3.3 基因工程的应用同步练习-2025-2026学年高二下学期生物人教版选择性必修3

高中生物（人教版） 选择性必修3 分层作业 3.3 基因工程的应用 [分值：100分] 第1～5题，每题6分；第6～9题，每题7分，共58分。 【基础巩固】 1．(2024·晋城高二调研)下列有关基因工程在农牧业方面应用的叙述，错误的是(　　) A．将来源于某些病毒、真菌等的抗病基因导入植物，可培育出转基因抗病植物 B．将降解或抵抗某种除草剂的基因导入作物，可培育出转基因抗除草剂作物 C．植物基因工程通常涉及基因工程、植物组织培养等技术 D．将基因工程生产的肠乳糖酶作为药物添加在牛奶中，可解决人的乳糖不耐受问题 2．(2024·汕头高二期中)八氢番茄红素合酶(其基因用psy表示)和胡萝卜素脱饱和酶(其基因用crtI表示)参与β-胡萝卜素的合成。pmi为磷酸甘露醇异构酶基因，它编码的蛋白质可使细胞在特殊培养基上生长。科学家将psy和crtI基因转入水稻，使水稻胚乳中富含β-胡萝卜素，由此生产出的大米称为“黄金大米”。下列分析合理的是(　　) A．培育黄金大米运用了基因工程，其所需的工具酶有限制酶、DNA连接酶和质粒 B．培育“黄金大米”过程中，psy、crtI和pmi等基因是目的基因 C．PCR扩增目的基因时，复性过程中引物将与模板链的5′端结合 D．在分子水平上可采用PCR等技术检测导入水稻的目的基因是否转录出mRNA 3．科研人员将野生大豆GsSAMS基因(S－腺苷甲硫氨酸合成酶基因)导入水稻，获得转基因株系，与野生型相比，转基因水稻的盐碱胁迫耐受性明显提高。下列有关说法错误的是(　　) A．推测GsSAMS基因会阻碍植物渗透调节过程相关基因的表达 B．培育转基因水稻的核心工作是过程①构建基因表达载体 C．导入基因表达载体可采用过程②③农杆菌转化法侵染水稻愈伤组织 D．过程④依据植物细胞的全能性原理 4．人抗凝血酶Ⅲ由人体肝细胞产生，具有抗凝血、防血栓的作用。研究人员通过培育山羊乳腺生物反应器大量生产人抗凝血酶Ⅲ。下列相关叙述正确的是(　　) A．目的基因的上游需连接山羊乳腺中特异表达的基因的启动子 B．在该转基因山羊中，人抗凝血酶Ⅲ基因只存在于乳腺细胞，而不存在于其他体细胞中 C．用显微注射技术将基因表达载体导入山羊乳腺细胞来获得转基因动物 D．若用大肠杆菌作为受体细胞也能获得活性高的人抗凝血酶Ⅲ 5．(2024·合肥高二期末)2024年5月，某医院完成了世界首例活体人的异种肝移植手术，成功将转基因猪肝脏移植到了一位肝癌重症患者身上。本例转基因猪到活体人的异种移植取得成功，开创了转基因猪异种肝移植的先河。下列有关说法错误的是(　　) A．选用猪做克隆器官供体是因为其内脏构造、大小与血管分布和人的类似，且体内可导致人类疾病的病毒少 B．基因表达载体的构建过程需要用到限制酶、DNA连接酶 C．调节基因导入的受体细胞取决于需要的器官类型，若需要移植肝脏，则受体细胞为肝细胞 D．若要检测目的基因是否导入了受体细胞，可以利用PCR等技术进行检测 6．(2024·牡丹江高二月考)下列关于基因工程在食品工业方面的应用的叙述，错误的是(　　) A．用于形成阿斯巴甜的主要氨基酸可以通过基因工程大规模生产 B．通过基因工程获得凝乳酶时，需将编码凝乳酶的基因导入受体菌的基因组中 C．相比从天然产物中提取的酶，用基因工程技术获得的工业用酶的纯度较低 D．生产淀粉酶和脂肪酶时，可通过构建工程菌，用发酵技术大量生产 7．(2024·西宁高二期中)科学家利用基因工程培育出了能产生乙肝病毒蛋白质的西红柿，被称为“乙肝疫苗西红柿”。具体操作是：将乙肝抗原基因M导入农杆菌，然后利用农杆菌将M导入西红柿细胞。实验显示小白鼠连续五周吃这样的西红柿，体内产生了抗乙肝病毒的抗体。下列叙述错误的是(　　) A．用PCR技术对M基因进行扩增，需要两种引物 B．含M的重组Ti质粒导入农杆菌之前，需要用Ca2＋处理农杆菌 C．含M的重组Ti质粒进入西红柿细胞中后会整合到西红柿染色体DNA上 D．因为加热会破坏有效蛋白，“乙肝疫苗西红柿”需要生吃 【综合练习】 8．