2020-2021高中生物3配套作業(yè)：專題1 第3節(jié) 基因工程的應(yīng)用含解析

學必求其心得，業(yè)必貴于專精學必求其心得，業(yè)必貴于專精學必求其心得，業(yè)必貴于專精2020-2021學年高中生物人教版選修3配套作業(yè)：專題1第3節(jié)基因工程的應(yīng)用含解析專題一第三節(jié)請同學們認真完成練案[3]一、選擇題1．通過基因工程方法生產(chǎn)的藥物有（C)①干擾素②白細胞介素③青霉素④乙肝疫苗A．①②③ B．①②③④C．①②④ D．②③④解析：青霉素是經(jīng)誘變育種方法培育出高產(chǎn)青霉素菌種，然后再通過發(fā)酵工程來生產(chǎn)的,其他藥物都是用基因工程方法生產(chǎn)的。2．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)應(yīng)用安全證書。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（D)A．轉(zhuǎn)植酸酶基因玉米的外源基因是植酸酶基因B．轉(zhuǎn)基因抗蟲水稻減少了化學農(nóng)藥的使用，減少了環(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)酶基因解析：轉(zhuǎn)植酸酶基因玉米的外源基因是植酸酶基因，轉(zhuǎn)基因抗蟲水稻的外源基因是Bt毒蛋白基因，而幾丁質(zhì)酶基因是抗真菌轉(zhuǎn)基因植物常用的基因；轉(zhuǎn)基因抗蟲水稻減少了農(nóng)藥的使用，減少了環(huán)境污染，同時降低了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的成本;檢測目的基因是否表達最簡便的方法是個體水平的檢測。3．工程菌是指（C)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細胞群B．用遺傳工程的方法把相同種類不同株系的菌類通過雜交得到新細胞群C．用基因工程的方法使外源基因得到高效表達的菌類細胞群D．從自然界中選取的能迅速增殖的菌類4．下列關(guān)于基因工程相關(guān)知識的敘述，正確的是（C）A．在基因工程操作中為了獲得重組質(zhì)粒，必須用相同的限制酶，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)入到大腸桿菌中，再轉(zhuǎn)入水稻細胞中C．如果提高作物中某種氨基酸的含量，可以導(dǎo)入控制合成含有該種氨基酸蛋白質(zhì)的基因D．基因治療主要是對具有缺陷的體細胞進行全面修復(fù)解析：獲得重組質(zhì)粒，必須要求有相同的黏性末端,使用的限制酶可以不同.對于水稻等單子葉植物，常用基因槍法；對于雙子葉植物則常用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法?；蛑委熤皇翘鎿Q或修復(fù)部分體細胞的缺陷基因。5．北極比目魚中有抗凍基因，其編碼的抗凍蛋白具有11個氨基酸的重復(fù)序列，該序列重復(fù)次數(shù)越多，抗凍能力越強，下圖是獲取轉(zhuǎn)基因抗凍番茄植株的過程示意圖，有關(guān)敘述正確的是(B)A．過程①獲取的目的基因，可用于基因工程和比目魚基因組測序B．將多個抗凍基因編碼區(qū)依次相連成能表達的新基因，不能得到抗凍型增強的抗凍蛋白C．過程②構(gòu)成的重組質(zhì)粒缺乏標記基因,需要轉(zhuǎn)入農(nóng)桿菌才能進行篩選D．應(yīng)用DNA探針技術(shù)，可以檢測轉(zhuǎn)基因抗凍番茄植株中目的基因的存在及其完全表達解析：過程①為逆轉(zhuǎn)錄過程獲得目的基因，缺少相應(yīng)內(nèi)含子，所以用這種方法獲得的基因不能用于比目魚基因組測序。