高中生物北师大版 (2019)选择性必修3 生物技术与工程第四节 基因工程的应用课堂检测

【特供】第四节基因工程的应用-2课时练习

一．单项选择

1．我国科学家将含有人凝血因子基因的 DNA 片段注射到羊的受精卵中，由该受精卵发育而成的羊，分泌的乳汁中含有人的凝血因子，可治疗血友病。下列叙述错误的是（    ）

A．这项研究说明人和羊共用一套遗传密码

B．该羊的乳腺细胞中含有人的凝血因子基因

C．该羊分泌的乳汁中含有人的凝血因子基因

D．该羊的后代也可能含有人的凝血因子基因

2．拟利用番茄表达人类凝血因子Ⅸ，操作步骤排序正确的是（    ）

①制备工程农杆菌    ②构建植物表达载体

③获取人类凝血因子Ⅸ基因    ④番茄植株中凝血因子Ⅸ基因的检测

⑤用农杆菌转化番茄植株并筛选    ⑥提取凝血因子Ⅸ并检测活性

A．③①②⑤⑥④ B．⑥③①②⑤④

C．④③②①⑤⑥ D．③②①⑤④⑥

3．下列生物的培育技术的原理相同的一组是（    ）

A．高产青霉菌和基因工程菌 B．无子西瓜和无子番茄

C．太空椒和转基因抗虫棉 D．杂交水稻和转基因小麦

4．下图是科研人员利用乙烯合成酶的反义基因，通过转基因技术获得耐储存的转基因番茄的过程。下列相关叙述错误的是（    ）

A．该转基因技术所用的目的基因是乙烯合成酶基因

B．乙烯合成酶的反义基因与乙烯合成酶基因的区别是转录mRNA的模板链不同

C．由图可知过程⑤依据的原理是碱基互补配对原则

D．转基因番茄中乙烯含量低的原因可能是乙烯合成酶基因的翻译过程受阻

5．将大肠杆菌的质粒连接上人生长激素基因后，重新导入大肠杆菌的细胞内，再通过发酵就能大量生产人生长激素。下列相关叙述，正确的是（    ）

A．转录生长激素基因需要解旋酶和DNA连接酶

B．发酵产生的生长激素属于大肠杆菌的初生代谢物

C．大肠杆菌获得的能产生人生长激素的变异可以遗传

D．大肠杆菌质粒标记基因中腺嘌呤和尿嘧啶的含量相等

6．研究表明渐冻症是因为突变基因使神经元合成了毒蛋白，从而阻碍了轴突内营养物质的流动。将诱导多功能干细胞(iPS细胞)移植给渐冻症实验鼠，能延长其寿命。下列相关叙述错误的是（    ）

A．可以通过DNA分子杂交技术对“渐冻症”进行诊断

B．可以通过替换控制合成毒蛋白基因来进行基因治疗

C．植入神经干细胞在一定程度上可以改善“渐冻症”

D．iPS细胞与胚胎干细胞(ES细胞)均属于多能干细胞

7．下列关于基因治疗的说法，正确的是（    ）

A．基因治疗可以治愈所有的遗传病

B．基因治疗就是对有遗传缺陷的细胞进行基因修复

C．把正常外源基因导入有基因缺陷的细胞中，达到治疗疾病的目的

D．基因治疗分为体内基因治疗和体外基因治疗，体外基因治疗操作简便，效果可靠

8．下列属于利用基因工程技术培育的新品种是（    ）

A．抗棉铃虫的转基因抗虫棉

B．八倍体小黑麦

C．太空椒

D．试管牛

9．青蒿素（C15H22O5）是治疗疟疾的重要药物。研究发现青蒿细胞中青蒿素的合成途径，并且发现酵母细胞也能够产生合成青蒿素的中间产物FPP，酵母细胞导入相关基因后，该基因能正常表达，但合成的青蒿素仍很少。下列说法正确的是（    ）

