2019-2020年高三生物-第18讲-基因工程的应用专题作业

1、2019-2020年高三生物 第18讲 基因工程的应用专题作业【核心知识】（一）基因工程的应用1.植物基因工程：抗虫、抗病、抗逆转基因植物，利用转基因改良植物的品质。2.动物基因工程：提高动物生长速度、改善畜产品品质、用转基因动物生产药物。3.基因治疗：把正常的外源基因导入病人体内，使该基因表达产物发挥作用。（二）蛋白质工程的概念蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，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。（基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质）（1）蛋白质工程崛起的缘由：基因工程只能生产自然界已存在的

2、蛋白质（2）蛋白质工程的基本原理：它可以根据人的需求来设计蛋白质的结构，又称为第二代的基因工程。基本途径：从预期的蛋白质功能出发，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（基因）以上是蛋白质工程特有的途径；以下按照基因工程的一般步骤进行。（注意：目的基因只能用人工合成的方法）【巩固练习】一、单选题：1若利用基因工程技术培育能固氮的水稻新品种，其在环保上的重要意义是（ ）A减少氮肥的使用量，降低生产成本 B减少氮肥的使用量，节约能源C避免氮肥过多引起环境污染 D改良土壤结构2基因治疗是指（ ）A.对有基因缺陷的细胞进行修复，从而使其恢复正常，达到治疗疾病的目的B.把

3、健康的外源基因导入到有基因缺陷的细胞中，达到治疗疾病的目的C.运用人工诱变的方法，使有基因缺陷的细胞发生基因突变恢复正常D.运用基因工程技术，把有缺陷的基因切除，达到治疗疾病的目的3下列有关基因诊断和基因治疗的叙述正确的是 A基因工程可以直接在细胞内修复有问题的基因 B用基因替换的方法可以治疗21-三体综合症 C基因治疗就是把缺陷基因诱变成正常基因 D应用基因探针可以检测出苯丙酮尿症4. 科学家运用基因工程技术将人胰岛素基因与大肠杆菌的质粒DNA 分子重组，并且在大肠杆菌体内获得成功表达。人胰岛素基因与大肠杆菌质粒DNA 彼此能结合的依据是（ ） A基因自由组合定律 B半保留复制原则C基因分离

4、定律 D碱基互补配对原则575年，科学家用基因工程的方法创造出了一种能分解石油的“超级细菌”，下列关于此种细菌的说法正确的是 （ ）A.与一般细菌相比它体积特别巨大 B.它是现在唯一能分解石油的细菌C.它同时能分解石油中的四种烃类 D.与一般细菌相比，它繁殖速度极快6图甲、乙中的箭头表示三种限制性核酸内切酶的酶切位点，ampr表示氨苄青霉素抗性基因，neo表示新霉素抗性基因。下列叙述正确的是()A图甲中的质粒用BamH切割后，含有4个游离的磷酸基团B在构建重组质粒时，可用Pst和BamH切割质粒和外源DNAC用Pst和Hind酶切，加入DNA连接酶后可得到1种符合要求的重组质粒D导入目的基因的

5、大肠杆菌可在含氨苄青霉素的培养基中生长7 (2013广东卷，3)从某海洋动物中获得一基因，其表达产物为一种抗菌性和溶血性均较强的多肽P1。目前在P1的基础上研发抗菌性强但溶血性弱的多肽药物，首先要做的是A合成编码目的肽的DNA片段B构建含目的肽DNA片段的表达载体C依据P1氨基酸序列设计多条模拟肽D筛选出具有优良活性的模拟肽作为目的肽8、蛋白质工程的实质是 （ ）A、改变氨基酸结构 B、改造蛋白质结构 C、改变肽链结 D、改造基因结构9、基因工程的实质是 （ ）A、基因重组 B、基因突变 C、产生新的蛋白质 D、产生新的基因10、干扰素经过改造可长期储存，从蛋白质水平上应改变的是 （ ）A、光

6、氨酸 B、精氨酸 C、谷氨酸 D、半光氨酸11、蛋白质工程制造的蛋白质是 （ ）A、天然蛋白质 B、稀有蛋白质 C、自然界中不存在的蛋白质 D、血红蛋白质12、蛋白质工程的基础是 （ ）A、基因工程 B、细胞工程 C、酶工程 D、发酵工程13、玉米是生产赖氨酸的好材料，可是产量低，需要改变什么结构就能提高产量？ （ ）A、天冬氨酸激酶 B、二氢吡啶二羧合成酶 C、肽酶 D、A、B都是14、天然蛋白质合成遵循的法则是 （ ）A、中心法则 B、转录 C、翻译 D、复制15、蛋白质工程的基本操作程序正确是 （ ）蛋白质分子结构合成 DNA合成 mRNA合成 蛋白质的预期功能 根据氨基酸的序列推出脱氧

