高考生物一轮复习现代生物科技专题第39讲基因工程课时作业(选修3)

基因工程

一、选择题

1．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

答案：D 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。

2．科学家将比目鱼的抗冻蛋白基因转移到西红柿细胞内培育出“抗冻西红柿”，在“目的基因的检测与鉴定”环节，不需要进行的是( )

A．利用标记基因，将含有比目鱼抗冻蛋白基因的西红柿细胞筛选出来

B．利用分子探针，检测“抗冻西红柿”的DNA上是否插入了抗冻蛋白基因

C．利用相应的抗体，检测“抗冻西红柿”细胞中是否形成抗冻蛋白质

D．进行抗寒栽培实验，检测“抗冻西红柿”是否能在寒冷环境中生存

答案：A 解析：目的基因的检测与鉴定可使用基因探针检测受体细胞中是否含有目的基因，也可使用抗原—抗体杂交法检测目的基因是否翻译出蛋白质，还可在个体水平进行检测，看其是否表现出相应性状。利用标记基因，将含有比目鱼抗冻蛋白基因的西红柿细胞筛选出来不属于目的基因的检测与鉴定环节。

3．如图是将人的生长激素基因导入细菌B细胞内制“工程菌”的示意图，已知细菌B 细胞内不含质粒A，也不含质粒A上的基因，下列说法正确的是( )

A．将重组质粒导入细菌B细胞常用的方法是显微注射法

B．将完成导入过程后的细菌涂布在含氨苄青霉素的培养基上，能生长的只有导入了重组质粒的细菌

C．将完成导入过程后的细菌涂布在含有四环素的培养基上，能生长的只有导入了质粒A 的细菌

D．目的基因成功表达的标志是在受体细胞中能检测到目的基因的存在

答案：C 解析：将基因表达载体导入细菌B细胞常用的方法是转化法，A错误；质粒A 中含有抗四环素基因和抗氨苄青霉素基因，而重组质粒中含抗氨苄青霉素基因，则在含有氨苄青霉素的培养基上能生长的是导入质粒A或重组质粒的细菌，B错误；质粒A含有抗四环素基因和抗氨苄青霉素基因，所以完成导入过程后的细菌能在含有四环素的培养基上生长，而重组质粒中的抗四环素基因已经被破坏，所以导入重组质粒的细菌不能在含有四环素的培养基上生长，C正确；根据题干信息分析，目的基因(人的生长激素基因)成功表达的标志是受体细胞能产生人的生长激素，D错误。

4．下表有关基因表达的选项中，不可能的是( )

细胞中表达产生细菌抗虫蛋白，使棉花具有抗虫能力，A正确；正常人皮肤细胞中含有人酪氨酸酶基因，人酪氨酸酶基因能够表达产生人酪氨酸酶，B正确；动物胰岛素基因可通过转基因技术转移到大肠杆菌体内，在大肠杆菌工程菌细胞中合成动物胰岛素，C正确；兔属于哺乳动物，其成熟的红细胞中没有细胞核和众多细胞器，所以不可能表达出血红蛋白，D错误。

5．(2016·北京朝阳区期末)下面是质粒的示意图，其中ori为复制必需的序列，amp r 为氨苄青霉素抗性基因，tet r为四环素抗性基因，箭头表示限制性核酸内切酶的酶切位点。若要得到一个能在四环素培养基上生长而不能在氨苄青霉素培养基上生长的含重组质粒的细胞，应选择合适的酶切位点是( )

答案：C 解析：要得到能在四环素培养基上生长而不能在氨苄青霉素培养基上生长的含重组质粒的细胞，限制性核酸内切酶的酶切位点应在氨苄青霉素抗性基因内，破坏氨苄青霉素抗性基因，保留四环素抗性基因，C正确；ori为复制必需的序列，不能有酶切位点，A错误；B的切割会得到既能在四环素培养基上生长也能在氨苄青霉素培养基上生长的含重组质粒的细胞，B错误；D的切割会得到不能在四环素培养基上生长而能在氨苄青霉素培养基上生长的含重组质粒的细胞，D错误。

