基因工程及其應(yīng)用一、選擇題(每小題2分，共30分)1我國(guó)科學(xué)家運(yùn)用基因工程技術(shù)，將蘇云金芽孢桿菌的抗蟲基因?qū)朊藁?xì)胞并成功表達(dá)，培育出了抗蟲棉。下列敘述不正確的是()A基因非編碼區(qū)對(duì)于抗蟲基因在棉花細(xì)胞中的表達(dá)不可缺少B重組DNA分子中增加一個(gè)堿基對(duì)不一定導(dǎo)致毒蛋白的毒性喪失C抗蟲棉的抗蟲基因可通過(guò)花粉傳遞至近緣作物，從而造成基因污染D轉(zhuǎn)基因棉花是否具有抗蟲特性是通過(guò)檢測(cè)棉花對(duì)抗生素抗性來(lái)確定的解析：基因只有保持完整性，才能表達(dá)；重組DNA分子中增加一個(gè)堿基對(duì)，如果對(duì)抗蟲基因沒(méi)有造成破壞，轉(zhuǎn)錄翻譯出的蛋白質(zhì)照樣具有生物活性；轉(zhuǎn)基因抗蟲棉是否具有抗蟲特性，可通過(guò)讓害蟲吞吃抗蟲棉后觀察效果即可，與抗生素抗性是兩回事。答案：D2以下有關(guān)基因工程的敘述，正確的是()A基因工程是細(xì)胞水平上的生物工程B基因工程的產(chǎn)物對(duì)人類全部是有益的C基因工程產(chǎn)生的變異屬于人工誘變D基因工程育種的優(yōu)點(diǎn)之一是目的性強(qiáng)解析：基因工程是在生物體外，通過(guò)對(duì)DNA分子進(jìn)行人工“剪切”和“拼接”，對(duì)生物的基因進(jìn)行改造(目的性強(qiáng))和重新組合(基因重組)，然后導(dǎo)入體細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行無(wú)性繁殖，使重組基因在受體細(xì)胞內(nèi)表達(dá)，產(chǎn)生出人類所需要的基因產(chǎn)物。但并不是所有的基因產(chǎn)物對(duì)人類都是有益的。答案：D3下列關(guān)于限制酶的說(shuō)法正確的是()A限制酶廣泛存在于各種生物中，但微生物中很少B一種限制酶只能識(shí)別一種特定的核苷酸序列C不同的限制酶切割DNA后都會(huì)形成黏性末端D限制酶的作用部位是特定核苷酸形成的氫鍵解析：本題考查限制酶的來(lái)源、特性及作用部位。具體分析如下：選項(xiàng)判斷原因分析A項(xiàng)錯(cuò)誤限制酶的存在非常廣泛，主要存在于微生物中B項(xiàng)正確一種限制酶只能識(shí)別一種特定的核苷酸序列，并在特定的切點(diǎn)上切割DNA分子C項(xiàng)錯(cuò)誤限制酶切割后一般形成黏性末端，但部分限制酶切割后會(huì)形成平末端D項(xiàng)錯(cuò)誤限制酶的作用部位是特定核苷酸序列中兩個(gè)核苷酸間的磷酸二酯鍵答案：B4為了培育節(jié)水高產(chǎn)品種，科學(xué)家將大麥中與抗旱節(jié)水有關(guān)的基因?qū)胄←湥玫睫D(zhuǎn)基因小麥，其水分利用率提高了20%。這項(xiàng)技術(shù)的遺傳學(xué)原理是()A基因突變B基因重組C基因復(fù)制 D基因分離解析：應(yīng)用重組DNA技術(shù)，人們可以把某個(gè)目的基因，通過(guò)運(yùn)載體送入生物細(xì)胞中，并且使新的基因在細(xì)胞中正確表達(dá)，從而達(dá)到定向改變生物性狀的目的。這項(xiàng)技術(shù)的遺傳學(xué)原理是基因重組。除了轉(zhuǎn)基因技術(shù)外，利用雜交育種或誘變育種的手段也能培育新品種。答案：B5在基因工程操作過(guò)程中，DNA連接酶的作用是()A將任意兩個(gè)DNA分子連接起來(lái)B將具有相同黏性末端的DNA分子連接，包括DNA分子的基本骨架和堿基對(duì)之間的氫鍵C只連接具有相同黏性末端的DNA分子的基本骨架，即磷酸二酯鍵D只連接具有相同黏性末端的DNA分子堿基對(duì)之間的氫鍵解析：DNA連接酶的作用是只連接具有相同黏性末端的DNA分子的基本骨架，即磷酸二酯鍵。相同黏性末端的堿基是通過(guò)氫鍵結(jié)合形成堿基對(duì)。答案：C6現(xiàn)有黑色短毛兔和白色長(zhǎng)毛兔，要育出黑色長(zhǎng)毛兔。