2020-2021学年高中生物-专题1-基因工程-3-基因工程的应用课时达标训练新人教版选修3.doc

2020-2021学年高中生物 专题1 基因工程 3 基因工程的应用课时达标训练新人教版选修3

2020-2021学年高中生物 专题1 基因工程 3 基因工程的应用课时达标训练新人教版选修3

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基因工程的应用
1.(2018·天津高二检测)科学家通过基因工程的方法,能使马铃薯块茎含有人奶主要蛋白。以下有关基因工程的叙述,错误的是 (　　)
A.用同一种限制酶,分别处理质粒和含目的基因的DNA,可产生相同的黏性末端,进而在DNA连接酶的作用下形成重组DNA分子
B.基因非编码区对于目的基因在马铃薯块茎细胞中的表达是不可缺少的
C.马铃薯的叶肉细胞可作为受体细胞
D.采用反转录的方法得到的目的基因有内含子
【解析】选D。构建基因表达载体时,需要用同一种限制酶处理含有目的基因的DNA和质粒,以产生相同的黏性末端,再用DNA连接酶连接形成重组DNA分子,
A正确;基因非编码区虽然不能编码合成蛋白质,但能对编码区进行调控,如启动子、终止子,B正确;马铃薯的叶肉细胞可作为受体细胞,再采用植物组织培养技术即可形成转基因植株,C正确;内含子不能转录形成mRNA,所以采用反转录的方法得到的目的基因不含内含子,D错误。
2.科学家培养的转基因奶牛乳腺细胞能够合成并分泌抗胰蛋白酶,这是动物乳房作为生物反应器研究的重大进展。下列与合成并分泌抗胰蛋白酶无关的是 (　　)
A.核糖体上遗传信息的翻译
B.细胞中的中心体
C.内质网膜与高尔基体膜相互联系
D.奶牛基因与抗胰蛋白酶基因重组
【解题指南】解答本题的关键是明确分泌蛋白合成和分泌的过程。
【解析】选B。分泌蛋白是在核糖体上合成的,而核糖体上进行的是遗传信息的翻译过程,A不符合题意;合成和分泌抗胰蛋白酶与细胞有丝分裂过程无关,而中心体与细胞有丝分裂有关,B符合题意;根据分析可知,分泌蛋白的合成与分泌过程涉及内质网膜与高尔基体膜,需要这些结构的运输和加工,C不符合题意;转基因奶牛的培育涉及奶牛基因与抗胰蛋白酶基因的重组,使抗胰蛋白酶基因能在奶牛乳腺细胞中特异性表达,D不符合题意。
3.(2018·聊城高二检测)科学家在河南华溪蟹体内找到了金属硫蛋白基因,并以质粒为载体,采用转基因方法培育出了吸收汞能力极强的转基因烟草。下列有关该烟草培育的说法正确的是 (　　)
A.金属硫蛋白基因需插入质粒中,才能转移到受体细胞中
B.为培育出转基因烟草植株,应选择的受体细胞一定是烟草的受精卵
C.同种限制酶既可以切割目的基因,又可以切割质粒,因此不具有专一性
D.转基因烟草与原烟草相比,基因组成发生变化,导致两者出现生殖隔离
【解析】选A。质粒为基因工程中的载体,目的基因必须借助载体才能导入受体细胞,选项A正确;将目的基因导入植物细胞,可以选择体细胞,选项B错误;限制酶能识别特定的核苷酸序列,当目的基因与质粒具备相同的核苷酸序列时,同种限制酶既可以切割目的基因,又可以切割质粒,因此限制酶具有专一性,选项C错误;转基因烟草与原烟草相比,基因组成发生变化,但不一定会出现生殖隔离,只有当两者不能杂交,或杂交不能产生可育后代,才会出现生殖隔离,选项D错误。
4.我国农科院生物技术研究所郭三堆研究员领导的研究小组将自主设计的BtGFM CrylA杀虫基因导入棉花细胞并使之成功表达,培育出了国产抗虫棉。下列有关国产抗虫棉研制过程的叙述,不正确的是 (　　)
A.BtGFM CrylA杀虫基因在棉花细胞中的表达需要经过转录和翻译两个过程
B.基因表达载体的构建需要用到限制酶和DNA连接酶
C.BtGFM CrylA杀虫基因具有毒性,可以直接杀死棉铃虫
D.BtGFM CrylA杀虫基因是通过花粉管通道法导入棉花细胞的
【解析】选C。BtGFM CrylA杀虫基因可控制Bt杀虫晶体蛋白的合成,Bt杀虫晶体蛋白对棉铃虫具有毒性,该基因只有经过转录和翻译才能合成Bt杀虫晶体蛋白,因此A选项正确,C选项错误;基因表达载体的构建方法是先用同种限制酶切割载体和含目的基因的DNA分子,再用DNA连接酶进行连接;我国科学家独创的花粉管通道法将目的基因导入棉花细胞培育抗虫棉。
5.近年来基因工程的发展非常迅速,科学家可以用DNA探针和外源基因导入的方法进行遗传病的诊断和治疗。下列做法不正确的是 (　　)
A.用DNA探针检测镰刀型细胞贫血症
B.用导入外源基因的方法治疗半乳糖血症
C.用DNA探针检测病毒性肝炎
D.用基因替换的方法治疗21三体综合征
【解析】选D。镰刀型细胞贫血症是基因突变导致的,可用DNA探针检测出来,A正确;用导入外源基因的方法治疗半乳糖血症属于基因治疗,原理是基因工程,检测是否导入目的基因的方法是用基因探针进行DNA分子杂交,B正确;肝炎病毒的遗传物质是DNA,可以用DNA探针进行检测,原理是分子杂交,C正确;21三体综合征属于染色体数目异常,多了一条21号染色体,所以无法用基因替换的方法治疗21三体综合征,D错误。
【补偿训练】
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脐带血细胞。
