2024-2025學(xué)年高中生物限時規(guī)范訓(xùn)練3基因工程的應(yīng)用含解析新人教版選修3

PAGEPAGE9基因工程的應(yīng)用1．我國轉(zhuǎn)基因抗蟲棉是在棉花細(xì)胞中轉(zhuǎn)入Bt毒蛋白基因培育出來的，它對棉鈴蟲具有較強(qiáng)的抗性。下列敘述錯誤的是()A．Bt毒蛋白基因是從蘇云金芽孢桿菌中分別的B．Bt毒蛋白基因可借助花粉管通道進(jìn)入棉花細(xì)胞中C．培育的轉(zhuǎn)基因棉花植株須要做抗蟲的接種試驗D．用DNA聚合酶連接經(jīng)切割的Bt毒蛋白基因和載體答案D解析Bt毒蛋白基因是從蘇云金芽孢桿菌中分別出來的抗蟲基因；Bt毒蛋白基因可借助花粉管通道進(jìn)入棉花細(xì)胞中(花粉管通道法)；培育的轉(zhuǎn)基因棉花植株須要做抗蟲的接種試驗，以確定轉(zhuǎn)基因棉花植株的抗性及抗性程度；切割得到的Bt毒蛋白基因和載體的連接是靠DNA連接酶來完成的。2．我國已能自行生產(chǎn)乙肝疫苗等基因工程藥物，乙肝疫苗的生產(chǎn)方法是()A．在受體細(xì)胞內(nèi)大量增殖乙肝病毒B．在液體培育基中大量增殖乙肝病毒C．將乙肝病毒的全部基因?qū)胧荏w細(xì)胞并表達(dá)D．將乙肝病毒的表面抗原基因?qū)胧荏w細(xì)胞并表達(dá)答案D解析疫苗具有抗原性，乙肝病毒的抗原性由蛋白質(zhì)外殼確定，所以生產(chǎn)乙肝疫苗利用的是乙肝病毒的蛋白質(zhì)外殼。生產(chǎn)乙肝疫苗的方法是：獲得乙肝病毒表面抗原基因，導(dǎo)入受體細(xì)胞，使受體細(xì)胞表達(dá)乙肝病毒表面抗原。3．下列關(guān)于基因工程應(yīng)用的敘述正確的是()A．基因治療能治愈全部遺傳病B．基因診斷的基本原理是DNA分子雜交C．一種基因探針能檢測水體中的各種病毒D．利用基因工程生產(chǎn)乙肝疫苗時，目的基因存在于人體B淋巴細(xì)胞的DNA中答案B解析基因治療不能治愈全部遺傳?。换蛟\斷又稱DNA診斷，即在DNA分子水平上分析檢測某一基因，從而對疾病作出推斷，利用的原理是DNA分子雜交；基因探針是用放射性同位素(或熒光分子)標(biāo)記的含有目的基因的DNA片段，一種基因探針只能檢測水體中的一種或一類病毒；利用基因工程生產(chǎn)乙肝疫苗是通過構(gòu)建含有乙肝病毒表面抗原基因的重組質(zhì)粒，然后導(dǎo)入相應(yīng)的宿主細(xì)胞(如酵母菌細(xì)胞)，生產(chǎn)乙肝病毒表面抗原蛋白。4．下列關(guān)于基因工程相關(guān)學(xué)問的敘述，正確的是()A．在基因工程操作中為了獲得重組質(zhì)粒，必需用相同的限制酶切割，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)入大腸桿菌中，再轉(zhuǎn)入水稻細(xì)胞中C．如要提高作物中某種氨基酸的含量，可以導(dǎo)入限制合成含有該種氨基酸比較多的蛋白質(zhì)的基因D．基因治療主要是對具有缺陷的體細(xì)胞進(jìn)行全面修復(fù)答案C解析獲得重組質(zhì)粒，必須要求有相同的黏性末端或平末端，運(yùn)用的限制酶可以不同。轉(zhuǎn)基因技術(shù)操作過程中，必需通過重組載體才能將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞?；蛑委煵⒉荒苄迯?fù)缺陷基因。5．基因治療是指()A．把健康外源基因?qū)胗谢蛉毕莸募?xì)胞中，達(dá)到治療疾病的目的B．