2020生物同步导学提分教程人教选修三测试：专题11-3　基因工程的应用课时精练 8页

[基础对点] 知识点一 植物基因工程的应用 1.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 答案 D 解析 提高农作物的抗逆性、生产某些天然药物、改良农作物的品质均属于 植物基因工程的应用，A、B、C 不符合题意；作器官移植的供体属于动物基因工 程的应用，D 符合题意。 2．番茄营养丰富，是人们喜爱的蔬菜。普通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 答案 C 解析 抗软化番茄的培育是以质粒作为载体，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 的土壤农杆菌去感染普通番 茄，使目的基因插入普通番茄细胞中的染色体 DNA 上，从而延缓细胞的软化，C 错误，A、B、D 正确。 3．下列有关转基因植物的说法不正确的是( ) A．科学家可以利用一些调节细胞渗透压的基因，来提高作物的抗盐碱和抗旱 的能力 B．由于抗虫棉可以抵抗一切危害棉花植株的害虫，所以抗虫棉已经推广应用 C．科学家往往将必需氨基酸含量多的蛋白质编码基因导入植物中，以提高农 作物的营养价值 D．引起植物生病的病原微生物，主要有病毒、真菌和细菌等 答案 B 解析 由于盐碱和干旱对农作物的危害与细胞内渗透压的调节有关，所以目 前科学家正在利用调节细胞渗透压的基因来提高农作物的抗盐碱和抗干旱的能 力，A 正确；转基因抗虫棉只是对棉铃虫有较强的抗性，并不是针对所有害虫，B 错误；将必需氨基酸含量多的蛋白质编码基因导入植物细胞，可以提高农作物的 营养价值，C 正确；引起植物生病的微生物称为病原微生物，主要有病毒、真菌和 细菌等，D 正确。 知识点二 动物基因工程的应用与基因工程制药 4.利用基因工程技术将生长激素基因导入绵羊体内，转基因绵羊生长速率比一 般的绵羊提高 30%，体型大 50%，在基因操作过程中生长激素基因的受体细胞最 好采用( ) A．乳腺细胞 B．体细胞 C．受精卵 D．精巢 答案 C 解析 动物体细胞的全能性受到限制，而受精卵具有发育的全能性，且受精 卵体积较大，容易操作，也能保证发育成的个体的所有细胞都含有生长激素基因， C 正确。 5．下列有关动物基因工程的说法，错误的是( ) A．将外源生长激素基因导入动物体内可提高动物生长速度 B．将肠乳糖酶基因导入奶牛基因组中，使获得的转基因牛分泌的乳汁中乳糖 含量大大降低 C．利用基因工程技术，得到的乳腺生物反应器可以解决很多重要的药品的生 产问题 D．用转基因动物作为器官移植的供体时，由于导入的是调节因子，而不是目 的基因，因此无法抑制抗原的合成 答案 D 解析 外源生长激素基因在动物体内表达可促进动物生长，A 正确；将肠乳 糖酶基因导入奶牛基因组，肠乳糖酶基因表达产物是乳糖酶，可分解乳糖，使乳 糖含量降低，B 正确；利用基因工程技术，得到的乳腺生物反应器可以解决很多重 要的药品的生产问题，C 正确；利用基因工程方法对转基因动物的器官进行改造， 采用的方法是将器官供体的基因组导入某种调节因子，以抑制抗原决定基因的表 达，再结合克隆技术，培育出没有免疫排斥反应的转基因克隆动物器官，D 错误。 6．科学家将含人体α－抗胰蛋白酶基因的表达载体注射到羊的受精卵中，该 受精卵发育的雌羊乳汁中含有α－抗胰蛋白酶。下列有关转基因羊细胞的叙述，不 正确的是( ) A．乳腺细胞的高尔基体参与α－抗胰蛋白酶的分泌 B．胚胎干细胞内α－抗胰蛋白酶基因能进行复制 C．卵细胞中都含有α－抗胰蛋白酶基因 D．浆细胞内不表达α－抗胰蛋白酶基因 答案 C 解析 高尔基体主要是对来自内质网的蛋白质进行加工、分类和包装的“车 间”及“发送站”，乳腺细胞的高尔基体参与α－抗胰蛋白酶的分泌，A 正确；胚 胎干细胞内α－抗胰蛋白酶基因能随着细胞的分裂而进行复制，B 正确；基因工程 导入的基因一般为单个基因，减数分裂过程同源染色体分离，卵细胞中不一定含 有α－抗胰蛋白酶基因，C 错误；浆细胞的作用是产生抗体，不表达α－抗胰蛋白 酶基因，D 正确。 7．“工程菌”是指( ) A．用物理或化学方法诱发菌类自身某些基因得到高效表达的菌类细胞株系 B．用遗传工程的方法，使同种不同株系的菌类杂交，得到的新细胞株系 C．用基因工程的方法，使外源基因得到高效表达的菌类细胞株系 D．从自然界中选取的能迅速增殖的菌类 答案 C 解析 “工程菌”的形成有三个特点：①运用的是基因工程方法；②菌系表 达的是外源目的基因，而非菌系自身的基因；③利用的是菌类高效表达基因的能 力，C 正确。 8．将乙肝抗原基因导入到酵母菌中，通过发酵能大量生产乙肝疫苗。下列叙 述正确的是( ) A．目的基因在酵母菌中表达出抗体 B．目的基因的表达需要线粒体提供能量 C．构建基因表达载体时需用限制性核酸内切酶和 DNA 聚合酶 D．