1、第第 3 3 节节 基因工程的应用基因工程的应用 A 组 基础对点练 题组一 基因工程在农牧业方面的应用 1下表有关基因表达的选项中，不可能的是( ) 选项 基因 表达的细胞 表达产物 A 细菌抗虫蛋白基因 抗虫棉叶肉细胞 细菌抗虫蛋白 B 人酪氨酸酶基因 正常人皮肤细胞 人酪氨酸酶 C 动物胰岛素基因 大肠杆菌工程菌细胞 动物胰岛素 D 兔血红蛋白基因 兔成熟红细胞 兔血红蛋白 答案 D 解析 兔成熟红细胞没有细胞核和众多细胞器，无法表达出兔的血红蛋白，D 错误。 2能够使植物体表达动物蛋白的育种方法是( ) A单倍体育种 B杂交育种 C基因工程育种 D多倍体育种 答案 C 解析 要让动物蛋
2、白在植物体内表达，必须将控制动物蛋白合成的相关基因导入植物细胞中并让其表达，因此需要通过基因工程技术才能实现。 31987 年，美国科学家将萤火虫的荧光素基因转入烟草植物细胞并获得高水平的表达。长成的烟草植株通体光亮，堪称自然界的奇迹。这一研究成果表明( ) 萤火虫与烟草的DNA结构基本相同 萤火虫与烟草共用一套遗传密码 烟草体内合成了荧光素 萤火虫和烟草合成蛋白质的方式基本相同 A B C D 答案 D 解析 萤火虫与烟草的遗传物质都是双链 DNA，这是完成基因重组的基础，正确；自然界的所有生物几乎都共用一套遗传密码，即无论在高等生物还是低等生物中，相同的密码子决定的氨基酸种类都相同，正确；
3、萤火虫的荧光素基因导入烟草细胞使得该植株通体光亮，可见荧光素基因在该植株中成功表达，正确；基因的表达包括转录和翻译，最后合成出蛋白质，正确。 4科学家利用基因工程培育出了耐盐的转基因棉花新品系，下列相关叙述错误的是( ) A可通过农杆菌转化法将重组质粒导入受体细胞 B含耐盐基因的棉花细胞可经植物组织培养获得完整植株 C可用较高浓度的盐水浇灌来鉴定棉花植株的耐盐性 D如果目的基因的核苷酸序列是全部未知的，可用 PCR 技术得到大量目的基因 答案 D 解析 棉花是双子叶植物，可通过农杆菌转化法将重组质粒导入棉花受体细胞，A 正确；植物组织培养技术可以保持亲本的优良性状，含耐盐基因的棉花细胞经植物组
4、织培养可获得耐盐的植株，B 正确；棉花植株是否耐盐，主要看植株能否在高浓度的盐溶液中生活，因此，可以用较高浓度的盐水浇灌来鉴定棉花植株的耐盐性，C 正确；利用 PCR 技术获得大量目的基因时，需要提供 DNA 的模板和引物，D 错误。 5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，
5、导致两者出现生殖隔离 答案 A 解析 在基因工程中，需用特定的限制酶切割目的基因和载体，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 基因工程在医药卫生及食品工业方面的应用 6 上海医学遗传研究所成功培育出第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用蛋白含量提高了 30 多倍。 下列有关叙述正确的是( ) 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
6、只在转基因牛乳汁中才能获取人白蛋白，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 转基因动物是指细胞中被转入了外源基因的动物，并非出现新基因，故 A 错误；“提高基因的表达水平”是指增强白蛋白基因的表达， 白蛋白基因数目没有增多， 故 B 错误； “转基因动物”一般用到的受体细胞是受精卵， 发育个体的几乎所有细胞中都有相同的外源基因，故 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，故 D 正确。 7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
