2020-2021学年高中生物人教版选修3习题：1-3　基因工程的应用

2020-2021学年高中生物人教版选修3习题：1-3　基因工程的应用

1.3 基因工程的应用 课后篇巩固提升 基础知识巩固 1.下列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 解析基因工程培育的抗虫棉只能抗某种虫害,不能抗病毒。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。科学家将必需氨基酸含量多的蛋白质编码基因导入植物中,或 者改变这些氨基酸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 2.利用基因工程,可将酵母菌制成“工程菌”, 用于生产乙肝疫苗,在制作“工程菌”时,应向酵母菌 中导入( ) A.乙肝病毒的表面抗原 B.抗乙肝病毒的抗体的基因 C.抗乙肝病毒的抗体 D.乙肝病毒的表面抗原基因 答案 D 3.治疗复合型免疫缺陷症、白化病、囊性纤维化病等人类遗传病的最有效手段是( ) A.口服化学药物 B.注射化学药物 C.利用辐射或药物诱发致病基因突变 D.采用基因治疗法纠正或弥补缺陷基因带来的影响 答案 D 4.番茄营养丰富,是人们喜爱的蔬菜之一。普通番茄细胞中含有多聚半乳糖醛酸酶基因,控制细 胞产生多聚半乳糖醛酸酶,该酶能破坏细胞壁,使番茄软化,不耐储存。科学家通过基因工程将一 种抗多聚半乳糖醛酸酶的基因导入番茄细胞,获得了抗软化番茄。下列关于培育抗软化番茄的 叙述,错误的是( ) A.质粒可作为载体 B.受体细胞是番茄细胞 C.目的基因为多聚半乳糖醛酸酶基因 D.目的基因的表达延缓了细胞的软化 解析培育抗软化番茄时可以质粒作为载体,目的基因是抗多聚半乳糖醛酸酶基因,受体细胞是 番茄细胞。 答案 C 5.下列关于用转基因动物作器官移植供体的研究的叙述,不正确的是( ) A.器官短缺和免疫排斥是目前制约人体器官移植的两大难题 B.猪的内脏构造、大小和血管分布与人的极为相似 C.灵长类动物体内隐藏的、可导致人类疾病的病毒少于猪 D.无论以哪种动物作为供体,都需要在其基因组中导入某种调节因子,以抑制抗原决定基因的表 达,或设法除去抗原决定基因 解析猪体内隐藏的、可导致人类疾病的病毒远远少于灵长类动物。为解决免疫排斥问题,应在 器官供体基因组中导入某种调节因子,或设法除去抗原决定基因,以培育出没有免疫排斥反应 的转基因克隆器官。 答案 C 6.利用基因工程生产蛋白质药物,经历了三个发展阶段。第一阶段:将人的基因转入细菌细胞。 第二阶段:将人的基因转入小鼠等动物细胞。这两个阶段都进行细胞培养,提取药物。第三阶段: 将人的基因转入高等动物体内,饲养这些动物,从乳汁、尿液等中提取药物。 (1)将人的基因转入异种生物的细胞或个体内,能够产生药物蛋白的原理是基因能控制 (以遗传信息图表示)过程。 (2)为了获得更多的目的基因,可以用 技术使目的基因在生物体外大量扩增。 (3)由于重组 DNA 分子成功导入受体细胞的频率 ,所以在转化后通常需要进行 操作。 (4)利用转基因牛、羊乳汁提取药物工艺简单,甚至可以直接饮用乳汁治病。如果让药物蛋白基 因在动物如牛、羊的膀胱上皮细胞中表达,利用转基因牛、羊的尿液生产提取药物比用乳汁提 取药物具有更大的优越性,其优越性在于:处于不同发育时期的 (填性别)动物可 产生药物。 解析基因工程成功的标志是合成相应的蛋白质,表现出相应的性状;在实验室中可以通过 PCR 技术对目的基因进行扩增;目前条件下,基因工程的成功率还是比较低的,所以在转化后通常需 要进行筛选。 答案(1)DNA RNA 蛋白质(性状) (2)PCR(多聚酶链式反应) (3)低 筛选 (4)雌性、雄 性 能力素养提升 7.下图是将人的生长激素基因导入细菌 B 细胞内制造“工程菌”的示意图。已知细菌 B 细胞内不 含质粒 A,也不含质粒 A 上的基因。判断下列说法正确的是( ) A.将重组质粒导入细菌 B 常用的方法是显微注射法 B.将完成导入过程后的细菌涂布在含有氨苄青霉素的培养基上,能生长的只是导入了重组质粒 的细菌 C.将完成导入过程后的细菌涂布在含有四环素的培养基上,能生长的是导入了质粒 A 的细菌 D.