對有缺陷的基因進(jìn)行修復(fù)，從而使其復(fù)原正常，達(dá)到治療疾病的目的C．運(yùn)用人工誘變方法，使有基因缺陷的細(xì)胞發(fā)生基因突變，從而復(fù)原正常D．運(yùn)用基因工程技術(shù)，把有缺陷的基因切除，達(dá)到治療疾病的目的答案A解析基因治療只是將正常的基因?qū)氩∪梭w內(nèi)，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，細(xì)胞中的缺陷基因并未修復(fù)，而是和正?；蛲瑫r存在。6．將大腸桿菌的質(zhì)粒連接上人生長激素的基因后，重新置入大腸桿菌的細(xì)胞內(nèi)，通過發(fā)酵就能大量生產(chǎn)人生長激素。下列敘述正確的是()A．發(fā)酵產(chǎn)生的生長激素屬于大腸桿菌的初級代謝產(chǎn)物B．大腸桿菌獲得的能產(chǎn)生人生長激素的變異可以遺傳C．大腸桿菌質(zhì)粒標(biāo)記基因中腺嘌呤與尿嘧啶含量相等D．生長激素基因在轉(zhuǎn)錄時須要限制酶和DNA連接酶答案B解析人生長激素不是大腸桿菌生長和繁殖所必需的物質(zhì)，因此其不是大腸桿菌的初級代謝產(chǎn)物，A項錯誤；可遺傳的變異包括基因突變、基因重組和染色體變異，利用基因工程技術(shù)使大腸桿菌獲得的能產(chǎn)生人生長激素的變異屬于基因重組，B項正確；大腸桿菌質(zhì)粒是小型環(huán)狀DNA分子，不含尿嘧啶，C項錯誤；生長激素基因在轉(zhuǎn)錄時須要RNA聚合酶，D項錯誤。7．將甜菜堿、海藻糖等有機(jī)小分子的合成基因轉(zhuǎn)入煙草細(xì)胞中，會使煙草的抗旱性增加。下列關(guān)于這類轉(zhuǎn)基因煙草及其培育過程的敘述，錯誤的是()A．細(xì)胞中甜菜堿等有機(jī)小分子的合成量增加B．細(xì)胞液滲透壓增大，避開細(xì)胞過度失水C．將抗旱基因?qū)霟煵菁?xì)胞中常用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法D．在干旱條件下篩選出勝利導(dǎo)入抗旱基因的煙草細(xì)胞答案D解析將甜菜堿、海藻糖等有機(jī)小分子的合成基因轉(zhuǎn)入煙草細(xì)胞后，細(xì)胞中甜菜堿等有機(jī)小分子的合成量增加，會使煙草細(xì)胞液的滲透壓上升，避開細(xì)胞過度失水，因此會使煙草的抗旱性增加；將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞常用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法；在干旱條件下可以篩選出勝利導(dǎo)入抗旱基因的煙草植株，但并不能篩選出勝利導(dǎo)入抗旱基因的煙草細(xì)胞。8．B基因存在于水稻基因組中，其僅在體細(xì)胞(2n)和精子中正常表達(dá)，但在卵細(xì)胞中不轉(zhuǎn)錄。為探討B(tài)基因表達(dá)對卵細(xì)胞的影響，設(shè)計了如下試驗。據(jù)圖回答下列問題：(1)B基因在水稻卵細(xì)胞中不轉(zhuǎn)錄，推想其可能的緣由是卵細(xì)胞中________(單選)。A．含B基因的染色體缺失B．DNA聚合酶失活C．B基因發(fā)生基因突變D．B基因的啟動子無法啟動轉(zhuǎn)錄(2)從水稻體細(xì)胞或________中提取總RNA，構(gòu)建________文庫，進(jìn)而獲得B基因編碼蛋白的序列。