高中生物人教版 (新课标)必修2《遗传与进化》第2节 基因工程及其应用课后作业题

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基础过关练
题组一 基因工程的概念和工具

1.(2021重庆高二月考)下列有关基因工程的相关叙述中,正确的是( )
A.转基因技术的遗传学原理是基因突变,人为作用下产生了定向变异
B.具有目的基因控制的性状是目的基因导入受体细胞的标志
C.目的基因导入受体细胞标志着转基因工程成功
D.目的基因能在受体细胞中正确表达说明生物共用一套遗传密码
2.(2021北京西城期末)下列关于限制性核酸内切酶的叙述中,错误的是( )
A.同一种酶切割不同的DNA产生的黏性末端能够进行碱基互补配对
B.不同的限制性核酸内切酶可能切割出相同的黏性末端
C.它能任意切割单链或双链DNA,从而产生大量的DNA片段
D.每一种限制性核酸内切酶只能识别特定的核苷酸序列
3.(2021云南昆明月考)作为基因的运载工具——运载体,必须具备的一个条件及对应的理由正确的是( 易错 )
A.能在宿主细胞中大量复制,以便于携带大量的目的基因
B.具有多个限制性核酸内切酶切点,以便于目的基因的表达
C.具有某些标记基因,以便为目的基因的表达提供条件
D.能在宿主细胞中自主复制,以便于目的基因的扩增
4.(2020黑龙江哈尔滨三中高二上期末)关于基因工程基本工具的描述错误的是( )
A.只有用相同的限制酶处理含目的基因的DNA片段和质粒,才能形成重组质粒
B.不同的核苷酸序列被不同的限制酶识别也有可能切出相同的黏性末端
C.限制酶识别序列越短,则该序列在DNA中出现的概率就越大
D.限制酶、DNA连接酶都是工具酶
5.(2020全国高二课时练习)下列关于如图所示DNA分子片段的说法,正确的是( )
A.限制酶可作用于①部位,解旋酶作用于③部位
B.限制酶可作用于④部位,解旋酶作用于①部位
C.作用于①部位的限制酶同时也可以作用于④部位
D.作用于①部位的限制酶与作用于⑤部位的限制酶的碱基识别序列相反
题组二 基因工程的步骤和应用
6.(2021北京海淀高三期末改编)下列生物技术操作对遗传物质的改造,不能遗传给子代的是(深度解析)
A.将含胰岛素基因的重组载体转入大肠杆菌,筛选获得基因工程菌
B.将囊性纤维病的正常基因转入患者肺组织中用于治疗囊性纤维病
C.将鱼的抗冻蛋白基因导入番茄细胞,经组织培养获得耐寒能力增强的番茄植株
D.将生长激素基因导入奶牛受精卵,培育出能分泌含生长激素乳汁的奶牛
7.通过DNA重组技术使原有基因得以改造的动物称为转基因动物。运用这一技术可使羊乳中含有人体蛋白质,如图表示这一技术的基本过程,在该工程中所用的基因“剪刀”能识别的序列和切点是 ↓
—G GATC C—
—CCTAGG—
↑,
请回答下列问题。
(1)从羊染色体中“剪下”羊蛋白质基因的酶是 ,人体蛋白质基因“插入”后连接在羊体细胞染色体中,需要的酶是 。
(2)请画出质粒被切割形成黏性末端的过程图。
↓
—G GATC C—
—CCTAGG—
↑ 。
(3)人体蛋白质基因之所以能连接到羊的染色体DNA中,是因为 ,人体蛋白质基因导入羊细胞时常用的工具是 。
(4)此过程中目的基因的检测与表达中的表达是指 。
(5)你认为此类羊产的奶安全可靠吗?理由是什么? 。
题组三 转基因生物及其产品的安全性
8.(2021山东济宁检测)下列关于转基因生物和转基因食品的优点的叙述,正确的有( )
①提高粮食产量 ②减少农药使用,从而减轻环境污染 ③降低生产成本,降低粮食售价 ④增加食物营养,提高附加价值 ⑤增加食物种类,提升食物品质 ⑥促进生产效率,带动相关产业发展
A.只有一个正确B.有两个正确
C.至多有四个正确D.全部正确
