3.4基因工程的应用——高二生物学北师大版(2019)选择性必修三
同步课时作业
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.基因工程在农牧业、工业、环境、能源和医药卫生等领域得到广泛的应用。下列关于基因工程应用的叙述,正确的是( )
A.将含有人凝血因子基因的表达载体导入羊乳腺细胞中,即可获得乳腺生物反应器
B.将赖氨酸合成酶基因导入玉米细胞,获得富含赖氨酸的转基因玉米
C.将乙烯合成相关基因导入番茄,获得的延熟番茄储存时间大大延长
D.我国科学家培育的Bt毒蛋白抗虫棉对棉铃虫具有较强的抗性
2.不是由基因工程方法生产的药物有( )
A.干扰素 B.乙肝疫苗 C.白细胞介素 D.青霉素
3.转基因成果令人叹为观止,下列成果属于基因工程技术的是( )。
A.番茄-马铃薯新物种
B.高产的青霉素菌株
C.将玉米细胞内的叶绿体移入菟丝子细胞内
D.能进行生物固氮的酵母菌品种
4.下列有关基因工程技术的应用中,对人类不利的是( )
A.制造“工程菌”用于药品生产
B.创造“超级菌”分解石油、DDT
C.导入外源基因替换缺陷
D.基因重组DNA诱发受体细胞基因突变
5.近年来基因工程的发展非常迅猛,下列不属于基因工程应用的是( )
A.克隆猴“中中”和“华华”
B.利用乳腺生物反应器生产药物
C.制造一种能分解石油的“超级细菌”
D.制造一种能产生干扰素的工程菌
6.下列不属于基因工程成果的是( )
A.乳腺生物反应器生产药用蛋白 B.培育抗除草剂的作物新品种
C.利用微生物生产重组人干扰素 D.用高产青霉菌生产青霉素
7.低毒性的广谱除草剂,能非特异性侵入并杀死所有的植物。为避免被草甘膦杀死,科学家将细菌的EPSPS基因(控制EPSPS合成酶合成的基因)转入小麦,提高其对草甘膦的耐受性。以下说法正确的是( )
A.EPSPS基因转录时以DNA的两条链同时作为模板,提高转录效率
B.EPSPS基因导入小麦叶肉细胞后,抗药性状可随传粉受精过程遗传
C.检测到小麦的叶肉细胞中有EPSPS基因但并不一定会检测到EPSPS基因的表达产物
D.利用Ti质粒将EPSPS基因整合到小麦染色体上时需要DNA聚合酶
8.基因工程应用广泛,成果丰硕。下列不属于基因工程应用的是( )
A.利用乳腺生物反应器生产药物B.制造—种能产生干扰素的工程菌
C.培养青霉菌并从中提取青霉素D.用DNA探针检测某人是否携带乙肝病毒
9.转基因农作物的研究成果令人兴奋,但同时也引发了民众对转基因食品安全性的担忧。下列对转基因技术安全性的叙述,不合理的是( )
A.转基因作物的花粉可能传播进入杂草,导致基因污染
B.转抗虫基因的植物,导致昆虫群体抗性基因频率增加
C.食用转基因食品,其中的基因会整合到人的基因组中
D.转基因抗虫水稻具有抗虫能力,但不能抵御病毒侵染
10.基因工程在农牧业、工业、环境、能源和医药卫生等领域得到广泛的应用。下列关于基因工程应用的叙述,错误的是( )
A.可利用转基因动物做器官移植供体
B.基因工程能定向改造生物性状,培育新物种
C.基因工程可用于环境监测和对被污染环境的净化
D.将胰岛素基因导入酵母菌中,通过发酵工程可批量生产胰岛素
二、多选题
11.下图是利用基因工程技术培育新品种水稻的部分流程,序号代表操作过程。下列相关叙述正确的是( )
A.利用PCR技术扩增目的基因需依次经过变性、延伸、复性阶段
B.为防止目的基因自身环化,过程①最好使用两种限制酶
C.过程③的目的是构建基因表达载体,需用DNA连接酶处理
D.重组Ti质粒上的T-DNA能将目的基因整合到宿主细胞染色体上
12.基因工程应用广泛,成果丰硕。下列叙述正确的是( )
A.将Bt基因转入马铃薯内可获得脱毒新品种
B.从工程菌细胞内获得的干扰素都可直接应用
C.抗虫棉的广泛种植有效控制了棉铃虫的种群数量
D.导入外源生长激素基因可以提高鲤鱼的生长速率
三、读图填空题
13.2020年3月16日,中国科学家陈薇院士团队研制的重组新冠疫苗通过临床研究注册审评,获批进入临床试验。重组新冠疫苗的制备流程如图。回答下列问题:
