學必求其心得，業必貴于專精學必求其心得，業必貴于專精學必求其心得，業必貴于專精2020-2021學年高中人教版生物選修3課后分層檢測案1.3基因工程的應用含解析課后分層檢測案3基因工程的應用［基礎鞏固練]1．我國轉基因抗蟲棉是在棉花細胞中轉入Bt毒蛋白基因培育出來的,它對棉鈴蟲具有較強的抗性。下列敘述錯誤的是()A．Bt毒蛋白基因是從蘇云金芽孢桿菌中分離的B．Bt毒蛋白基因可借助花粉管通道進入棉花細胞中C．培育的轉基因棉花植株需要做抗蟲的接種實驗D．用DNA聚合酶連接經切割的Bt毒蛋白基因和載體2．我國已能自行生產乙肝疫苗等基因工程藥物，乙肝疫苗的生產方法是()A．在受體細胞內大量增殖乙肝病毒B．在液體培養基中大量增殖乙肝病毒C．將乙肝病毒的全部基因導入受體細胞并表達D．將乙肝病毒的表面抗原基因導入受體細胞并表達3．下列關于基因工程應用的敘述,正確的是（)A．基因治療能治愈所有遺傳病B．基因診斷的基本原理是DNA分子雜交C．一種基因探針能檢測水體中的各種病毒D．利用基因工程生產乙肝疫苗時，目的基因存在于人體B淋巴細胞的DNA中4．下列關于基因工程相關知識的敘述，正確的是（）A．在基因工程操作中為了獲得重組質粒，必須用相同的限制酶切割，露出的黏性末端可以不相同B．若要生產轉基因抗病水稻，可將目的基因先導入大腸桿菌中，再轉入水稻細胞中C．如要提高作物中某種氨基酸的含量,可以導入控制合成含有該種氨基酸比較多的蛋白質的基因D．基因治療主要是對具有缺陷的體細胞進行全面修復5．將大腸桿菌的質粒連接上人生長激素的基因后，重新置入大腸桿菌的細胞內，通過發酵就能大量生產人生長激素.下列敘述正確的是（）A．發酵產生的生長激素屬于大腸桿菌的初級代謝產物B．大腸桿菌獲得的能產生人生長激素的變異可以遺傳C．大腸桿菌質粒標記基因中腺嘌呤與尿嘧啶含量相等D．生長激素基因在轉錄時需要限制酶和DNA連接酶6．將甜菜堿、海藻糖等有機小分子的合成基因轉入煙草細胞中，會使煙草的抗旱性增強.下列關于這類轉基因煙草及其培育過程的敘述，錯誤的是(）A．細胞中甜菜堿等有機小分子的合成量增加B．細胞液滲透壓增大，避免細胞過度失水C．將抗旱基因導入煙草細胞中常用農桿菌轉化法D．在干旱條件下篩選出成功導入抗旱基因的煙草細胞7．有關基因工程的成果及應用的說法,不正確的是()①用基因工程方法能培育抗蟲植物和抗病毒植物②基因工程在畜牧業上應用的主要目的是培育體型巨大、品質優良的動物③目前基因治療已廣泛應用于臨床實踐④基因工程在農業上的應用主要是培育高產、穩產、品質優良和具有抗逆性的農作物A．①②B．③④C．②③D．②④8．干擾素是抗病毒的特效藥,它是一種糖蛋白，現在某基因公司用如圖所示方法生產干擾素。請回答下列相關問題.(1）從人的淋巴細胞中提取出________，使它同質粒相結合，然后導入酵母菌體內.（2)科學家成功地把人的干擾素基因插入煙草的DNA分子上,使煙草獲得了抗病毒的能力,試分析:①人的基因能移入植物體內，其物質基礎是________________________________________________.②煙草有了抗病毒的能力，這表明煙草體內產生了________。煙草植株產生這種新性狀（變異性狀)的來源屬于________。③要檢測干擾素基因是否進入了煙草細胞，可采用的方法是________________；若要檢測干擾素基因是否表達出干擾素，可采用____________的方法.［能力提升練］9．我國轉基因技術發展態勢良好,農業部依法批準發放了轉植酸酶基因玉米、轉基因抗蟲水稻的生產安全證書。下列關于轉基因玉米和轉基因水稻的敘述，不正確的是(）A．轉植酸酶基因玉米的外源基因是植酸酶基因B．轉基因抗蟲水稻減少了化學農藥的使用，減少了環境污染C．轉基因抗蟲水稻是否具有抗蟲性，可通過飼養卷葉螟進行檢測D．轉基因抗蟲水稻的外源基因是幾丁質酶基因10．《人類基因治療》報道，在美國佛羅里達大學基因治療中心接受基因治療的三名遺傳性失明患者都重新獲得了一定的視力，并且沒有嚴重的副作用.基因治療是指(）A．