受体菌内目的基因的转录和翻译发生在同一场所 答案 B 解析 目的基因成功导入到酵母菌后可以表达出乙肝抗原，即乙肝疫苗，不 是表达出抗体，A 错误；目的基因通过转录和翻译过程表达出产物，需要消耗能 量，可以由线粒体提供，B 正确；构建基因表达载体时需要的是限制酶和 DNA 连 接酶，C 错误；由于受体菌酵母菌属于真核生物，故目的基因的转录发生在细胞核， 翻译发生在细胞质，二者发生的场所不同，D 错误。 知识点三 基因治疗与基因诊断 9.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进行改造 D．基因治疗时可只对患者部分细胞输入正常基因 答案 B 解析 动物基因工程操作的受体细胞一般为受精卵，但基因治疗时，不需对 全部体细胞发挥作用，受体细胞不是受精卵，而是部分体细胞，B 错误；基因治疗 不是对缺陷基因的改造，而是将正常基因导入，从功能上“覆盖”缺陷基因，A、 C、D 正确。 10．以下关于基因芯片的说法不正确的是( ) A．利用的是分子杂交原理 B．基因探针用同位素或荧光分子标记 C．可进行感染性疾病、遗传性疾病、恶性肿瘤的诊断和治疗 D．基因芯片在新药筛选、临床用药的指导等方面，也有重要作用 答案 C 解析 基因芯片即基因探针，只能对疾病进行诊断，不能治疗，C 错误。 [能力提升] 11．下列关于植物、动物以及微生物在基因工程应用方面的叙述，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 答案 A 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、使用的工具酶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。 12．下列关于基因工程成果的概述，错误的是( ) A．在医药卫生方面，主要用于治疗疾病 B．在农业上主要是培育高产、稳产、品质优良和具有抗性的农作物 C．在畜牧养殖业上培育出了生长迅速，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 答案 A 解析 基因工程在医药卫生方面的应用主要是生产药物，而不是治疗疾病，A 错误。 13．某蛋白质 A 为某真核生物中的一种糖蛋白，在医学临床上有重要的药用 价值，现欲用基因工程技术，将控制该蛋白质合成的基因 A 转入到大肠杆菌中进 行工厂化生产。请回答下列问题。 (1)获取基因 A 时，一般以基因 A 的 mRNA 为模板，在________酶作用下合 成单链 DNA，形成 RNA－DNA 杂交分子，然后在酶作用下得到单链 DNA，最后 在 DNA 聚合酶作用下得到双链 DNA。 (2)构建基因表达载体时，要用到“分子缝合针”是________，其与 DNA 聚合 酶 在 功 能 上 的 区 别 是 ______________________________________________________。 (3)基因 A 在细菌中表达出的蛋白质一般不具备天然状态下的活性，原因是 __________________________________________________________。若要检测大 肠杆菌是否表达出蛋白质 A 可以通过____________________检测。 (4)利用 PCR 技术扩增 DNA 时，需要在反应体系中添加的有机物质有 dNTP(dCTP、dATP、dGTP、dTTP)、耐热性的 DNA 聚合酶、________________(填 两种)。 答案 (1)逆转录 (2)DNA 连接酶 DNA 聚合酶是将单个脱氧核苷酸连接到已有核苷酸链的末 端，DNA 连接酶是连接两个 DNA 片段；DNA 聚合酶是以 DNA 的一条链为模板， DNA 连接酶不需要模板 (3)蛋白质 A 为糖蛋白，其上的糖链是在内质网和高尔基体上加上的，而大肠 杆菌无这些细胞器 抗原—抗体杂交 (4)引物和(基因 A 的)双链模板 解析 (1)利用逆转录法合成目的基因的过程：以基因 A 的 mRNA 为模板，在 逆转录酶的催化作用下合成单链 DNA，形成 RNA－DNA 杂交分子，然后在酶作 用下得到单链 DNA，最后在 DNA 聚合酶作用下得到双链 DNA。 (2)在基因工程中，“分子缝合针”指的是 DNA 连接酶，其与 DNA 聚合酶在 功能上的区别是 DNA 聚合酶是将单个脱氧核苷酸连接到已有核苷酸链的末端， DNA 连接酶是连接两个 DNA 片段；DNA 聚合酶是以 DNA 的一条链为模板，DNA 连接酶不需要模板。 (3)蛋白质 A 为糖蛋白，其上的糖链是在内质网和高尔基体上加上的，而大肠 杆菌无这些细胞器，因此基因 A 在细菌中表达出的蛋白质一般不具备天然状态下 的活性。可用抗原—抗体杂交法检测大肠杆菌是否表达出蛋白质 A。 (4)PCR 全称为多聚酶链式反应，是一项在生物体外复制特定 DNA 片段的核 酸合成技术，利用 PCR 技术扩增 DNA 时，需要添加的有机物有 dCTP、dATP、dGTP、 dTTP、耐热性的 DNA 聚合酶、引物和(基因 A 的)双链模板。 