人教版2019高中生物选择性必修3 同步练习题--3.3 基因工程的应用(含解析）
文档属性
| 名称 | 人教版2019高中生物选择性必修3 同步练习题--3.3 基因工程的应用(含解析） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 1.1MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2023-10-23 23:59:05 | ||
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文档简介
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2024人教版高中生物选择性必修3同步
第3节 基因工程的应用
基础过关练
题组 基因工程的应用
1.(2023江苏丹阳高中月考)下列是通过基因工程对生物体遗传物质进行改造的实例,其中子代不会遗传获得相应性状的是( )
A.将干扰素基因表达载体导入酵母菌,筛选获得的干扰素工程菌
B.将烟草花叶病毒外壳蛋白基因导入烟草体细胞,最终获得的转基因烟草
C.将抗凝血酶基因导入羊受精卵,培育出作乳腺生物反应器的奶羊
D.以修饰的腺病毒为载体,将治疗囊性纤维化的正常基因导入患者肺组织中
2.(2023福建厦门月考)研究人员制备哺乳动物膀胱生物反应器,用其获得人体特殊功能蛋白W的基本过程如下图所示。下列有关叙述正确的是( )
A.步骤①和②所代表的操作分别是显微注射、受精卵获能
B.步骤③的代孕母体无需进行同期发情处理
C.可收集膀胱生物反应器的尿液来提取W
D.转基因动物的乳腺上皮细胞与膀胱上皮细胞中都能表达W基因
3.(2023湖南师大附中一模)为提高转基因抗虫棉的抗虫持久性,可采取基因策略(包括提高杀虫基因的表达量、向棉花中转入多种杀虫基因等)。例如,早期种植的抗虫棉只转入了一种Bt基因,抗虫机制比较单一;现在经常将两种或两种以上Bt基因同时转入棉花。关于上述基因策略,下列叙述错误的是( )
A.提高Bt基因的表达量,可降低抗虫棉种植区的棉铃虫种群密度
B.转入棉花植株的两种Bt基因的遗传不一定遵循基因的自由组合定律
C.若两种Bt基因插入同一个T-DNA并转入棉花植株,则两种基因互为等位基因
D.转入多种Bt基因能提高抗虫持久性,是因为棉铃虫基因突变频率低且不定向
4.(2023山东潍坊月考)普通番茄细胞中含有多聚半乳糖醛酸酶(PG)基因,PG能破坏细胞壁中的果胶(由半乳糖醛酸聚合而成),使番茄软化不耐贮藏。科学家将抗PG基因导入番茄细胞,培育出了抗软化、保鲜时间长的转基因番茄,作用原理如图,下列叙述不正确的是( )
A.mRNA2能阻止PG基因的翻译过程,使细胞不能合成PG
B.多聚半乳糖醛酸酶水解果胶的最终产物是半乳糖醛酸
C.将抗PG基因导入番茄细胞和PG基因突变对番茄的影响一定不同
D.将PG基因导入细胞质可避免基因污染
5.(2022河北石家庄元氏一中月考)北极比目鱼中有抗冻基因,其编码的抗冻蛋白具有11个氨基酸的重复序列,该序列重复次数越多,抗冻能力越强。如图是获取转基因抗冻番茄植株的过程示意图,有关叙述正确的是( )
A.过程①获取的目的基因,可用于基因工程和比目鱼基因组测序
B.将多个抗冻基因编码区依次相连成能表达的新基因,不能得到抗冻性增强的抗冻蛋白
C.过程②构成的重组质粒缺乏标记基因,需要转入农杆菌才能进行筛选
D.应用PCR等技术可以检测转基因抗冻番茄植株中目的基因是否存在及其是否完全表达
6.(2023江苏盐城中学期末)甜玉米与普通玉米相比,甜玉米中可溶性糖向淀粉的转化较慢,含可溶性糖量高,汁多质脆,富含多种维生素。为了使甜玉米更富有生产应用价值,科研人员通过转基因技术培育出了超量表达P蛋白的转基因甜玉米。在超量表达P基因载体的构建中,所用DNA片段和Ti质粒的酶切位点如图1所示,P蛋白在玉米株系的表达量如图2所示。回答下列问题:
