2019-2020版高中生物 第6章 第2節(jié) 基因工程及其應(yīng)用練習(xí)（含解析）新人教版必修2

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1、基因工程及其應(yīng)用 1．下列有關(guān)基因工程中限制酶的描述，錯誤的是(　　) A．一種限制酶只能識別一種特定的脫氧核苷酸序列 B．限制酶的活性受溫度影響 C．限制酶能識別和切割RNA D．限制酶可從原核生物中提取 解析：限制酶只能識別和切割DNA，不能識別和切割RNA。 答案：C 2．為了培育節(jié)水高產(chǎn)品種小麥，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 答案：B 3．基因工程是將目的基因通過一定過程，轉(zhuǎn)入受體細(xì)胞，經(jīng)過受體細(xì)胞的分裂，使

2、目的基因的遺傳信息擴(kuò)大，再進(jìn)行表達(dá)，從而定向改造生物性狀的技術(shù)。你認(rèn)為不支持基因工程技術(shù)的理論有(　　) A．遺傳密碼的通用性 B．不同基因可獨立表達(dá) C．不同基因表達(dá)互相影響 D．DNA作為遺傳物質(zhì)能夠嚴(yán)格地自我復(fù)制 答案：C 4．下列有關(guān)基因工程的敘述，正確的是(　　) A．DNA重組技術(shù)所用的工具酶是限制酶、DNA連接酶和運載體 B．所有的限制酶都只能識別同一種特定的核苷酸序列 C．選用細(xì)菌作為重組質(zhì)粒的受體細(xì)胞是因為細(xì)菌繁殖快 D．目的基因只要進(jìn)入受體細(xì)胞就能實現(xiàn)表達(dá) 答案：C 5．在用基因工程技術(shù)構(gòu)建抗除草劑的轉(zhuǎn)基因煙草的過程中，下列操作錯誤的是(　　) A

3、．用限制性核酸內(nèi)切酶切割煙草花葉病毒的核酸 B．用DNA連接酶連接經(jīng)切割的抗除草劑基因和運載體 C．將重組DNA分子導(dǎo)入煙草原生質(zhì)體 D．用含除草劑的培養(yǎng)基篩選轉(zhuǎn)基因煙草細(xì)胞 解析：構(gòu)建抗除草劑的煙草要用限制性核酸內(nèi)切酶切割雜草中含抗除草劑基因的DNA與運載體。 答案：A 6．干擾素是一種糖蛋白，過去從人的白細(xì)胞中提取，產(chǎn)量很低。我國的科研人員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)圖回答下面的問題： (1)圖中①過程叫______________________________________。 (2)圖中②物質(zhì)的化學(xué)本質(zhì)是_______________

4、_____________ ____________________________________________________， 它作為運載體，必須具備的特點是_____________________ _______________________________________________________ _____________________________________ (寫出任意兩點)。 (3)該過程中，供體細(xì)胞是________，受體細(xì)胞是______(填字母)，重組DNA分子是________(填序號)，在形成③的過程中需要________ _____

5、________________________________________________。 解析：(1)圖中①為目的基因的提取過程。(2)圖中②為從大腸桿菌中提取的質(zhì)粒；③表示重組DNA分子。(3)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。 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)人的體細(xì)胞　b?、邸∠拗泼负虳NA連接酶 A級　基礎(chǔ)鞏固 1．在畜牧養(yǎng)殖業(yè)上，科學(xué)家利用基因工程的方法培育出了轉(zhuǎn)基因奶牛、超級綿羊等多種轉(zhuǎn)基因動物?！稗D(zhuǎn)基因動物”培育利用的原理是

6、(　　) A．基因突變　　　　 B．基因重組 C．染色體結(jié)構(gòu)變異 D．染色體數(shù)目變異 答案：B 2．下列關(guān)于DNA連接酶的敘述，正確的是(　　) ①催化具有互補(bǔ)配對的黏性末端的DNA片段之間的連接 ②催化具有不同黏性末端的DNA片段之間的連接 ③催化兩個黏性末端互補(bǔ)堿基間氫鍵的形成 ④催化DNA分子兩條鏈的脫氧核糖與磷酸之間的磷酸二酯鍵的形成 A．①③ B．②④ C．②③ D．①④ 解析：在DNA重組技術(shù)中，兩個DNA片段之間必須有互補(bǔ)配對的黏性末端才能進(jìn)行結(jié)合；對具有互補(bǔ)配對的黏性末端的DNA分子連接時，DNA連接酶的作用是催化DNA分子兩條鏈的脫氧核糖與磷

