人教版 (新课标)第2节 基因工程及其应用随堂练习题

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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．下列关于基因工程的叙述，正确的是( )
A．基因工程经常以抗菌素抗性基因作为目的基因
B．细菌质粒是基因工程常用的运载体
C．通常用一种限制性核酸内切酶处理含目的基因的DNA，用另一种处理运载体DNA
D．为培育抗除草剂的作物新品种，导入抗除草剂基因时只能以受精卵为受体
解析：细菌质粒是基因工程常用的运载体。基因工程的目的基因通常是人们所需要的特定基因，可以是抗菌素抗性基因，也可以是其他基因，如抗除草剂基因、胰岛素基因等，故A错误；C选项应当用同一种限制性核酸内切酶处理含目的基因的DNA和运载体DNA，以便于目的基因与运载体的连接；D选项也可以把抗除草剂基因导入其他细胞，再通过植物组织培养发育为完整的抗除草剂植物。
答案：B
6．下列有关基因工程中限制酶的描述，错误的是( )
A．一种限制酶只能识别一种特定的脱氧核苷酸序列
B．限制酶的活性受温度影响
C．限制酶能识别和切割RNA
D．限制酶可从原核生物中提取
解析：一种限制酶只能识别一种特定的脱氧核苷酸序列，A正确；限制酶的活性受温度影响，B正确；限制酶只能识别和切割DNA，C错误；限制酶可从原核生物中提取，D正确。
答案：C
7．下列哪组是基因工程技术中使用的运载体( )
A．大肠杆菌、噬菌体 B．蓝藻、质粒
C．动物病毒、噬菌体 D．线粒体、质粒
解析：运载体是将外源基因送入受体细胞的专门运输工具，目前使用的运载体有质粒、噬菌体和动植物病毒。
答案：C
8．限制酶BamH Ⅰ和限制酶EcR Ⅰ的识别序列及切割位点分别是GATCC—↓—G和AATTC—↓—G。如图甲表示含目的基因的DNA片段，四个选项中的图表示四种质粒，其中箭头所指部位为酶的识别位点，质粒的阴影部分表示标记基因。适于作为图甲所示目的基因的运载体的质粒是( )
解析：据题干和图解分析，适于作为目的基因运载体的质粒要有插入目的基因的位点，同时又有标记基因，且质粒和含目的基因的DNA片段要能被同一种限制酶切割，所以B正确。
答案：B
9．下列有关基因工程的成果及应用的说法，正确的是( )
A．用基因工程方法培养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型巨大、品质优良的动物
C．目前任何一种药物都可以运用基因工程来生产
D．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
解析：用基因工程方法培育出的抗虫植物只能杀死害虫，不能抗病毒；基因工程在畜牧业上的应用不仅是培养体型巨大、品质优良的动物，更重要的是利用某些特定外源基因在哺乳动物体内的表达获得人类所需要的各类物质；目前基因工程只是实现了一部分药物的生产。
答案：D
10．下列关于基因工程及其产品的说法中，不正确的是( )
A．基因工程的一项关键技术是构建基因表达载体
B．基因工程的优势是可定向地改造生物的遗传性状
C．消费者对转基因产品应该有选择权
D．基因工程中产生的可遗传变异属于染色体变异
解析：基因表达载体的构建是实施基因工程的第二步，也是基因工程的核心，A正确；基因工程将目的基因导入受体细胞，可定向地改造生物的遗传性状，B正确；转基因产品的安全性问题一直是个热点话题，消费者应该有知情权和选择权，C正确；基因工程中产生的可遗传变异属于基因重组，D错误。
答案：D
11．质粒是基因工程中最常用的运载体，质粒上有标记基因，如图所示，通过标记基因可推知外源基因插入的位置，插入位置不同，细菌在培养基上的生长情况也不同。如图表示外源基因的插入位置(插入点有a、b、c)。
Ⅰ.(1)质粒的基本组成单位是________________________________________________________________________。
(2)将细菌放在含有四环素、氨苄青霉素的培养基中培养，属于基因工程操作中的________步骤。
(3)在插入外源基因过程中用到的工具酶有________________________________________________________________________。
Ⅱ.设计实验探究外源基因插入的位置。
(1)步骤：
①将导入外源基因的细菌进行培养产生大量细菌。
②分组：将细菌平均分成两组并标号为1、2。
③培养：将第1组细菌放入________中培养，将第2组细菌放入________中培养。
④观察并记录结果。
(2)预测实验结果及结论：
①若1、2组均能正常生长，则外源基因插入点是________；
②若1组能正常生长，2组不能生长，则外源基因插入点是________；
