同步練習(xí)17 基因工程及其應(yīng)用

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1、基因工程及其應(yīng)用 一、選擇題(每小題2分，共30分) 1．我國科學(xué)家運用基因工程技術(shù)，將蘇云金芽孢桿菌的抗蟲基因?qū)朊藁?xì)胞并成功表達(dá)，培育出了抗蟲棉。下列敘述不正確的是(　　) A．基因非編碼區(qū)對于抗蟲基因在棉花細(xì)胞中的表達(dá)不可缺少 B．重組DNA分子中增加一個堿基對不一定導(dǎo)致毒蛋白的毒性喪失 C．抗蟲棉的抗蟲基因可通過花粉傳遞至近緣作物，從而造成基因污染 D．轉(zhuǎn)基因棉花是否具有抗蟲特性是通過檢測棉花對抗生素抗性來確定的 解析：基因只有保持完整性，才能表達(dá)；重組DNA分子中增加一個堿基對，如果對抗蟲基因沒有造成破壞，轉(zhuǎn)錄翻譯出的蛋白質(zhì)照樣具有生物活性；轉(zhuǎn)基因抗蟲棉是否具有抗蟲特

2、性，可通過讓害蟲吞吃抗蟲棉后觀察效果即可，與抗生素抗性是兩回事。 答案：D 2．以下有關(guān)基因工程的敘述，正確的是(　　) A．基因工程是細(xì)胞水平上的生物工程 B．基因工程的產(chǎn)物對人類全部是有益的 C．基因工程產(chǎn)生的變異屬于人工誘變 D．基因工程育種的優(yōu)點之一是目的性強 解析：基因工程是在生物體外，通過對DNA分子進(jìn)行人工“剪切”和“拼接”，對生物的基因進(jìn)行改造(目的性強)和重新組合(基因重組)，然后導(dǎo)入體細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行無性繁殖，使重組基因在受體細(xì)胞內(nèi)表達(dá)，產(chǎn)生出人類所需要的基因產(chǎn)物。但并不是所有的基因產(chǎn)物對人類都是有益的。 答案：D 3．下列關(guān)于限制酶的說法正確的是(　　) A

3、．限制酶廣泛存在于各種生物中，但微生物中很少 B．一種限制酶只能識別一種特定的核苷酸序列 C．不同的限制酶切割DNA后都會形成黏性末端 D．限制酶的作用部位是特定核苷酸形成的氫鍵 解析：本題考查限制酶的來源、特性及作用部位。具體分析如下： 選項判斷 原因分析 A項錯誤 限制酶的存在非常廣泛，主要存在于微生物中 B項正確 一種限制酶只能識別一種特定的核苷酸序列，并在特定的切點上切割DNA分子 C項錯誤 限制酶切割后一般形成黏性末端，但部分限制酶切割后會形成平末端 D項錯誤 限制酶的作用部位是特定核苷酸序列中兩個核苷酸間的磷酸二酯鍵 答案：B 4．為了培育節(jié)水高

4、產(chǎn)品種，科學(xué)家將大麥中與抗旱節(jié)水有關(guān)的基因?qū)胄←?，得到轉(zhuǎn)基因小麥，其水分利用率提高了20%。這項技術(shù)的遺傳學(xué)原理是(　　) A．基因突變　　　　　　　 B．基因重組 C．基因復(fù)制 D．基因分離 解析：應(yīng)用重組DNA技術(shù)，人們可以把某個目的基因，通過運載體送入生物細(xì)胞中，并且使新的基因在細(xì)胞中正確表達(dá)，從而達(dá)到定向改變生物性狀的目的。這項技術(shù)的遺傳學(xué)原理是基因重組。除了轉(zhuǎn)基因技術(shù)外，利用雜交育種或誘變育種的手段也能培育新品種。 答案：B 5．在基因工程操作過程中，DNA連接酶的作用是(　　) A．將任意兩個DNA分子連接起來 B．將具有相同黏性末端的DNA分子連接，包括DNA

