高中生物浙科版现代生物科技专题第一章基因工程 市获奖

第3课时基因工程的应用(时间：30分钟满分：50分)一、选择题(共8小题，每小题2分，共16分)1．下列有关转基因植物的说法中不正确的是()A．科学家可以利用一些调节细胞渗透压的基因来提高作物的抗盐碱和抗干旱的能力B．由于抗虫棉可以抵抗一切危害棉花植株的害虫，所以抗虫棉已经推广应用C．科学家往往将必需氨基酸含量多的蛋白质编码基因导入植物中，以提高农作物的营养价值D．引起植物生病的病原微生物，主要有病毒、真菌和细菌等解析转基因抗虫棉只是对棉铃虫具有较强的抗性，并不针对所有害虫。答案B2．某科学家从细菌中分离出耐高温淀粉酶(Amy)基因a，通过基因工程的方法，将a转到马铃薯植株中，经检测发现Amy在成熟块茎细胞中存在，下列说法正确的是()A．基因a只有导入到马铃薯受精卵中才能表达B．目的基因来自细菌，可以不需要载体直接导入受体细胞C．基因a导入成功后，将抑制细胞原有的新陈代谢，开辟新的代谢途径D．目的基因进入受体细胞后，可通过复制传给子代细胞并表达解析培育转基因植株可以以体细胞或受精卵作为受体细胞；目的基因必须借助载体才能导入受体细胞；目的基因导入成功后，不抑制细胞原有的代谢途径。答案D3．番茄营养丰富，是人们喜爱的一类蔬菜。普通番茄细胞中含有多聚半乳糖醛酸酶基因，控制细胞产生多聚半乳糖醛酸酶，该酶能破坏细胞壁，使番茄软化，不耐贮藏。科学家通过基因工程将一种抗多聚半乳糖醛酸酶基因导入番茄细胞，获得了抗软化番茄。下列关于培育抗软化番茄的叙述中，错误的是()A．载体常用质粒B．受体细胞是番茄细胞C．目的基因为多聚半乳糖醛酸酶基因D．目的基因的表达延缓了细胞的软化解析抗软化番茄的培育常用质粒作载体，将目的基因(抗多聚半乳糖醛酸酶基因)与质粒结合形成重组DNA分子，利用含重组DNA分子的土壤农杆菌去感染普通番茄，目的基因导入普通番茄细胞中染色体的DNA上，从而使多聚半乳糖醛酸酶基因不能表达。答案C4．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切割的是DNA，而烟草花叶病毒的遗传物质为RNA；目的基因与载体的连接由DNA连接酶催化连接；受体细胞为植物细胞，所以可以是烟草原生质体，目的基因为抗除草剂基因，所以筛选的时候应该用含除草剂的培养基筛选转基因细胞。答案A5．年仅4岁的美国女孩阿尚蒂由于ADA基因缺陷导致T淋巴细胞不断死亡，患有严重的复合型免疫缺陷症。1990年9月14日她接受了人类历史上首例基因治疗，在治疗过程中，可作为受体细胞的是()①受精卵②效应细胞毒性T细胞③T细胞④造血干细胞A．①②B．③④C．②③D．①③解析女孩患病的原因是ADA基因缺陷导致T淋巴细胞不断死亡，因此需要通过基因工程将正常的ADA基因导入来自小姑娘体内且能产生T细胞的细胞，选用小姑娘体内细胞的原因是防止产生免疫排斥反应。造血干细胞也能增殖分化成T细胞。答案B6．腺苷酸脱氨酶(ADA)基因缺陷症是一种免疫缺陷病，对患者采用基因治疗的方法是：取出患者的T淋巴细胞，进行体外培养时转入正常ADA基因，再将这些T淋巴细胞注入患者体内，使其免疫功能增强，能正常生活。下列有关叙述中，不正确的是()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．淋巴细胞需在体外扩增后再注射入患者体内D．腺苷酸脱氨酶(ADA)基因缺陷症属于先天性免疫缺陷病解析基因治疗是将正常的基因导入到有基因缺陷的细胞中，正常的ADA基因可以控制合成正常的ADA来影响免疫功能；为获得大量含ADA正常基因的T淋巴细胞，需在体外扩增后再注入患者体内；腺苷酸脱氨酶(ADA)基因缺陷症是先天性免疫缺陷病。答案A7．