高中生物人教版必修二课后作业20基因工程及其应用

课后作业（二十）

［学业水平合格练］

1.科学家们经过多年的努力，创立了一种新兴生物技术——基因

工程，实施该工程的最终目的是（）

A.定向提取生物体的DNA分子

B.定向地对DNA分子进行人工“剪切”

C.定向地改造生物的遗传性状

D.在生物体外对DNA分子进行改造

［解析］根据基因工程的概念可知，实施该工程的最终目的是定向

地改造生物的遗传性状。

［答案］C

2.基因工程中，切割运载体和含有目的基因的DNA片段时，需

使用（）

A.同种限制酶B.两种限制酶

C.同种DNA连接酶D.两种DNA连接酶

［解析］用同种限制酶切割运载体和含有目的基因的DNA片段，

可以使两者产生相同的黏性末端，可通过互补碱基的配对结合起来，

再用DNA连接酶使两条链上的缺口结合，就形成一个完整的重组

DNAo

［答案1A

3.在下列基因操作的四个基本步骤中，不需要进行碱基互补配对

的步骤是（）

A.人工合成目的基因

B.将目的基因导入受体细胞

C.目的基因与运载体结合

D.目的基因的检测与鉴定

［解析］用人工方法便体外重组的DNA分子转移到受体细胞，主

要借助于细胞膜的流动性，此过程中不需要碱基互补配对。

［答案］B

4.人的糖蛋白必须经内质网和高尔基体进一步加工合成，通过转

基因技术，可以使人的糖蛋白基因得以表达的受体细胞是（）

A.大肠杆菌B.酵母菌

C.T4噬菌体D.质粒DNA

［解析］人的糖蛋白必须经内质网和高尔基体进一步加工合成，故

受体细胞内应有内质网和高尔基体，题干中只有酵母菌符合此条件。

［答案］B

5.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.①②④B.②③④

C.①③D.①④

［解析］转基因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——从而保证遗传的稳定性。

［答案］A

6.下列高科技成果中，根据基因重组原理进行的是（）

①利用杂交技术培育出超级水稻②通过返回式卫星搭载种子培

育出太空椒③通过体细胞克隆技术培养出克隆牛④将苏云金杆菌

的某些基因移植到棉花体内，培育出抗虫棉⑤将健康人的正常基因

植入病人体内治疗基因病⑥用一定浓度的生长素处理，获得无子番

茄

A.①③⑤B.①②④

C.①④⑤D.①②⑥

［解析］通过返回式卫星搭载种子培育出太空椒属于太空育种，其

原理为基因突变；通过体细胞克隆技术培养出克隆牛属于无性生殖，

应用的原理是细胞核的全能性；用一定浓度的生长素处理，获得无子

番茄应用的是生长素的生理作用。

［答案］c

7.据图所示，有关工具酶功能的叙述不正确的是（）

A.限制酶可以切断a处

B.DNA连接酶可以连接a处

C.解旋酶可以使b处解开

D.DNA连接酶可以连接b处

［解析］限制酶和DNA连接酶作用的部位是磷酸二酯键即a处，

解旋酶作用的部位是氢键即b处。

［答案］D

8.下图是应用基因工程技术获得转基因动物和植物的过程，相关

叙述不正确的是（）

A.通过①过程形成重组质粒只需要两种工具

B.②是重组质粒导入受体细胞的过程

C.通过③过程产生的转基因牛的细胞中都含有人的生长激素基因

D.通过④⑤过程培育的抗虫棉需要检测抗虫效果

［解析］①是目的基因与运载体结合的过程，既需要限制酶和

DNA连接酶，也需要载体质粒。

［答案］A

9.基因工程技术也称DNA重组技术，其实施时需要的四个必要

条件是（）

A.目的基因、限制酶、运载体、体细胞

B.重组DNA、RNA聚合酶、内切酶、连接酶

C.模板DNA、信使RNA、质粒、受体细胞

D.工具酶、目的基因、运载体、受体细胞

［解析］基因工程必须用到限制酶、DNA连接酶等工具酶，需要

将目的基因与运载体结合，并导入受体细胞，所以基因工程实施时需

要的四个必要条件是工具酶、目的基因、运载体和受体细胞。

［答案］D

［学业水平等级练］

10.采用基因工程的方法培育抗虫棉，下列导入目的基因的做法

正确的是（）

①将毒素蛋白注射到棉受精卵中②将编码毒素蛋白的DNA序

列注射到棉受精卵中③将编码毒素蛋白的DNA序列与质粒重组后，

导入细菌，用该细菌感染棉的体细胞，再进行组织培养④将编码毒

素蛋白的DNA序列与细菌质粒重组，注射到棉的子房并进入受精卵

A.①②B.②③

C.③④D.①④

［解析］基因工程中，在导入目的基因前要将目的基因与运载体结

合，即与细菌质粒重组，之后再将含有目的基因的重组质粒导入受体

细胞，即棉的体细胞或受精卵，目的基因导入受体细胞后，可随受体

细胞的繁殖而复制。若直接将毒素蛋白或编码毒素蛋白的DNA序列注

射到棉受精卵中，都很容易被相应的酶水解，不会被保留下来。

［答案1C

11.利用某目的基因（图甲）和P1噬菌体（图乙）构建重组DNAo3

种酶仍/II、EcoRI和So”3AI）在目的基因所在片段与P1噬菌体上

的切点均如图中箭头所示。下列分析错误的是（）

A.构建重组DNA时，可用Sg/n和3Al切割目的基因所在

片段和P1噬菌体

B.构建重组DNA时，可用EcoRI和3AI切割目的基因所

