2019-2020版高中生物 第6章 第2節(jié) 基因工程及其應用練習（含解析）新人教版必修2

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1、基因工程及其應用 1．下列有關基因工程中限制酶的描述，錯誤的是(　　) A．一種限制酶只能識別一種特定的脫氧核苷酸序列 B．限制酶的活性受溫度影響 C．限制酶能識別和切割RNA D．限制酶可從原核生物中提取 解析：限制酶只能識別和切割DNA，不能識別和切割RNA。 答案：C 2．為了培育節(jié)水高產品種小麥，科學家將大麥中與抗旱節(jié)水有關的基因導入小麥，得到轉基因小麥，其水分利用率提高了20%。這項技術的遺傳學原理是(　　) A．基因突變　　　　 B．基因重組 C．基因復制 D．基因分離 答案：B 3．基因工程是將目的基因通過一定過程，轉入受體細胞，經過受體細胞的分裂，使

2、目的基因的遺傳信息擴大，再進行表達，從而定向改造生物性狀的技術。你認為不支持基因工程技術的理論有(　　) A．遺傳密碼的通用性 B．不同基因可獨立表達 C．不同基因表達互相影響 D．DNA作為遺傳物質能夠嚴格地自我復制 答案：C 4．下列有關基因工程的敘述，正確的是(　　) A．DNA重組技術所用的工具酶是限制酶、DNA連接酶和運載體 B．所有的限制酶都只能識別同一種特定的核苷酸序列 C．選用細菌作為重組質粒的受體細胞是因為細菌繁殖快 D．目的基因只要進入受體細胞就能實現(xiàn)表達 答案：C 5．在用基因工程技術構建抗除草劑的轉基因煙草的過程中，下列操作錯誤的是(　　) A

3、．用限制性核酸內切酶切割煙草花葉病毒的核酸 B．用DNA連接酶連接經切割的抗除草劑基因和運載體 C．將重組DNA分子導入煙草原生質體 D．用含除草劑的培養(yǎng)基篩選轉基因煙草細胞 解析：構建抗除草劑的煙草要用限制性核酸內切酶切割雜草中含抗除草劑基因的DNA與運載體。 答案：A 6．干擾素是一種糖蛋白，過去從人的白細胞中提取，產量很低。我國的科研人員成功運用基因工程技術提高了其產量，如圖為其原理過程圖。請據(jù)圖回答下面的問題： (1)圖中①過程叫______________________________________。 (2)圖中②物質的化學本質是_______________

4、_____________ ____________________________________________________， 它作為運載體，必須具備的特點是_____________________ _______________________________________________________ _____________________________________ (寫出任意兩點)。 (3)該過程中，供體細胞是________，受體細胞是______(填字母)，重組DNA分子是________(填序號)，在形成③的過程中需要________ _____

5、________________________________________________。 解析：(1)圖中①為目的基因的提取過程。(2)圖中②為從大腸桿菌中提取的質粒；③表示重組DNA分子。(3)在該過程中，供體細胞是人的體細胞，受體細胞是大腸桿菌b。 答案：(1)提取目的基因　(2)雙鏈環(huán)狀DNA分子(或DNA分子)　具有一個或多個限制酶切割位點，在細胞中能夠自我復制，有特殊的標記基因等　(3)人的體細胞　b?、邸∠拗泼负虳NA連接酶 A級　基礎鞏固 1．在畜牧養(yǎng)殖業(yè)上，科學家利用基因工程的方法培育出了轉基因奶牛、超級綿羊等多種轉基因動物?！稗D基因動物”培育利用的原理是

6、(　　) A．基因突變　　　　 B．基因重組 C．染色體結構變異 D．染色體數(shù)目變異 答案：B 2．下列關于DNA連接酶的敘述，正確的是(　　) ①催化具有互補配對的黏性末端的DNA片段之間的連接 ②催化具有不同黏性末端的DNA片段之間的連接 ③催化兩個黏性末端互補堿基間氫鍵的形成 ④催化DNA分子兩條鏈的脫氧核糖與磷酸之間的磷酸二酯鍵的形成 A．①③ B．②④ C．②③ D．①④ 解析：在DNA重組技術中，兩個DNA片段之間必須有互補配對的黏性末端才能進行結合；對具有互補配對的黏性末端的DNA分子連接時，DNA連接酶的作用是催化DNA分子兩條鏈的脫氧核糖與磷

