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

第3節(jié)基因工程的應(yīng)用[基礎(chǔ)檢查]1.下列不屬于植物基因工程技術(shù)主要應(yīng)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(yīng)用。作器官移植的供體,屬于動(dòng)物基因工程技術(shù)的應(yīng)用。答案:D2.下列有關(guān)轉(zhuǎn)基因植物的說法,錯(cuò)誤的是()A.科學(xué)家可以利用一些調(diào)節(jié)細(xì)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(yīng)用C.科學(xué)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(jià)值D.引起植物生病的病原微生物主要有病毒、真菌和細(xì)菌等解析:由于鹽堿和干旱對(duì)農(nóng)作物的危害與細(xì)胞內(nèi)滲透壓的調(diào)節(jié)有關(guān),所以科學(xué)家可以利用調(diào)節(jié)細(xì)胞滲透壓的基因來提高作物抗鹽堿和抗旱的能力,A項(xiàng)正確;轉(zhuǎn)基因抗蟲棉只是對(duì)棉鈴蟲有較強(qiáng)的抗性,并不是針對(duì)所有害蟲,B項(xiàng)錯(cuò)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?xì)胞,可以提高農(nóng)作物的營養(yǎng)價(jià)值,C項(xiàng)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(xì)菌等,D項(xiàng)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(xì)胞最好采用()A.乳腺細(xì)胞 B.體細(xì)胞C.受精卵 D.精巢解析:動(dòng)物體細(xì)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(gè)體的所有細(xì)胞都含有生長激素基因。答案:C4.下列有關(guān)動(dòng)物基因工程的說法,錯(cuò)誤的是()A.將外源生長激素基因?qū)雱?dòng)物體內(nèi),可提高動(dòng)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(yīng)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(dòng)物作為器官移植的供體時(shí),由于導(dǎo)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(dòng)物體內(nèi)表達(dá),可促進(jìn)動(dòng)物生長,A項(xiàng)正確;將腸乳糖酶基因?qū)肽膛；蚪M,腸乳糖酶基因的表達(dá)產(chǎn)物是腸乳糖酶,可分解乳糖,使乳糖含量降低,B項(xiàng)正確;利用基因工程技術(shù)得到的乳腺生物反應(yīng)器可以解決很多重要的藥品的生產(chǎn)問題,C項(xiàng)正確;利用基因工程技術(shù)對(duì)動(dòng)物器官進(jìn)行改造,可采用的方法是在器官供體的基因組中導(dǎo)入某種調(diào)節(jié)因子,以抑制抗原決定基因的表達(dá),再結(jié)合克隆技術(shù),培育出不會(huì)引起免疫排斥反應(yīng)的轉(zhuǎn)基因克隆動(dòng)物器官,D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案:D5.科學(xué)家將含人體α抗胰蛋白酶基因的表達(dá)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(xì)胞的敘述,錯(cuò)誤的是()A.乳腺細(xì)胞的高爾基體參與α抗胰蛋白酶的分泌B.胚胎干細(xì)胞內(nèi)的α抗胰蛋白酶基因能進(jìn)行復(fù)制C.卵細(xì)胞中都含有α抗胰蛋白酶基因D.漿細(xì)胞內(nèi)不表達(dá)α抗胰蛋白酶基因解析:高爾基體主要是對(duì)來自內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的蛋白質(zhì)進(jìn)行加工、分類和包裝,乳腺細(xì)胞的高爾基體參與α抗胰蛋白酶的分泌,A項(xiàng)正確;胚胎干細(xì)胞內(nèi)的α抗胰蛋白酶基因能隨著細(xì)胞的分裂而進(jìn)行復(fù)制,B項(xiàng)正確;基因工程導(dǎo)入的基因一般為單個(gè)基因,減數(shù)分裂過程中同源染色體分離,卵細(xì)胞中不一定含有α抗胰蛋白酶基因,C項(xiàng)錯(cuò)誤;漿細(xì)胞的作用是產(chǎn)生抗體,不表達(dá)α抗胰蛋白酶基因,D項(xiàng)正確。答案:C6.基因工程菌是指()A.用物理或化學(xué)方法誘發(fā)菌類自身某些基因得到高效表達(dá)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(xì)胞株系C.用基因工程的方法,使外源基因得到高效表達(dá)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(dá)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(dá)出抗體B.目的基因的表達(dá)需要線粒體提供能量C.構(gòu)建基因表達(dá)載體時(shí)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(dǎo)入酵母菌后可以表達(dá)出乙型肝炎抗原,而不是表達(dá)出抗體,A項(xiàng)錯(cuò)誤;目的基因通過轉(zhuǎn)錄和翻譯過程表達(dá)出產(chǎn)物,需要消耗能量,可以由線粒體提供,B項(xiàng)正確;構(gòu)建基因表達(dá)載體時(shí)需要的是限制酶和DNA連接酶,C項(xiàng)錯(cuò)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(xì)胞核,翻譯發(fā)生在細(xì)胞質(zhì),二者發(fā)生的場所不同,D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案:B8.下列關(guān)于植物、動(dòng)物以及微生物在基因工程中的應(yīng)用的敘述,錯(cuò)誤的是 ()A.動(dòng)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(xì)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(xì)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(xiàng)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(xiàng)錯(cuò)誤。答案:A9.下列關(guān)于基因工程成果的概述,錯(cuò)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(dòng)物D.在環(huán)境保護(hù)方面主要是用于環(huán)境監(jiān)測和對(duì)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(yīng)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(xì)胞克隆技術(shù)獲得轉(zhuǎn)基因綿羊,以便通過乳腺生物反應(yīng)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(xì)胞可增殖)。下列敘述錯(cuò)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(yīng)使移植胚胎死亡C.卵母細(xì)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(xì)胞D.整合有目的基因的成纖維細(xì)胞可進(jìn)行傳代培養(yǎng)從而獲得大量的細(xì)胞群解析:將目的基因轉(zhuǎn)入動(dòng)物細(xì)胞常用顯微注射法;代孕母羊不會(huì)對(duì)移植胚胎產(chǎn)生免疫排斥反應(yīng);卵母細(xì)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(xì)胞;整合有目的基因的成纖維細(xì)胞可增殖,可進(jìn)行傳代培養(yǎng)從而獲得大量的細(xì)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(xué)臨床上有重要的藥用價(jià)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(jìn)行工廠化生產(chǎn)。請(qǐng)回答下列問題。(1)獲取基因A時(shí),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(dá)載體時(shí),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(dá)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(dá)出該蛋白質(zhì),可以通過檢測。