(1)组成强启动子的基本单位是 ,它驱动基因的持续转录。为使P基因在玉米植株中超量表达,应优先选用 酶组合,将DNA片段和Ti质粒切开后构建重组Ti质粒。
(2)外植体经 形成的玉米愈伤组织放入农杆菌液浸泡后进行植物组织培养,培养基中需加入 进行筛选,最终获得多个玉米株系a1、a2、a3、a4。通过对a1、a2、a3、a4四株甜玉米株系的蛋白质表达量进行测定,结果如图2, (填“能”或“不能”)说明a4株系未导入重组质粒,原因是 。
(3)真核基因的编码区含有内含子和外显子,下图3为淀粉酶合成基因片段,其转录后形成的前体RNA需通过剪接(切去内含子对应序列)和加工后方能用于翻译。
科研人员通过降低调控淀粉酶合成基因的表达实现提高甜玉米中可溶性糖的含量,吗啉反义寡核苷酸是RNA剪接抑制剂,注入植物细胞内会使基因表达受阻。为验证吗啉反义寡核苷酸能阻止前体RNA上内含子1的对应序列被剪切,科研人员将吗啉反义寡核苷酸导入玉米的受精卵作为实验组,设计相关实验,请完成下列表格:
操作流程 操作方法或操作要点
获取cDNA 从受精卵发育后3天的实验组和对照组胚细胞中提取总RNA,① 形成cDNA
扩增cDNA 以获得的cDNA为模板进行PCR时需加入② (填引物)
产物鉴定 用琼脂糖凝胶电泳技术鉴定PCR扩增后获得的产物
分析结果, 得出结论 实验组有条带,对照组无条带,说明③
(4)某次的电泳实验结果发现:实验组和对照组都没有任何条带,从PCR操作过程角度解释可能的原因有 (至少答出两点)。
答案与分层梯度式解析
基础过关练
1.D 2.C 3.C 4.C 5.B
1.D 干扰素工程菌、转基因烟草遗传物质发生了改变,子代能遗传获得相应性状;培育出作乳腺生物反应器的奶羊,是基因工程在医药生产上的应用,该过程中受精卵中的遗传物质发生改变,故相应性状可以遗传给后代;治疗囊性纤维化的正常基因导入患者肺组织(体细胞)中,不能遗传给子代,故子代不会遗传获得相应性状。
2.C 分析题图:①表示将目的基因导入受体细胞;②表示早期胚胎培养;③表示胚胎移植。常采用显微注射的方法将基因表达载体注入动物受精卵,继而对受精卵进行早期胚胎培养(②)直至适合移植,A错误;步骤③的代孕母体需进行同期发情处理,这样移植胚胎容易成功着床,B错误;根据题图可知,可收集膀胱生物反应器的尿液来提取W,C正确;W基因在膀胱上皮细胞中表达,在乳腺上皮细胞中不表达,D错误。
3.C 提高Bt基因表达量,使抗虫蛋白含量增加,可以使更多的棉铃虫被淘汰,所以可以降低棉铃虫的种群密度,A正确;若两种Bt基因都转入一条染色体上,则其遗传不遵循自由组合定律,B正确;若两种Bt基因插入同一个T-DNA并转入棉花植株,则两个Bt基因位于一条染色体上,不是等位基因,等位基因位于一对同源染色体上,C错误。
4.C 据图可知,mRNA2(由抗PG基因转录产生)可与mRNA1(由PG基因转录产生)结合,从而阻止了mRNA1翻译合成PG,A正确;据题干信息:果胶由半乳糖醛酸聚合而成可知,在多聚半乳糖醛酸酶的作用下,果胶分解的最终产物是半乳糖醛酸,B正确;将抗PG基因导入番茄细胞属于基因重组,PG基因突变属于基因突变,两者产生的结果(对番茄的影响)可能相同,可能不同,C错误;花粉中的雄配子几乎不含质基因,所以为避免PG基因通过花粉传播进入其他植物而导致基因污染,应将PG基因导入细胞质,D正确。
5.B ①表示经反转录获取目的基因的过程;②表示基因表达载体的构建过程;采用农杆菌转化法,将目的基因导入番茄组织块;采用植物组织培养技术,将导入目的基因的番茄组织块培养成抗冻番茄植株。通过反转录获取的目的基因不含内含子、启动子等结构,因此与比目鱼染色体中的抗冻基因序列不完全相同,不能用于比目鱼基因组测序,A错误。据题意可知,抗冻基因编码的抗冻蛋白中具有11个氨基酸的重复序列,该序列重复次数越多,抗冻能力越强,并不是抗冻基因的编码区重复次数越多,抗冻能力越强,B正确。基因表达载体通常由启动子、目的基因、终止子和标记基因等构成,其中标记基因的作用是便于重组DNA分子的筛选;利用农杆菌转化法只能将重组质粒导入受体细胞,不能对重组质粒进行筛选,C错误。利用PCR等技术可以检测目的基因是否导入受体细胞以及目的基因是否转录出mRNA,要检测目的基因是否翻译出蛋白质需用抗原—抗体杂交技术,D错误。
