2020学年高中生物第6章从杂交育种到基因工程第2节基因工程及其应用练习(含解析)新人教版必修2

第2节基因工程及其应用记一记知识图谱判一判1.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上的过程属于基因工程。

(×)2．限制酶只能用于切割目的基因。

(×)3．可用限制性核酸内切酶切割烟草花叶病毒的核酸，进行构建抗除草剂的转基因烟草。

(×)4．DNA连接酶通过形成氢键能将两碱基连接起来。

(×)5．运载体的作用是携带目的基因导入受体细胞中，使之稳定存在并表达。

(√)6．基因工程中的工具酶有限制酶、DNA连接酶及运载体。

(×)7．在所有的基因工程步骤中都涉及碱基互补配对。

(×)8．将含抗病基因的重组DNA导入玉米细胞，经组织培养可获得抗病植株。

(√)悟一悟1.区分工具酶与工具。

基因工程的工具酶有两种——限制酶和DNA连接酶；而工具有三种，除上述两种工具酶外，还包括运载体。

2．区分与DNA有关的酶。

(1)参与基因工程的酶有限制酶和DNA连接酶。

(2)参与DNA复制的酶有DNA解旋酶、DNA聚合酶等。

(3)参与DNA水解的酶是DNA酶。

3．(1)转基因抗虫植物不会受到害虫的侵害，仍会受到细菌、真菌或病毒等病原体的侵害，种植过程中需要使用一定量的农药。

(2)转基因抗虫植物与转基因抗病植物不同，植物病症一般是由细菌或真菌引起的。

感悟体会：练一练1.[2019·云南学业水平测试]下列不属于基因工程最基本的工具是( )A．基因的“剪刀” B．基因的运载体C．基因的“针线” D．目的基因答案：D2．在基因工程中常作为基因运载体的是( )A．质粒、线粒体、噬菌体B．染色体、叶绿体、线粒体C．质粒、噬菌体、动植物病毒D．细菌、噬菌体、动植物病毒解析：质粒、噬菌体和动植物病毒是基因工程中常用的运载体。

答案：C3．下列关于基因工程的叙述中，正确的是( )A．基因工程是细胞水平上的生物工程B．基因工程的原理属于基因突变C．基因工程育种的优点之一是目的性强D．基因工程的产物对人类都是有益的解析：基因工程是分子水平上的生物工程，A错误；基因工程的原理属于基因重组，B 错误；基因工程是按人们的意愿定向改造生物的性状，因此基因工程育种的优点之一是目的性强，C正确；基因工程的产物对人类不一定都是有益的，也可能会产生食品安全问题、生物安全问题和环境安全问题等，D错误。

答案：C4．基因工程的操作步骤包括以下几步，正确的操作顺序是( )①目的基因与运载体结合②将目的基因导入受体细胞③目的基因的检测与鉴定④提取目的基因A．④①②③ B．②④①③C．③②④① D．③④①②解析：基因工程的操作步骤：提取目的基因、目的基因与运载体结合、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定。

答案：A知识点一基因工程的原理1.基因工程技术引起的生物变异属于( )A．染色体变异 B．基因突变C．基因重组 D．不遗传的变异解析：基因工程又称基因拼接技术或DNA重组技术，引起的生物变异属于基因重组。

答案：C2．下图为DNA分子的某一片段，其中①②③分别表示某种酶的作用部位，则相应的酶依次为( )A．DNA连接酶、限制酶、解旋酶B．限制酶、解旋酶、DNA连接酶C．限制酶、DNA连接酶、解旋酶D．解旋酶、限制酶、DNA连接酶解析：①处是碱基对之间的氢键，对此处起作用的酶是解旋酶；②处是磷酸和脱氧核糖之间的磷酸二酯键，对此处起作用的酶是限制酶；③处也表示磷酸和脱氧核糖之间的磷酸二酯键，该处表示将断开的键连接起来，故对此处起作用的酶是DNA连接酶。

