人教版 (2019)第3节 基因工程的应用精练

第3章　第3节　

[基础达标]

题组一　基因工程在农业方面的应用

1．下列哪项不是植物基因工程技术的主要应用(　　)

A．提高农作物的抗逆性 B．生产某些天然药物

C．改良农作物的品质 D．作器官移植的供体

【答案】D

【解析】D为动物基因工程技术的重要应用。

2．番茄营养丰富，是人们喜爱的蔬菜之一。普通番茄细胞中含有多聚半乳糖醛酸酶基因，控制细胞产生多聚半乳糖醛酸酶，该酶能破坏细胞壁，使番茄软化，不耐储存。科学家通过基因工程将一种抗多聚半乳糖醛酸酶的基因导入番茄细胞，获得了抗软化番茄。下列关于培育抗软化番茄的叙述，错误的是(　　)

A．质粒可作为载体

B．受体细胞是番茄细胞

C．目的基因为多聚半乳糖醛酸酶基因

D．目的基因的表达延缓了细胞的软化

【答案】C

【解析】培育抗软化番茄时可以用质粒作为载体，目的基因是抗多聚半乳糖醛酸酶基因，受体细胞是番茄细胞，A、B正确，C错误；目的基因的表达可以延缓细胞的软化，D正确。

3．科学家在河南华溪蟹中找到了金属硫蛋白基因，并以质粒为载体，采用转基因方法培育出了硫吸收能力极强的转基因烟草。下列有关该烟草培育的说法正确的是(　　)

A．金属硫蛋白基因需插入到质粒上，才能转移到受体细胞中

B．需用特定的限制酶切割烟草的核酸

C．同种限制酶既可以切割含目的基因的DNA片段，又可以切割质粒，因此不具有专一性

D．转基因烟草与原烟草相比基因组成发生了变化，导致两者出现生殖隔离

【答案】A

【解析】金属硫蛋白基因需插入到质粒上，才能转移到受体细胞中，A正确；在基因工程中，需用特定的限制酶切割目的基因和运载体，而不是切割烟草的核酸，B错误；限制酶具有专一性，能识别特定的脱氧核苷酸序列，C错误；转基因烟草与原烟草之间一般不会出现生殖隔离，D错误。

题组二　基因工程在畜牧业方面的应用

4．利用基因工程技术将生长激素基因导入绵羊体内，转基因绵羊生长速率比一般的绵羊提高30%，体型大50%。在基因工程操作过程中，生长激素基因的受体细胞最好采用(　　)

A．乳腺细胞 B．体细胞

C．受精卵 D．精细胞

【答案】C

【解析】动物体细胞的全能性受到限制，而受精卵具有发育的全能性，且受精卵体积较大，容易操作，也能保证发育成的个体的所有细胞都含有生长激素基因，C正确。

5．下列有关目的基因的操作能够改善产品品质的是(　　)

A．将草鱼的生长激素基因导入鲤鱼体内

B．将肠乳糖酶的基因导入奶牛的基因组

C．将人血清白蛋白的基因改造后在山羊的乳腺中表达

D．将Bt抗虫蛋白基因整合到烟草或棉花的基因组并实现表达

【答案】B

【解析】将草鱼的生长激素基因导入鲤鱼体内是提高鲤鱼的生长速度，A错误；导入肠乳糖酶基因的奶牛的牛奶中乳糖含量少，改善了牛奶的品质，B正确；将人血清白蛋白的基因改造后在山羊的乳腺中表达是乳腺生物反应器的应用，C错误；Bt抗虫蛋白基因能够提高植物的抗性，不属于改善产品品质，D错误。

6．上海医学遗传研究所成功培育出一头携带人白蛋白基因的转基因牛。他们还研究出一种可大大提高基因表达水平的新方法，使转基因动物乳汁中的药物蛋白含量提高了30多倍。以下相关叙述正确的是(　　)

