学年高中生物 专题1 基因工程 14 基因工程的应用习题 新人教版选修3.docx

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学年高中生物专题1基因工程14基因工程的应用习题新人教版选修3

专题1基因工程

1.4基因工程的应用

一、植物基因工程硕果累累

1．植物基因工程主要用于提高农作物的____________能力（如抗除草剂、____________、____________、抗干旱和抗盐碱等），以及改良农作物的____________和利用植物____________等。

2．实例

（1）抗虫转基因植物：

如棉、玉米、马铃薯、番茄等，用于杀虫的基因主要是_________________、____________________、淀粉酶抑制剂基因、植物凝集素基因等。

（2）抗病转基因植物：

如烟草花叶病毒的转基因烟草和抗病毒的转基因小麦、甜椒、番茄等。

用于抗病的基因最多的是___________________、___________________。

抗真菌转基因植物可使用的基因有几丁质酶基因和___________________基因。

（3）抗逆转基因植物

①抗逆基因：

调节细胞_____________基因使作物抗碱、抗旱；鱼的抗冻蛋白基因使作物耐寒；抗除草剂基因，使作物抗除草剂。

②成果：

烟草、大豆、番茄、玉米等。

（4）转基因改良植物品质

①优良基因：

必需氨基酸的蛋白质编码基因、控制番茄果实成熟的基因和植物花青素代谢有关的基因。

②成果：

转基因玉米、转基因延熟番茄和转基因矮牵牛。

二、动物基因工程前景广阔

1．提高动物的生长速度

（1）生长基因：

外源_______________基因。

（2）成果：

转基因绵羊、转基因鲤鱼。

2．改善畜产品的品质

（1）优良基因：

肠乳糖酶基因。

（2）成果：

转基因牛______________含量少。

3．转基因动物生产药物

（1）基因来源：

药用_______________基因+______________蛋白基因+启动子。

（2）成果：

乳腺生物反应器。

4．转基因动物作器官移植的供体

（1）器官供体：

抑制或除去抗原决定基因。

（2）成果：

利用克隆技术培育没有免疫排斥反应的猪器官。

三、基因工程药物

1．第一种基因工程药物：

____________________。

2．工程菌：

________________________________。

四、基因治疗

1．概念：

把_____________基因导入____________体内，使该基因的_____________发挥功能，达到治疗疾病的目的。

2．种类：

体内基因治疗和______________________。

一、1．抗逆抗虫抗病品质生产药物

2．

（1）Bt毒蛋白基因蛋白酶抑制剂基因

（2）病毒外壳蛋白基因病毒的复制酶基因抗毒素合成

（3）渗透压

二、1．

（1）生长激素

2．

（2）乳糖

3．

（1）蛋白乳腺

三、1．重组人胰岛素

2．细胞因子、抗体、疫苗、激素等

四、1．正常病人表达产物

2．体外基因治疗

1．基因工程中的几种检测方法

1．利用外源基因在受体细胞中表达，可生产人类所需要的产品。

下列各项中最能说明目的基因完成了在受体细胞中表达的是

A．棉花二倍体细胞中检测到细菌的抗虫基因

B．大肠杆菌中检测到人胰岛素基因及其mRNA

C．山羊乳腺细胞中检测到人生长激素DNA序列

D．酵母菌细胞中提取到人干扰素蛋白

1．【参考答案】D

【试题解析】检测到细菌的抗虫基因并未产生蛋白质，A错误；检测到人胰岛素基因及其mRNA并未产生蛋白质，B错误；检测到人生长激素DNA序列并未产生蛋白质，C错误；提取到人干扰素蛋白，是蛋白质，D正确。

2．基因治疗与基因诊断的不同点

原理

操作过程

进展

基因治疗

基因表达

利用正常基因导入有基因缺陷的细胞中，以表达出正常性状来治疗（疾病）

临床试验

基因诊断

碱基互补配对

制作特定DNA探针与病人样品DNA混合，分析杂交带情况

临床应用

2．下列关于基因治疗说法正确的是

A．基因治疗是治疗疾病的新途径，其利用的是转基因技术

B．基因治疗的主要方法是让患者口服一些健康的外源基因

C．基因治疗的主要原理是修复患者的基因缺陷

D．基因治疗在发达国家已成为一种常用的治疗手段

2．【参考答案】A

【试题解析】基因治疗是指将外源正常基因导入靶细胞，以纠正或补偿因基因缺陷和异常引起的疾病，以达到治疗目的，基因治疗是治疗疾病的新途径，其利用的是转基因技术，A正确；基因是大分子有机物，所以口服基因，在消化道中被分解，不能起作用，B错误；基因治疗的主要原理是将外源正常基因导入靶细胞，以纠正或补偿因基因缺陷和异常引起的疾病，而不是修复患者的基因缺陷，C错误；基因治疗目前只是处于初期的临床试验阶段，D错误。

