移植的供體解析:提高農(nóng)作物的抗逆性、生產(chǎn)某些天然藥物、改良農(nóng)作物的品質(zhì),均屬于植物基因工程技術(shù)的應用。作器官移植的供體,屬于動物基因工程技術(shù)的應用。答案:D2.下列有關(guān)轉(zhuǎn)基因植物的說法,錯誤的是()A.科學家可以利用一些調(diào)節(jié)細胞滲透壓的基因,來提高作物抗鹽堿和抗旱的能力B.由于轉(zhuǎn)基因抗蟲棉可以抵抗一切危害棉花植株的害蟲,所以轉(zhuǎn)基因抗蟲棉已經(jīng)推廣應用C.科學家可以將某種必需氨基酸含量多的蛋白質(zhì)編碼基因?qū)胫参镏?以提高農(nóng)作物的營養(yǎng)價值D.引起植物生病的病原微生物主要有病毒、真菌和細菌等解析:由于鹽堿和干旱對農(nóng)作物的危害與細胞內(nèi)滲透壓的調(diào)節(jié)有關(guān),所以科學家可以利用調(diào)節(jié)細胞滲透壓的基因來提高作物抗鹽堿和抗旱的能力,A項正確;轉(zhuǎn)基因抗蟲棉只是對棉鈴蟲有較強的抗性,并不是針對所有害蟲,B項錯誤;將某種必需氨基酸含量多的蛋白質(zhì)編碼基因?qū)胫参锛毎?可以提高農(nóng)作物的營養(yǎng)價值,C項正確;引起植物生病的微生物稱為病原微生物,主要有病毒、真菌和細菌等,D項正確。答案:B3.利用基因工程技術(shù)將外源生長激素基因?qū)刖d羊體內(nèi),獲得的轉(zhuǎn)基因綿羊生長速率比一般的綿羊提高30%,體形大50%。在基因操作過程中,生長激素基因的受體細胞最好采用()A.乳腺細胞 B.體細胞C.受精卵 D.精巢解析:動物體細胞的全能性受到限制,而受精卵具有發(fā)育的全能性,且受精卵體積較大,容易操作,也能保證發(fā)育成的個體的所有細胞都含有生長激素基因。答案:C4.下列有關(guān)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),可提高動物的生長速率B.將腸乳糖酶基因?qū)肽膛；蚪M中,使獲得的轉(zhuǎn)基因奶牛分泌的乳汁中乳糖含量大大降低C.利用基因工程技術(shù)得到的乳腺生物反應器可以解決很多重要的藥品的生產(chǎn)問題D.用轉(zhuǎn)基因動物作為器官移植的供體時,由于導入的是調(diào)節(jié)因子,而不是目的基因,因此無法抑制抗原的合成解析:外源生長激素基因在動物體內(nèi)表達,可促進動物生長,A項正確;將腸乳糖酶基因?qū)肽膛；蚪M,腸乳糖酶基因的表達產(chǎn)物是腸乳糖酶,可分解乳糖,使乳糖含量降低,B項正確;利用基因工程技術(shù)得到的乳腺生物反應器可以解決很多重要的藥品的生產(chǎn)問題,C項正確;利用基因工程技術(shù)對動物器官進行改造,可采用的方法是在器官供體的基因組中導入某種調(diào)節(jié)因子,以抑制抗原決定基因的表達,再結(jié)合克隆技術(shù),培育出不會引起免疫排斥反應的轉(zhuǎn)基因克隆動物器官,D項錯誤。答案:D5.科學家將含人體α抗胰蛋白酶基因的表達載體注射到羊的受精卵中,該受精卵發(fā)育成的雌羊乳汁中含有α抗胰蛋白酶。下列有關(guān)轉(zhuǎn)基因羊細胞的敘述,錯誤的是()A.乳腺細胞的高爾基體參與α抗胰蛋白酶的分泌B.胚胎干細胞內(nèi)的α抗胰蛋白酶基因能進行復制C.卵細胞中都含有α抗胰蛋白酶基因D.漿細胞內(nèi)不表達α抗胰蛋白酶基因解析:高爾基體主要是對來自內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的蛋白質(zhì)進行加工、分類和包裝,乳腺細胞的高爾基體參與α抗胰蛋白酶的分泌,A項正確;胚胎干細胞內(nèi)的α抗胰蛋白酶基因能隨著細胞的分裂而進行復制,B項正確;基因工程導入的基因一般為單個基因,減數(shù)分裂過程中同源染色體分離,卵細胞中不一定含有α抗胰蛋白酶基因,C項錯誤;漿細胞的作用是產(chǎn)生抗體,不表達α抗胰蛋白酶基因,D項正確。答案:C6.