2020-2021高中生物3配套作业：专题1 第3节 基因工程的应用含解析

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精2020-2021学年高中生物人教版选修3配套作业：专题1第3节基因工程的应用含解析专题一第三节请同学们认真完成练案[3]一、选择题1．通过基因工程方法生产的药物有（C)①干扰素②白细胞介素③青霉素④乙肝疫苗A．①②③ B．①②③④C．①②④ D．②③④解析：青霉素是经诱变育种方法培育出高产青霉素菌种，然后再通过发酵工程来生产的,其他药物都是用基因工程方法生产的。2．我国转基因技术发展态势良好,农业部依法批准发放了转植酸酶基因玉米、转基因抗虫水稻的生产应用安全证书。下列关于转基因玉米和转基因水稻的叙述不正确的是（D)A．转植酸酶基因玉米的外源基因是植酸酶基因B．转基因抗虫水稻减少了化学农药的使用，减少了环境污染C．转基因抗虫水稻是否具有抗虫性，可通过饲养卷叶螟进行检测D．转基因抗虫水稻的外源基因是几丁质酶基因解析：转植酸酶基因玉米的外源基因是植酸酶基因，转基因抗虫水稻的外源基因是Bt毒蛋白基因，而几丁质酶基因是抗真菌转基因植物常用的基因；转基因抗虫水稻减少了农药的使用，减少了环境污染，同时降低了农业生产的成本;检测目的基因是否表达最简便的方法是个体水平的检测。3．工程菌是指（C)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群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新细胞群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群D．从自然界中选取的能迅速增殖的菌类4．下列关于基因工程相关知识的叙述，正确的是（C）A．在基因工程操作中为了获得重组质粒，必须用相同的限制酶，露出的黏性末端可以不相同B．若要生产转基因抗病水稻，可将目的基因先导入到大肠杆菌中，再转入水稻细胞中C．如果提高作物中某种氨基酸的含量，可以导入控制合成含有该种氨基酸蛋白质的基因D．基因治疗主要是对具有缺陷的体细胞进行全面修复解析：获得重组质粒，必须要求有相同的黏性末端,使用的限制酶可以不同.对于水稻等单子叶植物，常用基因枪法；对于双子叶植物则常用农杆菌转化法。基因治疗只是替换或修复部分体细胞的缺陷基因。5．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，下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(B)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，不能得到抗冻型增强的抗冻蛋白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DNA探针技术，可以检测转基因抗冻番茄植株中目的基因的存在及其完全表达解析：过程①为逆转录过程获得目的基因，缺少相应内含子，所以用这种方法获得的基因不能用于比目鱼基因组测序。将多个抗冻基因编码区依次相连成能表达的新基因，得到的蛋白质其抗冻性并不增强。重组质粒上有标记基因，并不是转入农杆菌才能筛选，而是用农杆菌转化法，有利于重组质粒导入受体细胞。应用DNA探针技术,可以检测目的基因是否在受体细胞中存在，并不能检测其是否表达。6．近年来基因工程的发展非常迅速，科学家可以用DNA探针和外源基因导入的方法进行遗传病的诊断和治疗，下列做法不正确的是（D）A．用DNA探针检测镰刀型细胞贫血症B．用DNA探针检测病毒性肝炎C．用导入外源基因的方法治疗半乳糖血症D．用基因替换的方法治疗21三体综合征解析：基因工程是基因水平上的现代生物技术，21三体综合征是染色体异常遗传病，是患者第21号染色体比正常人多了一条，无法从基因水平上治疗。7．下列关于基因工程技术应用的叙述中，错误的是(D)A．基因工程技术可定向改良农作物的某些品质B．利用细菌代谢旺盛的特点生产基因工程药物C．