(1)步骤②需要_____作为原料。步骤③需要的工具酶主要是_____。
(2)被用作载体的Ad5应具有的特点是_____(答出1点即可)。
(3)步骤④是_____。
(4)重组疫苗注入志愿者体内后,S蛋白基因指导合成的S蛋白作为_____,刺激机体产生能与之相结合的抗体,抗体的分泌量可作为检测疫苗对志愿者免疫效果的指标。参加临床试验的志愿者需要满足的条件之一是_____(填“有”或“无”)SARS-CoV-2感染史,理由是_____。
(5)为探究疫苗的注射剂量对志愿者产生的免疫效果,需进一步试验,请写出试验思路:_____。
14.西北黄土高原是我国最大的苹果产区,干旱缺水是限制该地区苹果产业发展的主要环境因素之一,研究发现苹果细胞中存在一种对干旱具有一定抗性的基因——MdMYB48基因。现为了使拟南芥也获得抗旱性,研究者将MdMYB48基因导入了拟南芥细胞中,下图是获得抗干旱拟南芥的过程示意图。回答下列问题。
(1)MdMYB48基因与Ti质粒能重组在一起的前提是用相同的限制酶处理后获得相同的________。
(2)MdMYB48基因能转入到拟南芥细胞染色体DNA中的结构基础是________。
(3)当MdMYB48基因转入拟南芥细胞后,需要对其是否成功表达进行检测和鉴定,此时基因成功表达的直接证据是________。
(4)将导入外源基因的拟南芥细胞培育成拟南芥植株,利用的原理是________。
(5)利用基因工程育种的优点是________(答出1点即可)。
参考答案
1.答案:D
解析:A、转基因动物中常用的受体细胞为受精卵,通过显微注射技术将含有人凝血因子基因的表达载体导入羊受精卵中,获得生产人凝血因子的乳腺生物反应器,A错误;B、我国科学家将富含赖氨酸的蛋白质编码基因导入玉米,获得富含赖氨酸的转基因玉米,B错误;C、若将乙烯合成相关基因导入番茄,获得的转基因番茄能合成更多的乙烯,使得果实成熟加快,不利于储存,C错误;D、一种生活在棉铃虫消化道内的苏云金芽孢杆菌能分泌一种毒蛋白使棉铃虫致死,而此毒蛋白对人畜无害,据此科学家通过基因工程,将苏云金芽抱杆菌的B毒蛋白基因转入到普通棉株细胞内,并成功地实现了表达,从而培育出了能抗棉铃虫的抗虫棉,D正确。
2.答案:D
解析:ABC、利用转基因工程菌生产的药物已有60多种,这些药物包括细胞因子(如干扰素、白细胞介素)、抗体、疫苗(如乙肝疫苗)、激素如:人生长激素、胰岛素等,这些药物可以用来预防和治疗人类肿瘤、心血管疾病、遗传病、各种传染病、糖尿病、类风湿等疾病,ABC错误;
D、青霉素是诱变育种形成的高产青霉菌,再通过发酵工程生产的药物,不是基因工程技术生产的药物,D正确。
故选D。
3.答案:D
解析:ABC、番茄一马铃薯新物种、将玉米细胞内的叶绿体移入菟丝子细胞内都属于细胞工程技术的成果,高产的青霉素菌株是通过诱变育种培育的,ABC不符合题意;
D、能进行生物固氮的酵母菌品种是通过基因工程技术将固氮菌的固氨基因转移到酵母菌细胞中实现的,D符合题意。
故选D。
4.答案:D
解析:A、制造“工程菌”用于药品生产如用酵母菌生产干扰素,A正确;
B、创造“超级菌”分解石油、DDT,可降低环境污染,B正确;
C、导入外源基因替换缺陷基因,可进行疾病治疗,C正确;
D、由于人类与环境已经高度协调,因此基因突变大多数是不利的,D错误。
故选D。
5.答案:A
解析:A、克隆猴“中中”和“华华”应用了动物细胞核移植技术,A正确;
B、利用乳腺生物反应器生产药物,这属于动物基因工程的应用,B错误;
C、“超级细菌”能分解石油,是基因工程在微生物方面的应用,C错误;
D、产生干扰素的工程菌,属于基因工程在医药方面的应用,D错误。
故选A。
6.答案:D
解析:A、乳腺生物反应器生产药用蛋白属于动物基因工程技术的应用,A不符合题意;
B、培育抗除草剂的作物新品种属于植物基因工程技术的应用,B不符合题意;
C、利用微生物生产重组人干扰素属于基因工程技术的应用,C不符合题意;