7、酸之間的磷酸二酯鍵的形成。 答案：D 3．下圖為DNA分子的某一片段，其中①②③分別表示某種酶的作用部位，則相應的酶依次是 (　　) A．DNA連接酶、限制酶、解旋酶 B．限制酶、解旋酶、DNA連接酶 C．解旋酶、限制酶、DNA連接酶 D．限制酶、DNA連接酶、解旋酶 答案：C 4．水母發(fā)光蛋白由236個氨基酸構成，其中Asp(天冬氨酸)、Gly(甘氨酸)、Ser(絲氨酸)構成發(fā)光環(huán)，現(xiàn)已將這種蛋白質的基因作為生物轉基因的標記。在轉基因技術中，這種蛋白質的作用是(　　) A．促使目的基因導入受體細胞 B．使目的基因容易被檢測出來 C．促使目的基因在受體細胞內復制

8、D．使目的基因容易成功表達 答案：B 5．在培育轉基因植物的研究中，卡那霉素抗性基因(kanR)常作為標記基因，只有含卡那霉素抗性基因的細胞才能在卡那霉素培養(yǎng)基上生長。如圖為獲得抗蟲棉的技術流程，請據(jù)圖回答： (1)基因工程的基本操作程序主要包括四個步驟：提取目的基因、________________、將目的基因導入受體細胞、________________。 (2)要使運載體與該抗蟲基因連接，A過程中首先應使用________進行切割。假如運載體被切割后，得到的分子末端序列為，則能與該運載體連接的抗蟲基因分子的末端是(　　) (3)切割完成后，用________將運載體與該

9、抗蟲基因連接，連接后得到的DNA分子稱為____________。 (4)來自蘇云金桿菌的抗蟲基因能在植物體內成功表達，說明蘇云金桿菌和植物等生物共用________。 解析：(1)基因工程的四個步驟中，第二、四步分別是目的基因與運載體結合、目的基因的檢測與鑒定。(2)切割目的基因和運載體時用同一種限制酶，以便切出的黏性末端能夠完成堿基互補配對，并且能連接在一起。(3)目的基因和運載體結合時，用DNA連接酶催化該過程，形成的分子稱為重組DNA分子。(4)同一種基因在不同生物體內合成了相同的蛋白質，說明這些生物的密碼子與氨基酸的對應關系是相同的，即共用一套遺傳密碼。 答案：(1)目的基因與

10、運載體結合　目的基因的檢測與鑒定　(2)限制酶　A　(3)DNA連接酶　重組DNA分子　(4)一套遺傳密碼 B級　能力訓練 6．下列高科技成果中，根據(jù)基因重組原理進行的是(　　) ①利用雜交技術培育出超級水稻?、谕ㄟ^返回式衛(wèi)星搭載種子培育出太空椒　③胡蘿卜經組織培養(yǎng)產生完整植株　④將蘇云金芽孢桿菌的某些基因轉移到棉花體內，培育出抗蟲棉 A．①③ B．①②④ C．①④ D．①② 解析：通過返回式衛(wèi)星搭載種子培育出太空椒屬于誘變育種，其原理為基因突變；胡蘿卜經組織培養(yǎng)形成完整植株屬于無性生殖，體現(xiàn)了細胞的全能性。 答案：C 7．由于乙肝病毒感染的宿主范圍很窄，僅限于人和靈長

11、類動物，因此無法用細胞培養(yǎng)的方法生產疫苗，但可用基因工程的方法進行生產，現(xiàn)已知乙肝病毒的核心蛋白和表面抗原蛋白的氨基酸序列，生產示意圖如下。下列相關說法不正確的是(　　) 乙肝病毒有關基因細菌大量生產疫苗 A．生產乙肝疫苗的過程也達到了定向改造細菌的目的 B．在①②過程中需要限制性核酸內切酶和DNA連接酶 C．用于生產疫苗的目的基因為編碼核心蛋白的基因和表面抗原蛋白基因 D．這種轉基因的細菌一定是安全的，不用擔心其擴散到自然界 解析：上述過程應用了基因工程技術，能定向改造生物的遺傳性狀；在操作時要應用限制酶來獲得目的基因，并用DNA連接酶使之與運載體結合；該過程的目的基因為表面抗原

