1、1.3基因工程的应用基础巩固 1转基因动物是指()A.提供基因的动物B.基因组成中转入了外源基因的动物C.能产生白蛋白的动物D.能表达基因遗传信息的动物解析转基因动物是指基因组中增加了外源基因的动物。答案B2若利用基因工程技术培育能固氮的水稻新品种,其在环境保护上的重要意义是()A.减少氮肥使用量,降低生产成本B.减少氮肥生产量,节约能源C.避免因施用氮肥过多引起的环境污染D.改良土壤的群落结构解析农业生产中大量使用氮肥容易造成水体富营养化,引起淡水“水华”、海洋“赤潮”现象,污染环境。利用基因工程技术培育能固氮的水稻新品种,可减少氮肥施用量,避免水体富营养化,保护环境。答案C3下列哪项不是植
2、物基因工程技术的主要应用?()A.提高农作物的抗逆性B.生产某些天然药物C.改良农作物的品质D.作器官移植的供体解析D项为动物基因工程技术的重要应用。答案D4基因治疗是指()A.把健康的外源基因导入有基因缺陷的细胞中,达到治疗疾病的目的B.对有基因缺陷的细胞进行修复,从而使其恢复正常,达到治疗疾病的目的C.运用人工诱变的方法,使有基因缺陷的细胞发生基因突变后恢复正常D.运用基因工程技术,把有缺陷的基因切除,达到治疗疾病的目的解析目前实施的基因治疗措施有体外基因治疗和体内基因治疗,其基本方法都是把相应的正常基因导入有基因缺陷的相关细胞中,从而使病人恢复正常。答案A5科学家运用转基因技术,将苏云金
3、芽孢杆菌的抗虫基因转到大白菜细胞中,培育出抗虫效果很好的优质大白菜,减少了农药的使用量,保护了环境。下列说法正确的是()A.抗虫基因中含有终止密码子B.抗虫基因能在大白菜细胞中正常表达C.转基因技术所用的工具酶是限制酶、连接酶和载体D.限制酶识别的序列一定是GAATTC解析基因中不含有终止密码子,终止密码子存在于mRNA上。载体不是酶。限制酶有多种,不同的限制酶识别的序列大都不相同。答案B6以下关于抗病转基因植物成功表达抗病毒基因后的说法,正确的是()A.可以抵抗所有病毒B.对病毒的抗性具有局限性或特异性C.可以抵抗害虫D.可以稳定遗传,不会变异解析抗病毒转基因植物只可以抵抗某些病毒,并不是所
4、有病毒,也不可以抗虫。抗病毒基因也会发生变异。答案B7下列不属于利用基因工程技术制取药物的是()A.从大肠杆菌体内获取白细胞介素B.从酵母菌体内获得干扰素C.利用青霉菌获取青霉素D.从大肠杆菌体内获得胰岛素解析基因工程制药的实质是先用基因工程的方法将药物基因导入微生物细胞(如大肠杆菌、酵母菌等)中,并使该基因得到高效表达以产生药物,然后通过培养微生物来获得药物的一种技术。利用基因工程生产的人类蛋白药物有白细胞介素、干扰素、胰岛素等。青霉菌自身含有控制青霉素合成的基因,不需导入外源基因,因此不是利用基因工程技术制取的药物。答案C8我国科学家运用基因工程技术,将苏云金芽孢杆菌的抗虫基因导入棉花细胞
5、并成功表达培育出了抗虫棉。下列叙述不正确的是()A.启动子对于抗虫基因在棉花细胞中的表达不可缺少B.重组DNA分子中改变一个碱基对,不一定导致毒蛋白的毒性丧失C.抗虫棉的抗虫基因可通过花粉传递至近缘作物,从而造成基因污染D.转基因棉花是否具有抗虫特性是通过检测棉花对抗生素抗性来确定的解析启动子是RNA聚合酶识别和结合的位点,没有启动子,目的基因无法转录。根据是否具有抗生素抗性可用来筛选含有目的基因的细胞,而不能用来检测转基因棉花是否具有抗虫特性。答案D9金茶花是中国特有的观赏品种,但易被有害真菌感染得枯萎病,降低观赏价值。科学家在某种植物中找到了抗枯萎病的基因,用转基因方法培育出了抗枯萎病的新
6、品种。请据图回答下列问题。(1)将连接到上并形成,常用到的酶有。(2)抗枯萎病的金茶花培育成功,从变异的角度来说属于。(3)经过转基因方法获得的抗病金茶花,将来产生的配子中是否一定含有抗病基因?。(4)通过检测,被侵染的金茶花叶片细胞具备了抗病性,这说明已经。判断抗病基因是否表达可以从个体水平上做实验。解析(1)是用限制性核酸内切酶切割质粒,是指目的基因的获取,是指目的基因与质粒在DNA连接酶的作用下形成重组质粒。(2)基因工程是在人为作用下将控制不同性状的基因重新组合从而改造生物性状,从本质上来说这种变异属于基因重组。(3)经过转基因方法获得的抗病金茶花可能相当于杂合子,将来产生的配子中不一