A．要培育能产生青蒿素的酵母菌株，需向酵母中导入FPP合成酶基因

B．可通过抗原—抗体 杂交的方法检测酵母细胞是否成功表达出青蒿素

C．酵母细胞中有部分FPP用于合成固醇是导致转基因酵母青蒿素产量较低的原因

D．若进行青蒿素的工厂化生产，需将植物组织经过脱分化和再分化获得愈伤组织

10．下列技术依据DNA分子杂交原理的是（    ）

①用DNA分子探针诊断疾病

②B淋巴细胞与骨髓瘤细胞杂交

③快速灵敏地检测饮用水中病毒的含量

④目的基因与运载体结合形成重组质粒

A．②③ B．①③ C．②④ D．①④

11．50年来，极端高温显著影响东北农作区玉米的生产，对于东北农作区玉米生产应对高温风险的有效对策分析，下列说法科学的是（    ）

A．可以将耐高温的基因导入玉米细胞中，从而获得耐高温的玉米品种

B．可以对玉米进行基因诱变处理，直接获得大量的耐高温品种在东北农作区栽种

C．可以通过增施农家肥保证玉米的根部吸收一些有机物来增加其产量

D．可以诱导玉米发生染色体变异，选择耐高温品种在东北农作区栽种

12．下列关于培育转基因抗虫棉的叙述，正确的是（    ）

A．DNA连接酶能把Bt毒蛋白基因与噬菌体相连接

B．Bt 毒蛋白基因可借助花粉管通道进入受体细胞

C．Bt 毒蛋白对害虫和人都有不同程度的毒害作用

D．需制备好相应抗原来检测成功翻译的 Bt 毒蛋白

13．2020年5月22日国际医学权威期刊《柳叶刀》上发表了新冠病毒疫苗1期临床试验的成果。该试验是由陈薇院士等人领衔的团队开展的研究，试验中使用的疫苗是一种腺病毒载体重组新冠病毒疫苗（基因重组疫苗），该疫苗接种108名健康的成年志愿者后，在志愿者体内均产生了特定的免疫应答。下列叙述正确的是（    ）

A．该疫苗的制备不需要用到DNA连接酶

B．志愿者接受重组新冠病毒疫苗的接种后，体内产生被动免疫

C．主要通过检测志愿者体内新冠病毒的含量来评价试验的有效性

D．相对于普通人来说，已对腺病毒具有免疫力的个体使用该疫苗的效果要差

14．下列关于基因工程的叙述，错误的是（    ）

A．基因工程使用的载体有质粒．λ噬菌体的衍生物和动植物病毒等

B．细菌内含有的限制酶不剪切自身的DNA

C．基因治疗是治疗遗传病的最有效手段

D．标记基因有利于鉴别和筛选含目的基因的受体细胞和促进目的基因的表达

15．玫瑰有5000多年的人工栽培历史，迄今已培育出2500多个品种。玫瑰没有生成蓝色翠雀花素所需的“黄酮类化合物3，5—氢氧化酶”的基因，因此蓝玫瑰被认为是不可能培育成功的。但科研人员将蓝三叶草中的蓝色素基因植入普通玫瑰而成功培育出了蓝玫瑰，这株玫瑰的花瓣中所含的色素为蓝色。下列有关叙述正确的是（    ）

A．蓝玫瑰花瓣细胞内含有4种碱基．8种核苷酸

B．培育蓝玫瑰用到的工具是限制性核酸内切酶和DNA连接酶

C．蓝色素基因在所有玫瑰细胞中都能控制合成蓝色翠雀花素

D．“嫁接”了蓝色素基因的蓝玫瑰的遗传性状发生了定向改变

16．下列有关基因检测和基因治疗的叙述，正确的是（    ）

A．应用基因检测可以检测出苯丙酮尿症

B．用基因治疗的方法可治疗21三体综合征

C．基因治疗就是把缺陷基因诱变成正常基因

D．第一次尝试进行基因基因治疗的英国科学家

17．下列有关基因工程的叙述，错误的是（    ）

A．基因工程可以克服物种间的生殖隔离，定向改造生物的遗传性状

B．限制酶可特异性地识别6个．5个．4个核苷酸组成的序列

C．载体上有一个或多个限制酶的切割位点，供外源DNA插入

D．通过工程菌生产的人干扰素可直接应用于癌症的治疗

18．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

参考答案与试题解析

1．【答案】C

【解析】

试题分析：

将人的凝血因子基因转移到羊的受精卵中，运用了基因工程技术，羊能分泌含人的凝血因子的乳汁，说明目的基因在受体细胞中表达，涉及到遗传信息的传递．转录和翻译。

解答：

A．自然界中的所有生物共用同一套遗传密码，所以人的凝血因子基因能在羊的乳腺细胞中表达，A正确；
B．因为该羊分泌的乳汁中含有人的凝血因子，说明该羊的乳腺细胞中含有人的凝血因子基因，B正确；
C．该受精卵发育的羊的乳汁中不含有人的凝血因子基因，C错误；
D．由于将人凝血因子基因的DNA片段注射到羊的受精卵中，该羊性腺细胞含有该基因，通过减数分裂产生的卵细胞可能含有该基因，其后代也可能含有人的凝血因子基因，D正确。
故选C。

