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1、基因工程及其應用
一、選擇題(每小題2分,共30分)
1.我國科學家運用基因工程技術(shù),將蘇云金芽孢桿菌的抗蟲基因?qū)朊藁毎⒊晒Ρ磉_,培育出了抗蟲棉。下列敘述不正確的是( )
A.基因非編碼區(qū)對于抗蟲基因在棉花細胞中的表達不可缺少
B.重組DNA分子中增加一個堿基對不一定導致毒蛋白的毒性喪失
C.抗蟲棉的抗蟲基因可通過花粉傳遞至近緣作物,從而造成基因污染
D.轉(zhuǎn)基因棉花是否具有抗蟲特性是通過檢測棉花對抗生素抗性來確定的
解析:基因只有保持完整性,才能表達;重組DNA分子中增加一個堿基對,如果對抗蟲基因沒有造成破壞,轉(zhuǎn)錄翻譯出的蛋白質(zhì)照樣具有生物活性;轉(zhuǎn)基因抗蟲棉是否具有抗蟲特
2、性,可通過讓害蟲吞吃抗蟲棉后觀察效果即可,與抗生素抗性是兩回事。
答案:D
2.以下有關(guān)基因工程的敘述,正確的是( )
A.基因工程是細胞水平上的生物工程
B.基因工程的產(chǎn)物對人類全部是有益的
C.基因工程產(chǎn)生的變異屬于人工誘變
D.基因工程育種的優(yōu)點之一是目的性強
解析:基因工程是在生物體外,通過對DNA分子進行人工“剪切”和“拼接”,對生物的基因進行改造(目的性強)和重新組合(基因重組),然后導入體細胞內(nèi)進行無性繁殖,使重組基因在受體細胞內(nèi)表達,產(chǎn)生出人類所需要的基因產(chǎn)物。但并不是所有的基因產(chǎn)物對人類都是有益的。
答案:D
3.下列關(guān)于限制酶的說法正確的是( )
A
3、.限制酶廣泛存在于各種生物中,但微生物中很少
B.一種限制酶只能識別一種特定的核苷酸序列
C.不同的限制酶切割DNA后都會形成黏性末端
D.限制酶的作用部位是特定核苷酸形成的氫鍵
解析:本題考查限制酶的來源、特性及作用部位。具體分析如下:
選項判斷
原因分析
A項錯誤
限制酶的存在非常廣泛,主要存在于微生物中
B項正確
一種限制酶只能識別一種特定的核苷酸序列,并在特定的切點上切割DNA分子
C項錯誤
限制酶切割后一般形成黏性末端,但部分限制酶切割后會形成平末端
D項錯誤
限制酶的作用部位是特定核苷酸序列中兩個核苷酸間的磷酸二酯鍵
答案:B
4.為了培育節(jié)水高
4、產(chǎn)品種,科學家將大麥中與抗旱節(jié)水有關(guān)的基因?qū)胄←湥玫睫D(zhuǎn)基因小麥,其水分利用率提高了20%。這項技術(shù)的遺傳學原理是( )
A.基因突變 B.基因重組
C.基因復制 D.基因分離
解析:應用重組DNA技術(shù),人們可以把某個目的基因,通過運載體送入生物細胞中,并且使新的基因在細胞中正確表達,從而達到定向改變生物性狀的目的。這項技術(shù)的遺傳學原理是基因重組。除了轉(zhuǎn)基因技術(shù)外,利用雜交育種或誘變育種的手段也能培育新品種。
答案:B
5.在基因工程操作過程中,DNA連接酶的作用是( )
A.將任意兩個DNA分子連接起來
B.將具有相同黏性末端的DNA分子連接,包括DNA
5、分子的基本骨架和堿基對之間的氫鍵
C.只連接具有相同黏性末端的DNA分子的基本骨架,即磷酸二酯鍵
D.只連接具有相同黏性末端的DNA分子堿基對之間的氫鍵
解析:DNA連接酶的作用是只連接具有相同黏性末端的DNA分子的基本骨架,即磷酸二酯鍵。相同黏性末端的堿基是通過氫鍵結(jié)合形成堿基對。
答案:C
6.現(xiàn)有黑色短毛兔和白色長毛兔,要育出黑色長毛兔。理論上可采用的技術(shù)是( )
