高中生物选修3第一章基因工程习题及答案

知心教育 内部资料 - 1 - 高中生物选修3第一章基因工程习题 1. SARS病毒能引起非典型肺炎，医生在治疗实践中发现，非典病人治愈后，其血清可用于治疗其他非典病人。有三位科学家分别从三个不同的方面进行了研究，其研究的方向如下图所示。请根据下图回答：

SARS病毒 [丙的研究] 抽取血清 蛋白质X [乙的研究] 注射 注射 灭活或 培养 非典病人B 治愈的病人B 非典病人D 减毒处理 动物实验 健康人C 健康人C 健康人C 治愈的病人D

（1）从免疫学的角度看，SARS病毒对于人来讲属于 ，治愈的病人A的血清中因为含有 ，所以可用来治疗“非典”病人B。 （2）甲的研究中，所合成或生产的蛋白质X是 ，它可以通过化学的方法合成，也可以通过生物学方法—— 技术生产。 （3）乙的研究目的主要是制造出 以保护易感人群。图中使健康人C获得抵抗“非典”病毒能力的过程，属于免疫学应用中的 免疫。 （4）图中丙主要研究不同国家和地区SARS病毒的异同，再按照免疫学原理，为研究一种或多种 提供科学依据。 2. 聚合酶链式反应(PCR技术)是在实验室中以少量样品DNA制备大量DNA的生化技术，反应系统中包括微量样品DNA、DNA聚合酶、引物、足量的4种脱氧核苷酸及ATP等。反应中新合成的DNA又可以作为下一轮反应的模板，故DNA数以指数方式扩增，其简要过程如右图所示。

（1）某个DNA样品有1000个脱氧核苷酸，已知它的一条单链上碱基A:G:T:C=1:2:3:4，则经过PCR仪五次循环后，将产生 个DNA分子，其中需要提供胸腺嘧啶脱氧核苷酸的数量至少是 个。 （2）分别以不同生物的DNA样品为模板合成的各个新DNA之间存在差异，这些差异是 。 （3）请指出PCR技术与转录过程的三个不同之处： ① 。 ② 。 ③ 。 3. 逆转录病毒的遗传物质RNA能逆转录生成DNA，并进一步整合到宿主细胞的某条染色体中。用逆转录病毒作为运载体可用于基因治疗和培育转基因动物等。 （1）病毒在无生命培养基上不能生长，必须依靠活细胞提供

微量DNA样品 DNA互补链分离开为单链 以单链为模板合成子代DNA 循环重复

[甲的研究] 用激素等治疗 非典病人A 治愈的病人A 健康人

合成或生产 其他辅助治疗

接种

提纯、 知心教育 内部资料

- 2 - 等物质基础，才能繁殖。逆转录病毒较T2噬菌体更容易变异，从分子水平看，是由于 。 （2）基因治疗时，将目的基因与逆转录病毒运载体结合的“针线”是 。 将带有目的基因的受体细胞转入患者体内，患者症状会有明显缓解，这表明 。 （3）若将目的基因转入胚胎干细胞，再经过一系列过程可获得目的基因稳定遗传的转基因动物。 ①将带有目的基因的胚胎干细胞注射到普通动物的 胚中，胚胎发育成嵌合型个体。如果转化的胚胎干细胞正好发育成 细胞，则嵌合型个体生下的幼体就极有可能带有目的基因。 ②从胚胎干细胞转化到获得目的基因纯合子，配合基因检测，最少需要 代。试简述育种的基本过程： 。 4. 下图a示基因工程中经常选用的运载体——pBR322质粒，Ampr表示氨苄青霉素抗性基因，Tetr表示四环素抗性基因。目的基因如果插入某抗性基因中，将使该基因失活，而不再具有相应的抗性。为了检查运载体是否导入原本没有Ampr 和Tetr的大肠杆菌（受体细胞），将大肠杆菌涂布在含氨苄青霉素的培养基上培养，得到如图b的结果（黑点表示菌落）。再将灭菌绒布按到培养基上，使绒布面沾上菌落，然后将绒布按到含四环素的培养基上培养，得到如图c的结果（空圈表示与b对照无菌落的位置）。据此分析并回答：

