课时跟踪检测（十六）基因工程的应用

课时跟踪检测（十六）基因工程的应用检测(一)基因工程的应用一、概念检测1．判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。(1)农业害虫不会对转基因抗虫作物产生抗性。 (×)提示：害虫仍会对抗虫作物产生抗性。(2)培育转基因抗病植物的目的基因主要来源于病毒、真菌。 (√)(3)基因工程中，要培育转基因植物和动物，选用的受体细胞都是受精卵。 (×)提示：培育转基因动物时，所选用的受体细胞一般是受精卵；培育转基因植物时，所选用的受体细胞可以是受精卵，也可以是体细胞。(4)利用工程菌可生产人的胰岛素等某些激素。 (√)(5)乳腺生物反应器就是把药用蛋白基因导入动物的乳腺细胞中。 (×)提示：应是把药用蛋白基因与乳腺中特异表达的基因的启动子等调控元件重组在一起，通过显微注射法导入哺乳动物的受精卵中。2．下列关于转基因大豆的叙述，错误的是 ()A．培育过程中可能用到抗病、抗虫等抗性基因B．目的基因的受体细胞可以是大豆受精卵，也可以是体细胞C．转基因大豆的种植过程中可能会减少农药等的使用量，生产成本更低D．固氮菌的固氮基因也是必需的目的基因之一解析：选D植物基因工程技术主要用于提高农作物的抗逆能力等，因此培育转基因大豆过程中可能用到抗病、抗虫等抗性基因作为目的基因，A正确；植物基因工程中，受体细胞可以是受精卵，也可以是体细胞，因为它们都具有全能性，在一定条件下能发育成完整个体，B正确；对于具有抗病、抗虫等抗性的转基因大豆，在种植过程中就能减少农药等的使用量，从而使生产成本更低，C正确；大豆可以和根瘤菌互利共生，不需要转入固氮菌的固氮基因，D错误。3．下列实践与基因工程无关的是 ()A．研制酵母乙肝疫苗B．将小麦的叶绿体移入玉米体细胞以提高光合作用效率C．选择“工程菌”来生产胰岛素D．培育转基因抗虫棉解析：选B将乙肝病毒相关基因转入酵母菌，获得乙肝疫苗，运用了基因工程，A不符合题意；将一种植物的叶绿体移入另一种植物以提高光合作用效率，这属于细胞工程技术的应用，与基因工程无关，B符合题意；选择“工程菌”来生产胰岛素属于基因工程技术的应用，因此与基因工程有关，C不符合题意；培育转基因抗虫棉属于基因工程技术的应用，因此与基因工程有关，D不符合题意。4．1976年科学家首次将人的生长抑制素释放因子的基因转入大肠杆菌，并获得“表达”。这里对“表达”的理解最准确的是 ()A．能进行DNA复制B．能转录出mRNAC．能合成人的生长激素D．能控制合成人的生长抑制素释放因子解析：选D这里的“表达”是指该基因在大肠杆菌体内合成人的生长抑制素释放因子。5．下列关于植物基因工程应用的叙述，正确的是 ()A．我国转基因抗虫棉是转入了植物凝集素基因培育出来的B．可用于转基因植物的抗虫基因只有植物凝集素基因和蛋白酶抑制剂基因C．抗真菌转基因植物中，可使用的基因有几丁质酶基因和抗毒素合成基因D．提高作物的抗盐碱和抗干旱的能力，与调节渗透压的基因无关解析：选C我国的抗虫棉是转入了Bt毒蛋白基因培育出来的，A错误；抗虫基因主要有Bt毒蛋白基因、蛋白酶抑制剂基因、淀粉酶抑制剂基因、植物凝集素基因等，B错误；抗真菌转基因植物中，可使用的基因有几丁质酶基因和抗毒素合成基因，C正确；导入可以调节细胞渗透压的基因，可提高作物抗盐碱和抗干旱的能力，D错误。二、综合迁移6．土壤农杆菌含有一个大型的Ti质粒，在侵染植物细胞的过程中，其中的TDNA片段转入植物的基因组。若想用基因工程手段获取抗旱植株，以下分析不合理的是 ()A．若用Ti质粒作为抗旱基因的载体，目的基因的插入位置应该在TDNA片段内，且要保证复制起始点和用于转移TDNA的基因片段不被破坏B．将重组Ti质粒导入土壤农杆菌中时，可以用Ca2＋处理农杆菌C．