①雜交育種 ②基因工程?、壅T變育種?、芸寺〖夹g(shù)
A.①②④ B.②③④
C.①③④ D.①②③
解析:由黑色短毛兔和白色長毛兔,通過雜交育種可實現(xiàn)基因重組,育出黑色長毛兔;通過基因工程將決定黑色的基
6、因和長毛的基因?qū)胪玫氖芫阎?,而育出黑色長毛兔;通過基因突變也有可能使決定白色的基因突變?yōu)楹谏蚨拱咨L毛兔突變?yōu)楹谏L毛兔;而克隆屬于無性生殖,子代的遺傳物質(zhì)未發(fā)生變化,所產(chǎn)生的兔的性狀仍是黑色短毛或白色長毛,因此不會出現(xiàn)黑色長毛兔。
答案:D
7.水母發(fā)光蛋白由236個氨基酸構(gòu)成,其中由三種氨基酸構(gòu)成發(fā)光環(huán),現(xiàn)已將這種蛋白質(zhì)的基因作為生物轉(zhuǎn)基因的標記基因。在轉(zhuǎn)基因技術(shù)中,這種蛋白質(zhì)的作用是( )
A.促使目的基因成功導入宿主細胞中
B.使目的基因的成功導入容易被檢測出來
C.使目的基因在宿主細胞中更容易復制
D.使目的基因更容易成功表達
解析:標記基因表現(xiàn)的性狀其作用
7、是使目的基因的成功導入容易被檢測出來。
答案:B
8.運用現(xiàn)代生物技術(shù),將蘇云金芽孢桿菌的抗蟲基因融合到棉花細胞中,為檢測實驗是否成功,最方便的方法是檢測棉花植株是否有( )
A.抗蟲基因 B.抗蟲基因的產(chǎn)物
C.新的細胞核 D.抗蟲的性狀
解析:基因工程中目的基因?qū)胧欠癯晒Φ臋z測,主要是檢測受體細胞是否出現(xiàn)了預期的目的基因產(chǎn)物,在這里最簡便的辦法就是看看是否出現(xiàn)抗蟲的性狀。
答案:D
9.下列哪項不是轉(zhuǎn)基因食物潛在的安全隱患( )
A.轉(zhuǎn)基因植物有可能合成出對人體有直接毒性或潛在毒性的蛋白質(zhì)
B.轉(zhuǎn)基因植物合成的某些新的蛋白質(zhì)有可能成為某些人的過敏原
C.某
8、些轉(zhuǎn)基因生物可以合成干擾素,進入人體增強相應細胞的免疫力
D.某些基因足以使植物體內(nèi)某些代謝途徑發(fā)生變化,導致轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物營養(yǎng)成分的改變
解析:轉(zhuǎn)基因生物引發(fā)食物安全的主要理由如下:對食物的安全性檢測不夠;擔心出現(xiàn)滯后效應;擔心出現(xiàn)新的過敏原;擔心營養(yǎng)成分改變等。因此A、B、D三項都屬于轉(zhuǎn)基因食物潛在的安全隱患,只有C項不是,它是基因工程在制藥方面的應用。
答案:C
10.基因工程技術(shù)也稱為DNA重組技術(shù),其實施必須具備四個必要的條件是( )
A.目的基因、限制性內(nèi)切酶、運載體、體細胞
B.重組DNA、RNA聚合酶、內(nèi)切酶、連接酶
C.模板DNA、信使RNA、質(zhì)粒、受體細胞
9、D.工具酶、目的基因、運載體、受體細胞
解析:根據(jù)基因工程的操作工具和基因工程操作的基本步驟,實施基因工程必須有工具酶、目的基因、基因的運載體和受體細胞。
答案:D
11.下列不屬于基因工程的運載體必須具備的條件的是( )
A.能在宿主細胞中復制并保存
B.具有多個限制酶切點,以便與外源基因連接
C.具有標記基因,便于進行篩選
D.是環(huán)狀的DNA分子
解析:作為基因工程的運載體必須能與宿主細胞“和睦相處”并能夠在其中復制并保存,具有限制酶切點,以便與外源基因連接;具有標記基因,便于進行篩選,否則操作將會失去意義;并非只有環(huán)狀的DNA分子才能夠作為運載體。
答案:D
12.
