2021高二生物寒假作业同步练习题基因工程含解析

基因工程

【知识梳理】

答案速填：①DNA分子　②基因重组　③DNA连接酶　④基因文库　⑤基因表达载体

  ⑥标记基因　⑦受体细胞　⑧分子水平　⑨蛋白质功能　⑩脱氧核苷酸

要点提醒：

1．限制性核酸内切酶可识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，并在特定位点上切割DNA分子。

2．质粒作为基因工程的载体需具备的条件有：能在宿主细胞内稳定保存并自我复制；具有一个至多个限制酶切割位点；具有标记基因。

3．基因表达载体的构建是基因工程的核心，一个基因表达载体的组成，除了目的基因外，还必须有启动子、终止子以及标记基因等。

4．将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法。将目的基因导入动物细胞常用显微注射技术，导入微生物细胞常用感受态细胞法(Ca2＋处理法)。

5．检测目的基因是否导入受体细胞染色体DNA上常用DNA分子杂交技术；检测是否转录，常用分子杂交技术；检测是否翻译，常用抗原—抗体杂交技术。

6．蛋白质工程并不是直接改造蛋白质分子的结构，而是通过基因操作来实现对天然蛋白质的改造。

7．蛋白质工程的基本途径是：从预期的蛋白质功能出发→设计预期的蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→找到相对应的脱氧核苷酸序列。

1．20世纪70年代，科学家创立了一种新的生物技术——基因工程，实施该工程的最终目的是(　　)

A．定向提取生物体的DNA分子

B．定向地对DNA分子进行人工剪切

C．在生物体外对DNA分子进行改造

D．定向地改造生物的遗传性状

【解析】基因工程是在生物体外通过对DNA分子进行人工“剪切”和“拼接”等过程，对生物的基因进行改造和重新组合，然后导入受体细胞内进行无性生殖，使重组基因在受体细胞内表达，创造出人类所需的基因产物，也就是定向地改造生物的遗传性状。

【答案】D

2．在用基因工程技术构建抗除草剂的转基因烟草过程中，下列操作错误的是(　　)

A．用限制性核酸内切酶切割烟草花叶病毒的核酸

B．用DNA连接酶连接经切割的抗除草剂基因和载体

C．将重组DNA分子导入烟草原生质体

D．用含除草剂的培养基筛选转基因烟草细胞

【解析】构建抗除草剂的烟草要用限制性核酸内切酶切割杂草中含抗除草剂基因的DNA与载体。

【答案】A

3．下列有关基因工程的叙述，正确的是(　　)

A．DNA连接酶将碱基对之间的氢键连接起来

B．目的基因导入受体细胞后，受体细胞即发生基因突变

C．限制性核酸内切酶识别序列越短，则该序列在DNA中出现的几率就越大

D．常用的载体有大肠杆菌、噬菌体和动植物病毒等

【解析】理解基因工程操作的原理步骤和应用是解题关键。DNA连接酶连接的是脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键，不是氢键；目的基因导入受体细胞后，受体细胞即发生基因重组，不是基因突变；大肠杆菌不能作为基因工程的载体。

【答案】C

4．下列关于蛋白质工程应用的叙述，不正确的是(　　)

A．通过蛋白质工程生产更符合人类需要的产品

B．通过蛋白质工程可以改变蛋白质的活性

C．通过蛋白质工程制成体积小、耗电少、效率高的电子元件

D．利用蛋白质工程可以在大肠杆菌细胞中得到人干扰素

【解析】根据蛋白质工程的概念可知，通过蛋白质工程可生产更符合人类需要的产品，A正确；通过蛋白质工程可以改变蛋白质的活性，B正确；利用蛋白质工程可制成体积小、耗电少、效率高的电子元件，C正确；利用基因工程可以在大肠杆菌细胞中得到人干扰素，D错误。

【答案】D

5.下列关于基因工程应用的叙述正确的是(　　)