能力提升练
一、选择题

1.()科学家将鼠体内能够产生胰岛素的基因与大肠杆菌的DNA分子重组,在大肠杆菌中发现了胰岛素的前体物质胰岛素原。其操作的基本过程如图所示,据图分析正确的是(深度解析)
A.过程3、4、10中均要使用限制性核酸内切酶和DNA连接酶
B.8上应带有标记基因,便于筛选导入目的基因的受体细胞
C.7和6的黏性末端的连接需要DNA聚合酶催化
D.实现过程10的理论基础是所有生物都共用一套密码子
2.(2021河南开封高二期末,)质粒是基因工程中最常用的载体,它存在于许多细菌体内,质粒上有标记基因,如图所示,通过标记基因可以推知外源基因(目的基因)是否成功转入。外源基因插入的位置不同,细菌在培养基上的生长情况也不同,下表是外源基因插入位置(插入点有a、b、c),请根据表中提供的细菌生长情况,推测①②③三种重组后细菌的外源基因插入点,正确的一组是( )
A.①是c;②是b;③是a
B.①是a和b;②是a;③是b
C.①是a和b;②是b;③是a
D.①是c;②是a;③是b
3.(2021湖北武汉高三模拟,)当面对日常生活中与转基因技术有关的话题时,我们需要理性地表明观点和参与讨论。下列不属于理性看待转基因技术的是( )
A.要靠确凿的证据和严谨的逻辑来思考转基因技术的影响
B.只要有证据表明某转基因产品有害,就应该禁止转基因技术的应用
C.经济、文化和伦理道德观念等的差异,人们对转基因技术有不同的看法
D.要在清晰地了解转基因技术的原理和规程的基础上来讨论转基因技术的相关问题
4.(2020天津一中高二上期末,)现有一长度为1 000碱基对(bp)的DNA分子,用限制性核酸内切酶(EcRⅠ)酶切后得到的DNA分子仍是1 000 bp,用KpnⅠ单独酶切得到400 bp和600 bp两种长度的DNA分子,用EcRⅠ、KpnⅠ同时酶切后得到200 bp和600 bp两种长度的DNA分子。该DNA分子的酶切图谱正确的是( )
5.(2021北京石嘴山高三期中,)豇豆对多种害虫具有抗虫能力,根本原因是豇豆体内具有胰蛋白酶抑制剂基因(CPTI基因)。科学家将其转移到水稻体内后,却发现效果不佳,主要原因是CPTI蛋白质的积累量不足。经过在体外对CPTI基因进行了修饰后,CPTI蛋白质在水稻中的积累量就得到了提高。以下说法正确的是( )
A.该过程中,所用的工具酶是限制酶、DNA连接酶和运载体
B.水稻产生的蛋白质可能对某些人会造成过敏反应
C.修饰的结果是使该目的基因在受体细胞内得以表达
D.若水稻转基因成功,一定可以在后代中检测到该基因
二、非选择题
6.(2021湖南郴州高三上质检节选,)人胰岛素由A、B两条肽链构成。研究人员用大肠杆菌作生产菌,利用基因工程技术分别生产两条肽链,并在体外将两条肽链加工成胰岛素。请回答下列问题:
(1)由A、B两条肽链可推导出A、B基因的碱基序列,依据是 。获得的A、B基因可以通过 酶与运载体结合。
(2)基因工程中不能将A、B基因直接导入大肠杆菌的原因是 。
答案全解全析
第6章 从杂交育种到基因工程
第2节 基因工程及其应用
基础过关练
1.D 转基因技术的遗传学原理是基因重组,A错误;具有目的基因控制的性状是目的基因在受体细胞内表达的标志,B错误;目的基因在受体细胞内成功表达标志着转基因工程成功,C错误;目的基因能在受体细胞中正确表达说明生物共用一套遗传密码,D正确。
2.C 同一种限制性核酸内切酶切割不同的DNA产生的黏性末端是相同的,黏性末端能够进行碱基配对,A正确;不同种限制性核酸内切酶可能切割出相同的黏性末端,B正确;一种限制性核酸内切酶能识别特定的核苷酸序列,并能在特定位点切割DNA分子,C错误,D正确。
