2019-2020学年人教版生物选修三同步导练课时作业3　基因工程的应用

2019-2020学年人教版生物选修三同步导练课时作业3　基因工程的应用

课时作业 3 基因工程的应用 一、选择题 1．下列转基因植物与所选用的目的基因对应错误的是( ) A．抗虫棉——Bt 毒蛋白基因 B．抗病毒转基因烟草——几丁质酶基因 C．抗盐碱和抗旱植物——调节细胞渗透压的基因 D．耐寒的番茄——抗冻基因 解析：抗病毒转基因植物所采用的基因，常使用病毒外壳蛋白基 因和病毒的复制酶基因，几丁质酶基因及抗毒素合成基因一般用作抗 真菌转基因植物的目的基因，故选项 B 错。 答案：B 2．运用现代生物技术的育种方法，将抗菜青虫的 Bt 毒蛋白基因 转入优质油菜中，培育出转基因抗虫油菜品种，这一品种在生长过程 中能产生特异的杀虫蛋白，对菜青虫有显著抗性，能大大减轻菜青虫 对油菜的危害，提高油菜产量，减少农药使用量，保护农业生态环境。 根据以上信息，下列叙述正确的是( ) A．Bt 毒蛋白基因的化学成分是蛋白质 B．Bt 毒蛋白基因中有菜青虫的遗传物质 C．转基因抗虫油菜能产生杀虫蛋白是由于具有 Bt 毒蛋白基因 D．转基因抗虫油菜产生的杀虫蛋白是无机物 解析：基因是携带遗传信息的 DNA 片段，A 选项错误；Bt 毒蛋 白基因是从苏云金芽孢杆菌细胞内提取的，其表达产物是毒蛋白(属 于有机物)，毒蛋白能够杀死菜青虫，所以 B、D 选项错误，C 选项正 确。 答案：C 3．下列关于基因工程成果的概述，不正确的是( ) A．医药卫生方面，主要用于诊断治疗疾病 B．在农业上主要是培育高产、稳产、品质优良和具有抗逆性的 农作物 C．在畜牧养殖业上培育出了体型大、品质优良的动物 D．在环境保护方面主要用于环境监测和对污染环境的净化 解析：基因工程在医药卫生方面的应用，主要是用于生产药物， 基因治疗现在处于临床试验阶段。 答案：A 4．利用基因工程技术将生长激素基因导入绵羊体内，转基因绵 羊生长速率比一般的绵羊提高 30%，体型大 50%，在基因操作过程中 生长激素基因的受体细胞最好采用( ) A．乳腺细胞 B．体细胞 C．受精卵 D．精巢 解析：转基因羊全身所有的组织细胞均来自受精卵的有丝分裂， 遗传物质都与受精卵完全相同，且受精卵体积较大，容易操作，也能 保证发育成的个体的所有细胞都含有生长激素基因，故正确选项为 C。 答案：C 5．我国转基因技术发展态势良好，农业部依法批准发放了转植 酸酶基因玉米、转基因抗虫水稻的生产应用安全证书。下列关于转基 因玉米和转基因水稻的叙述不正确的是( ) A．转植酸酶基因玉米的外源基因是植酸酶基因 B．转基因抗虫水稻减少了化学农药的使用，减少了环境污染 C．转基因抗虫水稻是否具有抗虫性，可通过饲养卷叶螟进行检 测 D．转基因抗虫水稻的外源基因是几丁质酶基因 解析：转植酸酶基因玉米的外源基因是植酸酶基因，转基因抗虫 水稻的外源基因是 Bt 毒蛋白基因，而几丁质酶基因是抗真菌转基因 植物常用的基因；转基因抗虫水稻减少了农药的使用，减少了环境污 染，同时降低了农业生产的成本；检测目的基因是否表达最简便的方 法是个体水平的检测。 答案：D 6．工程菌是指( ) A．用物理或化学方法诱发菌类自身某些基因得到高效表达的菌 类细胞群 B．用遗传工程的方法把相同种类不同株系的菌类通过杂交得到 新细胞群 C．用基因工程的方法使外源基因得到高效表达的菌类细胞群 D．从自然界中选取的能迅速增殖的菌类 解析：工程菌是指用基因工程的方法使外源基因得到高效表达的 菌类细胞群。 