7、酸之間的磷酸二酯鍵的形成。 答案：D 3．下圖為DNA分子的某一片段，其中①②③分別表示某種酶的作用部位，則相應(yīng)的酶依次是 (　　) A．DNA連接酶、限制酶、解旋酶 B．限制酶、解旋酶、DNA連接酶 C．解旋酶、限制酶、DNA連接酶 D．限制酶、DNA連接酶、解旋酶 答案：C 4．水母發(fā)光蛋白由236個氨基酸構(gòu)成，其中Asp(天冬氨酸)、Gly(甘氨酸)、Ser(絲氨酸)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。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?qū)胧荏w細(xì)胞 B．使目的基因容易被檢測出來 C．促使目的基因在受體細(xì)胞內(nèi)復(fù)制

8、D．使目的基因容易成功表達(dá) 答案：B 5．在培育轉(zhuǎn)基因植物的研究中，卡那霉素抗性基因(kanR)常作為標(biāo)記基因，只有含卡那霉素抗性基因的細(xì)胞才能在卡那霉素培養(yǎng)基上生長。如圖為獲得抗蟲棉的技術(shù)流程，請據(jù)圖回答： (1)基因工程的基本操作程序主要包括四個步驟：提取目的基因、________________、將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞、________________。 (2)要使運載體與該抗蟲基因連接，A過程中首先應(yīng)使用________進(jìn)行切割。假如運載體被切割后，得到的分子末端序列為，則能與該運載體連接的抗蟲基因分子的末端是(　　) (3)切割完成后，用________將運載體與該

9、抗蟲基因連接，連接后得到的DNA分子稱為____________。 (4)來自蘇云金桿菌的抗蟲基因能在植物體內(nèi)成功表達(dá)，說明蘇云金桿菌和植物等生物共用________。 解析：(1)基因工程的四個步驟中，第二、四步分別是目的基因與運載體結(jié)合、目的基因的檢測與鑒定。(2)切割目的基因和運載體時用同一種限制酶，以便切出的黏性末端能夠完成堿基互補(bǔ)配對，并且能連接在一起。(3)目的基因和運載體結(jié)合時，用DNA連接酶催化該過程，形成的分子稱為重組DNA分子。(4)同一種基因在不同生物體內(nèi)合成了相同的蛋白質(zhì)，說明這些生物的密碼子與氨基酸的對應(yīng)關(guān)系是相同的，即共用一套遺傳密碼。 答案：(1)目的基因與

10、運載體結(jié)合　目的基因的檢測與鑒定　(2)限制酶　A　(3)DNA連接酶　重組DNA分子　(4)一套遺傳密碼 B級　能力訓(xùn)練 6．下列高科技成果中，根據(jù)基因重組原理進(jìn)行的是(　　) ①利用雜交技術(shù)培育出超級水稻?、谕ㄟ^返回式衛(wèi)星搭載種子培育出太空椒?、酆}卜經(jīng)組織培養(yǎng)產(chǎn)生完整植株?、軐⑻K云金芽孢桿菌的某些基因轉(zhuǎn)移到棉花體內(nèi)，培育出抗蟲棉 A．①③ B．①②④ C．①④ D．①② 解析：通過返回式衛(wèi)星搭載種子培育出太空椒屬于誘變育種，其原理為基因突變；胡蘿卜經(jīng)組織培養(yǎng)形成完整植株屬于無性生殖，體現(xiàn)了細(xì)胞的全能性。 答案：C 7．由于乙肝病毒感染的宿主范圍很窄，僅限于人和靈長

11、類動物，因此無法用細(xì)胞培養(yǎng)的方法生產(chǎn)疫苗，但可用基因工程的方法進(jìn)行生產(chǎn)，現(xiàn)已知乙肝病毒的核心蛋白和表面抗原蛋白的氨基酸序列，生產(chǎn)示意圖如下。下列相關(guān)說法不正確的是(　　) 乙肝病毒有關(guān)基因細(xì)菌大量生產(chǎn)疫苗 A．生產(chǎn)乙肝疫苗的過程也達(dá)到了定向改造細(xì)菌的目的 B．在①②過程中需要限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶 C．用于生產(chǎn)疫苗的目的基因為編碼核心蛋白的基因和表面抗原蛋白基因 D．這種轉(zhuǎn)基因的細(xì)菌一定是安全的，不用擔(dān)心其擴(kuò)散到自然界 解析：上述過程應(yīng)用了基因工程技術(shù)，能定向改造生物的遺傳性狀；在操作時要應(yīng)用限制酶來獲得目的基因，并用DNA連接酶使之與運載體結(jié)合；該過程的目的基因為表面抗原