7、提高动物生长速率 B将肠乳糖酶基因导入奶牛基因组中，使获得的转基因牛分泌的乳汁中乳糖的含量大大降低 C利用基因工程技术，得到的乳腺生物反应器可以解决很多重要药品的生产问题 D用转基因动物作为器官移植的供体时，由于导入的是调节因子，而不是目的基因，因此无法抑制抗原的合成 答案 D 解析 用转基因动物作为器官移植的供体时，可将器官供体的基因组中导入某种调节因子，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器官。 8转基因食品已大量进入我们的日常生活，如转基因西红柿、转基因草莓等，涉及的问题甚至关系到国家之间的贸易竞争，如图为“霸占中国市场的转
8、基因大豆油”的部分图示。下列关于转基因大豆的叙述，不正确的是( ) A培育过程中可能用到抗病、抗虫等抗性基因 B目的基因的受体细胞可以是大豆受精卵，也可以是体细胞 C转基因大豆的种植过程中减少了农药等的使用量，生产成本更低 D固氮菌的固氮基因也是必需的目的基因之一 答案 D 解析 豆科植物可与含固氮基因的根瘤菌共生， 故固氮基因并非必需的目的基因， D 项错误。 9用基因工程技术可以获得人们需要的生物新品种或新产品。请根据下列材料回答问题： 材料一 蜘蛛丝(丝蛋白)被称为“生物钢”，有着超强的抗张度，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
9、法培育转基因蜘蛛羊。 材料二 注射疫苗往往会在儿童和部分成年人身上引起痛苦。将疫苗藏身水果蔬菜中，人们在食用这些转基因植物的同时也获得免疫力，因而无需免疫接种，这一新概念将引起疫苗研究的一场革命。 (1)图中，过程所需要的工具酶有_，构建的蜘蛛丝蛋白基因表达载体一般由_、_、启动子、终止子等部分组成。 (2)过程将重组质粒导入山羊受体细胞时，采用最多也最有效的方法是_。通过过程培育的蜘蛛羊可以作为乳腺生物反应器，从_中提取所需要的蜘蛛丝蛋白。 (3)通过培育转基因莴苣， 相比诱变育种和杂交育种方法， 具有_等突出优点。 答案 (1)限制酶、DNA 连接酶 目的基因 标记基因 (2)显微注射技术
10、 乳汁 (3)目的性强，能克服远缘杂交不亲和的障碍(或能有效地打破物种间的生殖隔离界限) B 组 综合强化练 10我国转基因技术发展态势良好，农业部依法批准发放了转植酸酶基因玉米、转基因抗虫水稻的生产应用安全证书。下列关于转基因玉米和转基因水稻的叙述不正确的是( ) A转植酸酶基因玉米的外源基因是植酸酶基因 B转基因抗虫水稻能产生杀虫蛋白是外源基因在其体内得以表达的结果 C转基因抗虫水稻是否具有抗虫性，可通过饲养卷叶螟进行检测 D转基因抗虫水稻的外源基因是几丁质酶基因 答案 D 解析 转植酸酶基因玉米的外源基因是植酸酶基因，转基因抗虫水稻的外源基因是抗虫蛋白基因，检测目的基因是否表达最简便的方
11、法是个体水平的检测。 11科学家已能运用基因工程技术，让羊合成并由乳腺分泌抗体，下列相关叙述中，正确的是( ) 该技术将导致定向变异 DNA 连接酶把目的基因与载体黏性末端的碱基连接起来 蛋白质中的氨基酸序列可为合成目的基因提供资料 受精卵是理想的受体 A B C D 答案 B 解析 基因工程可将控制特定性状的外源基因导入受体细胞，从而定向改造生物的性状；在基因工程操作程序中，所用的 DNA 连接酶连接的不是目的基因与载体黏性末端的碱基，该酶只能催化断开的 DNA 片段重新形成磷酸二酯键；由蛋白质中的氨基酸序列可推知相应的mRNA 中核糖核苷酸序列，进而可推测相应基因中脱氧核苷酸的排列顺序，从
12、而可以用化学合成方法人工合成目的基因；受精卵体积较大，操作较容易，是理想的受体。 12从转基因牛、羊乳汁中提取药物工艺简单，甚至可直接饮用治病。如果将药用蛋白基因转入动物如牛、羊的膀胱上皮细胞中，从转基因牛、羊尿液中提取药物比从乳汁中提取药物的更大优越性在于( ) A技术简单 B膀胱上皮细胞容易表达药用蛋白 C膀胱上皮细胞全能性较高 D无论是雌性还是雄性个体，在任何发育时期都可以产生所需药物 答案 D 解析 利用动物乳腺生物反应器生产药物要受动物性别和发育期的限制，若从尿液中获取药物，则无论是雌性还是雄性个体，在任何发育期都可以产生所需药物。 13动物基因工程前景广阔，最令人兴奋的是利用基因工
