(完整)高中生物选修3第一章基因工程习题及答案

高中生物选修3第一章基因工程习题
1. SARS 病毒能引起非典型肺炎，医生在治疗实践中发现，非典病人治愈后，其血清可用于
治疗其他非典病人。

有三位科学家分别从三个不同的方面进行了研究，其研究的方向如下图
所示。

请根据下图回答：
SARS 病毒 [丙的研究] 抽取血清 蛋白质X
[乙的研究] 注射 注射
灭活或 培养 非典病人B 治愈的病人B 非典病人D
减毒处理
动物实验 健康人C 健康人C 健康人C 治愈的病人D
（1）从免疫学的角度看，SARS 病毒对于人来讲属于 ，治愈的病人A 的血清中因
为含有 ，所以可用来治疗“非典”病人B 。

（2）甲的研究中，所合成或生产的蛋白质X 是 ，它可以通过化学的方法合成，也
可以通过生物学方法—— 技术生产。

（3）乙的研究目的主要是制造出 以保护易感人群。

图中使健康人C 获
得抵抗“非典”病毒能力的过程，属于免疫学应用中的 免疫。

（4）图中丙主要研究不同国家和地区SARS 病毒的异同，再按照免疫学原理，为研究一种
或多种 提供科学依据。

2. 聚合酶链式反应(PCR 技术)是在实验室中以少量样品DNA 制备大量DNA 的生化技术，
反应系统中包括微量样品DNA 、DNA 聚合酶、引物、足量的4种脱氧核苷酸及ATP 等。

反应中新合成的DNA 又可以作为下一轮反应的模板，故DNA 数以指数方式扩增，其简要
过程如右图所示。

（1）某个DNA 样品有1000个脱氧核苷酸，已知它的一条单链上碱基A:G:T:C=1:2:3:4，则
经过PCR 仪五次循环后，将产生 个DNA 分子，其中需要提供胸腺嘧啶脱氧核苷酸的
数量至少是 个。

（2）分别以不同生物的DNA 样品为模板合成的各个新DNA 之间存在差异，这些差异是。

（3）请指出PCR 技术与转录过程的三个不同之处：
① 。

② 。

③ 。

3. 逆转录病毒的遗传物质RNA 能逆转录生成DNA ，并进一步整合到宿主细胞的某条染色
体中。

用逆转录病毒作为运载体可用于基因治疗和培育转基因动物等。

（1）病毒在无生命培养基上不能生长，必须依靠活细胞提供
循环重复 [甲的研究] 用激素等治疗 非典病人A 治愈的病人A
健康人合成或生产 其他辅助治疗 接种 提纯、
等物质基础，才能繁殖。

逆转录病毒较T 2噬菌体更容易变异，从分子水平看，是由于。

（2）基因治疗时，将目的基因与逆转录病毒运载体结合的“针线”是 。

将带有目的基因的受体细胞转入患者体内，患者症状会有明显缓解，这表明 。

（3）若将目的基因转入胚胎干细胞，再经过一系列过程可获得目的基因稳定遗传的转基因动物。

①将带有目的基因的胚胎干细胞注射到普通动物的 胚中，胚胎发育成嵌合型个体。

如果转化的胚胎干细胞正好发育成 细胞，则嵌合型个体生下的幼体就极有可能带有目的基因。

②从胚胎干细胞转化到获得目的基因纯合子，配合基因检测，最少需要 代。

试简述育种的基本过程： 。

4. 下图a 示基因工程中经常选用的运载体——pBR322质粒，Amp r 表示氨苄青霉素抗性基因，Tet r 表示四环素抗性基因。

目的基因如果插入某抗性基因中，将使该基因失活，而不再具有相应的抗性。

为了检查运载体是否导入原本没有Amp r 和Tet r 的大肠杆菌（受体细胞），将大肠杆菌涂布在含氨苄青霉素的培养基上培养，得到如图b 的结果（黑点表示菌落）。

再将灭菌绒布按到培养基上，使绒布面沾上菌落，然后将绒布按到含四环素的培养基上培养，得到如图c 的结果（空圈表示与b 对照无菌落的位置）。

据此分析并回答：
（1）pBR322质粒的化学本质是 ，其控制着 等性状，质粒的复制必须在 中完成。

（2）根据用途，题中所用培养基属于 ，与图c 空圈相对应的图b 中的菌落表现型是 ，由此说明目的基因插入了 中。

（3）若用pBR322质粒作为运载体，通过基因工程生产食品，是否存在食品安全性问题？试说明理由。

5. IgG （抗体）由4条多肽链组成，两条相同的长链称为重链（H 链），借二硫键（－SH + －SH －S －S －＋2H ）连接起来，呈Y 字型。

两条相同的短链称为轻链（L 链），通过二硫键连接在Y 字的两侧，使整个IgG 呈对称结构，如下图所示：
（1）若此物质由200个氨基酸组成，氨基酸的平均分子量为128，此物质的分子量约为 ____________________。

b c
r r
（2）当抗原进入机体后，免疫细胞经过_____________________三个阶段最终产生该种物质。

（3）抗原的特异性主要由________ 决定，科学家研究发现IgG可以与不同的抗原结合，主要是因为IgG的的V区的变化大，从氨基酸考虑V区不同原因是
___________________ 。

（4）人体中除了含有IgG外，还含有少量的IgE（另一种抗体），研究发现该种抗体与人体的某种过敏反应有关，当过敏原第一次刺激进入机体，___________分泌IgE，IgE主要分布在_____________ ，过敏原第二次刺激机体，过敏原和IgE结合，引起细胞释放
________________ 。