10、某種轉(zhuǎn)基因玉米能高效合成一種多肽類的蛋白酶抑制劑,積累于莖葉中,讓取食它的害蟲的消化酶受抑制,無法消化食物而死。下列就該玉米對人類的安全性評論中,不符合生物學原理的是( )
A.安全,玉米的蛋白酶抑制劑對人體的消化酶很可能無影響,因為人體消化酶和害蟲消化酶結(jié)構(gòu)上存在差異
B.安全,人類通常食用煮熟的玉米食品,玉米的蛋白酶抑制劑已被高溫破壞,不抑制人體消化酶
C.不安全,玉米的食用部分也可能含有蛋白酶抑制劑,食用后使人無法消化食物而患病
D.不安全,玉米的蛋白酶抑制劑基因被食用后,可在人體細胞內(nèi)表達,使人無法消化食物而患病
解析:蛋白酶抑制劑是在基因控制下合成的,該DNA分子被人攝取
11、后被DNA酶水解成核苷酸,失去功能特性,從而不能在人體內(nèi)表達蛋白酶抑制劑。
答案:D
13.利用外源基因在受體細胞中表達,可生產(chǎn)人類所需要的產(chǎn)品。下列選項中能說明目的基因完成了在受體細胞中表達的是( )
A.棉花二倍體細胞中檢測到細菌的抗蟲基因
B.大腸桿菌中檢測到人胰島素基因及其mRNA
C.山羊乳腺細胞中檢測到人生長激素DNA序列
D.酵母菌細胞中提取到人干擾素蛋白
解析:“基因的表達”是指基因使遺傳信息以一定的方式反映到蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)上這一過程,即必須獲得相應蛋白質(zhì)才能說明基因完成了表達過程。四個選項中A項檢測到基因、B項檢測到基因及其mRNA、C項檢測到DNA序列,而
12、只有D項提取到了蛋白質(zhì)。由此不難得出D為正確答案。
答案:D
14.用基因工程技術(shù)可使大腸桿菌合成人的蛋白質(zhì)。下列敘述不正確的是( )
A.常用相同的限制性內(nèi)切酶處理目的基因和質(zhì)粒
B.DNA連接酶和RNA聚合酶是構(gòu)建重組質(zhì)粒必需的工具酶
C.可用含抗生素的培養(yǎng)基檢測大腸桿菌中是否導入了重組質(zhì)粒
D.導入大腸桿菌的目的基因不一定能成功表達
解析:質(zhì)粒是小型環(huán)狀的DNA分子,它的重組不需要RNA聚合酶,而是需要限制酶和DNA連接酶。
答案:B
15.北極比目魚中有抗凍基因,其編碼的抗凍蛋白具有11個氨基酸的重復序列,該序列重復次數(shù)越多,抗凍能力越強。如下圖是獲取轉(zhuǎn)基因抗凍番茄
13、植株的過程示意圖,有關(guān)敘述正確的是( )
A.過程①獲取的目的基因,可用于基因工程和比目魚基因組測序
B.將多個抗凍基因編碼區(qū)依次相連成能表達的新基因,不能得到抗凍性增強的抗凍蛋白
C.過程②構(gòu)成的重組質(zhì)粒缺乏標記基因,需要轉(zhuǎn)入農(nóng)桿菌才能進行篩選
D.應用DNA探針技術(shù),可以檢測轉(zhuǎn)基因抗凍番茄植株中目的基因的存在及其完全表達
解析:因為一種氨基酸可能對應多種密碼子、真核生物體內(nèi)的基因含有內(nèi)含子等因素,導致逆轉(zhuǎn)錄合成的目的基因與原基因有較大的差異,所以人工合成的目的基因不能用于比目魚基因組測序,A選項錯誤;抗凍蛋白的11個氨基酸的重復序列重復次數(shù)越多,抗凍能力越強,并不是抗凍基因
14、的編碼區(qū)重復次數(shù)越多抗凍能力越強,抗凍基因編碼區(qū)依次相連形成的新基因已不是原來的抗凍基因,因此不能得到抗凍性增強的抗凍蛋白,B選項正確;農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法是將目的基因?qū)胫参锛毎淖畛S梅椒?,不是為了篩選含有標記基因的質(zhì)粒,C選項錯誤;應用DNA探針技術(shù),可以檢測轉(zhuǎn)基因植物中目的基因的存在,但不能完成對目的基因表達的檢測,D選項錯誤。
