高中生物北师大版 (2019)选择性必修3 生物技术与工程第四节 基因工程的应用课后作业题

【精编】第四节基因工程的应用-2作业练习

一．单项选择

1．动物生物反应器和研究开发重点是动物乳腺反应器和动物血液反应器，即把人体相关基因整合到动物胚胎里，使生出的转基因动物血液中或长大后产生的乳汁中含有人类所需要的药用蛋白质。以下相关说法错误的是（    ）

A．在制备乳腺生物反应器时需将目的基因导入到乳腺细胞中

B．将药用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

C．鉴别药用蛋白基因是否导入受体细胞一般利用DNA分子杂交法

D．转基因动物产生的生殖细胞可能含有药用蛋白基因

2．下列关于基因工程应用的叙述，正确的是(　　)

A．基因治疗就是把缺陷基因诱变成正常基因

B．基因诊断的基本原理是DNA分子杂交

C．一种基因探针能检测水体中的各种病毒

D．利用基因工程生产乙肝疫苗时，目的基因存在于人体B淋巴细胞的DNA中

3．玉米（2N=20）是重要的粮食作物之一。已知玉米的高秆易倒伏（D）对矮秆抗倒伏（d）为显性，抗病（R）对易感病（r）为显性，控制上述两对性状的基因分别位于两对同源染色体上。为获得纯合矮秆抗病玉米植株，研究人员采用了下图所示的方法。根据材料分析，下列叙述正确的是（    ）

A．过程①产生的F2若在无人工选择条件下自由交配2代．得到的F4中，纯合矮秆抗病植株占1/64

B．经过程②的育种方法在染色体加倍阶段，常用秋水仙素或低温处理其种子或幼苗

C．过程③得到的转基因植株自交，后代中有1/4的个体是符合要求的玉米植株

D．过程④发生的变异类型可能是基因突变或基因重组或染色体变异

4．下列新品种不一定是利用基因工程技术培育出来的是（    ）

A．含鱼抗冻蛋白基因的耐寒烟草

B．乳汁中含人α－抗胰蛋白酶的山羊

C．能合成．分泌干扰素的酵母菌

D．同时具有高产和抗病性状的小麦

5．基因芯片技术是顺应分子生物学等相关学科的迅猛发展要求的产物。固定在芯片上的探针是已知的单链DNA分子，而待测DNA分子用同位素标记，若待测的DNA分子能与芯片上的探针配对，则发出荧光。以下相关说法错误的是（    ）

