高中生物人教版遗传与进化第6章从杂交育种到基因工程【全国一等奖】

[课时跟踪检测](本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！)一、选择题1．应用转基因技术可以生产人类所需要的转基因产品，如利用大肠杆菌生产人胰岛素。下列选项中能说明人胰岛素基因在受体细胞中表达的是()A．在大肠杆菌细胞中检测到人的胰岛素基因B．在大肠杆菌中检测到人胰岛素基因转录出的mRNAC．在含有四环素的培养基中培养出大肠杆菌D．在大肠杆菌的代谢产物中提取到人胰岛素解析：基因工程的四个基本步骤中，最后一步是目的基因的检测与鉴定。能够说明人胰岛素基因在受体细胞中表达的是在大肠杆菌的代谢产物中提取到人胰岛素。答案：D2．分析下图，下列有关工具酶功能的叙述，不正确的是()A．切断a处的酶为限制酶B．连接a处的酶为DNA连接酶C．切断b处的酶为解旋酶D．连接b处的酶为RNA聚合酶解析：a处是磷酸与脱氧核糖形成的化学键，切断此处的酶是限制酶，连接此处的酶是DNA连接酶。b处是碱基与碱基形成的氢键，切断此处的酶是解旋酶。氢键的形成不需要酶。答案：D3．下列关于限制酶和DNA连接酶的理解，正确的是()A．其化学本质都是蛋白质B．DNA连接酶可以恢复DNA分子中的氢键C．它们不能被反复使用D．在基因工程操作中可以用DNA聚合酶代替DNA连接酶解析：限制酶与DNA连接酶的化学本质都是蛋白质，A正确；DNA连接酶连接的是两个DNA片段间相邻两个核苷酸间的磷酸二酯键，B错误；酶在化学反应前后其数量、性质、功能均不发生改变，因此可以反复利用，C错误；DNA聚合酶只能连接单个核苷酸，不能催化两个DNA片段连接，不能替代DNA连接酶，D错误。答案：A4．在用基因工程技术构建抗除草剂的转基因烟草过程中，下列操作错误的是()A．用限制性核酸内切酶切割烟草花叶病毒的核酸B．用DNA连接酶连接经切割的抗除草剂基因和载体C．将重组DNA分子导入烟草受精卵D．用含除草剂的培养基筛选转基因烟草细胞解析：烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，不能用限制性核酸内切酶切割，A错误；DNA连接酶可以连接具有相同黏性末端的目的基因和载体，B正确；受体细胞可以是受精卵和体细胞，也可以是去除细胞壁的原生质体，C正确；目的基因为抗除草剂基因，所以未成功导入目的基因的细胞不具有抗除草剂的能力，筛选时应该用含除草剂的培养基筛选转基因细胞，D正确。答案：A5．应用基因工程方法，可将酵母菌制造成“工程菌”，用于生产乙肝疫苗，在制造该“工程菌”时，应向酵母菌导入下列中的()A．乙肝病毒的表面抗原 B．抗乙肝病毒抗体的基因C．抗乙肝病毒的抗体 D．乙肝病毒表面抗原的基因解析：运用基因工程方法生产疫苗，导入的一定是基因。抗乙肝病毒抗体的基因是人体内已存在的基因，制作疫苗选用的是乙肝病毒表面抗原的基因，这样就可以在酵母菌体内表达出大量的乙肝病毒表面抗原，从而可以制作成疫苗。答案：D6．工程菌在降解有毒有害化合物、吸收环境重金属、分解泄露石油、处理工业废水等方面发挥着重要作用。下列属于工程菌的是()A．通过X射线处理后，青霉素产量明显提高的青霉菌B．通过细胞杂交技术获得繁殖快的酵母菌C．为抗虫棉培育提供抗虫基因的苏云金杆菌D．通过转基因技术培育的能够分解多种石油成分的细菌解析：通过转基因技术培育的能够分解多种石油成分的细菌属于工程菌。答案：D7．转基因植物是通过基因工程拥有其他物种基因即外源基因的植物。下列有关叙述中正确的是()A．外源基因就是目的基因B．外源基因的遗传都遵循孟德尔遗传定律C．基因工程中的运载体质粒是细胞核内能够自主复制的DNA分子D．通过基因工程，植物细胞也能合成某些细菌的蛋白质解析：本题主要考查基因工程的过程。外源基因较多，只有人们所需要的外源基因才能称之为目的基因。当把目的基因导入到受体细胞中时，若存在于细胞质中是不会遵循孟德尔遗传定律的。质粒是存在于细菌以及酵母菌等生物的细胞中，是拟核或细胞核外能够自主复制的很小的环状DNA分子。基因工程打破了物种的界限，可以使植物产生细菌的蛋白质。答案：D8．下列有关基因工程技术的叙述正确的是()A．重组DNA技术所用的工具酶是限制酶、连接酶、运载体B．为育成抗除草剂的作物新品种，导入抗除草剂基因时只能以受精卵为受体细胞C．选用细菌作为重组质粒的受体细胞是因为细菌繁殖快D．只要目的基因进入了受体细胞就能成功表达解析：运载体不是工具酶；植物细胞的全能性较高，目的基因可导入植物体细胞或受精卵；目的基因导入受体细胞后，不一定能成功存在和表达，需要检测。答案：C9．下列关于基因工程的叙述，正确的是()A．基因工程常以抗生素抗性基因为目的基因B．细菌质粒是基因工程常用的运载体C．通常用一种限制酶处理含目的基因的DNA，用另一种限制酶处理运载体DNAD．为育成抗除草剂的作物新品种，导入抗除草剂基因时只能以受精卵为受体细胞解析：目的基因是指能够翻译成人类所需目的产物的基因。要检测目的基因是否导入受体细胞，就要用到标志基因，标志基因通常是抗生素抗性基因。在基因工程中，通常用同一种限制酶分别处理含目的基因的DNA和运载体。在培育转基因农作物时，我们可以用受精卵作为受体细胞，但是受精卵的数量有限不易获得，所以通常情况下我们利用植物的体细胞作为受体细胞，然后再用植物组织培养的方法来获得完整植株，培育新品种。答案：B10．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．