將該序列與Luc基因(表達(dá)的熒光素酶能催化熒光素產(chǎn)生熒光)連接成融合基因(表達(dá)的蛋白質(zhì)能保留兩種蛋白質(zhì)各自的功能)，然后構(gòu)建重組表達(dá)載體。(3)在過程①②轉(zhuǎn)化篩選時，過程________中T－DNA整合到受體細(xì)胞染色體DNA上，過程________在培育基中應(yīng)加入卡那霉素。(4)獲得轉(zhuǎn)基因植株過程中，以下鑒定篩選方式正確的是________(多選)。A．將隨機(jī)斷裂的B基因片段制備成探針進(jìn)行DNA分子雜交B．以Luc基因為模板設(shè)計探針進(jìn)行DNA分子雜交C．以B基因編碼蛋白的序列為模板設(shè)計探針與從卵細(xì)胞提取的mRNA雜交D．檢測加入熒光素的卵細(xì)胞中是否發(fā)出熒光(5)從轉(zhuǎn)基因植株未成熟種子中分別出胚，視察到細(xì)胞內(nèi)僅含一個染色體組，判定該胚是由未受精的卵細(xì)胞發(fā)育形成的，而一般狀況下水稻卵細(xì)胞在未受精時不進(jìn)行發(fā)育，由此表明____________________。答案(1)D(2)精子cDNA(3)②①(4)BCD(5)B基因表達(dá)能使卵細(xì)胞不經(jīng)受精干脆發(fā)育成胚解析(1)通過題干信息可知，B基因可以存在于體細(xì)胞和精子中，說明含B基因的染色體未缺失，也沒有發(fā)生基因突變，A、C兩項錯誤；基因表達(dá)過程中的轉(zhuǎn)錄須要RNA聚合酶，而不是DNA聚合酶，B項錯誤；B基因在卵細(xì)胞中不能轉(zhuǎn)錄，可能是B基因的啟動子在卵細(xì)胞中不能啟動轉(zhuǎn)錄，D項正確。(2)通過題干信息可知，水稻的體細(xì)胞和精子中B基因可表達(dá)，故可從水稻的體細(xì)胞和精子中提取RNA。通過逆轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生DNA，從而構(gòu)建cDNA文庫，進(jìn)而獲得B基因編碼蛋白的序列。(3)圖示中過程①表示篩選含有目的基因的重組質(zhì)粒的農(nóng)桿菌，圖示中質(zhì)粒上含有卡那霉素抗性基因和潮霉素抗性基因，假如選擇培育基中加入的是卡那霉素，起作用的是卡那霉素抗性基因。過程②表示將篩選出的含有重組質(zhì)粒的農(nóng)桿菌的T－DNA整合到水稻細(xì)胞染色體DNA上。(4)獲得轉(zhuǎn)基因植株的過程中，鑒定篩選方式有：①DNA分子雜交技術(shù)，即以Luc基因為模板設(shè)計探針進(jìn)行DNA分子雜交，A項錯誤、B項正確；②用標(biāo)記的目的基因作探針與mRNA雜交，即以B基因編碼蛋白的序列為模板設(shè)計探針與從卵細(xì)胞中提取的mRNA雜交，C項正確；③檢測目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)，通過(2)可知B基因與Luc基因連接形成B－Luc融合基因，即可通過Luc基因表達(dá)，檢測加入熒光素的卵細(xì)胞中是否發(fā)出熒光，D項正確；故選BCD三項。(5)從轉(zhuǎn)基因植株未成熟種子中分別出胚，視察到細(xì)胞內(nèi)僅含有一個染色體組，推斷該胚是由未受精的卵細(xì)胞發(fā)育形成的，而一般狀況下水稻卵細(xì)胞在未受精時不進(jìn)行發(fā)育，由此表明B基因表達(dá)能使卵細(xì)胞不經(jīng)受精作用干脆發(fā)育成胚。