12、蛋白基因和編碼核心蛋白的基因；轉(zhuǎn)基因生物的安全性還存在爭議，無法判斷其安全性，應(yīng)避免其擴(kuò)散進(jìn)入自然界。 答案：D 8．下圖是應(yīng)用基因工程技術(shù)獲得轉(zhuǎn)基因動物和植物的過程，相關(guān)敘述不正確的是 (　　) A．通過①過程形成重組質(zhì)粒只需要兩種工具 B．②是重組質(zhì)粒導(dǎo)入受體細(xì)胞的過程 C．通過③過程產(chǎn)生的轉(zhuǎn)基因牛的細(xì)胞中都含有人的生長激素基因 D．通過④⑤過程培育的抗蟲棉需要檢測抗蟲效果 解析：①是目的基因與運載體結(jié)合的過程，既需要限制酶和DNA連接酶，也需要載體質(zhì)粒。 答案：A 9．關(guān)于轉(zhuǎn)基因技術(shù)的應(yīng)用，不正確的是(　　) A．可以將抗病蟲害、抗除草劑等基因轉(zhuǎn)入農(nóng)作物使其具有相

13、應(yīng)的抗性 B．可以使用DNA重組的微生物，生產(chǎn)稀缺的基因藥物 C．可以通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)使奶牛變成生物反應(yīng)器，使它們的奶中富含某種營養(yǎng)物質(zhì)、珍貴藥材或人類所需要的蛋白質(zhì) D．將不同生物的DNA進(jìn)行轉(zhuǎn)移和重組，可以創(chuàng)造出新物種 解析：可以將抗病蟲害、抗除草劑等基因轉(zhuǎn)入農(nóng)作物使其具有相應(yīng)的抗性；可以使用DNA重組的微生物，生產(chǎn)稀缺的基因藥物；可以通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)使奶牛變成生物反應(yīng)器，使它們的奶中富含某種營養(yǎng)物質(zhì)、珍貴藥材或人類所需要的蛋白質(zhì)；將不同生物的DNA進(jìn)行轉(zhuǎn)移和重組，可以創(chuàng)造出新品種，但不能產(chǎn)生新物種。 答案：D 10．下圖表示利用基因工程培育抗蟲棉過程的示意圖，請據(jù)圖回答下列有關(guān)問

14、題： (1)科學(xué)家在進(jìn)行圖中①操作時，要用________分別切割運載體和目的基因，還要用________將運載體和目的基因連接起來，形成________。 (2)經(jīng)過②操作將目的基因?qū)隷_______，然后經(jīng)過組織培養(yǎng)形成抗蟲棉植株，此過程體現(xiàn)了質(zhì)粒作為運載體必須具備的兩個條件是__________________________、________________________。 (3)下列是幾種氨基酸對應(yīng)的密碼子，據(jù)此推斷圖中合成的多肽的前三個氨基酸的種類(按前后順序排列)______________________ ____________________________

15、___________________________ _____________________________________________________。 [幾種氨基酸對應(yīng)的密碼子：甲硫氨酸(AUG)、甘氨酸(GGA)、絲氨酸(UCU)、酪氨酸(UAC)、精氨酸(AGA)、丙氨酸(GCU)] (4)經(jīng)過培養(yǎng)、篩選獲得一株有抗蟲特性的轉(zhuǎn)基因植株。經(jīng)過分析，該植株細(xì)胞中含有一個攜帶目的基因的DNA片段，因此可以把它看作是雜合子。理論上，在該轉(zhuǎn)基因植株自交產(chǎn)生的F1中，仍具有抗蟲特性的植株占總數(shù)的________。將上述抗蟲棉植株的后代種子種植下去后，后代往往有很多植株不再具有抗蟲特

16、性，原因是____________。要想獲得純合子，常采用的方法是________________。 解析：(1)切割運載體和目的基因要用同一種限制性核酸內(nèi)切酶，使運載體和目的基因形成相同的末端，然后用DNA連接酶將運載體和目的基因連接起來形成重組質(zhì)粒。(2)將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞，經(jīng)過組織培養(yǎng)形成抗蟲棉植株。作為運載體必須具有標(biāo)記基因，以便于進(jìn)行篩選；能在宿主細(xì)胞中復(fù)制并穩(wěn)定保存，才能表達(dá)一定的性狀。(3)如圖Ⅳ合成多肽的起始密碼子是AUG，所以第一個氨基酸是甲硫氨酸，其余兩個依次是丙氨酸(GCU)和絲氨酸(UCU)。(4)該抗蟲棉植株是雜合子，根據(jù)基因分離定律，自交產(chǎn)生的F1中，具有抗蟲

