《創(chuàng)新大課堂》2021高考生物(人教版)大一輪總復(fù)習(xí)課時作業(yè)-選修三-現(xiàn)代生物科技專題-基因工程用

課時作業(yè)三十六一、選擇題1．下列關(guān)于轉(zhuǎn)基因植物的敘述正確的是()A．轉(zhuǎn)入到油菜的抗除草劑基因，可能通過花粉傳入環(huán)境中B．轉(zhuǎn)抗蟲基因的植物，不會導(dǎo)致昆蟲群體抗性基因頻率增加C．動物的生長激素基因轉(zhuǎn)入植物后不能表達(dá)D．如轉(zhuǎn)基因植物的外源基因來源于自然界，則不存在平安性問題A[轉(zhuǎn)入到油菜的抗除草劑基因可能會通過花粉被油菜的近緣物種接受，造成意料之外的抗除草劑基因傳播，形成基因污染，有可能會對生態(tài)系統(tǒng)的平衡和穩(wěn)定構(gòu)成威逼，A項正確；在轉(zhuǎn)入抗蟲基因后，不能適應(yīng)這種抗蟲植物的昆蟲的死亡率將大大增加，只有存在對應(yīng)的抗性基因的昆蟲才能生存下來，增加了昆蟲群體中抗性基因的頻率，B項錯誤；生物界中全部物種基因的轉(zhuǎn)錄和翻譯用同一套密碼子和相同的氨基酸，所以動物的生長激素基因可以在植物體內(nèi)得到表達(dá)，C項錯誤；即便轉(zhuǎn)基因植物的外源基因來自于自然界，通過轉(zhuǎn)基因工程后，可能會使目標(biāo)生物毀滅非正常進(jìn)化過程中的性狀轉(zhuǎn)變，有可能會影響生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，D項錯誤。]2．(2022·長沙模擬)甲、乙兩圖表示從細(xì)菌細(xì)胞中獵取目的基因的兩種方法，以下說法中錯誤的是()A．甲方法可建立該細(xì)菌的基因組文庫B．乙方法可建立該細(xì)菌的cDNA文庫C．甲方法要以脫氧核苷酸為原料D．乙方法需要逆轉(zhuǎn)錄酶參與C[甲圖描述的為該細(xì)菌的基因組文庫，只要利用DNA限制性核酸內(nèi)切酶將其原有的DNA切斷即可，不需要以脫氧核苷酸為原料。乙圖描述的為細(xì)菌的部分基因文庫，乙方法需要逆轉(zhuǎn)錄酶參與，并需要以脫氧核苷酸為原料。]3．下圖為基因表達(dá)載體的模式圖。下列有關(guān)基因工程中載體的說法錯誤的是()A．基因工程的核心步驟是基因表達(dá)載體的構(gòu)建B．任何基因表達(dá)載體的構(gòu)建都是一樣的，沒有差別C．圖中啟動子位于基因的首端，是RNA聚合酶識別和結(jié)合的部位D．抗生素抗性基因的作用是作為標(biāo)記基因，用于鑒別受體細(xì)胞中是否導(dǎo)入了目的基因B[由于受體細(xì)胞有植物、動物和微生物之分，以及目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞的方式不同，因此，基因表達(dá)載體的構(gòu)建也會有所差別，不行能是千篇一律的。]4．(2022·廣東四校聯(lián)考)將人的干擾素基因通過基因定點突變，使干擾素第17位的半胱氨酸轉(zhuǎn)變成絲氨酸，改造后的干擾素比自然干擾素的抗病毒活性和穩(wěn)定性顯著提高，此項技術(shù)屬于()A．蛋白質(zhì)工程 B．細(xì)胞工程C．胚胎工程 D．生態(tài)工程A[蛋白質(zhì)工程是利用基因工程手段，包括基因的定點突變和基因表達(dá)對蛋白質(zhì)進(jìn)行改造，以期獲得性質(zhì)和功能更加完善的蛋白質(zhì)分子。由題意知該技術(shù)屬于蛋白質(zhì)工程。]5．在用基因工程技術(shù)構(gòu)建抗除草劑的轉(zhuǎn)基因煙草過程中，下列操作錯誤的是()A．用限制性核酸內(nèi)切酶切割煙草花葉病毒的核酸B．用DNA連接酶連接經(jīng)切割的抗除草劑基因和載體C．將重組DNA分子導(dǎo)入煙草原生質(zhì)體D．