二、非选择题

6．(2015·全国卷Ⅱ)已知生物体内有一种蛋白质(P)，该蛋白质是一种转运蛋白，由305个氨基酸组成。如果将P分子中158位的丝氨酸变成亮氨酸，240位的谷氨酰胺变成苯丙氨酸，改变后的蛋白质(P1)不但保留P的功能，而且具有了酶的催化活性。回答下列问题：

(1)从上述资料可知，若要改变蛋白质的功能，可以考虑对蛋白质的________________进行改造。

(2)以P基因序列为基础，获得P1基因的途径有修饰________基因或合成________基因。所获得的基因表达时是遵循中心法则的，中心法则的全部内容包括________________的复制，以及遗传信息在不同分子之间的流动，即___________________________________________________________。

(3)蛋白质工程也被称为第二代基因工程，其基本途径是从预期蛋白质功能出发，通过________________和________________，进而确定相对应的脱氧核苷酸序列，据此获得基因，再经表达、纯化获得蛋白质，之后还需要对蛋白质的生物________进行鉴定。

答案：(1)氨基酸序列(或结构) (2)P P1DNA和RNA DNA→RNA、RNA→DNA、RNA→蛋白质(或转录、逆转录、翻译) (3)设计蛋白质结构推测氨基酸序列功能7．我们日常吃的大米中铁含量极低，科研人员通过基因工程等技术，培育出了铁含量比普通大米高60%的转基因水稻，改良了稻米的营养品质。下图为培育转基因水稻过程示意图，请分析回答有关问题。

(1)铁结合蛋白基因来自菜豆，且基因的脱氧核苷酸序列已知，可以用________法获得此

目的基因或用________技术扩增目的基因。

(2)构建重组Ti质粒时，通常要用____________分别切割________。将重组Ti质粒转入农杆菌时，可以用________处理农杆菌，使重组Ti质粒易于导入。

(3)将含有重组Ti质粒的农杆菌与水稻愈伤组织共同培养时，通过培养基2的筛选培养，可以获得________________________；培养基3与培养基2的区别是________________。检测培育转基因水稻的目的是否达到，需要检测转基因水稻____________。

(4)为研究外源基因的遗传方式，将T0代植株上收获的种子种植成T1代株系，检测各单株的青霉素抗性。在检测的多数T1代株系内，抗青霉素植株与青霉素敏感植株的比例为3∶1，此结果说明外源基因的遗传符合________。有少数T1代株系的所有植株都表现为对青霉素敏感，但其体内能检测到铁结合蛋白基因，造成这一结果最可能的原因是_______________________________________________。

答案：(1)化学合成(从基因文库中获取目的基因)'PCR (2)(同种)限制性核酸内切酶'含目的基因的DNA片段和质粒'CaCl2'(3)含有重组质粒(有青霉素抗性)的愈伤组织'生长素和细胞分裂素的浓度比例'(成熟)种子中铁含量'(4)基因分离定律'青霉素抗性基因没有表达(或青霉素抗性基因丢失)

8.(2016·贵阳期末)下图是利用基因工程方法培育抗虫棉的过程。请据图回答相关问题：

(1)从苏云金芽孢杆菌的DNA上获取抗虫基因，需要用到的工具是______________，此工具主要是从________生物中分离纯化出来的，它能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个脱氧核苷酸之间的____________键断开。

(2)构建重组质粒时，常用Ti质粒作为载体，是因为Ti质粒上具有____________，它能把目的基因整合到受体细胞的______________上。

(3)E过程是利用____________技术完成的，要确定抗虫基因导入棉花细胞后，是否赋予了棉花抗虫特性，在个体水平上还需要做____________实验；若要检测具有抗虫基因的棉花是否产生了相应毒蛋白，在分子水平上可利用____________方法进行检测。

(4)将目的基因导入植物细胞，除采用上图中的方法外，还可采用________法和花粉管通道法。

答案：(1)限制性核酸内切酶(限制酶)'原核磷酸二酯'(2)T-DNA(可转移的DNA)'染色体DNA'(3)植物组织培养'抗虫(或抗病)接种'抗原—抗体杂交'(4)基因枪