用含有重组Ti质粒的土壤农杆菌感染植物细胞后，可通过植物组织培养技术得到具有抗旱基因的植物D．若能在植物细胞中检测到抗旱基因，则说明该基因工程项目获得成功解析：选D土壤农杆菌含有一个大型的Ti质粒，在侵染植物细胞的过程中，其中的TDNA片段可转入植物的基因组，所以若用Ti质粒作为抗旱基因的载体时，目的基因的插入位置应该在TDNA片段内，且要保证复制起始点和用于转移TDNA的基因片段不被破坏，A合理；将目的基因导入土壤农杆菌时，需要用Ca2＋处理农杆菌，使其成为易于吸收周围环境中DNA分子的感受态，B合理；用含有重组Ti质粒的土壤农杆菌去感染植物细胞，使其具有抗旱基因，然后再通过植物组织培养技术将受体细胞培养成具有抗旱基因的植物，C合理；能够在植物细胞中检测到抗旱目的基因，只能说明目的基因导入成功，不能说明该基因成功表达，即不能说明该基因工程项目获得成功，D不合理。7．花粉的传播能力很强，为了防止转基因植物中的目的基因通过花粉转移到自然界中的其他植物造成“基因污染”，研究人员设法将目的基因整合到受体细胞的叶绿体基因组中。其原因是 ()A．可以减少目的基因的基因频率B．叶绿体基因组不会进入到生殖细胞中C．受精卵中的细胞质几乎全部来自卵细胞D．植物杂交的后代不会出现一定的性状分离比解析：选C将目的基因整合到受体细胞的叶绿体基因组是为了增加该目的基因的基因频率，还可防止基因污染，A错误；花粉中的精子在形成过程中，丢掉了大部分的细胞质包括叶绿体，但是卵细胞中含有叶绿体基因组，B错误；受精卵中的细胞质几乎全部来自卵细胞，精子中几乎不含叶绿体基因组，即叶绿体中的目的基因不会通过花粉传递给下一代，将目的基因导入叶绿体基因组可防止造成环境污染，C正确；转基因植物相当于杂合子，杂交后代会出现性状分离，D错误。8．采用基因工程技术将人凝血因子基因导入山羊受精卵，可以培育出转基因羊。但人凝血因子只存在于该转基因羊的乳汁中。下列叙述正确的是 ()A．如果人凝血因子基因的核苷酸序列已知，可用PCR方法克隆该目的基因B．该项技术生产的人凝血因子蛋白可用于治疗脑血栓造成的脑缺血C．在该转基因羊体内，人凝血因子基因存在于乳腺细胞，而不存在于其他体细胞中D．人凝血因子基因的转录需要DNA解旋酶打开DNA双链，为mRNA的合成提供模板解析：选A如果人凝血因子基因的核苷酸序列已知，可用PCR方法克隆该目的基因，A正确；脑血栓是由于血液凝固造成，人凝血因子蛋白不能用于治疗脑血栓造成的脑缺血，B错误；在转基因羊中，人凝血因子基因存在于所有的体细胞中，只是人凝血因子基因在该羊的乳腺细胞中表达，在其他体细胞中未表达，C错误；人凝血因子基因的转录需要RNA聚合酶打开DNA双链，为mRNA的合成提供模板，D错误。9．下图是研究人员利用生物工程技术培育能产生人生长激素的转基因牛的过程。下列叙述正确的是 ()A．①过程需要的工具有限制酶、DNA连接酶和载体B．接受了重组DNA的受精卵可直接移植到代孕母牛的子宫C．若在②过程中培养到囊胚阶段，对胚胎进行酶处理，可培育出多头相同的转基因牛D．胚胎干细胞具有全能性，故受体细胞可用胚胎干细胞代替受精卵解析：选A①过程表示基因表达载体的构建，需限制酶、DNA连接酶和载体，A正确；接受了重组DNA的受精卵需要在体外培养至桑葚胚或囊胚阶段，再移植到代孕母牛的子宫，B错误；若在②过程中培养到囊胚阶段，对胚胎进行胚胎分割处理，可培育出多头相同的转基因牛，C错误；胚胎干细胞具有发育的全能性，能够形成所需的各种组织和器官，但是一般不易形成个体，因此不能用胚胎干细胞代替受精卵，D错误。10．科学家利用现代生物技术将生长激素基因导入小鼠受精卵，得到了体型巨大的“超级小鼠”；采用农杆菌转化法培育出转基因烟草。关于以上两则基因工程应用的说法，正确的是 ()A．“超级小鼠”、转基因烟草发生的变异不可遗传B．常用显微注射法将基因表达载体导入小鼠的体细胞中C．