理論上可采用的技術(shù)是()雜交育種基因工程誘變育種克隆技術(shù)A BC D解析：由黑色短毛兔和白色長(zhǎng)毛兔，通過(guò)雜交育種可實(shí)現(xiàn)基因重組，育出黑色長(zhǎng)毛兔；通過(guò)基因工程將決定黑色的基因和長(zhǎng)毛的基因?qū)胪玫氖芫阎?，而育出黑色長(zhǎng)毛兔；通過(guò)基因突變也有可能使決定白色的基因突變?yōu)楹谏蚨拱咨L(zhǎng)毛兔突變?yōu)楹谏L(zhǎng)毛兔；而克隆屬于無(wú)性生殖，子代的遺傳物質(zhì)未發(fā)生變化，所產(chǎn)生的兔的性狀仍是黑色短毛或白色長(zhǎng)毛，因此不會(huì)出現(xiàn)黑色長(zhǎng)毛兔。答案：D7水母發(fā)光蛋白由236個(gè)氨基酸構(gòu)成，其中由三種氨基酸構(gòu)成發(fā)光環(huán)，現(xiàn)已將這種蛋白質(zhì)的基因作為生物轉(zhuǎn)基因的標(biāo)記基因。在轉(zhuǎn)基因技術(shù)中，這種蛋白質(zhì)的作用是()A促使目的基因成功導(dǎo)入宿主細(xì)胞中B使目的基因的成功導(dǎo)入容易被檢測(cè)出來(lái)C使目的基因在宿主細(xì)胞中更容易復(fù)制D使目的基因更容易成功表達(dá)解析：標(biāo)記基因表現(xiàn)的性狀其作用是使目的基因的成功導(dǎo)入容易被檢測(cè)出來(lái)。答案：B8運(yùn)用現(xiàn)代生物技術(shù)，將蘇云金芽孢桿菌的抗蟲基因融合到棉花細(xì)胞中，為檢測(cè)實(shí)驗(yàn)是否成功，最方便的方法是檢測(cè)棉花植株是否有()A抗蟲基因 B抗蟲基因的產(chǎn)物C新的細(xì)胞核 D抗蟲的性狀解析：基因工程中目的基因?qū)胧欠癯晒Φ臋z測(cè)，主要是檢測(cè)受體細(xì)胞是否出現(xiàn)了預(yù)期的目的基因產(chǎn)物，在這里最簡(jiǎn)便的辦法就是看看是否出現(xiàn)抗蟲的性狀。答案：D9下列哪項(xiàng)不是轉(zhuǎn)基因食物潛在的安全隱患()A轉(zhuǎn)基因植物有可能合成出對(duì)人體有直接毒性或潛在毒性的蛋白質(zhì)B轉(zhuǎn)基因植物合成的某些新的蛋白質(zhì)有可能成為某些人的過(guò)敏原C某些轉(zhuǎn)基因生物可以合成干擾素，進(jìn)入人體增強(qiáng)相應(yīng)細(xì)胞的免疫力D某些基因足以使植物體內(nèi)某些代謝途徑發(fā)生變化，導(dǎo)致轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物營(yíng)養(yǎng)成分的改變解析：轉(zhuǎn)基因生物引發(fā)食物安全的主要理由如下：對(duì)食物的安全性檢測(cè)不夠；擔(dān)心出現(xiàn)滯后效應(yīng)；擔(dān)心出現(xiàn)新的過(guò)敏原；擔(dān)心營(yíng)養(yǎng)成分改變等。因此A、B、D三項(xiàng)都屬于轉(zhuǎn)基因食物潛在的安全隱患，只有C項(xiàng)不是，它是基因工程在制藥方面的應(yīng)用。答案：C10基因工程技術(shù)也稱為DNA重組技術(shù)，其實(shí)施必須具備四個(gè)必要的條件是()A目的基因、限制性內(nèi)切酶、運(yùn)載體、體細(xì)胞B重組DNA、RNA聚合酶、內(nèi)切酶、連接酶C模板DNA、信使RNA、質(zhì)粒、受體細(xì)胞D工具酶、目的基因、運(yùn)載體、受體細(xì)胞解析：根據(jù)基因工程的操作工具和基因工程操作的基本步驟，實(shí)施基因工程必須有工具酶、目的基因、基因的運(yùn)載體和受體細(xì)胞。答案：D11下列不屬于基因工程的運(yùn)載體必須具備的條件的是()A能在宿主細(xì)胞中復(fù)制并保存B具有多個(gè)限制酶切點(diǎn)，以便與外源基因連接C具有標(biāo)記基因，便于進(jìn)行篩選D是環(huán)狀的DNA分子解析：作為基因工程的運(yùn)載體必須能與宿主細(xì)胞“和睦相處”并能夠在其中復(fù)制并保存，具有限制酶切點(diǎn)，以便與外源基因連接；具有標(biāo)記基因，便于進(jìn)行篩選，否則操作將會(huì)失去意義；并非只有環(huán)狀的DNA分子才能夠作為運(yùn)載體。