1．基因工程目前已成为生物科学的核心技术，在多个领域已展示出美好前景，下列叙述正确的是

A．抗虫基因即使成功插入到植物细胞染色体上也未必能正常表达

B．基因工程生产药物时可将药用蛋白基因与该基因的启动子等调控组件重组构建基因表达载体

C．进行基因治疗时，基因的受体细胞是受精卵

D．“转基因动物”是指体细胞中出现新基因的动物

2．下列有关基因工程应用的说法，正确的是

A．引起植物生病的微生物称为病原微生物，主要有病毒、真菌和细菌等

B．科学家将外源生长素基因导入动物体内，以提高动物的生长速率

C．在抗虫转基因植物培育中，用于杀虫的基因主要是Bt毒蛋白基因、抗毒素合成基因、植物凝集素基因等

D．用氯化钙处理植物细胞可以增加细胞壁的通透性

3．下列有关动物基因工程的说法，错误的是

A．将外源生长激素基因导入动物体内可提高动物生长速度

B．将肠乳糖酶基因导入奶牛基因组中，使获得的转基因牛分泌的乳汁中乳糖的含量大大降低

C．利用基因工程得到的乳腺生物反应器可以解决很多重要药品的生产问题

D．用转基因动物作为器官移植的供体时，由于导入的是调节因子，而不是目的基因，因此无法抑制抗原的合成

4．下列实践与基因工程无关的是

A．选择“工程菌”来生产胰岛素

B．培育转基因抗虫棉

C．人工诱导多倍体

D．利用DNA探针检测饮用水是否含有病毒

5．上海医学遗传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了30多倍，标志着我国转基因研究向产业化的目标又迈进了一大步。

下列与此有关的叙述中，正确的是

A．所谓“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

B．可将白蛋白基因导入牛的卵细胞中，通过组织培养形成转基因牛

C．人们只在转基因牛的乳汁中才能获取人白蛋白，是因为只在转基因牛的乳腺细胞中有人白蛋白基因

D．如果人白蛋白基因的序列是已知的，可以用化学方法合成该目的基因

6．基因诊断中，所用的探针DNA分子中必须有一定量放射性同位素，其作用是

A．为形成杂交的DNA分子提供能量

B．引起探针DNA产生不定向的基因突变

C．作为探针DNA的示踪元素

D．增加探针DNA的分子量

7．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。

下列说法正确的是

A．将人的生长激素基因导入小鼠受体细胞，可以用花粉管通道法

B．构建含有人生长激素基因的表达载体时只需要用到DNA连接酶

C．进行基因转移时，通常要将外源基因转入受精卵中

D．采用抗原—抗体杂交技术检测外源基因是否插入了小鼠的基因组

8．利用细菌大量生产人的胰岛素，下列叙述错误的是

A．用适当的酶对载体与人的胰岛素基因进行切割与黏合

B．用适当的化学物质处理受体细菌表面，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，并合成人的胰岛素