（1）pBR322质粒的化学本质是 ，其控制着 等性状，质粒的复制必须在 中完成。 （2）根据用途，题中所用培养基属于 ，与图c空圈相对应的图b中的菌落表现型是 ，由此说明目的基因插入了 中。 （3）若用pBR322质粒作为运载体，通过基因工程生产食品，是否存在食品安全性问题？试说明理由。

5. IgG（抗体）由4条多肽链组成，两条相同的长链称为重链（H链），借二硫键（－SH + －SH －S－S－＋2H）连接起来，呈Y字型。两条相同的短链称为轻链（L链），通过二硫键连接在Y字的两侧，使整个IgG呈对称结构，如下图所示：

（1）若此物质由200个氨基酸组成，氨基酸的平均分子量为128，此物质的分子量约为 ____________________。

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- 3 - （2）当抗原进入机体后，免疫细胞经过_____________________三个阶段最终产生该种物质。 （3）抗原的特异性主要由________ 决定，科学家研究发现IgG可以与不同的抗原结合，主要是因为IgG的的V区的变化大，从氨基酸考虑V区不同原因是 ___________________ 。 （4）人体中除了含有IgG外，还含有少量的IgE（另一种抗体），研究发现该种抗体与人体的某种过敏反应有关，当过敏原第一次刺激进入机体，___________分泌IgE，IgE主要分布在_____________ ，过敏原第二次刺激机体，过敏原和IgE结合，引起细胞释放 ________________ 。 （5）婴儿通过母乳可以获得人体中的另一种抗体IgA，而使婴儿获得一定的免疫力。 IgA进入婴儿细胞的方式为_____________________。 6. 已知鸡的成熟红细胞合成β珠蛋白，胰岛细胞合成胰岛素。用编码上述两种蛋白质的基因作探针，分别对两种细胞中提取的总DNA片段进行杂交，结果显示为实验一；分别对两种细胞中提取的总RNA片段进行杂交，结果显示为实验二： 实验一 细胞总DNA 实验二 细胞总RNA 成熟红细胞 胰岛细胞 成熟红细胞 胰岛细胞 β珠蛋白基因 ＋ ＋ ＋ 一 胰岛素基因 ＋ ＋ 一 ＋ 注：＋为阳性结果；一为阴性结果 （1） 实验一结果表明： ； 实验二结果表明： 。 （2）试分析：成熟红细胞合成β珠蛋白而不合成胰岛素的原因是： 。 （3）在实验二的DNA分子探针杂交实验中碱基配对的原则是 。 （4）试判断：合成蛋白质的遗传密码是否在探针上，并说明理由： 。 7. 下图示人体内某些淋巴细胞的分化和免疫过程，数字表示过程，字母表示细胞或物质。请分析并同答：

（1）造血干细胞在胸腺和骨髓内转变为a、b、c等细胞的过程被称为_______________ 。 （2）③过程是在X的刺激和a细胞等的参与下共同完成的。这属于________免疫的_________阶段。与③过程相比，④过程的应答特点是______________________。 （3）⑤过程的产物Y的化学本质是___________，参与其合成并分泌的膜性细胞器有_____ _________________等。 （4）若X是禽流感病毒，则患者彻底消灭X必须依靠a增殖分化的淋巴细胞去裂解_______ ____。如果X是HIV， 则由于图中___________细胞的大量死亡，导致患者丧失一切免疫功能而死亡。 8. 通过DNA重组技术使原有基因得以改造的动物称为转基因动物。运用这一技术使羊奶中含有人体蛋白质，下图表示了这一技术的基本过程，在该工程中所用的基因“剪刀”能识别的序列和切点是一G↓GATCC一，请回答： 知心教育 内部资料 - 4 - （1）从羊染色体中“剪下”羊蛋白质基因的酶是 。人体蛋白质基因“插入”后连接在羊体细胞染色体中时需要的酶是 。 （2）请画出质粒被切割形成黏性末端的过程图。

