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- 2021-05-25 发布
专题 1 基因工程
1.3 基因工程的应用
1．下列关于基因工程成果的概述，不正确的是( )
A．医药卫生方面，主要用于诊断治疗疾病
B．在农业上主要是培育高产、稳产、品质优良和具有抗逆性的农
作物
C．在畜牧养殖业上培育出了体型大、品质优良的动物
D．在环境保护方面主要用于环境监测和对污染环境的净化
解析：基因工程在医药卫生方面的应用，主要是用于生产药物，
基因治疗现在处于临床试验阶段。
答案：A
2．番茄营养丰富，是人们喜爱的蔬菜。普遍番茄细胞中含有多聚
半乳糖醛酸酶的控制基因，控制细胞产生多聚半乳糖醛酸酶，该酶能
破坏细胞壁，使番茄软化，不耐贮藏。科学家通过基因工程将一种抗
多聚半乳糖醛酸酶的基因导入番茄细胞，获得了抗软化番茄。下列关
于培育抗软化番茄的叙述，错误的是( )
A．运载工具可以是质粒
B．受体细胞是番茄细胞
C．目的基因为多聚半乳糖醛酸酶基因
D．目的基因的表达延缓了细胞的软化
解析：根据题干信息可知，运载工具可以是质粒，则抗软化番茄
的培育过程如下：以质粒作为载体，将目的基因(抗多聚半乳糖醛酸酶
基因)与质粒结合形成重组 DNA，利用含重组 DNA 的农杆菌去感染普
通番茄，使目的基因进入普通番茄细胞中的染色体 DNA 上，从而抑制
多聚半乳糖醛酸酶的作用。
答案：C
3．下列不属于基因工程方法生产的药物是( )
A．干扰素 B．白细胞介素
C．青霉素 D．乙肝疫苗
解析：青霉素是青霉菌产生的一种代谢产物，高产青霉素菌株的
获得是通过人工诱变育种实现的。
答案：C
4．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 DNA 探针检测病毒性肝炎
C．用导入外源基因的方法治疗半乳糖血症
D．用基因替换的方法治疗 21 三体综合征
解析：基因工程是基因水平上的现代生物技术，21 三体综合征是
染色体异常遗传病，是患者第 21 号染色体比正常人多了一条，无法从
基因水平上治疗。
答案：D
5．植物甲具有极强的耐旱性，其耐旱性与某个基因有关，若从该
植物中获得该耐旱基因，并将其转移到耐旱性低的植物乙中，有可能
提高后者的耐旱性。
回答下列问题：
(1)理论上，基因组文库含有生物的________基因；而 cDNA 文库
含有生物的________基因。
(2)若要从植物甲中获得耐旱基因，可首先建立该植物的基因组文
库，再从中________出所需的耐旱基因。
(3)将耐旱基因导入农杆菌，并通过农杆菌转化法将其导入植物
________的体细胞中，经过一系列的过程得到再生植株。要确认该耐
旱基因是否在再生植株中正确表达，应检测此再生植株中该基因的
________，如果检测结果呈阳性，再在田间试验中检测植株的________
是否得到提高。
(4)假如用得到的二倍体转基因耐旱植株自交，子代中耐旱与不耐
旱 植 株 的 数 量 比 为 3∶1 时 ， 则 可 推 测 该 耐 旱 基 因 整 合 到 了
__________________(填“同源染色体的一条上”或“同源染色体的
两条上”)。
解析：(1)基因文库包括基因组文库和 cDNA 文库，基因组文库包
含生物基因组的全部基因，cDNA 文库是以 mRNA 反转录后构建的，
只含有已经表达的基因(并不是所有基因都会表达)，即部分基因。
(2)从基因文库中获取目的基因需要进行筛选。
(3)要提高植物乙的耐旱性，需要利用农杆菌转化法将耐旱基因导
入植物乙的体细胞中。要检测目的基因(耐旱基因)是否表达应该用抗原
—抗体杂交法检测目的基因(耐旱基因)的表达产物(即耐旱的相关蛋白
质)；个体水平检测可以通过田间试验，观察检测其耐旱情况。
(4)如果耐旱基因整合到同源染色体的一条上，则转基因植株的基
因型可以用 A_表示(A 表示耐旱基因，_表示另一条染色体上没有相应
的基因)，A_自交后代基因型为 AA∶A_∶__＝1∶2∶1，所以耐旱：
不耐旱＝3∶1，与题意相符；如果耐旱基因整合到同源染色体的两条
上，则子代将全部表现耐旱，不会出现性状分离。
答案：(1)全部 部分
(2)筛选
(3)乙 表达产物 耐旱性
(4)同源染色体的一条上
[A 级 基础巩固]
1．苏云金芽孢杆菌的抗虫基因导入棉花细胞是否已表达，其检测
方法是( )
A．是否有抗生素抗性
B．是否能检测到标记基因
C．是否有相应的性状
D．是否能分离到目的基因
解析：抗虫基因表达出的性状只能是抗虫，不可能有抗生素抗性，
A 错误；载体上的标记基因用于筛选、检测目的基因是否导入受体细
