第一章 基因工程
训练1 基因工程的诞生、发展和工具
基础达标
知识点一 基因工程的概念、原理
1．有关基因工程诞生的说法不正确的是 ( )
A．基因工程是在生物化学、分子生物学和微生物学等学科的基础上发展起来的
B．工具酶和质粒载体的发现使基因工程的实施成为可能[来源:Zxxk.Com]
C．遗传密码的破译为基因的分离和合成提供了理论依据
D．基因工程与科学发现无多大关系
2．下列对基因工程的理解，正确的是 ( )
①它是一种按照人们的意愿，定向改造生物遗传特性的工程
②可对基因随意进行人为改造 ③是体外进行的人为的基因重组 ④在实验室内，利用相关的酶和原料合成DNA ⑤主要技术为体外DNA重组技术和转基因技术 ⑥在DNA分子水平上进行操作 ⑦一旦成功，便可遗传
A．①②③④⑤⑥ B．①③④⑤⑥⑦
C．①③⑤⑥⑦ D．①②③⑤⑥⑦
3．干扰素是治疗癌症的重要药物，它必须从血液中提取，每升人血中只能提取0.5 μg，所以价格昂贵。美国加利福尼亚的某生物制品公司用如下方法生产干扰素。如下图所示，可以看出该公司生产干扰素运用的方法是 ( )
A．个体间的杂交 B．基因工程
C．细胞融合 D．器官移植[来源:Z_xx_k.Com]
知识点二 限制酶和DNA连接酶
4．限制性核酸内切酶的作用实际上就是把DNA上某些化学键打断，如一种能对GAATTC专一识别的限制性核酸内切酶，打断的化学键是 ( )
A．G与A之间的键
B．G与C之间的键
C．A与T之间的键
D．磷酸与脱氧核糖之间的键
5．下列关于DNA连接酶的叙述，不正确的是 ( )
A．催化相同黏性末端的DNA片段之间的连接
B．催化相同平口末端的DNA片段之间的连接
C．催化两个黏性末端互补碱基间氢键的形成
D．催化DNA分子两条链的脱氧核糖与磷酸间磷酸二酯键的形成
6．下列有关限制酶的叙述，错误的是 ( )
A．产生于细胞内，同时可以在细胞外起作用
B．一种限制酶可以识别多种特定的核苷酸序列
C．限制酶作用于两个核苷酸之间的磷酸二酯键
D．微生物中的限制酶对自身DNA无损害作用
7．下图表示一项重要的生物技术，对图中物质a、b、c、d的描述，正确的是 ( )
A．a的基本骨架是磷酸和核糖交替连接而成的结构
B．要获得相同的黏性末端，可以用不同的b去切割a和d
C．c连接双链间的氢键，使黏性末端处碱基互补配对
D．若要获得未知序列的d，可到基因库中去寻找
知识点三 运载体
8．对于载体质粒的叙述错误的是 ( )
A．是存在于细菌细胞的一种细胞器
B．具有一个或多个限制性核酸内切酶的切割位点
C．化学本质是DNA
D．能自我复制
9．质粒之所以能作基因工程的载体，主要是由于它 ( )
A．含有蛋白质，从而能完成生命活动
B．能够自我复制，而保持连续性
C．是RNA，能够指导蛋白质的合成
D．具有环状结构，能够携带目的基因
能力提升
10．下表为几种限制性核酸内切酶识别的序列和切割的位点。如图，已知某DNA在目的基因的两端1、2、3、4四处有 BamHⅠ或EcoRⅠ或PstⅠ的酶切位点。现用上述三种酶同时切割该DNA片段(假设所用的酶均可将识别位点完全切开)，下列各种酶切位点情况中，可以防止酶切后单个含目的基因的DNA片段自身连接成环状的是 ( )
限制性核酸内切酶
BamHⅠ
EcoRⅠ
PstⅠ[来源:学,科,网Z,X,X,K]
识别序列和切割位点
↓
GGATCC
CCTAGG
↑
↓
GAATTC
CTTAAG
↑
↓
CTGCAG
GACGTC
↑
A．1为BamHⅠ，2为EcoRⅠ，3为BamHⅠ，4为PstⅠ
B．1为EcoRⅠ，2为BamHⅠ，3为BamHⅠ，4为PstⅠ
C．1为PstⅠ，2为EcoRⅠ，3为EcoRⅠ，4为BamHⅠ
D．1为BamHⅠ，2为EcoRⅠ，3为EcoRⅠ，4为PstⅠ
11．下列有关限制性内切酶识别的叙述，不正确的是 ( )
A．从反应类型来看，限制性内切酶催化的是一种水解反应
B．限制性内切酶的活性受温度、pH的影响
C．一种限制性内切酶只能识别双链DNA中某种特定的脱氧核苷酸序列
D．限制性内切酶识别序列越短，则该序列在DNA中出现的几率就越小[来源:学科网ZXXK]
12．下列有关基因工程叙述错误的是 ( )
A．最常用的载体是大肠杆菌的质粒
B．工具酶主要有限制性核酸内切酶和DNA连接酶
C．该技术人为地增加了生物变异的范围，实现种间遗传物质的交换
D．基本原理是DNA具有双螺旋结构以及遗传信息传递和表达方式相同
13．如图为DNA分子在不同酶的作用下所发生的变化，图中依次表示限制性核酸内切酶、DNA聚合酶、DNA连接酶、解旋酶作用的正确顺序是 ( )
A．①②③④ B．①②④③
C．①④②③ D．①④③②
14．某DNA分子中含有某限制酶的一个识别序列，用该限制酶切割该DNA分子，可能形成的两个DNA片段是 ( )
选项
片段1
片段2
A
B
C
D
15．右图为一种限制酶切割DNA分子示意图。
(1)这种限制酶切点是在________之间，形成____个黏性末端，其特点是________________________________________________________________________。