基因工程菌是指()A.用物理或化學方法誘發(fā)菌類自身某些基因得到高效表達的菌類B.用遺傳工程的方法,使同種不同株系的菌類雜交,得到的新細胞株系C.用基因工程的方法,使外源基因得到高效表達的菌類D.從自然界中選取的能迅速增殖的菌類解析:基因工程菌是指用基因工程的方法,使外源基因得到高效表達的菌類。答案:C7.將乙型肝炎抗原基因?qū)虢湍妇?通過發(fā)酵能大量生產(chǎn)乙型肝炎疫苗。下列敘述正確的是()A.目的基因在酵母菌中表達出抗體B.目的基因的表達需要線粒體提供能量C.構(gòu)建基因表達載體時需用限制酶和DNA聚合酶D.受體菌內(nèi)目的基因的轉(zhuǎn)錄和翻譯發(fā)生在同一場所解析:目的基因成功導入酵母菌后可以表達出乙型肝炎抗原,而不是表達出抗體,A項錯誤;目的基因通過轉(zhuǎn)錄和翻譯過程表達出產(chǎn)物,需要消耗能量,可以由線粒體提供,B項正確;構(gòu)建基因表達載體時需要的是限制酶和DNA連接酶,C項錯誤;由于酵母菌屬于真核生物,故目的基因的轉(zhuǎn)錄發(fā)生在細胞核,翻譯發(fā)生在細胞質(zhì),二者發(fā)生的場所不同,D項錯誤。答案:B8.下列關(guān)于植物、動物以及微生物在基因工程中的應用的敘述,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(shù)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(shù)操作原理相同D.三類生物技術(shù)操作中用到的工具酶相同解析: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,三類生物技術(shù)操作的原理、使用的工具酶、操作流程等都基本一致,B、C、D三項正確;三類轉(zhuǎn)基因生物都可以用來生產(chǎn)基因工程藥物,A項錯誤。答案:A9.下列關(guān)于基因工程成果的概述,錯誤的是()A.在醫(yī)藥衛(wèi)生方面,主要用于治療疾病B.在農(nóng)業(yè)上主要是培育高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、品質(zhì)優(yōu)良和具有抗逆性的農(nóng)作物C.在畜牧業(yè)上主要是培育生長迅速、品質(zhì)優(yōu)良的動物D.在環(huán)境保護方面主要是用于環(huán)境監(jiān)測和對被污染環(huán)境的凈化解析:基因工程在醫(yī)藥衛(wèi)生方面的應用主要是生產(chǎn)藥物,而不是治療疾病。答案:A10.(2022·南京)科研人員采用轉(zhuǎn)基因體細胞克隆技術(shù)獲得轉(zhuǎn)基因綿羊,以便通過乳腺生物反應器生產(chǎn)人凝血因子IX醫(yī)用蛋白,其技術(shù)路線如下圖所示(成纖維細胞可增殖)。下列敘述錯誤的是()A.過程②常用的方法是顯微注射法B.代孕母羊要注射免疫抑制劑防止發(fā)生免疫排斥反應使移植胚胎死亡C.卵母細胞去核的目的是保證核遺傳物質(zhì)來自含目的基因的成纖維細胞D.整合有目的基因的成纖維細胞可進行傳代培養(yǎng)從而獲得大量的細胞群解析:將目的基因轉(zhuǎn)入動物細胞常用顯微注射法;代孕母羊不會對移植胚胎產(chǎn)生免疫排斥反應;卵母細胞去核的目的是保證核遺傳物質(zhì)來自含目的基因的成纖維細胞;整合有目的基因的成纖維細胞可增殖,可進行傳代培養(yǎng)從而獲得大量的細胞群。答案:B11.某蛋白質(zhì)為某真核生物中的一種糖蛋白,在醫(yī)學臨床上有重要的藥用價值?，F(xiàn)欲用基因工程技術(shù),將控制該蛋白質(zhì)合成的基因A轉(zhuǎn)入大腸桿菌中進行工廠化生產(chǎn)。請回答下列問題。(1)獲取基因A時,一般以基因A轉(zhuǎn)錄的mRNA為模板,在酶作用下合成單鏈DNA,形成RNADNA雜交分子,然后在酶作用下得到單鏈DNA,最后在DNA聚合酶作用下得到雙鏈DNA。