A．基因芯片的工作原理是碱基互补配对

B．基因芯片可进行感染性疾病．遗传性疾病．恶性肿瘤的诊断和治疗

C．待测的DNA分子首先要解旋变为单链，才可用基因芯片测序

D．基因芯片技术可用来筛选农作物的突变基因

6．利用PCR技术扩增目的基因，其原理与细胞内DNA复制类似（如下图所示）。下列相关叙述正确的是（    ）

A．用PCR方法扩增目的基因时需要知道基因的全部序列

B．设计的一对引物的碱基应该是互补的

C．较低的退火温度有利于引物和模板结合的特异性

D．第四轮循环产物中同时含有引物A和引物B的DNA片段所占的比率为7/8

7．基因工程在植物．动物．微生物等生物上都得到了成功的运用。下列相关说法正确的是（    ）

A．用大肠杆菌工程菌获得人的干扰素后，可直接用于抗病毒．抗肿瘤

B．将人的血清白蛋白基因导入雌性动物的乳腺细胞，可获得乳腺生物反应器

C．Bt毒蛋白基因转化成功的转基因植株，具有抵抗病毒．细菌．真菌侵入的特性

D．把正常基因导入病人体内，使其表达产物发挥作用，是治疗遗传病最有效手段

8．下列关于用转基因动物作器官移植供体研究的叙述，不正确的是（    ）

A．器官短缺和免疫排斥是目前人体器官移植面临的两大难题

B．猪体内隐藏的．可导致人类疾病的病毒远少于灵长类动物

C．器官供体基因组中导入某调节因子可抑制抗原基因的表达

D．猪体内的内脏构造与人的相差很大，移植前需要进行改造

9．下列关于基因工程及应用的叙述，正确的是（    ）

A．从cDNA文库中能获取某种生物的全部基因

B．一种基因探针能检测水体中各种病毒

C．基因治疗是把缺陷基因诱变成正常基因

D．基因诊断的基本原理是碱基互补配对原则

10．下图是利用现代生物技术获取转基因羊的流程图，并利用PCR技术检测目的基因的转录水平来推断目的基因的表达情况。下列有关叙述不正确的是（    ）

A．在转基因羊发育的不同时期提取的总mRNA不完全相同

B．图中A过程需要逆转录酶参与，获得的cDNA不含基因的启动子序列

C．利用目的基因cDNA与总cDNA的比值可以推测目的基因的转录水平

D．PCR扩增过程中需要用耐热的DNA聚合酶来合成与模板结合的引物

11．下列关于基因工程的叙述，正确的是（    ）

A．同种限制性核酸内切酶切出的黏性末端一定相同，不同种限制性核酸内切酶切出的黏性末端一定不同

B．DNA连接酶能催化任意2个DNA片段之间形成磷酸二酯键

C．通常根据目的基因的产物特征判断基因工程是否取得成功

D．质粒．限制性核酸内切酶．DNA连接酶的化学本质都是DNA

12．如图表示利用植物细胞工程对棉花进行改良的过程，据图分析正确的是（    ）

A．①过程需在适宜条件下用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理

B．②过程常用显微注射法

C．③过程需要诱导去分化

D．④过程只需用适宜浓度的生长素处理即可

13．下列关于基因工程的叙述，正确的是（    ）

A．基因治疗就是把缺陷基因诱变成正常基因

B．限制酶切割后一定形成黏性末端

C．反义基因用于基因治疗是阻断病变基因的翻译

D．一种基因探针能检测水体中的各种病毒

14．下列关于基因工程技术应用的叙述中，错误的是（    ）

A．利用转基因工程菌生产的药物有：细胞因子．抗体．疫苗．激素等

B．科学家正在利用一些可以调节细胞渗透压的基因，来提高农作物的抗盐碱和抗旱能力

C．许多作物由于自身缺少抗病毒的基因，用基因工程技术可以培养抗病毒植物新品种

D．天然质粒被用作载体以将重组DNA导入动物细胞获得转基因动物

15．下列关于基因工程及其产品的说法中，不正确的是（    ）

A．基因的“剪刀”指的是限制性核酸内切酶

B．常用的运载体有质粒．噬菌体和动植物病毒等

C．消费者对转基因产品应该有选择权

D．基因工程中产生的可遗传变异属于染色体变异

16．下图是利用基因工程培育抗虫植物的示意图。以下相关叙述，正确的是（    ）

A．切割Ti质粒的限制性核酸内切酶均特异性地识别6个或4个核苷酸序列

B．③侵染植物细胞后，重组 Ti 质粒整合到④的染色体上

C．利用花粉管通道法将抗虫基因导入受体细胞后，通过植物组织培养才能获得相应的抗虫植株

D．⑤只要表现出抗虫性状就表明植株发生了定向的可遗传变异

17．下列有关动物基因工程的说法，错误的是（    ）

A．将外源生长激素基因导入动物体内可提高动物生长速度

B．将肠乳糖酶基因导入奶牛基因组，使获得的转基因牛分泌的乳汁中乳糖含量大大降低

C．科学家将药用蛋白基因与乳腺蛋白基因的启动子等调控组件重组在一起，通过显微注射等方法，导入哺乳动物的体细胞中

D．培育转基因克隆猪器官，采用的方法是将器官供体基因组导入某种调节因子，以抑制抗原决定基因的表达

18．下列有关基因工程技术的应用中，对人类不利的是（    ）

A．制造“工程菌”用于生产干扰素

B．创造“超级菌”分解石油．DDT

C．重组DNA诱发受体细胞基因突变

D．基因芯片诊断技术能快速高效诊断疾病

参考答案与试题解析

1．【答案】A

【解析】

试题分析：

基因工程技术的基本步骤：

（1）目的基因的获取：方法有从基因文库中获取．利用PCR技术扩增和人工合成。

（2）基因表达载体的构建：是基因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因．启动子．终止子和标记基因等。

（3）将目的基因导入受体细胞：根据受体细胞不同，导入的方法也不一样。将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法．基因枪法和花粉管通道法；将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法；将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。

（4）目的基因的检测与鉴定：分子水平上的检测：①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--DNA分子杂交技术；②检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术；③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术。个体水平上的鉴定：抗虫鉴定．抗病鉴定．活性鉴定等。

