1、第2节基因工程及其应用A级基础过关1为了知道苏云金芽孢杆菌的抗虫基因是否已经导入到棉花细胞中，最佳的检测方法是()。A是否有抗生素抗性B是否有目的基因的产物C是否能分离到目的基因D是否有相应的性状答案D2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解析基因工程就是通过对生物体的基因进行修饰改造，使之按照人们的意愿表现出人们所需要的性状，产生人类所需要的基因产物，可见基因工程的目的是定向改造生物的遗传性状。答案D3如图是基因工程主要技术环
2、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聚合酶和限制性核酸内切酶C限制性核酸内切酶和DNA连接酶DDNA聚合酶和RNA聚合酶解析目的基因和运载体结合需基因剪刀限制性核酸内切酶和基因针线DNA连接酶。此过程不涉及DNA复制，不需要DNA聚合酶和解旋酶。答案C4基因工程是在DNA分子水平上进行设计施工的。在基因工程操作的基本步骤中，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将目的基因导入受体细胞 D目的基因的检测与鉴定答案C5质粒是基因工程最常用的运载体，下列有关质粒的说法正确的是()。A质粒不仅存在于细菌中，某些病毒也具有B细菌的
3、基因只存在于质粒上C质粒为小型环状DNA分子，存在于核(区)外的细胞质基质中 D质粒是基因工程中的重要工具酶之一解析质粒存在于许多细菌以及酵母菌等生物中，是细胞染色体外能够自主复制的很小的环状DNA分子，在病毒、动植物细胞中是不存在的，故A错误；细菌的基因除少部分在质粒上外，大部分在拟核中的DNA分子上，故B错误。答案C6上海医学遗传研究所成功培育出第一头携带白蛋白的转基因牛，他们还研究出一种可大大提高基因表达水平的新方法，使转基因动物乳汁中的药物蛋白含量提高30多倍，转基因动物是指()。A提供基因的动物B基因组中增加外源基因的动物C能产生蛋白的动物D能表达基因信息的动物解析转基因动物是指基因
4、组中增加了外源基因的动物。答案B7下图表示一项重要生物技术的关键步骤，字母X可能代表()。A不能合成胰岛素的细菌细胞B能合成抗体的人类细胞C能合成胰岛素的细菌细胞D不能合成抗生素的人类细胞解析在此过程中目的基因为人类的胰岛素基因，导入细菌细胞后，可使细菌细胞合成胰岛素。答案C8人们试图利用基因工程的方法，用乙种生物生产甲种生物的一种蛋白质，请根据下面的示意图回答下列问题。获得甲生物合成该蛋白质的信使目的基因与质粒DNA重组导入乙生物细胞获得甲生物的蛋白质(1)操作过程需要加入的四种核苷酸是_。(2)质粒是常用的运载体，它存在于许多细菌及酵母菌等生物中。它常含有_基因，这种基因有助于对受体细胞是
5、否导入了目的基因进行检测。过程首先要用_酶切断质粒DNA，再用_酶将目的基因与质粒DNA连接重组在一起。(3)在操作过程中，若目的基因的黏性末端为，则其运载体(质粒)与之相对应的黏性末端是_。(4)经过过程导入受体细胞的质粒是否能够自主复制？_。解析第(1)问考查的是利用人工合成的方法合成目的基因，基因的基本组成单位是脱氧核苷酸(4种)；第(2)问，基因工程中最常用的运载体是大肠杆菌的质粒；目的基因和运载体的连接，需要产生相同的黏性末端，所以要用同一种限制性核酸内切酶，再在DNA连接酶的作用下连接起来；质粒带着目的基因在宿主细胞中能够自主复制。答案(1)腺嘌呤脱氧核苷酸、鸟嘌呤脱氧核苷酸、胞嘧
