2020版高中生物 課后分層檢測(cè)案18 基因工程及其應(yīng)用（含解析）新人教版必修2

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1、課后分層檢測(cè)案18　基因工程及其應(yīng)用 【合格基礎(chǔ)練】 1．下列有關(guān)基因工程的敘述，不正確的是(　　) A．基因工程是在分子水平上進(jìn)行設(shè)計(jì)施工的 B．基因工程中對(duì)DNA分子的“剪切”和“拼接”發(fā)生在生物體外 C．基因工程的最終目的是導(dǎo)入外源基因 D．基因工程改造生物性狀依據(jù)的原理是基因重組 解析：基因工程是在生物體外對(duì)生物的基因進(jìn)行改造和重新組合，然后導(dǎo)入受體細(xì)胞內(nèi)，使目的基因在受體細(xì)胞內(nèi)表達(dá)，定向地改造生物的遺傳性狀，因此，基因工程是在DNA分子水平上進(jìn)行設(shè)計(jì)施工的?；蚬こ虒?dǎo)入了外源基因，最終目的是定向地改造生物的遺傳性狀?；蚬こ虒?shí)現(xiàn)了一種生物的個(gè)別基因與另一種生物的基因的重

2、新組合，依據(jù)的原理是基因重組。 答案：C 2．下圖為DNA分子在不同酶的作用下所發(fā)生的變化，依次表示限制性核酸內(nèi)切酶、DNA聚合酶、DNA連接酶、解旋酶作用的是(　　) A．①②③④ B．①②④③ C．①④②③ D．①④③② 解析：①中DNA分子被切出黏性末端，所以發(fā)揮作用的酶是限制性核酸內(nèi)切酶。②中將黏性末端連接起來(lái)，所以發(fā)揮作用的酶是DNA連接酶。③中氫鍵斷裂，DNA分子的雙鏈打開(kāi)，所以發(fā)揮作用的酶是解旋酶。④中進(jìn)行DNA的復(fù)制，所以發(fā)揮作用的酶是DNA聚合酶。 答案：C 3．為了培育節(jié)水高產(chǎn)品種，科學(xué)家將大麥中與抗旱節(jié)水有關(guān)的基因?qū)胄←?，得到轉(zhuǎn)基因小麥，其水分利用

3、率提高了20%。這項(xiàng)技術(shù)的遺傳學(xué)原理是(　　) A．基因突變 B．基因重組 C．基因復(fù)制 D．基因分離 解析：應(yīng)用重組DNA技術(shù)，人們可以把某個(gè)目的基因，通過(guò)運(yùn)載體送入生物細(xì)胞中，并且使新的基因在細(xì)胞中正確表達(dá)，從而達(dá)到定向改變生物性狀的目的。這項(xiàng)技術(shù)的遺傳學(xué)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 4．下列能正確表示基因工程操作“四步曲”的是(　　) A．提取目的基因→將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞→目的基因與運(yùn)載體結(jié)合→目的基因的檢測(cè)與鑒定 B．目的基因的檢測(cè)與鑒定→提取目的基因→目的基因與運(yùn)載體結(jié)合→將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞 C．

4、提取目的基因→目的基因與運(yùn)載體結(jié)合→將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞→目的基因的檢測(cè)與鑒定 D．目的基因與運(yùn)載體結(jié)合→提取目的基因→將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞→目的基因的檢測(cè)與鑒定 解析：基因工程操作的第一步是取得目的基因，然后將其與運(yùn)載體結(jié)合形成重組DNA分子，再將重組DNA分子導(dǎo)入受體細(xì)胞中擴(kuò)增，最后通過(guò)一定手段對(duì)受體細(xì)胞是否導(dǎo)入目的基因進(jìn)行檢測(cè)。 答案：C 5．下列關(guān)于基因工程的敘述，正確的是(　　) A．基因工程經(jīng)常以抗菌素抗性基因作為目的基因 B．細(xì)菌質(zhì)粒是基因工程常用的運(yùn)載體 C．通常用一種限制性核酸內(nèi)切酶處理含目的基因的DNA，用另一種處理運(yùn)載體DNA D．為培育抗除草劑的作物

