人教版 (新课标)必修2《遗传与进化》第2节 基因工程及其应用达标测试

课时作业十六

一、选择题(每小题2分，共24分)

1．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

A　[限制酶与DNA连接酶的化学本质都是蛋白质，A正确；DNA连接酶连接的是两个DNA片段间相邻两个核苷酸间的磷酸二酯键，B错误；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，C错误；DNA聚合酶只能连接单个核苷酸，不能催化两个DNA片段连接，不能替代DNA连接酶，D错误。]

2.科学家运用基因工程技术将人胰岛素基因与大肠杆菌的质粒DNA分子重组，并且在大肠杆菌体内获得成功表达。右图a处为胰岛素基因与大肠杆菌质粒DNA结合的位置，它们彼此能结合的依据是(　　)

A．基因自由组合定律   B．半保留复制原则

C．基因分离定律       D．碱基互补配对原则

D　[用限制酶切割人的DNA分子，获得胰岛素基因，用同一种限制酶切割质粒，产生相同的黏性末端，它们通过碱基互补配对形成重组DNA分子。]

3．应用转基因技术可生产人类所需要的转基因产品，如利用大肠杆菌生产人胰岛素。下列选项中能说明人胰岛素基因完成了在受体细胞中表达的是(　　)

A．在大肠杆菌细胞中检测到人的胰岛素基因

B．在大肠杆菌中检测到人胰岛素基因转录出的mRNA

C．在含有四环素的培养基中培养出大肠杆菌

D．在大肠杆菌的代谢产物中提取到人胰岛素

D　[基因表达的标志是合成了相应的蛋白质或表现出相应的性状，故能说明人胰岛素基因完成了在受体细胞中表达的是在大肠杆菌的代谢产物中提取到人胰岛素。]

4．不属于目的基因与运载体结合过程的是(　　)

A．用一定的限制酶切割质粒露出黏性末端

B．用同种限制酶切割目的基因露出黏性末端

C．将切下的目的基因的片段插入到质粒切口处

D．将重组DNA引入受体细胞中进行扩增

D　[将重组DNA引入受体细胞中进行扩增属于基因工程的第三个步骤：将目的基因导入受体细胞。]

5．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

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。]

6．质粒是基因工程中最常用的运载体，它的主要特点是(　　)

①能自主复制　②不能自主复制　③结构很小　④蛋白质　⑤环状RNA　⑥环状DNA　⑦能“友好”地“借居”

A．①③⑤⑦  B．②④⑥

C．①③⑥⑦  D．②③⑥⑦

C　[基因工程中运载体的作用是与目的基因结合，将目的基因导入受体细胞，并能在受体细胞中稳定存在，通过自身的复制扩增目的基因。]

7．下列高科技成果中，根据基因重组原理进行的是(　　)

①利用杂交技术培育出超级水稻　②通过返回式卫星搭载种子培育出太空椒　③通过体细胞克隆技术培养出克隆牛　④将苏云金芽孢杆菌的某些基因移植到棉花体内，培育出抗虫棉　⑤将健康人的正常基因植入病人体内治疗基因病

A．①③⑤  B．①②④

C．①④⑤  D．①②⑤

C　[通过返回式卫星搭载种子培育出太空椒属于太空育种，其原理为基因突变；通过体细胞克隆技术培养出克隆牛属于无性生殖，应用的原理是动物体细胞细胞核的全能性。]

8．为了知道苏云金芽孢杆菌的抗虫基因导入棉花细胞是否已表达，最佳的检测方法是(　　)

A．是否有抗生素抗性

B．是否有目的基因的产物

C．是否能分离到目的基因

D．是否有相应的性状

D　[基因表达包括转录和翻译两个过程，苏云金芽孢杆菌的抗虫基因如果表达成功应该产生相应蛋白质，并具有相应的性状。]

9．基因工程是在DNA分子水平上的操作，下列有关基因工程的叙述，错误的是(　　)

A．限制酶只用于提取目的基因

B．载体与目的基因一般用同一种限制酶处理

C．基因工程所用的工具酶是限制酶、DNA连接酶

D．带有目的基因的载体是否进入受体细胞需检测

A　[基因工程中，限制酶可用于切割含目的基因的DNA和运载体，而且切割运载体和提取目的基因一般用同一种限制酶，这样露出互补的黏性末端，进而在DNA连接酶的作用下，实现重组；重组载体是否进入受体细胞，目的基因是否在受体细胞内稳定存在并表达都需进行检测。]

10．下列有关基因工程的叙述，正确的是(　　)

A．DNA重组技术所用的工具酶是限制酶、DNA连接酶和运载体

B．所有的限制酶都只能识别同一种特定的核苷酸序列

C．选用细菌作为重组质粒的受体细胞是因为细菌繁殖快

D．目的基因只要进入受体细胞就能实现表达

C　[基因工程操作中的工具酶是限制酶、DNA连接酶，运载体是基因的运载工具，而不是工具酶。每种限制酶都只能识别特定的核苷酸序列，而并非同一种核苷酸序列。目的基因进入受体细胞后，只有受体细胞表现出特定的性状，才说明目的基因成功表达，基因工程的目的是让目的基因完成表达，生产出目的基因的表达产物。]

