2019-2020学年新突破同步人教版生物必修二练习：第6章第2节　基因工程及其应用

2019-2020学年新突破同步人教版生物必修二练习：第6章第2节　基因工程及其应用

[基础全练] 1．你认为支持基因工程技术的理论有( ) ①遗传密码的通用性 ②不同基因可独立表达 ③不同基因表达可互相影响 ④DNA 作为遗传物质能够严格地自我复制 A．①②④ B．②③④ C．①③ D．①④ 解析：基因工程技术之所以在不同种生物间可以进行是因为遗传密码的通用性 ——同一基因在不同生物中表达产生的蛋白质(或性状)相同；不同基因表达的独立 性——在不同生物中基因的表达不受其他基因的影响；DNA 自我复制的严格性 ——保证遗传的稳定性。 答案：A 2．“黄金大米”是将胡萝卜素转化酶的基因导入水稻细胞中而制备成功的。一般 来说，制备“黄金大米”植株的过程中，不需要使用( ) A．限制性核酸内切酶 B．纤维素酶 C．DNA 连接酶 D．DNA 聚合酶 解析：获取目的基因和构建基因表达载体时都需要使用限制性核酸内切酶，A 不 符合题意；采用基因工程技术培育“黄金大米”植株的过程中不需要使用纤维素 酶，B 符合题意；构建基因表达载体时，需要使用 DNA 连接酶，C 不符合题意； 基因在受体细胞中复制时需要 DNA 聚合酶，D 不符合题意。 答案：B 3．关于基因工程的工具，下列说法正确的是( ) A．DNA 连接酶最初是从人体细胞中发现的 B．限制酶和 DNA 水解酶的作用相同 C．不同限制酶切割 DNA 的位点不同 D．有的质粒是单链 DNA 解析：DNA 连接酶主要是从原核生物中发现的；DNA 水解酶可以把 DNA 水解为 4 种脱氧核苷酸，而限制酶是将 DNA 切割为具有相同末端的 DNA 片段；限制酶 具有专一性，不同限制酶识别的核苷酸序列不同，切点也不同；质粒是双链环状 的 DNA 分子。 答案：C 4．下列关于质粒的叙述，正确的是( ) A．质粒是广泛存在于细菌细胞中的一种颗粒状细胞器 B．质粒是细菌细胞质中能够自主复制的小型环状 DNA 分子 C．所有细菌的质粒上均含有抗生素抗性基因 D．细菌质粒的遗传遵循孟德尔遗传定律 解析：质粒是细菌细胞质中能够自主复制的小型环状 DNA 分子，不属于细胞器； 细菌质粒上的抗性基因是细菌“个性”的表现，并不是所有细菌的质粒都具有抗 生素抗性基因；孟德尔遗传定律只适用于真核生物的有性生殖过程中。 答案：B 5．用基因工程技术可使大肠杆菌合成人的蛋白质，下列叙述不正确的是( ) A．常用相同的限制性核酸内切酶处理目的基因和质粒 B．DNA 连接酶和 RNA 聚合酶是构建重组质粒必需的工具酶 C．可用含抗生素的培养基检测大肠杆菌中是否导入了重组质粒 D．导入大肠杆菌的目的基因可能成功表达 解析：构建基因表达载体时，常用相同的限制性核酸内切酶处理目的基因和质粒， 以产生相同的黏性末端，A 正确；DNA 连接酶和限制酶是构建重组质粒必需的工 具酶，B 错误；根据运载体上的抗性基因，可用含抗生素的培养基检测大肠杆菌中 是否导入了重组质粒，C 正确；导入大肠杆菌的目的基因不一定能成功表达，D 正 确。 答案：B 6．据图分析，有关基因工程的工具酶功能的叙述，不正确的是( ) A．切断 a 的酶为限制性核酸内切酶 B．切断 b 的酶为解旋酶 C．连接 a 的酶为 DNA 连接酶 D．切断 b 的酶为限制性核酸内切酶 解析：a 为磷酸二酯键，限制性核酸内切酶作用于磷酸二酯键，A 正确，D 错误。 解旋酶使 DNA 双链解开，连接 DNA 两条链的为碱基对之间的氢键(b)，B 正确。 DNA 连接酶可使两个 DNA 分子片段连接起来，作用部位也是磷酸二酯键，C 正 确。 答案：D 7．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．运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 解析：基因工程中目的基因和受体细胞均可来自动植物或微生物；常用的工具酶 是限制性核酸内切酶和 DNA 连接酶；由于大肠杆菌没有内质网、高尔基体等细胞 器，无法对胰岛素原进行加工，因此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；运载体上的抗性基因主要是有利于筛选含重组 DNA 的细胞，不能 促进目的基因的表达，所以 D 错误。 