2．【答案】D

【解析】

试题分析：

利用番茄表达人凝血因子属于基因工程的技术范畴。

解答：

基因工程的基本步骤：获取目的基因，构架表达载体，受体细胞的转化，目的基因的表达及检测。
对植物细胞进行转化通常用农杆菌转化法。
综合可知正确的排序应为：③②①⑤④⑥，故选D。

3．【答案】D

【解析】

试题分析：

单倍体育种的原理是染色体（数目）变异，多倍体育种的原理是染色体（数目）变异，杂交育种的原理是基因重组，诱变育种的原理是基因突变，基因工程育种的原理是基因重组。

解答：

A．高产青霉菌的培育原理是基因突变，基因工程菌的培育原理是基因重组，培育原理不同，A错误；

B．无子西瓜的培育原理是染色体（数目）变异，无子番茄是利用生长素促进果实发育，培育原理不同，B错误；

C．太空椒的培育原理是基因突变，转基因抗虫棉的培育原理是基因重组，培育原理不同，C错误；

D．杂交水稻和转基因小麦的培育原理都是基因重组，培育原理相同，D正确。

故选D。

4．【答案】A

【解析】

试题分析：

分析图示可知，含有乙烯合成酶基因的番茄能通过①过程转录出相应mRNA，然后②过程翻译出乙烯促进番茄成熟；转基因番茄中，乙烯合成酶基因的反义拷贝两条链的位置与原基因相反，能通过④转录出反义mRNA，与乙烯合成酶基因转录出的mRNA碱基互补配对，⑤形成双链RNA，从而阻断翻译成乙烯的过程，使转基因番茄维持不成熟。

解答：

A．由图示可知，该转基因技术所用的目的基因是乙烯合成酶的反义基因，A错误；

B．由图示可知，乙烯合成酶的反义基因与乙烯合成酶基因都是由α链和β链组成，区别是转录mRNA的模板链相反，使二者转录出的mRNA能互补配对，形成双链RNA，B正确；

C．由图可知过程⑤依据的原理是碱基互补配对原则，通过反义mRNA与乙烯合成酶转录的mRNA结合，阻碍乙烯合成酶mRNA的翻译过程，C正确；

D．由以上分析可知，转基因番茄中乙烯含量低的原因是由于乙烯合成酶基因的反义拷贝转录出的反义mRNA与翻译模板的结合，使乙烯合成酶基因的翻译过程受阻，D正确。

故选A。

5．【答案】C

【解析】

试题分析：

6．【答案】D

【解析】

试题分析：

DNA分子杂交的基础是，具有互补碱基序列的DNA分子，可以通过碱基对之间形成氢键等，形成稳定的双链区。在进行DNA分子杂交前，先要将两种生物的DNA分子从细胞中提取出来，再通过加热或提高pH的方法，将双链DNA分子分离成为单链，这个过程称为变性。然后，将两种生物的DNA单链放在一起杂交，其中一种生物的DNA单链事先用同位素进行标记。如果两种生物DNA分子之间存在互补的部分，就能形成双链区。由于同位素被检出的灵敏度高，即使两种生物DNA分子之间形成百万分之一的双链区，也能够被检出。

解答：

A．根据碱基互补配对原则，可通过DNA分子杂交技术对渐冻症进行诊断，A正确；

B．基因治疗是指将外源正常基因导入靶细胞，以纠正或补偿缺陷和异常基因引起的疾病，以达到治疗目的，可通过替换控制合成毒蛋白基因来进行基因治疗，B正确；

C．植入神经干细胞可以分化出正常的神经细胞，故可以在一定程度上改善渐冻症，C正确；

D．胚胎干细胞是全能干细胞，D错误。

故选D。

7．【答案】C

【解析】

试题分析：

基因治疗（治疗遗传病最有效的手段）：
1．概念：把正常基因导入病人体内有缺陷的细胞中，使该基因的表达产物发挥功能，从而达到治疗疾病的目的。例：将腺苷酸脱氨酶（ADA）基因导入患者的淋巴细胞，治疗复合型免疫缺陷症。
2．种类：体外基因治疗和体内基因治疗，其中效果比较可靠的是体外基因治疗。
3．用于基因治疗的基因种类：正常基因．反义基因．编码可以杀死癌变细胞的蛋白酶基因（自杀基因）。