A．基因治疗就是把缺陷基因诱变成正常基因

B．基因诊断的基本原理是DNA分子杂交

C．一种基因探针能检测水体中的各种病毒

D．利用基因工程生产乙肝疫苗时，目的基因存在于人体B淋巴细胞的DNA中

【解析】　基因治疗就是把正常基因导入病人体内，使该基因的表达产物发挥功能，以达到治疗疾病的目的，A错误；基因诊断又称DNA诊断，即在DNA分子水平上分析检测某一基因，从而对疾病作出判断，利用的原理是DNA分子杂交，B正确；基因探针是用放射性同位素(或荧光分子)标记的含有目的基因的DNA片段，一种基因探针只能检测水体中的一种或一类病毒，C错误；利用基因工程生产乙肝疫苗是通过构建含有乙肝病毒表面抗原基因的重组质粒，然后导入相应的宿主细胞，如酵母菌细胞，生产乙肝病毒表面抗原蛋白，D错误。

【答案】　B

6．下列关于基因工程中有关酶的叙述，不正确的是(　　)

A．限制酶水解相邻核苷酸间的化学键打断DNA

B．DNA连接酶可将末端碱基互补的两个DNA片段连接

C．DNA聚合酶能够从引物末端延伸DNA或RNA

D．逆转录酶以一条RNA为模板合成互补的DNA

【解析】DNA聚合酶只能从引物末端延伸DNA而不能延伸RNA；限制酶水解相邻核苷酸间的化学键打断DNA；DNA连接酶可将末端碱基互补的两个DNA片段连接；逆转录酶以一条RNA为模板合成互补的DNA。

【答案】C

7．应用基因工程技术诊断疾病的过程中必须使用基因探针才能达到检测疾病的目的。这里的基因探针是指(　　)

A．人工合成的免疫球蛋白的DNA分子

B．人工合成的苯丙氨酸羟化酶的DNA分子

C．用放射性同位素或荧光分子等标记的蛋白质分子

D．用放射性同位素或荧光分子等标记的DNA分子

【解析】基因探针是用放射性同位素或荧光分子等标记的DNA分子。基因探针用于基因诊断，利用DNA分子杂交原理，可以鉴定被检测标本上的遗传信息。

【答案】D

8．下面是四种不同质粒的示意图，其中ori为复制必需的序列，amp为氨苄青霉素抗性基因，tet为四环素抗性基因，箭头表示同一种限制酶的酶切位点。下列有关叙述正确的是(　　)

A．基因amp和tet是一对等位基因，常作为基因工程中的标记基因

B．质粒指细菌细胞中能自我复制的小型环状的DNA和动植物病毒的DNA

C．限制酶的作用部位是DNA分子中特定的两个核苷酸之间的氢键

D．用质粒4将目的基因导入大肠杆菌，该菌不能在含四环素的培养基上生长

【解析】等位基因是位于一对同源染色体的相同位置的基因，且控制相对性状，因而基因amp和tet不是一对等位基因，但它们常作为基因工程中的标记基因。动植物病毒的DNA不是质粒。限制酶的作用部位是两个核苷酸之间的磷酸二酯键，而非氢键。由于限制酶已破坏了tet基因，因而四环素抗性基因不能表达，故该菌不能在含四环素的培养基上生长。

【答案】D

9．应用基因工程技术可以获得人们需要的生物新品种或新产品。请根据下列材料回答问题：

材料一　蜘蛛丝(丝蛋白)被称为“生物钢”，有着超强的抗张度，可制成防弹背心、降落伞绳等。蜘蛛丝还可被制成人造韧带和人造肌腱。科学家研究出集中生产蜘蛛丝的方法——培育转基因蜘蛛羊。

材料二　注射疫苗往往会在儿童和部分成年人身上引起痛苦。将疫苗藏身水果蔬菜中，人们在食用这些转基因植物的同时也获得免疫力，因而无须免疫接种，这一新概念将引起疫苗研究的一场革命。

(1)图中，过程①⑤所需要的工具酶有______________________，构建的蜘蛛丝蛋白基因表达载体一般由________、________、启动子、终止子等部分组成。

