第3章 6 第3节 基因工程的应用 课后达标检测（Word练习）-【学霸笔记·同步精讲】2025-2026学年高中生物选择性必修3 生物技术与工程（人教版）

一、选择题 1．下列不属于利用基因工程技术制备药物的是(　　) A．从大肠杆菌体内获得白细胞介素 B．从酵母菌体内获得干扰素 C．从大肠杆菌体内获得胰岛素 D．从青霉菌体内获得青霉素 解析：选D。青霉素是青霉菌自身基因表达产生的，从青霉菌体内提取青霉素不属于利用基因工程制药，D符合题意。 2．采用基因工程的方法培育抗虫棉，下列做法正确的是(　　) A．用DNA连接酶将编码Bt抗虫蛋白的DNA序列与噬菌体连接 B．将含编码Bt抗虫蛋白基因的重组表达载体，借助花粉管导入受体细胞 C．用Ca2+处理棉花细胞，使其能吸收周围环境中的DNA D．要检测目的基因是否成功翻译，要提前制备好抗原 解析：选B。用DNA连接酶将编码Bt抗虫蛋白的DNA序列与大肠杆菌质粒连接，作为基因表达载体使用，A错误；在植物细胞基因工程中，可以利用花粉管通道法将目的基因导入受体细胞，B正确；受体细胞是微生物时，用Ca2+处理使其能吸收周围环境中的DNA，C错误；要检测目的基因是否成功翻译，可用抗原—抗体杂交技术，以目的基因翻译的蛋白质作为抗原，D错误。 3．天然的玫瑰没有蓝色花，人们首先研究清楚了三色紫罗兰的蓝色素基因序列，然后利用农杆菌成功培育了转基因蓝玫瑰。下列叙述错误的是(　　) A．可人工合成蓝色素基因 B．一般根据蓝色素基因表达结果筛选导入目的基因的农杆菌 C．重组质粒首先进入农杆菌，然后再进入玫瑰细胞 D．转基因蓝玫瑰的培育过程需运用植物组织培养技术 解析：选B。蓝色素基因(目的基因)可人工合成，A正确；一般根据载体上的标记基因筛选导入目的基因的农杆菌，B错误；重组质粒首先转入农杆菌中，再利用农杆菌侵染玫瑰细胞，将重组质粒导入玫瑰细胞中，C正确；含有目的基因的受体细胞可通过植物组织培养技术产生转基因植株，D正确。 4．(2025·广东珠海五校高二联考)研究人员将外源鲫鱼Mx基因(该基因产物能抵抗粘液病毒)与质粒相连接构建基因表达载体，利用显微注射的方法将其导入草鱼体内，获得转基因抗病草鱼。下列叙述正确的是(　　) A．获得抗粘液病毒草鱼的原理是基因重组 B．重组载体的受体细胞一般是已分化的体细胞 C．转录Mx基因需要解旋酶和DNA连接酶 D．构建重组载体的质粒一般是天然质粒 解析：选A。将外源鲫鱼Mx基因与质粒相连接构建基因表达载体，再导入草鱼体内，属于基因工程，其原理是基因重组，A正确；重组载体的受体细胞一般是受精卵，B错误；转录Mx基因需要RNA聚合酶，解旋酶用于DNA复制，DNA连接酶用于连接DNA片段，C错误；构建重组载体的质粒一般是经过人工改造的质粒，以满足基因工程的需求，D错误。 5．(2024·九省联考广西卷)某研究小组利用基因工程技术制备乳腺生物反应器，以生产X药用蛋白，基本过程如下图所示，下列相关叙述错误的是(　　) A．①为载体构建 B．②为显微注射 C．③为受精作用 D．④为胚胎移植 解析：选C。①过程为构建基因表达载体，A正确；②表示采用显微注射技术将目的基因导入受体细胞(受精卵)，B正确；③为受精卵培养成早期胚胎的过程，C错误；④为早期胚胎移植到代孕母体的子宫中，D正确。 6．红细胞生成素(EPO)是体内促进红细胞生成的一种激素物质，是当今最成功的基因工程药物，可用于治疗肾衰性贫血等疾病。由于天然EPO来源极为有限，目前临床使用的红细胞生成素主要来自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所示，下列相关叙述正确的是(　　) A．过程①用到的工具酶有DNA聚合酶、限制酶和DNA连接酶 B．构建的重组表达载体中终止子的作用是终止翻译过程 C．检测重组细胞是否表达出rhEPO常用抗原—抗体杂交技术 D．用乳腺生物反应器生产EPO可通过将人EPO基因导入哺乳动物体细胞获得 解析：选C。过程①是构建基因表达载体，需要用限制酶切割目的基因和载体，并用DNA连接酶连接，该过程无需DNA聚合酶参与，A错误；终止子的作用是终止转录过程，B错误；检测重组细胞是否表达出rhEPO，可采用抗原—抗体杂交技术，C正确；目前还不能直接用哺乳动物高度分化的体细胞制备乳腺生物反应器，D错误。 