(2)此限制酶识别特点是________________________________________________________________________。
(3)如果G碱基发生基因突变，可能发生的情况是
________________________________________________________________________。[来源:学科网ZXXK]
16．科学家通过基因工程，需要从苏云金芽孢杆菌中提取抗虫基因，放入棉花细胞中发挥作用，回答有关问题：
(1)从苏云金芽孢杆菌中切割抗虫基因所用的工具是______________。此工具主要存在于__________________中，其特点是________________________________________________________________________。
(2)将抗虫基因导入棉花细胞需要的运输工具具有的特点是______________________，______________________，最常用的载体是____________，除了它还有______________、______________。
个性拓展
17．根据模拟制作重组DNA分子的活动，甲DNA分子、乙DNA分子被EcoRI酶(识别序列为GAATTC，并在G与A之间切开)切后，即可获得所需的目的基因和质粒，回答以下问题：
(1)绿色硬纸板(甲DNA分子)的碱基序列为：
……ATAGCATGCTATCCATGAATTCGGCATAC……
……TATCGTACGATAGGTACTTAAGCCGTATG……
红色硬纸板(乙DNA分子)的碱基序列为：
……TCCTAGAATTCTCGGTATGAATTCCATAC……
……AGGATCTTAAGAGCCATACTTAAGGTATG……
其中，________DNA分子含有“目的基因”，__________DNA分子是“质粒”。
(2)用“剪刀”进行切割。酶切割位点在________(“a处”还是“b处”)，请用“”在甲、乙两DNA分子上标出EcoRI酶的作用位点。
(3)你模拟插入的DNA片段能称得上是一个基因吗？______。
答案
1．D 2．C 3．B 4．D 5．C 6．B 7．B 8．A 9．B 10．A 11．D 12．D 13．C 14．D
15．(1)G、A 2 碱基序列互补
(2)只能识别某一种特定的核苷酸序列并在特定的位点切割
(3)限制性核酸内切酶不能识别切割位点
16．(1)限制性核酸内切酶 原核生物 一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并在特定的位点切割
(2)有一个或多个限制酶切割位点 在受体细胞中可进行自我复制，具标记基因 质粒 λ噬菌体的衍生物 动植物病毒
17．(1)乙 甲
(2)a处
绿色硬纸板(甲DNA分子)的碱基序列为：
红色硬纸板(乙DNA分子)的碱基序列为：
(3)不能
训练2 基因工程的一般过程
基础达标
知识点一 目的基因的获取
1．以下关于PCR的说法，不正确的是 ( )
A．生物体内DNA的复制也称为PCR
B．该技术操作过程中要遵循碱基互补配对原则
C．PCR过程中DNA的数量呈指数形式增加
D．可在PCR扩增仪中自动完成
2．下列不属于获取目的基因的方法的是 ( )
A．利用DNA连接酶复制目的基因[来源:Zxxk.Com]
B．逆转录法
C．从基因文库中获取目的基因
D．利用PCR技术扩增目的基因
知识点二 制备重组DNA分子和转化受体细胞
3．科学家在培育抗虫棉时，经过了许多复杂的过程和不懈的努力，才获得成功。起初把苏云金芽孢杆菌的抗虫基因插入载体质粒中，然后导入棉花的受精卵中，结果抗虫基因在棉花体内没有表达。之后在插入抗虫基因的质粒中插入启动子(抗虫基因首端)，导入棉花受精卵，长成的棉花植株还是没有抗虫能力。科学家又在有启动子、抗虫基因的质粒中插入终止子(抗虫基因末端)，导入棉花受精卵，结果长成的植株有了抗虫能力。那么作为基因表达载体应具备的结构是 ( )
A．目的基因、启动子、标记基因
B．目的基因、终止子、标记基因
C．目的基因、启动子、终止子、标记基因
D．启动子、终止子、标记基因
4．采用基因工程技术将人凝血因子基因导入山羊受精卵，培育出了转基因羊。但是，人凝血因子只存在于该转基因羊的乳汁中。以下有关叙述，正确的是 ( )
A．人体细胞中凝血因子基因编码区的碱基对数目，等于凝血因子氨基酸数目的3倍
B．可用显微注射技术将含有人凝血因子基因的重组DNA分子导入羊的受精卵
C．在该转基因羊中，人凝血因子基因存在于乳腺细胞，而不存在于其他体细胞中
D．人凝血因子基因开始转录后，DNA连接酶以DNA分子的一条链为模板合成mRNA
5．下列关于基因表达载体的叙述不正确的是 ( )
A．其构建是基因工程的核心[来源:Zxxk.Com]
B．其上的启动子和终止子都是具有特殊结构的DNA片段
C．一般用抗生素抗性基因作为标记基因
D．虽然基因工程中的受体细胞有所不同，但构建的基因表达载体都是一样的
知识点三 重组细胞功能表达
6．要检测目的基因是否成功地插入受体DNA中，需要用基因探针，基因探针是指( )
A．用于检测疾病的医疗器械
