新教材同步系列2024春高中生物第3章基因工程第3节基因工程的应用课后提能集训新人教版选择性必修3

第3章第3节[基础达标]题组一基因工程在农业方面的应用1．(2024·四川绵阳阶段练习)科学家在某种农杆菌中找到了抗枯萎病的基因，并以质粒为载体，接受转基因方法培育出了抗枯萎病的金花茶新品种。下列有关叙述错误的是()A．质粒可以在受体细胞中存活并表达其上的基因B．只能以金花茶的受精卵作为基因工程的受体细胞C．抗枯萎病基因进入金花茶细胞后照旧遵循中心法则D．抗枯萎病基因在不同生物的细胞中表达的产物相同【答案】B【解析】质粒能在受体细胞中复制并稳定保存，并且表达其上的基因，A正确；金花茶的花粉也可以作为基因工程的受体细胞，然后再接受单倍体育种技术得到能稳定遗传的新品种，B错误；抗枯萎病基因进入金花茶细胞后要进行复制、转录、翻译，进而限制生物的性状，也要遵循中心法则，C正确；抗枯萎病基因表达的产物是相同的，所以才可用其进行新品种的培育，D正确。2．(2024·湖北孝感期末)植物生物反应器主要以整株植物、植物组织或植物悬浮细胞为加工场所，生产药物蛋白。叶绿体遗传转化体系是近年发展起来的一种新的植物生物反应器。叶绿体转化是以同源重组原理将外源目的基因整合到目标叶绿体基因组中的一种方式，是一种高表达、平安性极高的遗传转化方法。下列相关叙述不正确的是()A．植物生物反应器涉及的现代生物学技术是基因工程和植物细胞工程B．构建的基因表达载体中含有叶绿体特异启动子，使得目的基因只能在叶绿体中表达C．植物叶绿体表达体系可以防止转基因作物的目的基因通过花粉在自然界中扩散D．把目的基因导入叶绿体DNA中，将来产生的配子确定含有此目的基因【答案】D【解析】植物生物反应器首先须要用基因工程技术将目的基因导入植物细胞，其次须要接受植物细胞工程技术将转基因植物细胞培育成转基因植株或转基因植物组织或转基因植物悬浮细胞，因此涉及基因工程和细胞工程技术，A正确；要使得目的基因只能在叶绿体中表达，则构建的基因表达载体中要含有叶绿体特异性启动子，B正确；由于受精卵中的细胞质几乎全部来自卵细胞，因此植物叶绿体表达体系可以防止转基因作物的目的基因通过花粉在自然界中扩散，C正确；把目的基因导入叶绿体DNA中，叶绿体DNA存在于细胞质中，在配子产生过程中随机进入子细胞，所以将来产生的配子中不愿定含有此基因，D错误。3．(2024·湖北名校期末)中国科学家将黄肥尾蝎的神经毒素基因AalT导入能寄生在很多害虫体内的绿僵菌中，增加了绿僵菌致死害虫的效应，可有效限制虫害；将长穗偃麦草的Fhb7基因导入小麦，其表达产物可减轻赤霉菌对小麦的感染。下列说法错误的是()A．将Fhb7导入小麦，可接受农杆菌转化法B．将Fhb7导入小麦，可影响赤霉菌对小麦的寄生实力C．只有将目的基因导入防治对象，才能达到生物防治目的D．用绿僵菌工程菌削减虫害，不变更绿僵菌与害虫的种间关系【答案】C【解析】Fhb7基因导入小麦可用农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法，A正确；将Fhb7基因导入小麦，其表达产物可减轻赤霉菌对小麦的感染，所以影响了赤霉菌对小麦的寄生实力，B正确；要想达到生物防治的目的不愿定要将目的基因导入防治对象，如可将目的基因导入能寄生在多种害虫体内的绿僵菌中，这种方法同样可以达到生物防治的目的，C错误；生物的种间关系是生物协同进化的结果，通过绿僵菌工程菌削减虫害，不变更绿僵菌与害虫的种间关系，D正确。题组二基因工程在畜牧业方面的应用4．(2024·吉林长春期末)动物基因工程前景广袤，最令人兴奋的是利用基因工程技术使哺乳动物成为乳腺生物反应器，以生产所须要的药品，如转基因动物生产人的生长激素。