解答：

A．在制备乳腺生物反应器时需将目的基因导入到受精卵细胞中，A错误；

B．将药用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正确；

C．检测目的基因是否成功插入受体细胞染色体DNA，用DNA分子杂交法，C正确；

D．转基因动物体细胞含有目的基因，故形成配子可能含目的基因，D正确。

故选A。

2．【答案】B

【解析】

试题分析：

基因治疗是将目的基因通过载体导入患者受体细胞形成重组受体细胞，体外培养后再输回患者体内，或将目的基因通过载体直接送入患者体内．前者为体外途径，后者为体内途径．进行基因检测有两个必要条件，一是必需的特异的DNA探针；二是必需的基因组DNA．当两者都变性呈单链状态时，就能进行分子杂交．

解答：

A．基因治疗就是把健康的外源基因导入有基因缺陷的细胞中，达到治疗疾病的目的，A错误；

B．基因诊断又称DNA诊断或分子诊断，通过分子生物学和分子遗传学的技术，直接检测出分子结构水平和表达水平是否异常，从而对疾病做出判断，利用的原理就是DNA分子杂交，B正确；

C．基因探针是用放射性同位素（或荧光分子）标记的含有目的基因DNA片段，一种基因探针只能检测水体中的一种或一类病毒，C错误；

D．基因工程生产乙肝疫苗是通过构建含有乙肝病毒表面抗原基因的重组质粒，然后转染（就是让质粒进入宿主细胞）相应的宿主细胞，如酵母．CHO细胞（ 中国仓鼠卵巢细胞，一种可以无限繁殖的细胞），生产乙肝表面抗原蛋白，D错误．

故选B．

3．【答案】C

【解析】

试题分析：

4．【答案】D

【解析】

试题分析：

基因工程技术的原理是基因重组，与传统的杂交育种相比，基因工程能按照人们的意愿，克服远缘杂交不亲和的障碍培育出作物新品种。

解答：

A．含鱼抗冻蛋白基因的耐寒烟草是将鱼的抗冻蛋白质因导入烟草获得，利用的是基因工程技术，A错误；

B．乳汁中含人α－抗胰蛋白酶的山羊是将α－抗胰蛋白酶基因导入山羊乳腺细胞获得，利用的是基因工程技术，B错误；

C．能合成．分泌干扰素的酵母菌是将干扰素基因导入酵母细胞获得，利用的是基因工程技术，C错误；

D．同时具有高产和抗病性状的小麦可能是通过杂交育种的方法获得，不一定是利用基因工程技术培育而来，D正确。

故选D。

5．【答案】B

【解析】

试题分析：

基因芯片的测序原理是杂交测序方法，即通过与一组已知序列的核酸探针杂交进行核酸序列测定的方法。基因芯片主要用于基因检测工作。在实际应用方面，生物芯片技术可广泛应用于疾病诊断和治疗．药物筛选．农作物的优育优选．司法鉴定．食品卫生监督．环境检测．国防．航天等许多领域。

解答：

A．固定在芯片上的各个探针是已知的单链DNA分子，如果这些待测的DNA分子中正好有能与芯片上的DNA配对的，它们就会结合起来，并在相应的位置发出荧光或者射线，出现“反应信号”，基因芯片的工作原理是碱基互补配对，A正确；

B．基因芯片可进行遗传性疾病．恶性肿瘤等与基因有关的疾病诊断和治疗，不能进行感染性疾病的诊断和治疗，B错误；

C．待测的DNA分子首先要解旋变为单链，才可用基因芯片测序，C正确；

D．基因芯片技术利用DNA分子杂交技术来筛选农作物的基因突变，D正确。

故选B。

6．【答案】D

【解析】

试题分析：

PCR全称为聚合酶链式反应，是一项在生物体外复制特定DNA的核酸合成技术，其原理是DNA复制；PCR的前提条件是要有一段已知目的基因的核苷酸序以便合成一对引物，PCR的过程：①高温变性．②低温复性．③中温延伸，所需的条件包括：模板DNA．四种脱氧核苷酸．一对引物．热稳定DNA聚合酶（Taq酶）。

解答：

A．用PCR扩增目的基因时只需要知道目的基因的一部分序列，A错误；

B．设计引物时需要避免引物之间形成碱基互补配对，而造成引物自连，B错误；

C．选择较高的退火温度可大大减少引物和模板之间的非特异结合，提高 PCR的特异性，C错误；

D．细胞内DNA复制遵循半保留复制原则，第四轮循环产物中，共有24=16条DNA片段，其中同时含有引物A和引物B的DNA片段有14条，只有最初的两条模板链不同时含有引物A和引物B，因此第四轮循环产物中引物A．引物B均含有的DNA片段所占的比例为14/16，即7/8，D正确。