14．科学家们对一位缺乏腺苷酸脱氨酶基因而患先天性体液免疫缺陷症的美 国女孩进行基因治疗，其方法是首先将患者的白细胞取出做体外培养，然后用逆 转录病毒将正常腺苷酸脱氨酶基因转入人工培养的白细胞中，再将这些转基因白 细胞回输到患者体内，经过多次治疗，患者的免疫功能趋于正常。 (1)基因治疗是把正常的________导入有________的细胞中，以达到治疗疾病 的目的。 (2)在基因治疗过程中，逆转录病毒的作用相当于基因工程中基因操作工具中 的 ________________ 。 此 基 因 工 程 中 的 目 的 基 因 是 ____________________________________________________________________， 目的基因的受体细胞是________。 (3)将转基因白细胞多次回输到患者体内后，免疫能力趋于正常是由于白细胞 中 能 合 成 ____________________________________________________________________。 (4) 人 的 腺 苷 酸 脱 氨 酶 基 因 与 胰 岛 素 基 因 相 比 ， 其 主 要 差 别 是 ____________________________________________________________________。 答案 (1)外源基因 基因缺陷 (2)载体(或基因的运载工具) 腺苷酸脱氨酶基因 白细胞 (3)腺苷酸脱氨酶 (4)脱氧核苷酸的数目、排列顺序不同 解析 (1)基因治疗就是把正常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。 (2)逆转录病毒的作用是作为载体，将目的基因(腺苷酸脱氨酶基因)导入白细胞 中。 (3)目的基因在受体细胞中经过转录和翻译，表达产生腺苷酸脱氨酶，使人体 的免疫系统能够发挥正常功能。 (4)人的不同基因所含有的脱氧核苷酸的数目、排列顺序是不同的。 15．金花茶是中国特有的观赏花卉，但易得枯萎病，会降低观赏价值。科学 家在某种植物体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金 花茶新品种。请据图回答： (1) 获 得 ② 可 用 ______________________________________________________________________ ______________________(答出两项即可)等方法。将②连接到①上并形成③必须使 用 的 工 具 酶 是 ____________________________________________________________________。 (2)抗枯萎病金花茶的培育成功，从变异的角度来说属于________，同时也说 明 一 种 生 物 的 基 因 表 达 系 统 能 够 识 别 来 自 另 一 种 生 物 的 DNA 的 ____________________________________________________________________， 并具有相同的一套____________。 (3)通过转基因方法获得的抗枯萎病金花茶，将来产生的配子中是否一定含有 抗病基因？______________。 (4)通过检测，被③侵染的金花茶叶片细胞具备了抗病性，这说明②已经 ________。抗病基因是否表达可以从个体水平上做________实验，简述实验过程： ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ________。 答案 (1)从基因文库中获取、PCR 技术扩增或人工合成 DNA 连接酶 (2)基因重组 脱氧核苷酸序列(碱基序列) 遗传密码 (3)不一定 (4)成功表达 抗病接种 将普通金花茶和转基因金花茶分成两组，分别接种 有害真菌，其他培养条件相同且适宜。培养一段时间后，观察两组金花茶的抗病 情况，通过对照确定抗病基因是否表达 解析 (1)①表示用限制酶切割后的载体，②表示获取的目的基因，获取目的 基因的方法有从基因文库中获取，利用 PCR 技术扩增以及人工合成等方法，③表 示目的基因与载体在 DNA 连接酶的作用下形成的重组 DNA。 (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 状的技术，从本质上来说这种变异属于基因重组。抗枯萎病金花茶的培育成功说 明一种生物的表达系统能够识别另一种生物的 DNA 的脱氧核苷酸序列，并有一套 相同的遗传密码。 (3)用转基因方法获得的抗病金花茶可能属于杂合子，用 Aa 表示，将来产生的 配子可能是 A 或 a。 (4)金花茶叶片细胞具备了抗病性，说明目的基因已在受体细胞中成功表达。 可以通过抗病接种实验，从个体水平上检测抗病基因是否表达。实验过程为将转 基因金花茶和普通金花茶接种有害真菌，然后在相同且适宜条件下培养，观察转 基因植株抗病情况。