构建基因表达载体常用的工具酶有限制酶、DNA连接酶和载体D．培育转基因植物时，农杆菌的作用是使目的基因导入植物细胞解析：选D“超级小鼠”、转基因烟草发生的变异是通过转基因技术实现的，属于基因重组，是可遗传的变异，A错误；常用显微注射法将基因表达载体导入小鼠的受精卵细胞中，B错误；构建基因表达载体常用的工具酶有限制酶、DNA连接酶，C错误；培育转基因植物时，农杆菌的作用是使目的基因导入植物细胞，D正确。11．自新型冠状病毒发现以来，多种新冠疫苗投入接种，其中包括腺病毒疫苗。该疫苗研发的大体思路是破坏腺病毒在细胞中增殖的功能，同时重组一种新冠病毒外壳上的S蛋白基因。回答下列问题：(1)腺病毒的遗传物质是________，上述疫苗在基因工程中作为____________。(2)新冠病毒外壳上的S蛋白基因要用到____________技术进行扩增，扩增过程需要________种引物。(3)在构建基因表达的载体时，插入基因上游与下游的分别是______________。(4)检测S蛋白基因是否成功插入到染色体DNA上，检测方法是采用DNA分子杂交技术，该过程所用的探针为________________________________________________________。解析：(1)由题干信息可知，疫苗为改造后的腺病毒，在基因工程中作为载体。目的基因为DNA片段，所以作为载体的腺病毒的遗传物质是DNA。(2)利用PCR技术可以对目的基因进行扩增，扩增过程需要2种引物。(3)在构建基因表达的载体时，一个完整的基因表达载体包括：启动子、目的基因、标记基因、终止子等，故插入基因的上游与下游的分别是启动子、终止子。(4)目的基因的检测常采用DNA分子杂交技术，该过程所用的探针为放射性同位素标记的含有目的基因(S蛋白基因)的DNA片段。答案：(1)DNA载体(2)PCR2(3)启动子、终止子(顺序不可颠倒)(4)放射性同位素标记的含有目的基因(S蛋白基因)的DNA片段12．目前，科学家已在牛和山羊等动物乳腺生物反应器中表达出了抗凝血酶、血清白蛋白、生长激素和α抗胰蛋白酶等重要医药产品。结合我国第一头转基因牛“滔滔”的培育程序，回答下列问题：(1)哺乳动物的c过程通常采用________________，将药用蛋白与乳腺蛋白基因的启动子等调控组件重组在一起导入受精卵中。从遗传学原理看转基因牛“滔滔”与亲本A、B的最根本的区别是含有______________。(2)获取目的基因首先用到的是________，它能识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，并且使每一条链中特殊部位的________断开，暴露出____________(末端)；DNA连接酶和DNA聚合酶都是通过形成磷酸二酯键而连接DNA缺口，不同之处是①DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有核苷酸片段上，形成磷酸二酯键，DNA连接酶是连接两个DNA片段，形成磷酸二酯键；②___________________________________________________。(3)转基因后的受精卵在体外培养时需要有糖、氨基酸等营养物质，由于人们对细胞所需的营养物质还没有完全搞清楚，因此，在使用合成培养基时，通常需加入______________________等一些天然成分。在实际操作过程中为了得到大量的卵，通常采用给雌性牛注射______________激素的方法，引起超数排卵。解析：(1)将重组后的基因导入牛的受精卵中常用显微注射法。转基因牛“滔滔”导入了外源基因，从遗传学原理看这也是“滔滔”与亲本A、B的最根本的区别。(2)获取目的基因用到的工具是限制酶，其作用对象是DNA分子两个核苷酸之间的磷酸二酯键，使黏性末端或平末端暴露出来。