1、课时训练16基因重组和基因工程及其应用一、非标准1.下列情况引起的变异属于基因重组的是()。A.同源染色体上非等位基因的自由组合B.一条染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上C.同源染色体的非姐妹染色单体之间发生局部交换D.DNA分子中发生碱基对的增添、缺失或改变解析:基因重组有三种情况:一是在减数第一次分裂的四分体时期,同源染色体的非姐妹染色单体之间发生的交叉互换;二是减数第一次分裂后期非同源染色体上的非等位基因自由组合;三是基因工程。答案:C2.依据基因重组的概念,下列过程中没有发生基因重组的是()。解析:A中S型细菌的DNA进入R型细菌,导致R型细菌转化成S型细菌,原理是基因重组;B
2、属于基因工程,原理是基因重组;C减数分裂中非同源染色体的自由组合属于基因重组;D属于人工诱变育种,原理是基因突变。答案:D3.下列高科技成果中,根据基因重组原理进行的是()。我国科学家袁隆平利用杂交技术培育出超级水稻我国科学家将苏云金芽孢杆菌的某些基因移植到棉花体内,培育出抗虫棉我国科学家通过返回式卫星搭载种子培育出太空椒我国科学家通过体细胞克隆技术培育出克隆牛A.B.C.D.解析:超级水稻的培育属于杂交育种范畴,其原理是基因重组;抗虫棉是转基因植物,其原理是基因重组;太空椒的培育属于作物空间诱变育种,其原理是基因突变;克隆牛属于无性繁殖,其原理是动物细胞核的全能性。答案:B4.下列关于基因突
3、变与基因重组的叙述,错误的是()。A.基因突变可产生新基因B.基因重组可产生新染色体C.基因重组可产生新的基因型D.基因突变和基因重组产生的变异都能遗传解析:基因突变是基因发生了分子结构的变化,使一个基因变成了另一个新的基因;而基因重组是控制不同性状的基因在有性生殖过程中的重新组合,其结果是产生了新的基因型。这两种变异都是可遗传的。答案:B5.下列关于转基因植物的叙述,正确的是()。A.转入到油菜的抗除草剂基因,可能通过花粉传入环境中B.转抗虫基因的植物,不会破坏生态平衡C.动物的生长激素基因转入植物后不能表达D.如转基因植物的外源基因来源于自然界,则不存在安全性问题解析:本题考查了转基因技术
4、的安全性问题。转入到油菜的基因,可以通过花粉传入环境中;转抗虫基因的植物可能会破坏生态平衡;动物生长激素基因转入植物后也能表达;转基因技术的安全性问题,要通过验证才能得到证实。答案:A6.控制不同性状的基因之间进行重新组合,称为基因重组。下列各选项中能够体现基因重组的是()。A.利用人工诱变的方法获得青霉素高产菌株B.利用基因工程手段培育生产人干扰素的大肠杆菌C.在海棠枝条上嫁接苹果的芽,海棠和苹果之间实现基因重组D.二倍体与四倍体杂交后获得的三倍体无子西瓜解析:青霉素高产菌株的获得是基因突变的结果;大肠杆菌生产人干扰素是通过转基因实现的,属于基因重组;在海棠枝条上嫁接苹果的芽,海棠和苹果的遗
5、传物质均没有改变;无子西瓜的培育利用了染色体数目变异的原理。答案:B7.在用基因工程技术构建抗除草剂的转基因烟草过程中,下列操作错误的是()。A.用限制性核酸内切酶切割烟草花叶病毒的核酸B.用DNA连接酶连接经切割的抗除草剂基因和载体C.将重组DNA分子导入烟草原生质体D.用含除草剂的培养基筛选转基因烟草细胞解析:限制性核酸内切酶用于提取目的基因和切割运载体,识别双链DNA的特定序列,烟草花叶病毒的遗传物质是RNA,不能用限制性核酸内切酶切割;DNA连接酶可以连接具有相同黏性末端的目的基因和载体;受体细胞可以是受精卵和体细胞,也可以是去除细胞壁的原生质体;目的基因为抗除草剂基因,所以未成功导入
6、目的基因的细胞不具有抗除草剂的能力,筛选时应该用含除草剂的培养基筛选转基因细胞。答案:A8.如果科学家通过基因工程,成功地把一位女性血友病患者的造血细胞进行改造,使其凝血功能恢复正常。那么,她后来所生的儿子中()。A.全部正常 B.一半正常C.全部有病 D.不能确定解析:利用基因治疗的方法可以使很多的患者康复,但是基因治疗并没有改变人的基因型,更不会改变人的生殖细胞的基因,而血友病是伴X的隐性遗传病,女性患者的基因型为XbXb,所以她所生的儿子都继承了她的Xb基因,基因型为XbY,是患者。答案:C9.下列关于育种的叙述,正确的是()。A.培育无子西瓜是利用基因重组的原理B.基因工程育种能定向改