6.答案 (1)脱氧核苷酸 BamHⅠ和SacⅠ (2)脱分化 潮霉素 不能 a4株系玉米中可能导入的目的基因未表达(未转录或未翻译) (3)逆转录 引物2和引物3 吗啉反义寡核苷酸能阻止前体RNA上内含子1的对应序列被剪切 (4)复性时温度太高、引物自连或互连
解析 (1)启动子是一段有特殊序列结构的DNA片段,因此,组成强启动子的基本单位是脱氧核苷酸。为使P基因在玉米植株中超量表达,同时要确保强启动子和P基因不被破坏,由图1可知,应优先选用BamHⅠ和SacⅠ酶组合,将DNA片段和Ti质粒切开后构建重组Ti质粒。(2)由图1可知,潮霉素抗性基因属于重组质粒中的标记基因,且位于质粒的T-DNA上,可随T-DNA整合到玉米细胞的染色体上DNA,因此将农杆菌液浸泡过的玉米愈伤组织进行植物组织培养,培养基中需加入潮霉素进行筛选。图2显示,a4株系玉米的P蛋白相对表达量与野生型玉米的基本一致,可能是由a4株系玉米中导入的目的基因没有表达所致,所以图2的测定结果不能说明a4株系未导入重组质粒。(3)为验证吗啉反义寡核苷酸能阻止前体RNA上内含子1的对应序列被剪切,可以从受精卵发育后3天的实验组和对照组胚细胞中提取总RNA,逆转录形成cDNA,若吗啉反义寡核苷酸能阻止前体RNA上内含子1的对应序列被剪切,则实验组前体RNA上内含子1的对应序列不能被剪切下去,对照组前体RNA上内含子1的对应序列能被剪切下去,PCR扩增过程中,子链的延伸方向为5'→3',由图3可知,可使用引物2和引物3进行PCR扩增,对扩增后的产物用琼脂糖凝胶电泳技术进行鉴定,若其结果为实验组有条带,对照组无条带,则说明吗啉反义寡核苷酸能阻止前体RNA上内含子1的对应序列被剪切。(4)PCR是通过调节温度来控制DNA双链的解聚与结合的。在PCR操作过程中,如果复性时温度太高、引物自连或互连,均会导致电泳后的实验组和对照组没有任何条带出现。
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第3节 基因工程的应用
基础过关练
题组 基因工程的应用
1.(2023江苏丹阳高中月考)下列是通过基因工程对生物体遗传物质进行改造的实例,其中子代不会遗传获得相应性状的是( )
A.将干扰素基因表达载体导入酵母菌,筛选获得的干扰素工程菌
B.将烟草花叶病毒外壳蛋白基因导入烟草体细胞,最终获得的转基因烟草
C.将抗凝血酶基因导入羊受精卵,培育出作乳腺生物反应器的奶羊
D.以修饰的腺病毒为载体,将治疗囊性纤维化的正常基因导入患者肺组织中
2.(2023福建厦门月考)研究人员制备哺乳动物膀胱生物反应器,用其获得人体特殊功能蛋白W的基本过程如下图所示。下列有关叙述正确的是( )
A.步骤①和②所代表的操作分别是显微注射、受精卵获能
B.步骤③的代孕母体无需进行同期发情处理
C.可收集膀胱生物反应器的尿液来提取W
D.转基因动物的乳腺上皮细胞与膀胱上皮细胞中都能表达W基因
3.(2023湖南师大附中一模)为提高转基因抗虫棉的抗虫持久性,可采取基因策略(包括提高杀虫基因的表达量、向棉花中转入多种杀虫基因等)。例如,早期种植的抗虫棉只转入了一种Bt基因,抗虫机制比较单一;现在经常将两种或两种以上Bt基因同时转入棉花。关于上述基因策略,下列叙述错误的是( )
A.提高Bt基因的表达量,可降低抗虫棉种植区的棉铃虫种群密度
B.转入棉花植株的两种Bt基因的遗传不一定遵循基因的自由组合定律
C.若两种Bt基因插入同一个T-DNA并转入棉花植株,则两种基因互为等位基因
D.转入多种Bt基因能提高抗虫持久性,是因为棉铃虫基因突变频率低且不定向