把健康的外源基因導入有基因缺陷的細胞中，達到治療疾病的目的B．對有缺陷的細胞進行檢測、修復，從而使其恢復正常，達到治療疾病的目的C．運用人工誘變方法，使有基因缺陷的細胞發生基因突變，從而恢復正常D．運用基因工程技術,把有缺陷的基因切除，達到治療疾病的目的11．科學家在河南華溪蟹中找到了金屬硫蛋白基因，并以質粒為載體，采用轉基因方法培育出了汞吸收能力極強的轉基因煙草.下列有關該煙草培育的說法，正確的是（）A．金屬硫蛋白基因需插入到質粒上，才能轉移到受體細胞中B．為培育出轉基因煙草植株，選擇的受體細胞一定是煙草的受精卵C．同種限制酶既可以切割含目的基因的DNA片段又可以切割質粒，因此不具有專一性D．轉基因煙草與原煙草相比基因組成發生了變化，導致兩者出現生殖隔離12．近年誕生的具有劃時代意義的CRISPR/Cas9基因編輯技術可簡單、準確地進行基因定點編輯,其原理是由一條單鏈向導RNA引導核酸內切酶Cas9到一個特定的基因位點進行切割,通過設計向導RNA中20個堿基的識別序列,可人為選擇DNA上的目標位點進行切割（見下圖）。下列相關敘述錯誤的是（）A．Cas9蛋白由相應基因指導在核糖體中合成B．向導RNA中的雙鏈區遵循堿基配對原則C．向導RNA可在逆轉錄酶催化下合成D．若α鏈剪切點附近序列為……TCCAGAATC……，則相應的識別序列為……UCCAGAAUC……13．科學家利用轉基因技術成功培育出一頭轉入了賴氨酸基因的轉基因牛，從其乳汁中可獲得大量的賴氨酸。以下相關敘述中，正確的是()A．基因表達載體的受體細胞的性染色體組成可以是XX，也可以是XYB．將賴氨酸基因導入牛的卵細胞中，通過組織培養也能形成轉基因牛C．人們只在轉基因牛的乳汁中才能獲取賴氨酸，是因為只在轉基因牛的乳腺細胞中才有賴氨酸基因D．運用基因工程技術讓牛合成大量的賴氨酸，該技術將導致定向變異14．胰島素A、B鏈分別表達法是生產胰島素的方法之一.圖1是該方法所用的基因表達載體，圖2表示利用大腸桿菌作為工程菌生產人胰島素的基本流程(融合蛋白A、B分別表示β。半乳糖苷酶與胰島素A、B鏈融合的蛋白)。請回答下列問題:（1）圖1基因表達載體中沒有標注出來的基本結構是________。(2）圖1中啟動子是________酶識別和結合的部位，有了它才能啟動目的基因的表達;氨芐青霉素抗性基因的作用是________________________________________________________________________(3）構建基因表達載體時必需的工具酶有________________________________________________________________________.（4）β。半乳糖苷酶與胰島素A鏈或B鏈融合表達，可將胰島素肽鏈上蛋白酶的切割位點隱藏在內部，其意義在于________________________________________________________________________。(5）溴化氰能切斷肽鏈中甲硫氨酸羧基端的肽鍵，用溴化氰處理相應的融合蛋白能獲得完整的A鏈或B鏈,且β-半乳糖苷酶被切成多個肽段,這是因為________________________________________________________________________。（6)根據圖2中胰島素的結構，請推測每個胰島素分子中所含游離氨基的數量.你的推測結果是________，理由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。[素養養成練]15．利用動物乳腺生產產品的技術稱為動物乳腺反應器技術。該技術生產的藥用蛋白具有表達效率高、成本低、安全性高、易于分離純化的優點，可產生乙肝表面抗原及抗凝血酶Ⅲ等醫藥產品，造福人類健康。