高中生物必修二人教版課時(shí)素養(yǎng)評(píng)價(jià)6-2基因工程及其應(yīng)用

課時(shí)素養(yǎng)評(píng)價(jià)十六基因工程及其應(yīng)用(20分鐘·70分)一、選擇題(共10小題,每小題4分,共40分)1.(2020·合肥高一檢測(cè))下列關(guān)于基因工程的敘述中,錯(cuò)誤的是 ()A.基因工程是人工進(jìn)行基因切割、重組、轉(zhuǎn)移和表達(dá)的技術(shù),是在分子水平上對(duì)生物遺傳作人為干預(yù)B.基因治療是基因工程技術(shù)的應(yīng)用C.由于全球科學(xué)家一致認(rèn)為基因工程食品即轉(zhuǎn)基因食品對(duì)人體是有害的,因此應(yīng)杜絕此類食品生產(chǎn)D.基因工程打破了物種與物種之間的界限【解析】選C?；蚬こ淌侨斯みM(jìn)行基因切割、重組、轉(zhuǎn)移和表達(dá)的技術(shù),是在分子水平上對(duì)生物遺傳作人為干預(yù),A正確?；蛑委熓侵赴颜；?qū)氩∪梭w內(nèi)有缺陷的細(xì)胞中,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,這是基因工程技術(shù)的應(yīng)用之一,B正確。目前還不能證明轉(zhuǎn)基因食品對(duì)人體有害,C錯(cuò)誤?；蚬こ檀蚱屏宋锓N與物種之間的界限,D正確。2.目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞后,是否可以穩(wěn)定維持和表達(dá)其遺傳特性,只有通過(guò)檢測(cè)和鑒定才能知道。下列屬于目的基因檢測(cè)和鑒定的是 ()①檢測(cè)受體細(xì)胞的染色體上是否有目的基因②檢測(cè)受體細(xì)胞是否有致病基因③檢測(cè)目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA④檢測(cè)目的基因是否翻譯出了蛋白質(zhì)A.①②③ B.②③④C.①③④ D.①②④【解析】選C。檢測(cè)是針對(duì)目的基因的,主要是檢測(cè)受體細(xì)胞的染色體上是否有目的基因,目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA,目的基因是否翻譯出了蛋白質(zhì),①③④正確;致病基因不屬于目的基因,②錯(cuò)誤。3.(2020·廣安高一檢測(cè))科學(xué)家經(jīng)過(guò)多年的努力,創(chuàng)立了一種新興生物技術(shù)——基因工程,實(shí)施該工程的最終目的是 ()A.定向地對(duì)DNA分子進(jìn)行人工剪切B.定向提取生物體的DNAC.在生物體外對(duì)DNA分子進(jìn)行改造D.定向地改造生物的遺傳性狀【解析】選D。定向地對(duì)DNA分子進(jìn)行人工剪切以獲得目的基因,這是基因工程的操作步驟,A錯(cuò)誤。定向提取生物體的DNA,這是基因工程的操作步驟,B錯(cuò)誤。在生物體外對(duì)DNA分子進(jìn)行改造屬于蛋白質(zhì)工程,C錯(cuò)誤。基因工程的最終目的是定向地改造生物的遺傳性狀,創(chuàng)造出更符合人們需要的新的生物類型和生物產(chǎn)品,D正確。4.(2020·蚌埠高一檢測(cè))基因工程是將目的基因通過(guò)一定過(guò)程,轉(zhuǎn)入受體細(xì)胞中,經(jīng)過(guò)受體細(xì)胞的分裂,使目的基因的遺傳信息擴(kuò)大,再進(jìn)行表達(dá),從而培養(yǎng)出工程生物或生產(chǎn)基因產(chǎn)品的技術(shù)。你認(rèn)為支持基因工程技術(shù)的理論有 ()①遺傳密碼具有通用性②基因可獨(dú)立表達(dá)③基因表達(dá)互相影響④DNA作為遺傳物質(zhì)能夠嚴(yán)格地自我復(fù)制A.①④ B.