学年高中生物人教版选修3专题1 基因工程学业分层测评3.docx

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学年高中生物人教版选修3专题1基因工程学业分层测评3

学业分层测评（三）

（建议用时：

45分钟）

[学业达标]

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．“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株系

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的新细胞株系

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株系

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率表达的菌类细胞株系。

【答案】　C

3．动物乳腺生物反应器是一项利用转基因动物的乳腺代替传统的生物发酵，进行大规模生产可供治疗人类疾病或用于保健的活性蛋白质的现代生物技术。

目前科学家已在牛和羊等动物的乳腺生物反应器中表达出了抗凝血酶、血清白蛋白、生长激素等重要药品。

大致过程如图所示：

下列有关说法，错误的是（　　）

A．通过③形成的重组质粒具有人的药用蛋白基因、启动子、终止子和标记基因

B．④通常采用显微注射法

C．在转基因母牛的乳腺细胞中人的药用蛋白基因才会得以表达，因此可以从乳汁中提取药物

D．该技术生产药物的优点是产量高、质量好、易提取

【解析】　要让药用蛋白基因在乳腺细胞内表达并分泌含药物的乳汁，重组质粒上还必须具有乳腺蛋白基因的启动子等调控组件，A项错误；转基因动物通常利用的受体细胞是受精卵，采用显微注射技术，B项正确；只有母牛到达泌乳期，乳腺细胞才会表达相应的药用蛋白基因，乳汁中含有药物，C正确；从乳汁里提取药物，优点突出，使动物本身成为“批量生产药物的工厂”，D项正确。

【答案】　A

4.转基因食品已大量进入我们的日常生活，如转基因西红柿、转基因草莓等，涉及的问题甚至关系到国家之间的贸易竞争，上图为“霸占中国市场的转基因大豆油”的部分图示。

下列关于转基因大豆的叙述不正确的是（　　）

A．培育过程中可能用到抗病、抗虫等抗性基因

B．目的基因的受体细胞可以是大豆受精卵，也可以是体细胞

C．转基因大豆的种植过程中减少了农药等的使用量，生产成本更低

D．固氮菌的固氮基因也是必需的目的基因之一

【解析】　大豆易与固氮菌共生起到生物固氮的作用，不需要转入固氮基因。

【答案】　D

5．上海医学研究所成功培育出第一头携带人白蛋白基因的转基因牛。

他们还研究出一种可大大提高基因表达水平的新方法，使转基因动物乳汁中的药物蛋白含量提高30多倍。

以下与此有关的叙述中正确的是（　　）

A．“转基因动物”是指体细胞中出现了新基因的动物

B．“提高基因表达水平”是指设法使牛的乳腺细胞中含有更多的人白蛋白基因

C．只在转基因牛乳汁中才能获取人白蛋白，是因为人白蛋白基因只在牛乳腺细胞中是纯合的

D．转基因牛的肌肉细胞中也有人白蛋白基因，但不发生转录、翻译，故不能合成人白蛋白

【解析】　转基因动物是指细胞中被转入了外源基因的动物，而不是指出现新基因的动物，如发生基因突变可能会出现新基因，但发生了基因突变的动物不叫转基因动物；“提高基因表达水平”是指设法使牛的乳腺细胞中含有更多的人白蛋白，而不是人白蛋白基因；转基因牛的肌肉细胞中也有人白蛋白基因，但由于基因的选择性表达，在肌肉细胞中该基因不表达，只能在牛乳腺细胞中表达并分泌到乳汁中，因而只能在转基因牛乳汁中获取人白蛋白。