答案：C 7．科学家已能运用基因工程技术，让羊合成并由乳腺分泌抗体， 相关叙述中正确的是( ) ①该技术将导致定向变异 ②DNA 连接酶把目的基因与载体黏 性末端的碱基对连接起来 ③蛋白质中的氨基酸序列可为合成目的 基因提供依据 ④受精卵是理想的受体 A．①②③④ B．①③④ C．②③④ D．①②④ 解析：基因工程可将控制特定性状的外源基因导入受体细胞，从 而定向改造生物的性状；DNA 连接酶连接的不是目的基因与载体黏 性末端的碱基对，而是磷酸二酯键；由蛋白质中的氨基酸序列可推知 相应的 mRNA 中核苷酸序列，进而可推测相应基因中核苷酸排序， 从而可以用化学合成方法人工合成目的基因；受精卵的全能性高，容 易发育为一个完整生物个体。 答案：B 8．科学家将萤火虫的荧光基因分离出来，转移到烟草的细胞中， 成功得到了能够发出荧光的烟草植株。这一实验的成功说明( ) A．萤火虫和烟草的细胞结构相同 B．萤火虫和烟草的基因相同 C．萤火虫和烟草的遗传信息相同 D．萤火虫和烟草共用一套密码子 解析：萤火虫是动物，而烟草是植物，两者的细胞结构相似，而 不是完全相同，A 项错误；萤火虫和烟草的基因结构相同，但基因中 的遗传信息不同，B 项错误；萤火虫和烟草的遗传信息不同，C 项错 误；萤火虫和烟草共用一套密码子，因此一种生物的基因能在另一种 生物体内表达，D 项正确。 答案：D 9．在实验室里用四环素培育转基因的雄性蚊子，这些蚊子与雌 性蚊子交配的后代也需要四环素才能生存，但实质上不可能找到，于 是会慢慢死去。该技术有望减少登革热等疾病的发生。下列关于该技 术说法正确的是( ) A．转基因技术能定向改变蚊子的基因，属于基因突变 B．该转基因蚊子属于新的物种 C．需要四环素才能生存这一特性是基因和环境共同作用的结果 D．该技术的其中一个环节是构建基因表达载体，需要用到限制 酶和 DNA 聚合酶 解析：转基因技术能定向改变蚊子的基因，属于基因重组，A 项 错误；该转基因蚊子具有新的基因，但仍能与雌性蚊子交配产生后代， 没有出现生殖隔离，所以不属于新的物种，B 项错误；由于产生的后 代需要四环素才能生存，说明这一特性是基因和环境共同作用的结 果，C 项正确；该技术的其中一个环节是构建基因表达载体，需要用 到限制酶和 DNA 连接酶，D 项错误。 答案：C 10．北极比目鱼中有抗冻基因，其编码的抗冻蛋白具有 11 个氨 基酸的重复序列，该序列重复次数越多，抗冻能力越强，下图是获取 转基因抗冻番茄植株的过程示意图，有关叙述正确的是( ) A．过程①获取的目的基因，可用于基因工程和比目鱼基因组测 序 B．将多个抗冻基因编码区依次相连成能表达的新基因，不能得 到抗冻型增强的抗冻蛋白 C．过程②构成的重组质粒缺乏标记基因，需要转入农杆菌才能 进行筛选 D．应用 DNA 探针技术，可以检测转基因抗冻番茄植株中目的 基因的存在及其完全表达 解析：过程①为逆转录过程获得目的基因，缺少相应内含子，所 以用这种方法获得的基因不能用于比目鱼基因组测序；将多个抗冻基 因编码区依次相连成能表达的新基因，得到的蛋白质其抗冻性并不增 强；重组质粒上有标记基因，并不是转入农杆菌才能筛选，而是用农 杆菌转化法，有利于重组质粒导入受体细胞；应用 DNA 探针技术， 可以检测目的基因是否在受体细胞中存在，并不能检测其是否表达。 答案：B 二、综合题 11．继哺乳动物乳腺反应器研发成功后，膀胱生物反应器的研究 也取得了一定进展。