解答：

A．基因治疗只能治疗因基因异常导致的疾病，例如白化病．红绿色盲等，而不能治愈所有的遗传病，A错误；

B．基因治疗是指把正常基因导入病人体内有缺陷的细胞中，使该基因的表达产物发挥功能，从而达到治疗疾病的目的，而不是对有遗传缺陷细胞进行基因修复，B错误；

C．基因治疗是指把健康的外源基因导入有基因缺陷的细胞中，达到治疗疾病的目的，C正确；

D．基因治疗分为体内基因治疗和体外基因治疗，体外基因治疗操作复杂，效果可靠，D错误。

故选C。

8．【答案】A

【解析】

试题分析：

基因工程又叫DNA重组技术，是指按照人们的意愿，进行严格的设计，并通过体外DNA重组和转基因等技术，赋予生物以新的遗传特性，从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品，如抗棉铃虫的转基因抗虫棉。

解答：

A．抗虫棉是基因工程育种，目的基因是苏云金杆菌的抗虫基因，A正确；

B．八倍体小黑麦是多倍体育种，原理是染色体变异，B错误；
C．太空椒是诱变育种，原理是基因突变，C错误；
D．试管牛是胚胎工程育种，涉及到体外受精和早期胚胎发育．胚胎移植，D错误。
故选A。

9．【答案】C

【解析】

试题分析：

分析题图：图中实线方框中表示青蒿细胞中青蒿素的合成途径，青蒿素的合成需要FPP合成酶．ADS酶和CYP71AV1酶。虚线方框表示酵母细胞合成FPP合成酶及固醇的过程，酵母细胞只能合成FPP合成酶，不能合成ADS酶，因此其不能合成青蒿素。

解答：

A．由图可知，酵母细胞能合成FPP合成酶，但不能合成ADS酶和CYP71AV1酶，即酵母细胞缺乏ADS酶基因和CYP71AV1酶基因，因此培育能产生青蒿素的酵母细胞过程中，需要向酵母细胞中导入图中的ADS酶基因和CYP71AV1酶基因，A错误；

B．可通过抗原—抗体 杂交的方法检测酵母细胞是否成功表达出催化青蒿素生成的酶，B错误；

C．酵母细胞中有部分FPP用于合成固醇是导致转基因酵母青蒿素产量较低的原因，C正确；

D．若进行青蒿素的工厂化生产，需将植物组织经过脱分化获得愈伤组织，D错误。

故选C。

10．【答案】B

【解析】

试题分析：

DNA探针的应用所依据的原理是DNA杂交，DNA杂交是指DNA片段在适合的条件下能和与之互补的另一个片段结合。如果对最初的DNA片段进行标记，即做成探针。探针的应用：1．应用于从基因文库中准确提取目的基因；2．应用于检测转基因生物的染色体DNA上是否插入了目的基因和检测目的基因是否转录出了mRNA；3．应用于鉴定物种亲缘关系；4．应用于疾病的诊段和治疗；5．应用于环境监测。

解答：

①用DNA分子探针诊断疾病，即基因诊断，原理是DNA分子杂交，具有快速．灵敏．简便等优点，①正确；
②B淋巴细胞与骨髓瘤细胞杂交是动物细胞融合，原理是细胞膜的流动性，②错误；
③检测饮用水中病毒的含量依据DNA分子杂交原理来进行，③正确；
④目的基因与运载体结合形成重组DNA分子依据的原理是碱基互补配对原则，④错误。
综上正确的选项有①③，故选B。

11．【答案】A

【解析】

试题分析：

基因突变可产生新基因，故诱变育种可产生新品种，但由于基因突变具有不定向性，所以诱变出现的品种还需要选择才能获得符合生产要求的品种。染色体变异不能产生新基因。

解答：

A．极端高温显著影响东北农作区玉米的生产，可以将耐高温的基因导入玉米细胞中，从而获得耐高温的玉米品种，A正确；

B．对玉米进行基因诱变处理，从而选择耐高温品种在东北农作区栽种，但是基因突变具有低频性和不定向性的特点，因此经诱变处理后不能直接获得大量的耐高温品种，B错误；

C．增施农家肥不能抵御高温，没有从根本上解决问题，而且玉米的根部吸收无机盐不吸收有机物，C错误；

D．由于玉米原种细胞内无耐高温基因，因此诱导玉米发生染色体变异也不会出现耐高温性状，D错误。

故选A。

12．【答案】B

【解析】

试题分析：

Bt毒蛋白一般指的是苏云金芽孢杆菌产生的杀虫活性成分，当Bt基因编码的蛋白质被目标昆虫取食后，在昆虫中肠的碱性环境中蛋白质会被降解为具毒性的活性肽，并与昆虫中肠道上皮细胞上的特异受体相结合，引起细胞膜穿孔，破坏细胞渗透平衡，最终导致昆虫停止取食而死亡。