【答案】　D

6．下列有关乳腺生物反应器与微生物生产药物的叙述错误的是（　　）

A．前者在乳汁中提取药物，后者在细胞中提取

B．前者是在畜牧业中的应用，后者是在工业生产中的应用

C．前者合成的蛋白质可加工成熟，后者合成的蛋白质一般不可加工成熟

D．两者与人体基因结构均相同

【解析】　动物基因的结构与人类基因的结构基本相同，微生物基因的结构与人类基因的结构不同。

【答案】　D

7．科学家从细菌中分离出耐高温淀粉酶（Amy）基因a，通过基因工程方法，将a转到马铃薯中，经检测发现Amy在成熟块茎细胞中存在。

这一过程涉及

（　　）【导学号：

72240012】

A．目的基因进入受体细胞后，随着马铃薯的DNA分子的复制而复制并传给子代细胞

B．基因a导入成功后，将抑制细胞原有的新陈代谢，开辟新的代谢途径

C．目的基因不需要整合到马铃薯的DNA分子中

D．目的基因来自细菌，可以不需要载体直接导入受体细胞

【解析】　植物基因工程中，导入的外源基因需在载体的协助下整合到受体细胞的染色体DNA上，才能稳定遗传给下一代。

【答案】　A

8．下列关于基因工程应用的叙述，正确的是（　　）

A．基因治疗就是把缺陷基因诱变成正常基因

B．基因诊断的基本原理是DNA分子杂交

C．一种基因探针能检测个体中的各种病毒

D．原核基因不能用来进行真核生物的遗传改良

【解析】　基因治疗是把正常基因导入病人体内，使该基因的表达产物发挥功能，从而达到治疗疾病的目的，A错误；基因探针具有特定的核苷酸序列，一种基因探针只能检测出特定的病毒，C错误；转基因抗虫棉是利用原核基因改良真核生物遗传特性的典型实例，D错误。

【答案】　B

9．抗逆转基因作物的培育与推广所带来的巨大效益是

（　　）

①在一定程度上，使作物摆脱土壤和气候条件的限制　②减少化学农药对环境的污染和人畜的危害　③减少化肥的制造和使用量，有利于环境保护　④能使作物在不良环境下更好地生长，提高产量

A．①②③B．①②④

C．①③④D．②③④

【解析】　抗逆转基因作物的培育与推广不能减少化肥的使用量，不能减少化肥的制造。

【答案】　B

10．植物甲具有极强的耐旱性，其耐旱性与某个基因有关。

若从该植物中获得该耐旱基因，并将其转移到耐旱性低的植物乙中，有可能提高后者的耐旱性。

回答下列问题：

（1）理论上，基因组文库含有生物的________基因；而cDNA文库中含有生物的________基因。

（2）若要从植物甲中获得耐旱基因，可首先建立该植物的基因组文库，再从中________出所需的耐旱基因。

（3）将耐旱基因导入农杆菌，并通过农杆菌转化法将其导入植物________的体细胞中，经过一系列的过程得到再生植株。

要确认该耐旱基因是否在再生植株中正确表达，应检测此再生植株中该基因的________，如果检测结果呈阳性，再在田间试验中检测植株的________是否得到提高。

（4）假如用得到的二倍体转基因耐旱植株自交，子代中耐旱与不耐旱植株的数量比为3∶1时，则可推测该耐旱基因整合到了________（填“同源染色体的一条上”或“同源染色体的两条上”）。

【解析】　

（1）基因组文库含有生物的全部基因，而cDNA文库中含有生物的部分基因。

（2）植物甲具有极强的耐旱性，其耐旱性与某个基因有关，若要从植物甲中获得耐旱基因，可首先建立该植物的基因组文库，包含该生物的所有基因，然后再从中筛选出所需的耐旱基因。

（3）若从植物甲中获得该耐旱基因，并将其转移到耐旱性低的植物乙中，通常采用的方法是农杆菌转化法。

将耐旱基因导入植物乙的体细胞后，经过植物组织培养得到再生植株。

要确认该耐旱基因是否在再生植株中正确表达，应检测该耐旱基因是否合成了相应的蛋白质，即检测此再生植株中该基因的表达产物，如果检测结果呈阳性，说明已经合成了相应的蛋白质，这时再进行个体生物学检测，即在田间试验中检测植株的耐旱性是否得到提高。

（4）假如用得到的二倍体转基因耐旱植株自交，子代中耐旱和不耐旱植株的数量比为3∶1，符合基因的分离定律，说明得到的二倍体转基因耐旱植株为杂合子，因此可推测该耐旱基因只整合到了同源染色体的一条上。

【答案】　

（1）全部　部分　

（2）筛选　（3）乙　表达产物　耐旱性　（4）同源染色体的一条上

[能力提升]

11．运用现代生物技术的育种方法，将抗菜青虫的Bt毒蛋白基因转移到优质油菜中，培育出转基因抗虫的油菜品种，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，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】　本题中的叙述为培育转Bt毒蛋白基因的油菜，将Bt毒蛋白基因转入油菜中，并且在油菜中表达产生对菜青虫有毒性作用的蛋白质，而Bt毒蛋白基因的本质为具有遗传效应的DNA片段。