最近，科学家培养出一种转基因小鼠，其膀胱上 皮细胞可以合成人的生长激素并分泌到尿液中。请回答： (1)将人 的生 长激 素基因 导入 小鼠受 体细 胞， 常用 方法 是 ________________。 (2)将目 的基 因导 入动物 细胞 时， 通常 要将 外源 基因导 入 ________中，原因是________________。 (3)通常采用________技术检测外源基因是否插入了小鼠的基因 组。 (4)在研制膀胱生物反应器时，应使外源基因在小鼠的________ 细胞中进行特异性表达。 解析：(1)将目的基因(人生长激素基因)导入动物细胞(小鼠受体 细胞)的常用方法是显微注射技术。(2)在哺乳动物细胞中，受精卵或 早期胚胎具有全能性，外源基因在相应的组织细胞中更容易表达，因 此，在动物细胞工程中，常将受精卵或早期胚胎细胞作为受体细胞。 (3)检测目的基因(人生长激素基因)是否插入了转基因动物染色体的 DNA(小鼠基因组)上的方法是 DNA 分子杂交技术。(4)由题中信息可 知，人生长激素基因在小鼠的膀胱上皮细胞内进行了特异性表达。 答案：(1)显微注射技术 (2)受精卵(早期胚胎细胞) 受精卵(或早期胚胎)具有全能性，可 使外源基因在相应的组织细胞中表达 (3)DNA 分子杂交 (4)膀胱上皮 12．我省有大量的盐碱地，科学家利用耐盐碱植物中的耐盐基因， 培育出了耐盐水稻新品系。下图是培育过程简图，请回答下面的问题。 (1)目的基因的获取需要________________酶，阶段Ⅰ的核心是 ____________________________________________。 (2)为保证耐盐基因的正常转录，b 上耐盐基因的两端应含有 ______________，将 b 导入 c 常用________法。 (3) 对 耐 盐 基 因 转 录 和 表 达 产 物 的 检 测 分 别 采 用 ________________、________________技术。 (4)阶段Ⅱ的核心过程是________________，由耐盐水稻细胞培 育成了耐盐水稻植株，说明植物细胞具有________________。 解析：(1)获取目的基因需限制性核酸内切酶；阶段Ⅰ的核心是构 建基因表达载体。(2)为保证耐盐基因的正常转录，表达载体中目的基 因的首端应有启动子，尾端应有终止子；将目的基因导入受体细胞常 用农杆菌转化法或基因枪法，对于单子叶植物常用后者。(3)转录检测 常用核酸分子杂交法；表达产物的检测常用抗原—抗体杂交法。(4) 阶段Ⅱ的核心过程是脱分化、再分化，由耐盐水稻细胞培育成耐盐植 株充分证明了植物细胞具有全能性。 答案：(1)限制性核酸内切(限制) 构建耐盐基因(基因)表达载体 (2)启动子、终止子 基因枪(或农杆菌转化) (3)分子杂交 抗原—抗体杂交 (4)脱分化和再分化 全能性 13．随着科学技术的发展，化学农药的产量和品种逐年增加，但 害虫的抗药性也不断增强，对农作物危害仍然很严重。如近年来棉铃 虫在我国大面积暴发成灾，造成经济损失每年达 100 亿以上。针对这 种情况，江苏农科院开展“转基因抗虫棉”的科技攻关研究，成功地 将某种能产生抗虫毒蛋白细菌的抗虫基因导入棉花细胞中，得到的棉 花新品种对棉铃虫的毒杀效果高达 80%以上。 (1)抗虫基因之所以能接到植物体内去，原因是______________。 (2)“转基因抗虫棉”具有抗害虫的能力，这表明棉花体内产生 了抗虫的________物质。