2019-2020学年新指导同步生物（人教版）必修二练习：第6章　第2节　基因工程及其应用 8页

第 2 节 基因工程及其应用 课后篇巩固提升 基础巩固 1.下列有关基因工程的叙述,不正确的是( ) A.基因工程是在分子水平上进行设计施工的 B.基因工程中对 DNA 分子的“剪切”和“拼接”发生在生物体外 C.基因工程的最终目的是导入外源基因 D.基因工程改造生物性状依据的原理是基因重组 解析基因工程是在生物体外对生物的基因进行改造和重新组合,然后导入受体细胞内,使目的基因在 受体细胞内表达,定向地改造生物的遗传性状,因此,基因工程是在 DNA 分子水平上进行设计施工 的。基因工程导入了外源基因,最终目的是定向地改造生物的遗传性状。基因工程实现了一种生物 的个别基因与另一种生物的基因的重新组合,依据的原理是基因重组。 答案 C 2.下图为 DNA 分子在不同酶的作用下所发生的变化,依次表示限制性核酸内切酶、DNA 聚合酶、 DNA 连接酶、解旋酶作用的是( ) A.①②③④ B.①②④③ C.①④②③ D.①④③② 解析①中 DNA 分子被切出黏性末端,所以发挥作用的酶是限制性核酸内切酶。②中将黏性末端连接 起来,所以发挥作用的酶是 DNA 连接酶。③中氢键断裂,DNA 分子的双链打开,所以发挥作用的酶是 解旋酶。④中进行 DNA 的复制,所以发挥作用的酶是 DNA 聚合酶。 答案 C 3.为了培育节水高产品种,科学家将大麦中与抗旱节水有关的基因导入小麦,得到转基因小麦,其水分 利用率提高了 20%。这项技术的遗传学原理是( ) A.基因突变 B.基因重组 C.基因复制 D.基因分离 解析应用重组 DNA 技术,人们可以把某个目的基因,通过运载体送入生物细胞中,并且使新的基因在 细胞中正确表达,从而达到定向改变生物性状的目的。这项技术的遗传学原理是基因重组。除了转 基因技术外,利用杂交育种或诱变育种的手段也能培育新品种。 答案 B 4.下列能正确表示基因工程操作“四步曲”的是( ) A.提取目的基因→将目的基因导入受体细胞→目的基因与运载体结合→目的基因的检测与鉴定 B.目的基因的检测与鉴定→提取目的基因→目的基因与运载体结合→将目的基因导入受体细胞 C.提取目的基因→目的基因与运载体结合→将目的基因导入受体细胞→目的基因的检测与鉴定 D.目的基因与运载体结合→提取目的基因→将目的基因导入受体细胞→目的基因的检测与鉴定 解析基因工程操作的第一步是取得目的基因,然后将其与运载体结合形成重组 DNA 分子,再将重组 DNA 分子导入受体细胞中扩增,最后通过一定手段对受体细胞是否导入目的基因进行检测。 答案 C 5.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.能合成胰岛素的细菌细胞 B.能合成抗体的人类细胞 C.不能合成胰岛素的细菌细胞 D.不能合成抗生素的人类细胞 解析细菌细胞中已有目的基因导入,所以 X 可能代表能合成胰岛素的细菌细胞。 答案 A 6.下列关于限制酶的说法正确的是( ) A.限制酶广泛存在于各种生物中,但微生物中很少 B.一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列 C.不同的限制酶切割 DNA 后都会形成黏性末端 D.限制酶的作用部位是特定核苷酸形成的氢键 解析限制酶的存在非常广泛,主要存在于微生物中,A 项错误;一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸 序列,并在特定的切点上切割 DNA 分子,B 项正确;限制酶切割后一般形成黏性末端,但部分限制酶切 割后会形成平末端,C 项错误;限制酶的作用部位是特定核苷酸序列中两个核苷酸间的磷酸二酯键,D 项错误。 答案 B 7.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 B.DNA 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 脱氧核苷酸间的磷酸二酯键;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 A 8.下图是将人的生长激素基因导入细菌 B 细胞内制造“工程菌”示意图,所用载体为质粒 A,上面有抗 氨苄青霉素基因。已知细菌 B 细胞内不含质粒 A,也不含质粒 A 上的基因,质粒 A 导入细菌 B 后,其 上的基因能得到表达。请回答下列问题。 (1)图中的目的基因是指 。 (2)如何使目的基因和质粒相结合形成重组质粒? ① ; ② ; ③ 。 (3)构建“工程菌”的四个步骤: ① ; ② ; ③ ; ④ 。 (4)目前把重组质粒导入细菌细胞时,效率还不太高;导入完成后所得到的细菌,实际上有的根本没有导 入质粒,有的导入的是普通质粒,只有少数导入的是重组质粒。此时可以通过如下步骤来鉴别得到的 细菌是否导入了质粒 A 或重组质粒:将得到的细菌涂布在一个含氨苄青霉素的培养基上,能够生长的 就是导入了质粒 A 或重组质粒,反之则没有。