（新教材適用）高中生物第3章基因工程第3節(jié)基因工程的應(yīng)用課后習(xí)題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)鞏固1.下列有關(guān)基因工程的成果及應(yīng)用的說(shuō)法,錯(cuò)誤的是()A.基因工程可以實(shí)現(xiàn)基因在不同種生物之間轉(zhuǎn)移B.利用基因工程技術(shù),將人的產(chǎn)生胰島素的基因轉(zhuǎn)入大腸桿菌后,大腸桿菌內(nèi)表達(dá)出的胰島素與人的胰島素結(jié)構(gòu)相同C.在環(huán)境保護(hù)方面主要用于環(huán)境監(jiān)測(cè)和對(duì)被污染環(huán)境的凈化D.基因工程在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用主要是培育高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)和具有抗逆性的農(nóng)作物答案:B解析:大腸桿菌屬于原核生物,沒(méi)有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體等結(jié)構(gòu),故表達(dá)出的胰島素與人的胰島素結(jié)構(gòu)不同。2.基因疫苗是將病原微生物的一段基因插入質(zhì)粒中,然后將重組質(zhì)粒導(dǎo)入人或動(dòng)物體內(nèi),這段基因編碼的產(chǎn)物可以引起機(jī)體產(chǎn)生特異性免疫反應(yīng)。下列敘述正確的是()A.基因疫苗導(dǎo)入人體可以表達(dá)出抗體,引起免疫反應(yīng)B.基因疫苗引起免疫反應(yīng)前必須經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)錄和翻譯的過(guò)程C.基因疫苗內(nèi)含抗原,所以能引起機(jī)體特異性免疫反應(yīng)D.接種后若感染該病原微生物,則體內(nèi)記憶細(xì)胞會(huì)產(chǎn)生大量抗體答案:B解析:基因疫苗導(dǎo)入人體可以表達(dá)出抗原,在抗原的刺激下機(jī)體產(chǎn)生免疫反應(yīng)。因此基因疫苗引起免疫反應(yīng)前,目的基因必須經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)錄和翻譯過(guò)程,表達(dá)出抗原。接種后若感染該病原微生物,則體內(nèi)記憶細(xì)胞會(huì)迅速增殖、分化產(chǎn)生大量的漿細(xì)胞,漿細(xì)胞產(chǎn)生大量的抗體。3.下列生物技術(shù)操作對(duì)遺傳物質(zhì)的改造,不會(huì)遺傳給子代的是()A.將乳糖酶基因?qū)肽膛Ｊ芫?培育出產(chǎn)低乳糖牛乳的奶牛B.將腺苷酸脫氨酶基因轉(zhuǎn)入淋巴細(xì)胞后回輸患者,起到較好的治療效果C.將胰島素基因表達(dá)質(zhì)粒轉(zhuǎn)入大腸桿菌,篩選獲得基因工程菌D.將花青素代謝基因?qū)胫参矬w細(xì)胞,經(jīng)組織培養(yǎng)獲得花色變異植株答案:B解析:將腺苷酸脫氨酶基因轉(zhuǎn)入淋巴細(xì)胞后回輸患者,進(jìn)行基因治療,該患者只有淋巴細(xì)胞含有腺苷酸脫氨酶基因,性原細(xì)胞不含該基因,故不能遺傳給后代。4.研究者將蘇云金桿菌(Bt)的Cry1Ab基因?qū)胨倔w細(xì)胞培育出抗螟蟲(chóng)的克螟稻,克螟稻與普通水稻雜交,子代抗螟蟲(chóng)與不抗螟蟲(chóng)的比例為1∶1。下列有關(guān)敘述正確的是()A.Cry1Ab基因雖已整合到克螟稻細(xì)胞的染色體上,但沒(méi)有表達(dá)B.獲取Cry1Ab基因需使用限制酶和DNA連接酶C.克螟稻和普通水稻仍然屬于同一個(gè)物種D.克螟稻降低了農(nóng)藥的使用量,害蟲(chóng)不會(huì)出現(xiàn)耐藥性答案:C解析:克螟稻能抗螟蟲(chóng),且克螟稻與普通水稻雜交,子代抗螟蟲(chóng)與不抗螟蟲(chóng)的比例為1∶1,說(shuō)明Cry1Ab基因已整合到克螟稻細(xì)胞的染色體上并成功表達(dá)。獲取Cry1Ab基因需使用限制酶,但不需要DNA連接酶?？嗣竞推胀ㄋ灸軌螂s交并產(chǎn)生可育后代,所以仍然屬于同一個(gè)物種。基因突變是不定向的,因此害蟲(chóng)也可能會(huì)出現(xiàn)耐藥性。5.科學(xué)家將編輯基因的分子工具構(gòu)建到靶向侵染心肌細(xì)胞的病毒中,通過(guò)尾部靜脈注射到成年小鼠體內(nèi),成功編輯線(xiàn)粒體DNA。該研究給耳聾、癲癇、肌無(wú)力等線(xiàn)粒體遺傳病患者帶來(lái)了希望。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A.線(xiàn)粒體基因的遺傳遵循分離定律和自由組合定律B.線(xiàn)粒體DNA的突變可能會(huì)導(dǎo)致能量代謝障礙C.侵染心肌細(xì)胞的病毒在該研究中作為載體發(fā)揮作用D.若該實(shí)驗(yàn)對(duì)象為雌鼠,則其后代線(xiàn)粒體DNA未被編輯答案:A解析:線(xiàn)粒體基因?qū)儆诩?xì)胞質(zhì)基因,不遵循分離定律和自由組合定律。6.蜘蛛絲(絲蛋白)被稱(chēng)為“生物鋼”,有著超強(qiáng)的抗張強(qiáng)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。科學(xué)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(shuō)法,錯(cuò)誤的是()A.將蜘蛛的絲蛋白基因與羊的乳腺蛋白基因的啟動(dòng)子等結(jié)合在一起構(gòu)建成表達(dá)載體B.將含有絲蛋白基因的表達(dá)載體導(dǎo)入動(dòng)物乳腺細(xì)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(lái)源更廣泛D.轉(zhuǎn)基因動(dòng)物產(chǎn)生的生殖細(xì)胞可能含有藥用蛋白基因答案:B解析:該過(guò)程需要將蜘蛛的絲蛋白基因與羊的乳腺蛋白基因的啟動(dòng)子等結(jié)合在一起構(gòu)建基因表達(dá)載體,再通過(guò)顯微注射導(dǎo)入受精卵中,才可獲得乳腺生物反應(yīng)器。與乳腺生物反應(yīng)器(只能選雌性)相比,膀胱生物反應(yīng)器不受性別等限制,受體來(lái)源更廣泛。轉(zhuǎn)基因動(dòng)物產(chǎn)生的生殖細(xì)胞可能含有藥用蛋白基因,因?yàn)轶w細(xì)胞中含有藥用蛋白基因。7.繼哺乳動(dòng)物乳腺生物反應(yīng)器研發(fā)成功后,膀胱生物反應(yīng)器的研究也取得了一定進(jìn)展。最近,科學(xué)家培育出一種轉(zhuǎn)基因小鼠,其膀胱上皮細(xì)胞可以合成人的生長(zhǎng)激素并分泌到尿液中。請(qǐng)回答下列問(wèn)題。(1)將人的生長(zhǎng)激素基因?qū)胄∈笫荏w細(xì)胞,常用的方法是。