將多個抗凍基因編碼區(qū)依次相連成能表達的新基因，得到的蛋白質(zhì)其抗凍性并不增強。重組質(zhì)粒上有標記基因，并不是轉(zhuǎn)入農(nóng)桿菌才能篩選，而是用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法，有利于重組質(zhì)粒導(dǎo)入受體細胞。應(yīng)用DNA探針技術(shù),可以檢測目的基因是否在受體細胞中存在，并不能檢測其是否表達。6．近年來基因工程的發(fā)展非常迅速，科學家可以用DNA探針和外源基因?qū)氲姆椒ㄟM行遺傳病的診斷和治療，下列做法不正確的是（D）A．用DNA探針檢測鐮刀型細胞貧血癥B．用DNA探針檢測病毒性肝炎C．用導(dǎo)入外源基因的方法治療半乳糖血癥D．用基因替換的方法治療21三體綜合征解析：基因工程是基因水平上的現(xiàn)代生物技術(shù)，21三體綜合征是染色體異常遺傳病，是患者第21號染色體比正常人多了一條，無法從基因水平上治療。7．下列關(guān)于基因工程技術(shù)應(yīng)用的敘述中，錯誤的是(D)A．基因工程技術(shù)可定向改良農(nóng)作物的某些品質(zhì)B．利用細菌代謝旺盛的特點生產(chǎn)基因工程藥物C．運用基因工程技術(shù)讓牛合成并分泌人類抗體D．噬菌體作為載體可以將重組DNA導(dǎo)入動物細胞獲得轉(zhuǎn)基因動物解析:基因工程技術(shù)可定向改良農(nóng)作物的某些品質(zhì),A正確;利用細菌代謝旺盛的特點將細菌利用基因工程手段改造成工程菌，生產(chǎn)基因工程藥物,B正確；運用基因工程技術(shù)將所需抗體的相關(guān)基因?qū)肱５氖芫阎?，達到讓牛合成并分泌人類抗體的目的，C正確；噬菌體是細菌病毒，不能作為載體將重組DNA導(dǎo)入動物細胞，D錯誤。8．科學家嘗試通過轉(zhuǎn)基因工程,把一名女性紅綠色盲患者的造血干細胞進行改造，如成功治療后，她后來所生的兒子中(A)A．全部有病 B．一半正常 C．全部正常 D．不能確定解析:根據(jù)題意分析可知：該女性紅綠色盲患者的基因型為XbXb，對其造血干細胞進行改造，只是造血干細胞遺傳物質(zhì)改變，其他細胞遺傳物質(zhì)并未改變，因此她產(chǎn)生的卵細胞均含有Xb，而兒子的X染色體只來自母親，所以其兒子患病幾率為100％，A正確.9．科學家運用基因工程技術(shù)，將人凝血因子基因?qū)肷窖虻腄NA中,培育出羊乳腺生物反應(yīng)器,使羊乳汁中含有人凝血因子。以下有關(guān)敘述,正確的是（A）A．可用顯微注射技術(shù)將含有人凝血因子基因的重組DNA分子導(dǎo)入羊的受精卵B．在該轉(zhuǎn)基因羊中，人凝血因子基因存在于乳腺細胞，而不存在于其他細胞C．人凝血因子基因開始轉(zhuǎn)錄后,DNA聚合酶以DNA分子的一條鏈為模板合成mRNAD．科學家將人凝血因子基因與乳腺蛋白基因重組在一起，從而使人凝血因子基因只在乳腺細胞中特異表達解析：目的基因需導(dǎo)入受精卵中，因此該轉(zhuǎn)基因羊的體細胞中都含有目的基因。DNA聚合酶催化DNA復(fù)制過程,而不作用于轉(zhuǎn)錄。乳腺蛋白基因的啟動子與人凝血因子基因重組在一起，導(dǎo)入受精卵中.10．上海醫(yī)學院遺傳研究所成功培育出第一頭攜帶人白蛋白的轉(zhuǎn)基因牛,他們還研究出一種可以大大提高基因表達水平的新方法，使轉(zhuǎn)基因動物乳汁中的白蛋白提高了30多倍，這標志著我國轉(zhuǎn)基因研究向產(chǎn)業(yè)化的目標邁進了一步.那么“轉(zhuǎn)基因動物”是指（B)A．提供基因的動物 B．