6、啶脱氧核苷酸和胸腺嘧啶脱氧核苷酸(2)抗药(答出具体抗菌素的抗性也可)限制性核酸内切DNA连接(3)(4)能9酵母菌的维生素、蛋白质含量高，可生产食品和药品等。科学家将大麦细胞中的LTP1基因植入啤酒酵母菌中，获得的啤酒酵母菌可产生LTP1蛋白，并酿出泡沫丰富的啤酒。基本的操作过程如下：(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)本操作中为了将LTP1基因导人酵母菌细胞内，所用的运载体是_。(3)要使运载体与LTP1基因连接，首先应使用_进行切割。(4)切割完成后，利用_将运载体与LTPl基因连接。(5)饮用转基因的酵母菌酿造的啤酒安全吗？ _。答案(1)基因重组(
7、2)质粒(3)限制性核酸内切酶(4)DNA连接酶(5)反对观点：不安全，转基因食品可能会损伤人体的消化系统，破坏人体免疫系统。赞成观点：安全，转基因食品与非转基因食品成分相同，不对人体健康产生影响。(目前还未找到不安全的证据，回答上述两种观点之一即可)B级能力提升1下列关于限制酶和DNA连接酶的理解，正确的是()。A其化学本质都是蛋白质BDNA连接酶可以恢复DNA分子中的氢键C它们不能被反复使用D在基因工程操作中可以用DNA聚合酶代替DNA连接酶解析限制酶与DNA连接酶的化学本质都是蛋白质；DNA连接酶连接的是两个DNA片段间相邻两个碱基间的磷酸二酯键；酶在化学反应前后其数量、性质、功能均不发
8、生改变，因此可以反复利用；DNA聚合酶是在细胞内DNA分子复制时发挥作用的，不能替代DNA连接酶。答案A2下列是由限制酶切割形成的DNA片段，能用相应DNA连接酶将它们恢复连接的组合是()。CTGCAGGAATTCG CTTAAACGTCGA； B；C； DA、B、C都对解析只有具有相同黏性末端时，才可依据碱基互补配对原则结合为双链DNA，然后再用DNA连接酶连接其骨架。答案A3某农业研究所将苏云金芽孢杆菌的抗虫基因(Bt)导入棉花细胞，筛选出Bt基因成功整合到染色体上的抗虫植株，假定Bt基因都能正常表达。某些抗虫植株体细胞含两个Bt基因，这两个基因在染色体上的整合情况有下图所示的三种类型，黑
9、点表示Bt基因的整合位点。让这些含两个Bt基因抗虫的植株自交，正常情况下后代不可能出现含四个抗虫基因的个体是()。A甲 B乙 C丙 D甲、乙、丙解析甲的两个Bt基因位于一对同源染色体上，减数分裂时，同源染色体分离，每一个生殖细胞中只有一个Bt基因，所以不可能出现含四个抗虫基因的个体。乙、丙均可能产生含两个Bt基因的生殖细胞，则有可能出现含四个抗虫基因的个体。答案A4科学家将含人的抗胰蛋白酶基因的DNA片段注射到羊的受精卵中，由该受精卵发育成的羊能分泌含抗胰蛋白酶的奶。这一过程不涉及()。ADNA的自我复制B以DNA的一条链为模板合成RNACRNA的自我复制D按照RNA密码子的排列顺序合成蛋白质
10、解析目的基因表达过程中可涉及DNA复制、转录及翻译过程，不涉及RNA复制。答案C5要将基因型为AaBB的植物，培育出以下基因型的品种：AaBb；AaBBC；AAaaBBBB；aB。则对应的育种方法依次是()。A诱变育种、转基因技术、多倍体育种、花药离体培养B杂交育种、花药离体培养、转基因技术、多倍体育种C花药离体培养、诱变育种、多倍体育种、转基因技术D多倍体育种、花药离体培养、诱变育种、转基因技术解析用基因型为AaBB的植物要培育出AaBb的品种，可利用物理或化学方法处理材料，通过基因突变获得；要获得AaBBC的品种，由于本物种没有C基因，所以必须通过转基因技术；要获得AAaaBBBB的品种，
11、可通过多倍体育种；要获得aB的品种，可利用花药离体培养。答案A6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分子导入烟草受精卵D用含除草剂的培养基筛选转基因烟草细胞解析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，A项错误；DNA连接酶可以连接具有相同黏性末端的目的基因和载体，B项正确；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，C项正确；目的基因为抗除草剂基因，所以未成功导入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