用含除草劑的培育基篩選轉(zhuǎn)基因煙草細(xì)胞A[構(gòu)建重組DNA分子時，需用同種限制性核酸內(nèi)切酶切割目的基因和載體，再用DNA連接酶連接形成重組DNA分子，而煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)是RNA，所以A項錯誤。重組DNA分子形成后要導(dǎo)入受體細(xì)胞(若是植物細(xì)胞，則可導(dǎo)入其原生質(zhì)體)，若導(dǎo)入的受體細(xì)胞是體細(xì)胞，經(jīng)組織培育可獲得轉(zhuǎn)基因植物。目的基由于抗除草劑基因，所以未成功導(dǎo)入目的基因的細(xì)胞不具有抗除草劑的力氣，可用含除草劑的培育基篩選轉(zhuǎn)基因煙草細(xì)胞。]二、非選擇題6．下圖為培育轉(zhuǎn)基因小鼠的部分過程示意圖。請回答下列問題。(1)若需在短時間內(nèi)獲得較多的外源基因，通常接受技術(shù)。(2)圖中的A細(xì)胞通常為細(xì)胞，將外源基因?qū)朐摷?xì)胞常用的方法是。(3)仔鼠誕生后可用其尾巴進(jìn)行DNA檢測，通過方法，檢測出攜帶外源基因的小鼠。至于外源基因是否合成相應(yīng)的蛋白質(zhì)，可從轉(zhuǎn)基因小鼠中提取蛋白質(zhì)，并用相應(yīng)的抗體進(jìn)行雜交，若有雜交帶毀滅，則表明小鼠體內(nèi)的外源基因。(4)在外源基因?qū)胄∈蟮腁細(xì)胞時，外源基因可能隨機(jī)地插入到該細(xì)胞的DNA中。這些細(xì)胞有的能發(fā)育成轉(zhuǎn)基因小鼠，有的卻死亡。請分析外源基因插入后導(dǎo)致有些A細(xì)胞死亡的最可能緣由。答案(1)PCR(2)受精卵顯微注射法(3)DNA分子雜交抗原－抗體已表達(dá)(4)外源基因的插入使受精卵內(nèi)生命活動必需的某些基因不能正常表達(dá)7．回答有關(guān)基因工程的問題。(1)構(gòu)建基因工程表達(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)生末端。若要在限制酶切割目的基因和質(zhì)粒后使其直接進(jìn)行連接，則應(yīng)選擇能使二者產(chǎn)生(相同、不同)黏性末端的限制酶。(2)利用大腸桿菌生產(chǎn)人胰島素時，構(gòu)建的表達(dá)載體含有人胰島素基因及其啟動子等，其中啟動子的作用是。在用表達(dá)載體轉(zhuǎn)化大腸桿菌時，常用處理大腸桿菌，以利于表達(dá)載體進(jìn)入；為了檢測胰島素基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA，可用標(biāo)記的胰島素基因片段作探針與mRNA雜交，該雜交技術(shù)稱為。為了檢測胰島素基因轉(zhuǎn)錄的mRNA是否翻譯成，常用抗原—抗體雜交技術(shù)。(3)假如要將某目的基因通過農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法導(dǎo)入植物細(xì)胞，先要將目的基因插入農(nóng)桿菌Ti質(zhì)粒的中，然后用該農(nóng)桿菌感染植物細(xì)胞，通過DNA重組將目的基因插入植物細(xì)胞的上。解析(1)DNA分子經(jīng)限制酶切割產(chǎn)生的DNA片段末端通常有兩種形式：黏性末端和平末端。當(dāng)限制酶在它識別序列的中心軸兩側(cè)將DNA切開時，產(chǎn)生的是黏性末端，而當(dāng)限制酶在它識別序列的中心軸線切開時，產(chǎn)生的是平末端。要使目的基因和質(zhì)粒直接進(jìn)行連接，應(yīng)使用同種限制酶切割目的基因和質(zhì)粒，使二者產(chǎn)生相同黏性末端。(2)一個基因表達(dá)載體的組成，除含有目的基因外，還必需有啟動子、終止子和標(biāo)記基因。