精品新人教版选修三高中生物综合训练13基因工程的应用1及答案.docx

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精品新人教版选修三高中生物综合训练13基因工程的应用1及答案

知能训练·课时达标

1.能够使植物表达动物蛋白的育种方法是　（　　）

A.单倍体育种　　　　　　　B.杂交良种

C.基因工程育种D.多倍体育种

【解题指南】解答本题的关键是理解要使植物表达动物蛋白必须打破物种界限。

【解析】选C。

基因工程育种是指将目的基因导入受体细胞并使其表达的技术手段。

能克服远缘杂交不亲和的障碍,从而使动物基因在植物细胞中表达（或植物基因在动物细胞中表达）。

2.（2015·肇庆高二检测）我国科学工作者培育的转基因抗虫棉,其抗虫基因来源于　（　　）

A.苏云金芽孢杆菌中的抗虫基因

B.棉铃虫变异形成的致死基因

C.寄生在棉铃虫体内的线虫基因

D.普通棉的突变基因

【解析】选A。

用于植物抗虫基因工程研究的基因很多,但并不是所有的基因均可用于转基因抗虫棉的培育,而应根据棉花自身受害虫的危害情况,有针对性地选择那些对棉花害虫具有较强杀伤作用的基因。

随着科学的发展,人们从苏云金芽孢杆菌中分离出Bt毒蛋白基因,它能控制合成不同结构特性的伴胞晶体毒素蛋白,从而具备对不同种类害虫的杀伤能力,A正确;B、C、D错误。

3.（2015·镇江高二检测）抗虫棉的产生具有重大的意义,在抗虫棉产生过程中,毒蛋白基因的受体细胞是　（　　）

A.棉花受精卵细胞B.棉花分裂旺盛的体细胞

C.棉花的花粉粒D.棉花任何细胞

【解析】选B。

由于植物细胞具有全能性,所以植物基因工程的受体细胞可以是体细胞。

具体操作时,用分裂旺盛的体细胞。

4.治疗白化病、苯丙酮尿症等人类遗传病的根本途径是　（　　）

A.口服化学药物

B.注射化学药物

C.采取基因治疗法替换致病基因

D.利用辐射或药物诱导使致病基因突变

【解析】选C。

遗传病是受基因控制的,要想彻底根治,只有通过基因工程技术,将正常的基因导入病人体内,使该基因的表达产物发挥功能,从而达到治疗疾病的目的,这就是基因治疗。

虽然用辐射或药物诱导致病基因突变,可以改变原有的异常基因,但突变大多是有害的,很可能引起其他疾病,A、B项所提到的方法不能根治遗传病。

5.（2014·重庆高考）下图是利用基因工程培育抗虫植物的示意图。

以下相关叙述,正确的是　（　　）

A.②的构建需要限制性核酸内切酶和DNA聚合酶参与

B.③侵染植物细胞后,重组Ti质粒整合到④的染色体上

C.④的染色体上若含抗虫基因,则⑤就表现出抗虫性状

D.⑤只要表现出抗虫性状就表明植株发生了可遗传变异

【解题指南】

（1）图示信息:

将目的基因连接在载体上→将基因表达载体导入受体细胞→植物组织培养。

（2）关键知识:

基因工程的工具酶、目的基因的检测和表达。

【解析】选D。

本题考查基因工程。

构建重组Ti质粒需要限制性核酸内切酶和DNA连接酶,故A项错误;③侵染植物细胞后,重组Ti质粒上的T-DNA整合到④的染色体DNA上,故B项错误;染色体上含有目的基因,但目的基因也可能不表达,或者表达的蛋白质不具有生物活性,故C项错误;植株表现出抗虫性状,说明含有目的基因,属于基因重组,为可遗传变异,故D项正确。

6.科学家已能运用基因工程技术,让羊的乳腺细胞合成并分泌抗体,相关叙述中正确的是　（　　）

①该技术将导致定向变异

②DNA连接酶把目的基因与载体的黏性末端的碱基对连接起来

③蛋白质中的氨基酸可为合成目的基因提供信息

④受精卵是理想的受体

A.①②③④　　B.①③④　　　C.②③④　　　D.①②④

【解析】选B。

在基因工程操作程序中,所用的DNA连接酶连接的不是目的基因与载体的黏性末端的碱基对,而是目的基因与载体的DNA两条链的骨架,即核糖与磷酸的连接,也就是说,DNA连接酶只能催化断开的DNA双链重新形成磷酸二酯键。

由蛋白质中的氨基酸序列可推知相应的mRNA中核苷酸序列,进而可推测相应基因中核苷酸排序,从而可以用化学合成方法人工合成目的基因。

转基因羊的乳腺细胞及全身所有的组织细胞均来自受精卵的有丝分裂,遗传物质都与受精卵完全相同,而受精卵体积较大,操作较容易,也能保障发育成的个体所有细胞都含有外源基因。

