第41讲 基因工程
1．如图为某种质粒的简图，小箭头所指分别为限制性内切酶EcoRⅠ、BamHⅠ的酶切位点，P为转录的启动部位。已知目的基因的两端有EcoRⅠ、BamHⅠ的酶切位点，受体细胞为无任
何抗药性的原核细胞。下列有关叙述正确的是( )
A．将含有目的基因的DNA与质粒分别用EcoRⅠ酶切，在DNA连接酶作用下，生成由两个DNA
片段之间连接形成的产物有两种
B．DNA连接酶的作用是将酶切后得到的黏性末端连接起来，形成一个重组质粒时形成两个磷
酸二酯键
C．为了防止目的基因反向粘连和质粒自行环化，酶切时可选用的酶是EcoRⅠ和BamHⅠ
D．能在含青霉素的培养基中生长的受体细胞表明该目的基因已成功导入该细胞
答案 C
解析 如果将含有目的基因的DNA与质粒分别用EcoRⅠ酶切，则酶切后二者的黏性末端相同，在DNA连接酶作用下，生成由两个DNA片段之间连接形成的产物有三种，只有一种符合基因工程的需求；DNA连接酶的作用是将酶切后的目的基因和质粒的黏性末端连接起来形成重组质粒，该过程形成4个磷酸二酯键；为了防止目的基因和质粒自行环化，酶切时可选用的酶是EcoRⅠ和BamHⅠ，这样切割后得到的DNA片段两侧的黏性末端不同；由于受体细胞为无任何抗药性的原核细胞，因此能在含青霉素的培养基中生长的原因，可能是受体细胞成功
导入了目的基因，也可能是只导入了不含目的基因的载体。
2．如图是利用基因工程培育抗虫植物的示意图。以下叙述错误的是( )
A．②的构建需要限制性内切酶和DNA连接酶两种酶参与 B．图示过程中将目的基因导入受体细胞时最好采用显微注射法 C．抗虫基因整合到受体细胞核DNA上是其在植物体内稳定遗传的关键 D．细胞④的染色体上含有抗虫基因，植株⑤不一定会表现出抗虫性状
答案 B
解析 ①为质粒，作为运载体；②为重组质粒；③为含有重组质粒的农杆菌；④为含有目的
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基因的植物细胞；⑤为转基因植株。重组质粒的构建过程需要限制性内切酶和DNA连接酶两种酶参与，A正确；培育转基因植物的过程中将目的基因导入受体细胞时最好采用农杆菌介导的遗传转化法，B错误；抗虫基因整合到受体细胞核DNA上是其在植物体内稳定遗传的关键，C正确；细胞④的染色体上含有抗虫基因，说明目的基因导入受体细胞，但目的基因在
受体细胞中不一定能成功表达，因此植株⑤不一定会表现出抗虫性状，D正确。
3．下图表示科学家通过基因工程培育抗虫棉时，从苏云金芽孢杆菌中提取抗虫基因“放入” 棉花细胞中与棉花的DNA分子结合起来而发挥作用的过程示意图。以下说法正确的是( )
A．该技术的核心内容是构建基因表达载体
B．目的基因在抗虫棉中的遗传要遵循基因的分离规律
C．图中Ⅰ常直接从大肠杆菌中获取
D．剔除培育成功的抗虫棉体内的四环素抗性基因会影响抗虫基因的表达
答案 A
解析 基因工程的核心技术是基因表达载体的构建，A正确；抗虫基因如果整合到棉花细胞细胞质的DNA上，其遗传不遵循基因的分离规律，B错误；常见的运载体有质粒、动植物病毒和噬菌体，C错误；基因的表达具有独立性，剔除抗虫棉体内的四环素抗性基因不影响抗
虫基因的表达，D错误。
4．关于蛋白质工程的说法，正确的是( )
A．蛋白质工程是在分子水平上对蛋白质分子直接进行操作 B．蛋白质工程能生产出自然界中不曾存在过的新型蛋白质分子
C．对蛋白质的改造是通过直接改造相应的mRNA来实现的 D．蛋白质工程的流程和天然蛋白质合成的过程是相同的
答案 B
解析 蛋白质工程是根据蛋白质的精细结构与生物活性以及结构与功能之间的关系，利用基因工程的手段，按照人的意愿改造蛋白质分子，形成自然界中不存在的蛋白质分子。由于基因决定蛋白质，因此，要对蛋白质的结构进行设计改造，还必须从基因入手。与基因工程不
同，蛋白质工程能生产出自然界中不曾存在过的新型蛋白质分子。
5．下列关于基因工程的叙述，错误的是( ) A．目的基因和受体细胞均可来自动、植物或微生物 B．限制性内切酶和DNA连接酶是两类常用的工具酶
C．人胰岛素原基因在大肠杆菌中表达的胰岛素原无生物活性
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D．载体上的抗性基因有利于筛选含重组DNA的细胞和促进目的基因的表达
答案 D
解析 基因工程中的目的基因来源于自然界中的含有目的性状的一切生物，可以是动物、植物，也可以是真菌、细菌，还可以是人等；在基因工程中获取目的基因以及将目的基因和运载体结合构建基因表达载体必须使用同一种限制性内切酶进行切割，以获得相同的黏性末端，在DNA连接酶的作用下，将目的基因和运载体连接，构建基因表达载体；人的胰岛素原基因可以在大肠杆菌体内得以表达，但是由于大肠杆菌是原核生物，没有内质网、高尔基体等细胞器的加工，合成的胰岛素原不具有胰岛素的功能，即没有生物活性；作为标记基因是
为了检测并筛选含重组DNA的细胞，但对于目的基因的表达没有影响。
6．干扰素是治疗癌症的重要药物，它必须从血液中提取，每升人血中只能提取0.5μg，所
以价格昂贵。美国加利福尼亚的某生物制品公司用如下图所示方法生产干扰素。
从上述方式中可以看出该公司生产干扰素运用的方法是( )
A．个体间的杂交B．基因工程
C．细胞融合D．器官移植
答案 B
解析 从图中可以看出整个过程为将人的淋巴细胞中控制干扰素合成的基因与质粒结合后
导入酵母菌，并从酵母菌产物中提取干扰素，这项技术为基因工程。