答案：D12某種轉(zhuǎn)基因玉米能高效合成一種多肽類的蛋白酶抑制劑，積累于莖葉中，讓取食它的害蟲的消化酶受抑制，無(wú)法消化食物而死。下列就該玉米對(duì)人類的安全性評(píng)論中，不符合生物學(xué)原理的是()A安全，玉米的蛋白酶抑制劑對(duì)人體的消化酶很可能無(wú)影響，因?yàn)槿梭w消化酶和害蟲消化酶結(jié)構(gòu)上存在差異B安全，人類通常食用煮熟的玉米食品，玉米的蛋白酶抑制劑已被高溫破壞，不抑制人體消化酶C不安全，玉米的食用部分也可能含有蛋白酶抑制劑，食用后使人無(wú)法消化食物而患病D不安全，玉米的蛋白酶抑制劑基因被食用后，可在人體細(xì)胞內(nèi)表達(dá)，使人無(wú)法消化食物而患病解析：蛋白酶抑制劑是在基因控制下合成的，該DNA分子被人攝取后被DNA酶水解成核苷酸，失去功能特性，從而不能在人體內(nèi)表達(dá)蛋白酶抑制劑。答案：D13利用外源基因在受體細(xì)胞中表達(dá)，可生產(chǎn)人類所需要的產(chǎn)品。下列選項(xiàng)中能說(shuō)明目的基因完成了在受體細(xì)胞中表達(dá)的是()A棉花二倍體細(xì)胞中檢測(cè)到細(xì)菌的抗蟲基因B大腸桿菌中檢測(cè)到人胰島素基因及其mRNAC山羊乳腺細(xì)胞中檢測(cè)到人生長(zhǎng)激素DNA序列D酵母菌細(xì)胞中提取到人干擾素蛋白解析：“基因的表達(dá)”是指基因使遺傳信息以一定的方式反映到蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)上這一過(guò)程，即必須獲得相應(yīng)蛋白質(zhì)才能說(shuō)明基因完成了表達(dá)過(guò)程。四個(gè)選項(xiàng)中A項(xiàng)檢測(cè)到基因、B項(xiàng)檢測(cè)到基因及其mRNA、C項(xiàng)檢測(cè)到DNA序列，而只有D項(xiàng)提取到了蛋白質(zhì)。由此不難得出D為正確答案。答案：D14用基因工程技術(shù)可使大腸桿菌合成人的蛋白質(zhì)。下列敘述不正確的是()A常用相同的限制性內(nèi)切酶處理目的基因和質(zhì)粒BDNA連接酶和RNA聚合酶是構(gòu)建重組質(zhì)粒必需的工具酶C可用含抗生素的培養(yǎng)基檢測(cè)大腸桿菌中是否導(dǎo)入了重組質(zhì)粒D導(dǎo)入大腸桿菌的目的基因不一定能成功表達(dá)解析：質(zhì)粒是小型環(huán)狀的DNA分子，它的重組不需要RNA聚合酶，而是需要限制酶和DNA連接酶。答案：B15北極比目魚中有抗凍基因，其編碼的抗凍蛋白具有11個(gè)氨基酸的重復(fù)序列，該序列重復(fù)次數(shù)越多，抗凍能力越強(qiáng)。如下圖是獲取轉(zhuǎn)基因抗凍番茄植株的過(guò)程示意圖，有關(guān)敘述正確的是()A過(guò)程獲取的目的基因，可用于基因工程和比目魚基因組測(cè)序B將多個(gè)抗凍基因編碼區(qū)依次相連成能表達(dá)的新基因，不能得到抗凍性增強(qiáng)的抗凍蛋白C過(guò)程構(gòu)成的重組質(zhì)粒缺乏標(biāo)記基因，需要轉(zhuǎn)入農(nóng)桿菌才能進(jìn)行篩選D應(yīng)用DNA探針技術(shù)，可以檢測(cè)轉(zhuǎn)基因抗凍番茄植株中目的基因的存在及其完全表達(dá)解析：因?yàn)橐环N氨基酸可能對(duì)應(yīng)多種密碼子、真核生物體內(nèi)的基因含有內(nèi)含子等因素，導(dǎo)致逆轉(zhuǎn)錄合成的目的基因與原基因有較大的差異，所以人工合成的目的基因不能用于比目魚基因組測(cè)序，A選項(xiàng)錯(cuò)誤；抗凍蛋白的11個(gè)氨基酸的重復(fù)序列重復(fù)次數(shù)越多，抗凍能力越強(qiáng)，并不是抗凍基因的編碼區(qū)重復(fù)次數(shù)越多抗凍能力越強(qiáng)，抗