高中生物选修3第一章基因工程习题及答案

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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)。

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