5、新品種，導(dǎo)入抗除草劑基因時(shí)只能以受精卵為受體 解析：細(xì)菌質(zhì)粒是基因工程常用的運(yùn)載體?；蚬こ痰哪康幕蛲ǔＪ侨藗兯枰奶囟ɑ?，可以是抗菌素抗性基因，也可以是其他基因，如抗除草劑基因、胰島素基因等，故A錯(cuò)誤；C選項(xiàng)應(yīng)當(dāng)用同一種限制性核酸內(nèi)切酶處理含目的基因的DNA和運(yùn)載體DNA，以便于目的基因與運(yùn)載體的連接；D選項(xiàng)也可以把抗除草劑基因?qū)肫渌?xì)胞，再通過(guò)植物組織培養(yǎng)發(fā)育為完整的抗除草劑植物。 答案：B 6．下列有關(guān)基因工程中限制酶的描述，錯(cuò)誤的是(　　) A．一種限制酶只能識(shí)別一種特定的脫氧核苷酸序列 B．限制酶的活性受溫度影響 C．限制酶能識(shí)別和切割RNA D．限制酶可從原核

6、生物中提取 解析：一種限制酶只能識(shí)別一種特定的脫氧核苷酸序列，A正確；限制酶的活性受溫度影響，B正確；限制酶只能識(shí)別和切割DNA，C錯(cuò)誤；限制酶可從原核生物中提取，D正確。 答案：C 7．下列哪組是基因工程技術(shù)中使用的運(yùn)載體(　　) A．大腸桿菌、噬菌體 B．藍(lán)藻、質(zhì)粒 C．動(dòng)物病毒、噬菌體 D．線粒體、質(zhì)粒 解析：運(yùn)載體是將外源基因送入受體細(xì)胞的專門運(yùn)輸工具，目前使用的運(yùn)載體有質(zhì)粒、噬菌體和動(dòng)植物病毒。 答案：C 8．限制酶BamH Ⅰ和限制酶EcoR Ⅰ的識(shí)別序列及切割位點(diǎn)分別是GATCC—↓—G和AATTC—↓—G。如圖甲表示含目的基因的DNA片段，四個(gè)選項(xiàng)中的圖表示

7、四種質(zhì)粒，其中箭頭所指部位為酶的識(shí)別位點(diǎn)，質(zhì)粒的陰影部分表示標(biāo)記基因。適于作為圖甲所示目的基因的運(yùn)載體的質(zhì)粒是(　　) 解析：據(jù)題干和圖解分析，適于作為目的基因運(yùn)載體的質(zhì)粒要有插入目的基因的位點(diǎn)，同時(shí)又有標(biāo)記基因，且質(zhì)粒和含目的基因的DNA片段要能被同一種限制酶切割，所以B正確。 答案：B 9．下列有關(guān)基因工程的成果及應(yīng)用的說(shuō)法，正確的是(　　) A．用基因工程方法培養(yǎng)的抗蟲(chóng)植物也能抗病毒 B．基因工程在畜牧業(yè)上應(yīng)用的主要目的是培養(yǎng)體型巨大、品質(zhì)優(yōu)良的動(dòng)物 C．目前任何一種藥物都可以運(yùn)用基因工程來(lái)生產(chǎn) D．基因工程在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用主要是培育高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、品質(zhì)優(yōu)良和具有抗逆性的農(nóng)作

