高中生物6-2基因工程及其应用课时演练新人教版必修2

1【优化指导】高中生物6-2基因工程及其应用课时演练新人教版必修21．科学家们经过多年的努力，创立了一种新兴的生物技术——基因工程，实施该工程的最终目的是()A．定向提取生物体的DNA分子B．定向地对DNA分子进行人工“剪切”C．在生物体外对DNA分子进行改造D．定向地改造生物的遗传性状解析：基因工程是通过对生物体的基因进行修饰改造，使之按照人们的意愿表现出人们所需要的性状，产生人类所需要的基因产物，可见基因工程的目的是要定向改造生物的遗传性状。答案：D2．图中的四条DNA分子，黏性末端彼此间能配对的一组是()A．①②B．②③C．③④D．②④解析：②与③黏性末端能碱基互补配对。答案：B3．质粒是基因工程最常用的运载体，它的主要特点是()①能自主复制②不能自主复制③结构很小④蛋白质⑤环状RNA⑥环状DNA⑦能“友好”地“借居”A．①③⑤⑦B．②④⑥C．①③⑥⑦D．②③⑥⑦解析：基因工程中的运载体作用是与目的基因结合，将目的基因导入受体细胞，并能在受体细胞中稳定存在，通过自身的复制扩增目的基因。答案：C4．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：限制性内切酶和DNA连接酶是构建重组质粒必需的工具酶，而不需要RNA聚合酶。答案：B5．下列应用中不属于基因工程的是()2A．转基因抗虫棉的成功培育B．利用工程菌生产胰岛素C．用紫外线处理青霉菌以提高青霉素的产量D．用奶牛生产人干扰素解析：用紫外线处理青霉菌是利用基因突变。答案：C6．干扰素是一种糖蛋白，过去从人的血液中的白细胞中提取，产量很低。我国的科研人员侯云院士等一批人，成功运用基因工程技术提高了其产量，如图为其原理过程图。请据图回答：(1)图中①过程叫_________________________________________________________。(2)图中③物质的化学本质是________，它之所以能作为运载体，必须具备的特点是____________________________(写出任两点)。(3)切割③和②过程所需的酶一般是相同的，其原因是____________________。(4)该过程中，供体细胞是________，受体细胞是_______(填字母)，重组DNA分子是_______(填序号)，在形成④的过程中需要__________________酶。(5)大肠杆菌等微生物是基因工程最常用的实验材料，这是因为____________________。(6)人的干扰素基因能在大肠杆菌内表达，其根本原因是________________________。解析：图中①②为目的基因的提取过程，采用的方法为酶切法；图中③为从大肠杆菌中提取的质粒；④表示重组DNA分子；切割③和②过程所需的酶叫限制酶，所用的酶相同，产生的黏性末端也相同，便于构建重组DNA分子。在该过程中，供体细胞是人的体细胞，受体细胞是大肠杆菌b，选择大肠杆菌作为受体细胞是因为其繁殖快、结构简单，其内的遗传物质少。人的基因能在大肠杆菌中表达是由于它们共用一套遗传密码。答案：(1)提取目的基因(2)双链环状DNA分子(或DNA分子)具有一个或多个限制酶切割位点，在细胞中能够自我复制，有特殊的标记基因等(3)为了产生相同的黏性末端(4)人的体细胞b④限制酶和DNA连接(5)大肠杆菌结构简单、繁殖快，其内的遗传物质少(任写两点即可)3(6)它们共用一套遗传密码(时间：30分钟满分：50分)知识点及角度难易度及题号基础中档稍难基因工程的概念、原理16基因工程的工具2、3基因工程的步骤4、59基因工程的应用710转基因生物、转基因食品的安全性8一、选择题(每小题4分，共32分)1．下列有关基因工程的叙述中，正确的是()A．基因工程是细胞水平上的生物工程B．基因工程的产物对人类都是有益的C．基因工程产生的变异属于人工诱变D．基因工程育种的优点之一是目的性强解析：基因工程是分子水平上的生物工程，该过程不属于人工诱变，应用的原理是基因重组，但有较强的目的性，能够定向地选择人类需要的基因产物。基因工程是否安全，是一个有争议的问题。答案：D2．下列有关基因工程中限制性内切酶的描述，错误的是()A．一种限制性内切酶只能识别一种特定的脱氧核苷酸序列B．限制性内切酶的活性受温度影响C．限制性内切酶能识别和切割RNAD．限制性内切酶可从原核生物中提取解析：限制性内切酶主要存在于微生物中。一种限制性内切酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并能在特定的切点上切割DNA分子。其作用对象不是RNA分子，而是DNA分子。答案：C3．下列关于DNA连接酶的叙述，正确的是()A．DNA连接酶连接的是两条链碱基对之间的氢键B．DNA连接酶连接的是黏性末端两条链主链上的磷酸和脱氧核糖C．DNA连接酶连接的是黏性末端两条链主链上的磷酸和核糖D．同一种DNA连接酶可以切出不同的黏性末端解析：DNA连接酶的作用是将两个具有相同黏性末端的DNA片段连接起来。答案：B4．不属于目的基因与运载体结合过程的是()4A．用一定的限制酶切割质粒露出黏性末端B．