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。下列有关叙述，正确的是()A．如果人凝血因子基因的核苷酸序列已知，可用人工合成的方法获得该目的基因B．人体细胞中凝血因子基因进入羊受精卵细胞后，其传递和表达不再遵循中心法则C．在该转基因羊体内，人凝血因子基因存在于乳腺细胞中，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聚合酶以DNA分子的一条链为模板合成mRNA解析基因的表达包括转录和翻译，基因的传递和表达遵循中心法则；转基因羊体内人凝血因子基因存在于羊所有体细胞中；人凝血因子基因开始转录后，RNA聚合酶以DNA分子的一条链为模板合成mRNA。答案A8．“工程菌”是指()A．用物理或化学方法诱发菌类自身某些基因得到高效表达的菌类细胞株系B．用遗传工程的方法，把相同种类、不同株系的菌类通过杂交得到的新细胞株系C．用基因工程的方法，使外源基因得到高效表达的菌类细胞株系D．从自然界中选取的能迅速增殖的菌类解析“工程菌”的形成有三个特点：①运用的是基因工程方法；②菌系表达的是外源目的基因而非菌系自身的基因；③利用的是菌类高效表达基因的功能。答案C二、非选择题(共4小题，共34分)9．(7分)多聚半乳糖醛酸酶(PG)能降解果胶使细胞壁破损。成熟的番茄果实中，PG合成显著增加，能使果实变红变软，但不利于保鲜。利用基因工程减少PG基因的表达，可延长果实保质期。科学家将PG基因反向接到Ti质粒上，导入番茄细胞中，得到转基因番茄，具体操作流程如图(原生质体是去掉细胞壁的植物细胞)，据图回答下列问题。(1)若已获取PG的mRNA，可通过________获取PG基因。重组质粒转移到大肠杆菌中的目的是_______________________。(2)用含目的基因的农杆菌感染番茄原生质体后，可用含有________的培养基进行筛选，理由是________________。之后，还需将其置于质量分数为25%的蔗糖溶液中，观察细胞________现象来鉴别细胞壁是否再生。(3)由于导入的目的基因能转录出反义RNA，且能与________________互补结合，因此可抑制PG基因表达的翻译过程。若________，则可确定转基因番茄培育成功。解析(1)PG的mRNA在反转录酶的作用下，反转录为PG基因。重组质粒转移到大肠杆菌中，目的是大量复制目的基因。(2)根据图示，PG基因插在四环素抗性基因中间，在BamHⅠ酶作用下，四环素抗性基因被破坏了，即重组质粒中含卡那霉素抗性基因，但不含四环素抗性基因，故用含有PG基因的农杆菌感染番茄原生质体后，可用含有卡那霉素的培养基进行筛选。若将其置于质量分数为25%的蔗糖溶液中，可通过观察细胞是否发生质壁分离现象来鉴别细胞壁是否再生。(3)根据图示，导入的目的基因能转录出PG反义RNA，天然PG基因转录产生正常的RNA，这两种RNA能互补结合，从而抑制了PG基因的正常表达。若番茄果实的保质期延长，则确定转基因番茄培育成功。答案(1)反转录法大量复制目的基因(或克隆目的基因)(2)卡那霉素重组质粒中含卡那霉素抗性基因而四环素抗性基因被破坏是否发生质壁分离(3)天然的PG基因转录的mRNA番茄果实的保质期延长10．(9分)如图表示从苏云金芽孢杆菌分离出杀虫晶体蛋白基因(简称Bt基因)及形成转基因抗虫植物的图解。请分析回答：(1)写出b过程的表达式_____________________。(2)将目的基因和载体(质粒)结合的工具酶有________酶和________酶。(3)科学家计划从哺乳动物的乳汁中提取某种抗体，应将控制抗体合成的基因导入该种动物的________中，导入基因成功表达的标志是______________________________。