8、物 解析：用基因工程方法培育出的抗蟲(chóng)植物只能殺死害蟲(chóng)，不能抗病毒；基因工程在畜牧業(yè)上的應(yīng)用不僅是培養(yǎng)體型巨大、品質(zhì)優(yōu)良的動(dòng)物，更重要的是利用某些特定外源基因在哺乳動(dòng)物體內(nèi)的表達(dá)獲得人類所需要的各類物質(zhì)；目前基因工程只是實(shí)現(xiàn)了一部分藥物的生產(chǎn)。 答案：D 10．下列關(guān)于基因工程及其產(chǎn)品的說(shuō)法中，不正確的是(　　) A．基因工程的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)是構(gòu)建基因表達(dá)載體 B．基因工程的優(yōu)勢(shì)是可定向地改造生物的遺傳性狀 C．消費(fèi)者對(duì)轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品應(yīng)該有選擇權(quán) D．基因工程中產(chǎn)生的可遺傳變異屬于染色體變異 解析：基因表達(dá)載體的構(gòu)建是實(shí)施基因工程的第二步，也是基因工程的核心，A正確；基因工程將目的基因

9、導(dǎo)入受體細(xì)胞，可定向地改造生物的遺傳性狀，B正確；轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品的安全性問(wèn)題一直是個(gè)熱點(diǎn)話題，消費(fèi)者應(yīng)該有知情權(quán)和選擇權(quán)，C正確；基因工程中產(chǎn)生的可遺傳變異屬于基因重組，D錯(cuò)誤。 答案：D 11．質(zhì)粒是基因工程中最常用的運(yùn)載體，質(zhì)粒上有標(biāo)記基因，如圖所示，通過(guò)標(biāo)記基因可推知外源基因插入的位置，插入位置不同，細(xì)菌在培養(yǎng)基上的生長(zhǎng)情況也不同。如圖表示外源基因的插入位置(插入點(diǎn)有a、b、c)。 Ⅰ.(1)質(zhì)粒的基本組成單位是________________________________________________________________________。 (2)將細(xì)菌放在含有四

10、環(huán)素、氨芐青霉素的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，屬于基因工程操作中的________步驟。 (3)在插入外源基因過(guò)程中用到的工具酶有________________________________________________________________________。 Ⅱ.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究外源基因插入的位置。 (1)步驟： ①將導(dǎo)入外源基因的細(xì)菌進(jìn)行培養(yǎng)產(chǎn)生大量細(xì)菌。 ②分組：將細(xì)菌平均分成兩組并標(biāo)號(hào)為1、2。 ③培養(yǎng)：將第1組細(xì)菌放入________中培養(yǎng)，將第2組細(xì)菌放入________中培養(yǎng)。 ④觀察并記錄結(jié)果。 (2)預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果及結(jié)論： ①若1、2組均能正常生長(zhǎng)，則外源基因插

11、入點(diǎn)是________； ②若1組能正常生長(zhǎng)，2組不能生長(zhǎng)，則外源基因插入點(diǎn)是________； ③若1組不能生長(zhǎng)，2組能正常生長(zhǎng)，則外源基因插入點(diǎn)是________。 解析：Ⅰ.質(zhì)粒是一種小型環(huán)狀DNA分子，含有標(biāo)記基因是作為運(yùn)載體的前提，它可以用于目的基因的檢測(cè)與鑒定。 Ⅱ.本實(shí)驗(yàn)中的特點(diǎn)是若目的基因插入b或c處時(shí)就會(huì)破壞運(yùn)載體上原有的標(biāo)記基因，使細(xì)菌不再具有相應(yīng)的抗性性狀，所以應(yīng)放在含有不同抗生素的培養(yǎng)基上進(jìn)行培養(yǎng)，觀察結(jié)果并得出相應(yīng)結(jié)論。 答案：Ⅰ.(1)脫氧核苷酸　(2)目的基因的檢測(cè)與鑒定　(3)限制酶、DNA連接酶 Ⅱ.(1)③含氨芐青霉素的培養(yǎng)基　含四環(huán)素的培養(yǎng)基　