（5）婴儿通过母乳可以获得人体中的另一种抗体IgA，而使婴儿获得一定的免疫力。

IgA进入婴儿细胞的方式为_____________________。

6. 已知鸡的成熟红细胞合成β珠蛋白，胰岛细胞合成胰岛素。

用编码上述两种蛋白质的
基因作探针，分别对两种细胞中提取的总DNA片段进行杂交，结果显示为实验一；分别
对两种细胞中提取的总RNA片段进行杂交，结果显示为实验二：
实验一细胞总DNA 实验二细胞总RNA
成熟红细胞胰岛细胞成熟红细胞胰岛细胞β珠蛋白基因＋＋＋一
胰岛素基因＋＋一＋
注：＋为阳性结果；一为阴性结果
（1）实验一结果表明：；
实验二结果表明：。

（2）试分析：成熟红细胞合成β珠蛋白而不合成胰岛素的原因是：。

（3）在实验二的DNA分子探针杂交实验中碱基配对的原则是。

（4）试判断：合成蛋白质的遗传密码是否在探针上，并说明理由：。

7. 下图示人体内某些淋巴细胞的分化和免疫过程，数字表示过程，字母表示细胞或物质。

请分析并同答：
（1）造血干细胞在胸腺和骨髓内转变为a、b、c等细胞的过程被称为_______________ 。

（2）③过程是在X的刺激和a细胞等的参与下共同完成的。

这属于________免疫的_________阶段。

与③过程相比，④过程的应答特点是______________________。

（3）⑤过程的产物Y的化学本质是___________，参与其合成并分泌的膜性细胞器有_____ _________________等。

（4）若X是禽流感病毒，则患者彻底消灭X必须依靠a增殖分化的淋巴细胞去裂解_______ ____。

如果X是HIV，则由于图中___________细胞的大量死亡，导致患者丧失一切免疫功能而死亡。

8. 通过DNA重组技术使原有基因得以改造的动物称为转基因动物。

运用这一技术使羊奶中含有人体蛋白质，下图表示了这一技术的基本过程，在该工程中所用的基因“剪刀”能识别的序列和切点是一G↓GATCC一，请回答：
（1）从羊染色体中“剪下”羊蛋白质基因的酶是。

人体蛋白质基因“插入”后连接在羊体细胞染色体中时需要的酶是。

（2）请画出质粒被切割形成黏性末端的过程图。

（3）人体蛋白质基因之所以能“插入”到羊的染色体内，原因是
，“插入”时常用的工具是。

9. 下面甲图中DNA决定某一多肽链中的酪氨酸和丙氨酸过程示意图，乙图示样品DNA 经PCR技术(聚合酶链式反应)扩增，可以获取大量DNA克隆分子。

分析回答：
（1）甲图中含有种核苷酸；丙氨酸的遗传密码子是。

该图表示了DNA 中遗传信息的过程。

（2）有一种贫血症是血红蛋白分子的一条多肽链上，一个酪氨酸被一个苯丙氨酸所替代造成的。

此种贫血症的根本原因是，即发生了改变。

（3）乙图的“PCR”与人体内的DNA复制相比有何特殊之处? 。

（4）现在要通过“PCR”得到甲图中DNA片段的1024个克隆片段，则至少要向试管中加入个腺嘌呤脱氧核苷酸。

高中生物选修3第一章习题答案
29．
（1）抗原、抗SARS的抗体；（2）抗SARS的抗体，转基因（基因工程）（3）SARS病毒疫苗，计划（或答：特异性）（4）非典疫苗
30．（8分）
（1）32 6200（2分）
（2）碱基（脱氧核苷酸）的数目、比例和排列顺序不同（2分）
（3
31．（10分）
（1）酶、ATP、代谢原料、核糖体RNA不如双链DNA稳定
（2）DNA连接酶目的基因随受体细胞DNA复制而复制，并在子细胞中表达
（3）①囊生殖② 2 检测目的基因，选择目的基因进入生殖细胞的嵌合型个体交配，再从中选出目的基因纯合的个体。

32．（8分）
（1）DNA 抗氨苄青霉素和抗四环素大肠杆菌（受体细胞）
（2）选择培养基能抗氨苄青霉素，但不能抗四环素Tet r
（3）存在。

Amp r、Tet r控制合成的物质在人体内发挥作用，使相应抗生素对侵入人体内的一些病原体失效。

不存在。

Amp r、Tet r控制合成的物质被消化而失去作用。

（只要合理，均给2分）
33．（本题10分）
（1）22064
（2）感应、反应、效应
（3）抗原决定簇氨基酸的排列顺序不同，氨基酸的种类不同，氨基酸的数量不同。

（4）效应B细胞消化道呼吸道的粘膜组织胺
（5）内吞作用
34．（10分）
（1）两种细胞均存在β珠蛋白基因和胰岛素基因成红细胞中有表达β珠蛋白的mRNA,而没有表达胰岛素的mRNA；胰岛细胞反之
（2）基因选择性表达的结果
（3）A一U，G一C
（4）不在因为探针是用DNA片段做的，而遗传密码存在于mRNA上
35．（8分）
（1）细胞的分化
（2）体液感应和反应更快、更强
（3）球蛋白内质网、高尔基体、线粒体(答2项给1分)
（4）靶细胞(被抗原入侵的宿主细胞)
36.(1)限制性核算内切酶DNA连接酶
(2)CCTAGG
（3）DNA结构基本相同化学组成相同DNA连接酶
37．(8分)
(1)8 GCC 转录和翻译(2)基因突变DNA的碱基序列(或基因结构)
(3)离体条件，需要高温，高温酶(答上两项即给分)
(4)3069(2分)。