1、第2講 基因工程的應用與安全性問題一、單項選擇題1. 科學家利用基因工程培育出了耐鹽的轉基因水稻新品系,下列相關敘述錯誤的是( )A. 可通過農桿菌感染法將重組質粒導入受體細胞B. 含耐鹽基因的水稻細胞可經植物組織培養獲得完整植株C. 可用較高濃度的鹽水澆灌來鑒定水稻植株的耐鹽性D. 如果目的基因的核苷酸序列是全部未知的,可用PCR技術得到2. (鹽城模擬)下列關于基因治療的說法,正確的是( )A. 基因治療只能治療一些傳染病,如艾滋病B. 基因治療的主要方法是讓患者口服一些健康的外源基因C. 基因治療的主要原理是引入健康基因并使之表達D. 基因治療在發達國家已成為一種常用的臨床治療手段3.

2、(南京期初)如下圖表示基因工程中獲取水稻某目的基因的不同方法。下列敘述正確的是( ) A. 方法a不遵循中心法則B. 堿基對的排列順序均相同C. 三種方法均屬人工合成法D. 三種方法都需酶并均在體外進行4. (揚州模擬)下列關于蛋白質工程的說法,正確的是( )A. 蛋白質工程是在分子水平上對蛋白質分子直接進行操作B. 蛋白質工程能生產出自然界中不曾存在過的新型蛋白質分子C. 對蛋白質的改造是通過直接改造相應的mRNA來實現的D. 蛋白質工程的流程和天然蛋白質合成的過程是相同的5. (北京卷)在應用農桿菌侵染植物葉片獲得轉基因植株的常規實驗步驟中,不需要的是( )A. 用攜帶目的基因的農桿菌侵染

3、植物細胞B. 用選擇培養基篩選導入目的基因的細胞C. 用聚乙二醇誘導轉基因細胞的原生物質融合D. 用適當比例的生長素和細胞分裂素誘導愈傷組織生芽6. (蘇州一模)生物技術安全性和倫理問題是社會關注的熱點。下列有關敘述,錯誤的是( )A. 利用從動植物中獲取的目的基因培育而成的轉基因生物,對人類是無害的B. 當今社會的普遍觀點是禁止克隆人的實驗,但不反對治療性克隆 C. 生物武器是用致病菌、病毒、生化毒劑及重組致病菌等來形成殺傷力D. 正確的輿論導向有利于促進生物科技朝向正確的方向發展7. (清江中學)北極比目魚中有抗凍基因,其編碼的抗凍蛋白具有11個氨基酸的重復序列,該序列重復次數越多,抗凍能

4、力越強。下圖是獲取轉基因抗凍番茄植株的過程示意圖,有關敘述正確的是( ) A. 通過過程獲取的目的基因和基因組文庫中的目的基因完全相同B. 過程構成的重組質粒缺乏標記基因,需要轉入農桿菌進行篩選C. 可以用DNA探針技術檢測番茄植株中目的基因是否完全表達D. 將多個抗凍基因編碼區依次相連成新基因,表達的不一定是抗凍性增強的抗凍蛋白8. 下列關于蛋白質工程的說法,不正確的是 ( )A. 蛋白質工程能將人抗體某些區段替代鼠單克隆抗體的區段,降低鼠單克隆抗體免疫活性B. 蛋白質工程可對酶的催化活性、底物專一性、抗氧化性、熱變性等加以改變C. 理論上通過對關鍵氨基酸的置換與增刪是進行蛋白質工程的唯一方

5、法D. 蛋白質工程的崛起主要是工業生產和基礎理論研究的需要9. 科學家在河南華溪蟹中找到了金屬硫蛋白基因,并以質粒為載體,采用轉基因方法培育出了汞吸收能力極強的轉基因煙草。下列有關該煙草培育的說法正確的是( )A. 金屬硫蛋白基因需插入到質粒上,才能轉移到受體細胞中B. 為培育出轉基因煙草植株,應選擇的受體細胞一定是煙草的受精卵C. 同種限制酶既可以切割目的基因又可以切割質粒,因此不具有專一性D. 轉基因煙草與原煙草相比基因組成發生了變化,導致兩者出現生殖隔離10. (2014重慶卷)下圖是利用基因工程培育抗蟲植物的示意圖。以下相關敘述,正確的是( ) A. 的構建需要限制性核酸內切酶和DNA