B．用放射性同位素或荧光分子等标记的DNA分子
C．合成β—球蛋白的DNA
D．合成苯丙羟化酶的DNA片段
7．基因工程技术也称DNA重组技术，其实施必须具备的4个必要条件是 ( )
A．工具酶、目的基因、运载体、受体细胞
B．重组DNA、RNA聚合酶、内切酶、连接酶
C．模板DNA、信使RNA、质粒、受体细胞
D．目的基因、限制性核酸内切酶、运载体、受体细胞
8．有关基因工程的叙述中，错误的是 ( )
A．DNA连接酶将黏性末端的碱基对连接起来
B．限制性内切酶可用于目的基因的获取
C．目的基因须由运载体导入受体细胞
D．人工合成目的基因不用限制性内切酶
9．下列关于基因工程的叙述，错误的是 ( )
A．目的基因和受体细胞均可来自动、植物或微生物
B．限制性核酸内切酶和DNA连接酶是两类常用的工具酶
C．人胰岛素原基因在大肠杆菌中表达的胰岛素原无生物活性
D．载体上的抗性基因有利于筛选含重组DNA的细胞和促进目的基因的表达
能力提升
10．质粒是基因工程中最常用的载体，它存在于许多细菌体内，某细菌质粒上的标记基因如图所示，通过标记基因可以推知外源基因(目的基因)是否转移成功。外源基因插入的位置不同，细菌在培养基上的生长情况也不同，如图所示外源基因在质粒中可插入的位置有a、b、c点。某同学根据实验现象对其插入的位点进行分析，其中分析正确的是( )
实验现象
实验推论
在含青霉素培养基上的生长情况
在含四环素培养基上的生长情况
目的基因插入的位置
A
能生长
能生长
a
B
不能生长
能生长
b
C
能生长
不能生长
c
D
不能生长
不能生长
c
11.基因工程是在DNA分子水平上进行设计施工的。在基因操作的基本步骤中，不进行碱基互补配对的步骤是 ( )
A．人工合成目的基因
B．目的基因与运载体结合
C．将目的基因导入受体细胞
D．目的基因的检测和表达
12．人们试图利用基因工程的方法，用乙种生物生产甲种生物的一种蛋白质。生产流程是：甲生物的蛋白质→mRNA目的基因与质粒DNA重组导入乙细胞获得甲生物的蛋白质，下列说法正确的是 ( )
A．①过程需要的酶是逆转录酶，原料是A、U、G、C
B．②要用限制酶切断质粒DNA，再用DNA连接酶将目的基因与质粒连接在一起
C．如果受体细胞是细菌，可以选用枯草杆菌、炭疽杆菌等
D．④过程中用的原料不含有A、U、G、C
13.下图为某种重组质粒简图，小箭头所指分别为限制性核酸内切酶EcoRⅠ、BamHⅠ的酶切位点，ampr为青霉素抗性基因，tetr为四环素抗性基因，P为启动子，T为终止子，ori为复制原点。已知目的基因的两端分别有包括EcoRⅠ、BamHⅠ在内的多种酶的酶切位点。
据图回答：
(1)将含有目的基因的DNA与质粒分别用EcoRⅠ酶切，酶切产物用DNA连接酶进行连接后，其中由两个DNA片段之间连接形成的产物有______________________、______________________、________________________三种。若要从这些连接产物中分离出重组质粒，需要对这些连接产物进行________________。
(2)用上述3种连接产物与无任何抗药性的原核宿主细胞进行转化实验。之后将这些宿主细胞接种到含四环素的培养基中，能生长的原核宿主细胞所含有的连接产物是______________；若接种到含青霉素的培养基中，能生长的原核宿主细胞所含有的连接产物是________________。
(3)目的基因表达时，RNA聚合酶识别和结合的位点是________，其合成的产物是__________。
(4)在上述实验中，为了防止目的基因和质粒表达载体在酶切后产生的末端发生任意连接，酶切时应选用的酶是________________________。[来源:学。科。网Z。X。X。K]
14．通过基因工程的方法，科学家采用花粉管通道法将毒蛋白基因转入棉花植株并获得成功表达。棉铃虫吃了这种转基因棉花的植株后就会死亡。花粉管通道法是指：利用植物花粉萌发时形成的花粉管通道将毒蛋白基因送入胚囊，进而导入尚不具备细胞壁的合子或早期胚体细胞中，借助天然的种胚系统，形成含有目的基因的种胚。请回答下列问题：[来源:Z,xx,k.Com]
(1)下列所示的黏性末端是由________种限制性核酸内切酶作用产生的。
(2)利用花粉管通道法将毒蛋白基因导入棉花细胞，此过程是基因工程操作步骤中的第三步，即__________________。获取目的基因时，如果基因比较小，核苷酸序列又已知，则可以通过DNA合成仪用化学方法直接______________。
(3)该目的基因在导入受体细胞前需要与载体结合，目前经常使用的载体是________________。[来源:学.科.网]
个性拓展
15．转基因生物作为生物反应器，用于生产人们所需要的药用蛋白，如激素、抗体、疫苗、酶等。下图是通过生物工程培育能产生人胰岛素烟草的过程。请据图回答：
(1)构建表达载体的A过程中，需要用到的工具酶有____________和__________。
(2)B过程中，常用______________处理使细菌转化为感受态细胞，从而利于重组质粒的导入。D过程采用的方法是__________。若把重组质粒导入动物细胞，常采用的方法是____________。
