2018_2019学年高中生物专题1基因工程1.3基因工程的应用教学案（含解析）新人教版选修3.doc

《2018_2019学年高中生物专题1基因工程1.3基因工程的应用教学案（含解析）新人教版选修3.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2018_2019学年高中生物专题1基因工程1.3基因工程的应用教学案（含解析）新人教版选修3.doc（18页珍藏版）》请在麦多课文档分享上搜索。

1、- 1 -基因工程的应用一、植物基因工程的应用1抗虫转基因植物(1)杀虫基因种类：Bt 毒蛋白基因、蛋白酶抑制剂基因、淀粉酶抑制剂基因、植物凝集素基因等。(2)成果：转基因抗虫棉、水稻等。(3)实例：结合抗虫棉的培育过程图填空从图中可以看出，目的基因是 Bt 毒蛋白基因，使用的载体是 Ti 质粒，将目的基因表达载体导入受体细胞的方法是农杆菌转化法。请写出两种检测目的基因是否表达的方法：抗原抗体杂交法、用棉叶饲喂棉铃虫。2抗病转基因植物(1)抗病基因种类：抗病毒基因：病毒外壳蛋白基因、病毒的复制酶基因等。抗真菌基因：几丁质酶基因、抗毒素合成基因等。(2)成果：抗烟草花叶病毒的转基因烟草、抗病毒的

2、转基因小麦等。1.植物基因工程技术主要用于提高农作物的抗逆能力，以及改良农作物的品质和利用植物生产药物等方面。2用于转基因植物的杀虫基因主要是 Bt 毒蛋白基因、蛋白酶抑制剂基因、淀粉酶抑制剂基因、植物凝集素基因等。3动物基因工程技术可以提高动物的生长速度、改善畜产品的品质，用转基因动物生产药物，还可以用转基因动物作器官移植的供体。4利用转基因的工程菌生产的药物包括细胞因子、抗体、疫苗、激素等。5基因治疗是把正常基因导入病人体内，使该基因的表达产物发挥功能，从而达到治疗疾病的目的，是治疗遗传病最有效的手段。- 2 -3抗逆转基因植物连线4利用转基因改良植物的品质连线二、动物基因工程的应用填表项

3、目应用 基因来源或处理 成果提高动物的生长速度 外源生长激素基因 转基因绵羊、转基因鲤鱼改善畜产品的品质 肠乳糖酶基因 转基因牛分泌的乳汁中乳糖含量少转基因动物生产药物药用蛋白基因乳腺蛋白基因的启动子等乳腺生物反应器转基因动物作器官移植的供体抑制或除去抗原决定基因结合克隆技术培育出没有免疫排斥反应的转基因克隆猪器官三、基因工程药物1来源：利用基因工程培育“工程菌”来生产的药品。2种类：细胞因子、抗体、疫苗、激素等。3干扰素：是动物或人体细胞受到病毒侵染后产生的一种糖蛋白。由于干扰素几乎能抵抗所有病毒引起的感染，因此它是一种抗病毒的特效药。四、基因治疗1概念：把正常基因导入病人体内，使该基因的表

4、达产物发挥功能，从而达到治疗疾病的目的。2类型：- 3 -(1)体外基因治疗：(2)体内基因治疗：是直接向人体组织细胞中转移基因的治病方法。3成果：将腺苷酸脱氨酶基因转入患者的淋巴细胞中，可治疗复合型免疫缺陷症。1我国科学家利用基因工程技术将海藻合成酶基因转移到甘蔗体内，获得了抗旱、高产、高糖的甘蔗新品种。以下关于植物基因工程的说法，正确的是( )A我国转基因抗虫棉是转入了植物凝集素基因培育出来的B可用于转基因植物的抗虫基因只有植物凝集素基因和蛋白酶抑制剂基因C抗真菌转基因植物中，可使用的基因有几丁质酶基因和抗毒素合成基因D提高作物的抗盐碱和抗干旱的能力，与调节渗透压的基因无关解析：选 C 我

5、国的抗虫棉是转入了 Bt 毒蛋白基因培育出来的；抗虫基因还有 Bt 毒蛋白基因、淀粉酶抑制剂基因等；利用可以调节细胞渗透压的基因，可提高作物抗盐碱和抗旱的能力。2下列转基因植物与所选用的目的基因对应错误的是( )A抗虫棉Bt 毒蛋白基因B抗病毒转基因烟草几丁质酶基因C抗盐碱和抗旱植物调节细胞渗透压的基因D耐寒的番茄抗冻基因解析：选 B 抗病毒转基因植物常使用病毒外壳蛋白基因和病毒的复制酶基因作为目的基因；几丁质酶基因及抗毒素合成基因一般用于抗真菌转基因植物的目的基因。3工程菌是指( )A用物理或化学方法诱发菌类自身某些基因得到高效表达的菌类细胞株系B用遗传工程的方法把相同种类不同株系的菌类通过

