2020-2021学年高二生物人教版选择性三3.3基因工程的应用分层训练（含答案）

第3节
基因工程的应用分层训练
层级一--课堂基础练
1．目前人类利用基因工程的方法成功培育出转基因抗虫棉，以下说法正确的是(　　)
A．苏云金芽孢杆菌的毒蛋白基因与质粒结合后直接进入棉花的叶肉细胞表达
B．抗虫基因导入棉花叶肉细胞后，即可通过传粉、受精，使抗虫性状遗传下去
C．标记基因的作用是鉴别受体细胞中是否含有目的基因
D．转基因抗虫棉即使经过多代种植，棉铃虫也不会产生抗性，这样可以有效消灭棉铃虫
2．下列有关目的基因的操作能够改善产品品质的是(　　)
A．将草鱼的生长激素基因导入鲤鱼体内
B．将肠乳糖酶的基因导入奶牛的基因组
C．将人血清白蛋白的基因改造后在山羊的乳腺中表达
D．将Bt抗虫蛋白基因整合到烟草或棉花的基因组并实现表达
3．在实验室里用四环素培育转基因的雄性蚊子，这些蚊子与雌性蚊子交配的后代也需要四环素才能生存，但实质上不可能找到，于是会慢慢死去。该技术有望减少登革热等疾病的发生。下列关于该技术的说法正确的是(　　)
A．转基因技术能定向改变蚊子的基因，属于基因突变
B．该转基因蚊子属于新的物种
C．需要四环素才能生存这一特性是基因和环境共同作用的结果
D．该技术的其中一个环节是构建基因表达载体，需要用到限制酶和DNA聚合酶
4．动物乳腺生物反应器是一项利用转基因动物的乳腺代替传统的生物发酵，进行大规模生产可供治疗人类疾病或用于保健的活性蛋白质的现代生物技术。科学家已在牛和羊等动物的乳腺生物反应器中表达出了抗凝血酶、血清白蛋白、生长激素等重要药品，其大致过程如图所示。下列有关说法错误的是(　　)
A．通过③形成的重组质粒具有人的药用蛋白基因、启动子、终止子和标记基因即可
B．④通常采用显微注射技术
C．在转基因母牛的乳腺细胞中人的药用蛋白基因才会得以表达，因此可以从乳汁中提取药物
D．该技术生产药物的优点是产量高、质量好、易提取
5．下列关于用转基因动物作器官移植供体的研究的叙述，不正确的是(　　)
A．器官短缺和免疫排斥是目前制约人体器官移植的两大难题
B．猪的内脏构造、大小和血管分布与人极为相似
C．灵长类动物体内隐藏的、可导致人类疾病的病毒少于猪
D．无论以哪种动物作为供体，都需要在其基因组中导入某种调节因子以抑制抗原决定基因的表达，或设法除去抗原决定基因
1-5
CBCAC
6．在某些深海鱼中发现的抗冻蛋白基因afp对提高农作物的抗寒能力有较好的应用价值。如图所示是获得转基因莴苣的技术流程，请据图回答下列问题：
(1)获取目的基因的主要途径包括通过构建基因文库来获取目的基因和__________________。
(2)如果受体细胞C1是土壤农杆菌，则将目的基因导入它的____________上，使目的基因进入受体细胞C2，并将其插入受体细胞C2中的__________上，使目的基因的遗传特性得以稳定维持和表达，形成转基因莴苣，经②过程获得的转基因莴苣中的目的基因是否表达，在分子水平上可用________________法进行检测。
(3)基因工程的应用除了以上之外还有很多，如用转基因动物作器官移植的供体，其主要优点是避免________反应。
答案　(1)利用PCR获取和扩增目的基因　(2)Ti质粒的T?DNA　染色体DNA　抗原—抗体杂交　(3)免疫排斥
解析　(2)将目的基因导入植物受体细胞最常用的方法是农杆菌转化法，将目的基因导入它的Ti质粒的T?DNA上，使目的基因进入受体细胞C2，并将其插入受体细胞C2中的染色体DNA上，使目的基因的遗传特性得以稳定维持和表达，形成转基因莴苣。检测目的基因是否翻译成蛋白质，方法是从转基因生物中提取蛋白质，用相应的抗体进行抗原—抗体杂交。
层级二--课时提升练
题组一　基因工程在农牧业方面的应用
1．下表有关基因表达的选项中，不可能的是(　　)
选项
基因
表达的细胞
表达产物
A
细菌抗虫蛋白基因
抗虫棉叶肉细胞
细菌抗虫蛋白
B
人酪氨酸酶基因
正常人皮肤细胞
人酪氨酸酶
C
动物胰岛素基因
大肠杆菌工程菌细胞
动物胰岛素
D
兔血红蛋白基因
兔成熟红细胞
兔血红蛋白
2．能够使植物体表达动物蛋白的育种方法是(　　)
A．单倍体育种
B．杂交育种
C．基因工程育种
D．多倍体育种
3．1987年，美国科学家将萤火虫的荧光素基因转入烟草植物细胞并获得高水平的表达。长成的烟草植株通体光亮，堪称自然界的奇迹。这一研究成果表明(　　)
①萤火虫与烟草的DNA结构基本相同　②萤火虫与烟草共用一套遗传密码
　③烟草体内合成了荧光素　④萤火虫和烟草合成蛋白质的方式基本相同
