2024-2025學(xué)年高中生物專題一基因工程第三節(jié)基因工程的應(yīng)用作業(yè)含解析新人教版選修3

PAGE5-第三節(jié)基因工程的應(yīng)用一、選擇題1．通過基因工程方法生產(chǎn)的藥物有(C)①干擾素②白細(xì)胞介素③青霉素④乙肝疫苗A．①②③ B．①②③④C．①②④ D．②③④解析：青霉素是經(jīng)誘變育種方法培育出高產(chǎn)青霉素菌種，然后再通過發(fā)酵工程來生產(chǎn)的，其他藥物都是用基因工程方法生產(chǎn)的。2．我國轉(zhuǎn)基因技術(shù)發(fā)展態(tài)勢良好，農(nóng)業(yè)部依法批準(zhǔn)發(fā)放了轉(zhuǎn)植酸酶基因玉米、轉(zhuǎn)基因抗蟲水稻的生產(chǎn)應(yīng)用平安證書。下列關(guān)于轉(zhuǎn)基因玉米和轉(zhuǎn)基因水稻的敘述不正確的是(D)A．轉(zhuǎn)植酸酶基因玉米的外源基因是植酸酶基因B．轉(zhuǎn)基因抗蟲水稻削減了化學(xué)農(nóng)藥的運(yùn)用，削減了環(huán)境污染C．轉(zhuǎn)基因抗蟲水稻是否具有抗蟲性，可通過飼養(yǎng)卷葉螟進(jìn)行檢測D．轉(zhuǎn)基因抗蟲水稻的外源基因是幾丁質(zhì)酶基因解析：轉(zhuǎn)植酸酶基因玉米的外源基因是植酸酶基因，轉(zhuǎn)基因抗蟲水稻的外源基因是Bt毒蛋白基因，而幾丁質(zhì)酶基因是抗真菌轉(zhuǎn)基因植物常用的基因；轉(zhuǎn)基因抗蟲水稻削減了農(nóng)藥的運(yùn)用，削減了環(huán)境污染，同時(shí)降低了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的成本；檢測目的基因是否表達(dá)最簡便的方法是個(gè)體水平的檢測。3．工程菌是指(C)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)的菌類細(xì)胞群B．用遺傳工程的方法把相同種類不同株系的菌類通過雜交得到新細(xì)胞群C．用基因工程的方法使外源基因得到高效表達(dá)的菌類細(xì)胞群D．從自然界中選取的能快速增殖的菌類4．下列關(guān)于基因工程相關(guān)學(xué)問的敘述，正確的是(C)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，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)入到大腸桿菌中，再轉(zhuǎn)入水稻細(xì)胞中C．假如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)解析：獲得重組質(zhì)粒，必須要求有相同的黏性末端，運(yùn)用的限制酶可以不同。對于水稻等單子葉植物，常用基因槍法；對于雙子葉植物則常用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法?；蛑委熤皇翘鎿Q或修復(fù)部分體細(xì)胞的缺陷基因。5．北極比目魚中有抗凍基因，其編碼的抗凍蛋白具有11個(gè)氨基酸的重復(fù)序列，該序列重復(fù)次數(shù)越多，抗凍實(shí)力越強(qiáng)，下圖是獲得轉(zhuǎn)基因抗凍番茄植株的過程示意圖，有關(guān)敘述正確的是(B)A．過程①獲得的目的基因，可用于基因工程和比目魚基因組測序B．將多個(gè)抗凍基因編碼區(qū)依次相連成能表達(dá)的新基因，不能得到抗凍型增加的抗凍蛋白C．過程②構(gòu)成的重組質(zhì)粒缺乏標(biāo)記基因，須要轉(zhuǎn)入農(nóng)桿菌才能進(jìn)行篩選D．應(yīng)用DNA探針技術(shù)，可以檢測轉(zhuǎn)基因抗凍番茄植株中目的基因的存在及其完全表達(dá)解析：過程①為逆轉(zhuǎn)錄過程獲得目的基因，缺少相應(yīng)內(nèi)含子，所以用這種方法獲得的基因不能用于比目魚基因組測序。將多個(gè)抗凍基因編碼區(qū)依次相連成能表達(dá)的新基因，得到的蛋白質(zhì)其抗凍性并不增加。