专题1基因工程 课时知能评估
一、选择题
1．(2010年高考浙江理综)在用基因工程技术构建抗除草剂的转基因烟草过程中，下列操作错误的是( )
A．用限制性核酸内切酶切割烟草花叶病毒的核酸
B．用DNA连接酶连接经切割的抗除草剂基因和载体
C．将重组DNA分子导入烟草原生质体
D．用含除草剂的培养基筛选转基因烟草细胞
解析：构建重组DNA分子时，需用同种限制性核酸内切酶切割目的基因和载体，再用DNA连接酶连接形成重组DNA分子，而烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，所以A项错误。重组DNA分子形成后要导入受体细胞(若是植物细胞，则可导入其原生质体)，若导入的受体细胞是体细胞，经组织培养可获得转基因植物。目的基因为抗除草剂基因，所以未成功导入目的基因的细胞不具有抗除草剂的能力，可用含除草剂的培养基筛选转基因烟草细胞。
答案：A
2．(2010年高考江苏卷)下列关于转基因植物的叙述，正确的是( )
A．转入到油菜的抗除草剂基因，可能通过花粉传入环境中
B．转抗虫基因的植物，不会导致昆虫群体抗性基因频率增加
C．动物的生长激素基因转入植物后不能表达
D．如转基因植物的外源基因来源于自然界，则不存在安全性问题
解析：转入到油菜的抗除草剂基因可能会通过花粉被油菜的近缘物种接受，造成意料之外的抗除草剂基因传播，形成基因污染，有可能会对生态系统的平衡和稳定构成威胁，A项正确；在转入抗虫基因后，不能适应这种抗虫植物的昆虫的死亡率将大大增加，只有存在对应的抗性基因的昆虫才能生存下来，增加了昆虫群体中抗性基因的频率，B项错误；生物界中所有物种基因的转录和翻译用同一套密码子和相同的氨基酸，所以动物的生长激素基因可以在植物体内得到表达，C项错误；即便转基因植物的外源基因来自于自然界，通过转基因工程后，可能会使目标生物出现非正常进化过程中的性状改变，有可能会影响生态系统的稳定性，D项错误。
答案：A
3．(2010年高考全国理综Ⅱ)下列叙述符合基因工程概念的是( )
A．B淋巴细胞与肿瘤细胞融合，杂交瘤细胞中含有B淋巴细胞中的抗体基因
B．将人的干扰素基因重组到质粒后导入大肠杆菌，获得能产生人干扰素的菌株
C．用紫外线照射青霉菌，使其DNA发生改变，通过筛选获得青霉素高产菌株
D．自然界中天然存在的噬菌体自行感染细菌后其DNA整合到细菌DNA上
解析：基因工程是指按照人们的意愿，进行严格的设计，并通过体外DNA重组和转基因等技术，创造出符合人们需要的新的生物类型和生物产品。基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的。选项中A项属于细胞工程，C项属于人工诱变，D项属于基因重组，只有B项符合基因工程的概念，其中人的干扰素基因是目的基因，质粒是运载体，大肠杆菌是受体细胞，人们需要的生物产品是人干扰素。
答案：B
4．下列关于基因工程应用的叙述，正确的是( )
A．基因治疗就是把缺陷基因诱变成正常基因
B．基因诊断的基本原理是DNA分子杂交
C．一种基因探针能检测水体中的各种病毒
D．利用基因工程生产乙肝疫苗时，目的基因存在于人体B淋巴细胞的DNA中
解析：基因治疗是把正常基因导入有基因缺陷的细胞中；基因诊断是让正常人的DNA与病人基因组中分离出的DNA进行杂交来诊断疾病；一种基因探针只能检测水体中的一种病毒；利用基因工程生产乙肝疫苗时的目的基因是乙肝病毒的核酸。
答案：B
5．(2011年海淀检测)近年来基因工程的发展非常迅猛，科学家可以用DNA探针和外源基因导入的方法进行遗传病的诊断和治疗，下列做法中不正确的是( )
A．用DNA探针检测镰刀型细胞贫血症
B．用DNA探针检测病毒性肝炎
C．用导入外源基因的方法治疗半乳糖血症
D．用基因替换的方法治疗21三体综合征
解析：镰刀型细胞贫血症是由于基因突变引起的疾病，用β－珠蛋白的DNA探针可以检测到；用DNA探针也可以很方便地检测出肝炎患者的病毒；半乳糖血症是由于体内缺少半乳糖苷转移酶，将带有半乳糖苷转移酶的基因导入半乳糖血症患者的体内，可以治疗这种疾病；21三体综合征是由于患者多了一条21号染色体，不能用基因替换的方法治疗。
答案：D
6.