下列关于科学家培育转基因动物成为乳腺生物反应器的说法，正确的是()A．仅仅利用了基因工程技术B．不须要乳腺蛋白基因的启动子C．利用基因枪法将人的生长激素基因导入受精卵中D．须要进入泌乳期才能成为“批量生产药物的工厂”【答案】D【解析】培育转基因动物成为乳腺生物反应器时，除了接受基因工程技术，还须要接受细胞工程(动物细胞培育)和胚胎工程技术(胚胎移植)，A错误；乳腺生物反应器须要乳腺蛋白基因的启动子，使目的基因只在乳腺组织中表达，B错误；将目的基因导入动物细胞的方法是显微注射技术，因此，将含人生长激素基因的表达载体导入受精卵利用了显微注射技术，C错误；乳腺生物反应器是从乳腺中获得药物，因此须要进入泌乳期才能成为“批量生产药物的工厂”，D正确。5．(2024·安徽芜湖期末)生长激素具有促进人体生长的作用，可用于治疗侏儒症儿童患者。某科研人员接受基因工程培育转基因羊作为乳腺生物反应器，使其能合成生长激素且只存在于乳汁中。下列有关叙述错误的是()A．培育乳腺生物反应器常选用乳腺细胞作为受体细胞B．常选用显微注射法将含有生长激素基因的表达载体导入受体细胞C．人的生长激素基因在乳腺细胞通过转录和翻译表达D．乳腺生物反应器的体细胞含有人的生长激素基因【答案】A【解析】培育乳腺生物反应器常选受精卵作为受体细胞，A错误；将表达载体导入动物细胞的常用方法是显微注射法，B正确；基因的表达包括转录和翻译，所以人的生长激素基因在乳腺细胞通过转录和翻译表达，C正确；将人生长激素基因表达载体导入受精卵后，发育为转基因羊，其产生的细胞都是由受精卵经有丝分裂发育而来的，则乳腺生物反应器的体细胞含有人的生长激素基因，D正确。6．上海医学遗传探讨所胜利培育出一头携带人白蛋白基因的转基因牛。他们还探讨出一种可大大提高基因表达水平的新方法，使转基因动物乳汁中的药物蛋白含量提高了30多倍。以下相关叙述正确的是()A．转基因动物是指体细胞中出现了新基因的动物B．提高基因的表达水平是指设法使牛的乳腺细胞中含有更多的人白蛋白基因C．只能在转基因牛乳汁中获得人白蛋白，是因为人白蛋白基因只在牛乳腺细胞中是纯合的D．转基因牛的肌肉细胞中也有人白蛋白基因，但不发生转录、翻译，故不能合成人白蛋白【答案】D【解析】体细胞中出现新基因有可能是基因突变导致的，A错误；提高基因的表达水平是指增加白蛋白基因表达，白蛋白基因数目没有增多，B错误；转基因动物一般用到的受体细胞是受精卵，发育成的个体的几乎全部细胞中都有相同的外源基因，C错误；转基因牛的白蛋白基因也是选择性表达的，在肌肉细胞中不能表达，D正确。题组三基因工程在医药卫生和食品工业方面的应用7．利用基因工程技术可使大肠杆菌生产人的胰岛素，下列相关叙述正确的是()A．人和大肠杆菌在合成胰岛素时，转录和翻译的场所都是相同的B．全部的限制酶都只能识别同一种特定的核苷酸序列C．通过检测，大肠杆菌中没有胰岛素产生，则可推断重组质粒未导入受体菌D．选用大肠杆菌作为受体细胞主要缘由是其繁殖快、易培育、产量高【答案】D【解析】人是真核生物，大肠杆菌是原核生物，真核细胞在细胞核内转录，原核细胞在拟核转录，A错误；不同的限制酶识别不同的核苷酸序列，B错误；通过检测，大肠杆菌中没有胰岛素产生，则可推断重组质粒未导入受体菌或虽已导入受体但没有表达，C错误；利用基因工程技术使大肠杆菌生产人的胰岛素时，选用大肠杆菌作为受体细胞的主要缘由是繁殖快、易培育、产量高，D正确。8．蜘蛛丝(丝蛋白)被称为“生物钢”，有着超强的抗张强度，可制成防弹背心、着陆伞绳等。蜘蛛丝还可被制成人造韧带和人造肌腱。科学家探讨出集中生产蜘蛛丝的方法——培育转基因羊作为乳腺生物反应器。下列有关乳腺生物反应器的说法，不正确的是()A．将蜘蛛丝蛋白基因与乳腺蛋白基因的启动子等结合在一起构建成表达载体B．