【补偿训练】将控制某药物蛋白合成的基因转移到白色来杭鸡的受精卵DNA中,发育后的雌鸡就能产出含该药物蛋白的鸡蛋,而且用这些鸡蛋孵出的雌鸡,仍能产出含该药物蛋白的鸡蛋。

下列有关叙述中正确的是　（　　）

A.表达载体的导入运用了显微注射技术

B.转基因受精卵发育的个体体色会发生改变

C.这种变异属于不定向的变异

D.这种变异来源于染色体变异

【解析】选A。

动物基因工程中将目的基因导入受体细胞的方法主要是显微注射技术,A项正确;转入的药物蛋白合成基因只能指导合成相应的药物蛋白,不会影响其他性状,B项错误;基因工程按照人们的愿望进行设计,导致生物的定向变异,C项错误;基因工程导致的变异属于基因重组,D项错误。

7.关于应用基因工程治疗人类遗传病的叙述,不正确的是　（　　）

A.基因治疗可以有效地改善患者的生理状况,其操作对象是基因

B.进行基因治疗时,基因的受体细胞是受精卵

C.基因治疗并不是对患者体内细胞的缺陷基因改造

D.基因治疗时可只对患者部分细胞输入正常基因

【解题指南】解答本题的关键有两点:

（1）基因治疗是针对个体的部分体细胞进行修复。

（2）基因治疗并不能改变患者体内的缺陷基因,往往是导入正常基因,使相应的细胞具有正常功能。

【解析】选B。

基因治疗是利用基因工程将健康的外源基因导入有基因缺陷的细胞中,其操作对象是基因,一般用的受体细胞是淋巴细胞或者脐带血细胞。

8.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】选C。

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,是目前人体最理想的器官供体。

为解决免疫排斥问题,必须除去抗原决定基因,或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。

9.采用基因工程技术将人凝血因子基因导入山羊受精卵,培育出了转基因羊。

但是人凝血因子只存在于该转基因羊的乳汁中。

下列有关叙述,正确的是（多选）　

（　　）

A.人体细胞中凝血因子基因的碱基对数目,小于凝血因子氨基酸数目的3倍

B.可用显微注射技术将含有人凝血因子基因的重组DNA分子导入羊的受精卵

C.在该转基因羊中,人凝血因子基因只存在于乳腺细胞,而不存在于其他体细胞中

D.人凝血因子基因开始转录后,RNA聚合酶以DNA分子的一条链为模板合成mRNA

【解析】选B、D。

人体细胞内遗传信息的表达过程中,mRNA上存在终止密码子等不编码氨基酸的情况,因此,细胞中凝血因子基因的碱基对数目应大于凝血因子氨基酸数目的3倍;在该转基因羊中,人凝血因子基因存在于所有的体细胞中。

【大题提升练】

1.（2015·洛阳高二检测）基因工程是在现代生物学、化学和工程学基础上建立和发展起来的,并依赖于微生物学理论和技术的发展利用。

基因工程的基本操作流程如下图所示,请据图分析回答:

（1）图中A是　　　　;在基因工程中,需要在　　　　　　的作用下才能完成剪接过程。

（2）在上述基因工程的操作过程中,遵循碱基互补配对原则的步骤有　　　　。

（用图中序号表示）

（3）不同种生物之间的基因移植成功,从分子水平上分析,主要理论依据是　　　　　　　　　　　　　　　　　,这也说明了生物共用一套　　　　。

（4）科学家在某种植物中找到了抗枯萎病的基因,并用基因工程的方法将该基因导入金茶花叶片细胞的染色体DNA上,经培养长成的植株具备了抗病性,这说明　。

【解析】

（1）图中A和目的基因构建成重组DNA（即基因表达载体）,故A是载体,主要是指质粒。

在基因工程中,需用限制酶切割含有目的基因的外源DNA分子和载体,之后需用DNA连接酶连接目的基因和载体形成重组DNA。

（2）在该操作流程中,①（人工合成目的基因）、②（拼接,即基因表达载体的构建）和④（扩增和筛选,即目的基因的PCR扩增以及最后的筛选和鉴定）等步骤需遵循碱基互补配对原则。

（3）目的基因之所以能与受体细胞的DNA实现连接重组,一个重要的原因就是二者实质都是DNA,具有相同的物质基础（组成单位相同）和结构基础（DNA双螺旋结构相同）;一种生物的基因能在另一生物细胞内得以表达,说明自然界所有生物共用同一套遗传密码。

（4）转基因植株具备了抗病性,这从个体水平说明目的基因（抗枯萎病的基因）已经表达。

答案:

