6-2基因工程及其应用

6-2基因工程及其应用
一、选择题(每小题2分，共30分)
1．我国科学家运用基因工程技术，将苏云金芽孢杆菌的抗虫基因导入棉花细胞并成功表达，培育出了抗虫棉。

下列叙述不．正确的是()
A．基因非编码区对于抗虫基因在棉花细胞中的表达不可缺少B．重组DNA分子中增加一个碱基对不一定导致毒蛋白的毒性丧失
C．抗虫棉的抗虫基因可通过花粉传递至近缘作物，从而造成基因污染
D．转基因棉花是否具有抗虫特性是通过检测棉花对抗生素抗性来确定的
解析：基因只有保持完整性，才能表达；重组DNA分子中增加一个碱基对，如果对抗虫基因没有造成破坏，转录翻译出的蛋白质照样具有生物活性；转基因抗虫棉是否具有抗虫特性，可通过让害虫吞吃抗虫棉后观察效果即可，与抗生素抗性是两回事。

答案：D
2．以下有关基因工程的叙述，正确的是()
A．基因工程是细胞水平上的生物工程
B．基因工程的产物对人类全部是有益的
C．基因工程产生的变异属于人工诱变
D．基因工程育种的优点之一是目的性强
解析：基因工程是在生物体外，通过对DNA分子进行人工“剪切”和“拼接”，对生物的基因进行改造(目的性强)和重新组合(基因重组)，然后导入体细胞内进行无性繁殖，使重组基因在受体细胞内
表达，产生出人类所需要的基因产物。

但并不是所有的基因产物对人类都是有益的。

答案：D
3．下列关于限制酶的说法正确的是()
A．限制酶广泛存在于各种生物中，但微生物中很少
B．一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列
C．不同的限制酶切割DNA后都会形成黏性末端
D．限制酶的作用部位是特定核苷酸形成的氢键
解析：本题考查限制酶的来源、特性及作用部位。

具体分析如下：
4．为了培育节水高产品种，科学家将大麦中与抗旱节水有关的基因导入小麦，得到转基因小麦，其水分利用率提高了20%。

这项技术的遗传学原理是()
A．基因突变B．基因重组
C．基因复制D．基因分离
解析：应用重组DNA技术，人们可以把某个目的基因，通过运载体送入生物细胞中，并且使新的基因在细胞中正确表达，从而达到定向改变生物性状的目的。

这项技术的遗传学原理是基因重组。

除了转基因技术外，利用杂交育种或诱变育种的手段也能培育新品种。

答案：B
5．在基因工程操作过程中，DNA连接酶的作用是()
A．将任意两个DNA分子连接起来
B．将具有相同黏性末端的DNA分子连接，包括DNA分子的基本骨架和碱基对之间的氢键
C．只连接具有相同黏性末端的DNA分子的基本骨架，即磷酸二酯键
D．只连接具有相同黏性末端的DNA分子碱基对之间的氢键
解析：DNA连接酶的作用是只连接具有相同黏性末端的DNA 分子的基本骨架，即磷酸二酯键。

相同黏性末端的碱基是通过氢键结合形成碱基对。

答案：C
6．现有黑色短毛兔和白色长毛兔，要育出黑色长毛兔。

理论上可采用的技术是()
①杂交育种②基因工程③诱变育种④克隆技术
A．①②④B．②③④
C．①③④D．①②③
解析：由黑色短毛兔和白色长毛兔，通过杂交育种可实现基因重组，育出黑色长毛兔；通过基因工程将决定黑色的基因和长毛的基因导入兔的受精卵中，而育出黑色长毛兔；通过基因突变也有可能使决
定白色的基因突变为黑色基因而使白色长毛兔突变为黑色长毛兔；而克隆属于无性生殖，子代的遗传物质未发生变化，所产生的兔的性状仍是黑色短毛或白色长毛，因此不会出现黑色长毛兔。

答案：D
7．水母发光蛋白由236个氨基酸构成，其中由三种氨基酸构成发光环，现已将这种蛋白质的基因作为生物转基因的标记基因。

在转基因技术中，这种蛋白质的作用是()
A．促使目的基因成功导入宿主细胞中
B．使目的基因的成功导入容易被检测出来
C．使目的基因在宿主细胞中更容易复制
D．使目的基因更容易成功表达
解析：标记基因表现的性状其作用是使目的基因的成功导入容易被检测出来。