12、(2)①a?、赾?、踒 【等級(jí)提升練】 12．基因工程中，需使用特定的限制酶切割目的基因和質(zhì)粒，便于重組和篩選。已知限制酶Ⅰ的識(shí)別序列和切點(diǎn)是GATCC—↓—G，限制酶Ⅱ的識(shí)別序列和切點(diǎn)是—↓GATC—。據(jù)圖判斷，下列操作正確的是(　　) A．目的基因和質(zhì)粒均用限制酶Ⅱ切割 B．目的基因和質(zhì)粒均用限制酶Ⅰ切割 C．質(zhì)粒用限制酶Ⅱ切割，目的基因用限制酶Ⅰ切割 D．質(zhì)粒用限制酶Ⅰ切割，目的基因用限制酶Ⅱ切割 解析：依據(jù)題干信息，注意所給的兩種限制酶所識(shí)別的是兩個(gè)核苷酸序列，其產(chǎn)生的黏性末端是相同的，又由于限制酶Ⅱ所識(shí)別的核苷酸序列，有一部分與限制酶Ⅰ所識(shí)別的一致，因此目的基因用限

13、制酶Ⅱ切割；而質(zhì)粒用限制酶Ⅰ切割，可保證質(zhì)粒上保留一個(gè)標(biāo)記基因(Gene Ⅰ)。 答案：D 13．不同種植物之間存在競(jìng)爭(zhēng)，如某些植物能分泌一些化學(xué)物質(zhì)用于抑制別種植物在其周圍生長(zhǎng)。最近，科學(xué)家試圖往大麥等農(nóng)作物中轉(zhuǎn)入控制合成這些化學(xué)物質(zhì)的基因，以達(dá)成抑制雜草生長(zhǎng)的目的。下列說(shuō)法正確的是(　　) A．將該基因轉(zhuǎn)入大麥中，一定會(huì)抑制雜草生長(zhǎng) B．所用的工具酶是限制酶、DNA連接酶和運(yùn)載體 C．通常用一種限制性核酸內(nèi)切酶處理含目的基因的DNA，用另一種限制性核酸內(nèi)切酶處理運(yùn)載體 D．種植該種轉(zhuǎn)基因大麥可以增加糧食產(chǎn)量，減少農(nóng)藥的使用 解析：目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞后不一定會(huì)表達(dá)，需要進(jìn)行檢

14、測(cè)和鑒定，A錯(cuò)誤；運(yùn)載體不是工具酶，B錯(cuò)誤；在基因工程中常用同一種限制性核酸內(nèi)切酶來(lái)處理含目的基因的DNA和運(yùn)載體，C錯(cuò)誤；轉(zhuǎn)基因大麥可以抑制雜草生長(zhǎng)，減少了除草劑的使用，同時(shí)減弱了與雜草的競(jìng)爭(zhēng)，增加了產(chǎn)量，D正確。 答案：D 14．下圖是基因工程主要技術(shù)環(huán)節(jié)的一個(gè)基本步驟，這一步驟需用到的工具是(　　) A．DNA連接酶和解旋酶 B．DNA聚合酶和限制酶 C．限制酶和DNA連接酶 D．DNA聚合酶和RNA聚合酶 解析：該步驟是基因工程的第二步——目的基因與運(yùn)載體結(jié)合。切割質(zhì)粒要用限制酶，目的基因與切割后的質(zhì)粒結(jié)合要用DNA連接酶。 答案：C 15．干擾素是一種糖蛋白，過(guò)

15、去從人血液中的白細(xì)胞中提取，產(chǎn)量很低。我國(guó)的科研人員侯云院士等一批人，成功運(yùn)用基因工程技術(shù)提高了其產(chǎn)量，下圖為其原理過(guò)程圖。請(qǐng)據(jù)圖回答下列問(wèn)題。 (1)圖中①過(guò)程叫__________________________。 (2)圖中③物質(zhì)的化學(xué)本質(zhì)是________________________，它之所以能作為運(yùn)載體，必須具備的特點(diǎn)是________________________________________________________________________(寫(xiě)出任兩點(diǎn))。 (3)切割③和②過(guò)程所需的酶一般是相同的，其原因是___________________