6、聚合酶參與B. 侵染植物細胞后,重組Ti質粒整合到的染色體上C. 的染色體上若含抗蟲基因,則就表現出抗蟲性狀D. 只要表現出抗蟲性狀就表明植株發生了可遺傳變異二、 多項選擇題11. (宿遷模擬)下列有關科研人員建立人乳鐵蛋白乳腺生物反應器過程的敘述,正確的是( )A. 從細胞中分離目的基因時必須使用限制酶和DNA連接酶B. 將目的基因導入受體細胞前必須構建基因表達載體C. 應該將目的基因與在乳腺細胞中高效特異表達的基因啟動子結合D. 運用這一技術生產的人乳鐵蛋白具有活性高、易分離、產量高等優點12. (南京三模)科學家利用生物技術將人的生長激素基因導入小鼠受精卵的細胞核中,經培育獲得一種轉基因

7、小鼠,其膀胱上皮細胞可以合成人的生長激素并分泌到尿液中,在醫學研究及相關疾病治療方面都具有重要意義。下列有關敘述正確的是( )A. 選擇受精卵作為外源基因的受體細胞是因為這種細胞具有全能性B. 采用DNA分子雜交技術可檢測外源基因在小鼠細胞內是否成功表達C. 人的生長激素基因能在小鼠細胞表達,說明遺傳密碼在不同種生物中可以通用D. 將轉基因小鼠體細胞進行核移植(克隆),可以獲得多個具有外源基因的后代13. (無錫一模)下列有關“基因污染”敘述,正確的是( )A. 轉基因生物有可能成為“外來物種”,影響生態系統的穩定性B. 轉基因生物的外源基因本身來源于自然界,故不存在“基因污染”的問題C. 抗

8、除草劑基因有可能通過花粉傳播進入雜草,從而產生“超級雜草”D. “基因污染”有可能會從一種生物擴散到其他多種生物物種三、 非選擇題14. (南京二模)疫苗和抗體已被廣泛應用于預防與診療傳染性疾病的過程,已知某傳染性疾病的病原體為RNA病毒,該病毒表面的A蛋白為主要抗原。疫苗的生產和抗體的制備流程如右上圖所示,請回答下列問題: (1) 過程代表的是 ,過程構建A基因重組載體時,啟動子和終止子是重新構建的,它們應該能被受體細胞的 所識別,以便于其催化轉錄過程。 (2) 下圖為A基因的結構示意圖,已知區的堿基數是2000 個,其中陰影區域堿基數是800個,空白區域中G和C的總數共有400個,則由該區

9、域能指導蛋白質合成的片段轉錄產生的mRNA中A和U總數是 。 (3) 在給小鼠皮下注射A蛋白時,要重復注射幾次的目的是通過二次免疫,增加小鼠體內的 個數。過程的實質為 。 (4) 在將X進行擴大培養前,至少需要經過 次篩選,擴大培養的原理是 。 (5) 對健康人進行該傳染病免疫預防時,可選用圖中基因工程生產的 來制備疫苗。對該傳染病疑似患者確診時,可以從疑似患者體內分離出病毒與已知病毒進行核酸序列比較,或用圖中的 與分離出的病毒進行特異性檢測。 15. (南通三模)hNaDC3(人鈉/二羧酸協同轉運蛋白-3)主要分布于腎臟等重要器官,它具有促進人腎小管上皮細胞能量代謝和轉運等功能。科研人員利用