将含有丝蛋白基因的表达载体导入动物乳腺细胞中即可获得乳腺生物反应器C．与乳腺生物反应器相比，膀胱生物反应器不受性别等限制，受体来源更广泛D．转基因动物产生的生殖细胞可能含有药用蛋白基因【答案】B【解析】该过程须要将蜘蛛丝蛋白基因与乳腺蛋白基因的启动子等结合在一起构建成表达载体，再通过显微注射导入受精卵中，A正确；将含有丝蛋白基因的表达载体导入动物受精卵中才可获得乳腺生物反应器，B错误；与乳腺生物反应器(只能选雌性)相比，膀胱生物反应器不受性别、时间等限制，受体来源更广泛，C正确；转基因动物产生的生殖细胞可能含有药用蛋白基因，因为体细胞中含有药用蛋白基因，D正确。9．(2024·云南昆明阶段练习)利用生物工程技术可生产不同种类的单克隆抗体：①杂交瘤技术制备的鼠源单抗可诱导人体产生抗单抗抗体(ADAs)而降低其治疗效果；②科学家将小鼠抗体上结合抗原的区域“嫁接”到人的抗体上，生产人鼠嵌合单抗；③还可将人编码抗体的基因转移至经过人工改造的抗体基因缺失的小鼠中，使小鼠表达出完全人源化单抗。下列叙述错误的是()A．用杂交瘤技术制备单抗涉及动物细胞融合及动物细胞培育技术B．人鼠嵌合单抗的制备过程涉及基因工程和蛋白质工程技术C．鼠源单抗疗效降低是由于ADAs与其发生了特异性结合D．鼠源单抗、人鼠嵌合单抗、完全人源化单抗诱发产生ADAs的强度依次上升【答案】D【解析】杂交瘤技术制备单抗涉及动物细胞融合(骨髓瘤细胞与B细胞的融合)和动物细胞培育技术，A正确；人鼠嵌合单抗的制备过程涉及基因工程(将人编码抗体的基因转移至经过人工改造的抗体基因缺失的小鼠中)和蛋白质工程技术(将小鼠抗体上结合抗原的区域“嫁接”到人的抗体上)，B正确；鼠源单抗进入人体后能诱导人体产生ADAs，ADAs与鼠源单抗特异性结合导致鼠源单抗疗效下降，C正确；结合题意可知，该技术鼠表达出完全人源化单抗，故鼠源单抗、人鼠嵌合单抗、完全人源化单抗诱发产生ADAs的强度依次降低，D错误。[实力提升]10．(2024·福建莆田期末)人葡糖脑苷脂酶(hGC)缺乏症是一种常染色体隐性遗传病，患者因缺乏hGC基因而不能合成hGC，导致脾脏肿大、梗死和裂开，所以通常活不过10岁。传统的治疗方法是从人的胎盘中提取hGC后注入人体，治疗价格特殊昂贵。科学家现已将hGC基因通过农杆菌转化法胜利转入烟草中，并高效表达，其过程如下图所示。下列说法正确的是()A．转化是指将hGC基因导入烟草细胞，并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程B．过程③一般接受显微注射将农杆菌导入烟草细胞C．从含重组Ti质粒的农杆菌中获得hGC基因的表达产物可干脆用于疾病治疗D．从愈伤组织中提取蛋白质作为抗原进行抗原—抗体杂交检测hGC基因是否转录【答案】A【解析】转化是指目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程，故这里的转化是指将hGC基因导入烟草细胞，并且在烟草细胞内维持稳定和表达的过程，A正确；过程③一般接受含重组质粒的农杆菌感染烟草细胞，即农杆菌转化法实现将目的基因导入烟草细胞的过程，B错误；农杆菌属于原核生物，不含内质网和高尔基体，所表达的蛋白质还不具有相应的空间结构，没有活性，因此，从含重组Ti质粒的农杆菌中获得hGC基因的表达产物需加工后才可用于疾病治疗，C错误；可从愈伤组织中提取蛋白质作为抗原进行抗原—抗体杂交检测hGC基因是否胜利表达并翻译出蛋白质，D错误。11．(2024·福建泉州联考)W是一种具有特定功能的人体蛋白质。某学习小组利用膀胱生物反应器制备W的过程如下图，下列有关说法不正确的是()A．步骤①构建的重组表达载体中含有膀胱中特异表达基因的启动子B．