答案：B
8．运用现代生物技术，将苏云金芽孢杆菌的抗虫基因融合到棉花细胞中，为检测实验是否成功，最方便的方法是检测棉花植株是否有()
A．抗虫基因B．抗虫基因的产物
C．新的细胞核D．抗虫的性状
解析：基因工程中目的基因导入是否成功的检测，主要是检测受体细胞是否出现了预期的目的基因产物，在这里最简便的办法就是看看是否出现抗虫的性状。

答案：D
9．下列哪项不是转基因食物潜在的安全隐患()
A．转基因植物有可能合成出对人体有直接毒性或潜在毒性的蛋
白质
B．转基因植物合成的某些新的蛋白质有可能成为某些人的过敏原
C．某些转基因生物可以合成干扰素，进入人体增强相应细胞的免疫力
D．某些基因足以使植物体内某些代谢途径发生变化，导致转基因农作物营养成分的改变
解析：转基因生物引发食物安全的主要理由如下：对食物的安全性检测不够；担心出现滞后效应；担心出现新的过敏原；担心营养成分改变等。

因此A、B、D三项都属于转基因食物潜在的安全隐患，只有C项不是，它是基因工程在制药方面的应用。

答案：C
10．基因工程技术也称为DNA重组技术，其实施必须具备四个必要的条件是()
A．目的基因、限制性内切酶、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：根据基因工程的操作工具和基因工程操作的基本步骤，实施基因工程必须有工具酶、目的基因、基因的运载体和受体细胞。

答案：D
11．下列不属于基因工程的运载体必须具备的条件的是() A．能在宿主细胞中复制并保存
B．具有多个限制酶切点，以便与外源基因连接
C．具有标记基因，便于进行筛选
D．是环状的DNA分子
解析：作为基因工程的运载体必须能与宿主细胞“和睦相处”并能够在其中复制并保存，具有限制酶切点，以便与外源基因连接；具有标记基因，便于进行筛选，否则操作将会失去意义；并非只有环状的DNA分子才能够作为运载体。

答案：D
12．某种转基因玉米能高效合成一种多肽类的蛋白酶抑制剂，积累于茎叶中，让取食它的害虫的消化酶受抑制，无法消化食物而死。

下列就该玉米对人类的安全性评论中，不符合生物学原理的是() A．安全，玉米的蛋白酶抑制剂对人体的消化酶很可能无影响，因为人体消化酶和害虫消化酶结构上存在差异
B．安全，人类通常食用煮熟的玉米食品，玉米的蛋白酶抑制剂已被高温破坏，不抑制人体消化酶
C．不安全，玉米的食用部分也可能含有蛋白酶抑制剂，食用后使人无法消化食物而患病
D．不安全，玉米的蛋白酶抑制剂基因被食用后，可在人体细胞内表达，使人无法消化食物而患病
解析：蛋白酶抑制剂是在基因控制下合成的，该DNA分子被人摄取后被DNA酶水解成核苷酸，失去功能特性，从而不能在人体内表达蛋白酶抑制剂。

答案：D
13．利用外源基因在受体细胞中表达，可生产人类所需要的产品。

下列选项中能说明目的基因完成了在受体细胞中表达的是() A．棉花二倍体细胞中检测到细菌的抗虫基因
B．大肠杆菌中检测到人胰岛素基因及其mRNA
C．山羊乳腺细胞中检测到人生长激素DNA序列
D．酵母菌细胞中提取到人干扰素蛋白
解析：“基因的表达”是指基因使遗传信息以一定的方式反映到蛋白质的分子结构上这一过程，即必须获得相应蛋白质才能说明基因完成了表达过程。