答案:B
二、簡答題(共20分)
16.(10分)基因工程基本操作流程如圖,請據(jù)圖分析回答:
(1)圖中A是________;在基因工程中,需要在________酶的作用下才能完成剪接過程。
(2)圖中遵循堿基互補配對原則的步驟有________。(用圖
15、中序號表示)
(3)從分子水平分析不同種生物之間的基因移植能夠成功的主要原因是________,也說明了不同生物共用一套________。
解析:圖中A與目的基因結(jié)合形成重組DNA分子,所以A應為運載體;基因工程中的“剪”需要限制酶,“接”需要DNA連接酶;圖中的“拼接”和“擴增”過程需進行堿基互補配對,如果目的基因的獲取方法是人工合成法,也需進行堿基互補配對;不同種生物之間基因移植成功的原因,也就是基因工程的理論基礎(chǔ)即生物界共用一套遺傳密碼和所有生物的DNA分子的結(jié)構(gòu)基本相同。
答案:(1)運載體 限制酶和DNA連接
(2)②④(①②④)
(3)不同生物的DNA分子基本結(jié)構(gòu)是相同的
16、 遺傳密碼
17.(10分)干擾素是一種糖蛋白,過去從人的血液中的白細胞中提取,產(chǎn)量很低。我國的科研人員侯云院士等一批人,成功運用基因工程技術(shù)提高了其產(chǎn)量,如圖為其原理過程圖。請據(jù)圖回答:
(1)圖中①過程叫______________________。
(2)圖中③物質(zhì)的化學本質(zhì)是________,它之所以能作為運載體,必須具備的特點是______________(寫出任兩點)。
(3)切割③和②過程所需的酶一般是相同的,其原因是____________________________。
(4)該過程中,供體細胞是________,受體細胞是________(填字母),重組DN
17、A分子是________(填序號),在形成④的過程中需要______________________。
(5)大腸桿菌等微生物是基因工程最常用的實驗材料,這是因為________________。
(6)人的干擾素基因能在大腸桿菌內(nèi)表達,其根本原因是__________________________。
解析:圖中①②為目的基因的提取過程,采用的方法為酶切法;圖中③為從大腸桿菌中提取的質(zhì)粒;④表示重組DNA分子;切割③和②過程所需的酶叫限制酶,所用的酶相同,產(chǎn)生的黏性末端也相同,便于構(gòu)建重組DNA分子。在該過程中,供體細胞是人的體細胞,受體細胞是大腸桿菌b,選擇大腸桿菌作為受體細胞是因為其繁殖快、結(jié)構(gòu)簡單,其內(nèi)的遺傳物質(zhì)少。人的基因能在大腸桿菌中表達是由于它們共用一套遺傳密碼。
答案:(1)提取目的基因
(2)雙鏈環(huán)狀DNA分子(或DNA分子) 具有一個或多個限制酶切割位點,在細胞中能夠自我復制,有特殊的標記基因等
(3)為了產(chǎn)生相同的黏性末端
(4)人的體細胞 b?、堋NA連接酶
(5)大腸桿菌結(jié)構(gòu)簡單、繁殖快,其內(nèi)的遺傳物質(zhì)少(任寫兩點即可)
(6)它們共用一套遺傳密碼
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