如图是科研人员利用乙烯形成酶的反义基因，通过转基因技术获得耐储存的转基因番茄的过程。下列相关叙述不正确的是(　　) A．该转基因技术所用的目的基因是乙烯形成酶基因 B．乙烯形成酶的反义基因与乙烯形成酶基因的区别是转录的模板链不同 C．由图可知，过程⑤依据的原理是碱基互补配对原则 D．转基因番茄中乙烯含量低的原因可能是乙烯形成酶基因的翻译过程受阻 9．如图是利用猪唾液腺生产大量高纯度人神经生长因子(hNGF)的流程图，下列相关说法错误的是(　　) A．人hNGF基因需与唾液淀粉酶基因的启动子等重组后再导入猪成纤维细胞A B．人hNGF基因导入猪成纤维细胞A可以采用显微注射的方法 C．为确保操作成功，需要对代孕猪C注射适量免疫抑制剂 D．猪唾液腺作为生物反应器具有不受性别限制的特点 10．(20分)生长激素在人的生长发育中具有重要的调节作用，在医疗领域也得到广泛应用。科研人员进行了利用小鼠膀胱作生物反应器生产人生长激素的试验。回答下列问题： (1)在获取人生长激素基因时，要先从人的__________细胞中获得mRNA，再通过__________过程获得cDNA片段，然后设计能与____________________________互补配对的引物，通过________技术实现人生长激素基因的扩增。 (2)在构建人生长激素基因表达载体时要利用的工具酶是____________________，为了使人生长激素基因在膀胱上皮细胞中表达，在构建基因表达载体时还需与__________________________等调控元件重组在一起。然后利用__________法将构建好的基因表达载体导入小鼠的受精卵。 (3)将导入目的基因的受精卵在体外培养到桑葚胚阶段，再通过__________技术移入受体的子宫中进行发育，选择桑葚胚进行移植的依据是________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)与乳腺生物反应器相比，膀胱生物反应器的优点是_______________________。 11．(22分)(2024·河北，22)新城疫病毒可引起家禽急性败血性传染病，我国科学家将该病毒相关基因改造为r2HN，使其在水稻胚乳特异表达，制备获得r2HN疫苗，并对其免疫效果进行了检测。回答下列问题： (1)实验所用载体的部分结构及其限制酶识别位点如图1所示。其中GtP为启动子，若使r2HN仅在水稻胚乳表达，GtP应为____________________________________________________启动子。Nos为终止子，其作用为____________。r2HN基因内部不含载体的限制酶识别位点。因此，可选择限制酶____________和__________对r2HN基因与载体进行酶切，用于表达载体的构建。 (2)利用____________方法将r2HN基因导入水稻愈伤组织。为检测r2HN表达情况，可通过PCR技术检测______________________________，通过________________技术检测是否翻译出r2HN蛋白。 (3)获得转基因植株后，通常选择单一位点插入目的基因的植株进行研究。此类植株自交一代后，r2HN纯合子植株的占比为____________。选择纯合子进行后续研究的原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)(2分)制备r2HN疫苗后，为研究其免疫效果，对实验组鸡进行接种，对照组注射疫苗溶剂。检测两组鸡体内抗新城疫病毒抗体水平和特异应答的CD8＋T细胞(细胞毒性T细胞)水平，结果如图2所示。据此分析，获得的r2HN疫苗能够成功激活鸡的__________免疫和__________免疫。 (5)利用水稻作为生物反应器生产r2HN疫苗的优点是______________________________ ________________________________________________________________________(答出两点即可)。 