(2)过程②将重组质粒导入山羊受体细胞时，采用最多也最有效的方法是________________。

通过①～④过程培育的蜘蛛羊可以作为乳腺生物反应器，从______中提取所需要的蜘蛛丝蛋白。

(3)通过⑤⑥⑦培育转基因莴苣，相比诱变育种和杂交育种方法，具有________等突出优点。

【解析】基因工程常用限制酶、DNA连接酶和载体作为工具。基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子、标记基因和复制原点。将目的基因导入动物细胞的常用方法是显微注射法。基因工程育种的优点是能克服远缘杂交不亲和的障碍，目的性较强。

【答案】(1)限制酶、DNA连接酶　目的基因　标记基因

(2)显微注射法　乳汁

(3)目的性强，能克服远缘杂交的不亲和的障碍(或能有效地打破物种间的生殖隔离界限)

10．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”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。判断下列说法正确的是(　　)

A．将重组质粒导入细菌B常用的方法是显微注射法或基因枪法

B．将完成导入过程后的细菌涂布在含有氨苄青霉素的培养基上，能生长的只是导入了重组质粒的细菌

C．将完成导入过程后的细菌涂布在含有四环素的培养基上，能生长的是导入了质粒A的细菌

D．目的基因成功表达的标志是受体细胞能在含有氨苄青霉素的培养基上生长

【解析】题述过程中受体细胞为细菌，导入目的基因的方法常用Ca2＋处理法，由于目的基因的导入破坏了抗四环素基因，而抗氨苄青霉素基因仍然正常，所以导入了重组质粒的细菌不能在含四环素的培养基上生存，但能在含氨苄青霉素的培养基上生长。而不含目的基因的质粒进入细菌后可使细菌在含四环素和氨苄青霉素的培养基上生存。此时只能说明目的基因导入受体细胞，而并不能说明目的基因已表达。

【答案】C

11．利用细菌大量生产人的胰岛素，下列叙述错误的是(　　)

A．用适当的酶对载体与人的胰岛素基因进行切割与黏合

B．用适当的化学物质处理受体细菌表面，将重组DNA导入受体细菌

C．通常通过检测目的基因产物来检测重组DNA是否成功导入受体细菌

D．重组DNA必须能在受体细菌内进行复制与转录，并合成人的胰岛素

【解析】检测重组DNA是否成功导入受体细菌，需要对载体的标记基因进行检测。检测目的基因的表达产物是检测目的基因是否表达的常用方法。

【答案】C

12．我国曾经发生过因“非典型性肺炎”而死亡的病例，经研究发现，该病是由SARS病毒(一种RNA病毒)感染所引起的疾病。SARS病毒表面的S蛋白是主要的病毒抗原，在SARS病人康复后的血清中有抗S蛋白的特异性抗体。某研究小组为了研制预防SARS病毒的疫苗，开展了前期研究工作，其简要的操作流程如图：

(1)实验步骤①所代表的反应过程是________。

(2)步骤②构建重组表达载体A和重组表达载体B必须使用限制性核酸内切酶和________酶，后者的作用是将用限制性核酸内切酶切割的________和________连接起来。

(3)如果省略步骤②而将大量扩增的S蛋白基因直接导入大肠杆菌，一般情况下，不能得到表达的S蛋白，其原因是S蛋白基因在大肠杆菌中不能_______，也不能______________________。

(4)为了检验步骤④所表达的S蛋白是否与病毒S蛋白有相同的免疫反应特性，可用________与_____进行抗原—抗体特异性反应实验，从而得出结论。

(5)步骤④和⑥的结果相比，原核细胞表达的S蛋白与真核细胞表达的S蛋白的氨基酸序列_______(填“相同”或“不同”)，根本原因是______。

【解析】在解答本题的过程中，应注意分析图中标注过程的含义。①通过反转录法获得目的基因；②基因表达载体的构建；③将目的基因导入大肠杆菌(受体细胞)；④目的基因在大肠杆菌体内表达；⑤将目的基因导入动物细胞(受体细胞)；⑥目的基因在动物体内表达。在完成此类习题时，应注意将图中所获得的信息与其他信息结合起来分析，可以大大减少错误。

【答案】(1)反转录　(2)DNA连接　载体　S蛋白基因　(3)复制　合成S蛋白基因的mRNA　(4)大肠杆菌中表达的S蛋白　SARS康复病人血清　(5)相同　表达蛋白质所用的基因相同