2019-2020学年名师同步人教版生物必修二课下提能：第6章第2节　基因工程及其应用

2019-2020学年名师同步人教版生物必修二课下提能：第6章第2节　基因工程及其应用

第 6 章 第 2 节 基因工程及其应用 课下提能 一、选择题 1．关于基因工程的工具，下列说法正确的是( ) A．DNA 连接酶最初是从人体细胞中发现的 B．限制酶和 DNA 水解酶的作用相同 C．不同限制酶切割 DNA 的位点不同 D．有的质粒是单链 DNA 解析：选 C DNA 连接酶主要是从原核生物中发现的；DNA 水解酶可以把 DNA 水解为 4 种脱氧核苷酸，而限制酶是将 DNA 切割为具有相同末端的 DNA 片段；限制酶具有专一性，不同限制酶识别的核苷酸序列不同，切点也不同；质 粒是双链环状的 DNA 分子。 2．(2019·衡阳检测)你认为支持基因工程技术的理论有( ) ①遗传密码的通用性 ②不同基因可独立表达 ③不同基因表达可互相影响 ④DNA 作为遗传物质能够严格地自我复制 A．①②④ B．②③④ C．①③ D．①④ 解析：选 A 基因工程技术之所以在不同种生物间可以进行是因为遗传密码 的通用性——同一基因在不同生物中表达产生的蛋白质(或性状)相同；不同基因 表达的独立性——在不同生物中基因的表达不受其他基因的影响；DNA 自我复 制的严格性——保证遗传的稳定性。 3．要利用基因型为 AaBB 的生物，培育出以下基因型的生物：①AaBb；② AaBBC；③AAaaBBBB；④AB，则对应的育种方法依次是( ) A．诱变育种、基因工程育种、多倍体育种、花药离体培养 B．杂交育种、诱变育种、基因工程育种、花药离体培养 C．花药离体培养、诱变育种、多倍体育种、基因工程育种 D．多倍体育种、花药离体培养、诱变育种、基因工程育种 解析：选 A ①将生物的基因型 AaBB 转变为 AaBb，采用的育种方法是诱 变育种；②将生物的基因型 AaBB 转变为 AaBBC，需要导入外源基因 C，采用 的育种方法是转基因技术；③将生物的基因型 AaBB 转变为 AAaaBBBB，采用 的育种方法是多倍体育种；④将生物的基因型 AaBB 转变为 AB，采用的育种方 法是花药离体培养。 4．(2019·深圳期末)下列有关现代农业生物技术的说法，不正确的是( ) A．转基因作物的品种越来越多，产量也有很大提高 B．抗虫、抗除草剂等转基因植物已得到很大的推广应用 C．转基因水稻可以治疗某些癌症 D．种植抗除草剂的玉米可以降低生产成本 解析：选 C 现代农业生物技术在理论和应用上得到了巨大的发展，转基因 作物的品种越来越多，产量也有很大提高，A 项正确；抗虫、抗除草剂等转基因 植物的应用，极大地提高了农作物的产量，减少了化学农药对环境的污染和对人 畜的危害，B 项正确；转基因水稻不能用于治疗癌症，C 项错误；种植抗除草剂 的玉米可以降低生产成本，D 项正确。 5．有关基因工程的成果及应用的说法，正确的是( ) A．用基因工程方法培养的抗虫植物也能抗病毒 B．基因工程在畜牧业上应用的主要目的是培养体型巨大、品质优良的动物 C．目前任何一种药物都可以运用基因工程来生产 D．基因工程在农业上的应用主要是培育高产、稳产、品质优良和具有抗逆 性的农作物 解析：选 D 用基因工程方法培育出的抗虫植物只能杀死害虫，不能抗病毒； 基因工程在畜牧业上的应用不仅是培养体型巨大、品质优良的动物，更重要的是 利用某些特定外源基因在哺乳动物体内的表达获得人类所需要的各类物质；目前 基因工程只实现了一部分药物的生产。 6．各种育种方法或技术都有其优劣之处，下列相关叙述正确的是( ) A．杂交育种中，出现所需性状后，必须连续自交，直至不发生性状分离为 止 B．单倍体育种是利用单倍体作为中间环节产生具有优良性状的可育纯合子 的方法 C．通过诱变育种，有目的地选育新品种，能避免育种的盲目性 D．转基因技术人为地增加了生物变异的范围，实现种内遗传物质的交换 解析：选 B 杂交育种中，若所需优良性状为隐性性状，则出现所需性状后 即可直接留种，不需要连续自交，A 项错误；单倍体育种的过程是：先花药离体 培养形成单倍体，再人工诱导染色体数目加倍。可见单倍体育种是利用单倍体作 为中间环节产生具有优良性状的可育纯合子的方法，B 项正确；诱变育种的原理 是基因突变，具有不定向性和多害少利性等，因此诱变育种不能避免育种的盲目 性，C 项错误；转基因技术人为地增加了生物变异的范围，实现种间遗传物质的 交换，D 项错误。 7．(2019·徐州期中)下列有关基因工程的应用中，对人类不利的是( ) A．制造“工程菌”用于药品生产 B．制造“超级菌”分解石油、农药 C．