运用基因工程技术让牛合成并分泌人类抗体D．噬菌体作为载体可以将重组DNA导入动物细胞获得转基因动物解析:基因工程技术可定向改良农作物的某些品质,A正确;利用细菌代谢旺盛的特点将细菌利用基因工程手段改造成工程菌，生产基因工程药物,B正确；运用基因工程技术将所需抗体的相关基因导入牛的受精卵中，达到让牛合成并分泌人类抗体的目的，C正确；噬菌体是细菌病毒，不能作为载体将重组DNA导入动物细胞，D错误。8．科学家尝试通过转基因工程,把一名女性红绿色盲患者的造血干细胞进行改造，如成功治疗后，她后来所生的儿子中(A)A．全部有病 B．一半正常 C．全部正常 D．不能确定解析:根据题意分析可知：该女性红绿色盲患者的基因型为XbXb，对其造血干细胞进行改造，只是造血干细胞遗传物质改变，其他细胞遗传物质并未改变，因此她产生的卵细胞均含有Xb，而儿子的X染色体只来自母亲，所以其儿子患病几率为100％，A正确.9．科学家运用基因工程技术，将人凝血因子基因导入山羊的DNA中,培育出羊乳腺生物反应器,使羊乳汁中含有人凝血因子。以下有关叙述,正确的是（A）A．可用显微注射技术将含有人凝血因子基因的重组DNA分子导入羊的受精卵B．在该转基因羊中，人凝血因子基因存在于乳腺细胞，而不存在于其他细胞C．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mRNAD．科学家将人凝血因子基因与乳腺蛋白基因重组在一起，从而使人凝血因子基因只在乳腺细胞中特异表达解析：目的基因需导入受精卵中，因此该转基因羊的体细胞中都含有目的基因。DNA聚合酶催化DNA复制过程,而不作用于转录。乳腺蛋白基因的启动子与人凝血因子基因重组在一起，导入受精卵中.10．上海医学院遗传研究所成功培育出第一头携带人白蛋白的转基因牛,他们还研究出一种可以大大提高基因表达水平的新方法，使转基因动物乳汁中的白蛋白提高了30多倍，这标志着我国转基因研究向产业化的目标迈进了一步.那么“转基因动物”是指（B)A．提供基因的动物 B．基因组中导入了外源基因的动物C．基因组出现了新基因的动物 D．能表达基因遗传信息的动物解析：利用转基因技术，将控制分泌人白蛋白的基因转移到牛的DNA的基因序列中，使这一基因控制的性状在后代牛的乳腺细胞得到表达,产生的乳汁中含有人的白蛋白,这样的牛就被称为转基因牛。11．基因治疗是把健康的外源基因导入有基因缺陷的细胞中,从变异角度分析这属于(C）A．基因突变 B．染色体结构变异C．基因重组 D．染色体数目变异12．蜘蛛丝（丝蛋白)被称为“生物钢"，有着超强的抗张强度,可制成防弹背心、降落伞绳等。蜘蛛丝还可被制成人造韧带和人造肌腱。科学家研究出集中生产蜘蛛丝的方法—-培育转基因蜘蛛羊作为乳腺生物反应器。下列有关乳腺生物反应器的说法，错误的是(B)A．将蜘蛛丝蛋白基因与乳腺蛋白基因的启动子等结合在一起构建成表达载体B．将含有丝蛋白基因的表达载体导入动物乳腺细胞中即可获得乳腺生物反应器C．与乳腺生物反应器相比，膀胱生物反应器不受性别等限制，受体来源更广泛D．转基因动物产生的生殖细胞可能含有药用蛋白基因解析：该过程需要将蜘蛛丝蛋白基因与乳腺蛋白基因的启动子等结合在一起构建成表达载体，再通过显微注射导入受精卵中,A正确；将含有丝蛋白基因的表达载体导入动物受精卵中才可获得乳腺生物反应器，B错误；与乳腺生物反应器(只能选雌性)相比,膀胱生物反应器不受性别、时间等限制，受体来源更广泛，C正确;转基因动物产生的生殖细胞可能含有药用蛋白基因，因为体细胞中含有药用蛋白基因，D正确。二、非选择题13．（2020·天津高三三模）近年CRISPR－Gas基因编辑技术在基因治疗的应用领域展现出极大的应用前景.(1)大部分基因治疗的临床试验，都是先从病人体内获得某种细胞,例如淋巴细胞，进行培养，然后在体外完成基因转移,再筛选成功转移的细胞扩增培养，最后重新输入患者体内。上述方法称为__体外__基因治疗。