学年人教版必修2 第6章第2节基因工程及其应用 作业.docx

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学年人教版必修2第6章第2节基因工程及其应用作业

第6章从杂交育种到基因工程

第2节基因工程及其应用

1．科学家们经过多年的努力，创立了一种新兴生物技术——基因工程，实施该工程的最终目的是（　　）

A．定向提取生物体的DNA分子

B．定向地对DNA分子进行人工“剪切”

C．在生物体外对DNA分子进行改造

D．定向地改造生物的遗传性状

答案：

D

2．为了培育节水高产品种小麦，科学家将大麦中与抗旱节水有关的基因导入小麦，得到转基因小麦，其水分利用率提高了20%。

这项技术的遗传学原理是（　　）

A．基因突变　　　　B．基因重组

C．基因复制D．基因分离

答案：

B

3．基因工程中常作为基因的运载体的一组结构是（　　）

A．质粒、线粒体、噬菌体

B．染色体、叶绿体、线粒体

C．质粒、噬菌体、动植物病毒

D．细菌、噬菌体、动植物病毒

答案：

C

4．下列有关基因工程的叙述，正确的是（　　）

A．DNA重组技术所用的工具酶是限制酶、DNA连接酶和运载体

B．所有的限制酶都只能识别同一种特定的核苷酸序列

C．选用细菌作为重组质粒的受体细胞是因为细菌繁殖快

D．目的基因只要进入受体细胞就能实现表达

答案：

C

5．有关基因工程的成果及应用的说法，正确的是（　　）

A．用基因工程方法培养的抗虫植物也能抗病毒

B．基因工程在畜牧业上应用的主要目的是培养体型巨大、品质优良的动物

C．目前任何一种药物都可以运用基因工程来生产

D．基因工程在农业上的应用主要是培育高产、稳产、品质优良和具有抗逆性的农作物

答案：

D

6．干扰素是一种糖蛋白，过去从人的白细胞中提取，产量很低。

我国的科研人员成功运用基因工程技术提高了其产量，如图为其原理过程图。

请据图回答下面的问题：

（1）图中①过程叫___________________________________。

（2）图中②物质的化学本质是____________________________，

它作为运载体，必须具备的特点是_________________________

________________________________________（写出任意两点）。

（3）该过程中，供体细胞是________，受体细胞是______（填字母），重组DNA分子是________（填序号），在形成③的过程中需要_______。

解析：

（1）图中①为目的基因的提取过程。

（2）图中②为从大肠杆菌中提取的质粒；③表示重组DNA分子。

（3）在该过程中，供体细胞是人的体细胞，受体细胞是大肠杆菌b。

答案：

（1）提取目的基因

（2）双链环状DNA分子（或DNA分子）　具有一个或多个限制酶切割位点，在细胞中能够自我复制，有特殊的标记基因等

（3）人的体细胞　b　③　限制酶和DNA连接酶

A级　基础巩固

1．在畜牧养殖业上，科学家利用基因工程的方法培育出了转基因奶牛、超级绵羊等多种转基因动物。

“转基因动物”培育利用的原理是（　　）

A．基因突变　　　　　B．基因重组

C．染色体结构变异D．染色体数目变异

答案：

B

2．基因工程技术中的目的基因主要来源于（　　）

A．自然界现存生物体内的基因

B．自然突变产生的新基因

C．人工诱变产生的新基因

D．科学家在实验室中人工合成的基因

答案：

A

3．下图为DNA分子的某一片段，其中①②③分别表示某种酶的作用部位，则相应的酶依次是（　　）

A．DNA连接酶、限制酶、解旋酶

B．限制酶、解旋酶、DNA连接酶

C．解旋酶、限制酶、DNA连接酶

D．限制酶、DNA连接酶、解旋酶

答案：

C

4．基因工程的正确操作步骤是（　　）

①目的基因与运载体相结合　②将目的基因导入受体细胞

③目的基因的检测与鉴定　④提取目的基因

A．③④②①B．②④①③

C．④①②③D．③④①②

答案：

C

5．水母发光蛋白由236个氨基酸构成，其中Asp（天冬氨酸）、Gly（甘氨酸）、Ser（丝氨酸）构成发光环，现已将这种蛋白质的基因作为生物转基因的标记，在转基因技术中，这种蛋白质的作用是（　　）