(2)構(gòu)建基因表達載體時,要用到的“分子縫合針”是,其與DNA聚合酶在功能上的區(qū)別是

。

(3)基因A在大腸桿菌中表達出的蛋白質(zhì)一般不具備天然狀態(tài)下的活性,原因是。若要檢測大腸桿菌是否表達出該蛋白質(zhì),可以通過檢測。

(4)利用PCR擴增DNA時,需要在反應體系中添加的有機物質(zhì)有dNTP(dCTP、dATP、dGTP、dTTP)、耐高溫的DNA聚合酶、

(填兩種)。

解析:(1)利用逆轉(zhuǎn)錄法合成目的基因的過程是以基因A轉(zhuǎn)錄的mRNA為模板,在逆轉(zhuǎn)錄酶的催化作用下合成單鏈DNA,形成RNADNA雜交分子,然后在酶作用下得到單鏈DNA,最后在DNA聚合酶作用下得到雙鏈DNA。(2)在基因工程中,“分子縫合針”指的是DNA連接酶,其與DNA聚合酶在功能上的區(qū)別是DNA聚合酶是將單個脫氧核苷酸連接到已有核苷酸鏈的末端,DNA連接酶是連接兩個DNA片段;DNA聚合酶是以DNA的一條鏈為模板,DNA連接酶不需要模板。(3)題述蛋白質(zhì)為糖蛋白,其上的糖鏈是在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體上加上的,而大腸桿菌無這些細胞器,因此基因A在大腸桿菌中表達出的蛋白質(zhì)一般不具備天然狀態(tài)下的活性?？赏ㄟ^抗原—抗體雜交檢測大腸桿菌是否表達出該蛋白質(zhì)。(4)PCR全稱為聚合酶鏈式反應,是一項在生物體外復制特定DNA片段的核酸合成技術(shù)。利用PCR擴增DNA時,需要添加的有機物有dCTP、dATP、dGTP、dTTP、耐高溫的DNA聚合酶、引物和(基因A的)雙鏈模板。答案:(1)逆轉(zhuǎn)錄(2)DNA連接酶DNA聚合酶是將單個脫氧核苷酸連接到已有核苷酸鏈的末端,DNA連接酶是連接兩個DNA片段;DNA聚合酶是以DNA的一條鏈為模板,DNA連接酶不需要模板(3)該蛋白質(zhì)為糖蛋白,其上的糖鏈是在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體上加上的,而大腸桿菌無這些細胞器抗原—抗體雜交(4)引物和(基因A的)雙鏈模板[拓展應用]12.研究人員通過RNA沉默技術(shù),特異性降低蘋果細胞內(nèi)多酚氧化酶基因的表達水平,由此培育出耐褐變轉(zhuǎn)基因蘋果新品種,該種蘋果被切開后即使長時間暴露在空氣中也不會被氧化褐變。下圖是此過程原理示意圖,下列敘述錯誤的是()A.細胞內(nèi)多酚氧化酶基因的表達包括圖示中的①②過程B.將目的基因成功導入蘋果細胞中需限制酶、DNA連接酶和RNA聚合酶C.“RNA沉默”的含義是mRNA不能翻譯產(chǎn)生多酚氧化酶D.目的基因的表達序列與多酚氧化酶基因的表達序列互補,且要同時在同一細胞內(nèi)表達解析:圖示中的①②過程分別為轉(zhuǎn)錄、翻譯,多酚氧化酶基因的表達指多酚氧化酶基因控制合成多酚氧化酶,需要經(jīng)過轉(zhuǎn)錄、翻譯兩個過程;將目的基因成功導入蘋果細胞中需要構(gòu)建基因表達載體,該過程需要限制酶、DNA連接酶,不需要RNA聚合酶;據(jù)圖可知,目的基因轉(zhuǎn)錄形成的mRNA可以和多酚氧化酶基因轉(zhuǎn)錄形成的mRNA互補配對,形成RNA雙鏈,使mRNA不能與核糖體結(jié)合,從而阻止了翻譯過程;要使目的基因轉(zhuǎn)錄形成的mRNA和多酚氧化酶基因轉(zhuǎn)錄形成的mRNA互補配對,應使目的基因的表達序列與多酚氧化酶基因的表達序列互補,且要同時在同一細胞內(nèi)表達。答案:B13.基因工程疫苗由病毒核酸的一段無毒序列制成,由編碼能引起保護性免疫反應的病原體抗原的基因片段和載體構(gòu)建而成。下列敘述錯誤的是 ()A.被導入細胞后,能與宿主的染色體DNA整合在一起B(yǎng).接種后若感染此病原微生物,則體內(nèi)記憶細胞會產(chǎn)生大量抗體C.基因工程疫苗引起免疫反應前經(jīng)過轉(zhuǎn)錄和翻譯過程D.病原體抗原的基因片段的獲取需用到限制酶解析:接種疫苗后人體產(chǎn)生針對該病原體的特異性免疫,若感染此病原微生物,則體內(nèi)記憶細胞會迅速增殖分化成漿細胞,漿細胞會產(chǎn)生大量抗體。答案:B14.(2023·廣州)人凝血酶Ⅲ是一種分泌蛋白,可預防和治療急慢性血栓。重組人凝血酶Ⅲ是世界上首個上市的動物乳腺生物反應器生產(chǎn)的重組蛋白藥物。下列相關(guān)敘述錯誤的是()A.可從人細胞中提取RNA后利用逆轉(zhuǎn)錄和PCR技術(shù)獲取目的基因B.目的基因的上游需連接在乳腺細胞中特異表達基因的啟動子C.用顯微注射技術(shù)將表達載體導入乳腺細胞來獲得轉(zhuǎn)基因動物D.用大腸桿菌作為受體細胞難以獲得活性高的人凝血酶Ⅲ解析:可從人細胞中提取RNA后利用逆轉(zhuǎn)錄和PCR技術(shù)獲取目的基因,此時獲得的目的基因沒有啟動子、終止子等;動物乳腺生物反應器需要使目的基因在乳腺細胞表達,目的基因的上游需連接在乳腺細胞中特異表達基因的啟動子;動物受精卵全能性最高,應用顯微注射技術(shù)將表達載體導入受精卵來獲得轉(zhuǎn)基因動物;活性高的人凝血酶Ⅲ具有一定的空間結(jié)構(gòu),需要內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體的加工,但大腸桿菌是原核生物,不具有加工分泌蛋白的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體。答案:C15.(2021·海口)超氧化物歧化酶(SOD)是一種源于生命體的活性物質(zhì),在生活實踐中有非常重要的應用價值。如下為人工培育含SOD植物新品種的過程,相關(guān)敘述正確的是()植物細胞新細胞愈傷組織胚狀體新品種A.①過程中最常用的方法是采用顯微注射技術(shù)將SOD基因?qū)胫参锛毎鸅.②③分別表示脫分化、再分化過程,均無須嚴格的無菌操作就可以完成C.SOD催化O2形成H2O2的機制是為該反應提供活化能D.該育種方式利用了細胞工程和基因工程,能體現(xiàn)細胞的全能性解析:①過程中最常用的方法是采用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將SOD基因?qū)胫参锛毎?②③分別表示脫分化、再分化過程,需要在嚴格無菌操作下完成;SOD催化O2形成H2O2的機制是為降低化學反應的活化能,不能為該反應提供能量。答案:D16.金花茶是我國特有的觀賞花卉,但易得枯萎病,會降低觀賞價值?？茖W家在某種植物體中找到了抗枯萎病的基因,用轉(zhuǎn)基因方法培育出了抗枯萎病的金花茶新品種。請據(jù)圖回答下列問題。(1)獲得②可用(答出兩項即可)等方法。將②連接到①上并形成③必須使用的工具酶是。