17、特性的植株占總數(shù)的，需要進(jìn)行連續(xù)自交，才能獲得穩(wěn)定遺傳的純合子。 答案：(1)同一種限制性核酸內(nèi)切酶　DNA連接酶　重組質(zhì)粒　(2)受體細(xì)胞　具有標(biāo)記基因　能在宿主細(xì)胞中復(fù)制并穩(wěn)定保存　(3)甲硫氨酸、丙氨酸、絲氨酸　(4)　發(fā)生了性狀分離　連續(xù)自交 11．通過DNA重組技術(shù)使原有基因得以改造的動物稱為轉(zhuǎn)基因動物。運用這一技術(shù)可使羊奶中含有人體蛋白質(zhì)，如圖表示這一技術(shù)的基本過程，在該工程中所用的基因“剪刀”能識別的序列和切點是—G↓GATCC—。請回答下列問題： (1)從羊染色體中“剪下”羊蛋白質(zhì)基因的酶是________________，人體蛋白質(zhì)基因“插入”后連接在羊染色體中需要

18、的酶是_________________________________________________。 (2)人體蛋白質(zhì)基因之所以能連接到羊的染色體DNA中，原因是 _______________________________________________________ _____________________________________________________， 人體蛋白質(zhì)基因?qū)胙蚣?xì)胞時常用的工具是________________ _____________________________________________________。 (3)此過程中

19、目的基因的檢測與表達(dá)中的表達(dá)是指___________ _____________________________________________________。 (4)你認(rèn)為此類羊產(chǎn)的奶安全可靠嗎？理由是什么？ _______________________________________________________ _______________________________________________________ ______________________________________________________。 解析：(1)剪切獲取目的基因的酶是限

20、制性核酸內(nèi)切酶，將不同的DNA片段連接起來的酶是DNA連接酶。(2)不同生物的DNA化學(xué)組成和空間結(jié)構(gòu)相同，即都具有相同的物質(zhì)基礎(chǔ)和結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞需要先與運載體結(jié)合，最常用的運載體是質(zhì)粒，也可以用病毒。(3)基因的表達(dá)是指基因通過轉(zhuǎn)錄和翻譯過程合成相應(yīng)的蛋白質(zhì)。(4)為開放性問題，理由與觀點相對應(yīng)即可。 答案：(1)限制性核酸內(nèi)切酶　DNA連接酶 (2)具有相同的物質(zhì)基礎(chǔ)和結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)　細(xì)菌質(zhì)粒或病毒　(3)人體蛋白質(zhì)基因在羊體細(xì)胞內(nèi)控制合成人體蛋白質(zhì)　(4)安全。因為目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞后沒有改變，控制合成的人體蛋白質(zhì)成分沒有改變(或不安全。因為目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞后，可能由

21、于羊細(xì)胞中某些成分的影響，合成的蛋白質(zhì)成分發(fā)生一定的改變) C級　拓展提升 12．GDNF是一種神經(jīng)營養(yǎng)因子，對損傷的神經(jīng)細(xì)胞具有營養(yǎng)和保護(hù)作用。研究人員構(gòu)建了含GDNF基因的表達(dá)載體(如圖1所示)，并導(dǎo)入到大鼠神經(jīng)干細(xì)胞中，用于干細(xì)胞基因治療的研究。請回答： (1)構(gòu)建基因表達(dá)載體時必需的工具酶有________。構(gòu)建含GDNF基因的表達(dá)載體時，需選擇圖1中的______限制酶進(jìn)行酶切。 (2)經(jīng)酶切后的載體和GDNF基因進(jìn)行連接，連接產(chǎn)物經(jīng)篩選得到的載體主要有3種：單個載體自連、GDNF基因與載體正向連接、GDNF基因與載體反向連接(如圖1所示)。為鑒定這3種連接方式，選擇Hp

22、a Ⅰ酶和BamH Ⅰ酶對篩選得到的載體進(jìn)行雙酶切，并對酶切后的DNA片段進(jìn)行電泳分析，結(jié)果如圖2所示。圖中第________泳道顯示所鑒定的載體是正向連接的。 解析：(1)基因工程使用的工具酶包括限制酶和DNA連接酶。據(jù)圖1可知，GDNF基因兩端和載體上都有Xho Ⅰ限制酶的酶切位點。(2)據(jù)圖1可知，Hpa Ⅰ和BamH Ⅰ酶對三種載體進(jìn)行酶切，單個載體自連只有Hpa Ⅰ限制酶的酶切位點，得到6 000 bp DNA的片段；正向連接重組載體有Hpa Ⅰ和BamH Ⅰ限制酶的酶切位點，得到700 bp DNA的片段和6 000 bp DNA的片段；反向連接重組載體有Hpa Ⅰ和BamH Ⅰ限制酶的酶切位點，得到200 bp DNA的片段和6 500 bp DNA的片段。 答案：(1)限制酶和DNA連接酶　Xho Ⅰ　(2)② 9