(3)E过程采用的技术主要包括__________和__________两个阶段。
(4)如果利用DNA分子杂交原理对再生植株进行检测，F过程应该用________________________作为探针。
答案
1．A 2．A 3．C 4．B 5．D 6．B 7．A 8．A 9．D 10．B 11．C 12．B
13．(1)目的基因—载体连接物 载体—载体连接物 目的基因—目的基因连接物 分离纯化
(2)载体—载体连接物 目的基因—载体连接物、载体—载体连接物
(3)启动子 mRNA (4)EcoRⅠ和BamHⅠ
14．(1)4 (2)转化受体细胞 人工合成 (3)质粒(其他合理答案也可)
15．(1)限制酶 DNA连接酶
(2)Ca2＋(CaCl2溶液) 农杆菌转化法 显微注射法
(3)脱分化 再分化
(4)放射性同位素标记的胰岛素基因
训练3 基因工程的应用
基础达标
知识点一 动物基因工程的应用
1．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白蛋白提高了30多倍，这标志着我国转基因研究向产业化的目标迈进了一步。那么“转基因动物”是指 ( )[来源:学科网ZXXK]
A．提供基因的动物
B．基因组中转入了外源基因的动物
C．能产生白蛋白的动物
D．能表达基因遗传信息的动物
2．科学家将含有人的α－抗胰蛋白酶基因的DNA片段，注射到羊的受精卵中，由该受精卵发育成的羊能分泌含α－抗胰蛋白酶的奶。这一过程不涉及 ( )
A．DNA按照碱基互补配对原则自我复制[来源:学+科+网Z+X+X+K]
B．DNA以其一链为模板合成RNA
C．RNA以自身为模板自我复制
D．按照RNA密码子的排列顺序合成蛋白质
3．钱永健先生因在研究绿色荧光蛋白方面的杰出成就而获2008年诺贝尔奖。在某种生物中检测不到绿色荧光，将水母绿色荧光蛋白基因转入该生物体内后，结果可以检测到绿色荧光。由此可知 ( )
A．该生物的基因型是杂合的
B．该生物与水母有很近的亲缘关系
C．绿色荧光蛋白基因在该生物体内得到了表达[来源:学科网]
D．改变绿色荧光蛋白基因的1个核苷酸对，就不能检测到绿色荧光
知识点二 植物基因工程的应用
4．运用现代生物技术的育种方法，将抗菜青虫的Bt基因转移到优质油菜中，培育出转基因抗虫的油菜品种，这一品种在生长过程中能产生特异性的杀虫蛋白，对菜青虫有显著抗性，但对人体无毒害作用，能大大减轻菜青虫对油菜的危害，提高油菜产量，还可以减少农药使用量，保护农业生态环境。根据以上信息，下列叙述正确的是 ( )
A．Bt基因的化学成分是蛋白质
B．Bt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Bt基因在其体内得以表达的结果
D．转基因抗虫油菜产生的杀虫蛋白是无机物
5．若利用基因工程技术培育能固氮的水稻新品种，其在环境保护上的重要意义是 ( )
A．减少氮肥使用量，降低生产成本
B．减少氮肥生产量，节约能源
C．避免使用氮肥过多引起的环境污染
D．改良土壤的群落结构
知识点三 基因治疗
6．腺苷脱氨酶(ADA)基因缺陷症是一种免疫缺陷疾病，对患者采用基因治疗的方法是：取出患者的白细胞，进行体外培养时转入正常ADA基因，再将这些白细胞注入患者体内，使其免疫功能增强，能正常生活。下列有关叙述正确的是 ( )
A．正常ADA基因替换了患者的缺陷基因
B．正常ADA基因通过控制ADA的合成来影响免疫功能
C．白细胞需在体外培养成细胞系后再注射入患者体内
D．腺苷脱氨酶(ADA)基因缺陷症属于获得性免疫缺陷病
7．镰刀型细胞贫血症的病因是血红蛋白基因的碱基序列发生了改变，检测这种碱基序列改变必须使用的酶是 ( )
A．解旋酶 B．DNA连接酶
C．限制性核酸内切酶 D．RNA聚合酶
8．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运载体
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
能力提升
9．基因芯片技术是近几年才发展起来的崭新技术，涉及生命科学、信息学、微电子学、材料学等众多的学科，固定在芯片上的各个探针是已知的单链DNA分子，而待测DNA分子用同位素或能发光的物质标记。如果这些待测的DNA分子中正好有能与芯片上的DNA配对的，它们就会结合起来，并在结合的位置发出荧光或者射线，出现“反应信号”，下列说法中错误的是 ( )
A．基因芯片的工作原理是碱基互补配对
B．待测的DNA分子首先要解旋变为单链，才可用基因芯片测序
C．待测的DNA分子可以直接用基因芯片测序
D．由于基因芯片技术可以检测未知DNA碱基序列，因而具有广泛的应用前景，好比能识别的“基因身份证”
10．诺贝尔生理学或医学奖得主马里奥·卡佩基等三位科学家创造了“基因敲除”的方式：将外源基因整合到小鼠胚胎干细胞的DNA同源序列中，使某一个基因被取代或破坏而失活，形成杂合体细胞；然后将“修饰”后的胚胎干细胞植入小鼠的早期胚胎，生成嵌合体小鼠。科学家已经利用上述技术成功地把人类囊肿性纤维化病的致病基因移植到小鼠身上，培育出了患囊肿性纤维化的小鼠。下列有关叙述最可能错误的是 ( )
