2019-2020学年生物人教版选修3课后提能训练：1-3 基因工程的应用

2019-2020学年生物人教版选修3课后提能训练：1-3 基因工程的应用

1.3 课后提能训练 对应学生用书 P013 1．以下有关基因工程应用的说法正确的是( ) A．用基因工程培育的抗虫植物也能抗病毒 B．基因工程在畜牧业上的应用主要是培育体型巨大的动物 C．基因工程可用来培育高产、稳产、品质优良和抗逆性强的作物 D．科学家将必需氨基酸含量多的蛋白质导入植物中，或者改变这 些氨基酸的合成途径中某种关键酶的活性，以提高氨基酸的含量 答案 C 解析 基因工程培育的抗虫棉只能抗某种虫害，不能抗病毒，A 错误；基因工程用于畜牧业主要是为了改良动物品种，改善畜产品的 品质，B 错误；想要提高植物的氨基酸含量，应将必需氨基酸含量多 的蛋白质编码基因导入植物中，D 错误；植物基因工程技术主要用于 提高农作物的抗逆能力(如抗除草剂、抗虫、抗干旱等)，以及改良农作 物的品质和利用植物生产药物等方面，C 正确。 2．科学家利用转基因技术成功培育出一头转入了赖氨酸基因的转 基因牛，从其乳汁中可获得大量的赖氨酸。以下相关叙述中，正确的 是( ) A．该题中赖氨酸基因表达载体的受体细胞的性染色体组成可以是 XX，也可以是 XY B．将赖氨酸基因导入牛的卵细胞中，通过组织培养也能形成转基 因牛 C．人们只在转基因牛的乳汁中才能获取赖氨酸，是因为只在转基 因牛的乳腺细胞中才有赖氨酸基因 D．运用基因工程技术让牛合成大量的赖氨酸，该技术将导致定向 变异 答案 D 解析 根据题干信息可知，从转基因牛的乳汁中可获得大量的赖 氨酸，这说明基因表达载体的受体细胞的性染色体组成应为 XX，A 错 误；在基因工程中，常将目的基因导入动物的受精卵中，B 错误；由 于将赖氨酸基因导入动物的受精卵中，因此转基因动物的体细胞中都 有赖氨酸基因，但是该基因只在乳腺细胞中表达，C 错误；基因工程 是人为地将目的基因导入受体细胞，可以定向地改造生物的性状，D 正确。 3．下列有关乳腺生物反应器的说法中，不正确的是( ) A．利用转基因哺乳动物乳腺的分泌功能产生产品 B．在泌乳期可以产生乳汁 C．分泌的乳汁中含有目的基因 D．乳腺生物反应器是将目的基因转入哺乳动物受精卵获得的 答案 C 解析 利用转基因哺乳动物乳腺的分泌功能产生产品，获得高产 量的外源蛋白质，A 正确；乳腺生物反应器在泌乳期可以产生乳汁，B 正确；分泌的乳汁中含有目的基因控制合成的蛋白质，但不会含有目 的基因，C 错误；乳腺生物反应器是通过基因工程技术，将目的基因 转入哺乳动物受精卵获得的，D 正确。 4．(2018·天津一中月考)21 世纪被认为是生物的世纪，目前基因芯 片可以在很短时间内观察病变的细胞，并分析出数种由于基因突变而 引起的疾病。下列与基因芯片有关的叙述中，不正确的是( ) A．利用基因芯片可以进行基因鉴定 B．基因芯片可以用于遗传病的检测，而基因治疗可用于遗传病的 治疗 C．基因芯片可以改造变异基因 D．基因芯片技术能识别碱基序列 答案 C 解析 基因芯片技术是将大量探针分子固定于支持物上后与标记 的样品分子进行杂交，通过检测每个探针分子的杂交信号强度进而获 取样品分子的数量和序列信息，基因芯片可用于基因测序，寻找有用 的目的基因，分析基因序列等方面，而基因治疗可用于遗传病的治疗， A、B、D 正确；基因芯片不能改造变异基因，C 错误。 5．(2018·黑龙江哈尔滨三中高二验收考试)科学家通过基因工程的 方法，能使马铃薯块茎含有人奶蛋白。以下有关该基因工程的叙述错 误的是( ) A．采用反转录的方法得到的目的基因有内含子 B．有的基因非编码区对于目的基因在块茎中的表达是不可缺少的 C．马铃薯的叶肉细胞可作为受体细胞 D．用同种限制酶处理质粒和含有目的基因的 DNA，可产生相同 的黏性末端 答案 A 解析 真核基因结构中，内含子部分不能编码蛋白质，在转录形 成成熟的 mRNA 的过程中，内含子转录部分被剪切，因此采用反转录 法得到的目的基因不含内含子，A 错误；有的非编码区虽然不能编码 蛋白质，但对于遗传信息表达是不可缺少的，在它上面有调控遗传信 息表达的核苷酸序列，比如启动子，启动子是 RNA 聚合酶识别和结合 的部位，有了它才能驱动基因转录出 mRNA，最终获得所需要的蛋白 质，B 正确；马铃薯的叶肉细胞可以作为受体细胞，导入目的基因后 再进行植物组织培养，C 正确；由于同种限制酶识别 DNA 分子相同的 特定核苷酸序列，所以用同种限制酶分别处理质粒和含目的基因的 DNA，可产生相同的黏性末端而形成重组 DNA 分子，D 正确。 6．(2018·河南罗山模拟)关于转基因技术的应用，不正确的是( ) A．可以将抗病虫害基因、抗除草剂基因转入农作物使其具有相应 的抗性 B．可以使用 DNA 重组的微生物，生产稀缺的基因药物 C．可以通过转基因技术使奶牛变成生物反应器，使它们的奶中富 含某种营养物质或人类所需要的蛋白质 D．将不同生物的 DNA 进行转移和重组，可以创造出新物种 答案 D 解析 将不同生物的 DNA 进行转移和重组，可以创造出新品种， 但不能产生新物种，D 错误。 7．干扰素是一种抗病毒特效药，能抵抗肝炎、狂犬病等由病毒引 起的感染，并对治疗乳腺癌、骨髓癌及某些白血病也有一定的疗效。 