啟動子是一段有特殊結(jié)構(gòu)的DNA片段，位于基因首端，是RNA聚合酶識別和結(jié)合部位，可以驅(qū)動目的基因轉(zhuǎn)錄出mRNA。在用表達(dá)載體轉(zhuǎn)化大腸桿菌時，為便于表達(dá)載體進(jìn)入，常用CaCl2處理大腸桿菌。要檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄出對應(yīng)的mRNA，可接受分子雜交技術(shù)，即用目的基因片段作探針，與mRNA雜交，假如顯示出雜交帶，則表明目的基因轉(zhuǎn)錄出了mRNA。(3)運用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞時，要先將目的基因插入農(nóng)桿菌Ti質(zhì)粒的T－DNA中，然后將該農(nóng)桿菌感染植物細(xì)胞，通過DNA重組將目的基因插入到植物細(xì)胞的染色體DNA上。答案(1)平相同(2)驅(qū)動胰島素基因轉(zhuǎn)錄出mRNACaCl2溶液(或Ca2＋)分子雜交技術(shù)蛋白質(zhì)(3)T－DNA染色體DNA8．人外周血單核細(xì)胞能合成白介素2(IL～2)。該蛋白可增加機(jī)體免疫功能，但在體內(nèi)易被降解。爭辯人員將IL－2基因與人血清白蛋白(HSA)基因拼接成一個融合基因，并在酵母菌中表達(dá)，獲得具有IL－2生理功能、且不易降解的IL－2－HSA融合蛋白。其技術(shù)流程如圖。請回答下列問題。(1)培育人外周血單核細(xì)胞的適宜溫度為℃；圖中②表示過程。(2)表達(dá)載體1中的位點，應(yīng)為限制酶BglⅡ的識別位點，才能成功構(gòu)建表達(dá)載體2。(3)表達(dá)載體2導(dǎo)入酵母菌后，融合基因轉(zhuǎn)錄出的mRNA中，與IL－2蛋白對應(yīng)的堿基序列不能含有(起始、終止)密碼子，才能成功表達(dá)出IL－2－HSA融合蛋白。(4)應(yīng)用雜交技術(shù)可檢測酵母菌是否表達(dá)出IL－2－HSA融合蛋白。解析(1)人體的體溫是37℃左右，因此培育人體細(xì)胞的最適宜溫度就是37℃。由mRNA到cDNA過程是逆轉(zhuǎn)錄過程。(2)依據(jù)圖解可知目的基因的兩端分別是由限制酶EcoRI、BglⅡ切割的，一般用同一限制酶切割才能形成相同的黏性末端，表達(dá)載體1中的位點a具有EcoRI的識別位點，因此位點a應(yīng)為限制酶BglⅡ的識別位點，才能成功構(gòu)建表達(dá)載體2。(3)mRNA中假如含有終止密碼子，則會導(dǎo)致翻譯終止，不能合成出目的蛋白。(4)抗原、抗體的結(jié)合具有特異性，抗原—抗體雜交技術(shù)可以快速檢測出酵母菌是否表達(dá)出IL－2－HSA融合蛋白。答案(1)37(或36．5±0．5)反(或逆)轉(zhuǎn)錄(2)a(3)終止(4)抗原—抗體9．(2021·合肥模擬)植物生物反應(yīng)器是指通過基因工程途徑，以常見的農(nóng)作物作為“化學(xué)工廠”，通過大規(guī)模種植，生產(chǎn)具有重要功能的蛋白，如人或動物的疫苗、抗體、工農(nóng)業(yè)用酶等各種高價值的生物制品的方法。列舉幾例如下表，請據(jù)此回答問題。反應(yīng)器名稱藥物名稱作用蕪菁生物反應(yīng)器干擾素抗病毒煙草生物反應(yīng)器Ⅰ生長激素促進(jìn)生長煙草生物反應(yīng)器Ⅱ核糖體抑制蛋白抑制HIV增殖番茄生物反應(yīng)器狂犬病病毒糖蛋白(G蛋白)疫苗馬鈴薯生物反應(yīng)器人血清白蛋白(HSA)維持滲透壓、pH緩沖、養(yǎng)分等(1)從基因工程的角度分析，將目的基因?qū)胫参锸荏w細(xì)胞的最常用的方法是，運載體是，目的基因能在植物體內(nèi)穩(wěn)定遺傳的關(guān)鍵是。在檢測受體細(xì)胞中是否已經(jīng)導(dǎo)入目的基因時，分子水平上的檢測方法名稱是。