4.(2023山东潍坊月考)普通番茄细胞中含有多聚半乳糖醛酸酶(PG)基因,PG能破坏细胞壁中的果胶(由半乳糖醛酸聚合而成),使番茄软化不耐贮藏。科学家将抗PG基因导入番茄细胞,培育出了抗软化、保鲜时间长的转基因番茄,作用原理如图,下列叙述不正确的是( )
A.mRNA2能阻止PG基因的翻译过程,使细胞不能合成PG
B.多聚半乳糖醛酸酶水解果胶的最终产物是半乳糖醛酸
C.将抗PG基因导入番茄细胞和PG基因突变对番茄的影响一定不同
D.将PG基因导入细胞质可避免基因污染
5.(2022河北石家庄元氏一中月考)北极比目鱼中有抗冻基因,其编码的抗冻蛋白具有11个氨基酸的重复序列,该序列重复次数越多,抗冻能力越强。如图是获取转基因抗冻番茄植株的过程示意图,有关叙述正确的是( )
A.过程①获取的目的基因,可用于基因工程和比目鱼基因组测序
B.将多个抗冻基因编码区依次相连成能表达的新基因,不能得到抗冻性增强的抗冻蛋白
C.过程②构成的重组质粒缺乏标记基因,需要转入农杆菌才能进行筛选
D.应用PCR等技术可以检测转基因抗冻番茄植株中目的基因是否存在及其是否完全表达
6.(2023江苏盐城中学期末)甜玉米与普通玉米相比,甜玉米中可溶性糖向淀粉的转化较慢,含可溶性糖量高,汁多质脆,富含多种维生素。为了使甜玉米更富有生产应用价值,科研人员通过转基因技术培育出了超量表达P蛋白的转基因甜玉米。在超量表达P基因载体的构建中,所用DNA片段和Ti质粒的酶切位点如图1所示,P蛋白在玉米株系的表达量如图2所示。回答下列问题:
(1)组成强启动子的基本单位是 ,它驱动基因的持续转录。为使P基因在玉米植株中超量表达,应优先选用 酶组合,将DNA片段和Ti质粒切开后构建重组Ti质粒。
(2)外植体经 形成的玉米愈伤组织放入农杆菌液浸泡后进行植物组织培养,培养基中需加入 进行筛选,最终获得多个玉米株系a1、a2、a3、a4。通过对a1、a2、a3、a4四株甜玉米株系的蛋白质表达量进行测定,结果如图2, (填“能”或“不能”)说明a4株系未导入重组质粒,原因是 。
(3)真核基因的编码区含有内含子和外显子,下图3为淀粉酶合成基因片段,其转录后形成的前体RNA需通过剪接(切去内含子对应序列)和加工后方能用于翻译。
科研人员通过降低调控淀粉酶合成基因的表达实现提高甜玉米中可溶性糖的含量,吗啉反义寡核苷酸是RNA剪接抑制剂,注入植物细胞内会使基因表达受阻。为验证吗啉反义寡核苷酸能阻止前体RNA上内含子1的对应序列被剪切,科研人员将吗啉反义寡核苷酸导入玉米的受精卵作为实验组,设计相关实验,请完成下列表格:
操作流程 操作方法或操作要点
获取cDNA 从受精卵发育后3天的实验组和对照组胚细胞中提取总RNA,① 形成cDNA
扩增cDNA 以获得的cDNA为模板进行PCR时需加入② (填引物)
产物鉴定 用琼脂糖凝胶电泳技术鉴定PCR扩增后获得的产物
分析结果, 得出结论 实验组有条带,对照组无条带,说明③
(4)某次的电泳实验结果发现:实验组和对照组都没有任何条带,从PCR操作过程角度解释可能的原因有 (至少答出两点)。
答案与分层梯度式解析
基础过关练
1.D 2.C 3.C 4.C 5.B
1.D 干扰素工程菌、转基因烟草遗传物质发生了改变,子代能遗传获得相应性状;培育出作乳腺生物反应器的奶羊,是基因工程在医药生产上的应用,该过程中受精卵中的遗传物质发生改变,故相应性状可以遗传给后代;治疗囊性纤维化的正常基因导入患者肺组织(体细胞)中,不能遗传给子代,故子代不会遗传获得相应性状。
2.C 分析题图:①表示将目的基因导入受体细胞;②表示早期胚胎培养;③表示胚胎移植。常采用显微注射的方法将基因表达载体注入动物受精卵,继而对受精卵进行早期胚胎培养(②)直至适合移植,A错误;步骤③的代孕母体需进行同期发情处理,这样移植胚胎容易成功着床,B错误;根据题图可知,可收集膀胱生物反应器的尿液来提取W,C正确;W基因在膀胱上皮细胞中表达,在乳腺上皮细胞中不表达,D错误。