9．组建理想的载体需要对天然的质粒进行改造。下图是天然土壤农杆菌Ti质粒结构示意图(部分基因及部分限制酶作用位点已标识)，据图分析：

(1)人工改造时，要使抗虫基因表达，还应插入________。

(2)人工改造时用限制酶Ⅱ处理，其目的是：第一，去除质粒上的__________________________________，保证T-DNA进入水稻细胞后不会引起细胞的无限分裂和生长；第二，使质粒带有单一限制酶作用位点，有利于________________。第三，使质粒大小合适，可以提高转化效率等。

(3)若用限制酶Ⅰ分别切割改造过的理想质粒和带有抗虫基因的DNA分子，并构成重组Ti质粒。分别以含四环素和卡那霉素的培养基培养已成功导入抗虫基因的水稻胚细胞，观察到细胞生长的现象是在含________________中能够生长，而在含________________中不能生长。

答案：(1)启动子'(2)产生吲哚乙酸的基因和合成细胞分裂素的基因(tet和tmr)'目的基因(或外源DNA)准确插入'(3)卡那霉素的培养基'四环素的培养基

解析：(1)基因表达载体应含有启动子、终止子、目的基因、标记基因和复制原点。图中的四环素抗性基因和卡那霉素抗性基因属于标记基因，目的基因尚未插入，所以很容易判断出质粒中没有启动子。(2)从图可以看出限制酶Ⅱ将产生吲哚乙酸的基因完全切除，破坏了合成细胞分裂素的基因，从而保证T-DNA进入水稻细胞后不会引起细胞的无限分裂和生长。同时限制酶Ⅱ还切掉了一处限制酶Ⅰ的切点，使整个质粒只有唯一的限制酶作用位点，这样就保证了目的基因的准确插入。(3)限制酶Ⅱ会切掉四环素抗性基因，而卡那霉素抗性基因仍然完好，所以成功导入抗虫基因的水稻胚细胞在含卡那霉素的培养基中可以生长，而在含四环素的培养基中不能生长。

10．(2016·石家庄二模)请据图回答下列问题：

(1)在培育转基因牛过程中，②过程常用的方法是____________。转基因牛可通过分泌乳汁来生产人类生长激素，在基因表达载体中，人生长激素基因的首端必须含有________，其作用是能够被________识别并结合，从而启动转录过程。

(2)prG能激发细胞不断分裂，通过基因工程导入该调控基因来制备单克隆抗体，Ⅱ最可能是________细胞，Ⅲ代表的细胞具有________和________的特点。

(3)在抗虫棉培育过程中，需将抗虫基因(Bt毒蛋白基因)插入到Ti质粒的________上，通过农杆菌的转化作用就可以使抗虫基因进入棉花细胞。要检测抗虫基因是否翻译成Bt毒蛋白，应从抗虫棉中提取蛋白质，并用____________方法进行检测。

答案：(1)显微注射法'启动子'RNA聚合酶'(2)B(浆)'无限增殖'产生特异性抗体'(3)T-DNA'抗原—抗体杂交

解析：(1)②过程是将重组基因表达载体导入受体细胞的过程，将目的基因导入动物细胞常用显微注射法。在转录过程中，RNA聚合酶识别基因序列上首端的启动子并与之结合后开始转录，故基因的首端要有启动子。(2)浆细胞能分泌特异性抗体，但不能无限增殖，故导入prG的浆细胞既能分泌特异性抗体，又能无限增殖。(3)农杆菌中的Ti质粒上的T-DNA可转移到受体细胞中并整合到受体细胞的染色体DNA上，故将抗虫基因插入到Ti质粒的T-DNA 上，通过农杆菌的转化作用就可以使抗虫基因进入棉花细胞。可利用能与抗虫基因表达的蛋白质发生特异性结合的抗体，发生抗原—抗体反应，对目的基因表达的产物进行检测。