苏教版选修3《现代生物科技专题》第二节 基因工程的应用一课一练

专题一　第三节

一、选择题

1．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

[答案]　B

[解析]　抗病毒转基因植物所采用的基因，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。

2．运用现代生物技术的育种方法，将抗菜青虫的Bt毒蛋白基因转入优质油菜中，培育出转基因抗虫油菜品种，这一品种在生长过程中能产生特异的杀虫蛋白，对菜青虫有显著抗性，能大大减轻菜青虫对油菜的危害，提高油菜产量，减少农药使用量，保护农业生态环境。根据以上信息，下列叙述正确的是(　　)

A．Bt毒蛋白基因的化学成分是蛋白质

B．Bt毒蛋白基因中有菜青虫的遗传物质

C．转基因抗虫油菜能产生杀虫蛋白是由于具有Bt毒蛋白基因

D．转基因抗虫油菜产生的杀虫蛋白是无机物

[答案]　C

[解析]　基因是携带遗传信息的DNA片段，A选项错误；Bt毒蛋白基因是从苏云金芽孢杆菌细胞内提取的，其表达产物是毒蛋白(属于有机物)，毒蛋白能够杀死菜青虫，所以B、D选项错误，C选项正确。

3．下列关于基因工程的成果及应用的说法中，正确的是(　　)

A．用基因工程方法培育的抗虫植物也能抗病毒

B．基因工程在畜牧业上应用的主要目的是培养体形巨大、品质优良的动物

C．基因工程在农业上的应用主要是培育高产、稳产、品质优良和具有抗逆性的农作物

D．目前，在发达国家，基因治疗已用于临床实践

[答案]　C

[解析]　抗虫基因的产物是毒蛋白，只能对害虫起作用；基因工程在畜牧业上应用的主要目的是培养生长速度快、品质优良的动物；在发达国家，基因治疗目前处于初期的临床试验阶段。

4．下列关于基因治疗的说法正确的是(　　)

A．基因治疗只能治疗一些传染病，如艾滋病

B．基因治疗的主要方法是让患者口服一些健康的外源基因

C．基因治疗的主要原理是引入健康基因并使之表达

D．基因治疗在发达国家已成为一种常用的临床治疗手段

[答案]　C

[解析]　基因治疗是指将健康基因导入有缺陷的细胞内，使该基因的表达产物发挥功能，从而达到治疗疾病的目的。基因治疗不能治疗传染病。

5．从1997年开始，我国就可以自行生产乙肝疫苗等基因工程药物。其中，乙肝疫苗的生产方法是(　　)

A．在受体细胞内大量增殖乙肝病毒

B．在液体培养基中大量增殖乙肝病毒

C．将乙肝病毒的全部基因导入受体细胞并表达

D．将乙肝病毒的表面抗原基因导入受体细胞并表达

[答案]　D

[解析]　疫苗具有抗原性，乙肝病毒的抗原性由蛋白质外壳决定，所以乙肝疫苗利用的是乙肝病毒的蛋白质外壳。生产乙肝疫苗的方法是：获取乙肝病毒表面抗原基因，导入受体细胞，使受体细胞表达乙肝病毒的蛋白质外壳。

6．科学家已能运用基因工程技术，让羊合成并由羊的乳腺分泌抗体。下列相关叙述中，正确的是(　　)

①该技术将导致定向变异

②DNA连接酶把目的基因与运载体黏性末端的碱基对连接起来

③蛋白质中的氨基酸序列可以为合成目的基因提供资料

④受精卵是理想的受体

A．①②③④　 B．①③④　　

C．②③④　 D．①②④

[答案]　B

[解析]　基因工程可将控制特定性状的外源基因导入受体细胞，从而定向改造生物的遗传性状，而且此过程不受亲缘关系远近的制约，即克服了远缘杂交不亲和的障碍。在基因工程操作程序中，所用的DNA连接酶连接的不是目的基因与载体黏性末端的碱基对，而是目的基因与载体的DNA两条链的骨架，即核苷酸与磷酸的连接。由蛋白质中的氨基酸序列可推知相应mRNA的核苷酸序列，进而可推测相应基因的核苷酸排序，从而可以用化学合成方法人工合成目的基因。转基因羊的乳腺细胞及全身所有的组织细胞均来自受精卵的有丝分裂，遗传物质都与受精卵完全相同，而受精卵体积较大，操作较容易，也能保障发育成的个体所有细胞都含有外源基因。

二、非选择题

7．继哺乳动物乳腺反应器研发成功后，膀胱生物反应器的研究也取得了一定进展。最近，科学家培养出一种转基因小鼠，其膀胱上皮细胞可以合成人的生长激素并分泌到尿液中。请回答：