②③④C.①③ D.①②④【解析】選D。轉(zhuǎn)基因技術(shù)的生物學(xué)理論基礎(chǔ)主要有:遺傳密碼在生物界具有通用性,這保證了目的基因可以在不同生物中表達(dá);基因的表達(dá)具有獨(dú)立性,目的基因的表達(dá)不會(huì)受細(xì)胞中其他基因的干擾;DNA作為遺傳物質(zhì),其自我復(fù)制非常嚴(yán)格,能夠保證目的基因準(zhǔn)確地復(fù)制擴(kuò)增。5.利用外源基因在受體細(xì)胞中表達(dá),可生產(chǎn)人類所需要的產(chǎn)品。下列選項(xiàng)中能說(shuō)明目的基因完成了在受體細(xì)胞中表達(dá)的是 ()A.棉花二倍體細(xì)胞中檢測(cè)到細(xì)菌的抗蟲基因B.大腸桿菌中檢測(cè)到人胰島素基因及其mRNAC.山羊乳腺細(xì)胞中檢測(cè)到人生長(zhǎng)激素DNA序列D.酵母菌細(xì)胞中提取到人干擾素蛋白【解析】選D。基因表達(dá)的產(chǎn)物是蛋白質(zhì),因此,只有在受體細(xì)胞中檢測(cè)或提取到了相應(yīng)蛋白質(zhì)才能證明目的基因在受體細(xì)胞中完成了表達(dá)。A、C項(xiàng)只能說(shuō)明完成了目的基因的導(dǎo)入;B項(xiàng)只能說(shuō)明完成了目的基因的導(dǎo)入和目的基因的轉(zhuǎn)錄過(guò)程;D項(xiàng)酵母菌細(xì)胞中提取到人干擾素蛋白,說(shuō)明目的基因完成了在受體細(xì)胞中的表達(dá)。6.據(jù)圖分析,有關(guān)基因工程的工具酶功能的敘述,不正確的是 ()A.切斷a的酶為限制性核酸內(nèi)切酶B.切斷b的酶為解旋酶C.連接a的酶為DNA連接酶D.切斷b的酶為限制性核酸內(nèi)切酶【解析】選D。a為磷酸二酯鍵,限制性核酸內(nèi)切酶作用于磷酸二酯鍵,A正確,D錯(cuò)誤。解旋酶使DNA雙鏈解開,連接DNA兩條鏈的為堿基對(duì)之間的氫鍵(b),B正確。DNA連接酶可使兩個(gè)DNA分子片段連接起來(lái),作用部位也是磷酸二酯鍵,C正確?！净?dòng)探究】(1)能夠切斷圖中a處的酶還有哪些?提示:DNA水解酶。(2)圖中b化學(xué)鍵的斷裂是否一定需要酶的催化?為什么?提示:不一定。b化學(xué)鍵為氫鍵,高溫處理也可以使氫鍵斷裂。7.(2020·南通高一檢測(cè))運(yùn)用轉(zhuǎn)基因技術(shù)手段,將從蘇云金桿菌中獲取的抗蟲基因Bt轉(zhuǎn)移到優(yōu)質(zhì)油菜中,培育出能抗蟲的油菜品種。這一品種能產(chǎn)生特異性的殺蟲物質(zhì),對(duì)菜青蟲有顯著的抗性。根據(jù)以上信息分析,下列敘述正確的是()A.含Bt基因的油菜不屬于轉(zhuǎn)基因植物B.特異性的殺蟲物質(zhì)能殺滅多種害蟲C.普通油菜中存在Bt基因D.抗蟲油菜能大大減少農(nóng)藥的使用,可大幅度降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本,且保護(hù)農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境【解析】選D。普通油菜中不含Bt基因,轉(zhuǎn)基因油菜中的Bt基因是從蘇云金桿菌中轉(zhuǎn)移到油菜細(xì)胞中的,故含Bt基因的油菜屬于轉(zhuǎn)基因植物,A、C錯(cuò)誤。該品種能產(chǎn)生特異性的殺蟲物質(zhì),對(duì)菜青蟲有顯著的抗性,B錯(cuò)誤?？瓜x油菜能大大減少農(nóng)藥的使用,可大幅度降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本,且保護(hù)農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境,D正確。8.