7、定含有抗病基因。(4)金茶花叶片细胞具备了抗病性,说明目的基因已在受体细胞中得到了表达。答案(1)限制性核酸内切酶、DNA连接酶(2)基因重组(3)不一定(4)表达抗病接种10(2017全国理综)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
8、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)选取嫩叶为实验材料提取mRNA的原因是嫩叶细胞的细胞壁易破碎。提取RNA时加入RNA酶抑制剂的目的是防止RNA降解。(2)以mRNA为材料获得cDNA的过程为逆转录,其原理是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,无表达所需的启动子、终止子等,其不能在受体细胞内表达,要使目的
9、基因在受体细胞中表达,需要通过含有这些结构的质粒载体将目的基因导入受体细胞。(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磷酸二酯键。(5)如果目的基因已经整合到植物的基因组中,但植物未表现出相应性状,可能的原因是目的基因未转录,或是转录出的mRNA未翻译出相应的几丁质酶。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启动子(4)磷酸二酯键(5)目的基因的转录或翻译异常能力提升1下列关于基因工程应用的叙述,正确的是()A.基因治疗就是把缺陷基因诱变成正常
10、基因B.基因诊断的基本原理是DNA分子杂交C.一种基因探针可检测不同细胞中的各种目的基因D.从基因组文库获取的真核生物基因可以直接导入原核生物细胞内解析基因治疗是将正常基因导入基因异常的细胞中并表达的方法,不涉及基因的改造。一种基因探针只能与一种特定核苷酸序列的目的基因结合。从基因组文库中获得的真核生物的基因不能直接导入原核生物内,因真核生物基因的结构与原核生物基因的结构有所不同,直接导入后不能在原核细胞中正常表达。答案B2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。但人凝血因子只存在于该转基因羊的乳汁中。下列叙述正确的是()A.如果已知人凝血因子基因的核苷酸序列,可用人
11、工合成的方法获得该目的基因B.人凝血因子基因进入羊受精卵后,其传递和表达不再遵循中心法则C.人凝血因子基因存在于该羊的乳腺细胞中,而不存在于其他体细胞中D.人凝血因子基因开始转录后,在DNA聚合酶的作用下以DNA的一条链为模板合成mRNA解析人凝血因子基因进入羊的受精卵后,会随着羊染色体DNA的复制而复制,同羊染色体DNA中其他基因一样进行正常表达,其传递和表达也依然遵循中心法则。将人凝血因子基因导入羊受精卵后,该受精卵细胞会分裂分化成各种细胞,进而形成新个体(转基因羊),因而该个体所有体细胞中都会有人凝血因子基因存在。催化转录过程的是RNA聚合酶。答案A3下列关于基因工程相关知识的叙述,正确
12、的是()A.在基因工程操作中为了获得重组质粒,必须用相同的限制酶,露出的黏性末端可以不相同B.若要生产转基因抗病水稻,可将目的基因先导入大肠杆菌中,再转入水稻细胞中C.如要提高作物中某种氨基酸的含量,可以导入控制合成含有该种氨基酸的蛋白质的基因D.基因治疗主要是对具有缺陷的体细胞进行全面修复解析要获得重组质粒,目的基因和载体必须有相同的黏性末端,使用的限制酶可以不同。对于水稻等单子叶植物,常用基因枪转化法;对于双子叶植物则常用农杆菌转化法。基因治疗只是将正常基因导入有缺陷基因的细胞中,并使之表达。答案C4在用基因工程技术培育抗除草剂的转基因烟草的过程中,下列操作错误的是()A.用限制性核酸内切