3.C 提高Bt基因表达量,使抗虫蛋白含量增加,可以使更多的棉铃虫被淘汰,所以可以降低棉铃虫的种群密度,A正确;若两种Bt基因都转入一条染色体上,则其遗传不遵循自由组合定律,B正确;若两种Bt基因插入同一个T-DNA并转入棉花植株,则两个Bt基因位于一条染色体上,不是等位基因,等位基因位于一对同源染色体上,C错误。
4.C 据图可知,mRNA2(由抗PG基因转录产生)可与mRNA1(由PG基因转录产生)结合,从而阻止了mRNA1翻译合成PG,A正确;据题干信息:果胶由半乳糖醛酸聚合而成可知,在多聚半乳糖醛酸酶的作用下,果胶分解的最终产物是半乳糖醛酸,B正确;将抗PG基因导入番茄细胞属于基因重组,PG基因突变属于基因突变,两者产生的结果(对番茄的影响)可能相同,可能不同,C错误;花粉中的雄配子几乎不含质基因,所以为避免PG基因通过花粉传播进入其他植物而导致基因污染,应将PG基因导入细胞质,D正确。
5.B ①表示经反转录获取目的基因的过程;②表示基因表达载体的构建过程;采用农杆菌转化法,将目的基因导入番茄组织块;采用植物组织培养技术,将导入目的基因的番茄组织块培养成抗冻番茄植株。通过反转录获取的目的基因不含内含子、启动子等结构,因此与比目鱼染色体中的抗冻基因序列不完全相同,不能用于比目鱼基因组测序,A错误。据题意可知,抗冻基因编码的抗冻蛋白中具有11个氨基酸的重复序列,该序列重复次数越多,抗冻能力越强,并不是抗冻基因的编码区重复次数越多,抗冻能力越强,B正确。基因表达载体通常由启动子、目的基因、终止子和标记基因等构成,其中标记基因的作用是便于重组DNA分子的筛选;利用农杆菌转化法只能将重组质粒导入受体细胞,不能对重组质粒进行筛选,C错误。利用PCR等技术可以检测目的基因是否导入受体细胞以及目的基因是否转录出mRNA,要检测目的基因是否翻译出蛋白质需用抗原—抗体杂交技术,D错误。
6.答案 (1)脱氧核苷酸 BamHⅠ和SacⅠ (2)脱分化 潮霉素 不能 a4株系玉米中可能导入的目的基因未表达(未转录或未翻译) (3)逆转录 引物2和引物3 吗啉反义寡核苷酸能阻止前体RNA上内含子1的对应序列被剪切 (4)复性时温度太高、引物自连或互连
解析 (1)启动子是一段有特殊序列结构的DNA片段,因此,组成强启动子的基本单位是脱氧核苷酸。为使P基因在玉米植株中超量表达,同时要确保强启动子和P基因不被破坏,由图1可知,应优先选用BamHⅠ和SacⅠ酶组合,将DNA片段和Ti质粒切开后构建重组Ti质粒。(2)由图1可知,潮霉素抗性基因属于重组质粒中的标记基因,且位于质粒的T-DNA上,可随T-DNA整合到玉米细胞的染色体上DNA,因此将农杆菌液浸泡过的玉米愈伤组织进行植物组织培养,培养基中需加入潮霉素进行筛选。图2显示,a4株系玉米的P蛋白相对表达量与野生型玉米的基本一致,可能是由a4株系玉米中导入的目的基因没有表达所致,所以图2的测定结果不能说明a4株系未导入重组质粒。(3)为验证吗啉反义寡核苷酸能阻止前体RNA上内含子1的对应序列被剪切,可以从受精卵发育后3天的实验组和对照组胚细胞中提取总RNA,逆转录形成cDNA,若吗啉反义寡核苷酸能阻止前体RNA上内含子1的对应序列被剪切,则实验组前体RNA上内含子1的对应序列不能被剪切下去,对照组前体RNA上内含子1的对应序列能被剪切下去,PCR扩增过程中,子链的延伸方向为5'→3',由图3可知,可使用引物2和引物3进行PCR扩增,对扩增后的产物用琼脂糖凝胶电泳技术进行鉴定,若其结果为实验组有条带,对照组无条带,则说明吗啉反义寡核苷酸能阻止前体RNA上内含子1的对应序列被剪切。(4)PCR是通过调节温度来控制DNA双链的解聚与结合的。在PCR操作过程中,如果复性时温度太高、引物自连或互连,均会导致电泳后的实验组和对照组没有任何条带出现。
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