答案：D知识点二基因工程的操作应用及安全性3.下列关于基因表达载体的构建描述错误的是( )A．基因表达载体的构建是基因工程的核心B．基因表达载体中应包括目的基因、标记基因等部分C．目的基因主要是指编码蛋白质的结构基因D．构建的基因表达载体都是相同的解析：基因表达载体可使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以在下一代表达和发挥作用，是基因工程的核心，A正确；基因表达载体中应含有目的基因和标记基因，B正确；该过程目的基因主要指编码蛋白质的结构基因，也可以是一些具有调控作用的因子，C正确；由于受体细胞有植物、动物和微生物之分，以及目的基因导入受体细胞的方法不同，因此基因表达载体的构建是不完全相同的，D错误。

答案：D综合考查基因工程4.利用某目的基因(图甲)和P1噬菌体(图乙)构建重组DNA。

3种酶(BglⅡ、Eco R Ⅰ和Sau3A Ⅰ)在目的基因所在片段与P1噬菌体上的切点均如图中箭头所示。

下列分析错误的是( )A．构建重组DNA时，可用BglⅡ和Sau3A Ⅰ切割目的基因所在片段和P1噬菌体B．构建重组DNA时，可用Eco R Ⅰ和Sau3A Ⅰ切割目的基因所在片段和P1噬菌体C．图乙中的P1噬菌体只用Eco R Ⅰ切割后，含有2个游离的磷酸基团D．用Eco R Ⅰ切割目的基因所在片段和P1噬菌体，再用DNA连接酶连接，只能产生一种重组DNA解析：由题图可知，BglⅡ、Sau3A Ⅰ及Eco R Ⅰ三种酶在目的基因所在片段和P1噬菌体上都有切点，故可用BglⅡ和Sau3A Ⅰ或Eco R Ⅰ和Sau3A Ⅰ切割目的基因所在片段和P1噬菌体；从图乙知P1噬菌体为环状DNA，只用Eco R Ⅰ切割后产生两条反向双螺旋链状DNA，有2个游离的磷酸基团；用Eco R Ⅰ切割目的基因所在片段和P1噬菌体载体，再用DNA连接酶连接，能产生不止一种重组DNA。

答案：D基础达标一、选择题(每小题5分，共60分)1．下列关于DNA连接酶的作用叙述正确的是( )A．可将单个核苷酸加到某个DNA片段末端，形成磷酸二酯键B．可将断开的两个DNA片段的骨架连接起来，重新形成磷酸二酯键C．连接两条DNA链上碱基之间的氢键D．只能将双链DNA片段互补的末端连接起来，而不能连接任意两个DNA片段解析：DNA连接酶只能对双链DNA片段互补的末端通过重新形成磷酸二酯键连接起来，而不能连接任意两个DNA片段。

答案：D2．下列关于基因工程安全性的说法中不正确的是( )A．转基因作物的基因可通过花粉扩散到它的近亲作物上，可能出现对农业不利的“超级植物”B．杂草、害虫从它的近亲获得抗性基因，可能破坏生态系统的稳定性C．转基因食品的成分中含新的蛋白质时，这些异种蛋白有可能引起人食物过敏D．转基因必须在人为控制下才能完成，自然条件下基因污染是不增殖和不扩散的解析：基因工程引起的基因污染，是可以增殖和扩散的。

答案：D3．科学家已能运用基因工程技术，让奶牛合成并分泌人的抗体。

下列叙述正确的是( )①该技术将导致定向变异②DNA连接酶将目的基因与运载体黏性末端的碱基对连接起来③蛋白质的氨基酸序列可为合成目的基因提供资料④受精卵是理想的受体A．①②③④ B．①②④C．②③④ D．①③④解析：转基因导致的变异属于定向变异。

DNA连接酶连接的是目的基因和运载体末端的磷酸和脱氧核糖之间的磷酸二酯键，而不是碱基对之间的氢键。

获取目的基因的方法之一是根据蛋白质的氨基酸序列推测出核苷酸序列，并通过化学方法人工合成。

基因工程中，对于动物来说，常采用受精卵作为受体。

答案：D4．下列不属于利用基因工程技术制取药物的是( )A．从大肠杆菌体内获取白细胞介素B．从酵母菌体内获得干扰素C．从青霉菌体内获取青霉素D．从大肠杆菌体内获取胰岛素解析：基因工程是使外源基因在受体细胞中表达目的基因产品的技术，A、B、D均为外源基因的表达。