A．这种嵌合体小鼠长大后体内存在外源基因，而且可能会遗传给后代
B．在“基因敲除”中需要用到限制性核酸内切酶等
C．通过“基因敲除”方式导致的变异类型属于基因突变
D．“基因敲除”技术有利于人类对某些遗传因素引发的疾病进行研究
11．以下说法正确的是 ( )
A．用基因工程培育的抗虫植物也能抗病毒[来源:Zxxk.Com]
B．基因工程在畜牧业上的应用主要是培育体型巨大、品质优良的动物
C．基因工程可用来培育高产、稳产、品质优良和抗逆性强的作物
D．科学家将必需氨基酸含量多的蛋白质导入植物中，或者改变这些氨基酸的合成途径中某种关键酶的活性，以提高氨基酸含量
12.在人类的遗传病中，有一种重症联合免疫缺陷病(简称SCID)，这种患者缺乏正常的人体免疫功能，只要稍被细菌或病毒感染，就会发病死亡。经研究证实，SCID病人细胞的一个常染色体上编码腺苷脱氨酶(简称ADA)的基因发生了突变。目前，人们已经找到了治疗该疾病的方案。如图：
(1)载体必须具备的条件是 ( )
A．能在宿主细胞中复制并保存
B．具有多个限制性核酸内切酶切割位点，以便与外源基因连接
C．具有标记基因，便于进行筛选
D．是环状形态的DNA分子
(2)在图示过程中，所用到的基因操作工具分别是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)研究人员将ADA注入淋巴细胞，而不是其他细胞，其原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。[来源:学科网]
(4)图中的治疗方法是________(“体内”或“体外”)基因治疗法，这是对基因工程生物技术的应用。请列举除了在医学领域，该生物技术在其他领域的一些成就。(举两例)________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
个性拓展
13．基因芯片的测序方法，即通过与一组已知序列的核酸探针杂交进行核酸序列测定的方法。先在一块基因芯片表面固定序列已知的八核苷酸的探针，当溶液中带有荧光标记的靶核酸序列，与基因芯片上对应位置的核酸探针产生互补匹配时，通过确定荧光强度最强的探针位置，获得一组序列完全互补的探针序列。据此可重组出靶核酸的序列TATGCAATCTAG(过程见图1)
请回答：若靶核酸序列与八核苷酸的探针杂交后，荧光强度最强的探针位置如图2所示，请分析溶液中靶序列为________________；利用的基因工程研制出的“非典”诊断盒，其作用及机理是__________________；基因芯片技术还可用来________________________(举1例说明即可)。
答案
1．B 2．C 3．C 4．C 5．C 6．B 7．C 8．A 9．C 10．C 11．C
12．(1)ABC
(2)限制性核酸内切酶、DNA连接酶、载体
(3)腺苷脱氨酶是人体免疫系统发挥正常功能所必需的，而淋巴细胞才能产生抗体等免疫物质
(4)体外 如抗虫转基因植物，抗逆转基因植物等
13．AGCCTAGCTGAA 诊断“非典”，利用的是DNA分子杂交原理(碱基互补配对) 筛选农作物的基因突变；基因芯片技术将来可以制作“基因身份证”等
训练4 转基因生物的安全性问题和生物武器的危害性
基础达标
知识点一 转基因植物的安全性
1．科学家发现栽种含有抗除草剂基因的农作物后，会使其附近的、与其亲缘关系较近的野生植物也获得抗除草剂基因。下列说法错误的是 ( )
A．野生植物通过自然杂交获得抗除草剂基因
B．野生植物发生了基因突变[来源:学科网ZXXK]
C．基因工程会导致基因污染
D．转基因生物会危及生物圈的稳定
2．下列哪些说法已经得到了证实 ( )
A．一些转基因植物成为了“入侵的外来物种”，威胁着生态系统中其他生物的生存
B．转基因抗除草剂植物已使杂草成了抗除草剂的“超级杂草”
C．转Bt基因玉米的花粉可使某种斑蝶幼虫死亡
D．已发现因食用转基因食物而死亡的病例
3．20世纪90年代，乌干达木薯业遭到了病害的毁灭性打击。科学家研究其原因发现，是一种新的病毒引发的疾病，而这种新病毒是由两种已知病毒重组产生的。这一事实有力地支持了下列哪一观点 ( )
A．转基因生物有可能成为“入侵的外来物种”，威胁到生态系统中其他生物的生存
B．导入转基因生物的外源基因有可能与感染转基因生物的某些细菌或病原体杂交，从而重组出对人类或其他生物有害的病原体
C．转基因植物的抗除草剂基因，有可能通过花粉传播而进入杂草中，使杂草成为除不掉的“超级杂草”
D．抗虫棉能抵抗棉铃虫，但随着棉铃虫抗性的增强，抗虫棉有可能被淘汰
知识点二 转基因动物的安全性
4．下列有关转基因生物及产品的叙述正确的是 ( )
A．含有新基因的生物就是转基因生物
B．转基因生物对人类都是有益的
C．在出售的转基因食品上应加上特殊标识
D．现在各种转基因生物已全部商业生产
5．基因工程产物可能存在着一些安全性问题，但不必担心的是 ( )
A．四倍体转基因鲤鱼与正常鲤鱼的杂交，导致自然种群被淘汰[来源:学|科|网Z|X|X|K]
B．载体的标记基因(如抗生素基因)可能指导合成有利于抗性进化的产物