13、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载体,而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。答案A5下列说法不正确的是()A.干扰素是动物或人体细胞受到病毒侵染时产生的一种糖蛋白B.基因治疗是治疗遗传病的最有效手段C.体内基因治疗是基因治疗的一种形式D.体外基因治疗仅指体外完成基因转移这个环节解析人类的遗传病很难用一般药物进行治疗,基因治疗是最有效的手段。体外基因治疗是先从病人体内获得某种细胞,进行培养,然后在体外完成基因转移,再
14、筛选基因成功转移的细胞扩增培养,最后重新输入患者体内。答案D6下页左上图表示细胞膜上乙酰胆碱(一种神经递质)受体基因的克隆技术操作过程,下列相关分析中正确的是()A.获得该mRNA的最佳材料是受精卵B.构建基因表达载体最可能使用的载体是大肠杆菌C.完成过程必不可少的酶分别是逆转录酶、DNA聚合酶D.探针筛选的目的是淘汰被感染的细菌,获得未被感染的细菌解析该受体基因在神经细胞中表达,获得该mRNA的最佳材料是神经细胞。构建基因表达载体最可能使用的载体是质粒。探针筛选的目的是检测是否存在cDNA。答案C7酵母菌的维生素、蛋白质含量高,可生产食品和药品等。科学家将大麦细胞的LTP1基因植入啤酒酵母菌
15、中,获得的啤酒酵母菌种可产生LTP1蛋白,并酿出泡沫丰富的啤酒。基本操作过程如下图:请回答下列问题。(1)该技术定向改变了酵母菌的性状,这在可遗传变异的来源中属于。(2)从大麦细胞中可直接分离获得LTP1基因,还可采用方法获得目的基因。本操作中为了将LTP1基因导入酵母菌细胞内,所用的载体是。(3)此操作中可以用分别含有青霉素、四环素的两种选择培养基进行筛选,则有含C的酵母菌在选择培养基上的生长情况是。(4)除了看啤酒泡沫丰富与否外,还可以怎样检测LTP1基因在啤酒酵母菌中的表达?。解析(1)将大麦的LTP1基因重组入啤酒酵母菌的遗传物质中属于基因重组。(2)目的基因可从相应生物细胞中直接分离
16、获得,也可用人工合成的方法获得。基因工程中常用的载体是质粒。(3)质粒中含有青霉素抗性基因和四环素抗性基因,重组质粒中四环素抗性基因已遭破坏,如果成功导入受体细胞,则重组酵母菌在含有青霉素的培养基上能存活,但在含有四环素的培养基上不能存活。(4)目的基因是否表达,可以通过检测特定的性状或者目的基因是否控制合成相应的蛋白质进行确定。答案(1)基因重组(2)人工合成质粒(3)在含有青霉素的培养基上能存活,但在含有四环素的培养基上不能存活(4)检验转基因啤酒酵母菌能否产生LTP1蛋白8利用动物乳腺生产产品的技术称为动物乳腺反应器技术。该技术生产的药用蛋白具有表达效率高、成本低、安全性高、易于分离纯化
17、的优点,可产生乙肝表面抗原及抗凝血酶等医药产品,造福人类健康。下图为利用生物技术获得这一生物新品种和抗虫棉的过程,据图回答下列问题。(1)在基因工程中,A表示,如果直接从苏云金芽孢杆菌中获得抗虫基因,过程使用的酶的功能特点是,B表示。(2)在研究过程中,研究人员首先从相关基因组中获取了目的基因,并采用技术对目的基因进行了扩增,然后将目的基因与质粒等载体组合形成了重组载体。在重组载体的构建过程中需要的工具酶有。(3)基因表达载体的构建是基因工程的核心,一个完整的基因表达载体至少包括哪些部分?。(4)将目的基因导入受体细胞的过程中,在过程中一般是采用,在过程中一般采用,受体细胞一般是。(5)由于转
