同步練習7 基因工程及其應(yīng)用

PAGEPAGE7基因工程及其應(yīng)用一、選擇題(每小題2分，共30分)1．我國科學家運用基因工程技術(shù)，將蘇云金芽孢桿菌的抗蟲基因?qū)朊藁毎⒊晒Ρ磉_，培育出了抗蟲棉。下列敘述不正確的是()A．基因非編碼區(qū)對于抗蟲基因在棉花細胞中的表達不可缺少B．重組DNA分子中增加一個堿基對不一定導致毒蛋白的毒性喪失C．抗蟲棉的抗蟲基因可通過花粉傳遞至近緣作物，從而造成基因污染D．轉(zhuǎn)基因棉花是否具有抗蟲特性是通過檢測棉花對抗生素抗性來確定的解析：基因只有保持完整性，才能表達；重組DNA分子中增加一個堿基對，如果對抗蟲基因沒有造成破壞，轉(zhuǎn)錄翻譯出的蛋白質(zhì)照樣具有生物活性；轉(zhuǎn)基因抗蟲棉是否具有抗蟲特性，可通過讓害蟲吞吃抗蟲棉后觀察效果即可，與抗生素抗性是兩回事。答案：D2．以下有關(guān)基因工程的敘述，正確的是()A．基因工程是細胞水平上的生物工程B．基因工程的產(chǎn)物對人類全部是有益的C．基因工程產(chǎn)生的變異屬于人工誘變D．基因工程育種的優(yōu)點之一是目的性強解析：基因工程是在生物體外，通過對DNA分子進行人工“剪切”和“拼接”，對生物的基因進行改造(目的性強)和重新組合(基因重組)，然后導入體細胞內(nèi)進行無性繁殖，使重組基因在受體細胞內(nèi)表達，產(chǎn)生出人類所需要的基因產(chǎn)物。但并不是所有的基因產(chǎn)物對人類都是有益的。答案：D3．下列關(guān)于限制酶的說法正確的是()A．限制酶廣泛存在于各種生物中，但微生物中很少B．一種限制酶只能識別一種特定的核苷酸序列C．不同的限制酶切割DNA后都會形成黏性末端D．限制酶的作用部位是特定核苷酸形成的氫鍵解析：本題考查限制酶的來源、特性及作用部位。具體分析如下：選項判斷原因分析A項錯誤限制酶的存在非常廣泛，主要存在于微生物中B項正確一種限制酶只能識別一種特定的核苷酸序列，并在特定的切點上切割DNA分子C項錯誤限制酶切割后一般形成黏性末端，但部分限制酶切割后會形成平末端D項錯誤限制酶的作用部位是特定核苷酸序列中兩個核苷酸間的磷酸二酯鍵答案：B4．為了培育節(jié)水高產(chǎn)品種，科學家將大麥中與抗旱節(jié)水有關(guān)的基因?qū)胄←?，得到轉(zhuǎn)基因小麥，其水分利用率提高了20%。這項技術(shù)的遺傳學原理是()A．基因突變 B．基因重組C．基因復(fù)制 D．基因分離解析：應(yīng)用重組DNA技術(shù)，人們可以把某個目的基因，通過運載體送入生物細胞中，并且使新的基因在細胞中正確表達，從而達到定向改變生物性狀的目的。這項技術(shù)的遺傳學原理是基因重組。除了轉(zhuǎn)基因技術(shù)外，利用雜交育種或誘變育種的手段也能培育新品種。答案：B5．在基因工程操作過程中，DNA連接酶的作用是()A．將任意兩個DNA分子連接起來B．將具有相同黏性末端的DNA分子連接，包括DNA分子的基本骨架和堿基對之間的氫鍵C．只連接具有相同黏性末端的DNA分子的基本骨架，即磷酸二酯鍵D．只連接具有相同黏性末端的DNA分子堿基對之間的氫鍵解析：DNA連接酶的作用是只連接具有相同黏性末端的DNA分子的基本骨架，即磷酸二酯鍵。相同黏性末端的堿基是通過氫鍵結(jié)合形成堿基對。答案：C6．現(xiàn)有黑色短毛兔和白色長毛兔，要育出黑色長毛兔。理論上可采用的技術(shù)是()①雜交育種②基因工程③誘變育種④克隆技術(shù)A．①②④ B．②③④C．①③④ D．①②③解析：由黑色短毛兔和白色長毛兔，通過雜交育種可實現(xiàn)基因重組，育出黑色長毛兔；通過基因工程將決定黑色的基因和長毛的基因?qū)胪玫氖芫阎?，而育出黑色長毛兔；通過基因突變也有可能使決定白色的基因突變?yōu)楹谏蚨拱咨L毛兔突變?yōu)楹谏L毛兔；而克隆屬于無性生殖，子代的遺傳物質(zhì)未發(fā)生變化，所產(chǎn)生的兔的性狀仍是黑色短毛或白色長毛，因此不會出現(xiàn)黑色長毛兔。答案：D7．水母發(fā)光蛋白由236個氨基酸構(gòu)成，其中由三種氨基酸構(gòu)成發(fā)光環(huán)，現(xiàn)已將這種蛋白質(zhì)的基因作為生物轉(zhuǎn)基因的標記基因。在轉(zhuǎn)基因技術(shù)中，這種蛋白質(zhì)的作用是()A．促使目的基因成功導入宿主細胞中B．