重組質(zhì)粒上有標(biāo)記基因，并不是轉(zhuǎn)入農(nóng)桿菌才能篩選，而是用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法，有利于重組質(zhì)粒導(dǎo)入受體細(xì)胞。應(yīng)用DNA探針技術(shù)，可以檢測目的基因是否在受體細(xì)胞中存在，并不能檢測其是否表達(dá)。6．近年來基因工程的發(fā)展特別快速，科學(xué)家可以用DNA探針和外源基因?qū)氲姆椒ㄟM(jìn)行遺傳病的診斷和治療，下列做法不正確的是(D)A．用DNA探針檢測鐮刀型細(xì)胞貧血癥B．用DNA探針檢測病毒性肝炎C．用導(dǎo)入外源基因的方法治療半乳糖血癥D．用基因替換的方法治療21三體綜合征解析：基因工程是基因水平上的現(xiàn)代生物技術(shù)，21三體綜合征是染色體異樣遺傳病，是患者第21號染色體比正常人多了一條，無法從基因水平上治療。7．下列關(guān)于基因工程技術(shù)應(yīng)用的敘述中，錯(cuò)誤的是(D)A．基因工程技術(shù)可定向改良農(nóng)作物的某些品質(zhì)B．利用細(xì)菌代謝旺盛的特點(diǎn)生產(chǎn)基因工程藥物C．運(yùn)用基因工程技術(shù)讓牛合成并分泌人類抗體D．噬菌體作為載體可以將重組DNA導(dǎo)入動(dòng)物細(xì)胞獲得轉(zhuǎn)基因動(dòng)物解析：基因工程技術(shù)可定向改良農(nóng)作物的某些品質(zhì)，A正確；利用細(xì)菌代謝旺盛的特點(diǎn)將細(xì)菌利用基因工程手段改造成工程菌，生產(chǎn)基因工程藥物，B正確；運(yùn)用基因工程技術(shù)將所需抗體的相關(guān)基因?qū)肱５氖芫阎?，達(dá)到讓牛合成并分泌人類抗體的目的，C正確；噬菌體是細(xì)菌病毒，不能作為載體將重組DNA導(dǎo)入動(dòng)物細(xì)胞，D錯(cuò)誤。8．科學(xué)家嘗試通過轉(zhuǎn)基因工程，把一名女性紅綠色盲患者的造血干細(xì)胞進(jìn)行改造，如勝利治療后，她后來所生的兒子中(A)A．全部有病 B．一半正常 C．全部正常 D．不能確定解析：依據(jù)題意分析可知：該女性紅綠色盲患者的基因型為XbXb，對其造血干細(xì)胞進(jìn)行改造，只是造血干細(xì)胞遺傳物質(zhì)變更，其他細(xì)胞遺傳物質(zhì)并未變更，因此她產(chǎn)生的卵細(xì)胞均含有Xb，而兒子的X染色體只來自母親，所以其兒子患病幾率為100%，A正確。9．科學(xué)家運(yùn)用基因工程技術(shù)，將人凝血因子基因?qū)肷窖虻腄NA中，培育出羊乳腺生物反應(yīng)器，使羊乳汁中含有人凝血因子。以下有關(guān)敘述，正確的是(A)A．可用顯微注射技術(shù)將含有人凝血因子基因的重組DNA分子導(dǎo)入羊的受精卵B．在該轉(zhuǎn)基因羊中，人凝血因子基因存在于乳腺細(xì)胞，而不存在于其他細(xì)胞C．人凝血因子基因起先轉(zhuǎn)錄后，DNA聚合酶以DNA分子的一條鏈為模板合成mRNAD．科學(xué)家將人凝血因子基因與乳腺蛋白基因重組在一起，從而使人凝血因子基因只在乳腺細(xì)胞中特異表達(dá)解析：目的基因需導(dǎo)入受精卵中，因此該轉(zhuǎn)基因羊的體細(xì)胞中都含有目的基因。DNA聚合酶催化DNA復(fù)制過程，而不作用于轉(zhuǎn)錄。乳腺蛋白基因的啟動(dòng)子與人凝血因子基因重組在一起，導(dǎo)入受精卵中。10．上海醫(yī)學(xué)院遺傳探討所勝利培育出第一頭攜帶人白蛋白的轉(zhuǎn)基因牛，他們還探討出一種可以大大提高基因表達(dá)水平的新方法，使轉(zhuǎn)基因動(dòng)物乳汁中的白蛋白提高了30多倍，這標(biāo)記著我國轉(zhuǎn)基因探討向產(chǎn)業(yè)化的目標(biāo)邁進(jìn)了一步。那么“轉(zhuǎn)基因動(dòng)物”是指(B)A．供應(yīng)基因的動(dòng)物 B．