9．MyoD是成肌细胞分化为骨骼肌细胞过程中的一种关键蛋白。

将MyoD基因转入体外培养的成纤维细胞中表达，成纤维细胞就能表现出骨骼肌细胞的特征。

下列说法正确的是

A．可用Ca2+处理成纤维细胞使其成为感受态

B．MyoD基因只存在于骨骼肌细胞中

C．骨骼肌细胞只表达MyoD的基因

D．MyoD基因在正常成纤维细胞中不表达

10．科学家利用基因工程培育出了耐盐的转基因水稻新品系。

下列叙述错误的是

A．如果目的基因的核苷酸序列是全部未知的，可用PCR技术得到

B．可通过农杆菌转化法将重组质粒导入受体细胞

C．含耐盐基因的水稻细胞可经植物组织培养获得植株

D．可用较高浓度的盐水浇灌来鉴定水稻植株的耐盐性

11．腺苷脱氢酶（ADA）基因缺陷症是一种免疫缺陷病，对患者采用基因治疗的方法是：

取出患者的白细胞，进行体外培养时转入正常ADA基因，再将这些白细胞注入患者体内，使其免疫功能增强，能正常生活。

下列有关叙述中，正确是

A．正常ADA基因替换了患者的缺陷基因

B．正常ADA基因通过控制ADA的合成来影响免疫功能

C．T淋巴细胞需在体外培养至无限增殖时再注入患者体内，保证体内有足量的携带正常基因的T淋巴细胞

D．体外培养T淋巴细胞时可以通过显微注射技术将正常的ADA基因直接导入淋巴细胞

12．如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，所用载体为质粒A。

已知细菌B细胞内不含质粒A，也不含质粒A上的基因，质粒A导入细菌B后，其上的基因能得到表达。

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，能生长的就是导入了质粒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

13．α1-抗胰蛋白酶缺乏症是北美常见的一种单基因遗传病，患者成年后会出现肺气肿及其他疾病，严重者甚至死亡。

利用基因工程技术将控制该酶合成的基因导入羊的受精卵，最终培育出能在乳腺细胞表达人α1-抗胰蛋白酶的转基因羊，从而更容易获得这种酶。

下列关于该过程的叙述中错误的是

A．载体上绿色荧光蛋白基因（GFP）的作用是便于筛选含有目的基因的受体细胞

B．将目的基因导入羊膀胱细胞中，将会更加容易得到α1-抗胰蛋白酶

C．培养出的转基因羊的所有细胞中都含有该目的基因，故该羊有性生殖产生的后代也都能产生α1-抗胰蛋白酶

D．目的基因与载体重组过程需要DNA连接酶的催化作用

14．美国和澳大利亚的研究人员发现，从锥形蜗牛体内提取出的毒液有望帮助人类开发出超级速效的胰岛素。

他们研究发现锥形蜗牛毒蛋白（Con-InsGl）能加速受体细胞信号转换，比人类胰岛素更加快速地发挥作用。

因此制造这类“速效胰岛素”以及利用转基因技术实现批量生产成为I型糖尿病治疗的新思路。

请回答下列问题：

（1）利用基因工程制造Con-InsGl这种速效胰岛素过程中，构建的基因表达载体一般包括目的基因、启动子、标记基因和______________，标记基因的作用是__________________________________。

（2）为了获得目的基因可以通过提取分析Con-InsGl毒蛋白中的_________________序列推知毒蛋白基因的核苷酸序列，再用DNA合成仪直接大量合成。

基因工程中需要DNA连接酶，根据酶的来源不同分为______________________________两类。

（3）将人工合成的目的基因导入大肠杆菌体内，一般先用钙离子处理大肠杆菌使之成为__________细胞，再将重组DNA溶于___________中与该类细胞融合，在一定温度下促进细胞吸收重组DNA分子完成转化过程。

（4）经过目的基因的检测和表达，获得的Con-InsGl毒蛋白活性未能达到期待的“速效胰岛素”的生物活性，导致这种差异的原因可能是_____________________________________________________。

15．（2016·天津卷）人血清白蛋白（HSA）具有重要的医用价值，只能从人血浆中制备。

如图是以基因工程技术获取重组HSA（rHSA）的两条途径。

（1）获取HSA基因，首先需采集人的血液，提取_____________合成总cDNA，然后以cDNA为模板，采用PCR技术扩增HSA基因。

下图中箭头表示一条引物结合模板的位置及扩增方向，请用箭头在方框内标出另一条引物的位置及扩增方向。

（2）启动子通常具有物种及组织特异性，构建在水稻胚乳细胞内特异表达rHSA的载体，需要选择的启动子是_____________（填写字母，单选）。

A．人血细胞启动子B．水稻胚乳细胞启动子C．大肠杆菌启动子D．农杆菌启动子

（3）利用农杆菌转化水稻受体细胞的过程中，需添加酚类物质，其目的是________________________。

（4）人体合成的初始HSA多肽，需要经过膜系统加工形成正确空间结构才能有活性。

与途径II相比，选择途径I获取rHSA的优势是____________________________________________________。

（5）为证明rHSA具有医用价值，须确认rHSA与____________________的生物学功能一致。

1．【答案】A

【解析】基因是选择性表达的，抗虫基因即使成功插入到植物细胞染色体上也未必能正常表达，A正确；基因工程生产药物时，可将药物蛋白基因与乳腺蛋白基因的启动子等调控组件重组在一起，B错误；进行基因治疗时，基因的受体细胞是有缺陷的细胞，不是受精卵，C错误；转基因动物是指利用基因工程手段导入目的基因并使其高效表达的动物，D错误。