使目的基因的成功導入容易被檢測出來C．使目的基因在宿主細胞中更容易復(fù)制D．使目的基因更容易成功表達解析：標記基因表現(xiàn)的性狀其作用是使目的基因的成功導入容易被檢測出來。答案：B8．運用現(xiàn)代生物技術(shù)，將蘇云金芽孢桿菌的抗蟲基因融合到棉花細胞中，為檢測實驗是否成功，最方便的方法是檢測棉花植株是否有()A．抗蟲基因 B．抗蟲基因的產(chǎn)物C．新的細胞核 D．抗蟲的性狀解析：基因工程中目的基因?qū)胧欠癯晒Φ臋z測，主要是檢測受體細胞是否出現(xiàn)了預(yù)期的目的基因產(chǎn)物，在這里最簡便的辦法就是看看是否出現(xiàn)抗蟲的性狀。答案：D9．下列哪項不是轉(zhuǎn)基因食物潛在的安全隱患()A．轉(zhuǎn)基因植物有可能合成出對人體有直接毒性或潛在毒性的蛋白質(zhì)B．轉(zhuǎn)基因植物合成的某些新的蛋白質(zhì)有可能成為某些人的過敏原C．某些轉(zhuǎn)基因生物可以合成干擾素，進入人體增強相應(yīng)細胞的免疫力D．某些基因足以使植物體內(nèi)某些代謝途徑發(fā)生變化，導致轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物營養(yǎng)成分的改變解析：轉(zhuǎn)基因生物引發(fā)食物安全的主要理由如下：對食物的安全性檢測不夠；擔心出現(xiàn)滯后效應(yīng)；擔心出現(xiàn)新的過敏原；擔心營養(yǎng)成分改變等。因此A、B、D三項都屬于轉(zhuǎn)基因食物潛在的安全隱患，只有C項不是，它是基因工程在制藥方面的應(yīng)用。答案：C10．基因工程技術(shù)也稱為DNA重組技術(shù)，其實施必須具備四個必要的條件是()A．目的基因、限制性內(nèi)切酶、運載體、體細胞B．重組DNA、RNA聚合酶、內(nèi)切酶、連接酶C．模板DNA、信使RNA、質(zhì)粒、受體細胞D．工具酶、目的基因、運載體、受體細胞解析：根據(jù)基因工程的操作工具和基因工程操作的基本步驟，實施基因工程必須有工具酶、目的基因、基因的運載體和受體細胞。答案：D11．下列不屬于基因工程的運載體必須具備的條件的是()A．能在宿主細胞中復(fù)制并保存B．具有多個限制酶切點，以便與外源基因連接C．具有標記基因，便于進行篩選D．是環(huán)狀的DNA分子解析：作為基因工程的運載體必須能與宿主細胞“和睦相處”并能夠在其中復(fù)制并保存，具有限制酶切點，以便與外源基因連接；具有標記基因，便于進行篩選，否則操作將會失去意義；并非只有環(huán)狀的DNA分子才能夠作為運載體。答案：D12．某種轉(zhuǎn)基因玉米能高效合成一種多肽類的蛋白酶抑制劑，積累于莖葉中，讓取食它的害蟲的消化酶受抑制，無法消化食物而死。下列就該玉米對人類的安全性評論中，不符合生物學原理的是()A．安全，玉米的蛋白酶抑制劑對人體的消化酶很可能無影響，因為人體消化酶和害蟲消化酶結(jié)構(gòu)上存在差異B．安全，人類通常食用煮熟的玉米食品，玉米的蛋白酶抑制劑已被高溫破壞，不抑制人體消化酶C．不安全，玉米的食用部分也可能含有蛋白酶抑制劑，食用后使人無法消化食物而患病D．不安全，玉米的蛋白酶抑制劑基因被食用后，可在人體細胞內(nèi)表達，使人無法消化食物而患病解析：蛋白酶抑制劑是在基因控制下合成的，該DNA分子被人攝取后被DNA酶水解成核苷酸，失去功能特性，從而不能在人體內(nèi)表達蛋白酶抑制劑。答案：D13．利用外源基因在受體細胞中表達，可生產(chǎn)人類所需要的產(chǎn)品。下列選項中能說明目的基因完成了在受體細胞中表達的是()A．棉花二倍體細胞中檢測到細菌的抗蟲基因B．大腸桿菌中檢測到人胰島素基因及其mRNAC．山羊乳腺細胞中檢測到人生長激素DNA序列D．酵母菌細胞中提取到人干擾素蛋白解析：“基因的表達”是指基因使遺傳信息以一定的方式反映到蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)上這一過程，即必須獲得相應(yīng)蛋白質(zhì)才能說明基因完成了表達過程。四個選項中A項檢測到基因、B項檢測到基因及其mRNA、C項檢測到DNA序列，而只有D項提取到了蛋白質(zhì)。由此不難得出D為正確答案。答案：D14．用基因工程技術(shù)可使大腸桿菌合成人的蛋白質(zhì)。下列敘述不正確的是()A．