③若1组不能生长，2组能正常生长，则外源基因插入点是________。
解析：Ⅰ.质粒是一种小型环状DNA分子，含有标记基因是作为运载体的前提，它可以用于目的基因的检测与鉴定。
Ⅱ.本实验中的特点是若目的基因插入b或c处时就会破坏运载体上原有的标记基因，使细菌不再具有相应的抗性性状，所以应放在含有不同抗生素的培养基上进行培养，观察结果并得出相应结论。
答案：Ⅰ.(1)脱氧核苷酸 (2)目的基因的检测与鉴定 (3)限制酶、DNA连接酶
Ⅱ.(1)③含氨苄青霉素的培养基 含四环素的培养基 (2)①a ②c ③b
【等级提升练】
12．基因工程中，需使用特定的限制酶切割目的基因和质粒，便于重组和筛选。已知限制酶Ⅰ的识别序列和切点是GATCC—↓—G，限制酶Ⅱ的识别序列和切点是—↓GATC—。据图判断，下列操作正确的是( )
A．目的基因和质粒均用限制酶Ⅱ切割
B．目的基因和质粒均用限制酶Ⅰ切割
C．质粒用限制酶Ⅱ切割，目的基因用限制酶Ⅰ切割
D．质粒用限制酶Ⅰ切割，目的基因用限制酶Ⅱ切割
解析：依据题干信息，注意所给的两种限制酶所识别的是两个核苷酸序列，其产生的黏性末端是相同的，又由于限制酶Ⅱ所识别的核苷酸序列，有一部分与限制酶Ⅰ所识别的一致，因此目的基因用限制酶Ⅱ切割；而质粒用限制酶Ⅰ切割，可保证质粒上保留一个标记基因(Gene Ⅰ)。
答案：D
13．不同种植物之间存在竞争，如某些植物能分泌一些化学物质用于抑制别种植物在其周围生长。最近，科学家试图往大麦等农作物中转入控制合成这些化学物质的基因，以达成抑制杂草生长的目的。下列说法正确的是( )
A．将该基因转入大麦中，一定会抑制杂草生长
B．所用的工具酶是限制酶、DNA连接酶和运载体
C．通常用一种限制性核酸内切酶处理含目的基因的DNA，用另一种限制性核酸内切酶处理运载体
D．种植该种转基因大麦可以增加粮食产量，减少农药的使用
解析：目的基因导入受体细胞后不一定会表达，需要进行检测和鉴定，A错误；运载体不是工具酶，B错误；在基因工程中常用同一种限制性核酸内切酶来处理含目的基因的DNA和运载体，C错误；转基因大麦可以抑制杂草生长，减少了除草剂的使用，同时减弱了与杂草的竞争，增加了产量，D正确。
答案：D
14．下图是基因工程主要技术环节的一个基本步骤，这一步骤需用到的工具是( )
A．DNA连接酶和解旋酶 B．DNA聚合酶和限制酶
C．限制酶和DNA连接酶 D．DNA聚合酶和RNA聚合酶
解析：该步骤是基因工程的第二步——目的基因与运载体结合。切割质粒要用限制酶，目的基因与切割后的质粒结合要用DNA连接酶。
答案：C
15．干扰素是一种糖蛋白，过去从人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
【素养达成练】
16．通过DNA重组技术使原有基因得以改造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，如图表示这一技术的基本过程，在该工程中所用的基因“剪刀”能识别的序列和切点是—G↓GATCC—，请回答：
(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需要的酶是________。
(2)人体蛋白质基因之所以能连接到羊的染色体DNA中，原因是________________________________________________________________________，
人体蛋白质基因导入羊细胞时常用的工具是________________________________________________________________________。
(3)此过程中目的基因的检测与表达中的表达是指________________________________________________________________________。
(4)你认为此类羊产的奶安全可靠吗？理由是什么？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)剪取目的基因的酶是限制酶，将不同的DNA片段连接起来的酶是DNA连接酶。(2)不同生物的DNA化学组成和空间结构相同，即具有相同的物质基础和结构基础。目的基因导入受体细胞需先与运载体结合，最常用的运载体是质粒，也可以用动物病毒的DNA。(3)基因的表达是指基因通过控制蛋白质的合成来控制生物的性状，即通过转录和翻译过程合成相应的蛋白质。(4)为开放性问题，理由与观点相对应即可。
答案：(1)限制酶 DNA连接酶
(2)具有相同的物质基础和结构基础(有互补的碱基序列) 细菌质粒或病毒
(3)人体蛋白质基因在羊体细胞内控制合成人体蛋白质
(4)安全，因为目的基因导入受体细胞后没有改变，控制合成的人奶蛋白质成分没有改变(或不安全，因为目的基因导入受体细胞后，可能由于羊细胞中某些成分的影响，合成的蛋白质成分发生一定的改变)