（2）用CRISPR－Cas技术治疗遗传病的基本过程是：根据遗传病致病基因的序列设计一段RNA（即CRISPRRNA)，将该RNA与Cas蛋白结合形成复合体，并导入患者细胞中，导入方法与外源基因导入人体细胞相似，可采用__显微注射__法;进入细胞后的复合体在CRISPRRNA的指引下按照__碱基互补配对__原则准确地结合在致病基因部位，而蛋白则对致病基因进行切割。由此可见Cas蛋白应该是一种__限制性核酸内切__酶。（3)治疗中不能对患病个体的每个细胞都注射该复合体。研究人员选用动物病毒为运载体，从而使复合体在运载体的协助下能够大量主动进入人体细胞，但在使用前需要对运载体进行__灭毒(或减毒）__处理,以保证其安全性。该运载体进入人体细胞的方式通常是__胞吞__。解析：(1)基因治疗分为体外基因治疗和体内基因治疗两种类型。体外基因治疗：先从病人体内获得某种细胞进行培养，然后在体外完成基因转移，再筛选成功转移的细胞扩增培养，最后重新输入患者体内。体内基因治疗：用基因工程的方法直接向人体组织细胞转移基因的方法。题干中基因治疗的方法属于体外基因治疗。（2）将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法；进入细胞后的复合体在RNA的指引下，按照碱基互补配对原则准确的结合在致病基因部位；Cas蛋白可对致病基因进行切割，基因的本质是有遗传效应的DNA片段,由此可见，Cas蛋白应该是一种限制性核酸内切酶.(3）利用动物病毒侵染动物细胞的特性,可选用动物病毒为运载体,从而使复合体在运载体的协助下能够大量主动进入人体细胞，但为了防止病毒的致病性，在使用前需要对运载体进行灭毒（或减毒）处理，以保证其安全性。该运载体是大分子物质，进入人体细胞的方式通常是胞吞.14．酵母菌的维生素、蛋白质含量高，可生产食品和药品等.科学家将大麦细胞的LTP1基因植入啤酒酵母菌中，获得的啤酒酵母菌种可产生LTP1蛋白，并酿出泡沫丰富的啤酒。基本的操作过程如下：(1)该技术定向改变了酵母菌的性状,这在可遗传变异的来源中属于__基因重组__.(2)从大麦细胞中可直接分离获得LTP1基因，还可采用__人工合成__方法获得目的基因。本操作中为了将LTP1基因导入酵母菌细胞内，所用的载体是__质粒__。(3）此操作中可以用分别含有青霉素、四环素的两种选择培养基进行筛选,则有C进入的酵母菌在选择培养基上的生长情况是__在含有青霉素的培养基上能存活，但不能在含有四环素的培养基上存活__。(4）除了看啤酒泡沫丰富与否外，还可以怎样检测LTP1基因在啤酒酵母菌中的表达？__检验转基因啤酒酵母菌能否产生LTP1蛋白__15．下图为利用奶牛的乳汁生产胰岛素的流程图.回答下列问题:（1)质粒载体作为基因工程的工具，应具备的条件有__具有自我复制的能力、有一个至多个限制酶切割位点、含有标记基因__（答出两点即可)。而作为基因表达载体,除了满足上述基本条件外，还需要具有启动子和__终止子__。(2）据图分析,最好选用__SmaⅠ、PstⅠ__(填限制酶名称)分别切割目的基因和质粒分子.当胰岛素基因和质粒载体连接时，DNA连接酶催化形成的化学键是__磷酸二酯键__.(3）要使胰岛素基因在受体细胞中表达，需要通过质粒载体，而不能直接将目的基因导入受体细胞，原因是__目的基因无复制原点、无表达所需的启动子等__（答出两点即可).（4）经检测,胰岛素基因已导入受体细胞的基因组中,但转基因奶牛通过乳腺生物反应器未生产出胰岛素，根据中心法则分析，其原因可能是__胰岛素基因(目的基因)的转录或翻译异常__.(5）通过乳腺生物反应器生产胰岛素，需提前对形成的受精卵进行筛选,保留含性染色体组组成为__XX__（填“XX"或“XY”)的类型。解析：（1)质粒载体是小型环状DNA，其作为基因工程的工具，应具备的条件有：具有自我复制的能力、有一个至多个限制酶切割位点、含有标记基因等。而作为基因表达载体，除了满足上述基本条件外，还需要具有启动子和终止子.(2)根据上述分析可知，选用的限制酶不能破坏目的基因和标记基因,结合图示分析可知，最好选用SmaⅠ、PstⅠ分别切割目的基因和质粒分子。当胰岛素基因和质粒载体连接时，DNA连接酶催化形成的化学键是磷酸二酯键.(3）要使胰岛素基因在受体细胞中表达，需要通过质粒载体，而不能直接将目的基因