A．①③
B．②③
C．①④
D．①②③④
4．科学家利用基因工程培育出了耐盐的转基因棉花新品系，下列相关叙述错误的是(　　)
A．可通过农杆菌转化法将重组质粒导入受体细胞
B．含耐盐基因的棉花细胞可经植物组织培养获得完整植株
C．可用较高浓度的盐水浇灌来鉴定棉花植株的耐盐性
D．如果目的基因的核苷酸序列是全部未知的，可用PCR技术得到大量目的基因
5．科学家在河南华溪蟹中找到了金属硫蛋白基因，并以质粒为载体，采用转基因方法培育出了硫吸收能力极强的转基因烟草。下列有关该烟草培育的说法正确的是(　　)
A．金属硫蛋白基因需插入到质粒上，才能转移到受体细胞中
B．需用特定的限制酶切割烟草的核酸
C．同种限制酶既可以切割含目的基因的DNA片段又可以切割质粒，因此不具有专一性
D．转基因烟草与原烟草相比基因组成发生了变化，导致两者出现生殖隔离
题组二　基因工程在医药卫生及食品工业方面的应用
6．上海医学遗传研究所成功培育出第一头携带人白蛋白基因的转基因牛。他们还研究出一种可大大提高基因表达水平的新方法，使转基因动物乳汁中的药用蛋白含量提高了30多倍。下列有关叙述正确的是(　　)
A．“转基因动物”是指体细胞中出现了新基因的动物
B．“提高基因的表达水平”是指设法使牛的乳腺细胞中含有更多的人白蛋白基因
C．只在转基因牛乳汁中才能获取人白蛋白，是因为人白蛋白基因只在牛乳腺细胞中是纯合的
D．转基因牛的肌肉细胞中也有人白蛋白基因，但不发生转录、翻译，故不能合成人白蛋白
7．下列有关动物基因工程的说法，错误的是(　　)
A．将外源生长激素基因导入动物体内可提高动物生长速率
B．将肠乳糖酶基因导入奶牛基因组中，使获得的转基因牛分泌的乳汁中乳糖的含量大大降低
C．利用基因工程技术，得到的乳腺生物反应器可以解决很多重要药品的生产问题
D．用转基因动物作为器官移植的供体时，由于导入的是调节因子，而不是目的基因，因此无法抑制抗原的合成
8．转基因食品已大量进入我们的日常生活，如转基因西红柿、转基因草莓等，涉及的问题甚至关系到国家之间的贸易竞争，如图为“霸占中国市场的转基因大豆油”的部分图示。下列关于转基因大豆的叙述，不正确的是(　　)
A．培育过程中可能用到抗病、抗虫等抗性基因
B．目的基因的受体细胞可以是大豆受精卵，也可以是体细胞
C．转基因大豆的种植过程中减少了农药等的使用量，生产成本更低
D．固氮菌的固氮基因也是必需的目的基因之一
1-8
DCDDA
DDD
9．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，因而无需免疫接种，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________________。通过过程①～④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。
答案　(1)限制酶、DNA连接酶　目的基因　标记基因
(2)显微注射技术　乳汁　(3)目的性强，能克服远缘杂交不亲和的障碍(或能有效地打破物种间的生殖隔离界限)
层级三综合加强练
10．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．转基因抗虫水稻能产生杀虫蛋白是外源基因在其体内得以表达的结果
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
11．应用基因工程的方法，可将酵母菌制造成基因工程菌，用于生产乙肝疫苗，在制造该基因工程菌时，应向酵母菌中导入(　　)
A．乙肝病毒的表面抗原
B．抗乙肝病毒抗体的基因
C．抗乙肝病毒的抗体
D．乙肝病毒的表面抗原基因
12．从转基因牛、羊乳汁中提取药物工艺简单，甚至可直接饮用治病。如果将药用蛋白基因转入动物如牛、羊的膀胱上皮细胞中，从转基因牛、羊尿液中提取药物比从乳汁中提取药物的更大优越性在于(　　)
A．技术简单
B．膀胱上皮细胞容易表达药用蛋白
C．膀胱上皮细胞全能性较高
D．无论是雌性还是雄性个体，在任何发育时期都可以产生所需药物
13．动物基因工程前景广阔，最令人兴奋的是利用基因工程技术使哺乳动物成为乳腺生物反应器，以生产所需要的药品，如转基因动物生产人的生长激素。科学家培养转基因动物成为乳腺生物反应器时(　　)
A．仅仅利用了基因工程技术
B．不需要乳腺蛋白基因的启动子
C．将人的生长激素基因导入哺乳动物卵细胞中
D．需要进入泌乳期才能成为“批量生产药物的工厂”