用这种方法鉴别的原理是 。 答案(1)人的生长激素基因 (2)①用一定的限制酶切割质粒,使其出现一个有黏性末端的切口 ②用同种限制酶切割含目的 基因的 DNA 片段,产生相同的黏性末端 ③将切下的目的基因片段插入到质粒的切口处,用 DNA 连 接酶使质粒与目的基因结合成重组质粒 (3)①提取目的基因 ②目的基因与运载体结合 ③将目的基因导入受体细胞 ④目的基因的 检测与鉴定 (4)普通质粒 A 和重组质粒都含有抗氨苄青霉素基因 能力提升 1.结合下图判断,有关基因工程中工具酶的功能的叙述,正确的是( ) A.切断 a 处的酶简称内切酶,被称为基因的“剪刀” B.连接 a 处的酶为 DNA 聚合酶,被称为基因的“针线” C.RNA 聚合酶可通过识别基因中的特定碱基序列与 DNA 分子结合 D.DNA 连接酶的作用点是 b 处 解析切断 a 处的是被称为基因的“剪刀”的限制性核酸内切酶,应简称为限制酶而不是内切酶,A 项错 误;连接 a 处的被称为基因的“针线”的是 DNA 连接酶,不是 DNA 聚合酶,B 项错误;b 处为碱基对内的 氢键,切断 b 处的是解旋酶,但 b 处的连接是通过碱基互补配对实现的,DNA 连接酶的作用点是 a 处而 非 b 处,D 项错误。 答案 C 2.在下列基因操作的四个基本步骤中,不需要进行碱基互补配对的步骤是( ) A.人工合成目的基因 B.将目的基因导入受体细胞 C.目的基因与运载体结合 D.目的基因的检测与鉴定 解析用人工方法使体外重组的 DNA 分子转移到受体细胞,主要借助于细胞膜的流动性,此过程中不 需要碱基互补配对。 答案 B 3.下图是应用基因工程技术获得转基因动物和植物的过程,相关叙述不正确的是( ) A.通过①过程形成重组质粒只需要两种工具 B.②是重组质粒导入受体细胞的过程 C.通过③过程产生的转基因牛的细胞中都含有人的生长激素基因 D.通过④⑤过程培育的抗虫棉需要检测抗虫效果 答案 A 4.干扰素是一种糖蛋白,过去从人的血液中的白细胞中提取,产量很低。我国的科研人员侯云院士等 一批人,成功运用基因工程技术提高了其产量,下图为其原理过程图。请据图回答下列问题。 (1)图中①过程叫 。 (2)图中③物质的化学本质是 ,它之所以能作为运载体,必须具备的特点 是 (写出任两 点)。 (3)切割③和②过程所需的酶一般是相同的,其原因 是 。 (4)该过程中,供体细胞是 ,受体细胞是 (填字母),重组 DNA 分子是 (填序号),在形成④的过程中需要 。 (5)大肠杆菌等微生物是基因工程最常用的实验材料,这是因 为 。 (6)人的干扰素基因能在大肠杆菌内表达,其根本原因 是 。 解析图中①②为目的基因的提取过程,采用的方法为酶切法;图中③为从大肠杆菌中提取的质粒;④表 示重组 DNA 分子;切割③和②过程所需的酶叫限制酶,所用的酶相同,产生的黏性末端也相同,便于构 建重组 DNA 分子。在该过程中,供体细胞是人的体细胞,受体细胞是大肠杆菌 b,选择大肠杆菌作为 受体细胞是因为其繁殖快、结构简单,其内的遗传物质少。人的基因能在大肠杆菌中表达是由于它 们共用一套遗传密码。 答案(1)提取目的基因 (2)双链环状 DNA 分子(或 DNA 分子) 具有一个或多个限制酶切割位点,在细胞中能够自我复 制,有特殊的标记基因等 (3)为了产生相同的黏性末端 (4)人的体细胞 b ④ DNA 连接酶 (5)大肠杆菌结构简单、繁殖快,其内的遗传物质少 (6)它们共用一套遗传密码 5.通过 DNA 重组技术使原有基因得以改造而得到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,下图表示了这一技术的基本过程,在该过程中所用的基因“剪刀”能识别的序列和 切点是—G↓GATCC—,请据图回答下列问题。 (1)从羊染色体中“剪下”羊蛋白质基因的酶是 。人体蛋白质基因“插入”后连接 在羊体细胞染色体中时需要的酶是 。 (2)人体蛋白质基因之所以能“插入”到羊的染色体内,原因 是 。 (3)将人体蛋白质基因导入羊体内并成功地表达,使羊产生新的性状。这依据的原理 是 ,这里“成功地表达”的含义 是 。 解析本题主要考查基因工程的一般步骤、操作工具、应用以及转基因技术的安全性等知识。(1)基 因工程的基本操作中用到的工具酶是限制性核酸内切酶、DNA 连接酶。(2)不同生物的 DNA 分子 的化学组成和空间结构相同,即都具有相同的物质基础和结构基础。(3)人体蛋白质基因导入羊体内 并成功地表达,使羊产生新的性状,这是将一种基因导入另一种生物,依据的原理是基因重组,目的基 因成功表达的含义是人体蛋白质基因在羊体细胞内通过转录、翻译两个过程控制合成人体蛋白 质。 答案(1)限制性核酸内切酶 DNA 连接酶 (2)人和羊 DNA 分子的空间结构、化学组成相同;有互补 的碱基序列(答出其中一点即可) (3)基因重组 人体蛋白质基因在羊体细胞内控制合成人体蛋白质