(2)進(jìn)行基因轉(zhuǎn)移時(shí),通常要將外源基因轉(zhuǎn)入動(dòng)物的中,原因是

。

(3)通常采用技術(shù)檢測(cè)外源基因是否插入了小鼠的基因組。

(4)在研制膀胱生物反應(yīng)器時(shí),應(yīng)使外源基因在小鼠的細(xì)胞中特異性表達(dá)。答案:(1)顯微注射法(2)受精卵(或早期胚胎)受精卵(或早期胚胎細(xì)胞)具有全能性,可使外源基因在相應(yīng)組織細(xì)胞中表達(dá)(3)PCR(4)膀胱上皮8.下圖表示利用基因工程培育抗蟲(chóng)棉的過(guò)程。請(qǐng)據(jù)圖回答下列有關(guān)問(wèn)題。(1)若限制酶Ⅰ的識(shí)別序列和切點(diǎn)是—↓GATC—,限制酶Ⅱ的識(shí)別序列和切點(diǎn)是—G↓GATCC—,那么在①過(guò)程中,應(yīng)用限制酶切割質(zhì)粒,用限制酶切割抗蟲(chóng)基因。①過(guò)程在(填“體內(nèi)”或“體外”)進(jìn)行。

(2)將通過(guò)②過(guò)程得到的大腸桿菌涂布在含有的培養(yǎng)基上,能夠生長(zhǎng)說(shuō)明已導(dǎo)入了普通質(zhì)?；蛑亟M質(zhì)粒,反之,則說(shuō)明沒(méi)有導(dǎo)入。該培養(yǎng)基從功能方面屬于培養(yǎng)基。

(3)重組質(zhì)粒導(dǎo)入大腸桿菌的目的是。

(4)經(jīng)篩選分析得知該植株細(xì)胞中含有一個(gè)攜帶抗蟲(chóng)基因的DNA片段,因此可以把它看作是雜合子。理論上該轉(zhuǎn)基因植株自交產(chǎn)生的F1中,具有抗蟲(chóng)特性的植株占總數(shù)的。