C．目的基因(如杀虫基因)本身编码的产物可能会对人体产生毒性
D．目的基因通过花粉的散布转移到其他植物体内，从而可能打破生态平衡[来源:Z+xx+k.Com]
6．下列哪项明显体现了转基因生物引发的食物安全问题 ( )
A．转基因猪的细胞中含有人的生长激素基因，因而猪的生长速度快，个体大
B．转基因大米中含有β 胡萝卜素，营养丰富，产量高
C．转基因植物合成的某些新蛋白质，引起个别人过敏
D．让转基因牛为人类生产凝血因子，并在牛奶中提取
知识点三 生物武器的危害性
7．不能充当生物武器的病原体是 ( )
A．天花病毒 B．霍乱弧菌
C．炭疽杆菌 D．金色葡萄球菌
8．生物武器的杀伤特点有 ( )
①多数传染性强 ②发病快 ③污染面广
④难以防治 ⑤无色无味
A．①②③ B．①③④⑤
C．①③④ D．①②④⑤
能力提升
9．转基因作物(GMC)是通过转基因技术对农作物进行精确的改造而产生的，转基因作物一方面在产量、抗逆性及品质等方面有显著改进，可极大地降低农业生产成本，另一方面，科学家通过动物实验发现转基因作物可能对人类健康存在着危害。2000年2月27日，英国首相布莱尔为此发表了一篇文章，文中说：“毫无疑问，转基因作物对人类健康和环境有可能带来危害，保护公众和环境的安全，现在是，将来也是政府的首要任务。但与此同时，这种新的科技成果将给人类带来更多的利益，这也是毋庸置疑的。”
就以上材料你认为下列说法欠妥的是 ( )
A．转基因技术应用的基本原理是基因重组，转基因作物是转基因技术的一种产物
B．如果转基因作物产生了对人类健康及环境的负面影响，我们应该反对转基因技术
C．科学家必须在现有知识与技术的基础上尽量考虑转基因作物可能存在的风险及采取相应的防范措施
D．国家必须对转基因作物的研究制定相应的法律法规，并进行严格管理与有效控制
10．据统计，从20世纪90年代至今，全世界包括基因制药在内的生物技术药物的销售额以年均30%的速度增长，生物制药已成为21世纪的朝阳产业。下列有关说法不正确的是
( )
A．我们可以利用转基因工程技术使哺乳动物本身变成“批量生产药物的工厂”
B．对于基因制药，我们应该科学地认识和评估，保障公众的知情权
C．利用转基因技术还可以进行基因治疗，现在技术已经完全成熟[来源:学科网]
D．关于转基因生物的安全问题，国家应建立相应的评估及预警机制
11．人们对种植转基因农作物的利弊有激烈的争论，假设正方认为种植转基因农作物对人类是有利的，反方认为种植转基因农作物是有潜在风险的。下列观点中支持正方的是
( )
A．转基因农作物会产生毒性蛋白或过敏蛋白
B．转基因农作物的扩散会威胁生物的多样性
C．推广种植抗虫棉可减少因农药使用对环境的污染
D．抗虫基因通过基因漂移而造成“基因污染”
12．利用动物乳腺生产产品的技术称为动物乳腺反应器技术。2005年青岛“崂山奶山羊乳腺生物反应器的研制”项目通过鉴定，该项目生产的药用蛋白具有表达效率高、成本低、安全性高、易于分离纯化的优点，可产生乙肝表面抗原及抗凝血酶Ⅲ等医药产品，造福人类。如图为利用生物技术获得生物新品种的过程，对其说法错误的是 ( )
A．图中A表示目的基因，B表示重组DNA
B．①过程使用的酶特点是只能识别一种特定的核苷酸序列，并且在特定的位点上切割DNA分子
C．将目的基因导入受体细胞时山羊受体细胞一般是乳腺细胞，棉花受体细胞一般是花粉细胞
D．让害虫吞食转基因棉花的叶子，观察害虫的存活情况，以确定转基因棉花是否具有抗虫性状
13.害虫损伤番茄的叶片后，组成叶片细胞的细胞壁能释放出一种类激素物质，这种物质可以扩散到番茄的其他部位，诱导细胞内蛋白酶抑制剂基因的表达，合成蛋白酶抑制剂，导致害虫不能消化食物而死亡。
科学家利用转基因技术把番茄的蛋白酶抑制剂基因转移到玉米中，使玉米获得了与番茄相似的抗虫性状，有效抵御了玉米螟对玉米的危害。
请结合上面的材料回答：
(1)转移了番茄蛋白酶抑制剂基因的玉米合成番茄蛋白酶抑制剂的具体部位是______________，合成的化合物还需要在__________________中加工才具有生物活性。
(2)这种抗玉米螟玉米品种的培育技术属于____________技术，这种变异在生物学上称为________________。
(3)在种植了这种转基因玉米的农田中的杂草是否也会出现抗玉米螟性状？原因是什么？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)抗玉米螟玉米具有显著的生态效应。你认为种植该玉米的农田是否还需要进行防虫管理？理由是什么？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
个性拓展
14．阅读材料，回答有关问题。
可能成为世界首例实现商品化的转基因动物
诞生于武汉的能快速生长的转基因鲤鱼，可能成为世界上第一种走出实验室，实现商品化的转基因动物。
转基因鲤鱼有两种。一种是带有草鱼生长激素基因的转基因鲤鱼F1，和普通鲤鱼不同的是，它的背部高高隆起，肌肉十分发达。另一种是具有草鱼生长激素基因的转基因三倍体鲤鱼“吉鲤”，它长得酷似鲤鱼，除了有两套鲤鱼染色体外，还多了一套鲫鱼的染色体。