(2020·杭州高一檢測(cè))科學(xué)家在某種農(nóng)桿菌中找到了抗枯萎病的基因,并以質(zhì)粒為運(yùn)載體,采用轉(zhuǎn)基因方法培育出了抗枯萎病的金花茶新品種。下列有關(guān)說(shuō)法正確的是 ()A.質(zhì)粒是最常用的運(yùn)載體之一,質(zhì)粒的存在與否對(duì)宿主細(xì)胞生存有決定性的作用B.通過(guò)該方法獲得的抗枯萎病金花茶,將來(lái)產(chǎn)生的花粉中不一定含有抗病基因C.該種抗枯萎病基因之所以能在金花茶細(xì)胞中表達(dá),是因?yàn)閮烧叩腄NA結(jié)構(gòu)相同D.為了保證金花茶植株抗枯萎病,只能以受精卵作為基因工程的受體細(xì)胞【解析】選B。質(zhì)粒在宿主細(xì)胞中能夠友好借居,但是不能對(duì)宿主細(xì)胞的生存起決定作用,A錯(cuò)誤。因?yàn)樵谵D(zhuǎn)基因植物體內(nèi)基因只存在于某一條染色體上,所以在減數(shù)分裂形成配子時(shí)隨著同源染色體的分離,部分配子存在目的基因,而另外一半配子不含目的基因,B正確?？箍菸』蛑阅茉诮鸹ú杓?xì)胞中表達(dá),是因?yàn)閮烧吖灿靡惶酌艽a子,C錯(cuò)誤。培育轉(zhuǎn)基因植物時(shí)的受體細(xì)胞可以是受精卵,也可以是其他體細(xì)胞,D錯(cuò)誤。【方法規(guī)律】作為運(yùn)載體必須具備的條件(1)要具有限制酶的切割位點(diǎn)。(2)要有標(biāo)記基因(如抗性基因),以便于進(jìn)行篩選。(3)能在宿主細(xì)胞中穩(wěn)定存在并復(fù)制。(4)是安全的,對(duì)受體細(xì)胞無(wú)害,而且要易從供體細(xì)胞分離出來(lái)。9.已知某種限制酶在一線性DNA分子上有3個(gè)酶切位點(diǎn),如圖中箭頭所指。如果該線性DNA分子在3個(gè)酶切位點(diǎn)上都被該酶切斷,則會(huì)產(chǎn)生a、b、c、d四種不同長(zhǎng)度的DNA片段?，F(xiàn)有多個(gè)上述線性DNA分子,若在每個(gè)DNA分子上至少有1個(gè)酶切位點(diǎn)被酶切斷,則從理論上講,經(jīng)該酶酶切后,這些線性DNA分子最多能產(chǎn)生長(zhǎng)度不同的DNA片段種類數(shù)是 ()A.3B.4C.9D.12【解析】選C。長(zhǎng)度可能為a、b、c、d、a+b、a+b+c、b+c、b+c+d、c+d,這些線性DNA分子最多能產(chǎn)生長(zhǎng)度不同的DNA片段有9種。10.基因疫苗是指將編碼外源抗原的基因與質(zhì)粒重組,構(gòu)建出真核表達(dá)載體,導(dǎo)入人或動(dòng)物細(xì)胞后利用宿主細(xì)胞的蛋白質(zhì)合成系統(tǒng)合成外源抗原蛋白,并誘導(dǎo)機(jī)體產(chǎn)生對(duì)該抗原的免疫應(yīng)答,以達(dá)到預(yù)防和治療疾病的目的?？梢?jiàn),基因疫苗是一種 ()A.重組質(zhì)粒B.外源抗原的DNA片段C.外源抗原蛋白質(zhì)D.減毒或滅活的病原體【解析】選A。根據(jù)題干信息“基因疫苗是指將編碼外源抗原的基因與質(zhì)粒重組”可知,基因疫苗是一種重組質(zhì)粒。二、非選擇題(共2小題,共30分)11.(15分)螢火蟲能發(fā)光是因?yàn)槲灮鹣x體內(nèi)可以通過(guò)熒光素酶催化某化學(xué)反應(yīng)。如果熒光素酶存在于植物體內(nèi),也可使植物體發(fā)光。一直以來(lái)熒光素酶的唯一來(lái)源是從螢火蟲腹部提取。但加利福尼亞大學(xué)的一組科學(xué)家成功地通過(guò)轉(zhuǎn)基因工程實(shí)現(xiàn)了將熒光素酶基因?qū)氪竽c桿菌體內(nèi),并在大腸桿菌體內(nèi)生產(chǎn)熒光素酶。請(qǐng)你根據(jù)已有的知識(shí)回答下列有關(guān)問(wèn)題:(1)在此轉(zhuǎn)基因工程中,目的基因是。

