2024-2025學年高中生物專題1基因工程3基因工程的應用課時達標訓練含解析新人教版選修3

PAGE6-基因工程的應用1.(2024·天津高二檢測)科學家通過基因工程的方法,能使馬鈴薯塊莖含有人奶主要蛋白。以下有關基因工程的敘述,錯誤的是 ()A.用同一種限制酶,分別處理質(zhì)粒和含目的基因的DNA,可產(chǎn)生相同的黏性末端,進而在DNA連接酶的作用下形成重組DNA分子B.基因非編碼區(qū)對于目的基因在馬鈴薯塊莖細胞中的表達是不行缺少的C.馬鈴薯的葉肉細胞可作為受體細胞D.采納反轉錄的方法得到的目的基因有內(nèi)含子【解析】選D。構建基因表達載體時,須要用同一種限制酶處理含有目的基因的DNA和質(zhì)粒,以產(chǎn)生相同的黏性末端,再用DNA連接酶連接形成重組DNA分子,A正確;基因非編碼區(qū)雖然不能編碼合成蛋白質(zhì),但能對編碼區(qū)進行調(diào)控,如啟動子、終止子,B正確;馬鈴薯的葉肉細胞可作為受體細胞,再采納植物組織培育技術即可形成轉基因植株,C正確;內(nèi)含子不能轉錄形成mRNA,所以采納反轉錄的方法得到的目的基因不含內(nèi)含子,D錯誤。2.科學家培育的轉基因奶牛乳腺細胞能夠合成并分泌抗胰蛋白酶,這是動物乳房作為生物反應器探討的重大進展。下列與合成并分泌抗胰蛋白酶無關的是 ()A.核糖體上遺傳信息的翻譯B.細胞中的中心體C.內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜與高爾基體膜相互聯(lián)系D.奶?；蚺c抗胰蛋白酶基因重組【解題指南】解答本題的關鍵是明確分泌蛋白合成和分泌的過程?！窘馕觥窟xB。分泌蛋白是在核糖體上合成的,而核糖體上進行的是遺傳信息的翻譯過程,A不符合題意;合成和分泌抗胰蛋白酶與細胞有絲分裂過程無關,而中心體與細胞有絲分裂有關,B符合題意;依據(jù)分析可知,分泌蛋白的合成與分泌過程涉及內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜與高爾基體膜,須要這些結構的運輸和加工,C不符合題意;轉基因奶牛的培育涉及奶?；蚺c抗胰蛋白酶基因的重組,使抗胰蛋白酶基因能在奶牛乳腺細胞中特異性表達,D不符合題意。3.(2024·聊城高二檢測)科學家在河南華溪蟹體內(nèi)找到了金屬硫蛋白基因,并以質(zhì)粒為載體,采納轉基因方法培育出了汲取汞實力極強的轉基因煙草。下列有關該煙草培育的說法正確的是 ()A.金屬硫蛋白基因需插入質(zhì)粒中,才能轉移到受體細胞中B.為培育出轉基因煙草植株,應選擇的受體細胞肯定是煙草的受精卵C.同種限制酶既可以切割目的基因,又可以切割質(zhì)粒,因此不具有專一性D.轉基因煙草與原煙草相比,基因組成發(fā)生變更,導致兩者出現(xiàn)生殖隔離【解析】選A。質(zhì)粒為基因工程中的載體,目的基因必需借助載體才能導入受體細胞,選項A正確;將目的基因?qū)胫参锛毎?可以選擇體細胞,選項B錯誤;限制酶能識別特定的核苷酸序列,當目的基因與質(zhì)粒具備相同的核苷酸序列時,同種限制酶既可以切割目的基因,又可以切割質(zhì)粒,因此限制酶具有專一性,選項C錯誤;轉基因煙草與原煙草相比,基因組成發(fā)生變更,但不肯定會出現(xiàn)生殖隔離,只有當兩者不能雜交,或雜交不能產(chǎn)生可育后代,才會出現(xiàn)生殖隔離,選項D錯誤。4.我國農(nóng)科院生物技術探討所郭三堆探討員領導的探討小組將自主設計的BtGFMCrylA殺蟲基因?qū)朊藁毎⑹怪畡倮磉_,培育出了國產(chǎn)抗蟲棉。下列有關國產(chǎn)抗蟲棉研制過程的敘述,不正確的是 ()A.BtGFMCrylA殺蟲基因在棉花細胞中的表達須要經(jīng)過轉錄和翻譯兩個過程B.基因表達載體的構建須要用到限制酶和DNA連接酶C.BtGFMCrylA殺蟲基因具有毒性,可以干脆殺死棉鈴蟲D.BtGFMCrylA殺蟲基因是通過花粉管通道法導入棉花細胞的【解析】選C。BtGFMCrylA殺蟲基因可限制Bt殺蟲晶體蛋白的合成,Bt殺蟲晶體蛋白對棉鈴蟲具有毒性,該基因只有經(jīng)過轉錄和翻譯才能合成Bt殺蟲晶體蛋白,因此A選項正確,C選項錯誤;基因表達載體的構建方法是先用同種限制酶切割載體和含目的基因的DNA分子,再用DNA連接酶進行連接;我國科學家獨創(chuàng)的花粉管通道法將目的基因?qū)朊藁毎嘤瓜x棉。5.近年來基因工程的發(fā)展特別快速,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 ()A.用DNA探針檢測鐮刀型細胞貧血癥B.用導入外源基因的方法治療半乳糖血癥C.用DNA探針檢測病毒性肝炎D.用基因替換的方法治療21三體綜合征【解析】選D。鐮刀型細胞貧血癥是基因突變導致的,可用DNA探針檢測出來,A正確;用導入外源基因的方法治療半乳糖血癥屬于基因治療,原理是基因工程,檢測是否導入目的基因的方法是用基因探針進行DNA分子雜交,B正確;肝炎病毒的遺傳物質(zhì)是DNA,可以用DNA探針進行檢測,原理是分子雜交,C正確;21三體綜合征屬于染色體數(shù)目異樣,多了一條21號染色體,所以無法用基因替換的方法治療21三體綜合征,D錯誤?！