传统的干扰素生产方法是从人的血液中提取，每升人血中只能提取 0.5 μg，所以价格昂贵。中国科学院院士侯云德等人成功地研制了下图所 示的干扰素生产方法。 (1)从上图可以看出，侯云德等人研制成功了运用________的方法 生产干扰素。 (2)干扰素在人体内是由______________产生分泌的，其化学本质 是________。 (3)在该方法中，目的基因是________，载体是________，受体细 胞是____________。 (4)图中过程①需要的物质是________，过程②需要的物质是 ____________。 (5) 图 中 A 的 名 称 是 ________ ， 它 重 组 成 功 的 物 质 基 础 是 ____________________的结构组成相同。 (6)过程③在基因工程中称为________。 答案 (1)基因工程 (2)效应 T 淋巴细胞 蛋白质 (3)干扰素基因 质粒 酵母菌 (4)限制酶 DNA 连接酶 (5)重 组载体(重组质粒) 干扰素基因的 DNA 与细菌质粒 DNA (6)转化 解析 (1)从图中可以看出，该过程为将外源基因(干扰素基因)导入 酵母菌细胞，并表达成功——生产出干扰素，因而该技术为基因工程。 (2)干扰素是由人体的效应 T 淋巴细胞产生的一种糖蛋白。 (3)据图可知目的基因为干扰素基因，载体是细菌中的质粒，受体 细胞是酵母菌。 (4)切割目的基因和质粒要用同种限制性核酸内切酶(限制酶)，而将 它们连接起来要用 DNA 连接酶。 (5)质粒和干扰素基因的 DNA 分子组成成分相同，结构相似，并都 遵循碱基互补配对原则。 (6)图中③是利用重组质粒将干扰素基因导入酵母菌细胞的过程， 在基因工程中称为转化。 8．基因敲除是应用 DNA 重组原理发展起来的一门新兴技术。“基 因敲除细胞”的构建过程如下： 第一步：从小鼠囊胚中分离出胚胎干细胞(ES)，在培养基中扩增。 这些细胞中需要改造的基因称为“靶基因”。 第二步：构建基因表达载体。取与靶基因序列同源的目的基因(同 源臂)，在同源臂上接入新霉素抵抗基因等。由于同源臂与靶基因的 DNA 正好配对，所以能像“准星”一样，将表达载体准确地带到靶基 因的位置。 第三步：将表达载体导入胚胎干细胞，并与其内靶基因同源重组， 完成胚胎干细胞的基因改造。 第四步：基因改造后的胚胎干细胞增殖、筛选。 基本原理如图所示。 请根据上述资料，回答下列问题： (1)在把与靶基因序列同源的目的基因导入受体细胞前，应首先完 成 ________________ ， 在 这 个 过 程 中 所 需 要 的 工 具 酶 是 ________________。 (2)启动子是______________________________，它位于基因的首 端，是________识别和结合的部位，有了它才能驱动基因转录出 mRNA。 (3)如果要获得一只含目的基因的小鼠，则选择的受体细胞通常是 ________，原因是________________________________。一般可采用 ________技术将目的基因导入受体细胞。若用大肠杆菌储存目的基因， 则需先将其处理为________细胞。 (4) 上 述 资 料 中 新 霉 素 抵 抗 基 因 的 作 用 最 可 能 是 ________________。 (5)(3)中获得的小鼠，通过有性生殖产生的后代是否都含该目的基 因？________。为什么？_____________________________________。 (6) 该 项 技 术 具 有 广 阔 的 应 用 前 景 ， 请 试 举 一 例 ： _________________________________________________________。 答案 (1)基因表达载体的构建 限制酶和 DNA 连接酶 (2)一段有特殊结构的 DNA 片段 RNA 聚合酶 (3)受精卵 动物受精卵具有全能性 显微注射 感受态 (4)作为标记基因 (5)否 在形成生殖细胞时等位基因(目的基因和靶基因)会发生分 离 (6)基因治疗、动植物改良、利用动植物生产药物等 解析 (1)基因工程的操作步骤：①目的基因的获取；②基因表达 载体的构建；③将目的基因导入受体细胞；④目的基因的检测与鉴定。 因此，将目的基因导入受体细胞前应先完成基因表达载体的构建，该 过程需要用到限制酶和 DNA 连接酶。 (2)基因表达载体包括启动子、终止子、目的基因和标记基因等。 其中，启动子是一段有特殊结构的 DNA 片段，它位于基因的首端，是 RNA 聚合酶识别和结合的部位，有了它才能驱动基因转录出 mRNA。 (3)因为动物的受精卵具有全能性，所以一般选受精卵作为转基因 动物的受体细胞；显微注射技术是转基因动物中采用最多，也是最为 有效的一种将目的基因导入动物细胞的方法。若将目的基因导入微生 物细胞，首先用钙离子处理使其变成感受态细胞。 (4)上述资料中，新霉素抵抗基因的作用最可能是作为标记基因， 便于筛选。 (5)转基因动物通过有性生殖产生的后代可能不含有目的基因，因 为在形成生殖细胞时等位基因(目的基因和靶基因)会发生分离。 (6)转基因技术具有广阔的应用前景，如基因治疗、动植物改良、 利用动植物生产药物等。