7．(教材P92“概念检测”T1改编)将大肠杆菌的质粒连接上人生长激素基因后，重新导入大肠杆菌以制备工程菌，下列相关叙述错误的是(　　) A．人生长激素基因可以在下丘脑细胞和垂体细胞中表达 B．将人的生长激素基因导入大肠杆菌，需要处理大肠杆菌细胞，使细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态 C．利用基因工程菌制备的生长激素需要与天然产品的功能进行活性比较 D．与人细胞分泌的天然生长激素相比，基因工程菌无法对生长激素进行进一步加工和修饰 解析：选A。人生长激素基因在垂体细胞中表达，在下丘脑细胞中不表达，A错误；将人的生长激素基因导入大肠杆菌，常用Ca2+处理大肠杆菌细胞，使其处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态，B正确；利用基因工程菌制备的生长激素需要与天然产品的功能进行活性比较，以确定转基因产品的功能活性是否与天然产品相同，C正确；大肠杆菌为原核生物，无内质网和高尔基体，无法对生长激素进行进一步加工和修饰，D正确。 8．下列关于用转基因动物作器官移植供体的研究的叙述，错误的是(　　) A．人体移植器官短缺和免疫排斥是目前制约人体器官移植的两大难题 B．猪的内脏构造、大小和血管分布与人的极为相似 C．灵长类动物体内隐藏的、可导致人类疾病的病毒少于猪 D．无论以哪种动物作为供体，都需要在其基因组中导入调控基因表达的DNA序列，以抑制抗原决定基因的表达，或设法除去抗原决定基因 解析：选C。人体移植器官短缺和免疫排斥是目前制约人体器官移植的两大难题，A正确；猪的内脏构造、大小和血管分布与人的极为相似，且猪体内隐藏的、可导致人类疾病的病毒远少于灵长类动物，B正确，C错误；无论以哪种动物作为供体，都需要在其基因组中导入调控基因表达的DNA序列，以抑制抗原决定基因的表达，或设法除去抗原决定基因，再结合克隆技术，培育出不会引起免疫排斥反应的转基因克隆动物器官，D正确。 9．下列有关基因工程在食品工业等方面的应用的叙述，错误的是(　　) A．科学家将编码牛凝乳酶的基因导入“工程菌”的基因组中，通过工业发酵批量生产凝乳酶 B．工业化生产过程中，若采用重组大肠杆菌生产凝乳酶，大肠杆菌内表达出的凝乳酶与牛凝乳酶的结构相同 C．人们利用基因工程技术，培育出了可以降解多种污染物的“超级细菌” D．用基因工程获取的工业用酶具有纯度高、生产效率高的特点 解析：选B。利用基因工程技术，将牛凝乳酶基因转入大肠杆菌基因组中，大肠杆菌内表达出的凝乳酶与牛凝乳酶的结构不完全相同，因为大肠杆菌没有内质网和高尔基体，不能对凝乳酶进行加工，B错误。 10．转基因食品已大量进入我们的日常生活，如转基因西红柿、转基因草莓等，下图是“霸占我国市场的转基因大豆油”的部分图示。下列关于转基因大豆的叙述，错误的是(　　) A．培育过程中可能用到抗病、抗虫等抗性基因 B．目的基因的受体细胞可以是大豆受精卵，也可以是体细胞 C．转基因大豆的种植过程中减少了农药等的使用量，使生产成本更低 D．固氮菌的固氮基因也是必需的目的基因之一 解析：选D。豆科植物可与含固氮基因的根瘤菌共生，固氮基因并非必需的目的基因，D错误。 11．八氢番茄红素合酶(其基因用psy表示)和胡萝卜素脱饱和酶(其基因用crt Ⅰ 表示)参与β-胡萝卜素合成。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crt Ⅰ 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”。下列有关叙述错误的是(　　) A．psy和crt Ⅰ 基因是该项研究中的目的基因 B．将pmi基因作为标记基因便于筛选出导入目的基因的受体细胞 C．检测出水稻中含八氢番茄红素合酶和胡萝卜素脱饱和酶，即表明转基因水稻培育成功 D．可设法将重组载体导入水稻细胞 解析：选C。