A．促使目的基因导入受体细胞

B．使目的基因容易被检测出来

C．促使目的基因在受体细胞内复制

D．使目的基因容易成功表达

答案：

B

6．美国科学家利用基因工程技术，将人胰岛素基因拼接到大肠杆菌的DNA分子中，然后通过大肠杆菌的繁殖，生产了人胰岛素，操作过程如下图所示：

（1）①过程所使用的酶与获取胰岛素基因所使用的酶一般是________（填“相同”或“不同”）的。

（2）②过程使用的酶是________，它的作用是使质粒与目的基因结合形成________分子。

（3）在基因工程中③过程的目的是________________________。

（4）在基因工程中，目的基因的表达与检测是通过检测大肠杆菌是否产生________实现的。

（5）大肠杆菌合成人胰岛素的过程可以表示为______________

_______________________________。

（用箭头和简要文字表示）。

解析：

（1）获取目的基因和切割质粒使用的是同一种限制酶，这样可以获得相同的末端。

（2）②过程表示目的基因（人胰岛素基因）与运载体（质粒）结合成重组DNA分子的过程。

（3）③过程表示将目的基因导入受体细胞（大肠杆菌）的过程。

（4）如果要检测人胰岛素基因是否在大肠杆菌内表达，应检测大肠杆菌是否有人胰岛素产生。

（5）大肠杆菌合成人胰岛素的过程是人胰岛素基因表达的过程，包括转录和翻译。

答案：

（1）相同　

（2）DNA连接酶　重组DNA（或重组质粒）　（3）将目的基因导入受体细胞　（4）人胰岛素

（5）DNA（基因）

mRNA

蛋白质

B级　能力训练

7．在体育竞技比赛中，都要对运动员进行包括基因兴奋剂在内的各类兴奋剂的严格检测。

基因兴奋剂是注入运动员体内新的基因，以提高运动员的成绩，从变异角度分析，此方式属于（　　）

A．基因突变B．基因重组

C．细胞癌变D．染色体变异

解析：

基因兴奋剂是给运动员注入新基因，以改变基因的方式提高运动员的成绩，属于导入外源基因，是一种基因重组。

答案：

B

8．由于乙肝病毒感染的宿主范围很窄，仅限于人和灵长类动物，因此无法用细胞培养的方法生产疫苗，但可用基因工程的方法进行生产，现已知乙肝病毒的核心蛋白和表面抗原蛋白的氨基酸序列，生产示意图如下。

下列相关说法不正确的是（　　）

乙肝病毒

有关基因

细菌

大量生产疫苗

A．生产乙肝疫苗的过程也达到了定向改造细菌的目的

B．在①②过程中需要限制性核酸内切酶和DNA连接酶

C．用于生产疫苗的目的基因为编码核心蛋白的基因和表面抗原蛋白基因

D．这种转基因的细菌一定是安全的，不用担心其扩散到自然界

解析：

上述过程应用了基因工程技术，能定向改造生物的遗传性状；在操作时要应用限制酶来获得目的基因，并用DNA连接酶使之与运载体结合；该过程的目的基因为表面抗原蛋白基因和编码核心蛋白的基因；转基因生物的安全性还存在争议，无法判断其安全性，应避免其扩散进入自然界。

答案：

D

9．下图是应用基因工程技术获得转基因动物和植物的过程，相关叙述不正确的是（　　）

A．通过①过程形成重组质粒只需要两种工具

B．②是重组质粒导入受体细胞的过程

C．通过③过程产生的转基因牛的细胞中都含有人的生长激素基因

D．通过④⑤过程培育的抗虫棉需要检测抗虫效果

解析：

①是目的基因与运载体结合的过程，既需要限制酶和DNA连接酶，也需要载体质粒。

答案：

A

10．关于转基因技术的应用，不正确的是（　　）

A．可以将抗病虫害、抗除草剂等基因转入农作物使其具有相应的抗性

B．可以使用DNA重组的微生物，生产稀缺的基因药物

C．可以通过转基因技术使奶牛变成生物反应器，使它们的奶中富含某种营养物质、珍贵药材或人类所需要的蛋白质

D．将不同生物的DNA进行转移和重组，可以创造出新物种

解析：

可以将抗病虫害、抗除草剂等基因转入农作物使其具有相应的抗性；可以使用DNA重组的微生物，生产稀缺的基因药物；可以通过转基因技术使奶牛变成生物反应器，使它们的奶中富含某种营养物质、珍贵药材或人类所需要的蛋白质；将不同生物的DNA进行转移和重组，可以创造出新品种，但不能产生新物种。

答案：

D

11．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运用，基因工程基本操作流程如图所示。

请据图分析回答：

（1）图中A是________，最常用的是________，在基因工程中，需要在________酶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，可以遵循碱基互补配对原则的步骤有________（用图示中序号表示）。

（3）不同种生物之间的基因移植成功，从分子水平分析，进行基因工程的主要理论依据是________________，也说明了生物共用一套________________。

（4）研究中发现，番茄体内的蛋白酶抑制剂对害虫的消化酶有抑制作用，导致害虫无法消化食物而被杀死，人们成功地将番茄的蛋白酶抑制剂基因导入玉米体内，玉米获得了与番茄相似的抗虫性状，玉米这种变异的来源属于________。