5、分子的基本骨架和堿基對之間的氫鍵 C．只連接具有相同黏性末端的DNA分子的基本骨架，即磷酸二酯鍵 D．只連接具有相同黏性末端的DNA分子堿基對之間的氫鍵 解析：DNA連接酶的作用是只連接具有相同黏性末端的DNA分子的基本骨架，即磷酸二酯鍵。相同黏性末端的堿基是通過氫鍵結(jié)合形成堿基對。 答案：C 6．現(xiàn)有黑色短毛兔和白色長毛兔，要育出黑色長毛兔。理論上可采用的技術(shù)是(　　) ①雜交育種?、诨蚬こ獭、壅T變育種?、芸寺〖夹g(shù) A．①②④ B．②③④ C．①③④ D．①②③ 解析：由黑色短毛兔和白色長毛兔，通過雜交育種可實現(xiàn)基因重組，育出黑色長毛兔；通過基因工程將決定黑色的基

6、因和長毛的基因?qū)胪玫氖芫阎?，而育出黑色長毛兔；通過基因突變也有可能使決定白色的基因突變?yōu)楹谏蚨拱咨L毛兔突變?yōu)楹谏L毛兔；而克隆屬于無性生殖，子代的遺傳物質(zhì)未發(fā)生變化，所產(chǎn)生的兔的性狀仍是黑色短毛或白色長毛，因此不會出現(xiàn)黑色長毛兔。 答案：D 7．水母發(fā)光蛋白由236個氨基酸構(gòu)成，其中由三種氨基酸構(gòu)成發(fā)光環(huán)，現(xiàn)已將這種蛋白質(zhì)的基因作為生物轉(zhuǎn)基因的標(biāo)記基因。在轉(zhuǎn)基因技術(shù)中，這種蛋白質(zhì)的作用是(　　) A．促使目的基因成功導(dǎo)入宿主細(xì)胞中 B．使目的基因的成功導(dǎo)入容易被檢測出來 C．使目的基因在宿主細(xì)胞中更容易復(fù)制 D．使目的基因更容易成功表達(dá) 解析：標(biāo)記基因表現(xiàn)的性狀其作用

7、是使目的基因的成功導(dǎo)入容易被檢測出來。 答案：B 8．運用現(xiàn)代生物技術(shù)，將蘇云金芽孢桿菌的抗蟲基因融合到棉花細(xì)胞中，為檢測實驗是否成功，最方便的方法是檢測棉花植株是否有(　　) A．抗蟲基因 B．抗蟲基因的產(chǎn)物 C．新的細(xì)胞核 D．抗蟲的性狀 解析：基因工程中目的基因?qū)胧欠癯晒Φ臋z測，主要是檢測受體細(xì)胞是否出現(xiàn)了預(yù)期的目的基因產(chǎn)物，在這里最簡便的辦法就是看看是否出現(xiàn)抗蟲的性狀。 答案：D 9．下列哪項不是轉(zhuǎn)基因食物潛在的安全隱患(　　) A．轉(zhuǎn)基因植物有可能合成出對人體有直接毒性或潛在毒性的蛋白質(zhì) B．轉(zhuǎn)基因植物合成的某些新的蛋白質(zhì)有可能成為某些人的過敏原 C．某

8、些轉(zhuǎn)基因生物可以合成干擾素，進(jìn)入人體增強相應(yīng)細(xì)胞的免疫力 D．某些基因足以使植物體內(nèi)某些代謝途徑發(fā)生變化，導(dǎo)致轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物營養(yǎng)成分的改變 解析：轉(zhuǎn)基因生物引發(fā)食物安全的主要理由如下：對食物的安全性檢測不夠；擔(dān)心出現(xiàn)滯后效應(yīng)；擔(dān)心出現(xiàn)新的過敏原；擔(dān)心營養(yǎng)成分改變等。因此A、B、D三項都屬于轉(zhuǎn)基因食物潛在的安全隱患，只有C項不是，它是基因工程在制藥方面的應(yīng)用。 答案：C 10．基因工程技術(shù)也稱為DNA重組技術(shù)，其實施必須具備四個必要的條件是(　　) A．目的基因、限制性內(nèi)切酶、運載體、體細(xì)胞 B．重組DNA、RNA聚合酶、內(nèi)切酶、連接酶 C．模板DNA、信使RNA、質(zhì)粒、受體細(xì)胞