解析应用基因工程技术，从苏云金芽孢杆菌中提取杀虫晶体蛋白基因(目的基因)导入棉花细胞中形成转基因抗虫棉，Bt基因的表达，使棉花细胞中合成了原毒素，使采食棉花的昆虫中毒死亡。要使某种动物的乳汁中含有某种抗体，目的基因一般导入受精卵中。这样，由此受精卵发育成的哺乳动物的所有体细胞中都含有目的基因。答案(1)Bt基因eq\o(→,\s\up7(转录))mRNAeq\o(→,\s\up7(翻译))原毒素(晶体蛋白)(2)限制性核酸内切DNA连接(3)受精卵动物乳汁中含此种抗体11．(8分)在菲律宾首都马尼拉郊外的一片稻田里，一种被称为“金色大米”的转基因水稻已经悄然收获。这种转基因大米可以帮助人们补充每天必需的维生素A。由于含有可以生成维生素A的β—胡萝卜素，它呈现金黄色泽，故称“金色大米”。“金色大米”的培育流程如图所示，请回答下列问题(已知限制性核酸内切酶Ⅰ的识别序列和切点是—G↓GATCC—，限制性核酸内切酶Ⅱ的识别序列和切点是—↓GATC—)。(1)培育“金色大米”的基因工程操作五步曲中，其核心是________通过该操作形成了图中的________(填字母)。(2)在构建c的过程中质粒用________(填“限制性核酸内切酶Ⅰ”或“限制性核酸内切酶Ⅱ”)进行了切割。检验重组载体导入能否成功，需要利用________作为标记基因。(3)为在短时间内大量获得目的基因，可用________扩增的方法，其原理是_______________________。(4)除植物基因工程硕果累累之外。在动物基因工程、基因工程药物和基因治疗等方面也取得了显著成果，请列举出至少两方面的应用______________________________。解析(1)基因工程的核心步骤是重组DNA分子的构建，构建成的重组DNA分子可用图中c表示。(2)据图可知，限制性核酸内切酶Ⅰ的识别序列中包含了限制性核酸内切酶Ⅱ的识别序列，若使用限制性核酸内切酶Ⅱ对质粒进行切割，则基因Ⅰ和基因Ⅱ都会被破坏，因此应使用限制性核酸内切酶Ⅰ切割质粒。此时基因Ⅰ结构完整，可作为标记基因。(3)PCR技术是一项在生物体外复制特定DNA片段的核酸合成技术，其依据的原理是DNA双链复制。(4)考查基因工程应用的相关实例，答案合理即可。答案(1)重组DNA分子的构建c(2)限制性核酸内切酶Ⅰ基因Ⅰ(3)PCR技术DNA双链复制(4)乳腺生物反应器；体外基因治疗复合型免疫缺陷症12．(10分)有一种病人不能抵抗疾病，只能生活在无菌室里，如果离开无菌室，病人就会受到病毒感染而死亡，原因是其体内缺乏一种腺苷酶基因。其治疗方案如图所示。(1)仿照上述方案设计一个为男性患者治疗血友病的方案，请完成有关步骤，第一步：取出患者的皮肤细胞进行细胞培养；第二步：提取目的基因；第三步：__________________________________；第四步：将重组载体导入受体细胞，让这种携带有正常凝血因子基因的无害病毒去感染_______________________________；第五步：根据病毒上的标记基因检测皮肤细胞中是否导入正常凝血因子基因，并检测是否产生了________________________；第六步：将含有目的基因的皮肤细胞扩大培养，当各种指标达到要求后，再与胶原细胞混合，制成注射针剂。将含有这种活细胞的针剂注射到患者体内，目的基因在患者体内表达，使患者的凝血因子达到可以止血的含量。(2)取患者本人的皮肤细胞作为受体细胞进行培养，目的是_______________。(3)假设以大肠杆菌质粒作为载体，并用同一种限制性核酸内切酶切割载体与目的基因，将切割后的载体与目的基因片段混合，