基因組中導(dǎo)入了外源基因的動(dòng)物C．基因組出現(xiàn)了新基因的動(dòng)物 D．能表達(dá)基因遺傳信息的動(dòng)物解析：利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)，將限制分泌人白蛋白的基因轉(zhuǎn)移到牛的DNA的基因序列中，使這一基因限制的性狀在后代牛的乳腺細(xì)胞得到表達(dá)，產(chǎn)生的乳汁中含有人的白蛋白，這樣的牛就被稱為轉(zhuǎn)基因牛。11．基因治療是把健康的外源基因?qū)胗谢蛉毕莸募?xì)胞中，從變異角度分析這屬于(C)A．基因突變 B．染色體結(jié)構(gòu)變異C．基因重組 D．染色體數(shù)目變異12．蜘蛛絲(絲蛋白)被稱為“生物鋼”，有著超強(qiáng)的抗張強(qiáng)度，可制成防彈背心、著陸傘繩等。蜘蛛絲還可被制成人造韌帶和人造肌腱?？茖W(xué)家探討出集中生產(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)器的說法，錯(cuò)誤的是(B)A．將蜘蛛絲蛋白基因與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解析：該過程須要將蜘蛛絲蛋白基因與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，再通過顯微注射導(dǎo)入受精卵中，A正確；將含有絲蛋白基因的表達(dá)載體導(dǎo)入動(dòng)物受精卵中才可獲得乳腺生物反應(yīng)器，B錯(cuò)誤；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、時(shí)間等限制，受體來源更廣泛，C正確；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，D正確。二、非選擇題13．(2024·天津高三三模)近年CRISPR－Gas基因編輯技術(shù)在基因治療的應(yīng)用領(lǐng)域呈現(xiàn)出極大的應(yīng)用前景。(1)大部分基因治療的臨床試驗(yàn)，都是先從病人體內(nèi)獲得某種細(xì)胞，例如淋巴細(xì)胞，進(jìn)行培育，然后在體外完成基因轉(zhuǎn)移，再篩選勝利轉(zhuǎn)移的細(xì)胞擴(kuò)增培育，最終重新輸入患者體內(nèi)。上述方法稱為__體外__基因治療。(2)用CRISPR－Cas技術(shù)治療遺傳病的基本過程是：依據(jù)遺傳病致病基因的序列設(shè)計(jì)一段RNA(即CRISPRRNA)，將該RNA與Cas蛋白結(jié)合形成復(fù)合體，并導(dǎo)入患者細(xì)胞中，導(dǎo)入方法與外源基因?qū)肴梭w細(xì)胞相像，可采納__顯微注射__法；進(jìn)入細(xì)胞后的復(fù)合體在CRISPRRNA的指引下依據(jù)__堿基互補(bǔ)配對__原則精確地結(jié)合在致病基因部位，而蛋白則對致病基因進(jìn)行切割。由此可見Cas蛋白應(yīng)當(dāng)是一種__限制性核酸內(nèi)切__酶。(3)治療中不能對患病個(gè)體的每個(gè)細(xì)胞都注射該復(fù)合體。探討人員選用動(dòng)物病毒為運(yùn)載體，從而使復(fù)合體在運(yùn)載體的幫助下能夠大量主動(dòng)進(jìn)入人體細(xì)胞，但在運(yùn)用前須要對運(yùn)載體進(jìn)行__滅毒(或減毒)__處理，以保證其平安性。該運(yùn)載體進(jìn)入人體細(xì)胞的方式通常是__胞吞__。解析：(1)基因治療分為體外基因治療和體內(nèi)基因治療兩種類型。體外基因治療：先從病人體內(nèi)獲得某種細(xì)胞進(jìn)行培育，然后在體外完成基因轉(zhuǎn)移，再篩選勝利轉(zhuǎn)移的細(xì)胞擴(kuò)增培育，最終重新輸入患者體內(nèi)。體內(nèi)基因治療：用基因工程的方法干脆向人體組織細(xì)胞轉(zhuǎn)移基因的方法。題干中基因治療的方法屬于體外基因治療。