胞，B 错误；转基因成功的标志是目的基因在受体细胞内表达，受体
细胞表现出一定的性状，C 正确，D 错误。
答案：C
2．1987 年，美国科学家将萤火虫的荧光素基因转入烟草植物细胞
并获得高水平的表达。长成的烟草植株通体光亮，堪称自然界的奇迹。
这一研究成果表明( )
①萤火虫与烟草的 DNA 结构基本相同 ②萤火虫与烟草共用一
套遗传密码 ③烟草体内合成了荧光素 ④萤火虫和烟草合成蛋白质
的方式基本相同
A．①③ B．②③
C．①④ D．①②③④
解析：萤火虫与烟草的遗传物质都是双链 DNA，这是完成基因重
组的基础，①正确；自然界的所有生物几乎都共用一套遗传密码，即
无论在高等生物还是低等生物中，相同的密码子决定的氨基酸种类都
相同，②正确；萤火虫的荧光素基因导入烟草细胞使得该植株通体光
亮，可见荧光素基因在该植株中成功表达，③正确；基因的表达包括
转录和翻译，最后合成出蛋白质，④正确。
答案：D
3．下列哪项不是植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：D
4．抗病毒转基因植物成功表达后，以下说法正确的是( )
A．抗病毒转基因植物可以抵抗所有病毒
B．抗病毒转基因植物对病毒的抗性具有局限性或特异性
C．抗病毒转基因植物可以抗害虫
D．抗病毒转基因植物可以稳定遗传，不会变异
解析：抗病毒转基因植物只抵抗某些病毒，不是抵抗所有病毒，
也不可以抗虫。基因在传递的过程中，可能会发生变异。
答案：B
5．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
解析：基因治疗是利用基因工程将健康的外源基因导入到有基因
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
者脐带血细胞。
答案：B
B 级 能力训练
6．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。下图为获得抗虫棉的技术流程，请据图回答下列问题。
(1)A 过程需要的酶有___________________________________。
(2)B 过程及其结果体现了质粒作为载体必须具备的两个条件是
_____________________________________________________。
(3)C 过程的培养基除含有必要营养物质、琼脂和激素外，还必须
加入_______________________________________________。
(4)如果利用 DNA 分子杂交原理对再生植株进行检测，D 过程应
该用____________________________________________作为探针。
(5)科学家发现转基因植株的卡那霉素抗性基因的传递符合孟德尔
遗传规律。
①将转基因植株与________________杂交，其后代中抗卡那霉素
型与卡那霉素敏感型的数量比为 1∶1。
②若该转基因植株自交，则其后代中抗卡那霉素型与卡那霉素敏
感型的数量比为__________。
解析：(1)A 过程为目的基因与载体相结合的过程，需要同一种限
制酶和 DNA 连接酶。(2)B 过程为目的基因导入受体细胞过程，目的基
因是否导入受体细胞需检测标记基因，在培养过程中，质粒能进行复
制并能稳定保存。(3)过程中加入卡那霉素对含卡那霉素抗性基因的细
胞进行选择。(4)D 过程用含放射性同位素标记的抗虫基因作探针检验
植株中是否含有抗虫基因。(5)①转基因植株相当于杂合子，与非转基
因植株杂交，后代两种性状个体比例为 1∶1；②转基因植株自交，后
代两种性状个体比例为 3∶1。
答案：(1)限制酶和 DNA 连接酶
(2)具有标记基因；能在宿主细胞中复制并稳定保存
(3)卡那霉素
(4)放射性同位素标记的抗虫基因
(5)①非转基因植株 ②3∶1
B 级 能力训练
7．下列关于植物、动物以及微生物在基因工程的应用方面的叙述，
错误的是( )
A．动物和微生物可以生产基因工程药物，植物不能
B．三类生物技术操作中目的基因导入受体细胞的方式不同
C．三类生物技术操作原理相同
D．三类生物技术操作中用到的工具酶相同
解析：除基因工程的第三步“将目的基因导入受体细胞”的方法
不同外，三类生物在基因工程的应用中，从原理、使用工具到操作流
程等基本一致，B、C、D 正确；三类转基因生物都可以用来生产基因
工程药物，A 错误。
答案：A
8．下列转基因植物与所选用的目的基因对应错误的是( )
A．抗虫棉——Bt 毒蛋白基因
B．抗病毒转基因烟草——几丁质酶基因