D、用高产青霉菌生产青霉素属于诱变育种,不属于基因工程成果,D符合题意。
故选D。
7.答案:C
解析:
8.答案:C
解析:
9.答案:C
解析:A、转基因作物的抗除草剂基因有可能通过花粉传播进入杂草,使杂草成为用除草剂除不掉的“超级杂草”,导致基因污染,A正确;B、植物与害虫间是相互选择的,转抗虫基因植物可使昆虫群体抗性基因频率增加,B正确;C、食用转基因食品,其中的基因会被消化分解,不会整合到人的基因组中,C错误;D、转基因抗虫水稻具有抗虫能力,但是不能抵御病毒侵染,D正确。故选C。
10.答案:B
解析:A、可利用转基因动物生产药物(乳腺生物反应器)、做器官移植供体,A正确;B、基因工程能定向改造生物性状,但不能培育新物种,B错误;C、基因工程能培育出可以降解多种污染物的“超级细菌”来处理环境污染,即基因工程可用于环境监测和对被污染环境的净化,C正确;D、利用基因工程将胰岛素基因导入酵母菌中,通过发酵工程可批量生产胰岛素,D正确。故选B。
11.答案:BCD
解析:A、利用PCR技术扩增目的基因需依次经过高温变性、低温复性、中温延伸阶段,A错误;
B、构建重组质粒时用两种限制性核酸内切酶酶切,可以防止目的基因的反向连接和质粒的自身环化,B正确;
C、过程③构建基因的表达载体,需用DNA连接酶将目的基因和载体相连,C正确;
D、农杆菌中Ti质粒上的T-DNA能转移到植物细胞,并将目的基因整合到宿主细胞染色体的DNA上,所以农杆菌中的Ti质粒可作为基因工程的载体,D正确。
故选BCD。
12.答案:CD
解析:A、将Bt基因转入马铃薯内可获得抗病毒的植株,A错误;
B、工程菌属于原核生物,没有内质网和高尔基体,不能对干扰素进行加工与修饰,所以由工程菌获得人的干扰素不可直接应用,B错误;
C、转基因抗虫棉在世界范围内被广泛种植,有效控制了棉铃虫的危害,C正确;
D、将外源生长激素基因导入鲤鱼,由于生长激素能促进生长发育,因而可以提高鲤鱼的生长速率,D正确。故选CD。
13.答案:(1)脱氧核苷酸;Taq酶
(2)能自我复制(或有一个或多个切割位点、有标记基因位点、对受体细胞无害)
(3)基因表达载体的构建
(4)抗原;无;有SARS-CoV-2感染史的志愿者血清中存在一定量的相应抗体,会对试验结果产生干扰
(5)将同性别且年龄相当的志愿者随机分成若干组,然后给不同组志愿者分别注射不同剂量的疫苗,一段时间后采集血样并检测相应抗体的水平
解析:(1)步骤②为逆转录过程,合成的产物是cDNA,因此需要脱氧核苷酸作为原料。步骤③为利用PCR技术扩增获得S蛋白基因的过程,该过程需要的酶是Taq酶(热稳定DNA聚合酶)。
(2)Ad5作为载体应具有的特点是能自我复制、有一个或多个限制酶切割位点、有标记基因、在宿主细胞中可以存活并表达、对宿主细胞无害等。
(3)步骤④为构建目的基因表达载体的过程,即重组新冠疫苗的过程。
(4)重组疫苗注入志愿者体内后,S蛋白基因指导合成的S蛋白可作为抗原,刺激机体产生特异性免疫过程,使机体免疫系统产生能与之相结合的抗体,抗体的分泌量可作为检测疫苗对志愿者免疫效果的指标。参加临床试验的志愿者需要满足无SARS-CoV-2感染史的条件,即未感染过新冠病毒的志愿者,因为感染过新冠病毒的人体内含有相应的记忆细胞,若注射疫苗,则会出现二次免疫的特征,即体内的记忆细胞会迅速增殖分化,产生大量的浆细胞,浆细胞合成并分泌大量的抗体,从而导致无法检测出该疫苗的真正效果。
(5)实验目的为探究疫苗的注射剂量对志愿者产生的免疫效果,根据实验目的可知,该实验的自变量为疫苗的注射剂量,因变量为抗体产生量,因此设计实验如下:将同性别且年龄相当的志愿者随机分成若干组,然后给不同组别的志愿者注射不同剂量的疫苗,一段时间之后,检测志愿者体内的抗体产生量,作好记录并进行比较、分析,从而得出结论。
14.答案:(1)黏性末端
(2)两者都是DNA,都具有双螺旋结构
(3)拟南芥细胞中产生了MdMYB48基因控制合成的蛋白质(意思合理即可)
(4)(植物)细胞的全能性
(5)能按照人类意愿定向改变生物的性状、能打破不同物种间的生殖障碍