(2)將目的基因?qū)雱?dòng)物細(xì)胞最有效的方法是顯微注射法；進(jìn)入細(xì)胞后的復(fù)合體在RNA的指引下，依據(jù)堿基互補(bǔ)配對原則精確的結(jié)合在致病基因部位；Cas蛋白可對致病基因進(jìn)行切割，基因的本質(zhì)是有遺傳效應(yīng)的DNA片段，由此可見，Cas蛋白應(yīng)當(dāng)是一種限制性核酸內(nèi)切酶。(3)利用動(dòng)物病毒侵染動(dòng)物細(xì)胞的特性，可選用動(dòng)物病毒為運(yùn)載體，從而使復(fù)合體在運(yùn)載體的幫助下能夠大量主動(dòng)進(jìn)入人體細(xì)胞，但為了防止病毒的致病性，在運(yùn)用前須要對運(yùn)載體進(jìn)行滅毒(或減毒)處理，以保證其平安性。該運(yùn)載體是大分子物質(zhì)，進(jìn)入人體細(xì)胞的方式通常是胞吞。14．酵母菌的維生素、蛋白質(zhì)含量高，可生產(chǎn)食品和藥品等?？茖W(xué)家將大麥細(xì)胞的LTP1基因植入啤酒酵母菌中，獲得的啤酒酵母菌種可產(chǎn)生LTP1蛋白，并釀出泡沫豐富的啤酒?；镜牟僮鬟^程如下：(1)該技術(shù)定向變更了酵母菌的性狀，這在可遺傳變異的來源中屬于__基因重組__。(2)從大麥細(xì)胞中可干脆分別獲得LTP1基因，還可采納__人工合成__方法獲得目的基因。本操作中為了將LTP1基因?qū)虢湍妇?xì)胞內(nèi)，所用的載體是__質(zhì)粒__。(3)此操作中可以用分別含有青霉素、四環(huán)素的兩種選擇培育基進(jìn)行篩選，則有C進(jìn)入的酵母菌在選擇培育基上的生長狀況是__在含有青霉素的培育基上能存活，但不能在含有四環(huán)素的培育基上存活__。(4)除了看啤酒泡沫豐富與否外，還可以怎樣檢測LTP1基因在啤酒酵母菌中的表達(dá)？__檢驗(yàn)轉(zhuǎn)基因啤酒酵母菌能否產(chǎn)生LTP1蛋白__15．下圖為利用奶牛的乳汁生產(chǎn)胰島素的流程圖?；卮鹣铝袉栴}：(1)質(zhì)粒載體作為基因工程的工具，應(yīng)具備的條件有__具有自我復(fù)制的實(shí)力、有一個(gè)至多個(gè)限制酶切割位點(diǎn)、含有標(biāo)記基因__(答出兩點(diǎn)即可)。而作為基因表達(dá)載體，除了滿意上述基本條件外，還須要具有啟動(dòng)子和__終止子__。(2)據(jù)圖分析，最好選用__SmaⅠ、PstⅠ__(填限制酶名稱)分別切割目的基因和質(zhì)粒分子。當(dāng)胰島素基因和質(zhì)粒載體連接時(shí)，DNA連接酶催化形成的化學(xué)鍵是__磷酸二酯鍵__。(3)要使胰島素基因在受體細(xì)胞中表達(dá)，須要通過質(zhì)粒載體，而不能干脆將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞，緣由是__目的基因無復(fù)制原點(diǎn)、無表達(dá)所需的啟動(dòng)子等__(答出兩點(diǎn)即可)。(4)經(jīng)檢測，胰島素基因已導(dǎo)入受體細(xì)胞的基因組中，但轉(zhuǎn)基因奶牛通過乳腺生物反應(yīng)器未生產(chǎn)出胰島素，依據(jù)中心法則分析，其緣由可能是__胰島素基因(目的基因)的轉(zhuǎn)錄或翻譯異樣__。(5)通過乳腺生物反應(yīng)器生產(chǎn)胰島素，需提前對形成的受精卵進(jìn)行篩選，保留含性染色體組組成為__XX__(填“XX”或“XY”)的類型。解析：(1)質(zhì)粒載體是小型環(huán)狀DNA，其作為基因工程的工具，應(yīng)具備的條件有：具有自我復(fù)制的實(shí)力、有一個(gè)至多個(gè)限制酶切割位點(diǎn)、含有標(biāo)記基因等。而作為基因表達(dá)載體，除了滿意上述基本條件外，還須要具有啟動(dòng)子和終止子。(2)依據(jù)上述分析可知，選用的限制酶不能破壞目的基因和標(biāo)記基因，結(jié)合圖示分析可知，最好選用SmaⅠ、PstⅠ分別切割目的基因和質(zhì)