7． SOD是一种抗氧化酶，它能将O2－转化成H2O2，增强植物的抗逆性。下图为培育农作物新
品种的一种方式，与此有关的叙述中正确的是( )
A．①过程常用的工具酶有限制性内切酶、DNA连接酶和载体 B．②、③分别表示脱分化、再分化，培养基中需添加植物激素
C．SOD可能为O－2转化成H2O2的过程提供能量 D．培育过程中需根据基因型的不同进行人工选择
答案 B
解析 ①过程常用的工具酶有限制性内切酶和DNA连接酶，载体不是工具酶，A错误；②、③分别表示脱分化、再分化，培养基中需添加植物激素，B正确；SOD是一种酶，酶不能为化学反应提供能量，只能降低化学反应的活化能，C错误；在该育种过程中根据表现型的不同
进行了人工选择，D错误。
8．利用外源基因在受体细胞中表达，可生产人类所需要的产品。下列选项中能说明目的基因
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完成了在受体细胞中表达的是( )
A．棉花二倍体细胞中检测到细菌的抗虫基因 B．大肠杆菌中检测到人胰岛素基因及其mRNA C．山羊乳腺细胞中检测到人生长激素DNA序列
D．酵母菌细胞中提取到人干扰素蛋白
答案 D
解析 基因表达的产物是蛋白质，因此，只有在受体细胞中检测或提取到了相应蛋白质才能证明目的基因在受体细胞中完成了表达，A、C项只能说明完成了目的基因的导入，B项只能
说明完成了目的基因的导入和目的基因的转录过程。
9．下图表示蛋白质工程的操作过程，下列说法不正确的是( )
A．蛋白质工程中对蛋白质分子结构的了解是非常关键的工作 B．蛋白质工程是完全摆脱基因工程技术的一项全新的生物工程技术
C．a、b过程分别是转录、翻译
D．蛋白质工程中可能构建出一种全新的基因
答案 B
解析 蛋白质工程中了解蛋白质分子结构如蛋白质的空间结构、氨基酸的排列顺序等，对于合成或改造基因至关重要；蛋白质工程的进行离不开基因工程，对蛋白质的改造是通过对基因的改造来完成的；图中a、b过程分别是转录、翻译过程；蛋白质工程中可根据已经明确的
蛋白质的结构构建出一种全新的基因。
10．(2015·四川，9)将苏云金杆菌Bt蛋白的基因导入棉花细胞中，可获得抗棉铃虫的转基
因棉，其过程如下图所示：
注：农杆菌中Ti质粒上只有TDNA片段能转移到植物细胞中。
(1)过程①需用同种__________________酶对含Bt基因的DNA和Ti质粒进行酶切。为将过程
②获得的含重组质粒的农杆菌筛选出来，应使用________培养基。
(2)过程③中将棉花细胞与农杆菌混合后共同培养，旨在让________进入棉花细胞；除尽农杆
菌后，还须转接到含卡那霉素的培养基上继续培养，目的是
________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。
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(3)若过程④仅获得大量的根，则应在培养基中增加__________________以获得芽；部分接种
在无激素培养基上的芽也能长根，原因是
________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。(4)检验转基因棉的抗虫性状，常用方法是__________________。种植转基因抗虫棉能减少
________的使用，以减轻环境污染。
答案 (1)限制性内切(限制) 选择 (2)TDNA 筛选出获得TDNA片段的植物细胞 (3)细
胞分裂素浓度 芽顶端合成的生长素向基部运输，促进根的分化
(4)投放棉铃虫 农药
解析 (1)构建基因表达载体的过程需要用同一种限制性内切酶(限制酶)切割目的基因和质粒，以便产生相同的黏性末端。只允许特定种类的微生物生长，同时抑制或阻止其他种类微生物生长的培养基叫做选择培养基，这里只允许含重组质粒的农杆菌生长，应使用选择培养基。(2)过程③中将棉花细胞与农杆菌混合后共同培养，旨在让重组质粒中的TDNA片段进入棉花细胞，除尽农杆菌后，还须转接到含卡那霉素的培养基上继续培养，目的是筛选出含目的基因的受体细胞。(3)生长素可诱导根的形成，细胞分裂素可诱导芽的形成。在没有激素的培养基上的芽也长出了根，可能与芽自身合成生长素并向下运输促进根的形成有关。(4)检验转基因棉的抗虫性状，常用方法是直接接种害虫，观察其生存情况。种植转基因抗虫棉能减
少农药的使用，以减轻环境污染。
11．浙江大学农学院喻景权教授课题组研究发现，一种植物激素——油菜素内酯能促进农药在植物体内的降解和代谢。用油菜素内酯处理后，许多参与农药降解的基因(如P450基因和红霉素抗性基因)的表达和酶活性都得到提高，在这些基因“指导”下合成的蛋白酶能把农药逐渐转化为水溶性物质或低毒甚至无毒物质，有的则被直接排出体外。某课题组进一步进行
了如下的实验操作，请回答下列问题：
(1)获得油菜素内酯合成酶基因的方法有____________________________________。步骤①用PCR技术扩增基因时用到的耐高温酶通常是指______________________________；步骤②用
到
的
酶
有
________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。
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新高考生物一轮复习第十单元现代生物科技专题第41讲基因工程练习(含解析)北师大版