目的基因成功表达的标志是受体细胞能在含有氨苄青霉素的培养基上生长 解析将基因表达载体导入细菌 B 之前,一般要先用 Ca2+处理细菌细胞,使之处于感受态,从而能 够吸收重组质粒,显微注射法是将目的基因导入动物细胞常用的方法,A 项错误;质粒 A 中含有 抗四环素基因和抗氨苄青霉素基因,而重组质粒中抗四环素基因被破坏,只含抗氨苄青霉素基 因,则在含有氨苄青霉素的培养基上能生长的是导入质粒A或重组质粒的细菌,能在含有四环素 的培养基上生长的是导入了质粒 A 的细菌,B 项错误,C 项正确;根据题干信息分析,目的基因(人 的生长激素基因)成功表达的标志是受体细胞能产生人的生长激素,D 项错误。 答案 C 8.干扰素是一种抗病毒的特效药,它是一种糖蛋白。传统的生产方法是从人血液中的白细胞内 提取,每 300 L 血液只能提取出 1 mg 干扰素,所以干扰素的价格非常昂贵。现在某基因公司用下 图所示方法生产干扰素,请回答下列相关问题。 (1)从人的淋巴细胞中提取出 ,使它同质粒相结合,然后导入酵母菌体内。 (2)科学家成功地把人的干扰素基因插入烟草的 DNA 分子上,使烟草获得了抗病毒的能力,试分 析回答下列问题。 ①人的基因之所以能移入植物体内,其物质基础是 。 ②烟草有了抗病毒的能力,这表明烟草体内产生了 。烟草植株产生这种新性状(变 异性状)的来源属于 。 ③要检测干扰素基因是否进入烟草细胞,可采用的方法是 ;若要检 测干扰素基因是否表达出干扰素,可采用 的方法。 解析(1)通过基因工程构建“工程菌”的方法:从淋巴细胞中提取出干扰素基因,使它与质粒结合 形成重组质粒,然后将重组质粒导入酵母菌中,通过相应的检测与鉴定方法得到成功转入了重 组质粒的酵母菌,再通过培养这种酵母菌,使之合成大量的干扰素。(2)基因工程的理论基础:不同 生物的 DNA 结构基本相同,不同生物间能进行基因的移接。基因工程的原理是基因重组。若要 检测干扰素基因是否进入烟草细胞,可采用的方法是 DNA 分子杂交技术;若要检测干扰素基因 是否表达出干扰素,可采用抗原—抗体杂交的方法。 答案(1)干扰素基因 (2)①它们的 DNA 结构基本相同 ②干扰素 基因重组 ③DNA 分子杂 交技术 抗原—抗体杂交 9.科学家尝试使用 Cre/LoxP 位点特异性重组系统,在确定目的基因导入成功后,删除转基因烟草 细胞内的抗除草剂基因。其技术过程如图 1 所示(图中的 ■ 代表基因前的启动子),据图回答下列 问题。 图 1 (1)LoxP 是一种仅由 34 个碱基对构成的小型 DNA 片段,由两个含 13 个碱基对的反向重复序列 和中间间隔的 8 个碱基对序列共同组成,自身不会表达,插入质粒后也不影响原有基因的表达, 其碱基序列如图 2 所示: 图 2 Cre 酶能特异性地识别此序列并在箭头处切开 LoxP,其功能类似于基因工程中的 酶。 (2)将重组质粒导入植物细胞最常用的方法是 。作为标记基因,抗除草剂基 因用于检测目的基因是否导入成功的原理是 。 (3)确定目的基因导入成功后,抗除草剂基因就没有用了。抗除草剂基因继续留在植物体内可能 会造成的安全问题是 。经 Cre 酶处理后,质粒中 的两个 LoxP 序列分别被切开后,可得到图 1 中右侧的这两个 DNA 分子。由 于 ,因此抗除草剂基因不再表达。 解析(1)Cre 酶可以识别 DNA 的特异序列并在特定位点切割,使磷酸二酯键断裂,功能类似于限 制性核酸内切酶(限制酶)。 (2)将重组质粒导入细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法等,其中导入植物细胞最常用的 方法是农杆菌转化法。抗除草剂基因可以作为标记基因,检测目的基因是否导入成功,是因为抗 除草剂基因与目的基因在同一个质粒上,两者一起表达。如果表现出抗除草剂性状,则说明目的 基因成功导入。 (3)抗除草剂基因如果留在植物体内,可能传播、重组到杂草 DNA 中,导致杂草抗除草剂,难 以清除。由图 1 可知,质粒二中缺少启动子,抗除草剂基因无法正常表达。 答案(1)限制 (2)农杆菌转化法 抗除草剂基因与目的基因在同一个质粒上 (3)抗除草剂基因可能转移到杂草中 抗除草剂基因没有启动子