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，psy和crtⅠ基因是该项研究中的目的基因，A正确；由题干信息可知，pmi编码的蛋白质可使细胞在特殊培养基上生长，因此构建基因表达载体时可用pmi基因作为标记基因，B正确；检测出水稻胚乳细胞中含有β-胡萝卜素才能说明转基因水稻培育成功，C错误；在培育转基因水稻的转基因操作中可将水稻细胞作为受体细胞，然后通过植物组织培养获得转基因植株，可设法将重组载体导入水稻细胞，D正确。 12．复合型免疫缺陷症患者缺失ada基因，利用基因工程技术将人正常ada基因以病毒为载体转入患者的T细胞中，再将携带ada基因的T细胞注入患者体内，可改善患者的免疫功能。下列相关叙述错误的是(　　) A．可通过PCR从正常人基因文库中大量获取正常ada基因 B．ada基因整合到病毒核酸的过程中，需使用限制酶和DNA连接酶 C．ada基因整合到病毒核酸上，并在病毒体内进行复制 D．将正常ada基因转入患者的T细胞进行治疗的方法属于基因治疗 解析：选C。ada基因整合到病毒核酸上，并在人的T细胞内复制表达，C错误。 二、非选择题 13．应用基因工程技术可以获得人们需要的生物新品种或新产品。根据资料回答下列问题： 资料1：蜘蛛丝(丝蛋白)被称为“生物钢”，有着超强的抗张强度，可制成防弹背心、降落伞绳等。蜘蛛丝还可被制成人造韧带和人造肌腱。科学家研究出集中生产蜘蛛丝的方法——培育转基因“蜘蛛羊”。 资料2：注射疫苗往往会给儿童和部分成年人带来不适。将疫苗藏身于水果、蔬菜中，人们在食用这些转基因植物的同时也能获得免疫力，无需免疫接种，这一新概念将引起疫苗研究的一场革命。 (1)上图中，过程①⑤所需要的工具酶有________________________________。 (2)过程②将重组质粒导入山羊受体细胞时，采用最多也最有效的方法是____________________。通过过程①～④培育的蜘蛛羊可以作为乳腺生物反应器，从________中提取所需要的蜘蛛丝蛋白。 (3)通过过程⑤⑥⑦培育转基因莴苣，相比诱变育种和杂交育种的方法，其具有____________________________________________________________________________________________________________________________等突出优点。 解析：基因工程常用限制酶、DNA连接酶和载体作为工具。将目的基因导入动物细胞的常用方法是显微注射法。基因工程育种的优点是能克服远缘杂交不亲和的障碍，目的性较强，能有效打破物种间的生殖隔离界限。 答案：(1)限制酶、DNA连接酶　(2)显微注射法　乳汁　(3)目的性强、能克服远缘杂交不亲和的障碍(或能有效地打破物种间的生殖隔离界限) 14．(2025·河北石家庄高二期中)胆碱脱氢酶(beta)在植物体内的作用主要体现在提高植物的耐盐性和耐低温能力上。研究人员通过转基因技术将beta基因导入棉花中(部分过程如下图所示)，beta基因的表达显著提高了棉花叶片中甜菜碱的含量，进而增强了棉花的耐盐和耐低温能力。回答下列问题： (1)为了获得相同的末端，应用两种限制酶________________同时切割目的基因片段和质粒，用限制酶切割目的基因和质粒时，破坏的化学键是____________。与只用一种限制酶酶切相比，采用双酶切的目的在于避免_________________________________________________________________________________________________________________________________________。 (2)利用PCR对beta基因进行扩增时，为了合成引物需要已知____________________________________________________________________，且设计的引物序列不能过短，原因是____________________________________________________________________。 (3)基因表达载体上具有启动子，其作用是______________________；应将beta基因插入质粒的位置是__________________________________________________ ____________________________________________________________________。 (4)获得的重组质粒可通过________________________________(写出2种即可)法导入棉花细胞中。 (5)若要鉴定beta基因是否表达，从分子水平上可以用____________________的方法。 解析：(1)据题图可知，为了使目的基因和质粒获得相同的末端，应用限制酶SmaⅠ和PstⅠ同时切割目的基因和质粒，用限制酶切割目的基因和质粒时，破坏的化学键是磷酸二酯键。与只用一种限制酶相比，双酶切可以避免质粒和含目的基因的DNA片段自身环化和反向连接。(2)利用PCR对beta基因进行扩增时，为了合成引物需要已知目的基因(beta基因)两端的碱基序列，且设计的引物序列不能过短，其原因主要是引物过短时，特异性差，容易与多个DNA片段发生碱基互补配对。(3)启动子的作用：①驱动基因的转录；②是RNA聚合酶识别与结合的部位。终止子的作用是终止转录，应将目的基因(beta基因)插入启动子和终止子之间。(4)棉花细胞是植物细胞，获得的重组质粒可通过花粉管通道法、农杆菌转化法等导入受体细胞中。(5)beta基因的表达产物beta是蛋白质，从分子水平上可以用抗原—抗体杂交进行鉴定。 答案：(1)SmaⅠ和PstⅠ　磷酸二酯键　含目的基因的DNA片段或质粒的自身环化以及错误(反向)连接　(2)beta基因的一段(或两端的)碱基序列(或一段目的基因的核苷酸序列，合理即可)　引物过短时，特异性弱，容易与多个DNA片段进行结合(或增加引物与非目标序列随机结合的概率) (3)RNA聚合酶识别与结合的部位，驱动基因的转录　启动子与终止子之间　(4)花粉管通道法、农杆菌转化　(5)抗原—抗体杂交 15．(2025·河北沧州高二期中) 基因X能调控大豆的逆境响应，可以利用基因工程技术编辑基因X，进而培育耐盐碱大豆新品种。该过程中所用的载体的相关信息如图1所示，在限制酶BsaⅠ的酶切位点处插入基因X，将重组载体导入大豆细胞后，其转录产物可引导一系列酶特异性结合基因组上的目标序列并发挥作用。图2表示相关限制酶识别序列及切割位点。回答下列问题： (1)基因工程中常用的载体，除了质粒，还有_____________________(答出2种)。基因工程中的基本工具除了载体，还包括___________________________________________________________________。 (2)用限制酶BsaⅠ切割目的基因的基因组DNA，理论上最多可以产生__________种黏性末端。用限制酶BsaⅠ切割图1所示的载体后，载体上保留的黏性末端是5′－______________________－3′和3′－__________________－5′。 (3)将充足重组载体导入大豆细胞后，通过相关抗生素筛选到4株抗性植株。为了鉴定对基因X的编辑是否成功，以上述抗性植株的DNA为模板，通过PCR扩增目的基因X，基因X的部分序列如图3所示，PCR产物酶切后的电泳结果如图4所示。 ①筛选得到4株抗性植株时，所用到的抗生素是______________。 ②所用限制酶是______________。 ③这4株植株中纯合未突变体是________，纯合突变体是______________(填甲～丁)。 解析：(1)基因工程中常用的载体，除了质粒，还有噬菌体、动植物病毒。基因工程中的基本工具除了载体，还包括DNA连接酶、限制酶。(2)根据限制酶BsaⅠ的识别序列可知，其产生的黏性末端是5′—NNNN—3′，N代表任一碱基，理论上产生的黏性末端最多有44种。