基因改造在它们身上显示出巨大威力。据测算，饲养转基因鲤鱼F1和吉鲤，经济效益比普通鲤鱼可分别提高12.6%和52.11%。
不过专家们也指出：尽管转基因产品带来的农业利益十分诱人，但不能不考虑其潜在的危险性，如果把抗药性基因、产生毒素的基因、致癌基因也导入到与人类有关的生物中，或实验室中培养的实验微生物中，如果它们逃逸出去，将是一场灾难。即使不是这样，某些基因拼接出来的生物，其性状也很难推测，它们的出现对地球生态系统是何种影响，也难以预料。因此，必须慎重对待。
最引人注目的是，吉鲤都是不能生育的。也就是说，不用担心它在推广过程中与其他动物杂交引起生态危害。在中试基地，专家对转基因鱼进行了严密的食品消费安全性试验。
转基因鱼有望走上大众餐桌。
(1)文中的“转基因鲤鱼”是指遗传物质中转入了____________基因的鲤鱼。该基因最可能与鲤鱼的______结合在一起，成为鲤鱼______的一部分。
(2)转基因鲤鱼F1，可能是指________。
A．用含有草鱼生长激素基因的饲料喂养的鲤鱼
B．转基因鲤鱼与普通鲤鱼的杂交第一代
C．转基因鲤鱼与草鱼的杂交第一代
D．转基因鲤鱼与鲫鱼的杂交第一代
(3)从报道中可知，转基因鲤鱼F1，它的背部高高隆起，肌肉十分发达，这种变异属于生物三种可遗传变异类型中的____________。“吉鲤”属于生物三种可遗传变异类型中的____________。“吉鲤”体内的草鱼生长激素是在细胞的____________(细胞器)上合成的。
(4)培养不育的吉鲤，目的是为了避免________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案
1．B 2．C 3．B 4．C 5．A 6．C 7．D 8．C 9．B 10．C 11．C 12．C
13．(1)核糖体 内质网和高尔基体
(2)转基因 基因重组
(3)(答案不惟一)不会；不同物种之间存在生殖隔离，玉米的花粉不能传递给杂草。(或会；蛋白酶抑制剂基因通过玉米的花粉传递给杂草，使杂草获得抗虫基因，从而表现出抗虫性状。) (4)需要；转基因玉米能够抵抗玉米螟，但不一定能抵抗其他玉米害虫。[来源:学.科.网]
14．(1)草鱼生长激素 DNA 基因组
(2)B
(3)基因重组 染色体变异 核糖体
(4)生态危害
训练5 蛋白质工程
基础达标
知识点一 蛋白质工程的概念
1．蛋白质工程的研究将对生命科学产生重大影响。下列关于蛋白质工程的叙述，不正确的是 ( )
A．实施蛋白质工程的前提条件是了解蛋白质结构和功能的关系
B．基因工程是蛋白质工程的关键技术
C．蛋白质工程是对蛋白质分子的直接改造
D．蛋白质工程是在基因工程的基础上，延伸出来的第二代基因工程
2．蛋白质工程是在基因工程基础上，延伸出来的第二代基因工程，其结果是产生的蛋白质
( )
A．氨基酸种类增多
B．氨基酸种类减少
C．仍为天然存在的蛋白质
D．可能是天然不存在的蛋白质
3．下列关于蛋白质工程的说法正确的是 ( )
A．蛋白质工程无需构建基因的表达载体
B．通过蛋白质工程改造后的蛋白质有的仍是天然的蛋白质
C．蛋白质工程是在蛋白质分子水平上改造蛋白质
D．蛋白质工程需要限制性核酸内切酶和DNA连接酶
知识点二 蛋白质工程的原理
4．蛋白质工程的基本流程正确的是 ( )
①蛋白质分子结构设计 ②DNA合成 ③预期蛋白质功能 ④根据氨基酸序列推出脱氧核苷酸序列
A．①→②→③→④ B．④→②→①→③
C．③→①→④→② D．③→④→①→②
5．对于蛋白质的改造类型有“大改”、“中改”、“小改”之分，其划分依据是 ( )
A．蛋白质分子的复杂程度
B．操作过程的复杂程度
C．蛋白质被改造部位的多少
D．蛋白质数目的多少
6．下列关于定点诱变技术的说法，正确的是 ( )
A．对任何蛋白质的改造都可以用基因定点诱变技术
B．对于已知空间结构的蛋白质的改造可以采用基因定点诱变技术
C．基因定点诱变技术是蛋白质工程中必须用到的技术
D．采用基因定点诱变技术通常可以改变蛋白质中的多种氨基酸
知识点三 蛋白质工程的应用[来源:学+科+网Z+X+X+K]
7．下列关于蛋白质工程应用的 叙述不正确的是 ( )
A．蛋白质工程可以改造酶的结构，提高酶的热稳定性
B．通过蛋白质工程可以改变蛋白质的活性
C．利用蛋白质工程可以在大肠杆菌细胞中得到人的胰岛素
D．蛋白质工程可以对胰岛素进行改造和修饰，合成速效型胰岛素制剂
8．猪的胰岛素用于人体降低血糖浓度效果不明显，原因是猪胰岛素分子中有一个氨基酸与人的不同。为了使猪胰岛素用于临床上治疗糖尿病，最佳的设计方案是 ( )
A．对猪胰岛素进行一个不同氨基酸的替换
B．将猪胰岛素和人胰岛素进行拼接组成新的胰岛素
C．将猪和人的胰岛素混合在一起治疗糖尿病
D．根据人的胰岛素设计制造一种全新的胰岛素
9．某种微生物合成的蛋白酶与人体消化液中的蛋白酶的结构和功能很相似，只是热稳定性较差，进入人体后容易失效。现要将此酶开发成一种片剂，临床治疗食物的消化不良，最佳方案是 ( )
A．将此酶中的少数氨基酸替换，以改善其功能
B．将此酶与人蛋白酶进行拼接，形成新的蛋白酶
C．重新设计与创造一种全新的蛋白酶
D．减少此酶在片剂中的含量
能力提升