这个事实说明，害虫和植物共用一套 ________，蛋白质合成的方式是________的。 (3)“转基因抗虫棉”抗害虫的遗传信息传递过程可表示为 ________________________。 (4)该项科技成果在环境保护上的作用是___________________。 (5)科学家预言，此种“转基因抗虫棉”独立种植若干代以后，也 将出现不抗虫的植株，此现象来源于___________________________。 解析：(1)基因工程中转基因的结构基础是目的基因与受体细胞 基因的结构相同(即细菌与棉花的 DNA 结构相同)。(2)“转基因抗虫 棉”具有抗害虫的能力，这表明棉花体内产生了抗虫的物质——毒蛋 白。这个事实说明，细菌的基因能在植物棉花内表达，表明细菌和植 物共用一套遗传密码，蛋白质合成都由 DNA 按照转录和翻译的方式 合成。(3)“转基因抗虫棉”抗害虫的遗传信息传递过程就是基因控 制蛋白质的合成的过程，可表示为 DNA(基因)―→RNA―→蛋白质。 (4)转基因抗虫棉减少了药物的使用，进而减少农药对环境的污染，保 护生态环境或生态平衡。(5)“转基因抗虫棉”独立种植若干代以后， 也将出现不抗虫的植株，属于变异中的基因突变。 答案：(1)细菌与棉花的 DNA 结构相同 (2)毒蛋白 遗传密码 相同 (3)DNA(基因)―→RNA―→蛋白质 (4)减少农药对环境的污染，保护生态环境或生态平衡 (5)基因突变 14．(2018 高考·课标全国卷Ⅱ)某种荧光蛋白(GFP)在紫外光或蓝 光激发下会发出绿色荧光，这一特性可用于检测细胞中目的基因的表 达。某科研团队将某种病毒的外壳蛋白(L1)基因连接在 GFP 基因的 5′ 末端，获得了 L1—GFP 融合基因(简称为甲)，并将其插入质粒 P0， 构建了真核表达载体 P1，其部分结构和酶切位点的示意图如下，图 中 E1～E4 四种限制酶产生的黏性末端各不相同。 回答下列问题： (1)据图推断，该团队在将甲插入质粒 P0 时，使用了两种限制酶， 这两种酶是________。使用这两种酶进行酶切是为了保证________， 也是为了保证_______。 (2)将 P1 转入体外培养的牛皮肤细胞后，若在该细胞中观察到了 绿色荧光，则说明 L1 基因在牛的皮肤细胞中完成了________和 ________过程。 (3)为了获得含有甲的牛，该团队需要做的工作包括：将能够产生 绿色荧光细胞的________移入牛的________中、体外培养、胚胎移植 等。 (4)为了检测甲是否存在于克隆牛的不同组织细胞中，某同学用 PCR 方法进行鉴定，在鉴定时应分别以该牛不同组织细胞中的 ________(填“mRNA”“总 RNA”或“核 DNA”)作为 PCR 模板。 解析：(1)据图示信息分析：将 L1GFP 融合基因(甲)插入质粒时 使用酶 E1 和 E4 进行酶切，既能保证 L1GFP 融合基因的完整，又能 保证 L1GFP 融合基因与载体的正确连接。(2)目的基因在受体细胞中 的表达包括转录和翻译两个过程。(3)将体外培养的含有目的基因的 动物体细胞核移入该动物的去核卵母细胞中，经过体外胚胎培养、胚 胎移植等技术可获得转基因动物。(4)检测目的基因是否存在于克隆 牛的不同组织细胞中，采用 PCR 技术鉴定时，应以该牛不同组织细 胞中的核 DNA 作为 PCR 模板。 答案：(1)E1 和 E4 甲的完整 甲与载体正确连接 (2)转录 翻译 (3)细胞核 去核卵母细胞 (4)核 DNA