解答：

A．培育转基因植物常用农杆菌转化法，可用DNA连接酶将编码Bt毒蛋白的基因与农杆菌的Ti质粒相连接，构成基因表达载体，A错误；

B．在植物细胞基因工程中，利用农杆菌转化法可将目的基因导入受体细胞，也可以利用花粉管通道法将目的基因导入受精卵中，B正确；

C．Bt毒蛋白对哺乳动物无毒害作用，C错误；

D．要检测目的基因是否成功翻译，可用抗原抗体杂交或者抗性检测，目的基因翻译的蛋白质做为抗原，故需制备好相应抗体来检测成功翻译的Bt毒蛋白，D错误。

故选B。

13．【答案】D

【解析】

试题分析：

接种疫苗人体内可以发生免疫反应，产生记忆细胞，当相同的抗原再次进入细胞，记忆细胞可以快速增殖．分化成浆细胞，产生大量的抗体。

解答：

A．重组基因疫苗需要将腺病毒的基因和新冠病毒的基因进行连接，所以需要DNA连接酶，A错误；

B．疫苗刺激机体产生特异性免疫属于主动免疫，B错误；

C．接种疫苗后，主要通过检测志愿者体内新冠病毒的抗体评价试验的有效性，C错误；

D．由于重组病毒含有腺病毒的抗原，所以已对腺病毒具有免疫力的个体使用该疫苗的效果比普通人要差，D正确。

故选D。

14．【答案】D

【解析】

试题分析：

基因工程又叫DNA重组技术，是指按照人们的意愿，进行严格的设计，并通过体外DNA重组和转基因等技术，赋予生物以新的遗传特性，从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。基因工程的基本操作步骤主要包括四步：①目的基因的获取，②基因表达载体的构建，③将目的基因导入受体细胞，④目的基因的检测与鉴定。

解答：

A．载体是基因工程的工具之一，常用的载体有质粒．λ噬菌体的衍生物和动植物病毒等，A正确；
B．细菌内含有的限制酶可以切割外源DNA，但是不剪切自身的DNA，B正确；
C．治疗遗传病的最有效手段是基因治疗，C正确；
D．标记基因有利于鉴别和筛选含目的基因的受体细胞，但是不能促进目的基因的表达，D错误。
故选D。

15．【答案】D

【解析】

试题分析：

基因工程的基本工具：“分子手术刀”——限制性核酸内切酶（限制酶）．“分子缝合针”——DNA连接酶．“分子运输车”——载体。

解答：

A．蓝玫瑰花瓣细胞内含有DNA和RNA，因此含有5种碱基．8种核苷酸，A错误；

B．培育蓝玫瑰的方法为基因工程，所需工具为限制性核酸内切酶．DNA连接酶和载体，B错误；

C．基因的表达具有选择性，所以蓝色素基因并不是在所有玫瑰细胞中都能控制合成蓝色翠雀花素，C错误；

D．基因工程可以定向改造生物的遗传性状，D正确。

故选D。

16．【答案】A

【解析】

试题分析：

17．【答案】D

【解析】

试题分析：

基因工程的意义：定向改变物性状 ；打破物种界限，克服远源杂交不亲和性；产工程菌用于治理环境污染和批量产基工程药物。

解答：

A．基因工程可以克服物种间的生殖隔离，即基因工程可以克服远缘杂交不亲和的障碍，定向改造生物的遗传性状，A正确；

B．限制酶可特异性地识别6个．5个．4个核苷酸组成的反向重复序列，B正确；

C．载体上有一个或多个限制酶的切割位点，能够给外源DNA插入提供更多的选择，C正确；

D．由于工程菌通常为细菌，细菌为原核生物，体内不含内质网和高尔基体，因此在细菌体内合成的干扰素没有活性，还需要进一步的加工才能使用，据此推测通过工程菌生产的人干扰素不可直接应用于癌症的治疗，D错误。

故选D。

18．【答案】C

【解析】

试题分析：

基因可控制生物性状，把一种生物的某个基因，用生物技术的方法转入到另一种生物的基因组中，培育出的转基因生物，就有可能表现出转入基因所控制的性状，这项技术叫做转基因技术。

解答：

A．基因是DNA分子上决定生物性状的基本单位，因此Bt基因的化学成分不是蛋白质，A错误；

B．将抗菜青虫的Bt基因转移到油菜中，培育出转基因抗虫油菜，表明Bt基因不是来源于菜青虫，不含菜青虫的遗传物质，B错误；

C．基因控制生物的性状，将抗菜青虫的Bt基因转移到油菜中，培育出转基因抗虫油菜。该品种能产生特异的杀虫蛋白，对菜青虫有显著抗性，所以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，C正确；

D．转基因抗虫油菜产生的杀虫蛋白是一种蛋白质，属于有机物而不是属于无机物，D错误。

故选C。