18、基因表达产物存在于山羊的乳汁中,检测其体内是否出现药用蛋白,在分子水平上的检测方法及结果是什么?。(6)要确定目的基因(抗虫基因)导入棉花细胞后,是否能稳定遗传并表达,需进行检测和鉴定工作,请写出在个体水平上的鉴定过程:。解析(1)据图可知,A是从人的DNA分子中获取的合成乙肝表面抗原或抗凝血酶的基因,或者是从苏云金芽孢杆菌中提取的Bt毒蛋白基因,是基因工程中的目的基因;基因工程的工具有限制酶、DNA连接酶、载体等,其中限制酶的功能特点是:一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列,并在特定的位点上切割DNA分子;B是载体和目的基因重组形成的基因表达载体(重组DNA分子)。(2)目的基因的获取一般
19、有3种途径:从基因文库中获取目的基因;利用PCR技术扩增目的基因;通过DNA合成仪用化学方法直接人工合成。构建基因表达载体需要限制酶和DNA连接酶。(3)一个完整的基因表达载体至少包括目的基因、启动子、终止子、标记基因等部分。(4)目的基因导入受体细胞的方法因受体细胞的不同而不同,植物细胞通常采用农杆菌转化法,动物细胞是显微注射技术,微生物细胞是Ca2+处理法。其中动物通常的受体细胞是受精卵。(5)检测目的基因是否已经表达出相应的蛋白质,通常采用抗原抗体杂交技术。(6)进行个体生物学水平的鉴定时,通常采用抗虫或抗病的接种实验。答案(1)目的基因一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列,并在特定的
20、位点上切割DNA分子基因表达载体(重组DNA分子)(2)PCR限制酶、DNA连接酶(3)至少包括目的基因、启动子、终止子、标记基因等部分(4)农杆菌转化法显微注射技术受精卵(5)从转基因羊的乳汁中提取蛋白质,用相应的抗体进行抗原抗体杂交,若出现杂交带,表明乳汁中出现了抗原蛋白,实验成功;若没有出现杂交带,表明乳汁中没有出现抗原蛋白,实验失败(6)让害虫食用转基因棉的叶子,观察害虫的存活情况,以确定其是否具有抗虫性状9基因敲除是根据DNA重组原理发展起来的一门新兴技术,通常用设计好的DNA片段替代动物细胞内的基因片段,从而达到基因敲除的目的,其基本原理如图所示:请回答下列问题。(1)在将目的基因
21、导入受体细胞前,需要构建一个基因表达载体。一个理想的基因表达载体通常由启动子、终止子、目的基因和等组成。(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为。(3)上述途径所获得的动物,其后代并非每一个个体都含目的基因,原因是。(4)假设通过基因敲除构建了一个非球形红细胞型贫血(型)模型动物,该动物因丙酮酸激酶缺陷或葡萄糖-6- 磷酸脱氢酶(G-6-PD)缺陷,使红细胞膜变化引起红细胞自溶现象,但给该动物注射ATP后,自溶现象可明显降低。由此可表明,基因对生物性状的控制方式之一是。(5)某实验小组向正常小鼠胚胎细胞内导入某“X基因”后,发现靶基因能正常转录形成mRNA,但细胞内却不能合
22、成相应蛋白质,其原因最可能是。解析(1)一个理想的基因表达载体通常由启动子、终止子、目的基因和标记基因等组成。(2)动物细胞中受精卵的全能性最高,因此常被用作基因工程中的受体细胞。(3)转基因动物为杂合子,在形成生殖细胞时等位基因发生分离,因此有的配子中含目的基因,有的配子中不含目的基因。(4)从题干信息中可看出,该基因通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制生物性状。(5)靶基因能正常转录形成mRNA,但细胞内却不能合成相应蛋白质,说明转录出来的mRNA不能作为模板合成蛋白质,该情况发生在“X基因”导入小鼠胚胎细胞之后,因此最可能的原因是“X基因”转录出来的mRNA与靶基因转录出来的mRNA形成了杂交分子,从而抑制其控制合成相应的蛋白质。答案(1)标记基因(2)受精卵(3)转基因动物为杂合子,在形成生殖细胞时等位基因发生分离(4)基因通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制生物性状(5)“X基因”转录形成的mRNA与靶基因控制合成的mRNA杂交,抑制其控制合成相应的蛋白质(或抑制了目的基因的翻译过程)