步骤②可运用显微注射技术将基因表达载体导入受精卵C．膀胱生物反应器与乳腺生物反应器相比具有不受年龄和性别限制等优点D．W基因只在转基因动物膀胱细胞中存在并表达【答案】D【解析】启动子是RNA聚合酶识别、结合和起先转录的一段DNA序列，它含有RNA聚合酶特异性结合和转录起始所需的保守序列，重组表达载体中含有膀胱中特异表达基因的启动子，以便于特异性表达基因的转录与翻译，A正确；步骤②是将重组载体导入受精卵，显微注射技术常用于导入动物细胞和植物的原生质体，B正确；乳腺生物反应器要求性别是雌性、年龄相宜，膀胱生物反应器没有这些要求，C正确；W基因导入受精卵中，在全部体细胞中都有，但只在转基因动物膀胱细胞中表达，D错误。12．用动物乳腺做生物反应器是20世纪90年头出现的新技术。利用转基因动物的乳房作为生物发酵工厂，可以大规模生产某些急需的生物活性物质或药用蛋白。以下是生产人乳铁蛋白的乳腺生物反应器的流程。BamHⅠ、HindⅢ、SmaⅠ所指部位为三种限制酶的酶切位点，请回答下列问题：(1)图中载体须要对自然质粒进行改造才能得到，缘由是____________________________________________。图中将人乳铁蛋白基因插入载体质粒，需同时用相同的限制酶HindⅢ和BamHⅠ切割目的基因和载体，缘由是_____________________________________。不能用限制酶SmaⅠ切割的缘由是_________________________________。(2)①过程将目的基因导入牛受精卵的技术是__________________。②过程称为____________。代孕母牛须要进行__________处理。(3)为检测人乳铁蛋白基因是否胜利翻译，可接受________________技术。(4)要将转基因乳牛个体发展成为遗传特性稳定的群体，可以通过__________技术来实现。【答案】(1)自然质粒很难满意作为载体所具备的特点接受同种限制酶切割目的基因和载体能产生相同的DNA片段末端限制酶SmaⅠ的切割位点位于目的基因上，切割后不能获得完整的目的基因(2)显微注射技术胚胎移植同期发情(3)抗原－抗体杂交(4)克隆【解析】(1)图中的载体须要对自然质粒进行改造才能得到，缘由是自然质粒很难满意作为载体所具备的特点，须要添加必要构件，如标记基因等；图中将人乳铁蛋白基因插入载体质粒，需同时用相同的限制酶HindⅢ和BamHⅠ切割目的基因和载体，缘由是接受同种限制酶切割目的基因和载体能产生相同的DNA片段末端，便于二者连接形成重组质粒；不能用限制酶SmaⅠ切割的缘由是限制酶SmaⅠ的切割位点位于目的基因上，切割后不能获得完整的目的基因。(2)①过程将目的基因导入牛受精卵的技术是显微注射技术。②过程称为胚胎移植。代孕牛须要进行同期发情处理，以达到与供体母牛同样的生理状态。(3)为检测人乳铁蛋白基因是否胜利翻译，可接受抗原－抗体杂交技术。(4)要将转基因乳牛个体发展成为遗传特性稳定的群体，可以通过克隆技术来实现。13．(2024·四川成都联考)蜘蛛丝(丝蛋白)有着超强的抗张强度，可制成防弹背心、着陆伞绳等。科学家探讨出集中生产蜘蛛丝的方法——培育转基因蜘蛛羊。请依据所学学问回答下列问题：(1)从基因组文库中获得的丝蛋白基因与从cDNA文库中获得的丝蛋白基因的主要差别是______________________________。利用PCR技术体外扩增目的基因时，须要有____________________________，以便依据这一序列合成引物。(2)过程②科学家通过____________技术将蜘蛛丝蛋白基因导入山羊的受精卵中，并须要筛选性染色体组成为__