而青霉菌产生青霉素是一种正常基因的正常表达，故青霉菌产生的青霉素不属于基因工程药品。

答案：C5．科学家在某种植物中找到了抗枯萎的基因，并以质粒为运载体，采用转基因方法培育了抗枯萎病的金茶花新品种。

下列有关说法正确的是( )A．基因工程育种只能在同种生物中进行B．质粒是能自我复制的小型细胞器，因此适合作为运载体C．抗枯萎基因最终整合到植物的染色体组中，该技术应用的原理是染色体变异D．通过该方法获得的抗病金茶花，将来产生的配子不一定含抗病基因解析：传统育种只能在同种生物中进行，基因工程育种可以将一种生物的基因连接到另一种生物的基因上；质粒是能自我复制的小型环状的DNA分子，不是细胞器；抗枯萎基因最终整合到植物的染色体组中，该技术属于基因工程技术，应用的原理是基因重组；抗枯萎基因可能只整合到一对同源染色体中的一条染色体上，相当于杂合子，因此通过该方法获得的抗病金茶花，将来产生的配子中不一定含抗病基因。

答案：D6．科学家运用基因工程技术将人胰岛素基因与大肠杆菌的质粒DNA分子重组，并且在大肠杆菌体内成功表达。

图中a处为胰岛素基因与大肠杆菌质粒DNA结合的位置，它们彼此能结合的依据是( )A．基因自由组合定律 B．半保留复制原则C．基因分离定律 D．碱基互补配对原则解析：用限制酶切割人的DNA分子，获得胰岛素基因，用同一种限制酶切割质粒，使它产生相同的黏性末端，它们通过碱基互补配对形成重组DNA分子。

答案：D7．某种转基因玉米能高效合成一种多肽类的蛋白酶抑制剂，积累于茎叶中，让取食它的害虫的消化酶受抑制无法消化食物而死亡。

下列就该玉米对人类安全性的评论中，不符合生物学原理的是( )A．不安全。

这种玉米的果实(种子)中也可能含有蛋白酶抑制剂，使人食用后因无法消化食物而患病B．不安全。

该玉米的蛋白酶抑制剂基因可通过食物链进入人体细胞内，使人体无法消化食物而患病C．安全。

因为人与害虫消化酶的结构存在差异，玉米的蛋白酶抑制剂对人体很可能无影响D．安全。

人类通常食用煮熟的玉米食品，玉米的蛋白酶抑制剂已被高温破坏，不会影响人的消化解析：基因是有遗传效应的DNA片段，属于大分子有机物，外源基因进入动物和人体的消化道后会被消化成小分子物质，不能直接进入动物和人体细胞内，更谈不上通过食物链富集并在细胞内表达。

答案：B8．下面关于基因工程应用的说法错误的是( )A．抗虫基因作物的使用有利于降低生产成本，减少农药对环境的污染B．基因工程生产药品具有高效率、低成本的特点C．转基因食品都经过严格实验，安全性是毋庸置疑的D．把外源基因转入叶绿体DNA中有助于防止基因污染解析：抗虫基因作物的使用，减少了农药的使用，降低了生产成本，同时减少了对环境的污染；利用基因工程的方法能够高效率地生产出高质量、低成本的药品；转基因食品虽然都经过严格实验，但是可能出现滞后效应或出现新的过敏原；把外源基因转入叶绿体DNA中，有助于防止花粉传播引起的基因污染。

答案：C9．如图表示DNA分子在不同酶的作用下发生的变化，下列选项中依次表示限制性核酸内切酶、DNA聚合酶、DNA连接酶、解旋酶作用图解的正确顺序是( )A．①②③④ B．①②④③C．①④②③ D．①④③②解析：①是切割DNA分子形成两个黏性末端的过程，需要限制性核酸内切酶；②是将两个DNA片段的黏性末端连接起来的过程，需要DNA连接酶；③是DNA分子解旋的过程，需要解旋酶；④是DNA复制的过程，需要DNA聚合酶。