(2)抗枯萎病金花茶的培育成功,從變異的角度來說屬于,同時也說明一種生物的基因表達系統(tǒng)能夠識別來自另一種生物的DNA的,并具有一套相同的。

(3)通過轉(zhuǎn)基因方法獲得的抗枯萎病金花茶,將來產(chǎn)生的配子中是否一定含有抗病基因?。

(4)通過檢測,導入③的金花茶葉片細胞具備了抗病性,這說明②已經(jīng)。抗病基因是否表達可以從個體水平上做實驗,簡述實驗過程:

。

解析:(1)①表示用限制酶切割后的載體;②表示獲取的目的基因,獲取目的基因的方法有從基因文庫中獲取、利用PCR擴增等;③表示目的基因與載體在DNA連接酶的作用下形成的重組DNA。(2)基因工程是在人為作用下將控制不同性狀的基因重新組合從而改造生物性狀的技術(shù),從本質(zhì)上來說這種變異屬于基因重組?？箍菸〗鸹ú璧呐嘤晒φf明一種生物的表達系統(tǒng)能夠識別另一種生物的DNA的脫氧核苷酸序列,并有一套相同的遺傳密碼。(3)通過轉(zhuǎn)基因方法獲得的抗枯萎病金花茶可能屬于雜合子(用Aa表示),將來產(chǎn)生的配子可能含A或a,不一