答案：D 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 解析：限制性核酸内切酶只能切割特定的脱氧核苷酸序列，而烟草花叶病毒的核 酸是核糖核苷酸，A 错误；构建基因表达载体时，需要用限制性核酸内切酶切割 得到抗除草剂基因和切开运载体，再用 DNA 连接酶将两者连接形成重组 DNA，B 正确；基因表达载体构建好之后，需要将重组 DNA 分子导入受体细胞(烟草原生 质体)，C 正确；基因工程的最后一步是目的基因的检测和鉴定，可以用含有除草 剂的培养基筛选转基因烟草细胞，D 正确。 答案：A 9．科学家将鼠体内的能够产生胰岛素的基因与大肠杆菌的 DNA 分子重组，并且 在大肠杆菌中发现了胰岛素。如图所示，请据图回答： (1)图中[2][5][3][7]表示从供体细胞的 DNA 中直接分离基因获得__________的过 程。 (2)图中[3]代表________，在它的作用下将质粒和目的基因切出__________末端。 (3)经[9]________________的作用将[7][6]“缝合”形成[8]________。[8]往往含有 ________________基因，以便将来检测。 (4)图中[10]表示将________________的过程。 解析：(1)通过 2、3、5 得到 7,7 是目的基因，该法属于直接从供体细胞的 DNA 中 分离目的基因。(2)3 代表限制酶，作用是将目的基因和运载体切出相同的黏性末端。 (3)9 是 DNA 连接酶，作用是将目的基因和运载体连接起来形成重组 DNA 分子。 为便于检测，运载体应含有特殊标记基因。(4)10 表示将重组 DNA 导入受体细胞 的过程。 答案：(1)目的基因 (2)限制酶 可互补配对的黏性 (3)DNA 连接酶 重组 DNA 分子 标记 (4)重组 DNA 导入受体细胞 10．基因工程是在现代生物学、化学和工程学基础上建立和发展起来的，并依赖 于微生物学理论和技术的发展、运用，基因工程基本操作流程如图所示。请据图 分析回答： (1) 图 中 A 是 ________ ， 最 常 用 的 是 ________ ， 在 基 因 工 程 中 ， 需 要 在 ______________________________酶的作用下才能完成剪接过程。 (2)不同种生物之间的基因移植成功说明了生物共用一套________。 (3)研究中发现，番茄体内的蛋白酶抑制剂对害虫的消化酶有抑制作用，导致害虫 无法消化食物而被杀死，人们成功地将番茄的蛋白酶抑制剂基因导入玉米体内， 玉米获得了与番茄相似的抗虫性状，玉米这种变异的来源是________。 解析：(1)图中 A 是运载体，常用的是质粒；图中“剪接”过程需要限制性核酸内 切酶切割含有目的基因的外源 DNA 分子和运载体，还需要 DNA 连接酶将目的基 因和运载体连接起来。 (2)自然界所有生物共用一套遗传密码，因此目的基因在不同的生物细胞中能正确 表达。 (3)玉米通过基因工程获得抗虫性状，基因工程的原理是基因重组，因此玉米这种 变异的来源属于基因重组。 答案：(1)运载体 质粒 限制性核酸内切酶和 DNA 连接 (2)遗传密码 (3)基因 重组 [素养提升] 11．限制性核酸内切酶是一种核酸切割酶，可辨识并切割 DNA 分子上特定的核苷 酸序列，如图依次为 4 种限制酶 BamHⅠ，EcoR Ⅰ，Hind Ⅲ以及 BglⅡ的辨识序 列，箭头表示每一种限制酶的特定切割部位，其中哪两种限制酶所切割出来的 DNA 片段末端可以互补黏合( ) BamHⅠ EcoRⅠ Hind Ⅲ BglⅡ ↓ ↓ ↓ ↓ GGATCC GAATTC AAGCTT AGATCT CCTAGG CTTAAG TTCGAA TCTAGA ↑ ↑ ↑ ↑ A．BamHⅠ和 EcoRⅠ B．BamHⅠ和 HindⅢ C．EcoRⅠ和 HindⅢ D．BamHⅠ和 BglⅡ 解析：BamHⅠ和 BglⅡ切割形成的黏性末端都为 GATC，因此能互补黏合，D 正 确。 答案：D 12．限制酶 MunⅠ和限制酶 EcoRⅠ的识别序列及切割位点分别是—C↓AATTG— 和—G↓AATTC—。如图表示 4 种质粒和目的基因，其中箭头所指部位为酶的识 别位点，质粒的阴影部分表示标记基因。适于作为图示目的基因运载体的质粒是 ( ) 解析：A 中 MunⅠ能切出与 EcoRⅠ互补的黏性末端，且未破坏标记基因结构；B 中质粒无标记基因，不符合运载体的条件；C、D 中破坏了标记基因，所以 A 项正 确。 答案：A 13．现有一长度为 3 000 碱基对(bp)的线性 DNA 分子，用限制性核酸内切酶酶切 后，进行凝胶电泳，使降解产物分开。用酶 H 单独酶切，结果如图 1；用酶 B 单 独酶切，结果如图 2；用酶 H 和酶 B 同时酶切，结果如图 3。