9．采納基因工程技術(shù)可培育出含人凝血因子基因的轉(zhuǎn)基因羊，但是人凝血因子只存在于該轉(zhuǎn)基因羊的乳汁中。下列有關(guān)敘述，正確的是()A．人體細(xì)胞中凝血因子基因的堿基對數(shù)目小于凝血因子氨基酸數(shù)目的3倍B．在該轉(zhuǎn)基因羊中，人凝血因子基因也會存在于成熟的紅細(xì)胞中C．人凝血因子基因起先轉(zhuǎn)錄后，在DNA連接酶的作用下合成mRNAD．科學(xué)家將目的基因與乳腺蛋白基因的啟動子等調(diào)控組件重組在一起，制成乳腺生物反應(yīng)器答案D解析人體細(xì)胞中凝血因子基因的堿基對數(shù)目大于凝血因子氨基酸數(shù)目的3倍，A項錯誤；由于羊的成熟的紅細(xì)胞中沒有細(xì)胞核和細(xì)胞器，所以人的凝血因子基因不會存在于該轉(zhuǎn)基因羊的成熟紅細(xì)胞中，B項錯誤；人凝血因子基因轉(zhuǎn)錄過程中，所須要的酶是RNA聚合酶，C項錯誤。10．近年誕生的具有劃時代意義的CRISPR/Cas9基因編輯技術(shù)可簡潔、精確地進(jìn)行基因定點編輯，其原理是由一條單鏈向?qū)NA引導(dǎo)核酸內(nèi)切酶Cas9到一個特定的基因位點進(jìn)行切割，通過設(shè)計向?qū)NA中20個堿基的識別序列，可人為選擇DNA上的目標(biāo)位點進(jìn)行切割(見下圖)。下列相關(guān)敘述錯誤的是()A．Cas9蛋白由相應(yīng)基因指導(dǎo)在核糖體中合成B．向?qū)NA中的雙鏈區(qū)遵循堿基配對原則C．向?qū)NA可在逆轉(zhuǎn)錄酶催化下合成D．若α鏈剪切點旁邊序列為……TCCAGAATC……，則相應(yīng)的識別序列為……UCCAGAAUC……答案C解析蛋白質(zhì)的合成是由基因限制的，在核糖體中以mRNA為模板合成蛋白質(zhì)，A項正確；向?qū)NA雙鏈中堿基的配對須要遵循堿基互補(bǔ)配對原則，B項正確；逆轉(zhuǎn)錄酶催化的反應(yīng)是以RNA為模板，合成相應(yīng)的DNA，C項錯誤；若α鏈剪切點旁邊序列為……TCCAGAATC……，則其對應(yīng)鏈的序列為……AGGTCTTAG……，則依據(jù)堿基互補(bǔ)配對原則，Cas9識別序列為……UCCAGAAUC……，D項正確。11．人們試圖利用基因工程的方法，用乙種生物生產(chǎn)甲種生物的一種蛋白質(zhì)。生產(chǎn)流程為甲生物的蛋白質(zhì)→mRNAeq\o(→,\s\up7(①))目的基因eq\o(→,\s\up7(②))與質(zhì)粒重組eq\o(→,\s\up7(③))導(dǎo)入乙生物的細(xì)胞eq\o(→,\s\up7(④))獲得甲生物的蛋白質(zhì)。下列說法正確的是()A．①過程須要的酶是逆轉(zhuǎn)錄酶，原料是A、U、G、C4種核苷酸B．②過程中要用限制酶切割質(zhì)粒和目的基因，再用DNA連接酶將目的基因與質(zhì)粒連接在一起C．假如受體細(xì)胞是動物細(xì)胞，③過程可以用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法D．