2019-2020学年人教版生物必修二新素养同步练习：第6章第2节　基因工程及其应用　演练强化提升 6页

[学生用书 P129(单独成册)] [基础达标] 1．下列有关基因工程的叙述，正确的是( ) A．限制酶在获得目的基因时才用 B．重组质粒的形成是在细胞内完成的 C．质粒都可作为运载体 D．限制性核酸内切酶的活性受温度影响 解析：选 D。限制酶除获得目的基因时使用外，还能把运载体切开；重组质粒的形成是 在细胞外完成的；不是所有的质粒都可以作为运载体，运载体必须具备以下三个条件：①能 在宿主细胞中复制并稳定地保存；②具有多个限制酶切点；③具有标记基因。酶的活性会受 到温度、pH 的影响。 2．DNA 连接酶的作用是( ) A．催化碱基互补配对 B．催化双螺旋结构的形成 C．催化脱氧核糖和磷酸之间的连接 D．催化碱基对的断裂 解析：选 C。DNA 连接酶的作用是催化脱氧核糖和磷酸之间的连接。 3．下图为 DNA 分子在不同酶的作用下所发生的变化，图中依次表示限制性核酸内切 酶、DNA 聚合酶、DNA 连接酶、解旋酶作用的正确顺序是( ) A．①②③④ B．①②④③ C．①④②③ D．①④③② 解析：选 C。限制性核酸内切酶用于切割 DNA 片段；而与之作用相反的是 DNA 连接 酶，用于连接 DNA 片段；DNA 聚合酶用于 DNA 的复制过程，它需要模板；解旋酶会使 DNA 双链解旋而分开，它作用于碱基对之间的氢键。 4．基因工程中常作为基因的运载体的一组结构是( ) A．质粒、线粒体、噬菌体 B．染色体、叶绿体、线粒体 C．质粒、噬菌体、动植物病毒 D．细菌、噬菌体、动植物病毒 解析：选 C。质粒、噬菌体和动植物病毒是基因工程中常用的运载体。 5．由于乙肝病毒感染的宿主范围很窄，仅限于人和灵长类动物，因此无法用细胞培养 的方法生产疫苗，但可用基因工程的方法进行生产，现已知乙肝病毒的核心蛋白和表面抗原 蛋白的氨基酸序列，生产示意图如下。下列相关说法不正确的是( ) 乙肝病毒――→① 分离 有关基因――→② 导入 细菌――→③ 发酵 大量生产疫苗 A．生产乙肝疫苗的过程也达到了定向改造细菌的目的 B．在①②过程中需要限制性核酸内切酶和 DNA 连接酶 C．用于生产疫苗的目的基因为编码核心蛋白的基因和表面抗原蛋白的基因 D．这种转基因的细菌一定是安全的，不用担心其扩散到自然界 解析：选 D。上述过程应用了基因工程技术，能定向改造生物的遗传性状；在操作时要 应用限制酶来获得目的基因，并用 DNA 连接酶使之与运载体结合；该过程的目的基因为表 面抗原蛋白基因和编码核心蛋白的基因；转基因生物的安全性还存在争议，无法判断其安全 性，应避免其扩散进入自然界。 [能力提升] 6．下图是将人的生长激素基因导入细菌 B 细胞内制备“工程菌”的示意图。已知细菌 B 细胞内不含质粒 A，也不含质粒 A 上的基因。下列说法正确的是( ) A．将质粒 A 和人的生长激素基因结合需要用到基因工程中的三种工具酶 B．能在含有氨苄青霉素的培养基上生长的只是导入了质粒 A 的细菌 C．能在含有四环素的培养基上生长的只是导入了重组质粒的细菌 D．目的基因成功表达的标志是工程菌能产生出人的生长激素 解析：选 D。基因工程的工具有三种，但工具酶只有两种，A 错误；质粒 A 与生长激 素基因结合时，抗四环素基因被破坏，而抗氨苄青霉素基因正常，所以能在含有氨苄青霉素 的培养基上生长的是导入了质粒 A 的细菌或含重组质粒的细菌，而能在含有四环素的培养 基上生长的只是导入了质粒 A 的细菌，B、C 错误；工程菌如能产生人的生长激素，说明目 的基因(人生长激素基因)在工程菌中成功表达，D 正确。 7．(2019·济宁高一期末)已知某种限制酶在一线性 DNA 分子上有 3 个酶切位点，如下 图中箭头所指。如果该线性 DNA 分子在 3 个酶切位点上都被该酶切断，则会产生 a、b、c、 d 四种不同长度的 DNA 片段。现有多个上述线性 DNA 分子，若在每个 DNA 分子上至少有 1 个酶切位点被该酶切断，则从理论上讲，经该酶酶切后，这些线性 DNA 分子最多能产生 长度不同的 DNA 片段种类数是( ) A．3 B．4 C．