用同种限制酶切断目的基因露出黏性末端C．将切下的目的基因的片段插入到质粒切口处D．将重组DNA引入受体细胞中进行扩增解析：目的基因与运载体结合分为三步：一是用一种限制酶剪切目的基因露出黏性末端，二是用同种限制酶剪切运载体露出相同的黏性末端，三是把目的基因插入运载体中，用DNA连接酶将二者连接形成重组DNA分子。答案：D5．如图表示一项重要生物技术的关键步骤，字母X可能代表()A．能合成胰岛素的细菌细胞B．能合成抗体的人类细胞C．不能合成胰岛素的细菌细胞D．不能合成抗生素的人类细胞解析：在细菌细胞中已有目的基因导入，所以X可能代表能合成胰岛素的细菌细胞。答案：A6．(2012南通高一检测)科学家将萤火虫的荧光基因分离出来，转移到烟草的细胞中，成功得到了能够发出荧光的烟草植株。这一实验的成功说明()A．萤火虫和烟草的细胞结构相同B．萤火虫和烟草的基因相同C．萤火虫和烟草的遗传信息相同D．萤火虫和烟草共用一套密码子解析：目的基因在受体细胞中成功表达，说明供体和受体共用一套密码子。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和应用。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。5答案：D8．下列关于基因工程安全性的说法中不．正确的是()A．转基因作物的基因可通过花粉扩散到它的近亲作物上，可能出现对农业不利的“超级植物”B．杂草、害虫从它的近亲获得抗性基因，可能破坏生态系统的稳定性C．转基因必须在人为控制下才能完成，自然条件下基因污染是不增殖和不扩散的D．转基因食品转入的蛋白质是新蛋白时，这些异种蛋白有可能引起人食物过敏答案：C二、非选择题(共18分)9．(8分)1993年，中国科学家成功培育出转基因抗虫棉。(1)如果下图中的标记基因是质粒(作运载体)中唯一的标记基因，那么目的基因不能插入的位点是图中的________处。(用图中的字母填写)(2)要使运载体与抗虫基因连接，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AATTC—G—，则能与该运载体连接的抗虫基因分子末端是________。采用________将运载体与抗虫基因连接，连接后得到的DNA分子称为________。(3)将连接得到的DNA分子导入土壤农杆菌，然后用该菌去感染棉花细胞，利用________的表达来检测目的基因已经成功导入。再利用________技术将受体细胞诱导成具有抗虫能力的棉花小植株。(4)基因工程成功的标志是________的成功表达。解析：转基因抗虫棉能有效地杀死棉铃虫，从而通过降低该种害虫的出生率，降低种群密度(种群数量)。标记基因的作用是检测目的基因是否导入到受体细胞，目的基因不能插入到标记基因内。目的基因与运载体结合时要用同种限制酶切割产生相同的黏性末端，运载体的分子末端序列与抗虫基因分子末端序列能进行互补配对，再通过DNA连接酶的作用连接成重组DNA。导入目的基因的受体细胞培养成植株，要经过植物组织培养技术。答案：(1)B、C、D(2)同种限制性内切酶—G—CTTAADNA连接酶重组DNA(重组质粒)(3)标记基因植物组织培养(4)目的基因(抗虫基因)10．(10分)疫苗对预防传染病具有重要意义。以下是制备禽流感疫苗的方案之一：6(1)此种方案中应用了________技术。步骤①所代表的过程是________，需要________酶。步骤②需使用________酶和________酶。步骤③可用CaCl2处理大肠杆菌，以增加大肠杆菌细胞壁的通透性，以上①②③④步骤中涉及碱基互补配对的步骤是________。检验Q蛋白的免疫反应特性，可用Q蛋白与禽流感康复的鸡的血清中的________进行特异性反应试验。(2)下面是在上述过程中用到的四种不同质粒的示意图，其中ori为复制必需的序列，amp为氨苄青霉素抗性基因，tet为四环素抗性基因，箭头表示同一种限制性内切酶的酶切位点。下列有关叙述正确的是()A．基因amp和tet是一对等位基因，常作为基因工程中的标记基因B．质粒指细菌细胞中能自我复制的小型环状的DNA和动植物病毒的DNAC．限制性内切酶的作用部位是DNA分子中特定的两个核苷酸之间的氢键D．用质粒4将目的基因导入大肠杆菌，该菌不能在含四环素的培养基上生长(3)目前临床上对乙肝病毒(HBV)感染的检测主要有两类：血清标志物检测和病毒核酸检测。后者检测方法是利用DNA分子杂交的原理，直接检查血液中的________，该方法具有更高的特异性和敏感性。解析：(1)由题中图解看出，该制备禽流感疫苗的方法是通过基因工程进行的，图示中①是由mRNA经逆转录获得目的基因的过程，要用到逆转录酶；②是形成重组DNA的过程，需要用同一种限制酶切割目的基因和载体，然后用DNA连接酶将两者连接形成重组DNA。在基因工程所有过程中，只有将目的基因导入受体细胞这一步不涉及碱基互补配对。(2)基因保持其完整性才能执行相应的功能，因此限制酶切割质粒时一定注意保留复制必须序列和相应的标记基因完整。(3)基因检测是利用DNA分子杂交原理，检测特定DNA的存在，也是基因工程的重要应用之一。