14．科学家已能运用基因工程技术，让羊合成并由乳腺分泌抗体，下列相关叙述中，正确的是(不定项)(　　)
A．该技术将导致定向变异
B．DNA连接酶把目的基因与载体黏性末端的碱基连接起来
C．蛋白质中的氨基酸序列可为合成目的基因提供资料
D．受精卵是理想的受体
15．下列不属于利用基因工程技术制取的药物是(不定项)(　　)
A．从大肠杆菌体内制取白细胞介素
B．在酵母菌体内获得干扰素
C．在青霉菌体内获取青霉素
D．从青蒿植株提取青蒿素
10-15
DDDD
;ACD;CD
16．(2017·全国Ⅱ，38)几丁质是许多真菌细胞壁的重要成分，几丁质酶可催化几丁质水解。通过基因工程将几丁质酶基因转入植物体内，可增强其抗真菌病的能力。回答下列问题：
(1)在进行基因工程操作时，若要从植物体中提取几丁质酶的mRNA，常选用嫩叶而不选用老叶作为实验材料，原因是_________________________________。提取RNA时，提取液中需添加RNA酶抑制剂，其目的是___________________________。
(2)以mRNA为材料可以获得DNA，其原理是_________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)若要使目的基因在受体细胞中表达，需要通过质粒载体而不能直接将目的基因导入受体细胞，原因是_______________________________________________________________________
_________________________________________________________(答出两点即可)。
(4)当几丁质酶基因和质粒载体连接时，DNA连接酶催化形成的化学键是____________。
(5)若获得的转基因植株(几丁质酶基因已经整合到植物的基因组中)抗真菌病的能力没有提高，根据中心法则分析，其可能的原因是_____________________________________________
________________________________________________________________________。
答案　(1)嫩叶中基因表达强烈，相应的mRNA较多(或嫩叶组织细胞易破碎)　防止提取的mRNA被RNA酶降解　(2)在逆转录酶的作用下，以mRNA为模板按照碱基互补配对原则合成DNA　(3)质粒载体中有启动子、终止子，便于目的基因的表达；质粒中有标记基因便于筛选；质粒中含有复制原点等　(4)磷酸二酯键　(5)几丁质酶基因没有转录或转录的mRNA没有翻译
解析　(1)由于嫩叶中几丁质酶转录的mRNA较多，因此在进行基因工程操作时，常选用嫩叶而不选用老叶作为实验材料。提取RNA时，提取液中需添加RNA酶抑制剂，其目的是防止提取的mRNA被RNA酶降解。(2)以mRNA为材料可以获得DNA，原理是mRNA可
根据碱基互补配对原则逆转录为DNA。(5)基因表达包括转录和翻译两个步骤，若获得的转基因植株(几丁质酶基因已经整合到植物的基因组中)抗真菌病的能力没有提高，其可能的原因是几丁质酶基因没有转录或转录的mRNA没有翻译。
17．(2018·海南，31，改编)甜蛋白是一种高甜度的特殊蛋白质。为了改善黄瓜的品质，科学家采用农杆菌转化法将一种甜蛋白基因成功导入黄瓜细胞，得到了转基因植株。回答下列问题：
(1)若在转基因黄瓜中检测到这种甜蛋白，则表明该重组质粒中______________已转移到植物细胞中且能够表达；用该转基因黄瓜的某一植株与一株非转基因植株杂交，发现子代中含甜蛋白个体数与不含甜蛋白个体数之比为1∶1，则说明甜蛋白基因已经整合到____________(填“核基因组”“线粒体基因组”或“叶绿体基因组”)中。
(2)假设某种转基因作物因为受到病毒感染而减产，若要以该转基因作物为材料获得脱毒苗，应选用__________作为外植体进行组织培养。
(3)通常，基因工程操作主要有4个步骤，即目的基因的筛选与获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定。因此，基因工程的含义可概括为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案　(1)甜蛋白基因　核基因组　(2)茎尖　(3)按照人们的愿望，通过转基因等技术，赋予生物新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新生物类型和生物产品