(4)利用PCR擴(kuò)增DNA時(shí),需要在反應(yīng)體系中添加的有機(jī)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(gè)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(gè)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?zhǔn)窃趦?nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體上加上的,而大腸桿菌無這些細(xì)胞器,因此基因A在大腸桿菌中表達(dá)出的蛋白質(zhì)一般不具備天然狀態(tài)下的活性。可通過抗原—抗體雜交檢測大腸桿菌是否表達(dá)出該蛋白質(zhì)。(4)PCR全稱為聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng),是一項(xiàng)在生物體外復(fù)制特定DNA片段的核酸合成技術(shù)。利用PCR擴(kuò)增DNA時(shí),需要添加的有機(jī)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(gè)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(gè)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?zhǔn)窃趦?nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體上加上的,而大腸桿菌無這些細(xì)胞器抗原—抗體雜交(4)引物和(基因A的)雙鏈模板[拓展應(yīng)用]12.研究人員通過RNA沉默技術(shù),特異性降低蘋果細(xì)胞內(nèi)多酚氧化酶基因的表達(dá)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(shí)間暴露在空氣中也不會(huì)被氧化褐變。下圖是此過程原理示意圖,下列敘述錯(cuò)誤的是()A.細(xì)胞內(nèi)多酚氧化酶基因的表達(dá)包括圖示中的①②過程B.將目的基因成功導(dǎo)入蘋果細(xì)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(dá)序列與多酚氧化酶基因的表達(dá)序列互補(bǔ),且要同時(shí)在同一細(xì)胞內(nèi)表達(dá)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(dá)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(gè)過程;將目的基因成功導(dǎo)入蘋果細(xì)胞中需要構(gòu)建基因表達(dá)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(bǔ)配對(duì),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(bǔ)配對(duì),應(yīng)使目的基因的表達(dá)序列與多酚氧化酶基因的表達(dá)序列互補(bǔ),且要同時(shí)在同一細(xì)胞內(nèi)表達(dá)。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(hù)性免疫反應(yīng)的病原體抗原的基因片段和載體構(gòu)建而成。下列敘述錯(cuò)誤的是 ()A.被導(dǎo)入細(xì)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(xì)胞會(huì)產(chǎn)生大量抗體C.基因工程疫苗引起免疫反應(yīng)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(duì)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(xì)胞會(huì)迅速增殖分化成漿細(xì)胞,漿細(xì)胞會(huì)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(yù)防和治療急慢性血栓。重組人凝血酶Ⅲ是世界上首個(gè)上市的動(dòng)物乳腺生物反應(yīng)器生產(chǎn)的重組蛋白藥物。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()A.可從人細(xì)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(xì)胞中特異表達(dá)基因的啟動(dòng)子C.用顯微注射技術(shù)將表達(dá)載體導(dǎo)入乳腺細(xì)胞來獲得轉(zhuǎn)基因動(dòng)物D.用大腸桿菌作為受體細(xì)胞難以獲得活性高的人凝血酶Ⅲ解析:可從人細(xì)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(shí)獲得的目的基因沒有啟動(dòng)子、終止子等;動(dòng)物乳腺生物反應(yīng)器需要使目的基因在乳腺細(xì)胞表達(dá),目的基因的上游需連接在乳腺細(xì)胞中特異表達(dá)基因的啟動(dòng)子;動(dòng)物受精卵全能性最高,應(yīng)用顯微注射技術(shù)將表達(dá)載體導(dǎo)入受精卵來獲得轉(zhuǎn)基因動(dòng)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·?？?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(shí)踐中有非常重要的應(yīng)用價(jià)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(xì)胞新細(xì)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?xì)胞B.②③分別表示脫分化、再分化過程,均無須嚴(yán)格的無菌操作就可以完成C.SOD催化O2形成H2O2的機(jī)制是為該反應(yīng)提供活化能D.該育種方式利用了細(xì)胞工程和基因工程,能體現(xiàn)細(xì)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?xì)胞;②③分別表示脫分化、再分化過程,需要在嚴(yán)格無菌操作下完成;SOD催化O2形成H2O2的機(jī)制是為降低化學(xué)反應(yīng)的活化能,不能為該反應(yīng)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(huì)降低觀賞價(jià)值。科學(xué)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(qǐng)據(jù)圖回答下列問題。(1)獲得②可用(答出兩項(xiàng)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(shí)也說明一種生物的基因表達(dá)系統(tǒng)能夠識(shí)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(dǎo)入③的金花茶葉片細(xì)胞具備了抗病性,這說明②已經(jīng)?？共』蚴欠癖磉_(dá)可以從個(gè)體水平上做實(shí)驗(yàn),簡述實(shí)驗(yàn)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(kuò)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(dá)系統(tǒng)能夠識(shí)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