10、基因工程技術構建綠色熒光蛋白與hNaDC3融合基因,并在腎小管上皮細胞中表達,以動態觀察hNaDC3在腎小管上皮細胞中的定位情況,為進一步研究hNaDC3的生理功能奠定基礎。研究主要過程如下圖(實驗中使用的限制酶Sac 的識別序列是GAGCTC,限制酶Sac 識別序列是CCGCGG)。請分析回答: (第15題) (1) 與PCR相比,過程需要的特有的酶是 ,應從人體 (填器官)的組織細胞中獲得模板RNA。 (2) DNA分子被Sac 切割后,形成的黏性末端是 。過程選用Sac 、Sac 分別切割hNaDC3基因和質粒載體,可實現目的基因定向插入并正常表達的原因是 。 (3) 過程可獲得多種重組

11、DNA,可依據不同DNA分子的大小,運用 (填技術)分離、篩選重組表達載體。 (4) 顯微觀察導入“綠色熒光蛋白hNaDC3融合基因”的豬腎小管上皮細胞后發現:轉染后第1 d綠色熒光混合分布于細胞質和細胞膜,核中未見綠色熒光;到第5 d綠色熒光清晰聚集于細胞膜,細胞質和細胞核中未見綠色熒光。根據這一觀察結果還不能得出“hNaDC3是在細胞質中生成后,在細胞膜上發揮作用”的結論,需要設置對照實驗以排除綠色熒光蛋白本身的定位,對照實驗的設計思路是 。 (5) 研究人員以較高濃度的葡萄糖溶液培養導入融合基因的豬腎小管上皮細胞,一段時間后發現,轉染細胞的細胞膜上綠色熒光明顯增強。這一實驗結果可以說明

12、。 1. D 【解析】 通過農桿菌感染法可將重組質粒導入受體細胞,A正確;組織培養可以保持親本的優良性狀,含耐鹽基因的水稻細胞經植物組織培養可獲得耐鹽的植株,B正確;水稻植株是否耐鹽,主要看植株能否在高濃度的鹽溶液中生活,因此,可以用較高濃度的鹽水澆灌來鑒定水稻植株的耐鹽性,C正確;如果目的基因的核苷酸序列是全部未知的,可從基因文庫中獲取目的基因,D錯誤。2. C 【解析】 基因治療是治療遺傳病的有效手段,A錯誤;基因治療的主要方法是把正常基因導入病人體內有缺陷的細胞中,口服外源基因不能起作用,B錯誤;基因治療的主要原理是引入健康基因修復患者的基因缺陷,C正確;目前,基因治療還處于初期的臨床試

13、驗階段,D錯誤。3. D 【解析】 圖中a、b、c所示的方法分別是逆轉錄法、直接分離法和化學合成法。逆轉錄是以mRNA為模板合成DNA的過程,屬于中心法則的內容之一,A錯誤;a逆轉錄法和c化學合成法得到的水稻基因中不含啟動子、內含子等非編碼序列,而b直接分離法得到的水稻基因中含有啟動子、內含子等非編碼序列,B錯誤;a逆轉錄法和c化學合成法屬于人工合成法,而b直接分離法不是,C錯誤;三種方法都需相應的酶,并且均在體外進行,D正確。4. B 【解析】 蛋白質工程是在分子水平上對基因直接改造,A、C錯誤;蛋白質工程的流程和天然蛋白質合成的過程是不同的,是中心法則的逆推過程,D錯誤。5. C 【解析】

14、 利用農桿菌轉化法培育轉基因植株時,將含有目的基因的Ti質粒導入農桿菌后,再用該農桿菌侵染植物細胞;可在選擇培養基上選擇成功轉化了的受體細胞,例如將農桿菌在含四環素的培養基中培養,篩選出成功導入目的基因的農桿菌;轉基因植物的培育過程中,不存在植物體細胞雜交技術的應用及誘導細胞融合過程;目的基因成功導入后需利用植物組織培養技術將植物葉片細胞培育成幼苗,需要誘導愈傷組織再分化。6. A 【解析】 轉基因生物有的對人類有益,有的存在安全性隱患。7. D 【解析】 過程通過反轉錄獲取目的基因,缺少非編碼區和內含子等,與基因組文庫中的目的基因不完全相同;重組質粒含標記基因,且利用農桿菌轉化法只能將質粒導