④過程不須要核糖核苷酸答案B解析①過程表示以mRNA為模板逆轉(zhuǎn)錄合成DNA的過程，須要逆轉(zhuǎn)錄酶的參加，原料是4種游離的脫氧核苷酸，A項錯誤；②過程表示基因表達(dá)載體的構(gòu)建過程，要先用限制酶切割質(zhì)粒和目的基因，再用DNA連接酶把目的基因和質(zhì)粒連接成重組質(zhì)粒，B項正確；將目的基因?qū)雱游锛?xì)胞最常用且最有效的方法是顯微注射法，農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法用于將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞，C項錯誤；④過程包括轉(zhuǎn)錄和翻譯，轉(zhuǎn)錄所用的原料包括4種核糖核苷酸，D項錯誤。12．科學(xué)家利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)勝利培育出一頭轉(zhuǎn)入了賴氨酸基因的轉(zhuǎn)基因牛，從其乳汁中可獲得大量的賴氨酸。以下相關(guān)敘述中，正確的是()A．基因表達(dá)載體的受體細(xì)胞的性染色體組成可以是XX，也可以是XYB．將賴氨酸基因?qū)肱５穆鸭?xì)胞中，通過組織培育也能形成轉(zhuǎn)基因牛C．人們只在轉(zhuǎn)基因牛的乳汁中才能獲得賴氨酸，是因為只在轉(zhuǎn)基因牛的乳腺細(xì)胞中才有賴氨酸基因D．運(yùn)用基因工程技術(shù)讓牛合成大量的賴氨酸，該技術(shù)將導(dǎo)致定向變異答案D解析依據(jù)題干信息可知，從轉(zhuǎn)基因牛的乳汁中可獲得大量的賴氨酸，這說明基因表達(dá)載體的受體細(xì)胞的性染色體組成應(yīng)為XX，A項錯誤；在基因工程中，常將目的基因?qū)雱游锏氖芫阎?，若將目的基因?qū)肼鸭?xì)胞中，通過組織培育不能形成完整的個體，B項錯誤；由于將賴氨酸基因?qū)氩溉閯游锏氖芫阎?，因此轉(zhuǎn)基因動物的體細(xì)胞中都有賴氨酸基因，但是該基因只在乳腺細(xì)胞中表達(dá)，C項錯誤；基因工程是人為地將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞，定向地改造生物的性狀，D項正確。13．干擾素是抗病毒的特效藥，它是一種糖蛋白，現(xiàn)在某基因公司用如圖所示方法生產(chǎn)干擾素。請回答下列相關(guān)問題。(1)從人的淋巴細(xì)胞中提取出__________，使它同質(zhì)粒相結(jié)合，然后導(dǎo)入酵母菌體內(nèi)。(2)科學(xué)家勝利地把人的干擾素基因插入煙草的DNA分子上，使煙草獲得了抗病毒的實力，試分析：①人的基因能移入植物體內(nèi)，其物質(zhì)基礎(chǔ)是____________________。②煙草有了抗病毒的實力，這表明煙草體內(nèi)產(chǎn)生了________。煙草植株產(chǎn)生這種新性狀(變異性狀)的來源屬于________。③要檢測干擾素基因是否進(jìn)入了煙草細(xì)胞，可采納的方法是________________；若要檢測干擾素基因是否表達(dá)出干擾素，可采納____________的方法。答案(1)干擾素基因(2)①它們的DNA結(jié)構(gòu)基本相同②干擾素基因重組③DNA分子雜交技術(shù)抗原—抗體雜交解析(1)通過基因工程構(gòu)建“工程菌”的方法：從人的淋巴細(xì)胞中提取出干擾素基因，使它與質(zhì)粒結(jié)合形成重組質(zhì)粒，然后將重組質(zhì)粒導(dǎo)入酵母菌中，通過相應(yīng)的檢測與鑒定方法得到勝利轉(zhuǎn)入了重組質(zhì)粒的酵母菌，再通過培育這種酵母菌，使之合成大量的干擾素。