基因組中導(dǎo)入了外源基因的動物C．基因組出現(xiàn)了新基因的動物 D．能表達基因遺傳信息的動物解析：利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)，將控制分泌人白蛋白的基因轉(zhuǎn)移到牛的DNA的基因序列中，使這一基因控制的性狀在后代牛的乳腺細胞得到表達,產(chǎn)生的乳汁中含有人的白蛋白,這樣的牛就被稱為轉(zhuǎn)基因牛。11．基因治療是把健康的外源基因?qū)胗谢蛉毕莸募毎?從變異角度分析這屬于(C）A．基因突變 B．染色體結(jié)構(gòu)變異C．基因重組 D．染色體數(shù)目變異12．蜘蛛絲（絲蛋白)被稱為“生物鋼"，有著超強的抗張強度,可制成防彈背心、降落傘繩等。蜘蛛絲還可被制成人造韌帶和人造肌腱?？茖W家研究出集中生產(chǎn)蜘蛛絲的方法—-培育轉(zhuǎn)基因蜘蛛羊作為乳腺生物反應(yīng)器。下列有關(guān)乳腺生物反應(yīng)器的說法，錯誤的是(B)A．將蜘蛛絲蛋白基因與乳腺蛋白基因的啟動子等結(jié)合在一起構(gòu)建成表達載體B．將含有絲蛋白基因的表達載體導(dǎo)入動物乳腺細胞中即可獲得乳腺生物反應(yīng)器C．與乳腺生物反應(yīng)器相比，膀胱生物反應(yīng)器不受性別等限制，受體來源更廣泛D．轉(zhuǎn)基因動物產(chǎn)生的生殖細胞可能含有藥用蛋白基因解析：該過程需要將蜘蛛絲蛋白基因與乳腺蛋白基因的啟動子等結(jié)合在一起構(gòu)建成表達載體，再通過顯微注射導(dǎo)入受精卵中,A正確；將含有絲蛋白基因的表達載體導(dǎo)入動物受精卵中才可獲得乳腺生物反應(yīng)器，B錯誤；與乳腺生物反應(yīng)器(只能選雌性)相比,膀胱生物反應(yīng)器不受性別、時間等限制，受體來源更廣泛，C正確;轉(zhuǎn)基因動物產(chǎn)生的生殖細胞可能含有藥用蛋白基因，因為體細胞中含有藥用蛋白基因，D正確。二、非選擇題13．（2020·天津高三三模）近年CRISPR－Gas基因編輯技術(shù)在基因治療的應(yīng)用領(lǐng)域展現(xiàn)出極大的應(yīng)用前景.(1)大部分基因治療的臨床試驗，都是先從病人體內(nèi)獲得某種細胞,例如淋巴細胞，進行培養(yǎng)，然后在體外完成基因轉(zhuǎn)移,再篩選成功轉(zhuǎn)移的細胞擴增培養(yǎng)，最后重新輸入患者體內(nèi)。上述方法稱為__體外__基因治療。（2）用CRISPR－Cas技術(shù)治療遺傳病的基本過程是：根據(jù)遺傳病致病基因的序列設(shè)計一段RNA（即CRISPRRNA)，將該RNA與Cas蛋白結(jié)合形成復(fù)合體，并導(dǎo)入患者細胞中，導(dǎo)入方法與外源基因?qū)肴梭w細胞相似，可采用__顯微注射__法;進入細胞后的復(fù)合體在CRISPRRNA的指引下按照__堿基互補配對__原則準確地結(jié)合在致病基因部位，而蛋白則對致病基因進行切割。由此可見Cas蛋白應(yīng)該是一種__限制性核酸內(nèi)切__酶。（3)治療中不能對患病個體的每個細胞都注射該復(fù)合體。研究人員選用動物病毒為運載體，從而使復(fù)合體在運載體的協(xié)助下能夠大量主動進入人體細胞，但在使用前需要對運載體進行__滅毒(或減毒）__處理,以保證其安全性。該運載體進入人體細胞的方式通常是__胞吞__。解析：(1)基因治療分為體外基因治療和體內(nèi)基因治療兩種類型。體外基因治療：先從病人體內(nèi)獲得某種細胞進行培養(yǎng)，然后在體外完成基因轉(zhuǎn)移，再篩選成功轉(zhuǎn)移的細胞擴增培養(yǎng)，最后重新輸入患者體內(nèi)。