故选D。

7．【答案】D

【解析】

试题分析：

8．【答案】D

【解析】

试题分析：

转基因动物作器官移植的供体（1）对器官供体的处理：抑制或除去抗原决定基因。
（2）成果：利用克隆技术培育没有免疫排斥反应的猪器官。目前，人体器官短缺是一个世界性难题，为此，人们不得不把目光移向寻求可替代的移植器官。由于猪的内脏构造．大小和血管分布与人极为相似，猪体内隐藏的．可导致人类疾病的病毒远远少于灵长类动物，人类将解决器官短缺的问题目光集中在小型猪的身上。要实现这一目标时，最大难题是免疫排斥。目前，科学家正试图利用基因工程方法对猪的器官进行改造，采用的方法是将器官供体基因组导入某种调节因子，以抑制抗原决定基因的表达，或设法除去抗原决定基因，再结合克隆技术，培育出没有免疫排斥反应的转基因克隆猪器官。

解答：

A．人体移植器官短缺是一个世界性难题。要实现器官移植时，最大难题是免疫排斥，A正确；
B．猪体内隐藏的．可导致人类疾病的病毒远远少于灵长类动物，B正确；
C．无论哪种动物作为供体，都需要将器官供体基因组导入某种调节因子，以抑制抗原决定基因的表达，或设法除去抗原决定基因，C正确；
D．由于猪的内脏构造．大小和血管分布与人极为相似，人类将解决器官短缺的问题目光集中在小型猪的身上，D错误。
故选D。

9．【答案】D

【解析】

试题分析：

基因诊断与基因治疗：
（1）基因诊断：DNA分子杂交法（即DNA探针法），该方法是根据碱基互补配对原则，把互补的双链 DNA解开，把单链的DNA小片段用同位素．荧光分子或化学发光催化剂等进行标记，之后同被检测的DNA 中的同源互补序列杂交，从而检出所要查明的DNA或基因。
（2）基因治疗的途径：①体外基因治疗：先从病人体内获得某种细胞进行培养，然后在体外完成基因转移，再筛选成功转移的细胞扩增培养，最后重新输入患者体内。如腺苷酸脱氨酶基因的转移。②体内基因治疗：用基因工程的方法，直接向人体组织细胞中转移基因的方法。

解答：

A．从cDNA文库中只能获取某种生物的部分基因，从基因组文库中才能获取某种生物的全部，A错误；

B．一种基因探针只能检测水体中一种病毒，B错误；

C．基因治疗是把正常基因导入有缺陷的细胞中，使之表达丙发挥正常的作用，而不是将缺陷基因诱变成正常基因，C错误；

D．基因诊断的基本原理是碱基互补配对原则，D正确。

故选D。

10．【答案】D

【解析】

试题分析：

分析题图：图示表示转基因羊的培育及该基因转录水平检测流程。图中涉及动物体细胞核移植技术．动物细胞培养技术．胚胎移植及PCR技术，其中mRNA→cDNA的A过程为逆转录过程。

解答：

A．因为基因的选择性表达，故在转基因羊发育的不同时期提取的总mRNA不完全相同，A正确；

B．图中A过程为逆转录，故需要逆转录酶参与，因为以RNA为模板，获得的cDNA不含基因的启动子序列，B正确；

C．因为题中的cDNA是通过逆转录获得的，故用目的基因的cDNA与总cDNA的比值可以推测目的基因的转录水平，C正确；

D．PCR扩增过程中，引物的合成不需要耐高温的DNA聚合酶，D错误。

故选D。

11．【答案】C

【解析】

试题分析：

基因工程中使用的限制酶通常有高度的特异性，能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开，但也有的不同限制酶可以切出相同的黏性末端。

连接黏性末端的DNA连接酶只能催化具有相同黏性末端的2个DNA片段之间形成磷酸二酯键，但能连接平末端的DNA连接酶则有可能连接任意的两个具有平末端的DNA片段，但连接效率较低。

限制酶和DNA连接酶与大部分的酶相同，其化学本质都是蛋白。

解答：

A．不同种限制性核酸内切酶若识别的序列相似，切割的位点相同，则有可能切出相同的黏性末端，A错误；

B．一般DNA连接酶只能催化具有相同黏性末端的2个DNA片段之间形成磷酸二酯键，B错误；

C．通常根据目的基因的产物特征（表达的性状）判断基因工程是否取得成功，C正确；

D．质粒的化学本质是DNA，限制性核酸内切酶．DNA连接酶的化学本质都是蛋白质，D错误。

故选C。

12．【答案】C

【解析】

试题分析：

据图分析，①表示用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁；②表示将外源基因导入原生质体，常用农杆菌转化法；③表示脱分化，④表示再分化。