【答案】　C

12．金茶花是中国特有的观赏品种，但易得枯萎病。

科学家在某种植物中找到了抗枯萎病的基因，通过如图所示的方法培育出了抗枯萎病的金茶花新品种。

下列相关叙述正确的是（　　）

A．图中①②在基因工程中依次叫做标记基因、目的基因

B．形成③的操作中使用的酶有限制酶、DNA聚合酶和DNA连接酶

C．由④培育至⑤的过程中，依次经历了脱分化、再分化的过程

D．抗枯萎病这一性状，在后代中能稳定遗传

【解析】　图中①②分别是质粒（运载体）、目的基因，故A错误；形成③的操作中使用的酶有限制酶、DNA连接酶，没有DNA聚合酶，故B错误；由④培育至⑤的过程属于植物组织培养，依次经历了脱分化和再分化的过程，故C正确；通过有性生殖产生的后代可能会发生性状分离，故抗枯萎病这一性状在后代中不一定能稳定遗传，故D错误。

【答案】　C

13．利用细菌大量生产人类干扰素，下列有关叙述错误的是（　　）

A．用适当的酶对载体与人类干扰素基因进行切割与黏合

B．用Ca2＋处理受体细菌表面，将重组DNA导入受体细菌

C．通常通过检测目的基因产物来检测重组DNA是否已导入受体细菌

D．重组DNA必须能在受体细菌内进行复制与转录，并合成人类干扰素

【解析】　在构建基因表达载体时，要对含有目的基因的DNA分子和载体进行同种限制酶的切割和DNA连接酶的黏合，A项正确；因为受体细胞是细菌，通常对其进行Ca2＋处理至感受态，以便更好地导入目的基因，B项正确；检测重组DNA是否导入受体细胞，通常采用DNA分子杂交技术，C项错误；重组DNA进入细胞后，其上的目的基因会随着DNA的复制而复制，并表达（转录和翻译）出相应的基因产物——人类干扰素，D项正确。

【答案】　C

14．胰岛素A、B链分别表达法是生产胰岛素的方法之一。

图1是该方法所用的基因表达载体，图2表示利用大肠杆菌作为工程菌生产人胰岛素的基本流程（融合蛋白A、B分别表示β半乳糖苷酶与胰岛素A、B链融合的蛋白）。

请回答下列问题：

图1

图2

（1）图1基因表达载体中没有标注出来的基本结构是______。

（2）图1中启动子是______酶识别和结合的部位，有了它才能启动目的基因的表达；氨苄青霉素抗性基因的作用是__________________________________。

（3）构建基因表达载体时必需的工具酶有_____________________________。

（4）β半乳糖苷酶与胰岛素A链或B链融合表达，可将胰岛素肽链上蛋白酶的切割位点隐藏在内部，其意义在于___________________________________。

（5）溴化氰能切断肽链中甲硫氨酸羧基端的肽键，用溴化氰处理相应的融合蛋白能获得完整的A链或B链，且β半乳糖苷酶被切成多个肽段，这是因为____________________________________________________________________

________________________________________________________________。

（6）根据图2中胰岛素的结构，请推测每个胰岛素分子中所含游离氨基的数量。

你的推测结果是__________________________________________________，

理由是__________________________________________________________

________________________________________________________________。

【解析】　

（1）基因表达载体中应具有启动子、目的基因、终止子、标记基因和复制原点。

（2）启动子是转录过程中RNA聚合酶识别和结合的部位，有了它才能启动目的基因的表达。

图中的氨苄青霉素抗性基因充当了标记基因，可用含有氨苄青霉素的培养基筛选含有重组质粒的大肠杆菌。

（3）构建基因表达载体时，需要用同种限制酶分别切割目的基因和载体，然后用DNA连接酶将目的基因和载体连接。

（4）胰岛素肽链上具有蛋白酶的切割位点，会导致胰岛素被菌体内的蛋白酶降解，而通过融合表达将切割位点隐藏在内部可防止胰岛素的A、B链被菌体内的蛋白酶降解。

（5）根据溴化氰能切断肽链中甲硫氨酸羧基端的肽键，并结合β半乳糖苷酶被切成多个肽段，获得了完整的胰岛素A链、B链这一信息，可以推测β半乳糖苷酶中必然含有多个甲硫氨酸，胰岛素A链、B链不含甲硫氨酸。