答案 1.答案　D 解析　肠乳糖酶的化学本质是蛋白质，会在消化道中被分解而失效，基因工程生产的肠乳糖酶作为药物添加在牛奶中，不能解决人的乳糖不耐受问题，可以将肠乳糖酶基因导入奶牛基因组，使获得的转基因牛分泌的乳汁中，乳糖的含量大大降低，而其他营养成分不受影响，从而解决人的乳糖不耐受问题，D错误。 2.答案　D 解析　基因工程的基本工具有限制酶、DNA连接酶和质粒，但质粒不属于工具酶，A错误；培育“黄金大米”过程中，psy、crtI是目的基因，pmi是标记基因，B错误；复性过程中引物将与模板链的3′端结合，C错误。 3.答案　A 解析　GsSAMS基因会提高植物渗透调节过程相关基因的表达，提高耐盐碱胁迫的能力，A错误。 4.答案　A 解析　培育转基因山羊，一般用显微注射技术将基因表达载体导入山羊的受精卵中，发育成的个体几乎所有细胞均含有人抗凝血酶Ⅲ基因，B、C错误；大肠杆菌是原核生物，不具有加工分泌蛋白的内质网和高尔基体，若用大肠杆菌作为受体细胞难以获得活性高的人抗凝血酶Ⅲ，D错误。 5.答案　C 解析　动物细胞中，受精卵的全能性最高，将目的基因导入动物细胞，受体细胞一般是受精卵，C错误。 6.答案　C 解析　天然产物中酶的种类多，相比从天然产物中提取的酶，用基因工程技术获得的工业用酶的纯度较高，C错误。 7.答案　C 解析　Ti质粒上的T－DNA(而非重组Ti质粒)会整合到西红柿染色体DNA上，C错误。 8.答案　A 解析　该转基因技术所用的目的基因是乙烯形成酶的反义基因，A错误；乙烯形成酶的反义基因与乙烯形成酶基因都是由α链和β链组成的，区别是转录的模板链相反，使转录出的mRNA能互补配对，形成双链RNA，B正确；过程⑤依据的原理是碱基互补配对原则，乙烯形成酶基因的反义拷贝转录出的反义mRNA与乙烯形成酶基因转录出的mRNA结合，可能会使乙烯形成酶基因的翻译过程受阻，C、D正确。 9.答案　C 解析　在相同生理状态下，受体对植入同种生物的胚胎几乎不发生免疫排斥反应，故不需要对代孕猪C注射适量免疫抑制剂，C 错误。 10.答案　(1)垂体　逆转录　人生长激素基因母链的一段碱基序列　PCR　(2)限制酶和DNA连接酶　膀胱上皮细胞中特异性表达的基因的启动子　显微注射　(3)胚胎移植　自然状态下小鼠胚胎进入子宫时的发育阶段是桑葚胚阶段　(4)不受性别和年龄的限制 11.答案　(1)水稻胚乳中特异表达的基因的　终止转录　HindⅢ　EcoRⅠ　(2)农杆菌转化　r2HN基因是否转录出了mRNA　抗原—抗体杂交 (3)1/4　纯合子自交后代不发生性状分离　(4)体液　细胞　(5)不受性别的限制、可大量种植、成本低、安全性高 解析　(1)根据题意可知，若使r2HN仅在水稻胚乳表达，GtP(启动子)应为水稻胚乳中特异表达的基因的启动子。Nos为终止子，其作用为终止转录过程。GtP内部含有KpnⅠ的酶切位点，用KpnⅠ酶切会破坏启动子，Nos下游含有SacⅠ的酶切位点，用SacⅠ酶切会使重组基因表达载体缺失终止子，故构建基因表达载体时，可选择限制酶HindⅢ和EcoRⅠ对r2HN基因与载体进行酶切。(2)水稻是单子叶植物，可用农杆菌转化法将r2HN基因导入水稻愈伤组织。为检测r2HN基因表达情况，可用PCR技术检测r2HN基因是否转录出了mRNA，若要检测r2HN基因是否翻译出r2HN蛋白，可用抗原—抗体杂交技术。(3)选择单一位点插入目的基因的植株(用RO表示)进行自交一代，根据分离定律，r2HN纯合子植株(RR)占1/4，无r2HN基因的纯合子植株(OO)占1/4，杂合子植株(RO)占1/2。由于纯合子植株遗传性状稳定，故选择r2HN纯合子植株进行后续研究。(4)通过体液免疫，机体可产生较多相应抗体，通过细胞免疫，机体可产生较多细胞毒性T细胞。据题图可知，实验组的抗体和CD8＋T细胞(细胞毒性T细胞)水平明显高于对照组，因此获得的r2HN疫苗能够成功激活鸡的体液免疫和细胞免疫。 1 学科网（北京）股份有限公司 $