2019年高中生物 1.2 基因工程的應用課時作業(yè) 蘇教版選修3.doc

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2019年高中生物 1.2 基因工程的應用課時作業(yè) 蘇教版選修3 一、選擇題 1．科學家們經(jīng)過多年的努力，創(chuàng)立了一種新興生物技術——基因工程，實施該工程的最終目的是(　　) A．定向提取生物體的DNA分子 B．定向地對DNA分子進行人工“剪切” C．在生物體外對DNA分子進行改造 D．定向地改造生物的遺傳性狀 【解析】　基因工程的定義就是在生物體外，通過對DNA分子進行人工“剪切”和“拼接”，對生物的基因進行改造和重新組合，然后導入受體細胞內(nèi)進行無性繁殖，使重組基因在受體細胞內(nèi)表達，產(chǎn)生出人類所需的基因產(chǎn)物，也就是定向地改造了生物的遺傳性狀。 【答案】　D 2．(xx仙桃模擬)基因工程是在DNA分子水平上進行設計施工的。在基因操作的基本步驟中，不進行堿基互補配對的是(　　) A．目的基因與載體的結(jié)合 B．將目的基因?qū)胧荏w細胞 C．目的基因的表達 D．目的基因的人工合成 【解析】　合成目的基因及其與載體的結(jié)合都有堿基互補配對過程，而目的基因進入受體細胞是通過載體的運輸作用進入，不存在堿基互補配對過程。 【答案】　B 3．(xx平頂山高二模擬)下列哪種情況說明目的基因完成了表達(　　) A．棉株中含有抗蟲基因 B．大腸桿菌中具有胰島素基因 C．土豆中含有抗病毒的基因 D．大腸桿菌中提取了胰島素 【解析】　目的基因在受體細胞內(nèi)成功表達的意思是目的基因在受體細胞內(nèi)已經(jīng)成功地完成了轉(zhuǎn)錄和翻譯，產(chǎn)生了相應的蛋白質(zhì)，并表現(xiàn)出了一定的性狀。而A、B、C項僅僅說明目的基因已進入了受體細胞內(nèi)，受體細胞已具備了目的基因，但并沒有明確地證據(jù)表明已經(jīng)表達了。而D項大腸桿菌中提取到了胰島素，表明胰島素基因在大腸桿菌中已完成表達。 【答案】　D 4．(xx安慶四校聯(lián)考)下列四條DNA片段，可以由同一種限制性核酸內(nèi)切酶切割而成的是(　　) A．①②　　　　 B．②③ C．③④ D．②④ 【解析】　只有②和④兩個黏性末端的堿基是互補的，可能是由同一種限制性核酸內(nèi)切酶切割而成的。 【答案】　D 5．下列關于限制性核酸內(nèi)切酶的說法，不正確的是(　　) A．一種限制性核酸內(nèi)切酶只能識別一種特定的核苷酸序列 B．限制性核酸內(nèi)切酶可用于提取目的基因 C．不同的限制性核酸內(nèi)切酶切割DNA的切點不同 D．限制性核酸內(nèi)切酶廣泛存在于動、植物及微生物細胞中 【解析】　限制性核酸內(nèi)切酶主要是從原核生物中分離純化出來的，而不是廣泛存在于動、植物中。限制性核酸內(nèi)切酶具有專一性，一種限制性核酸內(nèi)切酶只能識別一種特定的核苷酸序列。限制性核酸內(nèi)切酶可用于切割目的基因。 【答案】　D 6．(多選)基因工程的基本步驟中，一定用到酶的步驟有(　　) A．人工合成目的基因 B．目的基因與載體結(jié)合 C．轉(zhuǎn)化受體細胞 D．實現(xiàn)功能表達 【解析】　基因工程中，合成目的基因要使用DNA聚合酶或逆轉(zhuǎn)錄酶等；目的基因與載體結(jié)合時要用到限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶等；實現(xiàn)功能表達時需要轉(zhuǎn)錄和翻譯，也需要酶的參與；而轉(zhuǎn)化受體細胞時可以不需要酶。 【答案】　ABD 7．