（6）每一条肽链的两个末端分别含有一个氨基和一个羧基，某些氨基酸的R基中也含有氨基。

【答案】　

（1）终止子　

（2）RNA聚合　作为标记基因，将含有重组质粒的大肠杆菌筛选出来　（3）限制酶和DNA连接酶　（4）防止胰岛素的A、B链被菌体内蛋白酶降解　（5）β半乳糖苷酶中含多个甲硫氨酸，而胰岛素A、B链中不含甲硫氨酸　（6）至少2个　两条肽链的一端各有一个游离的氨基，氨基酸R基团中可能还含有游离的氨基

15．利用动物乳腺生产产品的技术称为动物乳腺反应器技术。

该技术生产的药用蛋白具有表达效率高、成本低、安全性高、易于分离纯化的优点，可产生乙肝表面抗原及抗凝血酶Ⅲ等医药产品，造福人类健康。

下图为利用生物技术获得这一生物新品种和抗虫棉的过程，据图回答：

（1）在基因工程中，A表示________，如果直接从苏云金芽孢杆菌中获得抗虫基因，①过程使用的酶的功能特点是__________________________________，B表示________。

（2）在研究过程中，研究人员首先从相关基因组中获取了目的基因，并采用________技术对目的基因进行了扩增，然后将目的基因与质粒等载体组合形成了重组载体。

在重组载体的构建过程中需要的工具酶有________________。

（3）基因表达载体的构建是基因工程的核心，一个完整的基因表达载体至少包括哪些部分？

________________________________________________________________。

（4）将目的基因导入受体细胞的过程中，在③过程中一般是采用________，在②过程中一般采用______________，受体细胞一般是________。

（5）由于转基因表达产物存在于山羊的乳汁中，检测其体内是否出现药用蛋白，在分子水平上的检测方法及结果是什么？

_________________________________________________________________

_________________________________________________________________

________________________________________________________________。

（6）要确定目的基因（抗虫基因）导入棉花细胞后，是否能稳定遗传并表达，需进行检测和鉴定工作，请写出在个体水平上的鉴定过程：

____________________

________________________________________________________________。

【解析】　

（1）据图可知，A是从人的DNA分子上获取的合成乙肝表面抗原或抗凝血酶Ⅲ的基因，或者是从苏云金芽孢杆菌中提取的Bt毒蛋白基因，在基因工程中即所谓要转移的目的基因；基因工程的工具有限制酶、DNA连接酶、载体等，其中限制酶的功能特点是：

一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并在特定的位点上切割DNA分子；B是载体和目的基因重组形成的基因表达载体（重组DNA分子）。

（2）目的基因的获取一般有3种途径：

从基因文库中获取目的基因；利用PCR技术扩增目的基因；通过DNA合成仪用化学方法直接人工合成。

构建基因表达载体需要限制酶和DNA连接酶。

（3）一个完整的基因表达载体至少包括目的基因、启动子、终止子、标记基因等部分。

（4）目的基因导入受体细胞的方法因受体细胞的不同而不同，植物细胞通常采用农杆菌转化法，动物细胞是显微注射法，微生物细胞是Ca2＋处理法。

其中动物通常的受体细胞是受精卵。

（5）检测目的基因是否已经表达出相应的蛋白质，通常采用抗原—抗体杂交技术。

（6）进行个体生物学水平的鉴定时，通常采用抗虫或抗病的接种实验。

【答案】　

（1）目的基因　一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并在特定的位点上切割DNA分子　基因表达载体（重组DNA分子）

（2）PCR　限制酶、DNA连接酶

（3）至少包括目的基因、启动子、终止子、标记基因等部分

（4）农杆菌转化法　显微注射技术　受精卵

（5）从转基因羊的乳汁中提取蛋白质，用相应的抗体进行抗原—抗体杂交，若出现杂交带，表明乳汁中出现了抗原蛋白，实验成功；若没有出现杂交带，表明乳汁中没有出现抗原蛋白，实验失败

（6）让害虫食用转基因棉的叶子，观察害虫的存活情况，以确定其是否具有抗虫性状