凍基因編碼區(qū)依次相連形成的新基因已不是原來(lái)的抗凍基因，因此不能得到抗凍性增強(qiáng)的抗凍蛋白，B選項(xiàng)正確；農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法是將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞的最常用方法，不是為了篩選含有標(biāo)記基因的質(zhì)粒，C選項(xiàng)錯(cuò)誤；應(yīng)用DNA探針技術(shù)，可以檢測(cè)轉(zhuǎn)基因植物中目的基因的存在，但不能完成對(duì)目的基因表達(dá)的檢測(cè)，D選項(xiàng)錯(cuò)誤。答案：B二、簡(jiǎn)答題(共20分)16(10分)基因工程基本操作流程如圖，請(qǐng)據(jù)圖分析回答：(1)圖中A是_；在基因工程中，需要在_酶的作用下才能完成剪接過(guò)程。(2)圖中遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則的步驟有_。(用圖中序號(hào)表示)(3)從分子水平分析不同種生物之間的基因移植能夠成功的主要原因是_，也說(shuō)明了不同生物共用一套_。解析：圖中A與目的基因結(jié)合形成重組DNA分子，所以A應(yīng)為運(yùn)載體；基因工程中的“剪”需要限制酶，“接”需要DNA連接酶；圖中的“拼接”和“擴(kuò)增”過(guò)程需進(jìn)行堿基互補(bǔ)配對(duì)，如果目的基因的獲取方法是人工合成法，也需進(jìn)行堿基互補(bǔ)配對(duì)；不同種生物之間基因移植成功的原因，也就是基因工程的理論基礎(chǔ)即生物界共用一套遺傳密碼和所有生物的DNA分子的結(jié)構(gòu)基本相同。答案：(1)運(yùn)載體限制酶和DNA連接(2)()(3)不同生物的DNA分子基本結(jié)構(gòu)是相同的遺傳密碼17(10分)干擾素是一種糖蛋白，過(guò)去從人的血液中的白細(xì)胞中提取，產(chǎn)量很低。我國(guó)的科研人員侯云院士等一批人，成功運(yùn)用基因工程技術(shù)提高了其產(chǎn)量，如圖為其原理過(guò)程圖。請(qǐng)據(jù)圖回答：(1)圖中過(guò)程叫_。(2)圖中物質(zhì)的化學(xué)本質(zhì)是_，它之所以能作為運(yùn)載體，必須具備的特點(diǎn)是_(寫出任兩點(diǎn))。(3)切割和過(guò)程所需的酶一般是相同的，其原因是_。(4)該過(guò)程中，供體細(xì)胞是_，受體細(xì)胞是_(填字母)，重組DNA分子是_(填序號(hào))，在形成的過(guò)程中需要_。(5)大腸桿菌等微生物是基因工程最常用的實(shí)驗(yàn)材料，這是因?yàn)開。(6)人的干擾素基因能在大腸桿菌內(nèi)表達(dá)，其根本原因是_。解析：圖中為目的基因的提取過(guò)程，采用的方法為酶切法；圖中為從大腸桿菌中提取的質(zhì)粒；表示重組DNA分子；切割和過(guò)程所需的酶叫限制酶，所用的酶相同，產(chǎn)生的黏性末端也相同，便于構(gòu)建重組DNA分子。在該過(guò)程中，供體細(xì)胞是人的體細(xì)胞，受體細(xì)胞是大腸桿菌b，選擇大腸桿菌作為受體細(xì)胞是因?yàn)槠浞敝晨臁⒔Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，其內(nèi)的遺傳物質(zhì)少。人的基因能在大腸桿菌中表達(dá)是由于它們共用一套遺傳密碼。答案：(1)提取目的基因(2)雙鏈環(huán)狀DNA分子(或DNA分子)具有一個(gè)或多個(gè)限制酶切割位點(diǎn)，在細(xì)胞中能夠自我復(fù)制，有特殊的標(biāo)記基因等(3)為了產(chǎn)生相同的黏性末端(4)人的體細(xì)胞bDNA連接酶(5)大腸桿菌結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、繁殖快，其內(nèi)的遺傳物質(zhì)少(任寫兩點(diǎn)即可)(6)它們共用一套遺傳密碼7