9 D．12 解析：选 C。限制酶能识别特定的核苷酸序列并能在特定的位点进行切割。由于该线性 DNA 分子有 3 个位点都可被该限制酶切割，依题意可知在每个 DNA 分子上至少有 1 个酶 切位点被该酶切断，故产生 a、b、c、d、ab、abc、bc、bcd、cd，共 9 种类型的 DNA 片段。 8．在下列基因操作的步骤中，不需要进行碱基互补配对的是( ) 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．目的基因的检测和表达 解析：选 B。用人工方法使体外重组的 DNA 分子转移到受体细胞中，主要是借助噬菌 体或病毒侵染细胞的途径，在此过程中不需要进行碱基互补配对。 9．利用基因工程技术可使大肠杆菌生产人的胰岛素原。下列相关叙述中正确的是( ) A．人和大肠杆菌在合成胰岛素原时，转录和翻译的场所是相同的 B．DNA 连接酶催化磷酸二酯键的形成 C．通过检测大肠杆菌中没有胰岛素原产生，则可判断重组质粒未导入受体菌 D．人胰岛素原基因在大肠杆菌中表达的胰岛素原有生物活性 解析：选 B。人体细胞内转录和翻译的场所分别是细胞核(主要)和核糖体，大肠杆菌转 录和翻译的场所是细胞质。磷酸二酯键可由 DNA 连接酶催化形成。大肠杆菌中没有胰岛素 原产生的原因可能是基因表达受阻或含目的基因的重组质粒未导入受体细胞。在大肠杆菌中 表达的胰岛素原需经过内质网和高尔基体的加工才具备生物活性。 10．人的糖蛋白必须经内质网和高尔基体进一步加工合成，通过转基因技术，可以使人 的糖蛋白基因得以表达的受体细胞是( ) A．大肠杆菌 B．酵母菌 C．T4 噬菌体 D．质粒 DNA 解析：选 B。人的糖蛋白必须经内质网和高尔基体进一步加工合成，故受体细胞内应有 内质网和高尔基体，题干中只有酵母菌符合此条件。 11．(2019·福州高一检测)美国科学家在研究生长在墨西哥某地的野生玉米后，发现这种 玉米含有包括苏云金杆菌(一种产生抗虫毒蛋白的细菌)基因在内的转基因作物的基因。下列 有关说法正确的是( ) ①转基因作物的基因可传播到野生植物中 ②转基因作物可对天然植物的遗传多样性构成威胁 ③为防止基因污染，应当禁止转基因作物的研究 ④自然杂交过程的实质是一个长期的转基因过程，两者没有任何区别 A．①②③④ B．③ C．①② D．① 解析：选 C。根据题意可知，转基因作物的基因传播到野生植物中，这样会对植物的基 因多样性构成威胁。自然杂交是通过传粉的方式实现基因重组，与转基因技术中通过重组质 粒实现基因重组是有区别的。 12．中国青年科学家成功地把人的抗病毒干扰素基因“嫁接”到烟草的 DNA 分子上， 使烟草获得了抗病毒的能力。试分析回答下列问题： (1)抗病毒烟草的培育应用了________技术。 (2)在 培 育 过 程 中 ， 所 用 的 基 因 的 “ 剪 刀 ” 是 __________ ， 基 因 的 “ 针 线 ” 是 ______________，基因的“运输工具”是__________。 (3)烟草具有抗病毒能力，说明烟草体内产生了________________。 (4)烟草 DNA 分子被“嫁接”上或“切割”掉某个基因，但并不影响抗病毒干扰素基因 的表达，从基因功能角度考虑，说明_____________________________________。 答案：(1)基因工程 (2)限制酶 DNA 连接酶 运载体 (3)抗病毒干扰素 (4)基因是遗传物质的基本单位 13．豇豆对多种害虫具有抵抗能力，根本原因是豇豆体内具有胰蛋白酶抑制剂基因(CpTI 基因)。科学家将其转移到水稻体细胞内后，却发现抗虫效果不佳，主要原因是 CpTI 蛋白的 积累量不足。经过在体外对 CpTI 基因进行修饰后，CpTI 蛋白在水稻中的积累量得到了提高。 CpTI 基因的修饰和表达过程如下图所示。请据图回答下列问题： (1)CpTI 基因是该基因工程中的________基因，“信号肽”序列及“内质网滞留信号”序 列的基本单位是四种脱氧核苷酸。在过程①中，首先要用________切割基因，露出________， 再用________________连接。 (2)在该基因工程中，供体是________，受体是________。 (3)检测修饰后的 CpTI 基因是否表达的最好办法是_______________________________ ________________________________________________________________________。 (4) 与 杂 交 育 种 、 诱 变 育 种 相 比 ， 通 过 基 因 工 程 培 育 新 品 种 的 主 要 优 点 是 ________________________________________________________________________。 解析：从图中可以看出，“信号肽”序列和“内质网滞留信号”序列能够与 CpTI 基因 拼接在一起，因此，它们应为 DNA 片段。该基因工程中，豇豆是供体，CpTI 基因为目的基 因，受体是水稻，可通过组织培养获得抗虫水稻。检测 CpTI 基因是否表达的最简单的方法 是让多种害虫食用水稻叶片。 答案：(1)目的 限制酶 黏性末端 DNA 连接酶 (2)豇豆 水稻 (3)让多种害虫食用 水稻叶片 (4)目的明确；培育周期短；可以克服远缘杂交不亲和的障碍(只要答出两点即可) 14．干扰素是一种糖蛋白，过去从人的白细胞中提取，产量很低。我国的科研人员成功 运用基因工程技术提高了其产量，其原理和过程如下图所示。请据图回答下面的问题： (1)图中①过程叫________________________________________________________。 (2)图中②物质的化学本质是______________________________________________， 它作为运载体，必须具备的特点是_____________________________________ ________________________________________________________________________( 写 出任意两点)。 (3)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③的过程中需要______________________________。 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)人的体细胞 b ③ 限制 酶和 DNA 连接酶 [素养培优] 15．科学家通过基因工程，成功培育出能抗棉铃虫的棉花植株——抗虫棉，其过程大致 如图所示，请据图回答下列问题： (1)目的基因能否在棉株体内稳定维持和表达其遗传特性的关键是目的基因是否插入受 体 细 胞 染 色 体 DNA 上 ， 这 需 要 通 过 检 测 才 能 知 道 ， 检 测 采 用 的 最 好 方 法 是 ________________________________________________________________________。 (2)科学家预言，此种“转基因抗虫棉”独立种植若干代以后，将出现不抗虫的植株， 此现象来源于__________。 (3)利用基因工程技术培育抗虫棉，相比诱变育种和杂交育种，具有目的性强和 ____________________等突出的优点。 (4)有人担心种植上述转基因抗虫棉，它所携带的目的基因可以通过花粉传递给近缘物 种 ， 造 成 “ 基 因 污 染 ” ， 请 提 出 你 的 解 决 方 法 ： ________________________________________________________________________。 解析：由题图可知，目的基因是苏云金芽孢杆菌的毒蛋白基因，与 Ti 质粒重组后，利 用农杆菌导入植物细胞产生了抗虫棉植株。这种育种方式能克服远缘杂交不亲和性，可用 DNA 分子杂交技术检测目的基因是否整合到受体细胞染色体上。 答案：(1)DNA 分子杂交技术 (2)基因突变 (3)克服远缘杂交不亲和性(或能有效地打破物种间的生殖隔离界限) (4)将目的基因导 入叶绿体或线粒体基因组中