四个选项中A项检测到基因、B项检测到基因及其mRNA、C项检测到DNA序列，而只有D项提取到了蛋白质。

由此不难得出D为正确答案。

答案：D
14．用基因工程技术可使大肠杆菌合成人的蛋白质。

下列叙述不．
正确
．．的是()
A．常用相同的限制性内切酶处理目的基因和质粒
B．DNA连接酶和RNA聚合酶是构建重组质粒必需的工具酶
C．可用含抗生素的培养基检测大肠杆菌中是否导入了重组质粒D．导入大肠杆菌的目的基因不一定能成功表达
解析：质粒是小型环状的DNA分子，它的重组不需要RNA聚合酶，而是需要限制酶和DNA连接酶。

答案：B
15．(2011·四川高考)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。

如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()
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，不能得到抗冻性增强的抗冻蛋白
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：因为一种氨基酸可能对应多种密码子、真核生物体内的基因含有内含子等因素，导致逆转录合成的目的基因与原基因有较大的差异，所以人工合成的目的基因不能用于比目鱼基因组测序，A选项错误；抗冻蛋白的11个氨基酸的重复序列重复次数越多，抗冻能力越强，并不是抗冻基因的编码区重复次数越多抗冻能力越强，抗冻基因编码区依次相连形成的新基因已不是原来的抗冻基因，因此不能得到抗冻性增强的抗冻蛋白，B选项正确；农杆菌转化法是将目的基因导入植物细胞的最常用方法，不是为了筛选含有标记基因的质粒，C 选项错误；应用DNA探针技术，可以检测转基因植物中目的基因的存在，但不能完成对目的基因表达的检测，D选项错误。

答案：B
二、简答题(共20分)
16．(10分)(2010·南京模拟)基因工程基本操作流程如图，请据图分析回答：
(1)图中A是________；在基因工程中，需要在________酶的作用下才能完成剪接过程。

(2)图中遵循碱基互补配对原则的步骤有________。

(用图中序号表示)
(3)从分子水平分析不同种生物之间的基因移植能够成功的主要原因是________，也说明了不同生物共用一套________。

解析：图中A与目的基因结合形成重组DNA分子，所以A应为运载体；基因工程中的“剪”需要限制酶，“接”需要DNA连接酶；图中的“拼接”和“扩增”过程需进行碱基互补配对，如果目的基因的获取方法是人工合成法，也需进行碱基互补配对；不同种生物之间基因移植成功的原因，也就是基因工程的理论基础即生物界共用一套遗传密码和所有生物的DNA分子的结构基本相同。

答案：(1)运载体限制酶和DNA连接
(2)②④(①②④)
(3)不同生物的DNA分子基本结构是相同的遗传密码
17．(10分)干扰素是一种糖蛋白，过去从人的血液中的白细胞中提取，产量很低。

我国的科研人员侯云院士等一批人，成功运用基因工程技术提高了其产量，如图为其原理过程图。

请据图回答：
(1)图中①过程叫______________________。

(2)图中③物质的化学本质是________，它之所以能作为运载体，必须具备的特点是______________(写出任两点)。

(3)切割③和②过程所需的酶一般是相同的，其原因是____________________________。

(4)该过程中，供体细胞是________，受体细胞是________(填字母)，重组DNA分子是________(填序号)，在形成④的过程中需要______________________。

(5)大肠杆菌等微生物是基因工程最常用的实验材料，这是因为________________。

(6)人的干扰素基因能在大肠杆菌内表达，其根本原因是__________________________。

解析：图中①②为目的基因的提取过程，采用的方法为酶切法；图中③为从大肠杆菌中提取的质粒；④表示重组DNA分子；切割③和②过程所需的酶叫限制酶，所用的酶相同，产生的黏性末端也相同，便于构建重组DNA分子。

在该过程中，供体细胞是人的体细胞，受体细胞是大肠杆菌b，选择大肠杆菌作为受体细胞是因为其繁殖快、结构简单，其内的遗传物质少。

人的基因能在大肠杆菌中表达是由于它们共用一套遗传密码。

答案：(1)提取目的基因
(2)双链环状DNA分子(或DNA分子)具有一个或多个限制酶切割位点，在细胞中能够自我复制，有特殊的标记基因等
(3)为了产生相同的黏性末端
(4)人的体细胞b④DNA连接酶
(5)大肠杆菌结构简单、繁殖快，其内的遗传物质少(任写两点即可)
(6)它们共用一套遗传密码。