9、D．工具酶、目的基因、運載體、受體細(xì)胞 解析：根據(jù)基因工程的操作工具和基因工程操作的基本步驟，實施基因工程必須有工具酶、目的基因、基因的運載體和受體細(xì)胞。 答案：D 11．下列不屬于基因工程的運載體必須具備的條件的是(　　) A．能在宿主細(xì)胞中復(fù)制并保存 B．具有多個限制酶切點，以便與外源基因連接 C．具有標(biāo)記基因，便于進(jìn)行篩選 D．是環(huán)狀的DNA分子 解析：作為基因工程的運載體必須能與宿主細(xì)胞“和睦相處”并能夠在其中復(fù)制并保存，具有限制酶切點，以便與外源基因連接；具有標(biāo)記基因，便于進(jìn)行篩選，否則操作將會失去意義；并非只有環(huán)狀的DNA分子才能夠作為運載體。 答案：D 12．

10、某種轉(zhuǎn)基因玉米能高效合成一種多肽類的蛋白酶抑制劑，積累于莖葉中，讓取食它的害蟲的消化酶受抑制，無法消化食物而死。下列就該玉米對人類的安全性評論中，不符合生物學(xué)原理的是(　　) A．安全，玉米的蛋白酶抑制劑對人體的消化酶很可能無影響，因為人體消化酶和害蟲消化酶結(jié)構(gòu)上存在差異 B．安全，人類通常食用煮熟的玉米食品，玉米的蛋白酶抑制劑已被高溫破壞，不抑制人體消化酶 C．不安全，玉米的食用部分也可能含有蛋白酶抑制劑，食用后使人無法消化食物而患病 D．不安全，玉米的蛋白酶抑制劑基因被食用后，可在人體細(xì)胞內(nèi)表達(dá)，使人無法消化食物而患病 解析：蛋白酶抑制劑是在基因控制下合成的，該DNA分子被人攝取

11、后被DNA酶水解成核苷酸，失去功能特性，從而不能在人體內(nèi)表達(dá)蛋白酶抑制劑。 答案：D 13．利用外源基因在受體細(xì)胞中表達(dá)，可生產(chǎn)人類所需要的產(chǎn)品。下列選項中能說明目的基因完成了在受體細(xì)胞中表達(dá)的是(　　) A．棉花二倍體細(xì)胞中檢測到細(xì)菌的抗蟲基因 B．大腸桿菌中檢測到人胰島素基因及其mRNA C．山羊乳腺細(xì)胞中檢測到人生長激素DNA序列 D．酵母菌細(xì)胞中提取到人干擾素蛋白 解析：“基因的表達(dá)”是指基因使遺傳信息以一定的方式反映到蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)上這一過程，即必須獲得相應(yīng)蛋白質(zhì)才能說明基因完成了表達(dá)過程。四個選項中A項檢測到基因、B項檢測到基因及其mRNA、C項檢測到DNA序列，而

12、只有D項提取到了蛋白質(zhì)。由此不難得出D為正確答案。 答案：D 14．用基因工程技術(shù)可使大腸桿菌合成人的蛋白質(zhì)。下列敘述不正確的是(　　) A．常用相同的限制性內(nèi)切酶處理目的基因和質(zhì)粒 B．DNA連接酶和RNA聚合酶是構(gòu)建重組質(zhì)粒必需的工具酶 C．可用含抗生素的培養(yǎng)基檢測大腸桿菌中是否導(dǎo)入了重組質(zhì)粒 D．導(dǎo)入大腸桿菌的目的基因不一定能成功表達(dá) 解析：質(zhì)粒是小型環(huán)狀的DNA分子，它的重組不需要RNA聚合酶，而是需要限制酶和DNA連接酶。 答案：B 15．北極比目魚中有抗凍基因，其編碼的抗凍蛋白具有11個氨基酸的重復(fù)序列，該序列重復(fù)次數(shù)越多，抗凍能力越強。如下圖是獲取轉(zhuǎn)基因抗凍番茄

13、植株的過程示意圖，有關(guān)敘述正確的是(　　) A．過程①獲取的目的基因，可用于基因工程和比目魚基因組測序 B．將多個抗凍基因編碼區(qū)依次相連成能表達(dá)的新基因，不能得到抗凍性增強的抗凍蛋白 C．過程②構(gòu)成的重組質(zhì)粒缺乏標(biāo)記基因，需要轉(zhuǎn)入農(nóng)桿菌才能進(jìn)行篩選 D．應(yīng)用DNA探針技術(shù)，可以檢測轉(zhuǎn)基因抗凍番茄植株中目的基因的存在及其完全表達(dá) 解析：因為一種氨基酸可能對應(yīng)多種密碼子、真核生物體內(nèi)的基因含有內(nèi)含子等因素，導(dǎo)致逆轉(zhuǎn)錄合成的目的基因與原基因有較大的差異，所以人工合成的目的基因不能用于比目魚基因組測序，A選項錯誤；抗凍蛋白的11個氨基酸的重復(fù)序列重復(fù)次數(shù)越多，抗凍能力越強，并不是抗凍基因