下列相关叙述正确的 是( ) A．酶 H 有 2 个识别位点和切割位点 B．酶 B 和酶 H 同时切割时，有 3 个识别位点和切割位点 C．酶 B 和酶 H 同时切割时，能产生完全相同的酶切片段 D．酶 B 和酶 H 有相同的识别位点和切割位点 解析：长度为 3 000 碱基对(bp)的线性 DNA 分子，用酶 H 单独酶切，结果如图 1， 由此判断酶 H 有 1 个识别位点和切割位点，故 A 错误；用酶 B 单独酶切，结果如 图 2，由此判断酶 B 有 2 个识别位点和切割位点，结果得到 3 个 DNA 片段；用酶 H 和酶 B 同时酶切，结果如图 3，因为 DNA 碱基数为 3 000 bp，应得到 1 个 1 400 bp 片段，2 个 600 bp 片段和 1 个 400 bp 片段，这样两种酶共同切割就得到了 4 个 片段，有 3 个酶切位点和识别位点，故 B 正确；由以上分析可以知道酶 B 和酶 H 同时切割时，能产生 2 个 600 bp 的 DNA 分子，但是不能理解为完全相同的酶切片 段，因为 DNA 的组成不只由碱基的数量决定，还与碱基的种类和排列顺序有关， 故 C 错误；酶 B 和酶 H 有相同长度的酶切片段，但并不能认为二者有相同的识别 位点和切割位点，故 D 错误。 答案：B 14．上海医学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物蛋白含 量提高 30 多倍。以下与此有关的叙述中正确的是( ) 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．只有从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 胞中含有 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，不能合成人 白蛋白 解析：转基因动物是指以实验方法导入外源基因，在染色体组内稳定整合并能遗 传给后代的一类动物。体细胞中出现了新基因的动物不一定是转基因动物，基因 突变也可能出现新基因，这样的动物不能称为转基因动物；“提高基因的表达水 平”是指设法使牛乳腺细胞中的人白蛋白基因更好地转录、翻译成更多的人白蛋 白。人白蛋白基因导入的是牛的受精卵，随着受精卵的分裂、分化，存在于牛的 每个细胞中，但是只有在牛的乳腺细胞中人白蛋白基因才能表达。 答案：D 15．如图所示为人体正常红细胞和镰刀型细胞贫血症患者红细胞形态及镰刀型细 胞贫血症的基因治疗过程。请回答以下问题： (1)________图细胞为镰刀型细胞贫血症的红细胞，这种病是由于________造成的。 (2)写出以下结构或物质的名称： A____________；D____________。 (3)写出以下过程的操作内容： ①__________________________________________________________________； ②用携带正常基因的运载体(病毒)侵染造血干细胞； ③__________________________________________________________________； ④_________________________________________________________________。 (4)患者身体康复后，所生子女是否会带有镰刀型细胞贫血症基因？请说明理由。 解析：(1)由于基因突变使红细胞呈镰刀状而易破碎，如图乙。 (2)在基因治疗过程中，A 为目的基因，可以与运载体结合后导入受体细胞中，D 作为受体细胞应为具有持续分裂能力的造血干细胞。 (3)基因治疗过程应有四个步骤，其中①为将正常基因导入运载体中，③为将基因 表达载体导入受体细胞 D 的染色体上，④为将具有正常功能的造血干细胞转移至 患者体内。 (4)基因突变若发生在体细胞内一般不遗传给后代，若发生在生殖细胞中可能遗传 给后代。 答案：(1)乙 基因突变 (2)合成血红蛋白的正常基因(目的基因) 造血干细胞 (3)①将正常基因导入运载体中 ③将运载体(携带正常基因)导入造血干细胞染色 体上 ④经过改造的造血干细胞输入患者骨髓中并产生正常的血细胞 (4)不一定。如果该患者的镰刀型细胞贫血症是由于个体发育的受精卵时期基因突 变引起的，子女会携带该致病基因；如果患者的镰刀型细胞贫血症是由于个体发 育过程中基因突变引起的，其生殖细胞中不含致病基因，因此，不管是否经过基 因治疗，子女都不含该致病基因。