(5)⑤過(guò)程所用技術(shù)稱(chēng)為植物組織培養(yǎng),從遺傳學(xué)角度來(lái)看,根本原因是根細(xì)胞具有。

答案:(1)ⅡⅠ(Ⅰ和Ⅱ)體外(2)四環(huán)素選擇(3)大量復(fù)制目的基因(抗蟲(chóng)基因)(4)3/4(5)發(fā)育成完整個(gè)體所需的全部遺傳物質(zhì)能力提升1.(不定項(xiàng)選擇題)利用基因工程手段將Myc和Ras兩種癌基因?qū)胄∈篌w內(nèi),檢測(cè)轉(zhuǎn)基因小鼠的癌癥發(fā)病率,結(jié)果如下圖所示。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),乳腺和唾液腺的癌變率較高。下列說(shuō)法正確的是()A.可用顯微注射法將癌基因?qū)胄∈篌w內(nèi)B.只要有Myc或Ras基因,細(xì)胞就會(huì)癌變C.兩種癌基因共同作用使細(xì)胞更易發(fā)生癌變D.Myc和Ras基因的表達(dá)沒(méi)有組織特異性答案:AC解析:目的基因?qū)雱?dòng)物細(xì)胞通常用顯微注射法。只導(dǎo)入Myc或Ras基因的小鼠癌癥發(fā)病率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于同時(shí)導(dǎo)入兩種癌基因的小鼠,說(shuō)明兩種癌基因共同作用使細(xì)胞更容易發(fā)生癌變。乳腺和唾液腺的癌變率高于其他部位,說(shuō)明Myc和Ras基因在乳腺和唾液腺中較容易表達(dá)。2.(不定項(xiàng)選擇題)菊花的紫色和白色性狀是由一對(duì)等位基因控制的,紫色(R)對(duì)白色(r)為顯性。下表中的實(shí)驗(yàn)方案能達(dá)到相應(yīng)實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?)選項(xiàng)實(shí)驗(yàn)方案實(shí)驗(yàn)?zāi)康腁用白花植株與紫花植株雜交判斷基因型B將控制開(kāi)紫花的基因轉(zhuǎn)入其他植物中改變受體植物花的顏色C將R基因轉(zhuǎn)入大腸桿菌并大量表達(dá)紫色蛋白生產(chǎn)紫色蛋白用作染料D用紫花雜合子的嫩芽組織培養(yǎng)獲得純合子植株用于育種答案:AB解析:根據(jù)題意已知白花植株的基因型是rr,紫花植株的基因型是Rr或RR。用白花植株與紫花植株雜交,可用于判斷紫花的基因型。如果后代全部是紫花,則紫花的基因型為RR;如果后代出現(xiàn)了白花,則說(shuō)明紫花是雜合子,基因型為Rr,A項(xiàng)符合題意。通過(guò)基因工程將控制開(kāi)紫花的基因轉(zhuǎn)入其他植物中,可改變受體植物花的顏色,B項(xiàng)符合題意。通過(guò)基因工程將R基因轉(zhuǎn)入大腸桿菌并大量表達(dá)紫色蛋白,但是大腸桿菌沒(méi)有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體,所以合成的紫色蛋白沒(méi)有生物活性,必須人工修飾后才能用作染料,C項(xiàng)不符合題意。用紫花雜合子的嫩芽組織培養(yǎng)獲得的植株仍然是雜合子,D項(xiàng)不符合題意。3.抗菌肽對(duì)治療癌癥有一定的作用,下圖表示抗菌肽的合成過(guò)程。下列相關(guān)說(shuō)法正確的是()克隆目的基因?導(dǎo)入畢赤酵母菌?篩選菌種?甲醇誘導(dǎo)抗菌肽表達(dá)?分離純化?功能研究A.用PCR克隆目的基因不需要DNA解旋酶B.