在片段和P1噬菌体

C.图乙中的P1噬菌体只用EcoRi切割后，含有2个游离的磷

酸基团

D.用EcoRI切割目的基因所在片段和P1噬菌体，再用DNA连

接酶连接，只能产生一种重组DNA

［解析］由题图可知，的HI、3Al及EcoRI三种酶在目的基

因所在片段和P1噬菌体上都有切点，故可用8711和3Al或

EcoRI和Sau3AI切割目的基因所在片段和P1噬菌体；从图乙知P1

噬菌体为环状DNA,只用EcoRi切割后产生两条反向双螺旋链状

DNA,有2个游离的磷酸基团：用EaRl切割目的基因所在片段和

P1噬菌体载体，再用DNA连接酶连接，能产生不止一种重组DNA。

［答案］D

12.由于乙肝病毒感染的宿主范围很窄，仅限于人和灵长类动物,

因此无法用细胞培养的方法生产疫苗，但可用基因工程的方法进行生

产，现已知乙肝病毒的核心蛋白和表面抗原蛋白的氨基酸序列，生产

示意图如下。下列相关说法不正确的是()

①②③

乙肝病毒一一＞有关基因一一^细菌一一＞大量生产疫苗

分离导入发酵

A.生产乙肝疫苗的过程也达到了定向改造细菌的目的

B,在①②过程中需要限制性核酸内切酶和DNA连接酶

C.用于生产疫苗的目的基因为编码核心蛋白的基因和表面抗原蛋

白基因

D.这种转基因的细菌一定是安全的，不用担心其扩散到自然界

［解析］题干中所述过程应用了基因工程技术，能定向改造生物的

遗传性状；在操作时要应用限制酶来获得目的基因，并用DNA连接酶

使之与运载体结合；该过程的目的基因为表面抗原蛋白基因和编码核

心蛋白的基因；转基因生物的安全性还存在争议，无法判断其安全性,

应避免其扩散进入自然界。

［答案］D

13.科学家通过基因工程，成功培育出能抗棉铃虫的棉花植株——

抗虫棉，其过程大致如图所示：

(1)目的基因能否在棉株体内稳定维持和表达其遗传特性的关键是

目的基因是否插入受体细胞染色体DNA上，这需要通过检测才能知

道，检测采用的最好方法是______________________________

________________________________________________________________________________O

(2)科学家预言，此种“转基因抗虫棉”独立种植若干代以后，将

出现不抗虫的植株，此现象来源于

(3)利用基因工程技术培育抗虫棉，相比诱变育种和杂交育种，具

有目的性强和等突出的优点。

(4)有人担心种植上述转基因抗虫棉，它所携带的目的基因可以通

过花粉传递给近缘物种，造成“基因污染”，请提出你的解决方法：

［解析］由题图可知，目的基因是苏云金芽匏杆菌的毒蛋白基因，

与Ti质粒重组后，利用农杆菌导入植物细胞产生了抗虫棉植株。这种

育种方式能克服远缘杂交不亲和性，可用DNA分子杂交技术检测目的

基因是否整合到受体细胞染色体上。

［答案］(l)DNA分子杂交技术

(2)基因突变

(3)克服远缘杂交不亲和性(或能有效地打破物种间的生殖隔离界

限)

(4)将目的基因导入叶绿体或线粒体基因组中

14.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。如图为获得抗虫棉的技术流程，请据图回答：

(1)基因工程的基本操作程序主要包括四个步骤；提取目的基因、

、将目的基因导入受体细胞、O

(2)要使运载体与该抗虫基因连接，A过程中首先应使用

进行切割。假如运载体被切割后，得到的分子末端序列为

AATTC—

I

G—,则能与该运载体连接的抗虫基因分子的末端是

(3)切割完成后，用将运载体与该抗虫基因连接，连

接后得到的DNA分子称为o

(4)来自苏云金杆菌的抗虫基因能在植物体内成功表达，说明苏云

金杆菌和植物等生物共用0

［解析］(1)基因工程的四个步骤中，第二、四步分别是目的基因

与运载体结合、目的基因的检测与鉴定。(2)切割目的基因和运载体时

用同一种限制酶，以便切出的黏性末端能够完成碱基互补配对，并且

能连接在一起。(3)目的基因和运载体结合时，用DNA连接酶催化该

过程，形成的分子称为重组DNA分子。(4)同一种基因在不同生物体

内合成了相同的蛋白质，说明这些生物的密码子与氨基酸的对应关系

是相同的，即共用一套遗传密码。

［答案］(1)目的基因与运载体结合目的基因的检测与鉴定(2)

同种限制酶A(3)DNA连接酶重组DNA分子(4)一套遗传密码

［应用创新综合练］

15.如图表示利用基因工程培育抗虫棉过程的示意图，请据图回

答下列有关问题：

(1)科学家在进行图中［①］操作时，要用分别切

割运载体和目的基因，还要用___________________________

将运载体和目的基因连接起来，形成O

(2)经过［②］操作将目的基因导入,然后经过组织培养形

成抗虫棉植株，此过程体现了质粒作为运载体必须具备的两个条件是

(3)下列是几种氨基酸对应的密码子，据此推断图中合成的多肽的

前三个氨基酸的种类(按前后顺序排列)。(几种氨基

酸对应的密码子：甲硫氨酸(AUG)、甘氨酸(GGA)、丝氨酸(UCU)、酪

氨酸(UAC)、精氨酸(AGA)、丙氨