體內(nèi)基因治療：用基因工程的方法直接向人體組織細胞轉(zhuǎn)移基因的方法。題干中基因治療的方法屬于體外基因治療。（2）將目的基因?qū)雱游锛毎钣行У姆椒ㄊ秋@微注射法；進入細胞后的復(fù)合體在RNA的指引下，按照堿基互補配對原則準確的結(jié)合在致病基因部位；Cas蛋白可對致病基因進行切割，基因的本質(zhì)是有遺傳效應(yīng)的DNA片段,由此可見，Cas蛋白應(yīng)該是一種限制性核酸內(nèi)切酶.(3）利用動物病毒侵染動物細胞的特性,可選用動物病毒為運載體,從而使復(fù)合體在運載體的協(xié)助下能夠大量主動進入人體細胞，但為了防止病毒的致病性，在使用前需要對運載體進行滅毒（或減毒）處理，以保證其安全性。該運載體是大分子物質(zhì)，進入人體細胞的方式通常是胞吞.14．酵母菌的維生素、蛋白質(zhì)含量高，可生產(chǎn)食品和藥品等.科學家將大麥細胞的LTP1基因植入啤酒酵母菌中，獲得的啤酒酵母菌種可產(chǎn)生LTP1蛋白，并釀出泡沫豐富的啤酒。基本的操作過程如下：(1)該技術(shù)定向改變了酵母菌的性狀,這在可遺傳變異的來源中屬于__基因重組__.(2)從大麥細胞中可直接分離獲得LTP1基因，還可采用__人工合成__方法獲得目的基因。本操作中為了將LTP1基因?qū)虢湍妇毎麅?nèi)，所用的載體是__質(zhì)粒__。(3）此操作中可以用分別含有青霉素、四環(huán)素的兩種選擇培養(yǎng)基進行篩選,則有C進入的酵母菌在選擇培養(yǎng)基上的生長情況是__在含有青霉素的培養(yǎng)基上能存活，但不能在含有四環(huán)素的培養(yǎng)基上存活__。(4）除了看啤酒泡沫豐富與否外，還可以怎樣檢測LTP1基因在啤酒酵母菌中的表達？__檢驗轉(zhuǎn)基因啤酒酵母菌能否產(chǎn)生LTP1蛋白__15．下圖為利用奶牛的乳汁生產(chǎn)胰島素的流程圖.回答下列問題:（1)質(zhì)粒載體作為基因工程的工具，應(yīng)具備的條件有__具有自我復(fù)制的能力、有一個至多個限制酶切割位點、含有標記基因__（答出兩點即可)。而作為基因表達載體,除了滿足上述基本條件外，還需要具有啟動子和__終止子__。(2）據(jù)圖分析,最好選用__SmaⅠ、PstⅠ__(填限制酶名稱)分別切割目的基因和質(zhì)粒分子.當胰島素基因和質(zhì)粒載體連接時，DNA連接酶催化形成的化學鍵是__磷酸二酯鍵__.(3）要使胰島素基因在受體細胞中表達，需要通過質(zhì)粒載體，而不能直接將目的基因?qū)胧荏w細胞，原因是__目的基因無復(fù)制原點、無表達所需的啟動子等__（答出兩點即可).（4）經(jīng)檢測,胰島素基因已導(dǎo)入受體細胞的基因組中,但轉(zhuǎn)基因奶牛通過乳腺生物反應(yīng)器未生產(chǎn)出胰島素，根據(jù)中心法則分析，其原因可能是__胰島素基因(目的基因)的轉(zhuǎn)錄或翻譯異常__.(5）通過乳腺生物反應(yīng)器生產(chǎn)胰島素，需提前對形成的受精卵進行篩選,保留含性染色體組組成為__XX__（填“XX"或“XY”)的類型。解析：（1)質(zhì)粒載體是小型環(huán)狀DNA，其作為基因工程的工具，應(yīng)具備的條件有：具有自我復(fù)制的能力、有一個至多個限制酶切割位點、含有標記基因等。而作為基因表達載體，除了滿足上述基本條件外，還需要具有啟動子和終止子.(2)根據(jù)上述分析可知，選用的限制酶不能破壞目的基因和標記基因,結(jié)合圖示分析可知，最好選用SmaⅠ、PstⅠ分別切割目的基因和質(zhì)粒分子。當胰島素基因和質(zhì)粒載體連接時，DNA連接酶催化形成的化學鍵是磷酸二酯鍵.(3）要使胰島素基因在受體細胞中表達，需要通過質(zhì)粒載體，而不能直接將目的基因