解析：

（1）图中A是运载体，常用的是质粒；图中“剪接”过程需要限制性核酸内切酶切割含有目的基因的外源DNA分子和运载体，还需要DNA连接酶将目的基因和运载体连接起来。

（2）①为目的基因的获取、②为目的基因与运载体的结合、③为将目的基因导入受体细胞、④为目的基因的检测与鉴定，其中③不需要遵循碱基互补配对原则。

（3）不同生物的DNA分子结构（双螺旋结构）和化学组成相同，因此不同种生物之间的基因能拼接成功；自然界所有生物共用一套遗传密码，因此目的基因在不同的生物细胞中能正确表达。

（4）玉米通过基因工程获得抗虫性状，基因工程的原理是基因重组，因此玉米这种变异的来源属于基因重组。

答案：

（1）运载体　质粒　限制性核酸内切酶和DNA连接　

（2）①②④　（3）不同生物的DNA结构相同　遗传密码　（4）基因重组

12．通过DNA重组技术使原有基因得以改造的动物称为转基因动物。

运用这一技术可使羊奶中含有人体蛋白质，如图表示这一技术的基本过程，在该工程中所用的基因“剪刀”能识别的序列和切点是—G↓GATCC—，请回答下列问题：

（1）从羊染色体中“剪下”羊蛋白质基因的酶是________________，人体蛋白质基因“插入”后连接在羊染色体中需要的酶是_________________________________________。

（2）人体蛋白质基因之所以能连接到羊的染色体DNA中，原因是

_______________________________________________________

_____________________________________________________，

人体蛋白质基因导入羊细胞时常用的工具是______________

_____________________________________________________。

（3）此过程中目的基因的检测与表达中的表达是指___________

______________________________________________________。

（4）你认为此类羊产的奶安全可靠吗？

理由是什么？

_______________________________________________________

______________________________________________________。

解析：

（1）剪切获取目的基因的酶是限制性核酸内切酶，将不同的DNA片段连接起来的酶是DNA连接酶。

（2）不同生物的DNA化学组成和空间结构相同，即都具有相同的物质基础和结构基础。

目的基因导入受体细胞需要先与运载体结合，最常用的运载体是质粒，也可以用病毒。

（3）基因的表达是指基因通过转录和翻译过程合成相应的蛋白质。

（4）为开放性问题，理由与观点相对应即可。

答案：

（1）限制性核酸内切酶　DNA连接酶

（2）具有相同的物质基础和结构基础　细菌质粒或病毒

（3）人体蛋白质基因在羊体细胞内控制合成人体蛋白质

（4）安全。

因为目的基因导入受体细胞后没有改变，控制合成的人体蛋白质成分没有改变（或不安全。

因为目的基因导入受体细胞后，可能由于羊细胞中某些成分的影响，合成的蛋白质成分发生一定的改变）

C级　拓展提升

13．下图一表示某一种质粒的结构和部分碱基序列。

现有BamHⅠ、MboⅠ2种限制性核酸内切酶，切割的碱基序列如图二所示。

请回答下列问题：

（1）图一质粒用BamHⅠ、MboⅠ2种限制性核酸内切酶完全酶切后，可以获得________种不同长度的DNA片段。

（2）目的基因与图一质粒经过同种限制酶处理，形成重组质粒，选择的限制酶是________。

（3）不含有图一质粒的细菌在导入重组质粒后，在添加青霉素的培养基上培养，存活的细菌类型是________________________；在添加卡那霉素的培养基上培养，存活的细菌类型有________________。

（4）卡那霉素能抑制植物叶绿体中色素的形成，抗卡那霉素基因是转基因植物中广泛使用的标记基因，其安全性问题可能表现在__________________等方面。

解析：

（1）MboⅠ限制酶识别切割的序列也能被BamHⅠ识别切割，所以图一质粒有3个BamHⅠ切点和1个MboⅠ切点，被这两种酶完全酶切后得到3个不同长度的DNA片段。

（2）如果图一质粒用BamHⅠ限制酶切割，质粒中的两个抗性基因均被破坏，失去载体功能，因此目的基因与图一质粒经过同种限制酶处理，形成重组质粒只能选择MboⅠ限制酶。

（3）MboⅠ限制酶的作用位点在质粒的抗青霉素基因中，形成的重组质粒导入不含图一质粒的细菌后，在含青霉素的培养基上不能存活，能存活的是不含重组质粒的细菌。

导入了重组质粒和图一质粒的细菌在卡那霉素培养基上均能存活。

（4）转基因作物可能在食品、生物、环境等方面存在安全隐患，要理性看待。

答案：

（1）3　

（2）MboⅠ　（3）不含重组质粒　含有重组质粒或图一质粒　（4）食品安全、生物安全、环境安全