1、课下能力提升(十八)基因工程及其应用【基础题组】1下列有关基因工程中限制酶的描述，错误的是()A一种限制酶只能识别一种特定的脱氧核苷酸序列B限制酶的活性受温度影响C限制酶能识别和切割RNAD限制酶可从原核生物中提取2下列关于DNA连接酶的叙述，正确的是()催化具有互补配对的黏性末端的DNA片段之间的连接催化具有不同黏性末端的DNA片段之间的连接催化两个黏性末端互补碱基间氢键的形成催化DNA分子两条链的脱氧核糖与磷酸之间的磷酸二酯键的形成ABC D3基因工程是在DNA分子水平上进行设计施工的。在基因操作的基本步骤中，不进行碱基互补配对的是()A人工合成目的基因B目的基因与运载体结合C将目的基因导
2、入受体细胞D目的基因的检测和表达4如图为DNA分子的某一片段，其中分别表示某种酶的作用部位，则相应的酶依次是()ADNA连接酶、限制性核酸内切酶、解旋酶B限制性核酸内切酶、解旋酶、DNA连接酶C解旋酶、限制性核酸内切酶、DNA连接酶D限制性核酸内切酶、DNA连接酶、解旋酶5基因工程技术也称DNA重组技术，其实施时需要的四个必要条件是()A目的基因、限制酶、运载体、体细胞B重组DNA、RNA聚合酶、内切酶、连接酶C模板DNA、信使RNA、质粒、受体细胞D工具酶、目的基因、运载体、受体细胞6各种育种方法或技术都有其优劣之处，下列相关叙述不正确的是()A传统的育种方法周期长，可选择的范围有限B通过人
3、工诱变，人们有目的地选育新品种，能避免育种的盲目性C杂交育种难以克服远缘杂交不亲和的障碍，耗时长，效率低D基因工程可以实现基因在不同物种之间的转移，人们可以定向选育新品种7如图是基因工程主要技术环节的一个基本步骤，这一步骤需用到的工具是()ADNA连接酶和解旋酶BDNA聚合酶和限制酶C限制酶和DNA连接酶DDNA聚合酶和RNA聚合酶8下列关于基因工程及转基因食品的安全性的叙述，正确的是()A基因工程经常以抗生素抗性基因作为目的基因B通过转基因技术可获得抗虫粮食作物，从而增加粮食产量，减少农药使用C通常用一种限制性核酸内切酶处理含目的基因的DNA，用另一种限制性核酸内切酶处理运载体DNAD若转入
4、甘蔗中的外源基因来源于自然界，则生产出来的甘蔗不存在安全性问题【能力题组】9水母发光蛋白由236个氨基酸构成，现已将编码这种蛋白质的基因作为生物转基因的标记，应用在转基因技术中。这种蛋白质的作用是()A使目的基因顺利导入受体细胞B使目的基因在宿主细胞中产生多个拷贝C使目的基因的转移易被检测出来D使目的基因成功表达后发出肉眼可见光波10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运载体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11如图表示一项重要生物技术的关键步骤，X是
5、获得外源基因并能够表达的细胞。下列有关说法不正确的是()AX是能合成胰岛素的细菌细胞B质粒应具有多个标记基因和多个限制酶切点C基因与运载体的重组只需要DNA连接酶D该细菌的性状被定向改造12下列高科技成果中，根据基因重组原理进行的是()利用杂交技术培育出超级水稻通过返回式卫星搭载种子培育出太空椒胡萝卜经组织培养产生完整植株将苏云金芽孢杆菌的某些基因转移到棉花体内，培育出抗虫棉A BC D13在培育转基因植物的研究中，卡那霉素抗性基因(kanR)常作为标记基因，只有含卡那霉素抗性基因的细胞才能在卡那霉素培养基上生长。如图为获得抗虫棉的技术流程，请据图回答：(1)基因工程的基本操作程序主要包括四个
6、步骤：提取目的基因、_、将目的基因导入受体细胞、_。(2)要使运载体与该抗虫基因连接，A过程中首先应使用_进行切割。假如运载体被切割后，得到的分子末端序列为AATTCG，则能与该运载体连接的抗虫基因分子的末端是()ACGTTAABAATCCTCGCTTTA DTAAATC(3)切割完成后，用_将运载体与该抗虫基因连接，连接后得到的DNA分子称为_。(4)来自苏云金杆菌的抗虫基因能在植物体内成功表达，说明苏云金杆菌和植物等生物共用_。14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
7、序列和切点是GGATCC，请回答：(1)从羊染色体中“剪下”羊的蛋白质基因的酶是_，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？_。15如图表示利用基因工程培育抗虫棉过程的示意图，请据图回答下列有关问题：(1)科学家在进行图中操作时，要用_分别切割运载体和目的基因，还要用_将运载体和目的基因连接起来，形成_。(2)经过操作将目的基因导入_，然后经过组织培养形成抗虫棉植株，此过程体现了质