7、核苷酸的序列A、 B、C、 D、 二、多选题16、下列关于蛋白质工程的说法,正确的是 ( ) A.蛋白质工程能定向改造蛋白质分子的结构,使之更加符合人类需要 B.蛋白质工程是在分子水平上对蛋白质分子直接进行操作,定向改变分子的结构 C.蛋白质工程能产生自然界中不曾存在的新型蛋白质分子 D.蛋白质工程与基因工程密不可分,又称为第二代基因工程17、质粒是常用的基因工程载体。下图是某种天然土壤农杆菌Ti质粒结构示意图(标示了部分基因及部分限制酶的作用位点)，据图分析下列说法正确的是()A图中的终止子是由三个相邻碱基组成的终止密码B用农杆菌转化法可将该质粒构建的表达载体导入植物细胞C用限制酶和DNA连

8、接酶改造后的质粒无法被限制酶切割D用限制酶处理能防止该质粒构建的表达载体引起植物疯长18、下列关于基因工程成果的概述，正确的是( )A.在医药卫生方面，主要用于诊断治疗疾病 B.在农业上主要是培育高产、稳产、品质优良和具有抗性的农作物C.在畜牧养殖业上培育出了体型巨大、品质优良的动物 D.在环境保护方面主要用于环境监测和对污染环境的净化19、下列育种需要使用生物工程技术的是( ) A.高产青霉素菌株 B.能分泌含抗体的乳汁的母牛 C.生长较快的鲤鲫鱼 D.利于贮藏的白菜甘蓝三、非选题20将人的抗病毒干扰基因“嫁接”到烟草的DNA分子中，可使烟草获得抗病毒的能力，形成转基因产品。试分析回答：（1

9、）烟草转基因产品的获得属于 （ ）A.基因工程 B.细胞工程 C.微生物工程 D.酶工程（2）人的基因工程之所以能接到植物体中去，原因是： 。烟草具有抗病毒能力，说明烟草体内产生： 。不同生物间基因移植成功，说明生物共有一套 ，从进化的角度看，这些生物具有 。烟草DNA分子被“嫁接”上或“切割”掉某个基因，实际并不影响遗传信息的表达功能。这说明 。该工程应用于实践，将给农业、医药等诸多领域带来革命，目前已取得了许多成就，请你列举你所知道的或你所设想应用该工程的三个具体实例： 。有人认为，转基因新产品也是一把双刃剑，有如船能载舟也能覆舟，甚至可能带来灾难性的后果，你是否支持这一观点？如果支持，请

10、你举出一个可能出现的灾难性后果的实例： 。21.回答下列问题：(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？22. 请分析下面

11、一项专利。申请专利号03109739.1时间2003.04.14名 称利用转基因番茄生产胰岛素的方法公开号1458161公开日2003.11.26申请（专利权）林忠平地 址北京市北京大学生命科学学院发明（设计人）林忠平、倪挺、陈溪、胡鸢雷专 利摘 要 本发明利用转基因番茄作为生物反应器生产人胰岛素。所用的人胰岛素基因是依据植物偏爱密码子的原则来设计所含的密码子，通过人工合成若干DNA片段，拼接而成，并且在C端加上KDEL的内质网滞留序列。将该基因置于CaMV35S启动子和果实专一性启动子2A12的驱动之下，通过农杆菌介导的方法转入番茄中，在番茄的果实中表达人胰岛素。 此基因工程中，目的基因是

12、。将人工合成的DNA片段拼接在一起，所必需的工具酶是 。试分析在C端加上KDEL的内质网滞留序列的原因： 。用目的基因与农杆菌的 结合构建表达载体。目的基因能否在番茄中稳定遗传的关键是 ，检测受体细胞中是否存在目的基因可采用 技术。23可以用于治疗糖尿病,但是胰岛素被注射到人体后,会堆积在皮下,要经过较长的时间才能进入血液,而进入血液的胰岛素又容易分解,因此,治 疗效果受到影响。如图是用蛋白质工程设计速效胰岛素的生产过程,请据图回答有关问题：(1)构建新的蛋白质模型是蛋白质工程的关键,图中构建新的胰岛素模型的主要依据是 。(2)通过DNA合成形成的新基因应与 结合后转移到 中才能得到准确表达。

13、(3)若要利用大肠杆菌生产速效胰岛素,需用到的生物工程有 、 和发酵工程。(4)图解中从新的胰岛素模型到新的胰岛素基因的基本思路是什么？24、利用生物技术获得生物新品种的过程示意图。据图回答： (1)随着科技发展，获取目的基因的方法也越来越多，若乙图中的“抗虫基因”是利用甲图中的方法获取的，该方法称为。图中过程与细胞中DNA复制过程相比，该过程不需要酶。是在(填“酶的名称”)作用下进行延伸的。(2)在培育转基因植物的研究中，卡那霉素抗性基因(kan)常作为标记基因，只有含卡那霉素抗性基因的细胞才能在卡那霉素培养基上生长。乙图为获得抗虫棉技术的流程。A过程需要的酶有、。图中将目的基因导入植物受体