2．【答案】A

【解析】引起植物生病的微生物称为病原微生物，主要有病毒、真菌和细菌等，A正确；生长素是植物激素，应该将外源生长激素基因导入动物体内，以提高动物的生长速率，B错误；用于杀虫的基因主要是Bt毒蛋白基因、蛋白酶抑制剂基因、淀粉酶抑制剂基因、植物凝集素基因等，C错误；用氯化钙处理微生物可以增加细胞壁的通透性，D错误。

3．【答案】D

【解析】将外源生长激素基因导入动物体内可提高动物生长速度，A正确；将肠乳糖酶基因导入奶牛基因组中，使获得的转基因牛分泌的乳汁中乳糖含量大大降低，B正确；利用基因工程技术，得到的乳腺生物反应器可以解决很多重要的药品的生产问题，C正确；用转基因动物作为器官移植的供体时，将器官供体基因组导入某种调节因子，以抑制抗原决定基因的表达，D错误。

4．【答案】C

【解析】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称为工程菌，所以可选择“工程菌”来生产胰岛素，A项正确；基因工程也叫转基因技术，培育转基因抗虫棉利用了基因工程技术，B项正确；人工诱导多倍体的原理是染色体变异，C项错误；DNA分子杂交技术是将转基因生物的基因组DNA提取出来，在含有目的基因的DNA片段上用放射性同位素等作标记，以此作为探针检测饮用水是否含有病毒，D项正确。

5．【答案】D

【解析】所谓“提高基因表达水平”是指设法使牛的乳腺细胞合成更多的人白蛋白，A错误；可将白蛋白基因导入牛的受精卵中，通过早期胚胎培养得到早期胚胎，通过胚胎移植得到转基因牛，B错误；人们只在转基因牛的乳汁中才能获取人白蛋白，是因为人白蛋白基因只在转基因牛的乳腺细胞中表达，C错误；依据基因工程获取目的基因的方法可知，如果人白蛋白基因的序列是已知的，可以用化学方法合成该目的基因，D正确。

6．【答案】C

【解析】放射性同位素不能提供能量，A错误；放射性同位素不会引起探针DNA产生不定向的基因突变，B错误；放射性同位素可以被检测到，用来作为探针DNA的示踪元素，C正确；放射性同位素不会增加探针DNA的分子量，D错误。

7．【答案】C

【解析】花粉管通道法常用于将目的基因导入植物细胞，A错误；构建含有人生长激素基因的表达载体时需要用到DNA连接酶和限制酶，B错误；由于受精卵的全能性最高，所以进行基因转移时通常将外源基因转入受精卵中，C正确；检测外源基因是否插入了小鼠的基因组通常采用DNA分子杂交技术，D错误。

8．【答案】C

【解析】需要用限制酶对运载体与含有人类胰岛素基因的DNA分子进行切割，并用DNA连接酶将两者连接形成重组DNA分子，A正确；用适当的化学物质（一般采用Ca2+处理法）处理受体细菌表面，将重组DNA导入受体细菌，B正确；通常通过检测标记基因产物来检测重组DNA是否已导入受体细菌，C错误；重组DNA必须能在受体细菌内进行复制与转录，并合成人的胰岛素，D正确。

9．【答案】D

【解析】将目的基因导入微生物体内时用Ca2+处理，导入动物细胞一般采用显微注射法，A错误；同一生物的体细胞内均含有全套的遗传信息，B错误；骨骼肌细胞不只表达MyoD的基因，还要表达其他一些基因，如呼吸酶基因等，C错误；由于执行的功能不同，MyoD基因在正常成纤维细胞中是不表达的，只能在离体培养状态下才能表达出来，D正确。

10．【答案】A

【解析】PCR技术获取目的基因的前提条件是要有一段已知的核苷酸序列，以便根据这一序列合成引物，A项错误；可通过农杆菌转化法将重组质粒导入受体细胞，B项正确；组织培养可以保持亲本的优良性状，含耐盐基因的水稻细胞可经植物组织培养获得耐盐的植株，C项正确；水稻植株是否耐盐，主要看植株能否在高浓度的盐溶液中生活，因此，可以用较高浓度的盐水浇灌来鉴定水稻植株的耐盐性，D项正确。