7、造生物的性状C.诱变育种和杂交育种均可产生新的基因D.培育单倍体植株的原理是基因突变解析:培育无子西瓜实质是培育三倍体西瓜,该育种和培育单倍体植株依据的原理均为染色体数目的变异。诱变育种依据的原理是基因突变,可产生新的基因,而杂交育种依据的原理是基因重组,不产生新的基因。基因工程育种由于涉及对目的基因的选择,因而能定向改造生物的性状。答案:B10.基因工程又叫DNA重组技术。(1)在该技术中,用人工合成方法获得目的基因的途径之一是:以目的基因转录的为模板,成互补的单链DNA,然后在酶的作用下合成。(2)基因工程中常用的受体细胞有细菌、真菌、。(3)假设以大肠杆菌质粒作为运载体,并以同一种限制性
8、核酸内切酶切割运载体与目的基因,将切割后的运载体与目的基因片段混合,并加入DNA连接酶。连接产物至少有种环状DNA分子,它们分别是。解析:基因工程中,用人工合成方法获得目的基因的途径之一是:以目的基因转录的mRNA为模板,反转录成互补的单链DNA,然后在酶的作用下合成双链DNA。基因工程中常用的受体细胞有细菌、真菌、动植物细胞。假设以大肠杆菌质粒作为运载体,并以同一种限制性核酸内切酶切割运载体与目的基因,将切割后的运载体与目的基因片段混合,并加入DNA连接酶。连接产物至少有3种环状DNA分子,它们分别是运载体自连的、目的基因片段自连、运载体与目的基因片段相连的环状DNA分子。答案:(1)信使R
9、NA(mRNA)逆转录(反转录)双链DNA(目的基因)(2)动植物细胞(3)3运载体自连的、目的基因片段自连、运载体与目的基因片段相连的环状DNA分子11.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乳中含有人体蛋白质,下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GGATCCCCTAGG,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”后连接在羊体细胞染色体中需要的酶是。(2)请画出质粒被切割形成黏性末端的过程图。GGATCCCCTAGG(3)人体蛋白质基因之所以能连接到羊的染色体DNA中,原因
10、是,人体蛋白质基因导入羊细胞时常用的工具是。(4)此过程中目的基因的检测与表达中的表达是指。(5)你认为此类羊产的奶安全可靠吗?理由是什么?。解析:(1)目的基因的获取要用到限制性核酸内切酶,目的基因插入受体细胞时需要DNA连接酶。(2)根据切点写出切割后形成的黏性末端。(3)要求回答基因能够拼接的原因,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,也可以用动物病毒。(4)基因的表达是指基因通过控制蛋白质的合成来控制生物的性状,即通过转录和翻译过程合成相应的蛋白质。(5)转基因产品的安全性问题要辩证地分析
11、,安全或不安全两个方面,都要说明理由。答案:(1)限制性核酸内切酶DNA连接酶(2)GGATCCCCTAGGGGATCCCCTAGG(3)具有相同的物质基础和结构基础(有互补的碱基序列)细菌质粒或动物病毒(4)人体蛋白质基因在羊体细胞内控制合成人体蛋白质(5)安全;因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;因目的基因导入受体细胞后,可能由于羊细胞中的某些成分的影响,合成的人体蛋白质成分可能发生一定的改变)12.利用遗传变异的原理培育作物新品种,在现代农业生产上得到广泛应用。请回答下面的问题。(1)水稻的穗大(A)对穗小(a)为显性。基因型为Aa的水稻自交,
12、子一代中,基因型为的个体表现出穗小,应淘汰;基因型为的个体表现出穗大,需进一步自交和选育;按照这种自交淘汰选育的育种方法,理论上第n代种子中杂合子的比例是。(2)水稻的晚熟(B)对早熟(b)为显性,请回答利用现有纯合子水稻品种,通过杂交育种方法培育纯合大穗早熟水稻新品种的问题。培育纯合大穗早熟水稻新品种,选择的亲本基因型分别是和。两亲本杂交的目的是。将F1所结种子种下去,长出的水稻中表现为大穗早熟的几率是,在这些大穗早熟植株中约有是符合育种要求的。解析:按照自交淘汰选育的育种方法,自交产生的第一代至第四代的杂合子的比例依次是23、25、29、217,归纳可知第n代种子中杂合子的比例是22n+1。要想得到AAbb的纯种个体,选择的亲本是AABB、aabb,通过杂交可将A与b集中到同一个体中。F1自交,产生的A_bb的种子占F2的316,其中AAbb符合要求,占A_bb的比例为13。答案:(1)aaAA或Aa22n+1(2)AABBaabb将基因A和b集中到同一个体中31613