C．抗盐碱和抗旱植物——调节细胞渗透压的基因
D．耐寒的番茄——抗冻基因
解析：抗病毒转基因植物常使用病毒外壳蛋白基因和病毒的复制
酶基因。几丁质酶基因及抗毒素合成基因一般用作抗真菌转基因植物
的目的基因，故选项 B 错。
答案：B
9．下列有关人胰岛素基因表达载体的叙述，正确的是( )
A．表达载体中的胰岛素基因可通过人肝细胞 mRNA 反转录获得
B．表达载体的复制和胰岛素基因的表达均启动于复制原(起)点
C．借助抗生素抗性基因可将含胰岛素基因的受体细胞筛选出来
D．启动子和终止密码子均在胰岛素基因的转录中起作用
解析：人肝细胞中胰岛素基因不表达，通过人肝细胞 mRNA 反转
录不能得到胰岛素基因，A 错误；基因表达载体的复制原点和启动子
是不同的位点，基因表达载体的复制开始于复制原点，胰岛素基因的
表达开始于启动子，B 错误；抗生素抗性基因可作为基因工程中的标
记基因，可将含有目的基因的受体细胞筛选出来，C 正确；启动子在
基因表达的转录中起作用，终止密码子在基因表达的翻译中起作用，D
错误。
答案：C
10．腺苷脱氨酶(ADA)基因缺陷症是一种免疫缺陷病，对患者采
用基因治疗的方法是：取出患者的白细胞，进行体外培养时转入正常
ADA 基因，再将这些白细胞注入患者体内，使其免疫功能增强，能正
常生活。下列有关叙述正确的是( )
A．正常 ADA 基因替换了患者的缺陷基因
B．正常 ADA 基因通过控制 ADA 的合成来影响免疫功能
C．正常 ADA 基因可遗传给后代
D．ADA 基因缺陷症属于获得性免疫缺陷病
解析：基因治疗是将正常的基因导入有基因缺陷的细胞中，正常
的 ADA 基因可以控制合成正常的 ADA 来影响免疫功能；ADA 基因缺
陷症是先天性免疫缺陷病。
答案：B
11．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
解析：②重组质粒的构建需要限制酶和 DNA 连接酶参与，A 错误；
③侵染植物细胞后，重组 Ti；质粒上的 T－DNA 整合到棉花细胞的染
色体上，B 错误；④的染色体上若含抗虫基因，但不代表该基因就一
定成功表达，因此不能确定⑤是否表现出抗虫性状，C 错误。
答案：D
12.在某些深海鱼中发现的抗冻蛋白基因 afp 对提高农作物的抗寒
能力有较好的应用价值。如右图所示是获得转基因莴苣的技术流程，
请据图回答下列问题：
(1)获取目的基因的主要途径包括从自然界已有的物种中分离和
_______________________________________________________
_____________________________________________________。
(2)①过程需要的酶有__________、________。
(3)重组质粒除了带有抗冻蛋白基因 afp 以外，还必须含有
________、终止子和________，这样才能构成一个完整的基因表达载
体。
(4)如果受体细胞 C1 是土壤农杆菌，则将目的基因导入它的
________________上，使目的基因进入受体细胞 C2，并将其插入到受
体细胞C2 中________上，使目的基因的遗传特性得以稳定维持和表达，
形成转基因莴苣。经②过程获得的转基因莴苣中的目的基因是否表达，
在分子水平上可用________________法进行检测，如果出现杂交带，
说明目的基因已经表达蛋白质产品，转基因莴苣培育成功。
解析：(1)目的基因的获取可采取直接分离获得也可采用人工合成
方法，人工合成目的基因的常用方法有逆转录法和化学合成法。(2)提
取目的基因需要限制酶，将目的基因与载体结合需要 DNA 连接酶，故
①过程需要的酶有限制酶和 DNA 连接酶。(3)基因表达载体的构建包
含：目的基因＋启动子＋终止子＋标记基因。(4)将目的基因导入植物
细胞常用的方法是农杆菌转化法，将目的基因导入农杆菌的 Ti 质粒的
T－DNA 上，使目的基因进入受体细胞 C2，并将其插入受体细胞 C2
中染色体 DNA 上，使目的基因的遗传特性得以稳定维持和表达，形成
转基因莴苣。检测目的基因是否翻译成蛋白质，方法是从转基因生物
中提取蛋白质，用相应的抗体进行抗原—抗体杂交。
答案：(1)(用逆转录等方法进行)人工合成 (2)限制酶 DNA 连接
酶 (3)启动子 标记基因 (4)Ti 质粒的 T－DNA 染色体 DNA 抗
原—抗体杂交
13．科学家将小麦液泡膜 Na＋/K＋逆向转运蛋白基因(TaNHX2 基
因)转移到水稻细胞内，获得了转基因耐盐水稻新品种。据此回答下列
有关问题：
(1)为保证目的基因在水稻细胞中能够表达，运载体上应含有特定