基因表達(dá)載體包含起始密碼和終止密碼C.用顯微注射法將基因表達(dá)載體導(dǎo)入受體酵母菌D.篩選菌種時(shí)通過(guò)PCR技術(shù)檢測(cè)相關(guān)蛋白質(zhì)答案:A解析:利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因片段時(shí),不需要解旋酶,而是采用高溫的方法使DNA解旋?；虮磉_(dá)載體包括啟動(dòng)子和終止子等,但不包括起始密碼和終止密碼。將基因表達(dá)載體導(dǎo)入微生物細(xì)胞中不使用顯微注射法。篩選菌種時(shí),通過(guò)PCR等技術(shù)檢測(cè)目的基因或轉(zhuǎn)錄出的mRNA。4.戊型肝炎病毒是一種RNA病毒,其基因組中ORF2基因編碼的pORF2蛋白是戊型肝炎病毒的表面抗原。我國(guó)科研人員利用基因工程,將編碼pORF2蛋白的DNA導(dǎo)入大腸桿菌細(xì)胞,最終從大腸桿菌中提取pORF2蛋白并制成疫苗。下列分析正確的是()A.利用特定引物對(duì)病毒RNA進(jìn)行PCR擴(kuò)增即可獲得目的基因B.戊型肝炎病毒與大腸桿菌遺傳物質(zhì)相同,所以能實(shí)現(xiàn)基因的重組C.構(gòu)建基因表達(dá)載體時(shí),需將編碼pORF2蛋白的mRNA與啟動(dòng)子連接D.利用該方法獲得的疫苗不會(huì)誘發(fā)細(xì)胞免疫但可以產(chǎn)生記憶細(xì)胞答案:D解析:需先將病毒的RNA逆轉(zhuǎn)錄成DNA,再根據(jù)DNA序列設(shè)計(jì)出特異性的引物進(jìn)行PCR擴(kuò)增目的基因,A項(xiàng)錯(cuò)誤。戊型肝炎病毒的遺傳物質(zhì)是RNA,大腸桿菌的遺傳物質(zhì)是DNA,B項(xiàng)錯(cuò)誤?；虮磉_(dá)載體包括目的基因、啟動(dòng)子、終止子、標(biāo)記基因等部分,要使目的基因在受體細(xì)胞中特異性表達(dá),在構(gòu)建基因表達(dá)載體時(shí),需將編碼pORF2蛋白的DNA與啟動(dòng)子等調(diào)控組件重組在一起,C項(xiàng)錯(cuò)誤。該蛋白疫苗不會(huì)侵染細(xì)胞,不產(chǎn)生細(xì)胞免疫,但疫苗屬于抗原,會(huì)刺激機(jī)體產(chǎn)生體液免疫,可以產(chǎn)生記憶細(xì)胞(記憶B細(xì)胞),D項(xiàng)正確。5.科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn),一種植物激素——油菜素內(nèi)酯能促進(jìn)農(nóng)藥在植物體內(nèi)的降解和代謝。用油菜素內(nèi)酯處理后,許多參與農(nóng)藥降解的基因(如P450基因和紅霉素抗性基因)的表達(dá)和酶活性都得到提高,在這些基因“指導(dǎo)”下合成的蛋白酶能把農(nóng)藥逐漸轉(zhuǎn)化為水溶性物質(zhì)或低毒甚至無(wú)毒物質(zhì),有的則被直接排出體外。某課題組進(jìn)一步進(jìn)行了如下圖所示的實(shí)驗(yàn)操作,下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()A.步驟①用PCR技術(shù)擴(kuò)增基因時(shí)用到的耐高溫酶通常是指TaqDNA聚合酶;步驟②用到的酶有限制酶和DNA連接酶B.圖中在導(dǎo)入重組質(zhì)粒之前應(yīng)用一定濃度的氯化鈣溶液處理受體細(xì)菌C.