（3）人体蛋白质基因之所以能“插入”到羊的染色体内，原因是 ，“插入”时常用的工具是 。 9. 下面甲图中DNA决定某一多肽链中的酪氨酸和丙氨酸过程示意图，乙图示样品 DNA经PCR技术(聚合酶链式反应)扩增，可以获取大量DNA克隆分子。分析回答：

（1）甲图中含有 种核苷酸；丙氨酸的遗传密码子是 。该图表示了DNA中遗传信息的 过程。 （2）有一种贫血症是血红蛋白分子的一条多肽链上，一个酪氨酸被一个苯丙氨酸所替代造成的。此种贫血症的根本原因是 ，即 发生了改变。 （3）乙图的“PCR”与人体内的DNA复制相比有何特殊之处? 。 （4）现在要通过“PCR”得到甲图中DNA片段的1024个克隆片段，则至少要向试管中加入 个腺嘌呤脱氧核苷酸。 知心教育 内部资料

- 5 - 高中生物选修3第一章习题答案 29． （1）抗原、抗SARS的抗体； （2）抗SARS的抗体，转基因（基因工程） （3）SARS病毒疫苗， 计划（或答：特异性） （4）非典疫苗 30．（8分） （1）32 6200（2分） （2）碱基（脱氧核苷酸）的数目、比例和排列顺序不同（2分） （3） 特点 PCR技术 转录 模板 以DNA的两条单链为模板合成子代DNA 以DNA的一条单链为模板合成RNA 原料 脱氧核苷酸 核糖核苷酸 催化酶 Taq聚合酶 RNA聚合酶

31．（10分） （1）酶、ATP、代谢原料、核糖体 RNA不如双链DNA稳定 （2）DNA连接酶 目的基因随受体细胞DNA复制而复制，并在子细胞中表达 （3）①囊 生殖 ② 2 检测目的基因，选择目的基因进入生殖细胞的嵌合型个体交配，再从中选出目的基因纯合的个体。 32．（8分） （1） DNA 抗氨苄青霉素和抗四环素 大肠杆菌（受体细胞） （2） 选择培养基 能抗氨苄青霉素，但不能抗四环素 Tetr （3） 存在。Ampr、Tetr控制合成的物质在人体内发挥作用，使相应抗生素对侵入人体内的一些病原体失效 。 不存在。Ampr、Tetr控制合成的物质被消化而失去作用。（只要合理，均给2分） 33．（本题10分） （1）22064 （2）感应、反应、效应 （3）抗原决定簇 氨基酸的排列顺序不同，氨基酸的种类不同，氨基酸的数量不同。 （4）效应B细胞 消化道呼吸道的粘膜 组织胺 （5）内吞作用 34．（10分） （1）两种细胞均存在β珠蛋白基因和胰岛素基因 成红细胞中有表达β珠蛋白的mRNA,而没有表达胰岛素的mRNA；胰岛细胞反之 （2）基因选择性表达的结果 （3） A一U，G一C （4）不在 因为探针是用DNA片段做的，而遗传密码存在于mRNA上 35．（8分） （1）细胞的分化 （2）体液 感应和反应 更快、更强 （3）球蛋白 内质网、高尔基体、线粒体(答2项给1分) （4）靶细胞(被抗原入侵的宿主细胞) 36.(1)限制性核算内切酶 DNA连接酶 (2)CCTAGG （3）DNA结构基本相同 化学组成相同 DNA连接酶 37．(8分) (1)8 GCC 转录和翻译 (2)基因突变 DNA的碱基序列(或基因结构) (3)离体条件，需要高温，高温酶(答上两项即给分) (4)3069(2分)