解答：

A．①表示用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，A错误；

B．将外源基因转入植物细胞常用农杆菌转化法，B错误；

C．③过程需要诱导去分化形成愈伤组织，C正确；

D．④再分化过程需要不断调整生长素和细胞分裂素的比例调节其再分化过程，D错误。

故选C。

13．【答案】C

【解析】

试题分析：

本题主要考察了基因工程的应用，由于基因中碱基对存在碱基互补配对原则，可以通过该原则制备基因探针，用来对特定基因进行检测与鉴定。或者进行基因治疗，将正常基因导入到细胞中发挥相应作用。

解答：

A．基因治疗是通过基因工程将正常基因导入到特定细胞中，并未将缺陷基因诱变为正常基因，A错误；
B．限制酶切割后可以形成黏性末端或平末端，B错误；
C．反义基因可以转录出与正常基因转录的mRNA刚好碱基互补的RNA，与之结合可以干扰其进一步的翻译，C正确；
D．一种基因探针只能检测水体中的一种病毒，D错误；
故选C。

14．【答案】D

【解析】

试题分析：

基因工程的应用：
1．基因工程在农业上的应用：生产高产．稳产和具有优良品质的品种；产生抗逆性品种。
2．动物基因工程的成果：（1）提高动物的生长速度；（2）改善畜产品的品质；（3）转基因动物生产药物；（4）转基因动物作器官移植的供体；（5）基因工程药物（工程菌是指用基因工程的方法，使外源基因得到高效率表达的菌株类细胞系）。
3．基因治疗（治疗遗传病最有效的手段）：把正常基因导入病人体内有缺陷的细胞中，使该基因的表达产物发挥功能，从而达到治疗疾病的目的。

解答：

A．基因工程制药是利用转基因的“工程菌”生产药物，如抗体．激素．细胞因子．疫苗等，A正确；
B．科学家在培育抗逆转基因植物时，由于盐碱和干旱对农作物的危害与细胞内渗透压调节有关，目前科学家们正在利用一些可以调节细胞渗透压的基因，来提高农作物的抗盐碱和抗干旱的能力，B正确；
C．许多作物由于自身缺少抗病毒基因，用基因工程技术可以培养抗病毒植物新品种，例如，我国转基因抗虫棉就是转入Bt毒蛋白基因培育出来的，C正确；
D．在进行基因工程操作中，在天然质粒的基础上进行人工改造后，被用作载体将重组DNA导入动物细胞获得转基因动物，D错误。
故选D。

15．【答案】D

【解析】

试题分析：

基因工程又叫DNA重组技术，是指按照人们的意愿，进行严格的设计，并通过体外DNA重组和转基因等技术，赋予生物以新的遗传特性，从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品．基因工程的基本操作步骤主要包括四步：①目的基因的获取； ②基因表达载体的构建；③将目的基因导入受体细胞；④目的基因的检测与鉴定，其中基因表达载体的构建是基因工程的核心步骤。

解答：

A．限制性核酸内切酶被称为基因的“剪刀”，A正确；

B．常用的基因工程的运载体有质粒．噬菌体和动植物病毒等，B正确；

C．消费者对转基因产品应该有知情权和选择权，C正确；

D．基因工程中产生的可遗传的变异属于基因重组，D错误。

故选D。

16．【答案】D

【解析】

试题分析：

17．【答案】C

【解析】

试题分析：

基因工程又称基因拼接技术和DNA重组技术，是以分子遗传学为理论基础，以分子生物学和微生物学的现代方法为手段，将不同来源的基因按预先设计的蓝图，在体外构建杂种的DNA分子，然后导入活细胞，以改变生物原有的遗传特性．获得新品种．生产新产品。

解答：

A．外源生长激素基因在动物体内表达可促进动物生长，A正确；
B．将肠乳糖酶基因导入奶牛基因组，肠乳糖酶基因表达产物是乳糖酶，可分解乳糖，使乳糖含量降低，B正确；
C．将目的基因导入动物细胞采用最多的方法是显微注射法．若用转基因动物生产药物，科学家通常将药物蛋白基因与乳腺蛋白基因的启动子等调控组件重组在一起，导入哺乳动物的受精卵中，C错误；
D．利用基因工程方法对转基因动物的器官进行改造，采用的方法是将器官供体的基因组导入某种调节因子，以抑制抗原决定基因的表达，再结合克隆技术，培育出没有免疫排斥反应的转基因克隆动物器官，D正确。
故选C。

18．【答案】C

【解析】

试题分析：