10．人们发现蛛丝蛋白比蚕丝蛋白更细，但强度却更大，于是有人试图通过破解蛛丝蛋白的结构从而推出其基因结构，以指导对蚕丝蛋白基因的修改，从而让蚕也吐出像蛛丝蛋白一样坚韧的丝，此过程的名称和依据的原理分别是 ( )
A．基因突变：DNA→RNA→蛋白质
B．基因工程：RNA→RNA→蛋白质
C．基因工程：DNA→RNA→蛋白质
D．蛋白质工程：蛋白质→RNA→DNA→RNA→蛋白质
11．下列关于由我国牵头的“人类肝脏蛋白组计划”的叙述中，不正确的是 ( )
A．揭示并确认肝脏合成的蛋白质
B．为重大肝病预防、诊断、治疗和新药研发提供科学基础
C．用蛋白质工程实现肝脏合成人类需要的蛋白质
D．是对蛋白质工程的有力推动和理论支持
12．蛋白质芯片可用于 ( )
①检测血清样品中的特异性抗体 ②检测某人是否患有SARS ③检测体内的特异性抗体含量的动态变化 ④检测所有传染病
A．①② B．①②③[来源:Zxxk.Com]
C．①③④ D．③④
13．几十年来，DNA分子一直被认为是决定生命遗传信息的核心物质，但是近些年新的研究表明，生命遗传信息从来就不是基因所能完全决定的，比如科学家们发现，可以在不影响DNA序列的情况下改变基因组的修饰，这种改变不仅可以影响个体的发育，而且还可以遗传下去。材料反映的是 ( )
A．DNA分子已不是决定生命遗传信息的核心物质
B．基因组序列不仅包含遗传信息，经过修饰也可以记载遗传信息
C．改变基因组的修饰导致DNA碱基序列的改变
D．DNA分子的碱基序列决定着个体的发育
14.枯草杆菌产生的蛋白酶具有催化分解蛋白质的特性，但因极易被氧化而失效。1985年，美国的埃斯特尔将枯草杆菌蛋白酶分子中的第222位氨基酸替换后，虽然其水解活性有所下降，但抗氧化能力大大提高。用这种水解酶作为洗涤剂的添加剂，可以有效地除去血渍、奶渍等蛋白质污渍。
(1)改造枯草杆菌蛋白酶的生物技术是________________________________________________________________________。
(2)改造后的枯草杆菌中的控制合成蛋白酶的基因与原来相比，至少有____________个碱基对发生变化。
(3)利用生物技术改造蛋白质，是提高了蛋白质的____________________性，埃斯特尔所做的工作是对已知蛋白质进行__________________。
15．完成下列一组填空。
(1)蛋白质工程是以________________________为基础，通过________或________，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需求。
(2)基因工程是遵循中心法则的，即________→________→__________→折叠产生有一定功能的蛋白质，它主要是生产自然界中____________(填“存在”或“不存在”)的蛋白质。
(3)蛋白质工程操作程序的基本思路是：____________→__________________→____________→________________，它可以创造自然界中______(填“存在”或“不存在”)的蛋白质。
(4)假如预期到某种酶的功能，要设计相应的基因。
上述图示中，①是________________，②是__________________。
个性拓展[来源:学。科。网Z。X。X。K]
16．(1)饲料加工过程温度较高，要求植酸酶具有较好的高温稳定性。利用蛋白质工程技术对其进行改造时，首先必须了解植酸酶的________________，然后改变植酸酶的________________，从而得到新的植酸酶。
(2)培育转植酸酶基因的大豆，可提高其作为饲料原料时磷的利用率。将植酸酶基因导入大豆细胞常用的方法是____________________。请简述获得转基因植株的完整过程：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)为了提高猪对饲料中磷的利用率，科学家将带有植酸酶基因的重组质粒通过________________转入猪的受精卵中。该受精卵培养至一定时期可通过________________方法，从而一次得到多个转基因猪个体。
(4)若这些转基因动、植物进入生态环境中，对生态环境有何影响？
。
答案[来源:学*科*网]
1．C 2．D 3．D 4．C 5．C 6．B 7．C 8．A 9．A 10．D 11．C 12．B 13．B[来源:Zxxk.Com]
14．(1)蛋白质工程
(2)1
(3)稳定 少数氨基酸的替换
15．(1)蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系 基因修饰 基因合成
(2)DNA mRNA 多肽链 存在
(3)预期蛋白质功能 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 不存在
(4)三维设计 氨基酸序列多肽链
16．(1)空间结构 氨基酸序列
(2)农杆菌转化法 外源植酸酶基因→农杆菌→大豆细胞→大豆植株再生→鉴定
(3)显微注射法 胚胎分割移植
(4)减少环境中磷的污染，但该基因可能扩散到环境中