12、蛋白基因和編碼核心蛋白的基因；轉基因生物的安全性還存在爭議，無法判斷其安全性，應避免其擴散進入自然界。 答案：D 8．下圖是應用基因工程技術獲得轉基因動物和植物的過程，相關敘述不正確的是 (　　) A．通過①過程形成重組質粒只需要兩種工具 B．②是重組質粒導入受體細胞的過程 C．通過③過程產生的轉基因牛的細胞中都含有人的生長激素基因 D．通過④⑤過程培育的抗蟲棉需要檢測抗蟲效果 解析：①是目的基因與運載體結合的過程，既需要限制酶和DNA連接酶，也需要載體質粒。 答案：A 9．關于轉基因技術的應用，不正確的是(　　) A．可以將抗病蟲害、抗除草劑等基因轉入農作物使其具有相

13、應的抗性 B．可以使用DNA重組的微生物，生產稀缺的基因藥物 C．可以通過轉基因技術使奶牛變成生物反應器，使它們的奶中富含某種營養(yǎng)物質、珍貴藥材或人類所需要的蛋白質 D．將不同生物的DNA進行轉移和重組，可以創(chuàng)造出新物種 解析：可以將抗病蟲害、抗除草劑等基因轉入農作物使其具有相應的抗性；可以使用DNA重組的微生物，生產稀缺的基因藥物；可以通過轉基因技術使奶牛變成生物反應器，使它們的奶中富含某種營養(yǎng)物質、珍貴藥材或人類所需要的蛋白質；將不同生物的DNA進行轉移和重組，可以創(chuàng)造出新品種，但不能產生新物種。 答案：D 10．下圖表示利用基因工程培育抗蟲棉過程的示意圖，請據(jù)圖回答下列有關問

14、題： (1)科學家在進行圖中①操作時，要用________分別切割運載體和目的基因，還要用________將運載體和目的基因連接起來，形成________。 (2)經過②操作將目的基因導入________，然后經過組織培養(yǎng)形成抗蟲棉植株，此過程體現(xiàn)了質粒作為運載體必須具備的兩個條件是__________________________、________________________。 (3)下列是幾種氨基酸對應的密碼子，據(jù)此推斷圖中合成的多肽的前三個氨基酸的種類(按前后順序排列)______________________ ____________________________

15、___________________________ _____________________________________________________。 [幾種氨基酸對應的密碼子：甲硫氨酸(AUG)、甘氨酸(GGA)、絲氨酸(UCU)、酪氨酸(UAC)、精氨酸(AGA)、丙氨酸(GCU)] (4)經過培養(yǎng)、篩選獲得一株有抗蟲特性的轉基因植株。經過分析，該植株細胞中含有一個攜帶目的基因的DNA片段，因此可以把它看作是雜合子。理論上，在該轉基因植株自交產生的F1中，仍具有抗蟲特性的植株占總數(shù)的________。將上述抗蟲棉植株的后代種子種植下去后，后代往往有很多植株不再具有抗蟲特

16、性，原因是____________。要想獲得純合子，常采用的方法是________________。 解析：(1)切割運載體和目的基因要用同一種限制性核酸內切酶，使運載體和目的基因形成相同的末端，然后用DNA連接酶將運載體和目的基因連接起來形成重組質粒。(2)將目的基因導入受體細胞，經過組織培養(yǎng)形成抗蟲棉植株。作為運載體必須具有標記基因，以便于進行篩選；能在宿主細胞中復制并穩(wěn)定保存，才能表達一定的性狀。(3)如圖Ⅳ合成多肽的起始密碼子是AUG，所以第一個氨基酸是甲硫氨酸，其余兩個依次是丙氨酸(GCU)和絲氨酸(UCU)。(4)該抗蟲棉植株是雜合子，根據(jù)基因分離定律，自交產生的F1中，具有抗蟲