狙a償訓練】關于應用基因工程治療人類遺傳病的敘述,不正確的是 ()A.基因治療可以有效地改善患者的生理狀況,其操作對象是基因B.進行基因治療時,基因的受體細胞是受精卵C.基因治療并不是對患者體內(nèi)細胞的缺陷基因改造D.基因治療時可只對患者部分細胞輸入正?；颉窘忸}指南】解答本題的關鍵有兩點:(1)基因治療是針對個體的部分體細胞進行修復。(2)基因治療并不能變更患者體內(nèi)的缺陷基因,往往是導入正?；?使相應的細胞具有正常功能?！窘馕觥窟xB。基因治療是利用基因工程將健康的外源基因?qū)胗谢蛉毕莸募毎?其操作對象是基因,一般用的受體細胞是淋巴細胞或臍帶血細胞。6.下列關于轉基因動物的描述,不正確的是 ()A.可將外源生長激素基因?qū)雱游锛毎麅?nèi),提高動物的生長速率B.可將腸乳糖酶基因?qū)肽膛；蚪M,降低乳汁中乳糖的含量,進而改善畜產(chǎn)品的品質(zhì)C.可利用轉基因技術制成乳腺生物反應器,使哺乳動物的產(chǎn)奶量增加D.可以用轉基因動物作為器官移植的供體【解析】選C?？衫棉D基因技術制成乳腺生物反應器,使哺乳動物本身變成“批量生產(chǎn)藥物的工廠”。【補償訓練】下列關于用轉基因動物作器官移植供體的探討的敘述,不正確的是 ()A.器官短缺和免疫排斥是目前制約人體器官移植的兩大難題B.豬的內(nèi)臟構造、大小和血管分布與人的極為相像C.靈長類動物體內(nèi)隱藏的、可導致人類疾病的病毒少于豬D.無論以哪種動物作為供體,都須要在其基因組中導入某種調(diào)整因子,以抑制抗原確定基因的表達,或設法除去抗原確定基因【解析】選C。豬體內(nèi)隱藏的、可導致人類疾病的病毒遠遠少于靈長類動物,是目前人體最志向的動物器官供體。為解決免疫排斥問題,必需除去抗原確定基因,或在其基因組中導入某種調(diào)整因子,以抑制抗原確定基因的表達。7.利用細菌大量生產(chǎn)人類干擾素,下列相關敘述錯誤的是 ()A.用適當?shù)拿笇d體與人類干擾素基因進行切割與黏合B.用適當?shù)幕瘜W物質(zhì)處理受體細菌表面,將重組DNA導入受體細菌C.通常通過檢測目的基因產(chǎn)物來檢測重組DNA是否已導入受體細菌D.受體細菌內(nèi)能合成人類干擾素說明目的基因完成了表達【解析】選C。利用細菌大量生產(chǎn)人類干擾素需用限制酶和DNA連接酶對載體和目的基因進行切割與黏合;將重組DNA導入受體細菌時要用Ca2+處理,使之能汲取DNA分子;檢測重組DNA是否已導入受體細菌,可采納DNA分子雜交技術;受體細菌能合成人類干擾素說明目的基因完成了表達?！狙a償訓練】動物基因工程前景廣袤,最令人興奮的是利用基因工程技術使哺乳動物成為乳腺生物反應器,以生產(chǎn)所須要的藥品,如轉基因動物生產(chǎn)人的生長激素?？茖W家培育轉基因動物成為乳腺生物反應器時 ()A.僅僅利用了基因工程技術B.不須要乳腺蛋白基因的啟動子C.利用基因槍法將人的生長激素基因?qū)胧芫阎蠨.須要進入泌乳期才能成為“批量生產(chǎn)藥物的工廠”【解析】選D。培育轉基因動物成為乳腺生物反應器時,除了采納基因工程技術,還須要采納細胞工程(動物細胞培育)和胚胎工程技術(胚胎移植),A錯誤;乳腺生物反應器須要乳腺蛋白基因的啟動子,使目的基因只在乳腺細胞中表達,B錯誤;基因槍法是將目的基因?qū)胫参锛毎姆椒?將目的基因?qū)雱游锛毎钣行У姆椒ㄊ秋@微注射法,C錯誤;乳腺生物反應器是從乳腺中獲得藥物,因此須要進入泌乳期才能成為“批量生產(chǎn)藥物的工廠”,D正確。8.下圖是利用基因工程培育抗蟲植物的示意圖。以下相關敘述,正確的是 ()A.②的構建須要限制性核酸內(nèi)切酶和DNA聚合酶參加B.③侵染植物細胞后,重組Ti質(zhì)粒整合到④的染色體上C.④的染色體上若含抗蟲基因,則⑤就表現(xiàn)出抗蟲性狀D.⑤只要表現(xiàn)出抗蟲性狀就表明植株發(fā)生了可遺傳變異【解題指南】(1)圖示信息:將目的基因連接在載體上→將基因表達載體導入受體細胞→植物組織培育。(2)關鍵學問:基因工程的工具酶、目的基因的檢測和表達?！窘馕觥窟xD。本題考查基因工程。構建重組Ti質(zhì)粒須要限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶,故A項錯誤;③侵染植物細胞后,重組Ti質(zhì)粒上的T-DNA整合到④的染色體DNA上,故B項錯誤;染色體上含有目的基因,但目的基因也可能不表達,或者表達的蛋白質(zhì)不具有生物活性,故C項錯誤;植株表現(xiàn)出抗蟲性狀,說明含有目的基因,屬于基因重組,為可遺傳變異,故D項正確。9.(2024·全國卷Ⅱ)幾丁質(zhì)是很多真菌細胞壁的重要成分,幾丁質(zhì)酶可催化幾丁質(zhì)水解。通過基因工程將幾丁質(zhì)酶基因轉入植物體內(nèi),可增加其抗真菌病的實力?；卮鹣铝袉栴}:(1)在進行基因工程操作時,若要從植物體中提取幾丁質(zhì)酶的mRNA,常選用嫩葉而不選用老葉作為試驗材料,緣由是____________________________________。提取RNA時,提取液中需添加RNA酶抑制劑,其目的是___________________________________________________________________。