④⑤中菌落的生長(zhǎng)情況相同,說(shuō)明轉(zhuǎn)基因受體菌無(wú)降解農(nóng)藥的能力D.將重組質(zhì)粒2導(dǎo)入受體細(xì)菌后,在培養(yǎng)基中加入紅霉素可將含有目的基因的細(xì)胞初步篩選出來(lái)答案:C解析:若④⑤中菌落的生長(zhǎng)情況相同,說(shuō)明④中農(nóng)藥對(duì)受體菌的生長(zhǎng)無(wú)影響,轉(zhuǎn)基因受體菌具有了降解農(nóng)藥的能力。6.(不定項(xiàng)選擇題)中國(guó)科學(xué)家屠呦呦獲2015年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng),她研制的抗瘧藥——青蒿素挽救了數(shù)百萬(wàn)人的生命。青蒿素是從黃花蒿中提取的。但是黃花蒿中青蒿素的含量很低,且受地域性種植影響大。通過(guò)研究已經(jīng)弄清了黃花蒿細(xì)胞中青蒿素的合成途徑(如下圖實(shí)線(xiàn)方框內(nèi)所示),并且發(fā)現(xiàn)酵母細(xì)胞也能夠產(chǎn)生青蒿素合成所需的中間產(chǎn)物FPP(如下圖虛線(xiàn)方框內(nèi)所示)。下列有關(guān)敘述正確的是()A.根據(jù)圖示代謝過(guò)程,科學(xué)家在設(shè)計(jì)培育能生產(chǎn)青蒿素的酵母菌細(xì)胞過(guò)程中,需要向酵母細(xì)胞中導(dǎo)入FPP合成酶基因和ADS酶基因等基因B.在FPP合成酶基因表達(dá)過(guò)程中,①是轉(zhuǎn)錄過(guò)程,需要DNA聚合酶催化C.檢測(cè)過(guò)程②是否成功一般可采用抗原—抗體雜交法D.實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),酵母細(xì)胞導(dǎo)入相關(guān)基因后,這些基因能正常表達(dá),但酵母菌合成的青蒿素仍然很少,根據(jù)圖解分析原因很可能是在酵母細(xì)胞中一部分FPP用于合成固醇答案:CD解析:由題圖可知,酵母細(xì)胞能合成FPP合成酶,但不能合成ADS酶和CYP71AV1酶,即酵母細(xì)胞缺乏ADS酶基因和CYP71AV1酶基因,因此,要培育能產(chǎn)生青蒿素的酵母細(xì)胞,需要向酵母細(xì)胞中導(dǎo)入ADS酶基因、CYP71AV1酶基因,不需要導(dǎo)入FPP合成酶基因。在FPP合成酶基因表達(dá)過(guò)程中,①形成了mRNA,是轉(zhuǎn)錄過(guò)程,該過(guò)程需要RNA聚合酶催化DNA轉(zhuǎn)錄成RNA。過(guò)程②產(chǎn)生了蛋白質(zhì),因此常用抗原—抗體雜交來(lái)檢測(cè)是否已經(jīng)成功表達(dá)。由題圖可知,由于酵母細(xì)胞中部分FPP用于合成固醇,因此將相關(guān)基因?qū)虢湍妇?即使這些基因能正常表達(dá),酵母菌合成的青蒿素仍很少。7.回答下列有關(guān)遺傳信息傳遞與表達(dá)的問(wèn)題。野生型大腸桿菌(E.coli)具有完整的LacZ基因,該基因編碼的β半乳糖苷酶由α片段和ω片段兩部分組成,兩部分均存在時(shí)可將無(wú)色化合物Xgal“切割”成半乳糖和深藍(lán)色的物質(zhì)5溴4靛藍(lán),從而使整個(gè)菌落變?yōu)樗{(lán)色。DH5α是基因工程中常用的一種大腸桿菌誘變菌株,對(duì)氨芐青霉素敏感,其LacZ基因中編碼ω片段的序列仍然保留,但編碼α片段的序列缺失。(1)LacZ基因控制β半乳糖苷酶合成的過(guò)程主要包括和兩個(gè)環(huán)節(jié)。