11．【答案】B

【解析】依题意可知，正常的ADA基因并没有替换患者的缺陷基因，A项错误；正常ADA基因通过控制腺苷脱氢酶（ADA）的合成来影响免疫功能，B项正确；T淋巴细胞需在体外培养至一定数量时再注入患者体内，保证体内有足量的携带正常基因的T淋巴细胞，C项错误；体外培养T淋巴细胞时可以通过显微注射技术将构建的含正常ADA基因的表达载体导入淋巴细胞，D项错误。

12．【答案】C

【解析】将目的基因导入细菌时，常用Ca2+处理细菌，使之处于感受态，从而能够吸收重组质粒，A项错误；由于抗氨苄青霉素基因未被破坏，所以在含有氨苄青霉素的培养基上能生长的是导入重组质粒的细菌和导入普通质粒的细菌，B项错误；由于抗四环素基因被破坏，所以能在含有四环素的培养基上生长的是导入普通质粒A的细菌，C项正确；目的基因成功表达的标志是工程菌生产出人的生长激素，D项错误。

13．【答案】C

【解析】根据题意，该基因工程中，载体上绿色荧光蛋白基因（GFP）的作用是便于筛选含有目的基因的受体细胞，A正确；将目的基因导入羊膀胱细胞中，可获得膀胱生物反应器，不受羊的性别限制，将会更加容易得到α1-抗胰蛋白酶，B正确；该转基因羊并不是所有细胞中都含有该目的基因，因为重组质粒可能存在于细胞质中，可能重组到其中一条染色体上，因此产生的生殖细胞不一定含有该目的基因，故该羊有性生殖产生的后代也不一定都能产生α1-抗胰蛋白酶，C错误；目的基因与载体重组过程需要DNA连接酶的催化作用，D正确。

14．【答案】

（1）终止子鉴别和筛选含有目的基因的细胞

（2）氨基酸E•coliDNA连接酶和T4DNA连接酶

（3）感受态缓冲液

（4）大肠杆菌中基因表达获得的蛋白质未加工

【解析】

（1）基因表达载体包括启动子、终止子、目的基因和标记基因，其中标记基因的作用是鉴别和筛选含有目的基因的细胞。

（2）人工合成目的基因，可以根据Con-InsGl毒蛋白中的氨基酸序列推测mRNA中的核糖核苷酸序列，进而推测出毒蛋白基因的核苷酸序列，再用DNA合成仪直接大量合成。

基因工程中的DNA连接酶可以分为E•coliDNA连接酶和T4DNA连接酶两类。

（3）将人工合成的目的基因导入大肠杆菌等微生物体内时，先用氯化钙处理大肠杆菌，使之成为感受态细胞，再将重组DNA溶于缓冲液中与该类细胞融合。

（4）由于大肠杆菌是原核生物，细胞中没有内质网和高尔基体等多种细胞器，不能对合成的蛋白质进行加工、分类和包装，所以获得的Con-InsGl毒蛋白活性未能达到期待的“速效胰岛素”的生物活性。

15．【答案】

（1）总RNA（或mRNA）

（2）B

（3）吸引农杆菌移向水稻受体细胞，有利于目的基因成功转化

（4）水稻是真核生物，具有膜系统，能对初始rHSA多肽进行高效加工

（5）HSA

【解析】

（1）合成总cDNA需提取细胞中所有的mRNA，然后通过反转录过程进行合成。

采用PCR技术扩增HSA基因时，两条引物分别与模板链的5’端结合，扩增方向相反。

（2）根据启动子通常具有物种及组织特异性可知，构建在水稻胚乳细胞内特异表达rHSA的载体，需要选择的启动子是水稻胚乳细胞启动子。

（3）利用农杆菌转化水稻受体细胞的过程中，酚类物质可以吸引农杆菌移向水稻受体细胞，有利于目的基因成功转化。

（4）水稻是真核生物，具有膜系统，能对初始rHSA多肽进行高效加工，而大肠杆菌是原核生物，细胞中不具有生物膜系统。

（5）为证明rHSA具有医用价值，须确认rHSA与天然的HSA生物学功能一致。