14、的編碼區(qū)重復(fù)次數(shù)越多抗凍能力越強，抗凍基因編碼區(qū)依次相連形成的新基因已不是原來的抗凍基因，因此不能得到抗凍性增強的抗凍蛋白，B選項正確；農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法是將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞的最常用方法，不是為了篩選含有標(biāo)記基因的質(zhì)粒，C選項錯誤；應(yīng)用DNA探針技術(shù)，可以檢測轉(zhuǎn)基因植物中目的基因的存在，但不能完成對目的基因表達(dá)的檢測，D選項錯誤。 答案：B 二、簡答題(共20分) 16．(10分)基因工程基本操作流程如圖，請據(jù)圖分析回答： (1)圖中A是________；在基因工程中，需要在________酶的作用下才能完成剪接過程。 (2)圖中遵循堿基互補配對原則的步驟有________。(用圖

15、中序號表示) (3)從分子水平分析不同種生物之間的基因移植能夠成功的主要原因是________，也說明了不同生物共用一套________。 解析：圖中A與目的基因結(jié)合形成重組DNA分子，所以A應(yīng)為運載體；基因工程中的“剪”需要限制酶，“接”需要DNA連接酶；圖中的“拼接”和“擴增”過程需進(jìn)行堿基互補配對，如果目的基因的獲取方法是人工合成法，也需進(jìn)行堿基互補配對；不同種生物之間基因移植成功的原因，也就是基因工程的理論基礎(chǔ)即生物界共用一套遺傳密碼和所有生物的DNA分子的結(jié)構(gòu)基本相同。 答案：(1)運載體　限制酶和DNA連接 (2)②④(①②④) (3)不同生物的DNA分子基本結(jié)構(gòu)是相同的

16、　遺傳密碼 17．(10分)干擾素是一種糖蛋白，過去從人的血液中的白細(xì)胞中提取，產(chǎn)量很低。我國的科研人員侯云院士等一批人，成功運用基因工程技術(shù)提高了其產(chǎn)量，如圖為其原理過程圖。請據(jù)圖回答： (1)圖中①過程叫______________________。 (2)圖中③物質(zhì)的化學(xué)本質(zhì)是________，它之所以能作為運載體，必須具備的特點是______________(寫出任兩點)。 (3)切割③和②過程所需的酶一般是相同的，其原因是____________________________。 (4)該過程中，供體細(xì)胞是________，受體細(xì)胞是________(填字母)，重組DN

17、A分子是________(填序號)，在形成④的過程中需要______________________。 (5)大腸桿菌等微生物是基因工程最常用的實驗材料，這是因為________________。 (6)人的干擾素基因能在大腸桿菌內(nèi)表達(dá)，其根本原因是__________________________。 解析：圖中①②為目的基因的提取過程，采用的方法為酶切法；圖中③為從大腸桿菌中提取的質(zhì)粒；④表示重組DNA分子；切割③和②過程所需的酶叫限制酶，所用的酶相同，產(chǎn)生的黏性末端也相同，便于構(gòu)建重組DNA分子。在該過程中，供體細(xì)胞是人的體細(xì)胞，受體細(xì)胞是大腸桿菌b，選擇大腸桿菌作為受體細(xì)胞是因為其繁殖快、結(jié)構(gòu)簡單，其內(nèi)的遺傳物質(zhì)少。人的基因能在大腸桿菌中表達(dá)是由于它們共用一套遺傳密碼。 答案：(1)提取目的基因 (2)雙鏈環(huán)狀DNA分子(或DNA分子)　具有一個或多個限制酶切割位點，在細(xì)胞中能夠自我復(fù)制，有特殊的標(biāo)記基因等 (3)為了產(chǎn)生相同的黏性末端 (4)人的體細(xì)胞　b?、堋NA連接酶 (5)大腸桿菌結(jié)構(gòu)簡單、繁殖快，其內(nèi)的遺傳物質(zhì)少(任寫兩點即可) (6)它們共用一套遺傳密碼 7