题图1载体上有两处限制酶BsaⅠ的识别位点，即5′—ATTGTGAGACC—3′和5′—GGTCTCAGTTT—3′，酶切后载体上留下的黏性末端是5′—CAAT—3′和5′—GTTT—3′。(3)①据题图1可知，LB和RB是T-DNA的边界序列，在T-DNA内部含有卡那霉素抗性基因，因此筛选得到4株抗性植株时，所用到的抗生素是卡那霉素。②由题意可知，对基因X进行编辑，即将题图3中的基因X序列经过基因编辑获得突变序列，基因X序列中仅含有BamHⅠ和EcoRⅠ酶切位点，突变序列中增加了一个SacⅠ酶切位点，经过基因编辑使序列中增加一个SacⅠ酶切位点，应用SacⅠ对DNA序列进行切割。③未成功编辑的DNA序列中不含该酶的酶切位点，电泳结果为一条条带。成功编辑的DNA序列中含有该酶的酶切位点，DNA会被切为两个DNA片段，电泳结果显示为两条条带。乙含一条条带，仅含有未被编辑的基因，是纯合未突变体；甲、丙含有三条条带，同时含有未被编辑的基因和编辑后的基因，是杂合子；丁含有两条条带，仅含有编辑后的基因，是纯合突变体。 答案：(1)噬菌体、动植物病毒　DNA连接酶、限制酶　(2)256(或44)　CAAT　TTTG (3)①卡那霉素　②SacⅠ　③乙　丁 16．(2024·广东选择考)驹形杆菌可合成细菌纤维素(BC)并将其分泌到胞外组装成膜。作为一种性能优异的生物材料，BC膜应用广泛。研究者设计了酪氨酸酶(可催化酪氨酸形成黑色素)的光控表达载体，将其转入驹形杆菌后构建出一株能合成BC膜并可实现光控染色的工程菌株，为新型纺织原料的绿色制造及印染工艺升级提供了新思路(图1)。 回答下列问题： (1)研究者优化了培养基的____________(答两点)等营养条件，并控制环境条件，大规模培养工程菌株后可在气液界面处获得BC菌膜(菌体和BC膜的复合物)。 (2)研究者利用T7噬菌体来源的RNA聚合酶(T7RNAP)及蓝光光敏蛋白标签，构建了一种可被蓝光调控的基因表达载体(光控原理见图2，载体的部分结构见图3)。构建载体时，选用了通用型启动子PBAD(被工程菌RNA聚合酶识别)和特异型启动子PT7(仅被T7RNAP识别)。为实现蓝光控制染色，启动子①、②及③依次为________，理由是_______________________________________________________ _____________________________________________________________________。 (3)光控表达载体携带大观霉素(抗生素)抗性基因。长时间培养时在培养液中加入大观霉素，其作用为____________________________________________________ _____________________________________________________________(答两点)。 (4)根据预设的图案用蓝光照射已长出的BC菌膜并继续培养一段时间，随后将其转至染色池处理，发现只有经蓝光照射的区域被染成黑色，其原因是___________________________________________________________________________________________________________________________________________。 (5)有企业希望生产其他颜色图案的BC膜。按照上述菌株的构建模式提出一个简单思路：______________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________________________________________________________。 答案：(1)碳源、氮源　(2)PT7、PBAD、PBAD　基因2、3正常表达无活性产物，被蓝光照射时再激活基因1表达　(3)抑制杂菌、去除丢失质粒的菌株 (4)该处细胞中T7RNAP激活，酪氨酸酶表达并合成黑色素　(5)将酪氨酸酶基因换成合成其他色素酶的基因，将染色池的酪氨酸换为其他物质，催化产生不同的色素 学科网（北京）股份有限公司 $