重组 DNA 诱发受体细胞基因突变 D．导入外源基因替换缺陷基因 解析：选 C 制造“工程菌”用于药品生产，帮助治疗疾病，对人类有利， A 项错误；制造“超级菌”分解石油、农药，减少环境污染，对人类有利，B 项 错误；由于基因突变的少利多害性，所以重组 DNA 诱发受体细胞基因突变往往 产生对人类不利的变异，C 项正确；导入外源基因替换缺陷基因，使该基因的表 达产物发挥功能，从而达到治疗疾病的目的，对人类有利，D 项错误。 8．下列叙述中，符合基因工程概念的是( ) A．在细胞内直接将目的基因与宿主细胞的遗传物质进行重组，赋予生物新 的遗传特性 B．将人的干扰素基因重组到质粒后导入大肠杆菌，获得能产生人干扰素的 大肠杆菌菌株 C．用紫外线照射青霉菌，使其 DNA 发生改变，通过筛选获得青霉素高产 菌株 D．自然界中天然存在的噬菌体自行感染细菌后其 DNA 整合到细菌 DNA 上 解析：选 B 基因工程是在生物体外将 DNA 进行重组形成重组 DNA 分子， 然后导入受体细胞，赋予生物新的遗传特性，A 项错误；将人的干扰素基因重组 到质粒后导入大肠杆菌，获得能产生人干扰素的菌株，这是基因工程技术的应用， B 项正确；用紫外线照射青霉菌，使其 DNA 发生改变，通过筛选获得青霉素高 产菌株，这是诱变育种，与基因工程无关，C 项错误；基因工程是按照人们的意 愿，对生物进行的定向改造，而自然界中天然存在的噬菌体自行感染细菌后其 DNA 整合到细菌 DNA 上不符合基因工程的概念，D 项错误。 9．(2019·合肥期末)下列黏性末端(如图)由同一种限制酶切割而成的是( ) A．①② B．①③ C．①④ D．②③ 解析：选 B 依据“同一种限制酶的识别序列和切割位点是一定的，切割后 产生相同的黏性末端或平末端”，可确定①③(②④)由同一种限制酶切割而成。 10．(2019·马鞍山期中)如图表示一项重要生物技术的关键步骤，X 是获得外 源基因并能够表达的细胞。下列有关说法不正确的是( ) A．X 是能合成胰岛素的细菌细胞 B．质粒是环状 DNA 分子 C．基因与运载体的重组只需要 DNA 连接酶 D．该细菌的性状被定向改造 解析：选 C 根据题意和分析图示可知：图示表示基因工程中的部分操作步 骤，其中人胰岛素基因属于目的基因，质粒为运载体，X 是含有胰岛素基因的细 菌细胞分裂形成的，含有胰岛素基因，因此能合成胰岛素，A 项正确；质粒是环 状 DNA 分子，通常有多个标记基因和多个限制酶切点，这样便于目的基因的插 入和筛选含有重组 DNA 的细胞，B 项正确；基因与运载体的重组除了需要 DNA 连接酶，还需要限制酶，C 项错误；基因工程能定向改造生物的性状，该细菌是 采用基因工程技术培育形成的，因此其性状已被定向改造，D 项正确。 11．如图所示，科学家从某细菌中分离出耐高温淀粉酶(Amy)基因 a，通过 基因工程的方法，将基因 a 与运载体结合后导入马铃薯植株中，经检测发现 Amy 在成熟块茎细胞中存在。下列有关这一过程的叙述，错误的是( ) A．获取基因 a 所用的限制酶，其作用部位是图中的① B．连接基因 a 与运载体的 DNA 连接酶，其作用部位是图中的② C．一般采用同一种限制酶分别处理运载体和含目的基因 a 的 DNA D．通过该技术，人类实现了定向改造马铃薯的遗传性状 解析：选 B 由题图可知，①②分别为磷酸二酯键和氢键，限制酶和 DNA 连接酶均作用于①，A 项正确，B 项错误；一般采用同一种限制酶分别处理运载 体和含目的基因的 DNA，以形成相同的末端，C 项正确；基因工程的结果是将 目的基因导入受体细胞中并使其成功表达，由此达到定向改造马铃薯遗传性状的 目的，D 项正确。 12．(2019·铜陵检测)表中有关基因表达的选项中，不可能的是( ) 选项 基因 表达的细胞 表达产物 A 细菌抗虫蛋白基因 抗虫棉叶肉细胞 细菌抗虫蛋白 B 人酪氨酸酶基因 正常人皮肤细胞 人酪氨酸酶 C 动物胰岛素基因 大肠杆菌工程菌细胞 动物胰岛素 D 兔血红蛋白基因 兔成熟红细胞 兔血红蛋白 解析：选 D 哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核，所以也就没有血红蛋白基 因的表达，血红蛋白基因的表达发生在逐渐成熟的红细胞中。 二、非选择题 13．棉铃虫是一种严重危害棉花植株的害虫。我国科学家发现，一种生活在 棉铃虫消化道内的苏云金杆菌能分泌一种毒蛋白使棉铃虫死亡，而此毒蛋白对人 畜无害。通过基因工程的方法，我国已将编码该毒蛋白的基因转入棉花植株，并 成功实现表达。棉铃虫吃了这种转基因棉花的叶子后就会死亡。