常用相同的限制性內(nèi)切酶處理目的基因和質(zhì)粒B．DNA連接酶和RNA聚合酶是構(gòu)建重組質(zhì)粒必需的工具酶C．可用含抗生素的培養(yǎng)基檢測大腸桿菌中是否導入了重組質(zhì)粒D．導入大腸桿菌的目的基因不一定能成功表達解析：質(zhì)粒是小型環(huán)狀的DNA分子，它的重組不需要RNA聚合酶，而是需要限制酶和DNA連接酶。答案：B15．北極比目魚中有抗凍基因，其編碼的抗凍蛋白具有11個氨基酸的重復(fù)序列，該序列重復(fù)次數(shù)越多，抗凍能力越強。如下圖是獲取轉(zhuǎn)基因抗凍番茄植株的過程示意圖，有關(guān)敘述正確的是()A．過程①獲取的目的基因，可用于基因工程和比目魚基因組測序B．將多個抗凍基因編碼區(qū)依次相連成能表達的新基因，不能得到抗凍性增強的抗凍蛋白C．過程②構(gòu)成的重組質(zhì)粒缺乏標記基因，需要轉(zhuǎn)入農(nóng)桿菌才能進行篩選D．應(yīng)用DNA探針技術(shù)，可以檢測轉(zhuǎn)基因抗凍番茄植株中目的基因的存在及其完全表達解析：因為一種氨基酸可能對應(yīng)多種密碼子、真核生物體內(nèi)的基因含有內(nèi)含子等因素，導致逆轉(zhuǎn)錄合成的目的基因與原基因有較大的差異，所以人工合成的目的基因不能用于比目魚基因組測序，A選項錯誤；抗凍蛋白的11個氨基酸的重復(fù)序列重復(fù)次數(shù)越多，抗凍能力越強，并不是抗凍基因的編碼區(qū)重復(fù)次數(shù)越多抗凍能力越強，抗凍基因編碼區(qū)依次相連形成的新基因已不是原來的抗凍基因，因此不能得到抗凍性增強的抗凍蛋白，B選項正確；農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法是將目的基因?qū)胫参锛毎淖畛Ｓ梅椒?，不是為了篩選含有標記基因的質(zhì)粒，C選項錯誤；應(yīng)用DNA探針技術(shù)，可以檢測轉(zhuǎn)基因植物中目的基因的存在，但不能完成對目的基因表達的檢測，D選項錯誤。答案：B二、簡答題(共20分)16．(10分)基因工程基本操作流程如圖，請據(jù)圖分析回答：(1)圖中A是________；在基因工程中，需要在________酶的作用下才能完成剪接過程。(2)圖中遵循堿基互補配對原則的步驟有________。(用圖中序號表示)(3)從分子水平分析不同種生物之間的基因移植能夠成功的主要原因是________，也說明了不同生物共用一套________。解析：圖中A與目的基因結(jié)合形成重組DNA分子，所以A應(yīng)為運載體；基因工程中的“剪”需要限制酶，“接”需要DNA連接酶；圖中的“拼接”和“擴增”過程需進行堿基互補配對，如果目的基因的獲取方法是人工合成法，也需進行堿基互補配對；不同種生物之間基因移植成功的原因，也就是基因工程的理論基礎(chǔ)即生物界共用一套遺傳密碼和所有生物的DNA分子的結(jié)構(gòu)基本相同。答案：(1)運載體限制酶和DNA連接(2)②④(①②④)(3)不同生物的DNA分子基本結(jié)構(gòu)是相同的遺傳密碼17．(10分)干擾素是一種糖蛋白，過去從人的血液中的白細胞中提取，產(chǎn)量很低。我國的科研人員侯云院士等一批人，成功運用基因工程技術(shù)提高了其產(chǎn)量，如圖為其原理過程圖。請據(jù)圖回答：(1)圖中①過程叫______________________。(2)圖中③物質(zhì)的化學本質(zhì)是________，它之所以能作為運載體，必須具備的特點是______________(寫出任兩點)。(3)切割③和②過程所需的酶一般是相同的，其原因是____________________________。(4)該過程中，供體細胞是________，受體細胞是________(填字母)，重組DNA分子是________(填序號)，在形成④的過程中需要______________________。(5)大腸桿菌等微生物是基因工程最常用的實驗材料，這是因為________________。(6)人的干擾素基因能在大腸桿菌內(nèi)表達，其根本原因是__________________________。解析：圖中①②為目的基因的提取過程，采用的方法為酶切法；圖中③為從大腸桿菌中提取的質(zhì)粒；④表示重組DNA分子；切割③和②過程所需的酶叫限制酶，所用的酶相同，產(chǎn)生的黏性末