(2)將此目的基因?qū)氪竽c桿菌體內(nèi)需要運(yùn)載體的幫助。選取運(yùn)載體的時(shí)候必須考慮的是()A.能夠在宿主細(xì)胞內(nèi)復(fù)制并穩(wěn)定保存B.具有特定的限制酶切點(diǎn)C.具有與目的基因相同的堿基片段D.具有某些標(biāo)記基因(3)與雜交育種、誘變育種相比,通過(guò)基因工程來(lái)培育新品種的主要優(yōu)點(diǎn)是和。

【解析】(1)根據(jù)題意,在此轉(zhuǎn)基因工程中,目的基因是熒光素酶基因。(2)作為運(yùn)載體,不需要具有與目的基因相同的堿基片段。(3)基因工程育種具有目的明確、培育周期短、可以克服遠(yuǎn)緣雜交的不親和性等優(yōu)點(diǎn)。答案:(1)熒光素酶基因(2)A、B、D(3)目的明確培育周期短可以克服遠(yuǎn)緣雜交的不親和性(任意兩點(diǎn))12.(15分)酵母菌的維生素、蛋白質(zhì)含量高,可生產(chǎn)食品和藥品等?？茖W(xué)家將大麥細(xì)胞中的LTP1基因植入啤酒酵母菌中,獲得的啤酒酵母菌可產(chǎn)生該基因編碼的蛋白,并釀出泡沫豐富的啤酒?；镜牟僮鬟^(guò)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(lái)源中屬于。