6.下列关于转基因动物的描述,不正确的是 (　　)
A.可将外源生长激素基因导入动物细胞内,提高动物的生长速率
B.可将肠乳糖酶基因导入奶牛基因组,降低乳汁中乳糖的含量,进而改善畜产品的品质
C.可利用转基因技术制成乳腺生物反应器,使哺乳动物的产奶量增加
D.可以用转基因动物作为器官移植的供体
【解析】选C。可利用转基因技术制成乳腺生物反应器,使哺乳动物本身变成“批量生产药物的工厂”。
【补偿训练】
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动物器官供体。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。
7.利用细菌大量生产人类干扰素,下列相关叙述错误的是 (　　)
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.受体细菌内能合成人类干扰素说明目的基因完成了表达
【解析】选C。利用细菌大量生产人类干扰素需用限制酶和DNA连接酶对载体和目的基因进行切割与黏合;将重组DNA导入受体细菌时要用Ca2+处理,使之能吸收DNA分子;检测重组DNA是否已导入受体细菌,可采用DNA分子杂交技术;受体细菌能合成人类干扰素说明目的基因完成了表达。
【补偿训练】
动物基因工程前景广阔,最令人兴奋的是利用基因工程技术使哺乳动物成为乳腺生物反应器,以生产所需要的药品,如转基因动物生产人的生长激素。科学家培养转基因动物成为乳腺生物反应器时 (　　)
A.仅仅利用了基因工程技术
B.不需要乳腺蛋白基因的启动子
C.利用基因枪法将人的生长激素基因导入受精卵中
D.需要进入泌乳期才能成为“批量生产药物的工厂”
【解析】选D。培育转基因动物成为乳腺生物反应器时,除了采用基因工程技术,还需要采用细胞工程(动物细胞培养)和胚胎工程技术(胚胎移植),A错误;乳腺生物反应器需要乳腺蛋白基因的启动子,使目的基因只在乳腺细胞中表达,B错误;基因枪法是将目的基因导入植物细胞的方法,将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法,C错误;乳腺生物反应器是从乳腺中获取药物,因此需要进入泌乳期才能成为“批量生产药物的工厂”,D正确。
8.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。
9.(2017·全国卷Ⅱ)几丁质是许多真菌细胞壁的重要成分,几丁质酶可催化几丁质水解。通过基因工程将几丁质酶基因转入植物体内,可增强其抗真菌病的能力。回答下列问题:
(1)在进行基因工程操作时,若要从植物体中提取几丁质酶的mRNA,常选用嫩叶而不选用老叶作为实验材料,原因是____________________________________。提取RNA时,提取液中需添加RNA酶抑制剂,其目的是_______________________
____________________________________________。 
(2)以mRNA为材料可以获得cDNA,其原理是 __________________________。 
(3)若要使目的基因在受体细胞中表达,需要通过质粒载体而不能直接将目的基因导入受体细胞,原因是_______________________________________________
(答出两点即可)。 
(4)当几丁质酶基因和质粒载体连接时,DNA连接酶催化形成的化学键是__________________________。 
(5)若获得的转基因植株(几丁质酶基因已经整合到植物的基因组中)抗真菌病的能力没有提高,根据中心法则分析,其可能的原因是______________________
__________________________________。 
【解析】(1)嫩叶相对于老叶,细胞壁较薄,较易破碎,容易提取几丁质酶的mRNA;由于RNA酶可降解RNA,提取RNA时,提取液中应添加RNA酶抑制剂,以防止所提取的RNA降解。
(2)以mRNA为模板、4种脱氧核苷酸为原料,在逆转录酶的作用下,按照碱基互补配对原则,mRNA可通过逆转录合成cDNA。
(3)目的基因中缺乏表达所需要的复制原点、启动子等,而质粒载体中含有,为了使目的基因在受体细胞中表达,应将目的基因与质粒载体形成重组质粒,导入受体细胞。
(4)DNA连接酶可将同种限制酶切割产生的末端连接起来,恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键。
(5)几丁质酶基因整合到植物基因组中,但植物抗真菌病的能力没有提高,说明几丁质酶基因在植物细胞中未表达。依据中心法则可知,基因表达包括转录和翻译两个过程,可能是目的基因的转录或翻译过程异常导致目的基因在受体细胞中未表达,进而导致植物抗真菌病的能力没有提高。
答案:(1)嫩叶组织细胞易破碎　防止RNA降解
(2)在逆转录酶的作用下,以mRNA为模板按照碱基互补配对的原则可以合成cDNA
(3)目的基因无复制原点;目的基因无表达所需的启动子
(4)磷酸二酯键
(5)目的基因的转录或翻译异常