(1)将人的生长激素基因导入小鼠受体细胞，常用方法是　　　　。

(2)将目的基因导入动物细胞时，通常要将外源基因导入　　　　中，原因是_________________________________。

(3)通常采用　　　　技术检测外源基因是否插入了小鼠的基因组。

(4)在研制膀胱生物反应器时，应使外源基因在小鼠的　　　　细胞中进行特异性表达。

[答案]　(1)显微注射技术

(2)受精卵(早期胚胎细胞)　受精卵(或早期胚胎)具有全能性，可使外源基因在相应的组织细胞中表达

(3)DNA分子杂交

(4)膀胱上皮

[解析]　(1)将目的基因(人生长激素基因)导入动物细胞(小鼠受体细胞)的常用方法是显微注射技术。(2)在哺乳动物细胞中，受精卵或早期胚胎具有全能性，外源基因在相应的组织细胞中更容易表达，因此，在动物细胞工程中，常将受精卵或早期胚胎细胞作为受体细胞。(3)检测目的基因(人生长激素基因)是否插入了转基因动物染色体的DNA(小鼠基因组)上的方法是DNA分子杂交技术。(4)由题中信息可知，人生长激素基因在小鼠的膀胱上皮细胞内进行了特异性表达。

8．随着科学技术的发展，化学农药的产量和品种逐年增加，但害虫的抗药性也不断增强，对农作物危害仍然很严重。如近年来棉铃虫在我国大面积暴发成灾，造成经济损失每年达100亿以上。针对这种情况，江苏农科院开展“转基因抗虫棉”的科技攻关研究，成功地将某种能产生抗虫毒蛋白细菌的抗虫基因导入棉花细胞中，得到的棉花新品种对棉铃虫的毒杀效果高达80%以上。

(1)抗虫基因之所以能接到植物体内去，原因是_____________________________。

(2)“转基因抗虫棉”具有抗害虫的能力，这表明棉花体内产生了抗虫的　　　物质。这个事实说明，害虫和植物共用一套　　　，蛋白质合成的方式是　　　的。

(3)“转基因抗虫棉”抗害虫的遗传信息传递过程可表示为___________________。

(4)该项科技成果在环境保护上的作用是_____________________________。

(5)科学家预言，此种“转基因抗虫棉”独立种植若干代以后，也将出现不抗虫的植株，此现象来源于_________________________________________________________。

[答案]　(1)细菌与棉花的DNA结构相同

(2)毒蛋白　遗传密码　相同

(3)DNA(基因)―→RNA―→蛋白质

(4)减少农药对环境的污染，保护生态环境或生态平衡

(5)基因突变

[解析]　(1)基因工程中转基因的结构基础是目的基因与受体细胞基因的结构相同(即细菌与棉花的DNA结构相同)。(2)“转基因抗虫棉”具有抗害虫的能力，这表明棉花体内产生了抗虫的物质——毒蛋白。这个事实说明，细菌的基因能在植物棉花内表达，表明细菌和植物共用一套遗传密码，蛋白质合成都由DNA按照转录和翻译的方式合成。(3)“转基因抗虫棉”抗害虫的遗传信息传递过程就是基因控制蛋白质的合成的过程，可表示为DNA(基因)―→RNA―→蛋白质。(4)转基因抗虫棉减少了药物的使用，进而减少农药对环境的污染，保护生态环境或生态平衡。(5)“转基因抗虫棉”独立种植若干代以后，也将出现不抗虫的植株，属于变异中的基因突变。

一、选择题

1．通过基因工程方法生产的药物有(　　)

①干扰素　　　　　　　　　②白细胞介素

③青霉素  ④乙肝疫苗

A．①②③  B．①②③④

C．①②④  D．②③④

[答案]　C

[解析]　青霉素是经诱变育种方法培育出高产青霉素菌种，然后再通过发酵工程来生产的，其他药物都是用基因工程方法生产的。

2．(2015·济宁检测)我国转基因技术发展态势良好，农业部依法批准发放了转植酸酶基因玉米、转基因抗虫水稻的生产应用安全证书。下列关于转基因玉米和转基因水稻的叙述不正确的是(　　)

A．转植酸酶基因玉米的外源基因是植酸酶基因

B．转基因抗虫水稻减少了化学农药的使用，减少了环境污染

C．转基因抗虫水稻是否具有抗虫性，可通过饲养卷叶螟进行检测

D．转基因抗虫水稻的外源基因是几丁质酶基因

[答案]　D

[解析]　转植酸酶基因玉米的外源基因是植酸酶基因，转基因抗虫水稻的外源基因是Bt毒蛋白基因，而几丁质酶基因是抗真菌转基因植物常用的基因；转基因抗虫水稻减少了农药的使用，减少了环境污染，同时降低了农业生产的成本；检测目的基因是否表达最简便的方法是个体水平的检测。

3．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群

B．用遗传工程的方法把相同种类不同株系的菌类通过杂交得到新细胞群

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群

D．从自然界中选取的能迅速增殖的菌类

[答案]　C

[解析]　工程菌是指用基因工程的方法使外源基因得到高效表达的菌类细胞群。

4．下列关于基因工程相关知识的叙述，正确的是(　　)