3.D 常用的运载体有质粒、噬菌体和动植物病毒等,运载体必须能在宿主细胞中大量复制,便于目的基因扩增,提供大量的目的基因,A错误,D正确;运载体必须具有一个或多个限制酶切点,以便于目的基因的插入,B错误;运载体必须具有某些标记基因,以便重组载体的筛选,且对宿主细胞无害,C错误。
陷阱分析
运载体具备的条件
(1)具有一个或多个限制酶切点,以供外源基因插入其中;(2)具有标记基因,以鉴定重组载体是否进入受体细胞;(3)能自我复制;(4)对受体细胞无害。
4.A 用不同的限制酶处理含目的基因的DNA片段和质粒,可能切割出相同的黏性末端,形成重组质粒,A错误,B正确;限制酶识别的序列越短,能够增大该序列在DNA分子中出现的概率,C正确;基因工程需要的工具酶包括DNA连接酶、限制性核酸内切酶等,D正确。
5.A ①②④⑤为磷酸二酯键,③为氢键,限制酶可切开两个特定的核苷酸之间的磷酸二酯键,即可作用于①②④⑤部位的磷酸二酯键,而解旋酶能将DNA双螺旋的两条链解开,即作用于③部位的氢键,A正确,B错误;作用于①部位的限制酶同时也可作用于⑤部位,在G与A之间切割,C错误;作用于①部位的限制酶与作用于⑤部位的限制酶的碱基识别序列相同,它们识别的序列都为—GAATTC—,D错误。
6.B 将含胰岛素基因的重组载体转入大肠杆菌,可通过大肠杆菌的二分裂遗传给子代,A不符合题意;将囊性纤维病的正常基因转入患者肺组织中,改变的是体细胞的基因,生殖细胞的基因没有发生改变,因此不会遗传给后代,B符合题意;将鱼的抗冻蛋白基因导入番茄细胞,经组织培养获得耐寒能力增强的番茄植株,可通过植物组织培养无性繁殖遗传给子代,C不符合题意;用显微注射法将生长激素基因导入奶牛的受精卵中,培育的转基因奶牛的乳汁含有生长激素,奶牛的这种性状可以遗传给后代,D不符合题意。
知识拓展
目的基因与运载体结合的过程中,形成的重组载体中不只有目的基因和运载体的结合物,还有目的基因之间或运载体之间的结合物。
7.答案 (1)限制性核酸内切酶 DNA连接酶
(2)—G
—CCTAG GATCC—
G— (3)不同生物的DNA分子具有相同的物质基础和结构基础(有互补的碱基序列) 细菌质粒或动物病毒 (4)人体蛋白质基因在羊体细胞内控制合成人体蛋白质 (5)安全,因为目的基因导入受体细胞后没有改变,控制合成的人体蛋白质成分没有改变(或不安全,因为目的基因导入受体细胞后,可能由于羊细胞中某些成分的影响,合成的蛋白质成分会发生一定的改变)
解析 (1)从羊染色体中“剪下”羊蛋白质基因需用限制性核酸内切酶。人体蛋白质基因“插入”后连接在羊体细胞染色体中需要DNA连接酶。(2)质粒被切割形成黏性末端的过程图如下:
—G↓GATC C—
—CCTAG↑G——G GATCC—
—CCTAG G—
(3)人体蛋白质基因是有遗传效应的DNA片段,与羊的染色体DNA的化学组成和空间结构相同,即具有相同的物质基础和结构基础(有互补的碱基序列)。人体蛋白质基因导入羊细胞时常用的工具是细菌质粒或动物病毒。(4)目的基因的“表达”是指人体蛋白质基因在羊体细胞内控制合成人体蛋白质。(5)此类羊产的奶安全可靠,其原因是目的基因导入受体细胞后没有改变,控制合成的人体蛋白质成分没有改变(或此类羊产的奶不安全,因为目的基因导入受体细胞后,可能由于羊细胞中某些成分的影响,合成的蛋白质成分会发生一定的改变)。
8.D 部分转基因作物抗病、抗除草剂,提高了粮食产量,①正确;抗虫转基因作物等能减少农药使用,减少环境污染,②正确;抗虫转基因作物等能降低生产成本,降低粮食售价,③正确;某些转基因作物能增加食物营养,提高附加价值,④正确; 基因工程能定向改造植物,进而增加食物种类,提升食物品质,⑤正确;含有外源生长激素基因的动物生长速度快等,促进生产效率,带动相关产业发展,⑥正确。
能力提升练
一、选择题