(2)某研究小組構(gòu)建了質(zhì)粒pXY1,如圖甲所示,該質(zhì)粒含氨芐青霉素抗性基因Ampr和編碼大腸桿菌β半乳糖苷酶α片段的基因片段LacZ。圖乙顯示的則是NasⅠ、HpaⅡ和KasⅠ三種限制酶的識(shí)別序列(↓表示切割位點(diǎn))。若以該質(zhì)粒作為運(yùn)載體,將外源目的基因(圖丙)導(dǎo)入大腸桿菌DH5α菌株,在構(gòu)建重組質(zhì)粒時(shí)應(yīng)選用的限制酶是。此外,還需用到的另一種酶是。

甲乙丙(3)(不定項(xiàng)選擇題)若用含有氨芐青霉素和Xgal的固體培養(yǎng)基篩選導(dǎo)入了pXY1質(zhì)粒的DH5α大腸桿菌,下列說(shuō)法正確的是。

A.沒(méi)有導(dǎo)入任何質(zhì)粒的DH5α大腸桿菌可以在該培養(yǎng)基上生長(zhǎng)且菌落為白色B.導(dǎo)入了pXY1空載體質(zhì)粒的DH5α大腸桿菌可以在該培養(yǎng)基上生長(zhǎng)且菌落為藍(lán)色C.導(dǎo)入了pXY1重組質(zhì)粒的DH5α大腸桿菌可以在該培養(yǎng)基上生長(zhǎng)且菌落為白色D.導(dǎo)入了pXY1重組質(zhì)粒的DH5α大腸桿菌可以在該培養(yǎng)基上生長(zhǎng)且菌落為藍(lán)色(4)現(xiàn)從(3)中的固體培養(yǎng)基平板上挑取一個(gè)重組菌落,經(jīng)擴(kuò)大培養(yǎng)后提取質(zhì)粒,分別用不同的限制酶處理并對(duì)酶切產(chǎn)物進(jìn)行瓊脂糖凝膠電泳,結(jié)果如下表所示。所用限制酶所得條帶長(zhǎng)度BamHⅠ、ScaⅠ雙酶切1230bp、2770