将该棉花新品种 推广后，取得了良好的经济效益。请回答下列问题。 (1)该毒蛋白对人畜无害，但能使棉铃虫致死，从蛋白质的特性来看，蛋白 质具有________。 (2)利用苏云金杆菌防治棉铃虫属于生物防治，生物防治突出的优点是 _______________________________________________________。 (3)转基因棉花的抗虫性状来源于可遗传变异中的____________。 (4)从苏云金杆菌中获得抗虫基因所用的工具酶是________，其特点是 ______________________________________________________________ _______________________________________________________________。 (5) 进 行 基 因 工 程 操 作 一 般 要 经 过 的 四 个 步 骤 是 ____________ 、 ____________、____________、____________。 (6)“ 该 毒 蛋 白 的 基 因 转 入 棉 花 植 株 ， 并 成 功 实 现 表 达 ” 的 含 义 是 ______________________________________________________________。 解析：每种蛋白质分子往往都有特定的结构和功能，具有特异性。相对于化 学防治，生物防治的优点是可以减少农药的用量，减少对环境的污染。转基因技 术的原理是基因重组。所谓基因的表达就是基因在受体细胞内通过转录和翻译合 成蛋白质的过程。 答案：(1)特异性 (2)减少农药的用量，减少环境污染 (3)基因重组 (4)限 制酶 一种限制酶只能识别特定的核苷酸序列，并在特定的切割位点上切割 (5) 提取目的基因 目的基因与运载体结合 将目的基因导入受体细胞 目的基因 的检测与鉴定 (6)棉花植株产生了苏云金杆菌的毒蛋白 14．1979 年，科学家将鼠体内的能够产生胰岛素的基因与大肠杆菌的 DNA 分子重组，并且在大肠杆菌中发现了胰岛素的前体物质胰岛素原。如下图所示， 请根据下图回答： (1)图中 2、5、3、7 表示通过从供体细胞的 DNA 中直接分离基因，获得 ________的过程。 (2)图中 3 代表________，在它的作用下将目的基因和质粒切成黏性末端。 (3)经 9________的作用将 7、6“缝合”形成 8 重组 DNA 分子。8 往往含有 ________基因，以便将来检测。 (4)图中 10 表示将重组 DNA 分子导入________的过程。 (5)如在大肠杆菌细胞内发现了胰岛素原，说明成功导入了________，并使 之完成了表达过程。 解析：(1)图中的 2、5、3、7 过程是为了获取目的基因。(2)获取目的基因需 要用限制酶对 DNA 进行切割。(3)将目的基因和运载体质粒连接起来构成重组质 粒的过程中需要 DNA 连接酶。8 中含有标记基因，便于初步筛选。(4)重组质粒 是要导入到受体中，在该工程中是导入到了大肠杆菌体内，常用氯化钙处理得到 感受态的大肠杆菌，图中 10 代表了该过程。(5)如果在大肠杆菌细胞内发现了胰 岛素原，说明成功导入了目的基因，并且表达成功。 答案：(1)目的基因 (2)限制酶 (3)DNA 连接酶 标记 (4)受体 (5)目的 基因 15．基因工程是在现代生物学、化学和工程学基础上建立和发展起来的，并 依赖于微生物学理论和技术的发展、运用，基因工程基本操作流程如图所示。请 据图分析回答： (1)图中 A 是________，最常用的是________，在基因工程中，需要在 ________________酶的作用下才能完成剪接过程。 (2)不同种生物之间的基因移植成功说明了生物共用一套________。 (3)研究中发现，番茄体内的蛋白酶抑制剂对害虫的消化酶有抑制作用，导 致害虫无法消化食物而被杀死，人们成功地将番茄的蛋白酶抑制剂基因导入玉米 体内，玉米获得了与番茄相似的抗虫性状，玉米这种变异的来源是________。 解析：(1)图中 A 是运载体，常用的是质粒；图中“剪接”过程需要限制性 核酸内切酶切割含有目的基因的外源 DNA 分子和运载体，还需要 DNA 连接酶 将目的基因和运载体连接起来。(2)自然界所有生物共用一套遗传密码，因此目 的基因在不同的生物细胞中能正确表达。(3)玉米通过基因工程获得抗虫性状， 基因工程的原理是基因重组，因此玉米这种变异的来源属于基因重组。 答案：(1)运载体 质粒 限制性核酸内切酶和 DNA 连接 (2)遗传密码 (3) 基因重组