限制性核酸內(nèi)切酶可識別并切割DNA分子上特定的核苷酸序列。下圖為四種限制性核酸內(nèi)切酶BamHⅠ、EcoRI、HindⅢ和BglⅡ的識別序列和切割位點，切割出來的DNA黏性末端可以互補配對的是(　　) A．BamHⅠ和EcoRⅠ B．BamHⅠ和HindⅢ C．BamHⅠ和BglⅡ D．EcoRⅠ和HindⅢ 【解析】　BamHⅠ酶處理后形成的黏性末端為 －G　　GATCC－ －CCTAG　　G－，BglⅡ酶處理后形成的黏性末端為 －A　　GATCT－ －TCTAG　　A－，可以互補配對。 【答案】　C 8．(多選)在用基因工程技術構(gòu)建抗除草劑的轉(zhuǎn)基因煙草過程中，下列操作正確的是(　　) 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分子導入煙草體細胞 D．用含除草劑的培養(yǎng)基篩選轉(zhuǎn)基因煙草細胞 【解析】　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分子形成后要導入受體細胞，若導入的受體細胞是體細胞，經(jīng)組織培養(yǎng)可獲得轉(zhuǎn)基因植物。目的基因為抗除草劑基因，所以未成功導入目的基因的細胞不具有抗除草劑的能力，可用含除草劑的培養(yǎng)基篩選轉(zhuǎn)基因煙草細胞。 【答案】　BCD 9．現(xiàn)有一長度為1 000個堿基對的DNA分子，用限制性核酸內(nèi)切酶EcoRⅠ酶切后得到的DNA分子仍是1 000個堿基對，用KpnⅠ單獨酶切得到400個堿基對和600個堿基對兩種長度的DNA分子，用EcoRⅠ、KpnⅠ同時酶切后得到200個堿基對和600個堿基對兩種長度的DNA分子。該DNA分子的酶切圖譜正確的是(　　) 【解析】　從圖譜中可發(fā)現(xiàn)有鏈狀DNA、環(huán)狀DNA，用EcoRⅠ酶切割后DNA的長度不變，此DNA應該為環(huán)狀，用EcoRⅠ酶和KpnⅠ酶切割后得到200個堿基對和600個堿基對兩種長度的DNA分子，因此DNA上應該存在兩個KpnⅠ酶的切割位點。 【答案】　D 10．(xx浙江高考)天然的玫瑰沒有藍色花，這是由于缺少控制藍色色素合成的基因B，而開藍色花的矮牽牛中存在序列已知的基因B?，F(xiàn)用基因工程技術培育藍玫瑰，下列操作正確的是(　　) A．提取矮牽牛藍色花的mRNA，經(jīng)逆轉(zhuǎn)錄獲得互補的DNA，再擴增基因B B．利用限制性核酸內(nèi)切酶從開藍色花矮牽牛的基因文庫中獲取基因B C．利用DNA聚合酶將基因B與質(zhì)粒連接后導入玫瑰細胞 D．將基因B直接導入大腸桿菌，然后感染并轉(zhuǎn)入玫瑰細胞 【解析】　如果所需要的目的基因的序列是完全未知的，往往就需要構(gòu)建基因文庫，然后從基因文庫中獲取目的基因，而在基因序列已知的情況下，獲取目的基因通常用逆轉(zhuǎn)錄法或利用化學方法直接人工合成，因此，A項正確、B項錯誤；將目的基因與質(zhì)粒連接的酶是DNA連接酶，而非DNA聚合酶，C項錯誤；目的基因必須與載體結(jié)合后導入受體細胞才能夠自我復制和表達，且導入植物細胞常用的載體是農(nóng)桿菌，而不是大腸桿菌，D項錯誤。 【答案】　A 二、非選擇題 11．(xx新課標全國卷改編)根據(jù)基因工程的有關知識，回答下列問題： (1)限制性核酸內(nèi)切酶切割DNA分子后產(chǎn)生的片段，其末端類型有________和________。 (2)質(zhì)粒載體用EcoRⅠ切割后產(chǎn)生的片段如下： AATTC……G 　　　　　G……CTTAA 為使載體與目的基因相連，含有目的基因的DNA除可用EcoRⅠ切割外，還可用另一種限制性核酸內(nèi)切酶切割，該酶必須具有的特點是______________。 (3)按其來源不同，基因工程中所使用的DNA連接酶有兩類，即________DNA連接酶和________DNA連接酶。 (4)逆轉(zhuǎn)錄作用的模板是________，產(chǎn)物是________。若要在體外獲得大量逆轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物，常采用________技術。 (5)基因工程中除質(zhì)粒外，________和________也可作為載體。 (6)若用重組質(zhì)粒轉(zhuǎn)化大腸桿菌，一般情況下，不能直接用未處理的大腸桿菌作為受體細胞，原因是___________________________________________。 【解析】　限制性核酸內(nèi)切酶切割DNA分子形成的末端通常有兩種，即黏性末端和平口末端。為使載體和目的基因連接，二者必須具有相同的黏性末端，因而當使用除EcoRⅠ之外的其他酶進行切割時，應該產(chǎn)生相同的黏性末端。DNA連接酶的來源有兩個：一是大腸桿菌，二是T4噬菌體。逆轉(zhuǎn)錄是由RNA形成DNA的過程，獲得大量逆轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物時常用PCR擴增技術。基因工程常用的載體是質(zhì)粒，除此以外，噬菌體和動植物病毒也可作為載體。如果用大腸桿菌作受體細胞，必須用鈣離子處理，使其處于感受態(tài)(此狀態(tài)吸收外源DNA的能力增強)。 【答案】　(1)黏性末端　平口末端　(2)切割產(chǎn)生的DNA片段末端與EcoRⅠ切割產(chǎn)生的相同　(3)大腸桿菌　T4　(4)mRNA(或RNA)　cDNA(或DNA)　PCR　(5)噬菌體　動植物病毒　(6)未處理的大腸桿菌吸收質(zhì)粒(外源DNA)的能力極弱 12．(xx海南高考)已知甲種農(nóng)作物因受到乙種昆蟲危害而減產(chǎn)，乙種昆蟲食用某種原核生物分泌的丙種蛋白質(zhì)后死亡。因此，可將丙種蛋白質(zhì)基因轉(zhuǎn)入到甲種農(nóng)作物體內(nèi)，使甲種農(nóng)作物獲得抗乙種昆蟲危害的能力。 回答下列問題： (1)為了獲得丙種蛋白質(zhì)的基因，在已知丙種蛋白質(zhì)氨基酸序列的基礎上，推測出丙種蛋白質(zhì)的________序列，據(jù)此可利用________方法合成目的基因。獲得丙種蛋白質(zhì)的基因還可用________、________方法。 (2)在利用上述丙種蛋白質(zhì)基因和質(zhì)粒載體構(gòu)建重組質(zhì)粒的過程中，常需使用________酶和________酶。 (3)將含有重組質(zhì)粒的農(nóng)桿菌與甲種農(nóng)作物的愈傷組織共培養(yǎng)，篩選出含有丙種蛋白質(zhì)的愈傷組織，由該愈傷組織培養(yǎng)成的再生植株可抵抗________的危害。 (4)若用含有重組質(zhì)粒的農(nóng)桿菌直接感染甲種農(nóng)作物植株葉片傷口，則該植株的種子________(填“含有”或“不含”)丙種蛋白質(zhì)基因。 【解析】　(1)在已知蛋白質(zhì)的氨基酸序列的情況下，可根據(jù)氨基酸和堿基的對應關系，推出合成該蛋白質(zhì)的基因序列，然后用DNA合成儀通過化學方法來合成目的基因。此外也可以從基因文庫中獲取目的基因，也可通過PCR方法獲取目的基因。 (2)構(gòu)建重組質(zhì)粒時，需要用限制性核酸內(nèi)切酶將載體切開，并用DNA連接酶將目的基因連接到載體上，從而構(gòu)建基因表達載體。 (3)愈傷組織中含有丙種蛋白質(zhì)，說明丙種蛋白質(zhì)的基因得到了表達，在培養(yǎng)成的植株體內(nèi)也含有丙種蛋白質(zhì)，乙昆蟲食用丙種蛋白質(zhì)后會死亡，則該植株可抵抗乙昆蟲的危害。 (4)用含有重組質(zhì)粒的農(nóng)桿菌直接感染甲種農(nóng)作物植株葉片傷口，僅僅在該葉片內(nèi)的部分細胞中能合成丙種蛋白質(zhì)，該植株的種子和其他的營養(yǎng)器官均不含有重組質(zhì)粒，也就不含有丙種蛋白質(zhì)的基因。 【答案】　(1)基因　化學　基因文庫　PCR(其他合理答案也可) (2)限制性核酸內(nèi)切　DNA連接 (3)乙種昆蟲 (4)不含 13．(xx江蘇高考)圖1表示含有目的基因D的DNA片段長度(bp即堿基對)和部分堿基序列，圖2表示一種質(zhì)粒的結(jié)構(gòu)和部分堿基序列。現(xiàn)有MspⅠ、BamHⅠ、 MboⅠ、SmaⅠ4種限制性核酸內(nèi)切酶切割的堿基序列和酶切位點分別為C↓CGG、G↓GATCC、↓GATC、CCC↓GGG。請回答下列問題． 圖1　　　　　　　　　　圖2 (1)圖1的一條脫氧核苷酸鏈中相鄰兩個堿基之間依次由___________連接。 (2)若用限制酶SmaⅠ完全切割圖1中DNA片段，產(chǎn)生的末端是________末端，其產(chǎn)物長度為________。 (3)若圖1中虛線方框內(nèi)的堿基對被T—A堿基對替換，那么基因D就突變?yōu)榛騞。從雜合子中分離出圖1及其對應的DNA片段，用限制酶SmaⅠ完全切割，產(chǎn)物中共有________種不同長度的DNA片段。 (4)若將圖2中質(zhì)粒和目的基因D通過同種限制酶處理后進行連接，形成重組質(zhì)粒，那么應選用的限制酶是________。在導入重組質(zhì)粒后，為了篩選出含重組質(zhì)粒的大腸桿菌，一般需要用添加________的培養(yǎng)基進行培養(yǎng)。經(jīng)檢測，部分含有重組質(zhì)粒的大腸桿菌菌株中目的基因D不能正確表達，其最可能的原因是___________________________________________________________________。 【解析】　(1)一條脫氧核苷酸鏈中相鄰的兩個堿基之間是通過“—脫氧核糖—磷酸—脫氧核糖—”相連的，要注意與兩條脫氧核苷酸鏈的相鄰堿基之間通過氫鍵相連進行區(qū)分。(2)從SmaⅠ的識別序列和切點可見，其切割后產(chǎn)生的是平口末端，圖1中DNA片段有SmaⅠ的兩個識別序列，故切割后產(chǎn)生的產(chǎn)物長度為537(534＋3)bp、790(796－3－3)bp和661(658＋3)bp三種。 (3)圖示方框內(nèi)發(fā)生堿基的替換后，形成的d基因失去了1個SmaⅠ的識別序列，故D基因、d基因用SmaⅠ完全切割后產(chǎn)物中除原有的3種長度的DNA片段外，還增加一種(534＋793) bp的DNA片段。(4)目的基因的兩端都有BamHⅠ的識別序列，質(zhì)粒的啟動子后抗生素A抗性基因上也有BamHⅠ的識別序列，故應選用的限制酶是BamHⅠ，此時抗生素B抗性基因作為標記基因，故篩選時培養(yǎng)基中要添加抗生素B。若重組質(zhì)粒已導入了受體細胞卻不能表達，很可能是因為用同種限制酶切割后，目的基因和質(zhì)粒有兩種連接方式，導入受體細胞的重組質(zhì)粒是目的基因和質(zhì)粒反向連接形成的。 【答案】　(1)脫氧核糖、磷酸、脫氧核糖　(2)平口　537 bp、790 bp、661 bp　(3)4　(4)BamHⅠ　抗生素B　同種限制酶切割形成的末端相同，部分目的基因D與質(zhì)粒反向連接