(2)以mRNA為材料可以獲得cDNA,其原理是

__________________________。

(3)若要使目的基因在受體細胞中表達,須要通過質(zhì)粒載體而不能干脆將目的基因?qū)胧荏w細胞,緣由是_______________________________________________(答出兩點即可)。

(4)當幾丁質(zhì)酶基因和質(zhì)粒載體連接時,DNA連接酶催化形成的化學鍵是__________________________。

(5)若獲得的轉基因植株(幾丁質(zhì)酶基因已經(jīng)整合到植物的基因組中)抗真菌病的實力沒有提高,依據(jù)中心法則分析,其可能的緣由是________________________________________________________。

【解析】(1)嫩葉相對于老葉,細胞壁較薄,較易破裂,簡單提取幾丁質(zhì)酶的mRNA;由于RNA酶可降解RNA,提取RNA時,提取液中應添加RNA酶抑制劑,以防止所提取的RNA降解。(2)以mRNA為模板、4種脫氧核苷酸為原料,在逆轉錄酶的作用下,依據(jù)堿基互補配對原則,mRNA可通過逆轉錄合成cDNA。(3)目的基因中缺乏表達所須要的復制原點、啟動子等,而質(zhì)粒載體中含有,為了使目的基因在受體細胞中表達,應將目的基因與質(zhì)粒載體形成重組質(zhì)粒,導入受體細胞。(4)DNA連接酶可將同種限制酶切割產(chǎn)生的末端連接起來,復原被限制酶切開的兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