(2)從細(xì)胞工程的角度分析，建立“化學(xué)工廠”的理論基礎(chǔ)是。從生態(tài)學(xué)角度考慮操作過程需要。(3)分析說明煙草生物反應(yīng)器Ⅱ生產(chǎn)的藥物作用機(jī)理是。(4)從細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能上分析，生長激素不能使煙草細(xì)胞生長的緣由是；吃G蛋白基因已有效表達(dá)的番茄果實(能、不能)預(yù)防狂犬病。解析(1)植物轉(zhuǎn)基因的常用方法是農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法，農(nóng)桿菌中含有Ti質(zhì)粒，其上的TDNA能將目的基因整合到植物染色體DNA上去。目的基因在受體細(xì)胞中穩(wěn)定遺傳的關(guān)鍵是目的基因是否整合到受體細(xì)胞的染色體DNA上，可以利用DNA分子雜交技術(shù)來檢測。(2)化學(xué)工廠指利用轉(zhuǎn)基因植株生產(chǎn)人類所需功能蛋白，轉(zhuǎn)基因植物細(xì)胞形成轉(zhuǎn)基因植株過程是通過植物組織培育來實現(xiàn)的，其原理是植物細(xì)胞的全能性。整個過程應(yīng)無菌操作。(3)煙草生物反應(yīng)器Ⅱ生產(chǎn)的是核糖體抑制蛋白，能抑制HIV感染者的T細(xì)胞中核糖體功能，導(dǎo)致HIV蛋白質(zhì)合成受阻，從而抑制HIV的增殖。(4)植物細(xì)胞膜上沒有生長激素的受體，所以生長激素不能促進(jìn)植物細(xì)胞生長。G蛋白是大分子的蛋白質(zhì)，食用G蛋白后被分解成氨基酸，不能達(dá)到預(yù)防狂犬病的目的。答案(1)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法Ti質(zhì)粒整合到受體細(xì)胞染色體的DNA上DNA分子雜交技術(shù)(2)細(xì)胞的全能性無菌操作(或預(yù)防微生物感染或預(yù)防雜菌污染)(3)該藥物能抑制HIV感染者T細(xì)胞(或被HIV感染的人體細(xì)胞)的核糖體合成HIV蛋白質(zhì)(4)煙草細(xì)胞(膜)上無生長激素的受體不能10．用小鼠進(jìn)行DNA重組爭辯中形成的“基因敲除”技術(shù)，能“敲除”DNA分子上的特定基因。該技術(shù)的主要過程如下：第一步：分別小鼠胚胎干細(xì)胞，這些細(xì)胞中含有需要改造的基因，稱“靶基因”。其次步：獵取與“靶基因”同源的DNA片段，利用特定技術(shù)在該DNA片段上插入neoR基因(新霉素抗性基因)成為突變DNA(如圖)，使該片段上的靶基因失活。第三步：將插入neoR基因(新霉素抗性基因)的靶基因轉(zhuǎn)移入胚胎干細(xì)胞，再通過同源互換，用失活靶基因取代兩個正常靶基因中的一個，完成對胚胎干細(xì)胞的基因改造。第四步：將第三步處理后的胚胎干細(xì)胞，轉(zhuǎn)移到特定培育基中篩選培育。其基本原理如下圖所示：(1)其次步中neoR基因插入靶基因使用的工具酶是。neoR基因不僅能使靶基因失活，還是；“靶基因失活”的含義是。(2)從爭辯者成功獲得如上圖所示的“敲除”一個靶基因的胚胎干細(xì)胞，到將該細(xì)胞培育成“基因敲除”小鼠，運用到的生物技術(shù)有、、等。(3)科學(xué)家可以通過“基因敲除”技術(shù)來治療疾病，上題中獲得的基因敲除小鼠，能否直接用來爭辯基因功能并說明緣由________________________________________________________________________。解析(1)將neoR基因插入靶基因需要用限制酶處理獲得相同的黏性末端，再加入DNA連接酶進(jìn)行連接，故使用的工具酶是基因工程中的限制酶、DN