15、入受體細胞,不能對重組質粒進行篩選;利用DNA探針技術可檢測目的基因是否導入到受體細胞,可利用抗原抗體雜交技術檢測目的基因是否表達。8. C 【解析】 蛋白質工程能產生自然界沒有的人鼠抗體,降低過敏等異常免疫反應的發生;蛋白質工程能通過改造基因達到改變蛋白質功能的目的。9. A 【解析】 質粒的T-DNA可以轉移到受體細胞中染色體的DNA上,所以金屬硫蛋白基因需插入到質粒上,才能轉移到受體細胞中,A正確;由于植物細胞具有全能性,因此植物基因工程的受體細胞可以是受精卵或體細胞,B錯誤;限制酶具有專一性,能識別特定的脫氧核苷酸序列,C錯誤;轉基因煙草與原煙草之間一般不會出現生殖隔離,D錯誤。10.

16、 D 【解析】 構建載體需要限制酶和DNA連接酶,A錯誤;侵染植物細胞后,重組Ti質粒上的T-DNA整合到的染色體上,B錯誤;染色體上含有目的基因,但目的基因也可能不能轉錄或者不能翻譯,或者表達的蛋白質不具有生物活性,C錯誤;植株表現出抗蟲性狀,說明含有目的基因,屬于基因重組,為可遺傳變異,D正確。11. BCD 【解析】 從細胞中分離目的基因時需要使用限制酶;基因工程的基本操作程序有四步:目的基因的獲取,基因表達載體的構建,將目的基因導入受體細胞,目的基因的檢測與鑒定;啟動子是一段有特殊結構的DNA片段,位于基因的首端,是RNA聚合酶識別和結合的部位,能驅動基因轉錄出mRNA,最終獲得所需的

17、蛋白質,所以目的基因要與啟動子結合。12. ACD 【解析】 采用DNA分子雜交技術可檢測外源基因是否導入受體細胞,但不能檢測外源基因在小鼠細胞內是否成功表達,B錯誤。13. ACD 【解析】 轉基因植物可能對環境更適應,與其他植物間更具有競爭力,可能成為入侵的“外來物種”,影響生態系統的穩定性;轉基因植物與其他植物可以雜交,存在“基因污染”問題;“基因污染”會通過花粉等擴散到其他物種。14. (1) 逆轉錄 RNA聚合酶 (2) 400 (3) 漿細胞 基因的選擇性表達 (4) 2 細胞增殖(有絲分裂) (5) A蛋白 抗A蛋白的單克隆抗體【解析】 (1) 過程是以RNA為模板合成DNA的過

18、程,稱為逆轉錄。RNA聚合酶能識別啟動子和終止子,催化轉錄過程。(2) 區(編碼區)的堿基數是2 000個,陰影區域(內含子)堿基數是800個,所以空白區域(外顯子)堿基數是1 200個。由于G和C的總數是400個,所以空白區域A和T的總數是800個。由于兩條鏈上A和T的總數一樣,所以一條鏈上A和T的數量是400個,轉錄產生的mRNA中A和U總數是400個。(3) 重復注射抗原可以通過二次免疫,增加小鼠體內的漿細胞數量。過程是細胞分化,實質是基因的選擇性表達。(4) 先在特定的選擇培養基上篩選出雜交瘤細胞,再進行第二次篩選,選出能產生特定抗體的雜交瘤細胞。X細胞進行有絲分裂,最終擴大細胞數目。(5) 可以用基因工程生產的A蛋白作為抗原來制備疫苗。用分離出的病毒(抗原)與抗A蛋白的單克隆抗體進行特異性檢測,可以對傳染病疑似患者進行確診。15. (1) 逆轉錄酶(或反轉錄酶) 腎臟 (2) AGCT 兩種限制酶切割產生的黏性末端不同 (3) (凝膠)電泳 (4) 將GFP基因表達載體直接導入豬腎小管上皮細胞,然后觀察綠色熒光在細胞中的分布情況(5) 較高濃度葡萄糖能增強腎小管上皮細胞中hNaDC3基因的表達【解析】 (1) 過程是以RNA為模板形成DNA,需要逆(反)轉錄酶的催化。根據“hNaDC3主要分布于腎臟等重要器官”確定只有腎臟