(2)本操作中為了將LTP1基因?qū)虢湍妇?xì)胞內(nèi),所用的運(yùn)載體是。

(3)要使運(yùn)載體與LTP1基因連接,首先應(yīng)使用進(jìn)行切割。

(4)切割完成后,利用將運(yùn)載體與LTP1基因連接。

(5)從“反對(duì)和贊成”兩個(gè)方面談?wù)勶嬘棉D(zhuǎn)基因的酵母菌釀造的啤酒安全性。。

【解析】(1)由于基因工程利用定向技術(shù)克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙,使原本不能在一起的基因組合到一起,使生物具有特定性狀,故其原理應(yīng)為基因重組。(2)運(yùn)載體取自大腸桿菌的質(zhì)粒。(3)(4)基因工程中的剪刀為限制酶,兩個(gè)序列相同、能互補(bǔ)配對(duì)的黏性末端可用DNA連接酶“縫合”。(5)轉(zhuǎn)基因的酵母菌釀造的啤酒對(duì)人類的健康有害,因?yàn)?①轉(zhuǎn)基因作物中的毒素可引起人類急、慢性中毒或產(chǎn)生致癌、致畸、致突變作用;②作物中的免疫或致敏物質(zhì)可使人類機(jī)體產(chǎn)生過(guò)敏反應(yīng)。對(duì)人體安全,因?yàn)?兩種食品成分相同,目前暫未找到不安全的證據(jù)。答案:(1)基因重組(2)質(zhì)粒(3)限制性核酸內(nèi)切酶(4)DNA連接酶(5)反對(duì)觀點(diǎn):不安全,轉(zhuǎn)基因食品可能會(huì)損傷人體的消化系統(tǒng),破壞人體免疫系統(tǒng)。贊成觀點(diǎn):安全,轉(zhuǎn)基因食品與非轉(zhuǎn)基因食品成分相同,不對(duì)人體健康產(chǎn)生影響(目前還未找到不安全的證據(jù),回答上述兩種觀點(diǎn)之一即可)(10分鐘·30分)1.(6分)(2020·天津高一檢測(cè))科學(xué)家將4個(gè)關(guān)鍵基因移植到已分化的肌肉細(xì)胞中并表達(dá),使這個(gè)細(xì)胞成為多能干細(xì)胞(iPS細(xì)胞),如圖為該實(shí)驗(yàn)示意圖。下列有關(guān)敘述正確的是 ()A.應(yīng)用該技術(shù)可緩解器官移植時(shí)器官供應(yīng)不足的問(wèn)題B.iPS細(xì)胞所攜帶的遺傳信息與肌肉細(xì)胞相同C.關(guān)鍵基因表達(dá)使細(xì)胞功能趨向?qū)ｉT化,降低了細(xì)胞的分化程度D.圖示過(guò)程體現(xiàn)了iPS細(xì)胞的全能性【解析】選A。因?yàn)閳D中神經(jīng)細(xì)胞、肝臟細(xì)胞和心肌細(xì)胞都是由自身細(xì)胞培育來(lái)的,所以不會(huì)發(fā)生免疫排斥反應(yīng),可以緩解器官移植供應(yīng)不足的問(wèn)題,A正確。iPS細(xì)胞植入了其他基因,所以攜帶的遺傳信息與肌肉細(xì)胞不同,B錯(cuò)誤。關(guān)鍵基因表達(dá)沒(méi)有使細(xì)胞功能趨向?qū)ｉT化,而是使細(xì)胞成為了多能干細(xì)胞,C錯(cuò)誤。圖示顯示了基因的選擇性表達(dá),并沒(méi)有體現(xiàn)iPS細(xì)胞的全能性,D錯(cuò)誤。2.(6分)上海醫(yī)學(xué)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(dá)水平的新方法,使轉(zhuǎn)基因動(dòng)物乳汁中的藥物蛋白含量提高30多倍。以下與此有關(guān)的敘述中正確的是 ()A.“轉(zhuǎn)基因動(dòng)物”是指體細(xì)胞中出現(xiàn)了新基因的動(dòng)物B.“提高基因的表達(dá)水平”是指設(shè)法使牛的乳腺細(xì)胞中含有更多的人白蛋白基因C.只有從轉(zhuǎn)基因牛乳汁中才能獲取人白蛋白,是因?yàn)槿税椎鞍谆蛑辉谂Ｈ橄偌?xì)胞中含有D.轉(zhuǎn)基因牛的肌肉細(xì)胞中也有人白蛋白基因,但不發(fā)生轉(zhuǎn)錄、翻譯,不能合成人白蛋白【解析】選D。轉(zhuǎn)基因動(dòng)物是指以實(shí)驗(yàn)方法導(dǎo)入外源基因,在染色體組內(nèi)穩(wěn)定整合并能遺傳給后代的一類動(dòng)物。體細(xì)胞中出現(xiàn)了新基因的動(dòng)物不一定是轉(zhuǎn)基因動(dòng)物,基因突變也可能出現(xiàn)新基因,這樣的動(dòng)物不能稱為轉(zhuǎn)基因動(dòng)物;“提高基因的表達(dá)水平”是指設(shè)法使牛乳腺細(xì)胞中的人白蛋白基因轉(zhuǎn)錄、翻譯成更多的人白蛋白。人白蛋白基因?qū)氲氖桥５氖芫?隨著受精卵的分裂、分化,存在于牛的每個(gè)細(xì)胞中,但是只有在牛的乳腺細(xì)胞中人白蛋白基因才能表達(dá)。3.(18分)如圖所示為人體正常紅細(xì)胞和鐮刀型細(xì)胞貧血癥患者紅細(xì)胞形態(tài)及鐮刀型細(xì)胞貧血癥的基因治療過(guò)程。請(qǐng)回答以下問(wèn)題:(1)圖細(xì)胞為鐮刀型細(xì)胞貧血癥的紅細(xì)胞,這種病是由于造成的。

(2)寫出以下結(jié)構(gòu)或物質(zhì)的名稱:A.;D.。

(3)寫出以下過(guò)程的操作內(nèi)容:①;

②用攜帶正?；虻倪\(yùn)載體(病毒)侵染造血干細(xì)胞;③;

④。

(4)患者身體康復(fù)后,所生子女是否會(huì)帶有鐮刀型細(xì)胞貧血癥基因?請(qǐng)說(shuō)明理由?！窘馕觥勘绢}主要考查通過(guò)基因治療的措施來(lái)治愈遺傳病的操作過(guò)程。(1)由于基因突變使紅細(xì)胞呈鐮刀狀而易破碎,如圖乙。(2)在基因治療過(guò)程中,A為目的基因,可以與運(yùn)載體結(jié)合后導(dǎo)入受體細(xì)胞中,D作為受體細(xì)胞應(yīng)為具有持續(xù)分裂能力的造血干細(xì)胞。(3)基因治療過(guò)程應(yīng)有四個(gè)步驟,其中①為將正常基因?qū)脒\(yùn)載體中,③為將基因表達(dá)載體