13、程技术使哺乳动物成为乳腺生物反应器，以生产所需要的药品，如转基因动物生产人的生长激素。科学家培养转基因动物成为乳腺生物反应器时( ) A仅仅利用了基因工程技术 B不需要乳腺蛋白基因的启动子 C将人的生长激素基因导入哺乳动物卵细胞中 D需要进入泌乳期才能成为“批量生产药物的工厂” 答案 D 解析 科学家培养转基因动物时除涉及基因工程外，还涉及其他现代生物技术；生产生长激素时需要将人的生长激素基因与乳腺蛋白基因的启动子等调控组件重组在一起，通过显微注射技术导入哺乳动物的受精卵中，然后将受精卵培养形成早期胚胎后送入母体子宫内使其生长发育成转基因动物。 14应用基因工程的方法，可将酵母菌制造成基因工程
14、菌，用于生产乙肝疫苗，在制造该基因工程菌时，应向酵母菌中导入( ) 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乙肝病毒的表面抗原基因 答案 D 15下列不属于利用基因工程技术制取的药物是( ) A从大肠杆菌体内制取白细胞介素 B在酵母菌体内获得干扰素 C在青霉菌体内获取青霉素 D在大肠杆菌体内获取胰岛素 答案 C 解析 运用基因工程技术可以使外源基因在受体细胞中表达生产基因产品，A、B、D 项所述均为外源基因的表达，而青霉菌产生青霉素是一种自身基因的正常表达，故 C 项符合题意。 16(2017 全国，38)几丁质是许多真菌细胞壁的重要成分，几丁质酶可催化几丁质水解。
15、通过基因工程将几丁质酶基因转入植物体内，可增强其抗真菌病的能力。回答下列问题： (1)在进行基因工程操作时，若要从植物体中提取几丁质酶的 mRNA，常选用嫩叶而不选用老叶作为实验材料，原因是_。提取 RNA 时，提取液中需添加 RNA 酶抑制剂，其目的是_。 (2)以 mRNA 为材料可以获得 DNA， 其原理是_ _。 (3)若要使目的基因在受体细胞中表达，需要通过质粒载体而不能直接将目的基因导入受体细胞， 原因是_ _(答出两点即可)。 (4)当几丁质酶基因和质粒载体连接时，DNA 连接酶催化形成的化学键是_。 (5)若获得的转基因植株(几丁质酶基因已经整合到植物的基因组中)抗真菌病的能力
16、没有提高，根据中心法则分析，其可能的原因是_ _。 答案 (1)嫩叶中基因表达强烈，相应的 mRNA 较多(或嫩叶组织细胞易破碎) 防止提取的mRNA 被 RNA 酶降解 (2)在逆转录酶的作用下， 以 mRNA 为模板按照碱基互补配对原则合成 DNA (3)质粒载体中有启动子、终止子，便于目的基因的表达；质粒中有标记基因便于筛选；质粒中含有复制原点等 (4)磷酸二酯键 (5)几丁质酶基因没有转录或转录的 mRNA没有翻译 解析 (1)由于嫩叶中几丁质酶转录的 mRNA 较多，因此在进行基因工程操作时，常选用嫩叶而不选用老叶作为实验材料。提取 RNA 时，提取液中需添加 RNA 酶抑制剂，其目
17、的是防止提取的 mRNA 被 RNA 酶降解。(2)以 mRNA 为材料可以获得 DNA，原理是 mRNA 可 根据碱基互补配对原则逆转录为 DNA。(5)基因表达包括转录和翻译两个步骤，若获得的转基因植株(几丁质酶基因已经整合到植物的基因组中)抗真菌病的能力没有提高，其可能的原因是几丁质酶基因没有转录或转录的 mRNA 没有翻译。 17(2018 海南，31，改编)甜蛋白是一种高甜度的特殊蛋白质。为了改善黄瓜的品质，科学家采用农杆菌转化法将一种甜蛋白基因成功导入黄瓜细胞，得到了转基因植株。回答下列问题： (1)若在转基因黄瓜中检测到这种甜蛋白，则表明该重组质粒中_已转移到植物细胞中且能够表达
18、；用该转基因黄瓜的某一植株与一株非转基因植株杂交，发现子代中含甜蛋白个体数与不含甜蛋白个体数之比为11， 则说明甜蛋白基因已经整合到_(填“核基因组”“线粒体基因组”或“叶绿体基因组”)中。 (2)假设某种转基因作物因为受到病毒感染而减产，若要以该转基因作物为材料获得脱毒苗，应选用_作为外植体进行组织培养。 (3)通常，基因工程操作主要有 4 个步骤，即目的基因的筛选与获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定。因此，基因工程的含义可概括为_ _。 答案 (1)甜蛋白基因 核基因组 (2)茎尖 (3)按照人们的愿望， 通过转基因等技术， 赋予生物新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新生物类型和生物产品