11．某农业研究所将苏云金芽孢杆菌的抗虫基因(Bt)导入棉花细胞，筛选出Bt基因成功整合到染色体上的抗虫植株，假定Bt基因都能正常表达。某些抗虫植株体细胞含两个Bt基因，这两个基因在染色体上的整合情况有下图所示的三种类型，黑点表示Bt基因的整合位点。让这些含两个Bt基因抗虫的植株自交，正常情况下后代不可能出现含四个抗虫基因的个体是(　　)

A．甲  B．乙

C．丙  D．甲、乙、丙

A　[甲的两个Bt基因位于一对同源染色体上，减数分裂时，同源染色体分离，每一个生殖细胞中只有一个Bt基因，所以不可能出现含四个抗虫基因的个体。乙、丙均可能产生含两个Bt基因的生殖细胞，则有可能出现含四个抗虫基因的个体。]

12．下列观点中，不支持“转基因生物存在生物安全问题”的是(　　)

A．转基因植物可能扩散到野外变成杂草而破坏生态平衡

B．转基因生物可能成为外来物种而威胁其他生物的生存

C．转基因生物的外源基因可能与病毒杂交重组出有害的病原体

D．转基因农作物需要在一定的水肥条件下才能表现出新的性状

D　[“转基因农作物需要在一定的水肥条件下才能表现出新的性状”是支持转基因生物的一方的观点，该方认为转基因生物，尤其是转基因农作物不大可能对生物多样性构成威胁。]

二、非选择题(共26分)

13．干扰素是治疗癌症的重要药物，它必须从血液中提取，每升人血只能提取0.05 μg，所以价格昂贵。现在美国加利福尼亚的某生物制品公司用如下图所示的方式生产干扰素。试分析其原理、过程和优点：

(1)首先要从人的淋巴细胞中提取________。

(2)使它与细菌质粒相结合时，要先用________处理，再用________处理，使之形成重组质粒。二者能够拼接的原因是________________________。

(3)将重组质粒移植到酵母菌体内，通过________，筛选出能够分泌人类干扰素的酵母菌。人的基因能够在酵母菌体内表达的原因是________________________。

解析　运用基因工程技术生产干扰素，首先要提取目的基因，用同一种限制性核酸内切酶来切割目的基因和质粒，然后用DNA连接酶连接，通过检测目的基因的表达选出能产生干扰素的酵母菌。基因工程能够使基因在不同的生物体内表达，是因为所有生物共用一套遗传密码子。

答案　(1)干扰素基因(目的基因)　(2)同一种限制性核酸内切酶　DNA连接酶　不同生物的DNA化学成分和双螺旋结构完全相同　(3)检测　所有的生物共用一套遗传密码子

14．美国科学家利用基因工程技术，将人胰岛素基因拼接到大肠杆菌的DNA分子中，然后通过大肠杆菌的繁殖，生产了人胰岛素，操作过程如下图所示：

(1)①过程所使用的酶与获取胰岛素基因所使用的酶一般是________(填“相同”或“不同”)的。

(2)②过程使用的酶是________，它的作用是使质粒与目的基因结合形成________分子。

(3)在基因工程中③过程的目的是______________________________________。

(4)在基因工程中，目的基因的表达与检测是通过检测大肠杆菌是否产生________实现的。

(5)大肠杆菌合成人胰岛素的过程可以表示为____________________(用箭头和简要文字表示)。

解析　(1)获取目的基因和切割质粒使用的是同一种限制酶，这样可以获得相同的黏性末端。(2)②过程表示目的基因(人胰岛素基因)与运载体(质粒)结合成重组DNA分子的过程。(3)③过程表示将目的基因导入受体细胞(大肠杆菌)的过程。(4)如果要检测人胰岛素基因是否在大肠杆菌内表达，应检测大肠杆菌是否有人胰岛素产生。(5)大肠杆菌合成人胰岛素的过程是人胰岛素基因表达的过程，包括转录和翻译。

答案　(1)相同　(2)DNA连接酶　重组DNA(或重组质粒)　(3)将目的基因导入受体细胞　(4)人胰岛素

(5)DNA(基因)mRNA蛋白质

15．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组、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组能生长，则外源基因插入点是________。

解析　Ⅰ.(1)质粒是小型环状DNA分子，其基本单位是脱氧核苷酸。(2)抗四环素基因和抗氨苄青霉素基因都属于标记基因，其作用是便于目的基因的检测与鉴定。

Ⅱ.若目的基因插入a点，则受体细胞既具有抗四环素的能力，又具有抗氨苄青霉素的能力；若目的基因插入b点，则受体细胞只具有抗四环素的能力；若目的基因插入c点，则受体细胞只具有抗氨苄青霉素的能力，以此可判断目的基因插入的位置。

答案　Ⅰ.(1)脱氧核苷酸　(2)目的基因的检测与鉴定　(3)限制性核酸内切酶、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