14、细胞采用的方法是。C过程的培养基除含有必要营养物质、琼脂和激素外，还必须加入。(3)离体棉花叶片组织经C、D、E成功地培育出了转基因抗虫植株，此过程涉及的细胞工程技术是，该技术的原理是。(4)检测目的基因是否转录出mRNA的具体方法是使用与提取出的分子杂交。(5)科学家将植物细胞培养到，包上人工种皮，制成了神奇的人工种子，以便更好地大面积推广培养。第十六讲 基因工程的应用与蛋白质工程的崛起1C2B3D4D5C66C解析图甲中的质粒用BamH切割后，会破坏两个磷酸二酯键，磷酸二酯键是由相邻脱氧核苷酸的磷酸基团和脱氧核糖脱水形成的，因此只含有2个游离的磷酸基团。由于BamH的切割位点在目的基因的内

15、部，使用它切割外源DNA会破坏目的基因。用Pst和Hind切割质粒后，虽然破坏了ampr基因，但是会保留下neo基因作为标记基因，以备筛选。用Pst和Hind切割外源DNA后，可得到两个能与质粒连接的DNA片段，但是只有带目的基因的DNA片段与酶切后的质粒连接才符合要求。由于氨苄青霉素抗性基因遭到破坏，因此，只能用含新霉素的培养基进行筛选。7.C解析由题可知，多肽P1为抗菌性强和溶血性也强的多肽，但是要设计出抗菌性强但溶血性弱的多肽，即在P1的基础之上设计出自然界原本不存在的蛋白质，应用蛋白质工程，依据P1氨基酸序列设计多条模拟肽，即答案为C。8D 9A 10C 11A 12D 13D 14A

16、 15C 16、ACD17BD解析密码子是mRNA上三个相邻的碱基，不会出现在DNA上；用农杆菌转化法可将重组载体导入植物细胞；用限制酶和DNA连接酶构建的表达载体中仍存在限制酶的识别位点(tetr)；用限制酶切割后，编码控制细胞分裂素及吲哚乙酸合成的物质就不能合成了。18、BCD 19、BCD20、（1）A (2)DNA的基本单位相同，都具有双螺旋结构 干扰素 遗传密码子 共同的祖先 基因具有独立性 抗虫棉、转基因奶牛、超级细菌21 (1)分子结构及预期功能 基因 (2)农杆菌浸染法 首先将目的基因与质粒组合, 构建基因表达载体,将含目的基因的表达载体导入植物细胞,通过植物组织培养获得表现新

17、性状的植物 (3)显微注射法 胚胎分割 (4)转基因生物及其产品对生物多样性、生态环境可能产生的影响主要表现在以下几个方面：转基因生物打破了物种的原有界限,改变了物质循环和能量流动,对生态系统的稳定性造成破坏;重组DNA与微生物杂交,可能出现对动、植物和人类有害的病原微生物;增加目标害虫的抗性和进化速度;转基因植物通过传粉进行基因转移,导致超级杂草出现;转基因植物的花粉如含有有毒蛋白或过敏蛋白,通过蜜蜂的采集,很可能进入蜜蜂中,再经过食物链的传递,最后有可能进入其他动物和人体内。22. 人胰岛素基因 限制（性核酸内切）酶、DNA连接酶 使胰岛素合成后在植物内质网中保存，以免在细胞内被降解 质粒

18、（或Ti质粒） 番茄染色体DNA上是否插入了目的基因 DNA分子杂交23 (1)蛋白质的预期功能 (2)载体 大肠杆菌等受体细胞 (3)蛋白质工程 基因工程 (4)根据新的胰岛素中氨基酸的序列,推测出其基因中的脱氧核苷酸序列,然后利用DNA合成仪来合成出新的胰岛素基因24. (1)利用PCR技术扩增目的基因 解旋 热稳定DNA聚合酶(Taq酶)(2)限制性核酸内切酶 DNA连接酶 农杆菌转化法 卡那霉素(3)植物组织培养 细胞全能性 (4)标 记的目的基因 mRNA分子(5)胚状体(或答“不定芽”“顶芽”“腋芽”也可)解析：(1)图甲是利用目的基因作为模板的基因体外扩增过程，即利用了PCR技术扩增目的基因。图甲中过程利用高温使DNA双链解旋，因是在高温环境下合成DNA，故所需的DNA聚合酶是热稳定性较高的