12、基筛选转基因细胞，D项正确。答案A7某种转基因玉米能高效合成一种多肽类的蛋白酶抑制剂，积累于茎叶中，让取食它的害虫的消化酶受抑制无法消化食物而死亡。下列就该玉米对人类安全性的评估中，不符合生物学原理的是()。A不安全。这种玉米的果实(种子)中也可能含有蛋白酶抑制剂，使人食用后因无法消化食物而患病B不安全。该玉米的蛋白酶抑制剂基因可通过食物链富集并在人体细胞内表达，使人体无法消化食物而患病C安全。因为人与害虫消化酶的结构存在差异，玉米的蛋白酶抑制剂对人体很可能无影响D安全。人类通常食用煮熟的玉米食品，玉米的蛋白酶抑制剂已被高温破坏，不会影响人的消化 解析基因是有遗传效应的DNA片段，属于大分子有
13、机物，外源基因进入动物和人体的消化道后会被消化成小分子物质，不能直接进入动物和人体细胞内，更谈不上通过食物链的富集和在细胞内表达。答案B8农业科技工作者在烟草中找到了一抗病基因，现拟采用基因工程技术将该基因转入棉花，培育抗病棉花品系。请回答下列问题。(1)要获得该抗病基因，可采用_、_等方法。为了能把该抗病基因转入到棉花细胞中，常用的载体是_。(2)要使载体与该抗病基因连接，首先应使用_进行切割。假如载体被切割后，得到的分子末端序列为，则能与该载体连接的抗病基因分子末端是()。A. B.C. D.(3)切割完成后，采用_酶将载体与该抗病基因连接，连接后得到的DNA分子称为_。(4)再将连接得到
14、的DNA分子导入农杆菌，然后用该农杆菌去_棉花细胞，利用植物细胞具有的_性进行组织培养，从培养出的植株中_出抗病的棉花。(5)该抗病基因在棉花细胞中表达的产物是()。A淀粉 B脂类 C蛋白质 D核酸(6)转基因棉花获得的_是由该表达产物来体现的。解析基因工程有四步曲，解答本题时应紧扣这四步曲。获得抗病基因常用的方法是从细胞中直接分离目的基因或根据mRNA碱基顺序和蛋白质的氨基酸序列人工合成目的基因；在基因工程中，常用的载体是质粒；可以先用限制性核酸内切酶把目的基因和载体切出相同的黏性末端，再用DNA连接酶将载体和目的基因连接起来，构成重组DNA分子；用导入重组DNA分子的农杆菌感染棉花细胞，并
15、用组织培养的方法把这样的棉花细胞培育成个体，从中筛选出有抗病性状的棉花，最后进行鉴定，可把普通棉和抗虫棉在同等条件下让害虫吞食，观察其效果即可。答案(1)从细胞中分离化学方法人工合成质粒(2)限制性核酸内切酶(限制酶)A(3)DNA连接重组DNA(4)感染全能筛选(选择)(5)C(6)抗病性状9豇豆具有抵抗多种害虫的能力，根本原因是豇豆体内具有胰蛋白酶抑制剂基因(CpT基因)。科学家将其转到水稻体内后，却发现效果不理想，主要原因是CpT蛋白质的积累量不足。经过在体外对CpT基因进行了修饰后，CpT 蛋白质在水稻中的积累量就得到了提高。修饰和表达过程如图所示：请回答下列问题。(1)CpT基因是该
16、基因工程的_基因。“信号肽”序列及“内质网滞留信号”序列的基本单位是_。在过程中，首先要用_酶切开，暴露出_，再用_连接。(2)在该基因工程中，供体细胞是_，受体细胞是_。(3)过程称为_。(4)检测修饰后的CpT基因是否表达的最好方法是_。(5)与杂交育种、诱变育种相比，基因工程育种的主要优点是_和_。解析由图中看出“信号肽”序列和“内质网滞留信号”序列可以与CpTI基因拼接在一起，因此，它们应为DNA片段。豇豆是供体，CpTI基因为目的基因，受体是水稻。检测CpTI基因是否表达的最简单的方法是让害虫食用水稻叶片，然后观察害虫的反应。答案(1)目的脱氧核苷酸限制性核酸内切黏性末端DNA连接酶(2)豇豆细胞水稻细胞(3)转录(4)让多种害虫食用水稻叶片(5)目的明确培育周期短可以克服远缘杂交的不亲和性(答出两点即可)