线性DNA分子的酶切示意图
(2008年高考全国理综Ⅰ)已知某种限制性内切酶在一线性DNA分子上有3个酶切位点，如右图中箭头所指。如果该线性DNA分子在3个酶切位点上都被该酶切断，则会产生a、b、c、d四种不同长度的DNA片段。现有多个上述线性DNA分子，若在每个DNA分子上至少有1个酶切位点被该酶切断，则从理论上讲，经该酶酶切后，这些线性DNA分子最多能产生长度不同的DNA片段种类数是( )
A．3 B．4 C．9 D．12
解析：若每个DNA分子上至少有1个酶切位点被该酶切断，则多个线性DNA可以切得的种类有：a、b、c、d、ab、bc、cd、abc、bcd九种。
答案：C
7．(2011年南京模拟)如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，能生长的只是导入了重组质粒的细菌
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，能生长的就是导入了质粒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
解析：若导入了质粒，由于含有抗四环素基因，细菌可在含有四环素的培养基上生长。
答案：C
8.
质粒是基因工程中最常用的运载体，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)是否转移成功。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
解析：对①细菌来说，能在含青霉素的培养基上生长，也能在含四环素的培养基上生长，说明抗青霉素基因和抗四环素基因没有被破坏，插入点是c；对②细菌来说，能在含青霉素的培养基上生长，说明其抗青霉素基因正常，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，插入点应为b；对③细菌来说，不能在含青霉素的培养基上生长，说明其抗青霉素基因被插入而破坏，故插入点为a。
答案：A
二、非选择题
9．(2010年高考福建理综)红细胞生成素(EPO)是体内促进红细胞生成的一种糖蛋白，可用于治疗肾衰性贫血等疾病。由于天然EPO来源极为有限，目前临床上使用的红细胞生成素主要来自于基因工程技术生产的重组人红细胞生成素(rhEPO)，其简要生产流程如下图。
请回答：
(1)图中①所指的是________技术。
(2)图中②所指的物质是__________，③所指的物质是_______________。
(3)培养重组CHO细胞时，为便于清除代谢产物，防止细胞产物积累对细胞自身造成危害，应定期更换________。
(4)检测rhEPO的体外活性需用抗rhEPO的单克隆抗体。分泌该单克隆抗体的________细胞，可由rhEPO免疫过的小鼠B淋巴细胞与小鼠骨髓瘤细胞融合而成。
解析：基因工程中获得大量目的基因的技术为PCR技术。cDNA是以mRNA为模板通过反转录获得的。本基因工程目的基因的表达产物为红细胞生成素，即EPO。由于天然EPO来源极为有限，一般情况下，基因工程产生的重组人红细胞生成素(rhEPO)。培养重组CHO细胞时，为了提供适宜的培养条件，需要不断更换培养液，以防止有害代谢产物的积累对细胞自身造成的危害。单克隆抗体是通过培养杂交瘤细胞获得的。
答案：(1)PCR (2)mRNA rhEPO (3)培养液
(4)杂交瘤
10．(2009年高考天津卷)水稻种子中70%的磷以植酸形式存在。植酸易同铁、钙等金属离子或蛋白质结合排出体外，是多种动物的抗营养因子；同时，排出的大量磷进入水体易引起水华。
为从根本上解决水稻中的高植酸问题，可将植酸酶基因导入水稻，培育低植酸转基因水稻品种。下图是获取植酸酶基因的流程。
据图回答：
(1)图中基因组文库________(小于/等于/大于)cDNA文库。