的________(填“复制原点”“启动子”或“标记基因”)。
(2)水稻的转化过程为：将水稻幼胚接种到诱导培养基上，经过脱
分化过程，培养出愈伤组织，然后用________法，将目的基因和相关
功能片段整合到愈伤组织细胞的染色体 DNA 上，最后诱导愈伤组织形
成水稻植株。
(3)为验证外源基因整合到水稻基因组后是否转录，可从转基因植
株的细胞中提取所有 mRNA 并反转录成________，再以反转录产物为
模板，利用 TaNHX2 基因特异引物，通过________方法进行基因扩增。
若以根细胞为材料扩增结果为阳性(有产物生成)，以叶细胞为材料扩增
结果为阴性(无产物生成)，则说明___________________
______________________________________________________。
(4)将生长至 4 叶期的转基因幼苗转入高浓度的 NaCl 溶液中培养，
进行耐盐试验，用非转基因幼苗作为对照。培养 30 天后观察现象，若
________________则说明转基因植株获得了耐盐特性。
答案：(1)启动子 (2)农杆菌转化 (3)cDNA(互补 DNA) PCR
目的基因(TaNHX2 基因)仅在根细胞中转录，未在叶细胞中转录(回答
“基因选择性表达”不正确) (4)转基因植株存活率高于非转基因植株
(转基因植株叶片不变黄，非转基因植株叶片变黄，其他答案合理也可)
14．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
纯化的优点，可产生乙肝表面抗原及抗凝血酶Ⅲ等医药产品，造福人
类健康。下页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，①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③过程中一般是采用
________；在②过程中一般采用________，受体细胞一般是________。
(5)由于转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Ⅲ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，动物细胞通常采用显微注射技术，微生物细胞通常采用 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；若没有出现杂
交带，表明乳汁中没有出现抗原蛋白
(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
15．马铃薯是重要的经济作物，在基因育种方面取得丰硕成果。
(1)马铃薯是双子叶植物，常用________法将目的基因导入马铃薯
的体细胞中。构建好的基因表达载体的基本结构有：目的基因、
________、________、________、复制原点五部分。
(2)马铃薯易患多种疾病，导致产量下降，基因工程中常用的抗病
基因为____________________________________________
_________________________________________(写一种即可)。
(3)科学家还培育出抗除草剂的转基因马铃薯，主要从两个方面进
行设计：
①修饰除草剂作用的靶蛋白，使其对除草剂________，或使靶蛋
白过量表达，植物吸收除草剂后仍能正常代谢。
②引入酶或酶系统，在除草剂发生作用前________。
(4) 将 目 的 基 因 导 入 受 体 细 胞 后 ， 还 需 对 转 基 因 植 物 进 行
____________。
解析：(1)马铃薯是双子叶植物，常用农杆菌转化法将目的基因导
入双子叶植物体细胞中，构建好的基因表达载体基本结构有目的基因、
标记基因、启动子、终止子、复制原点五部分。
(2)基因工程中常用的抗病基因为病毒外壳蛋白基因、病毒复制酶
基因、抗毒素合成基因、几丁质酶基因等。
(3)①除草剂只能作用于杂草，不能作用于马铃薯，因此需要修饰
除草剂作用的靶蛋白，使其对除草剂不敏感(抵抗)，或使靶蛋白过量表
达，植物吸收除草剂后仍能正常代谢。
②也可以引入酶或酶系统，在除草剂发生作用前被降解(分解)。
(4)将目的基因导入受体细胞后，还需对转基因植物进行检测和鉴
定。
答案：(1)农杆菌转化 启动子 终止子 标记基因
(2)病毒外壳蛋白基因、病毒复制酶基因、抗毒素合成基因、几丁
质酶基因(写一种即可)
(3)不敏感(抵抗) 被降解(分解)
(4)检测和鉴定