下圖為利用生物技術獲得這一生物新品種和抗蟲棉的過程，據圖回答：（1)在基因工程中,A表示________，如果直接從蘇云金芽孢桿菌中獲得抗蟲基因，①過程使用的酶的功能特點是________________________________________________________________________________________________________________________________________________，B表示____________.（2)在研究過程中，研究人員首先從相關基因組中獲取了目的基因，并采用________技術對目的基因進行了擴增，然后將目的基因與質粒等載體組合形成了重組載體。在重組載體的構建過程中需要的工具酶有____________。(3)基因表達載體的構建是基因工程的核心，一個完整的基因表達載體至少包括哪些部分?________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4）將目的基因導入受體細胞的過程中，在③過程中一般是采用________，在②過程中一般采用____________，受體細胞一般是________。（5）由于轉基因表達產物存在于山羊的乳汁中，檢測其體內是否出現藥用蛋白，在分子水平上的檢測方法及結果是什么？________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.(6)要確定目的基因(抗蟲基因)導入棉花細胞后，是否能穩定遺傳并表達，需進行檢測和鑒定工作，請寫出在個體水平上的鑒定過程：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。課后分層檢測案31．解析：Bt毒蛋白基因是從蘇云金芽孢桿菌中分離出來的抗蟲基因；Bt毒蛋白基因可借助花粉管通道進入棉花細胞中（花粉管通道法)；培育的轉基因棉花植株需要做抗蟲的接種實驗，以確定轉基因棉花植株的抗性及抗性程度;切割得到的Bt毒蛋白基因和載體的連接是靠DNA連接酶來完成的。答案:D2．解析：疫苗具有抗原性，乙肝病毒的抗原性由蛋白質外殼決定,所以生產乙肝疫苗利用的是乙肝病毒的蛋白質外殼。生產乙肝疫苗的方法是：獲取乙肝病毒表面抗原基因，導入受體細胞，使受體細胞表達乙肝病毒表面抗原.答案：D3．解析：基因治療不能治愈所有遺傳病;基因診斷又稱DNA診斷，即在DNA分子水平上分析檢測某一基因，從而對疾病作出判斷,利用的原理是DNA分子雜交;基因探針是用放射性同位素（或熒光分子)標記的含有目的基因的DNA片段,一種基因探針只能檢測水體中的一種或一類病毒;利用基因工程生產乙肝疫苗是通過構建含有乙肝病毒表面抗原基因的重組質粒，然后導入相應的宿主細胞(如酵母菌細胞）,生產乙肝病毒表面抗原蛋白。答案：B4．解析:獲得重組質粒，必須要求有相同的黏性末端或平末端，使用的限制酶可以不同。轉基因技術操作過程中，必須通過重組載體才能將目的基因導入受體細胞。基因治療并不能修復缺陷基因.答案：C5．解析：人生長激素不是大腸桿菌生長和繁殖所必需的物質,因此其不是大腸桿菌的初級代謝產物，A錯誤；可遺傳的變異包括基因突變、基因重組和染色體變異，利用基因工程技術使大腸桿菌獲得的能產生人生長激素的變異屬于基因重組，B正確；大腸桿菌質粒是小型環狀DNA分子，不含尿嘧啶，C錯誤；生長激素基因在轉錄時需要RNA聚合酶，D錯誤。答案：B6．解析：將甜菜堿、海藻糖等有機小分子的合成基因轉入煙草細胞后,細胞中甜菜堿等有機小分子的合成量增加，會使煙草細胞液的滲透壓升高，避免細胞過度失水,因此會使煙草的抗旱性增強；將目的基因導入植物細胞常用農桿菌轉化法；在干旱條件下可以篩選出成功導入抗旱基因的煙草植株,但并不能篩選出成功導入抗旱基因的煙草細胞.答案:D7．解析：用基因工程方法能培育抗蟲植物和抗病毒植物，①正確；基因工程在畜牧業上應用的主要目的是提高動物生長速度、改善畜產品品質、生產藥物等,而不是為了培育體型巨大的個體，②錯誤；目前，基因治療處于初期臨床試驗階段,③錯誤；基因工程在農業上的應用主要是培育高產、穩產、品質優良和具有抗逆性的農作物，④正確。