(2)基因工程的理論基礎(chǔ)：不同生物的DNA結(jié)構(gòu)基本相同，不同生物間能進(jìn)行基因的移接?；蚬こ痰脑硎腔蛑亟M。若要檢測干擾素基因是否進(jìn)入了煙草細(xì)胞，可采納的方法是DNA分子雜交技術(shù)。若要檢測干擾素基因是否表達(dá)出干擾素，可采納抗原—抗體雜交的方法。14．青蒿素是治療瘧疾的重要藥物。探討人員已經(jīng)弄清了青蒿細(xì)胞中青蒿素的合成途徑(如圖中實線方框內(nèi)所示)，并且發(fā)覺酵母細(xì)胞也能夠產(chǎn)生合成青蒿素的中間產(chǎn)物FPP(如圖中虛線方框內(nèi)所示)。結(jié)合所學(xué)學(xué)問回答下列問題：(1)瘧疾俗稱“打擺子”，是由瘧原蟲引起的疾病。當(dāng)瘧原蟲寄生在人體中時，會引起人的免疫反應(yīng)，使________細(xì)胞產(chǎn)生淋巴因子。同時B細(xì)胞在淋巴因子的作用下增殖分化成________細(xì)胞，產(chǎn)生抗體。(2)依據(jù)圖示代謝過程，科學(xué)家在培育能產(chǎn)生青蒿素的酵母細(xì)胞過程中，要向________中導(dǎo)入的基因是________，詳細(xì)操作中可利用____________技術(shù)檢測轉(zhuǎn)基因生物的DNA上是否插入目的基因。(3)構(gòu)建基因表達(dá)載體時，用不同類型的______________________切割DNA后，可能產(chǎn)生________末端，也可能產(chǎn)生________末端。(4)試驗發(fā)覺，酵母細(xì)胞中導(dǎo)入相關(guān)基因后，該基因能正常表達(dá)，但酵母細(xì)胞合成的青蒿素仍很少，依據(jù)圖解分析，緣由可能是______________________________。答案(1)T漿(2)酵母細(xì)胞ADS酶基因DNA分子雜交(3)限制性核酸內(nèi)切酶(或限制酶)黏性平(4)酵母細(xì)胞中部分FPP用于合成固醇解析(1)當(dāng)瘧原蟲寄生在人體中時，它作為抗原會引起人的免疫反應(yīng)，使T細(xì)胞產(chǎn)生淋巴因子。同時B細(xì)胞在淋巴因子的作用下增殖分化成漿細(xì)胞，產(chǎn)生抗體。(2)培育能產(chǎn)生青蒿素的酵母細(xì)胞的過程屬于基因工程，酵母細(xì)胞為受體細(xì)胞，向酵母細(xì)胞中導(dǎo)入的基因為目的基因，即ADS酶基因，詳細(xì)操作中可利用DNA分子雜交技術(shù)檢測轉(zhuǎn)基因生物的DNA上是否插入目的基因。(3)構(gòu)建基因表達(dá)載體時，用不同類型的限制酶切割DNA后，可能產(chǎn)生黏性末端，也可能產(chǎn)生平末端。(4)由題圖可知，可能是因為酵母細(xì)胞中部分FPP用于合成固醇，因此將相關(guān)基因?qū)虢湍讣?xì)胞后，即使該基因能正常表達(dá)，酵母細(xì)胞合成的青蒿素仍很少。15．醫(yī)學(xué)探討發(fā)覺，番茄紅素具有肯定的抗癌效果，其合成、轉(zhuǎn)化途徑如圖1所示。由于一般番茄合成的番茄紅素易發(fā)生轉(zhuǎn)化，科學(xué)家設(shè)計了一種重組DNA(質(zhì)粒三)，它能轉(zhuǎn)錄出雙鏈RNA(發(fā)卡)，番茄細(xì)胞可以識別侵入的雙鏈RNA并將該雙鏈RNA及具有相同序列的單鏈RNA一起降解，提高了果實中番茄紅素的含量(圖2)。請分析回答下列問題：(1)轉(zhuǎn)錄出“發(fā)卡”的DNA片段事