常用相同的限制性核酸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：在题干所述基因工程技术中，用相同的限制酶切割目的基因和质粒，以形成相同的黏性末端，用DNA连接酶将两者的黏性末端连接起来，构成重组质粒，这一环节不需要RNA聚合酶。答案：B11．如图所示为一项重要生物技术的关键步骤，X是获得外源基因并能够表达的细胞。下列有关说法不正确的是()A．X是能合成胰岛素的细菌细胞B．质粒具有多个标记基因和多个限制酶切点C．外源基因与运载体的重组只需要DNA连接酶D．该细菌的性状被定向改造解析：根据图示，重组质粒导入的是细菌细胞，所以X是能合成胰岛素的细菌细胞，A正确；质粒作为运载体需要有多个限制酶切点以便转运多种目的基因，同时具有标记基因以便检测目的基因是否导入受体细胞内，B正确；基因与运载体的重组需要限制酶和DNA连接酶，C错误；基因工程的特点是能够定向改造生物的性状，D正确。答案：C12．下列关于基因工程及转基因食品的安全性的叙述，正确的是()A．基因工程经常以抗生素抗性基因作为目的基因B．通过转基因技术可获得抗虫粮食作物，从而增加粮食产量，减少农药使用C．通常用一种限制性核酸内切酶处理含目的基因的DNA，用另一种限制性核酸内切酶处理运载体DNAD．若转入甘蔗中的外源基因来源于自然界，则生产出来的甘蔗不存在安全性问题解析：基因工程常以抗生素抗性基因作为标记基因；在基因工程的实验操作中一定要注意用同一种限制性核酸内切酶来处理含目的基因的DNA和运载体DNA，使它们产生相同的黏性末端；若转基因甘蔗中的外源基因来源于自然界，则仍可能存在食品安全、环境安全等安全性问题。答案：B二、非选择题13．酵母菌的维生素、蛋白质含量高，可用于生产食品和药品等。科学家将大麦细胞中的LTP1基因植入啤酒酵母菌中，获得的啤酒酵母菌可产生LTP1蛋白，并酿出泡沫丰富的啤酒。基本的操作过程如下：(1)该技术定向改变了酵母菌的性状，这在可遗传的变异的来源中属于________________。(2)本操作中为了将LTP1基因导入酵母菌细胞内，所用的运载体是________________。(3)要使运载体与LTP1基因连接，首先应使用____________进行切割。(4)切割完成后，利用__________将运载体与LTP1基因连接。解析：(1)基因工程能克服远缘杂交不亲和的障碍，使原本不在一起的基因组合到一起，使生物具有特定性状，其原理为基因重组。(2)运载体是取自大肠杆菌的质粒(见图)。(3)(4)基因工程中的“剪刀”为限制酶，两个序列相同、能互补配对的黏性末端可用DNA连接酶“缝合”。答案：(1)基因重组(2)质粒(3)同一种限制酶(4)DNA连接酶14．在培育转基因植物的研究中，卡那霉素抗性基因(kanR)常作为标记基因，只有含卡那霉素抗性基因的细胞才能在卡那霉素培养基上生长。下图为获得抗虫棉的技术流程。请据图回答：(1)基因工程的基本操作程序主要包括四个步骤：提取目的基因、________________________、将目的基因导入受体细胞、________________________。(2)要使运载体与该抗虫基因连接，A过程中首先应使用________进行切割。假如运载体被切割后，得到的分子末端序列为AATTCG，则能与该运载体连接的抗虫基因分子的末端是()A．GCTTAA B．TAATCCC．CTTTAG D．AAATCT(3)切割完成后，采用__________________将运载体与该抗虫基因连接，连接后得到的DNA分子称为__________________。(4)来自苏云金杆菌的抗虫基因能在植物体内成功表达，说明苏云金杆菌和植物等生物共用__________________。解析：(1)基因工程的四个步骤中，第二、四步分别是目的基因与运载体结合、目的基因的检测与鉴定。(2)切割目的基因时用限制酶，切割运载体时用同一种限制酶，切出的黏性末端必须是能够完成碱基互补配对并且能连接在一起的。(3)目的基因和运载体结合时，用DNA连接酶催化该过程，形成的分子称为重组DNA分子。(4)同一种基因在不同生物体内合成了相同的蛋白质，说明这些生物的密码子与氨基酸的对应关系是相同的。答案：(1)目的基因和运载体结合目的基因的检测与鉴定(2)限制酶A(3)DNA连接酶重组DNA分子(4)一套遗传密码15．科学家通过基因工程，成功培育出能抗棉铃虫的棉花植株——抗虫棉，其过程大致如图所示：(1)目的基因能否在棉株体内稳定维持和表达其遗传特性的关键是目的基因是否插入受体细胞染色体DNA上，这需要通过检测才能知道，检测采用的最好方法是__________________________________________。(2)科学家预言，此种“转基因抗虫棉”独立种植若干代以后，将出现不抗虫的植株，此现象来源于________________。(3)利用基因工程技术培育抗虫棉，相比诱变育种和杂交育种，具有目的性强和________________________________________________________________________等突出的优点。(4)有人担心种植上述转基因抗虫棉，它所携带的目的基因可以通过花粉传递给近缘物种，造成“基因污染”，请提出你的解决方法：____________________________________________________________________________________