答案：C8．解析：(1)通過基因工程構建“工程菌”的方法:從人的淋巴細胞中提取出干擾素基因，使它與質粒結合形成重組質粒，然后將重組質粒導入酵母菌中,通過相應的檢測與鑒定得到成功轉入了重組質粒的酵母菌，再通過培養這種酵母菌，使之合成大量的干擾素.(2）基因工程的理論基礎：不同生物的DNA結構基本相同，不同生物間能進行基因的移接。基因工程的原理是基因重組。若要檢測干擾素基因是否進入了煙草細胞，可采用的方法是DNA分子雜交技術；若要檢測干擾素基因是否表達出干擾素，可采用抗原—抗體雜交的方法。答案：（1)干擾素基因（2）①它們的DNA結構基本相同②干擾素基因重組③DNA分子雜交技術抗原—抗體雜交9．解析:轉植酸酶基因玉米的外源基因是植酸酶基因，A不符合題意;轉基因抗蟲水稻具有抗蟲特性，一定程度上能夠殺死某些農業害蟲，減少了化學農藥的使用，從而減少了環境污染,B不符合題意；轉基因抗蟲水稻是否具有抗蟲性，可利用轉基因水稻飼養卷葉螟，觀察卷葉螟是否能夠被殺死進行檢測，C不符合題意；轉基因抗蟲水稻的外源基因是Bt毒蛋白基因，D符合題意。答案：D10．解析：基因治療只是將正常的外源基因導入病人體內，使該基因的表達產物發揮功能,從而達到治療疾病的目的，而細胞中的缺陷基因并未修復，和正常基因同時存在，基因治療也不是切除病變基因或誘發其突變，因而B、C、D的說法都不符合基因治療的概念.答案：A11．解析：金屬硫蛋白基因需插入到質粒上，才能轉移到受體細胞中，A正確;由于植物細胞具有全能性，因此植物基因工程的受體細胞可以是受精卵或體細胞，B錯誤；限制酶具有專一性，能識別特定的脫氧核苷酸序列，C錯誤；轉基因煙草與原煙草之間一般不會出現生殖隔離，D錯誤。答案：A12．解析：蛋白質的合成是由基因控制的，在核糖體中以mRNA為模板合成蛋白質，A正確；向導RNA雙鏈中堿基的配對需要遵循堿基互補配對原則，B正確；逆轉錄酶催化的反應是以RNA為模板，合成相應的DNA，C錯誤；若α鏈剪切點附近序列為……TCCAGAATC……，則其對應鏈的序列為……AGGTCTTAG……,則根據堿基互補配對原則，Cas9識別序列為……UCCAGAAUC……，D正確。答案：C13．解析：根據題干信息可知，從轉基因牛的乳汁中可獲得大量的賴氨酸，這說明基因表達載體的受體細胞的性染色體組成應為XX,A錯誤;在基因工程中，常將目的基因導入動物的受精卵中,若將目的基因導入卵細胞中，通過組織培養不能形成完整的個體,B錯誤；由于將賴氨酸基因導入哺乳動物的受精卵中，因此轉基因動物的體細胞中都有賴氨酸基因,但是該基因只在乳腺細胞中表達，C錯誤；基因工程是人為地將目的基因導入受體細胞，定向地改造生物的性狀，D正確。答案:D14．解析：(1)基因表達載體中應具有啟動子、目的基因、終止子、標記基因和復制原點。（2）啟動子是轉錄過程中RNA聚合酶識別和結合的部位，有了它才能啟動目的基因的轉錄。圖中的氨芐青霉素抗性基因充當了標記基因，可用含有氨芐青霉素的培養基篩選含有重組質粒的大腸桿菌。(3)構建基因表達載體時，需要用同種限制酶分別切割目的基因和載體，然后用DNA連接酶將目的基因和載體連接.(4)胰島素肽鏈上具有蛋白酶的切割位點,會導致胰島素被菌體內的蛋白酶降解,而通過融合表達將切割位點隱藏在內部可防止胰島素的A、B鏈被菌體內的蛋白酶降解。(5)根據溴化氰能切斷肽鏈中甲硫氨酸羧基端的肽鍵,并結合β。半乳糖苷酶被切成多個肽段，獲得了完整的胰島素A鏈、B鏈這一信息,可以推測β。半乳糖苷酶中必然含有多個甲硫氨酸,胰島素A鏈、B鏈不含甲硫氨酸。(6）每一條肽鏈的兩個末端分別含有一個游離的氨基和一個游離的羧基,某些氨基酸的R基中可能也含有游離的氨基。答案：(1)終止子(2)RNA聚合作為標記基因，將含有重組質粒的大腸桿菌篩選出來(3）限制酶和DNA連接酶(4）防止胰島素的A、B鏈被菌體內蛋白酶降解（5)β。半乳糖苷酶中含多個甲硫氨酸，而胰島素A、B鏈中不含甲硫氨酸（6）至少2個兩條肽鏈的一端各有一個游離的氨基，氨基酸R基團中可能還含有游離的