（1）载体　限制酶和DNA连接酶

（2）①②④

（3）不同生物的DNA空间结构、基本组成相同　遗传密码

（4）目的基因（抗枯萎病的基因）成功表达

2.（2015·淄博高二检测）山东省有大量的盐碱地,科学家利用耐盐碱植物中的耐盐基因,培育出了耐盐水稻新品系。

下图是培育过程简图,请回答下面的问题。

（1）目的基因的获取需要　　　　　酶,阶段Ⅰ的核心是 

　　　　。

（2）为保证耐盐基因的正常转录,b上耐盐基因的两端应含有　　　　　　　,将b导入c常用　　　　法。

（3）对耐盐基因转录和表达产物的检测分别采用　　　　　、　　　　　　技术。

【解析】

（1）获取目的基因需要限制性核酸内切酶;阶段Ⅰ的核心是构建基因表达载体。

（2）为保证耐盐基因的正常转录,表达载体中目的基因的首端应有启动子,尾端应有终止子;将目的基因导入受体细胞常用农杆菌转化法或基因枪法,对于单子叶植物常用后者。

（3）转录检测常用核酸分子杂交法;表达产物的检测常用抗原—抗体杂交法。

答案:

（1）限制性核酸内切（限制）　构建耐盐基因（基因）表达载体　

（2）启动子、终止子（答不全不对）　基因枪（或农杆菌转化）　（3）分子杂交　抗原—抗体杂交

3.应用生物工程技术可获得人们需要的生物新品种或新产品。

请据图回答下列问题。

（1）要获得抗虫基因,可采用 

　　　　　　　等方法。

（2）如果要获得一只含目的基因的小鼠,则选择的受体细胞通常是　　　　　,原因是　。

若用大肠杆菌储存目的基因,则需先将其处理为　　　　　细胞。

（3）在培育转人生长激素基因牛的过程中,①过程需要的工具酶是　　　　　　

　,②过程常用的方法是　。

【解析】

（1）获得目的基因的方法有从基因文库中获取目的基因、PCR技术扩增目的基因、人工合成目的基因等。

（2）动物受精卵具有全能性,能发育成完整个体,要获得一只含目的基因的小鼠,选择的受体细胞通常是受精卵。

若将目的基因导入大肠肝菌细胞,首先要用Ca2+处理细胞,使其处于感受态。

（3）①是目的基因与载体结合的过程,需要限制酶、DNA连接酶;②是重组质粒导入受体细胞的过程,常用的方法是显微注射法。

答案:

（1）从基因文库中获得目的基因、PCR技术扩增目的基因、人工合成

（2）受精卵　动物受精卵具有全能性（动物不能像植物那样,利用一个除受精卵以外的独立的体细胞直接培养成完整的个体）

感受态　（3）限制酶、DNA连接酶　显微注射法

4.科学家们对一位缺乏腺苷酸脱氨酶基因而患严重复合型免疫缺陷症的美国女孩进行基因治疗,其方法是首先将患者的淋巴细胞取出进行体外培养,然后用反转录病毒将正常腺苷酸脱氨酶基因转入人工培养的淋巴细胞中,再将这些转基因淋巴细胞回输到患者体内,经过多次治疗,患者的免疫功能趋于正常。

（1）基因治疗是把健康的　　　　　　　　　　导入有　　　　　　　的细胞中,以达到治疗疾病的目的。

（2）在基因治疗过程中,反转录病毒的作用相当于基因工程中基因操作工具中的　　　　　　　　　　　。

此基因工程中的目的基因是　　　　　　　　

　　　,目的基因的受体细胞是　　　　　　　。

（3）将转基因淋巴细胞多次回输到患者体内后,免疫能力趋于正常是由于淋巴细胞中能合成　。

（4）人的腺苷酸脱氨酶基因与胰岛素基因相比,其主要差别是　　　　　　　　　　　　

　　　。

【解析】本题综合考查基因治疗的知识,解题时应注意提取题干中的信息,并了解基因治疗的过程。

（1）基因治疗就是把健康的外源基因导入有基因缺陷的细胞中,以达到治疗疾病的目的。

（2）反转录病毒的作用是作为载体,将目的基因（腺苷酸脱氨酶基因）导入淋巴细胞中。

（3）目的基因在受体细胞中经过转录和翻译,表达产生腺苷酸脱氨酶。

（4）人的不同基因所含有的脱氧核苷酸的排序是不同的。

答案:

（1）外源基因　基因缺陷

（2）载体（或基因的运载工具）　腺苷酸脱氨酶基因　淋巴细胞

（3）腺苷酸脱氨酶　（4）脱氧核苷酸的排序不同

【互动探究】

（1）题目第（3）问中提到将转基因淋巴细胞多次回输到患者体内后,免疫能力趋于正常,该患者恢复的免疫能力能否传给子代?

为什么?

提示:

不能,免疫能力恢复是因为部分淋巴细胞的功能得到恢复而实现的,并没有改变生殖细胞的遗传物质。

（2）被修复的淋巴细胞内是否还存在缺陷基因?

提示:

存在,基因治疗过程是将正常的基因导入缺陷细胞内,通过正常基因的表达使缺陷细胞功能得到恢复,并没有改变原有基因。

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