A．转基因动物是指体细胞中出现了新基因的动物

B．提高基因的表达水平是指设法使牛的乳腺细胞中含有更多的人白蛋白基因

C．只能在转基因牛乳汁中获取人白蛋白，是因为人白蛋白基因只在牛乳腺细胞中是纯合的

D．转基因牛的肌肉细胞中也有人白蛋白基因，但不发生转录、翻译，故不能合成人白蛋白

【答案】D

【解析】 体细胞中出现新基因有可能是基因突变导致的，A错误；提高基因的表达水平是指增强白蛋白基因表达，白蛋白基因数目没有增多，B错误；转基因动物一般用到的受体细胞是受精卵，发育成的个体的几乎所有细胞中都有相同的外源基因，C错误；转基因牛的白蛋白基因也是选择性表达的，在肌肉细胞中不能表达，D正确。

题组三　基因工程在医药卫生和食品工业方面的应用

7．利用基因工程技术可使大肠杆菌生产人的胰岛素，下列相关叙述正确的是(　　)

A．人和大肠杆菌在合成胰岛素时，转录和翻译的场所都是相同的

B．所有的限制酶都只能识别同一种特定的核苷酸序列

C．通过检测，大肠杆菌中没有胰岛素产生，则可判断重组质粒未导入受体菌

D．选用大肠杆菌作为受体细胞主要原因是其繁殖快、易培养、产量高

【答案】D

【解析】人是真核生物，大肠杆菌是原核生物，真核细胞在细胞核内转录，原核细胞在拟核转录，A错误；不同的限制酶识别不同的核苷酸序列，B错误；通过检测，大肠杆菌中没有胰岛素产生则可判断重组质粒未导入受体菌或虽已导入受体但没有表达，C错误；利用基因工程技术使大肠杆菌生产人的胰岛素时，选用大肠杆菌作为受体细胞的主要原因是繁殖快、易培养、产量高，D正确。

8．蜘蛛丝(丝蛋白)被称为“生物钢”，有着超强的抗张强度，可制成防弹背心、降落伞绳等。蜘蛛丝还可被制成人造韧带和人造肌腱。科学家研究出集中生产蜘蛛丝的方法——培育转基因羊作为乳腺生物反应器。下列有关乳腺生物反应器的说法，不正确的是(　　)

A．将蜘蛛丝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．将含有丝蛋白基因的表达载体导入动物乳腺细胞中即可获得乳腺生物反应器

C．与乳腺生物反应器相比，膀胱生物反应器不受性别等限制，受体来源更广泛

D．转基因动物产生的生殖细胞可能含有药用蛋白基因

【答案】B

【解析】该过程需要将蜘蛛丝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，再通过显微注射导入受精卵中，A正确；将含有丝蛋白基因的表达载体导入动物受精卵中才可获得乳腺生物反应器，B错误；与乳腺生物反应器(只能选雌性)相比，膀胱生物反应器不受性别、时间等限制，受体来源更广泛，C正确；转基因动物产生的生殖细胞可能含有药用蛋白基因，因为体细胞中含有药用蛋白基因，D正确。

9．将乙肝抗原基因导入到酵母菌中，通过发酵能大量生产乙肝疫苗。下列叙述正确的是(　　)

A．目的基因在酵母菌中表达出抗体

B．目的基因的表达需要线粒体提供能量

C．构建基因表达载体时需用限制性内切核酸酶和DNA聚合酶

D．受体菌内目的基因的转录和翻译发生在同一场所

【答案】B

【解析】目的基因成功导入到酵母菌后可以表达出乙肝抗原，即乙肝疫苗，不是表达出抗体，A错误；目的基因通过转录和翻译过程表达出产物，需要消耗能量，可以由线粒体提供，B正确；构建基因表达载体时需要的是限制酶和DNA连接酶，C错误；由于受体菌酵母菌属于真核生物，故目的基因的转录发生在细胞核，翻译发生在细胞质，二者发生的场所不同，D错误。

[能力提升]

10．下图是将人的生长激素基因导入细菌B细胞内制造“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。判断下列说法正确的是(　　)

A．将重组质粒导入细菌B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有氨苄青霉素的培养基上，只有导入了重组质粒的细菌能生长

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，能生长的是导入了质粒A的细菌

D．目的基因成功表达的标志是受体细胞能在含有氨苄青霉素的培养基上生长

【答案】C

【解析】将基因表达载体导入细菌B之前，一般要先用Ca2＋处理细菌细胞，使之处于感受态，从而能够吸收重组质粒，显微注射法是将目的基因导入动物细胞常用的方法，A错误；质粒A中含有抗四环素基因和抗氨苄青霉素基因，而重组质粒中抗四环素基因被破坏，只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，能在含有四环素的培养基上生长的是导入了质粒A的细菌，B错误，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。