1.B 过程3、4中均要使用限制性核酸内切酶,过程10两种酶都不用,A错误;8上应带有标记基因,便于筛选导入目的基因的受体细胞,B正确;7和6的黏性末端的连接需要DNA连接酶催化,C错误;过程10表示将目的基因导入受体细胞的过程,不需要密码子,D错误。
知识拓展
载体上的标记基因一般是一些抗生素的抗性基因。目的基因要转入的受体细胞没有抵抗相关抗生素的能力。当含有抗生素抗性基因的载体进入受体细胞后,抗性基因在受体细胞内表达,使受体细胞能够抵抗相应抗生素,所以在受体细胞的培养体系中加入该种抗生素就可以只保留转入载体的受体细胞。
2.A 质粒的a、b插入点为标记基因内部,目的基因插入标记基因内部会破坏标记基因,使细菌失去相应抗性性状。质粒的c插入点为标记基因外部,目的基因插入标记基因外部不会影响标记基因的表达。①细菌能在含氨苄青霉素的培养基上生长,也能在含四环素的培养基上生长,说明抗氨苄青霉素基因和抗四环素基因都没有被破坏,故①插入点是c;②细菌能在含氨苄青霉素的培养基上生长,说明其抗氨苄青霉素基因正常,不能在含四环素的培养基上生长,说明其抗四环素基因被破坏,故②插入点为b;③细菌不能在含氨苄青霉素的培养基上生长,说明其抗氨苄青霉素基因被破坏,能在含四环素的培养基上生长,说明其抗四环素基因正常,故③插入点为a。
3.B 转基因技术是一把双刃剑,要理性地看待转基因技术,要靠确凿的证据和严谨的逻辑来思考转基因技术的影响,A不符合题意;只要有证据表明产品有害,就应该禁止该产品的使用,而不是禁止转基因技术的应用,B符合题意;由于不同的人在经济、文化和伦理道德观念等方面存在差异,所以不同的人对转基因技术会有不同的看法,C不符合题意;要在清晰地了解转基因技术的原理和规程的基础上来讨论转基因技术的相关问题,D不符合题意。
4.D A选项DNA用KpnⅠ单独酶切会得到600 bp和200 bp两种长度的DNA分子,与题意不符;B选项DNA用EcRⅠ单独酶切会得到800 bp和200 bp两种长度的DNA分子,与题意不符;C选项DNA用EcRⅠ单独酶切后得到200 bp和800 bp两种长度的DNA分子,与题意不符;D选项DNA用EcRⅠ单独酶切后得到的DNA分子是1 000 bp,用KpnⅠ单独酶切得到400 bp和600 bp两种长度的DNA分子,用EcRⅠ、KpnⅠ同时酶切后得到200 bp和600 bp两种长度的DNA分子,与题意相符,D正确。
5.B 该基因工程过程中所用的工具酶是限制酶和DNA连接酶等,运载体不是工具酶,A错误;水稻产生的蛋白质可能对某些人会造成过敏反应,B正确;“经过在体外对CPTI基因进行了修饰后,CPTI蛋白质在水稻中的积累量就得到了提高”,修饰的结果是使该目的基因产物在水稻体内得到积累,而不是使该目的基因在受体细胞内得以表达,C错误;若水稻转基因成功,转基因植株一般为杂合子,其自交后代会发生性状分离,因此不一定在后代中检测到该基因,D错误。
二、非选择题
6.答案 (1)氨基酸与密码子的对应关系和或碱基互补配对原则 DNA连接 (2)A、B基因(目的基因)在大肠杆菌中不能稳定遗传和表达
解析 (1)肽链中的氨基酸是由密码子决定的,基因在表达过程中遵循碱基互补配对原则,所以根据氨基酸与密码子的对应关系,可依据A、B两条肽链中氨基酸的序列推导出mRNA的碱基序列,进而推出A、B基因的碱基序列。目的基因与运载体结合需要DNA连接酶。(2)由于A、B基因(目的基因)在大肠杆菌(受体菌)中不能稳定存在、遗传和表达,所以基因工程中不能将A、B基因直接导入大肠杆菌。
细菌在含氨苄青霉素的培养基上的生长情况
细菌在含四环素的培养基上的生长情况
①
能生长
能生长
②
能生长
不能生长
③
不能生长
能生长
1.D
2.C
3.D
4.A
5.A
6.B
8.D
1.B
2.A
3.B
4.D
5.B