17、特性的植株占總數(shù)的，需要進行連續(xù)自交，才能獲得穩(wěn)定遺傳的純合子。 答案：(1)同一種限制性核酸內切酶　DNA連接酶　重組質粒　(2)受體細胞　具有標記基因　能在宿主細胞中復制并穩(wěn)定保存　(3)甲硫氨酸、丙氨酸、絲氨酸　(4)　發(fā)生了性狀分離　連續(xù)自交 11．通過DNA重組技術使原有基因得以改造的動物稱為轉基因動物。運用這一技術可使羊奶中含有人體蛋白質，如圖表示這一技術的基本過程，在該工程中所用的基因“剪刀”能識別的序列和切點是—G↓GATCC—。請回答下列問題： (1)從羊染色體中“剪下”羊蛋白質基因的酶是________________，人體蛋白質基因“插入”后連接在羊染色體中需要

18、的酶是_________________________________________________。 (2)人體蛋白質基因之所以能連接到羊的染色體DNA中，原因是 _______________________________________________________ _____________________________________________________， 人體蛋白質基因導入羊細胞時常用的工具是________________ _____________________________________________________。 (3)此過程中

19、目的基因的檢測與表達中的表達是指___________ _____________________________________________________。 (4)你認為此類羊產的奶安全可靠嗎？理由是什么？ _______________________________________________________ _______________________________________________________ ______________________________________________________。 解析：(1)剪切獲取目的基因的酶是限

20、制性核酸內切酶，將不同的DNA片段連接起來的酶是DNA連接酶。(2)不同生物的DNA化學組成和空間結構相同，即都具有相同的物質基礎和結構基礎。目的基因導入受體細胞需要先與運載體結合，最常用的運載體是質粒，也可以用病毒。(3)基因的表達是指基因通過轉錄和翻譯過程合成相應的蛋白質。(4)為開放性問題，理由與觀點相對應即可。 答案：(1)限制性核酸內切酶　DNA連接酶 (2)具有相同的物質基礎和結構基礎　細菌質?；虿《尽?3)人體蛋白質基因在羊體細胞內控制合成人體蛋白質　(4)安全。因為目的基因導入受體細胞后沒有改變，控制合成的人體蛋白質成分沒有改變(或不安全。因為目的基因導入受體細胞后，可能由

21、于羊細胞中某些成分的影響，合成的蛋白質成分發(fā)生一定的改變) C級　拓展提升 12．GDNF是一種神經營養(yǎng)因子，對損傷的神經細胞具有營養(yǎng)和保護作用。研究人員構建了含GDNF基因的表達載體(如圖1所示)，并導入到大鼠神經干細胞中，用于干細胞基因治療的研究。請回答： (1)構建基因表達載體時必需的工具酶有________。構建含GDNF基因的表達載體時，需選擇圖1中的______限制酶進行酶切。 (2)經酶切后的載體和GDNF基因進行連接，連接產物經篩選得到的載體主要有3種：單個載體自連、GDNF基因與載體正向連接、GDNF基因與載體反向連接(如圖1所示)。為鑒定這3種連接方式，選擇Hp

22、a Ⅰ酶和BamH Ⅰ酶對篩選得到的載體進行雙酶切，并對酶切后的DNA片段進行電泳分析，結果如圖2所示。圖中第________泳道顯示所鑒定的載體是正向連接的。 解析：(1)基因工程使用的工具酶包括限制酶和DNA連接酶。據(jù)圖1可知，GDNF基因兩端和載體上都有Xho Ⅰ限制酶的酶切位點。(2)據(jù)圖1可知，Hpa Ⅰ和BamH Ⅰ酶對三種載體進行酶切，單個載體自連只有Hpa Ⅰ限制酶的酶切位點，得到6 000 bp DNA的片段；正向連接重組載體有Hpa Ⅰ和BamH Ⅰ限制酶的酶切位點，得到700 bp DNA的片段和6 000 bp DNA的片段；反向連接重組載體有Hpa Ⅰ和BamH Ⅰ限制酶的酶切位點，得到200 bp DNA的片段和6 500 bp DNA的片段。 答案：(1)限制酶和DNA連接酶　Xho Ⅰ　(2)② 9