(2)B过程需要的酶是________；A、C过程中________(可以/不可以)使用同一种探针筛选含目的基因的菌株。
(3)目的基因I和Ⅱ除从构建的文库中分离外，还可以分别利用图中______和_____为模板直接进行PCR扩增，该过程中所用酶的显著特点是___________。
解析：由图示可知，mRNA是酵母菌DNA上的基因选择性转录获得的产物，因此二者对应的文库大小情况是基因组文库大于cDNA文库。B过程mRNA→DNA为逆转录过程，需要逆转录酶的催化。由于两种方法选择的目的基因相同，都是植酸酶基因，且都是从酵母菌体内提取的(DNA或mRNA)，因此碱基序列相同，可用同一种探针来筛选含目的基因的菌株。PCR技术中需要在高温条件下进行DNA的解旋，因此所用的酶要耐高温。
答案：(1)大于 (2)逆转录酶 可以
(3)DNA cDNA 耐高温
11．(2009年高考福建卷)转基因抗病香蕉的培育过程如图所示。质粒上有PstⅠ、SmaⅠ、EcoRⅠ、ApaⅠ等四种限制酶切割位点。请回答：
(1)构建含抗病基因的表达载体A时，应选用限制酶________，对________进行切割。
(2)培养基中的卡那霉素会抑制香蕉愈伤组织细胞的生长，欲利用该培养基筛选已导入抗病基因的香蕉细胞，应使基因表达载体A中含有________，作为标记基因。
(3)香蕉组织细胞具有________，因此，可以利用组织培养技术将导入抗病基因的香蕉组织细胞培育成植株。图中①、②依次表示组织培养过程中香蕉组织细胞的___________________。
解析：(1)由于限制酶SmaⅠ的切割位点在抗病基因的中间，因此不能用限制酶SmaⅠ来进行切割目的基因。要将目的基因从含抗病基因的DNA分子中切割下来，从图中看需要用限制酶PstI和EcoRI同时进行切割。而运载体要和目的基因含有相同的黏性末端才能进行连接，所以质粒也要用限制酶PstI和EcoRI进行切割。(2)由于卡那霉素能抑制香蕉愈伤组织细胞的生长，所以构建的基因表达载体A中应含抗卡那霉素基因，作为标记基因。(3)由于香蕉组织细胞具有全能性，因此利用植物组织培养技术可将导入抗病基因的香蕉组织细胞培育成植株。
答案：(1)PstⅠ、EcoRⅠ 含抗病基因的DNA、质粒
(2)抗卡那霉素基因
(3)全能性 脱分化、再分化
12．科学家通过基因工程，成功培育出能抗棉铃虫的棉花植株——抗虫棉，其过程大致如图所示：
(1)细菌的基因之所以能在棉花细胞内表达，产生抗性，其原因是____________________________________。
(2)上述过程中，将目的基因导入棉花细胞内使用的方法是________，这种导入方法较经济、有效。目的基因能否在棉株体内稳定维持和表达其遗传特性的关键是目的基因是否插入到受体细胞染色体DNA上，这需要通过检测才能知道，检测采用的最好方法是________。
(3)上述基因工程中的核心步骤是________，其目的是使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以________给下一代，同时，使目的基因能够表达和发挥作用。
(4)利用基因工程技术培育抗虫棉，与诱变育种和杂交育种方法相比，具有________和__________等突出的优点，但是目前基因工程仍不能取代杂交育种和诱变育种。与基因工程技术相比，杂交育种和诱变育种方法主要具有_______的优点。
解析：细菌的基因能在棉花细胞内表达的原因是不同的生物共用一套遗传密码；将目的基因导入植物细胞最常用的方法是农杆菌转化法；检测目的基因是否导入受体细胞的方法是DNA分子杂交法；基因工程的核心是基因表达载体的构建，当导入受体细胞后，目的基因可以随着载体的复制而遗传给下一代。
答案：(1)它们共用一套遗传密码 (2)农杆菌转化法 DNA分子杂交技术 (3)基因表达载体的构建 遗传 (4)目的性强 克服远缘杂交不亲和性(或能有效地打破物种的生殖隔离界限) 操作简便易行