A．在基因工程操作中为了获得重组质粒，必须用相同的限制性内切酶，露出的黏性末端可以不相同

B．若要生产转基因抗病水稻，可将目的基因先导入到大肠杆菌中，再转入水稻细胞中

C．如果提高作物中某种氨基酸的含量，可以导入控制合成含有该种氨基酸蛋白质的基因

D．基因治疗主要是对具有缺陷的体细胞进行全面修复

[答案]　C

[解析]　获得重组质粒，必须要求有相同的黏性末端，使用的限制性内切酶可以不同。对于水稻等单子叶植物，常用基因枪转化法；对于双子叶植物则常用农杆菌转化法。基因治疗只是替换或修复部分体细胞的缺陷基因。

5．北极比目鱼中有抗冻基因，其编码的抗冻蛋白具有11个氨基酸的重复序列，该序列重复次数越多，抗冻能力越强，下图是获取转基因抗冻番茄植株的过程示意图，有关叙述正确的是(　　)

A．过程①获取的目的基因，可用于基因工程和比目鱼基因组测序

B．将多个抗冻基因编码依次相连成能表达的新基因，不能得到抗冻型增强的抗冻蛋白

C．过程②构成的重组质粒缺乏标记基因，需要转入农杆菌才能进行筛选

D．应用DNA探针技术，可以检测转基因抗冻番茄植株中目的基因的存在及其完全表达

[答案]　B

[解析]　过程①为逆转录过程获得目的基因，缺少相应内含子，所以用这种方法获得的基因不能用于比目鱼基因组测序。将多个抗冻基因编码区依次相连成能表达的新基因，得到的蛋白质其抗冻性并不增强。重组质粒上有标记基因，并不是转入农杆菌才能筛选，而是用农杆菌转化法，有利于重组质粒导入受体细胞。应用DNA探针技术，可以检测目的基因是否在受体细胞中存在，并不能检测其是否表达。

6．(2015·济南检测)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

[答案]　D

[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。

二、非选择题

7．酵母菌的维生素、蛋白质含量高，可生产食品和药品等。科学家将大麦细胞的LTP1基因植入啤酒酵母菌中，获得的啤酒酵母菌种可产生LTP1蛋白，并酿出泡沫丰富的啤酒。基本的操作过程如下：

(1)该技术定向改变了酵母菌的性状，这在可遗传变异的来源中属于　　　　。

(2)从大麦细胞中可直接分离获得LTP1基因，还可采用　　　　方法获得目的基因。本操作中为了将LTP1基因导入酵母菌细胞内，所用的载体是　　　　。

(3)此操作中可以用分别含有青霉素、四环素的两种选择培养基进行筛选，则有C进入的酵母菌在选择培养基上的生长情况是_________________________________________。

(4)除了看啤酒泡沫丰富与否外，还可以怎样检测LTP1基因在啤酒酵母菌中的表达？

________________________________________________________________________

[答案]　(1)基因重组

(2)人工合成　质粒

(3)在含有青霉素的培养基上能存活，但不能在含有四环素的培养基上存活

(4)检验转基因啤酒酵母菌能否产生LTP1蛋白

8．干扰素是治疗癌症的药物，成分是一种糖蛋白，它必须从血液中提取，每升人血只能提取0．05μg，所以价格昂贵。现在美国加利福尼亚的基因公司用如下图的方式生产干扰素，试分析原理和优点。

(1)从人的淋巴细胞中取出　　　　　，使它同质粒相结合，然后移植到酵母菌体内，让酵母菌________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

(2)酵母菌能用　　　　　方式繁殖，速度很快，能大量生产　　　　　，不但提高了产量，也降低了成本。

(3)有人尝试将干扰素基因与大肠杆菌的质粒重组，转入大肠杆菌体内后，形成“工程菌”，此种操作能制备到干扰素吗？　　　　　，请说明理由：

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

(4)中国青年科学家陈炬成功地把人的干扰素基因移植到烟草的DNA分子上，使烟草获得了抗病毒的能力，试分析：

①人的基因之所以能接到植物体内，其物质基础是___________________________

________________________________________________________________________。

②烟草有了抗病能力，这表明烟草体内产生了　　　　　　　　。这个事实说明，人和植物共用一套　　　　　　　　　　，蛋白质合成方式　　　　　　　　。

[答案]　(1)干扰素基因　合成干扰素

(2)出芽生殖　干扰素

(3)不能　大肠杆菌是原核生物，无内质网、高尔基体等细胞器，无法合成糖蛋白

(4)①DNA结构基本相同　②干扰素　遗传密码　基本相同

[解析]　(1)通过基因工程构建“工程菌”的方法是：从淋巴细胞中取出干扰素基因，与质粒结合形成重组质粒，并通过相应检测与鉴定得到相应的酵母菌，然后通过培养该酵母菌，使之合成大量干扰素。(2)酵母菌能进行出芽生殖，迅速繁殖菌体，同时也能大量产生干扰素。(3)由于大肠杆菌是原核生物，无内质网、高尔基体等细胞器，无法合成糖蛋白，因此通常不用来制备干扰素。(4)基因工程的理论基础：由于不同生物的DNA结构基本相同，不同生物能进行基因的移接；同时由于所有生物共用一套遗传密码，因此蛋白质合成方式基本相同，烟草体内可以产生干扰素。