8、粒作为运载体必须具备的两个条件是_、_。(3)下列是几种氨基酸对应的密码子，据此推断图中合成的多肽的前三个氨基酸的种类(按前后顺序排列)_。(几种氨基酸对应的密码子：甲硫氨酸(AUG)、甘氨酸(GGA)、丝氨酸(UCU)、酪氨酸(UAC)、精氨酸(AGA)、丙氨酸(GCU)。)(4)经过培养、筛选获得一株有抗虫特性的转基因植株。经过分析，该植株细胞中含有一个携带目的基因的DNA片段，因此可以把它看作是杂合子。理论上，在该转基因植株自交产生的F1中，仍具有抗虫特性的植株占总数的_。将上述抗虫棉植株的后代种子种植下去后，后代往往有很多植株不再具有抗虫特性，原因是_。要想获得纯合子，常采用的方法是_
9、。参考答案1解析：选C限制酶只能识别和切割DNA，不能识别和切割RNA。2解析：选D在DNA重组技术中，两个DNA片段之间必须有互补配对的黏性末端才能进行结合；对具有互补配对的黏性末端的DNA分子连接时，DNA连接酶的作用是催化DNA分子两条链的脱氧核糖与磷酸之间的磷酸二酯键的形成。3解析：选C目的基因的合成、目的基因与运载体的结合以及目的基因的检测和表达都进行碱基互补配对。4答案：C5解析：选D基因工程必须用到限制酶、DNA连接酶等工具酶，需要将目的基因与运载体结合，并导入受体细胞，所以基因工程实施时需要的四个必要条件是工具酶、目的基因、运载体和受体细胞。6解析：选B杂交育种的缺点：育种周期
10、长，可选择的范围有限；诱变育种的原理是基因突变，突变是不定向的，避免不了盲目性；杂交育种必须选择同种生物进行杂交，不能克服远缘杂交不亲和的障碍；基因工程可在不同物种之间进行基因转移，定向地改造生物的某些性状。7解析：选C该步骤是基因工程的第二步目的基因与运载体结合。切割质粒要用限制酶，目的基因与切割后的质粒结合要用DNA连接酶。8解析：选B基因工程常以抗生素抗性基因作为标记基因；在基因工程的实验操作中一定要用同一种限制性核酸内切酶来处理含目的基因的DNA和运载体DNA，使它们产生相同的末端；若转基因甘蔗中的外源基因来源于自然界，则可能存在食品安全、环境安全等安全性问题。9解析：选C发光蛋白由控
11、制水母发光的基因合成，如通过基因工程将此基因转入受体细胞后能使该生物发光，则说明整个的基因工程过程操作成功。10解析：选A限制酶切割的是DNA，而烟草花叶病毒的遗传物质为RNA；目的基因与运载体的连接由DNA连接酶催化；受体细胞为植物细胞，所以可以是烟草原生质体；目的基因为抗除草剂基因，所以筛选的时候应该用含除草剂的培养基筛选转基因烟草细胞。11解析：选C根据图示，重组质粒导入的是细菌细胞，所以X是能合成胰岛素的细菌细胞。质粒作为运载体需要有多个限制酶切点以便转运多种目的基因，同时应具有标记基因以便于检测目的基因是否导入受体细胞。基因与运载体的重组需要限制酶和DNA连接酶。基因工程的特点是能够
12、定向改造生物的遗传性状。12解析：选C通过返回式卫星搭载种子培育出太空椒属于诱变育种，其原理为基因突变；胡萝卜经组织培养形成完整植株属于无性生殖，体现了细胞的全能性。13解析：(1)基因工程的四个步骤中，第二、四步分别是目的基因与运载体结合、目的基因的检测与鉴定。(2)切割目的基因和运载体时用同一种限制酶，以便切出的黏性末端能够完成碱基互补配对，并且能连接在一起。(3)目的基因和运载体结合时，用DNA连接酶催化该过程，形成的分子称为重组DNA分子。(4)同一种基因在不同生物体内合成了相同的蛋白质，说明这些生物的密码子与氨基酸的对应关系是相同的，即共用一套遗传密码。答案：(1)目的基因与运载体结
13、合目的基因的检测与鉴定(2)限制酶A(3)DNA连接酶重组DNA分子 (4)一套遗传密码14解析：(1)剪取目的基因的酶是限制酶，将末端具有互补碱基的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，也可以用动物病毒的DNA。(3)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。(4)此题为开放性问题，理由与观点相对应即可。答案：(1)限制酶DNA连接酶(2)具有相同的物质基础和结构基础(有互补的碱基序列)细菌质粒或病毒(3
14、)人体蛋白质基因在羊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)15解析：(1)切割运载体和目的基因要用同一种限制性核酸内切酶，使运载体和目的基因形成相同的末端，然后用DNA连接酶将运载体和目的基因连接起来形成重组质粒。(2)将目的基因导入受体细胞，经过组织培养形成抗虫棉植株。作为运载体必须具有标记基因，以便于进行筛选；能在宿主细胞中复制并稳定保存，才能表达一定的性状。(3)如图合成多肽的起始密码子是AUG，所以第一个氨基酸是甲硫氨酸，其余两个依次是丙氨酸(GCU)和丝氨酸(UCU)。(4)该抗虫棉植株是杂合子，根据基因分离定律，自交产生的F1中，具有抗虫特性的植株占总数的3/4，需要进行连续自交，才能获得稳定遗传的纯合子。答案：(1)同一种限制性核酸内切酶DNA连接酶重组质粒(2)受体细胞具有标记基因能在宿主细胞中复制并稳定保存(3)甲硫氨酸、丙氨酸、丝氨酸(4)3/4发生了性状分离连续自交