DNA聚合酶和DNA连接酶的作用对象都是催化磷酸二酯键的形成，主要不同在于①DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有核苷酸片段上，形成磷酸二酯键，DNA连接酶是连接两个DNA片段，形成磷酸二酯键；②DNA聚合酶需要模板，DNA连接酶不需要模板。(3)在动物细胞体外培养过程中，一般要满足以下几个方面的条件：无菌、无毒的环境，营养，温度、pH和渗透压及气体环境；由于人们对细胞所需的营养物质还没有完全研究清楚，故在使用合成培养基时，通常需加入血清、血浆等天然成分。用促性腺激素处理良种母牛可促使其超数排卵。答案：(1)显微注射法外源基因(2)限制酶(两个核苷酸之间的)磷酸二酯键黏性末端或平末端DNA聚合酶需要模板，DNA连接酶不需要模板(3)血清、血浆促性腺三、应用创新13．利用基因编辑技术可实现对目标基因进行碱基的敲除、加入等修改。下列叙述错误的是()A．上述操作所引起的变异类型属于基因重组B．进行上述操作时要避免对非目标基因造成影响C．可以利用该技术对某些基因的功能进行研究D．可以利用该技术改造动、植物进行遗传育种解析：选A上述操作中涉及对目标基因进行碱基的敲除(缺失)、加入(增添)等修改，属于基因突变，A错误；进行上述操作时可能导致目标基因脱靶，即对非目标基因进行编辑，因此要避免对非目标基因造成影响，从而对个体造成不必要的损伤，B正确；因该技术能对目标基因进行敲除、加入等修饰，通过修饰前后个体性状的改变来研究相关基因的功能，C正确；该技术属于基因编辑技术，可用于改造动、植物进行遗传育种，D正确。14．科学家利用生物技术将人的生长激素基因导入小鼠受精卵的细胞核中，经培育获得一种转基因小鼠，其膀胱上皮细胞可以合成并分泌人的生长激素，在医学研究及相关疾病的治疗方面都具有重要意义。下列有关叙述正确的是()A．人的生长激素基因只存在于小鼠的膀胱上皮细胞中B．构建含人生长激素基因的表达载体需要用到限制酶和DNA连接酶C．采用DNA分子杂交技术可检测外源基因在小鼠细胞内是否成功表达D．为使目的基因在膀胱上皮细胞中成功表达，需要加入生长激素基因的启动子解析：选B科学家利用生物技术将人的生长激素基因导入小鼠受精卵的细胞核中，经培育获得一种转基因小鼠，由于受精卵细胞具有全能性，因此转基因小鼠的所有体细胞中均含有人的生长激素基因，A错误；基因表达载体的构建需要用到限制酶和DNA连接酶，因此这里构建含人生长激素基因的表达载体要用到限制酶和DNA连接酶，B正确；采用DNA分子杂交技术可检测外源基因是否导入受体细胞，但不能检测外源基因在小鼠细胞内是否成功表达，C错误；为使目的基因在膀胱上皮细胞中成功表达，需要加入生长激素基因和小鼠膀胱上皮细胞中相应蛋白基因的启动子，D错误。15．丙肝病毒(HCV)是一种RNA病毒，HCV感染是慢性肝炎的主要病因之一，由于HCV基因组的高频突变、包膜蛋白的糖基化、病毒颗粒被脂类分子包裹、非中和性抗体干扰等因素的影响，如何诱导产生能够中和全部7个病毒亚型的抗体一直是HCV疫苗研发的最大难点，目前还没有针对HCV的预防性疫苗上市。回答下列问题：(1)在基因重组疫苗生产过程中，若已经提取HCV表面抗原的mRNA，则应在________酶作用下合成HCV表面抗原的cDNA作为目的基因。cDNA与人体细胞中的DNA相比，其基因结构的主要区别是______________________。(2)获得HCV表面抗原基因后，常利用________技术进行扩增，前提是_______________，以便合成引物。为了便于扩增的DNA片段与表达载体连接，需要在引物的________(填“3′”或“5′”)端加上限制酶酶切位点。(3)基因重组疫苗生产过程的核心步骤是______