11．DNA疫苗被称为第三次疫苗革命，是将含病毒抗原基因的重组质粒注入人体表达后使人获得免疫能力。下列叙述不正确的是(　　)

A．重组质粒在细胞中表达后分泌到细胞外不会引起机体免疫反应

B．病毒抗原基因在体内表达时需要RNA聚合酶

C．病毒抗原基因与质粒重组时需要DNA连接酶

D．注射DNA疫苗后机体会产生相应的记忆细胞

【答案】A

【解析】重组质粒在细胞中表达后分泌到细胞外，表达产生的蛋白质在内环境中作为抗原会引起机体免疫反应，A错误。病毒抗原基因在体内表达时的转录过程中需要RNA聚合酶，B正确。病毒抗原基因与质粒重组时需要DNA连接酶，C正确。注射DNA疫苗后抗原基因表达，引起机体发生特异性免疫反应，产生相应的记忆细胞，D正确。

12．应用生物工程技术可获得人们需要的生物新品种或新产品。请据图回答下列问题：

(1)要获得抗虫基因，可采用__________________________等方法，基因工程的核心是__________________________。

(2)如果要获得一只含目的基因的小鼠，则选择的受体细胞通常是__________，原因是________________________________。若用大肠杆菌储存目的基因，则需先将其处理为______________细胞。

(3)在培育转人生长激素基因牛的过程中，①过程需要的工具酶是______________，②过程常用的方法是__________________________。

(4)转人生长激素基因牛可通过分泌的乳汁来生产人生长激素，在基因表达载体中，人生长激素基因的首端必须含有__________________________。

【答案】(1)从基因文库中获取目的基因、PCR技术扩增目的基因　基因表达载体的构建

(2)受精卵　动物受精卵具有全能性　感受态

(3)限制酶、DNA连接酶　显微注射法

(4)启动子

【解析】(1)获得目的基因的方法有从基因文库中获取目的基因、PCR技术扩增目的基因等，基因工程的核心是基因表达载体的构建。(2)动物受精卵具有全能性，能发育成完整个体，要获得一只含目的基因的小鼠，则选择的受体细胞通常是受精卵。(3)①是目的基因与载体结合的过程，需要限制酶、DNA连接酶；②是重组质粒导入受体细胞的过程，常用的方法是显微注射法。(4)基因表达载体中目的基因的首端必须有启动子。

13．干扰素是一种抗病毒的特效药，它是一种糖蛋白。传统的生产方法是从人血液中的白细胞内提取，每300 L血液只能提取出1 mg干扰素，所以干扰素的价格非常昂贵。现在某基因公司用下图所示方法生产干扰素，请回答下列相关问题。

(1)从人的淋巴细胞中提取出__________________，使它与质粒相结合，然后导入酵母菌体内。

(2)科学家成功地把人的干扰素基因插入烟草的DNA分子上，使烟草获得了抗病毒的能力，试分析回答下列问题。

①人的基因之所以能移入植物体内，其物质基础是___________________________。

②烟草有了抗病毒的能力，这表明烟草体内产生了____________。烟草植株产生这种新性状(变异性状)的来源属于____________________。

③要检测干扰素基因是否进入烟草细胞，可采用的方法是________________________；若要检测干扰素基因是否表达出干扰素，可采用____________________________的方法。

【答案】(1)干扰素基因

(2)①不同生物的DNA结构基本相同

②干扰素　基因重组

③PCR技术　抗原—抗体杂交

【解析】(1)通过基因工程构建“工程菌”的方法：从淋巴细胞中提取出干扰素基因，使它与质粒结合形成重组质粒，然后将重组质粒导入酵母菌中，通过相应的检测与鉴定方法得到成功转入了重组质粒的酵母菌，再培养这种酵母菌，使之合成大量的干扰素。(2)基因工程的理论基础：不同生物的DNA结构基本相同，不同生物间能进行基因的移接。基因工程的原理是基因重组。若要检测干扰素基因是否进入烟草细胞，可采用的方法是PCR技术；若要检测干扰素基因是否表达出干扰素，可采用抗原—抗体杂交的方法。