16、___________________。 (4)該過(guò)程中，供體細(xì)胞是________________，受體細(xì)胞是________(填字母)，重組DNA分子是________(填序號(hào))，在形成④的過(guò)程中需要____________________。 (5)大腸桿菌等微生物是基因工程最常用的實(shí)驗(yàn)材料，這是因?yàn)開(kāi)_____________________________________。 (6)人的干擾素基因能在大腸桿菌內(nèi)表達(dá)，其根本原因是__________________。 解析：圖中①②為目的基因的提取過(guò)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

17、子；切割③和②過(guò)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(guò)程中，供體細(xì)胞是人的體細(xì)胞，受體細(xì)胞是大腸桿菌b，選擇大腸桿菌作為受體細(xì)胞是因?yàn)槠浞敝晨臁⒔Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，其內(nèi)的遺傳物質(zhì)少。人的基因能在大腸桿菌中表達(dá)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(gè)或多個(gè)限制酶切割位點(diǎn)，在細(xì)胞中能夠自我復(fù)制，有特殊的標(biāo)記基因等 (3)為了產(chǎn)生相同的黏性末端 (4)人的體細(xì)胞　b?、堋NA連接酶 (5)大腸桿菌結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、繁殖快，其內(nèi)的遺傳物質(zhì)少 (6)它們共用一套遺傳密碼 【素養(yǎng)達(dá)成練】 16

18、．通過(guò)DNA重組技術(shù)使原有基因得以改造的動(dòng)物稱為轉(zhuǎn)基因動(dòng)物。運(yùn)用這一技術(shù)可使羊奶中含有人體蛋白質(zhì)，如圖表示這一技術(shù)的基本過(guò)程，在該工程中所用的基因“剪刀”能識(shí)別的序列和切點(diǎn)是—G↓GATCC—，請(qǐng)回答： (1)從羊染色體中“剪下”羊蛋白質(zhì)基因的酶是________，人體蛋白質(zhì)基因“插入”后連接在羊體細(xì)胞染色體中需要的酶是________。 (2)人體蛋白質(zhì)基因之所以能連接到羊的染色體DNA中，原因是________________________________________________________________________， 人體蛋白質(zhì)基因?qū)胙蚣?xì)胞時(shí)常用的工具是_

19、_______________________________________________________________________。 (3)此過(guò)程中目的基因的檢測(cè)與表達(dá)中的表達(dá)是指________________________________________________________________________。 (4)你認(rèn)為此類羊產(chǎn)的奶安全可靠嗎？理由是什么？ ________________________________________________________________________ ____________________________

20、____________________________________________。 解析：(1)剪取目的基因的酶是限制酶，將不同的DNA片段連接起來(lái)的酶是DNA連接酶。(2)不同生物的DNA化學(xué)組成和空間結(jié)構(gòu)相同，即具有相同的物質(zhì)基礎(chǔ)和結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞需先與運(yùn)載體結(jié)合，最常用的運(yùn)載體是質(zhì)粒，也可以用動(dòng)物病毒的DNA。(3)基因的表達(dá)是指基因通過(guò)控制蛋白質(zhì)的合成來(lái)控制生物的性狀，即通過(guò)轉(zhuǎn)錄和翻譯過(guò)程合成相應(yīng)的蛋白質(zhì)。(4)為開(kāi)放性問(wèn)題，理由與觀點(diǎn)相對(duì)應(yīng)即可。 答案：(1)限制酶　DNA連接酶 (2)具有相同的物質(zhì)基礎(chǔ)和結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)(有互補(bǔ)的堿基序列)　細(xì)菌質(zhì)?；虿《? (3)人體蛋白質(zhì)基因在羊體細(xì)胞內(nèi)控制合成人體蛋白質(zhì) (4)安全，因?yàn)槟康幕驅(qū)胧荏w細(xì)胞后沒(méi)有改變，控制合成的人奶蛋白質(zhì)成分沒(méi)有改變(或不安全，因?yàn)槟康幕驅(qū)胧荏w細(xì)胞后，可能由于羊細(xì)胞中某些成分的影響，合成的蛋白質(zhì)成分發(fā)生一定的改變) - 6 -