6、杂交得到新细胞株系C用基因工程的方法使外源基因得到高效表达的菌类细胞株系D从自然界中选取的能迅速增殖的菌类解析：选 C 工程菌是指用基因工程的方法使外源基因得到高效表达的菌类细胞株系。4下列不属于利用基因工程技术制取的药物是( )A在大肠杆菌体内制取白细胞介素B在酵母菌体内获得干扰素C在青霉菌内获取青霉素- 4 -D在大肠杆菌内获取胰岛素解析：选 C 基因工程制药是利用外源基因在受体细胞中的表达生产基因药物的技术，A、B、D 项所述均为外源基因在相应受体细胞中的表达，而青霉菌产生青霉素是其细胞中原有正常基因的正常表达，故不属于基因工程制药。5基因治疗是指( )A把健康外源基因导入病人体内，达到

7、治疗疾病的目的B对有缺陷的细胞进行修复，从而使其恢复正常，达到治疗疾病的目的C运用人工诱变方法，使有基因缺陷的细胞发生基因突变，从而恢复正常D运用基因工程技术，把有缺陷的基因切除，达到治疗疾病的目的解析：选 A 基因治疗的方法是把正常基因导入病人体内，使该基因的表达产物发挥功能，从而达到治疗疾病的目的。Error!核 心 要 点 一 植 物 基 因 工 程 的 应 用抗虫转基因植物与抗病转基因植物的比较类型项目 抗虫转基因植物 抗病转基因植物方法从某些生物中分离出具有杀虫活性的基因，将其导入植物中将抗病基因导入植物中基因种类Bt 毒蛋白基因、蛋白酶抑制剂基因、淀粉酶抑制剂基因、植物凝集素基因等

8、抗病毒基因：病毒外壳蛋白基因和病毒的复制酶基因抗真菌基因：几丁质酶基因和抗毒素合成基因成果转基因抗虫棉、转基因抗虫水稻等抗烟草花叶病毒的转基因烟草和抗病毒的转基因小麦、甜椒、番茄等意义减少化学农药的使用，降低生产成本，减轻环境污染，降低了对人体健康的损害题组冲关1运用现代生物技术的育种方法，将抗菜青虫的 Bt 毒蛋白基因转移到优质油菜中，培育出转基因抗虫的油菜品种，这一品种在生长过程中能产生特异的杀虫蛋白，对菜青虫有显著抗性，能大大减轻菜青虫对油菜的危害。根据以上信息，下列叙述错误的是( )- 5 -A转基因抗虫油菜能产生杀虫蛋白是由于具有 Bt 毒蛋白基因B目的基因的受体细胞可以是油菜受精卵

9、，也可以是体细胞C转基因抗虫油菜的种植过程中减少了农药等的使用量，降低了生产成本D转基因抗虫油菜种植时，菜青虫不会产生抗性，这样可以彻底消灭菜青虫解析：选 D 将 Bt 毒蛋白基因转入油菜中，并使其在油菜中表达从而可产生对菜青虫有毒性作用的蛋白质；获得转基因植物时，可将目的基因导入植物的受精卵中，也可将其导入植物的体细胞中，然后，经过植物组织培养技术获得植株；抗虫油菜能大大减轻菜青虫对油菜的危害，这样在增加产量的同时，又减少了对农药等的使用，降低了生产成本；转基因抗虫植物在种植时，害虫在食用后会大量死亡，但同时会使害虫的抗性不断加强，因此不能彻底地消灭害虫。2菊天牛是菊花的主要害虫之一。科研人

10、员将抗虫基因转入菊花，培育出抗虫菊花。下图是获得转基因菊花的技术流程，请据图回答：注：卡那霉素抗性基因( kanR)作为标记基因，菊花叶片对卡那霉素高度敏感。(1)为了促进土壤农杆菌吸收重组质粒，可用_处理土壤农杆菌，使其处于感受态。(2)将重组质粒导入土壤农杆菌的目的是利用农杆菌能够_的特点，使目的基因进入受体细胞中，并插入到菊花细胞的_上，最终形成转基因植株。(3)将愈伤组织转移到添加一定浓度植物激素和_的培养基中，在适宜条件下进行培养，筛选转基因菊花。(4)用 PCR 方法检测转基因菊花是否含有目的基因时，需根据_的核苷酸序列设计特异引物，以_为模板进行第一轮扩增。解析：(1)用 Ca2

11、 处理土壤农杆菌，使其处于感受态，易于吸收外源重组 DNA 分子。(2)农杆菌能够感染植物细胞，并将 TDNA 转移至受体细胞中，并插入到受体细胞的染色体 DNA上，利用这个特点实现导入目的基因。(3)利用添加卡那霉素的培养基可以筛选含卡那霉素抗性基因的转基因植株。(4)用 PCR 方法检测转基因菊花是否含有目的基因时，需根据目的基因的核苷酸序列设计特异引物，以含目的基因的菊花 DNA 为模板进行第一轮扩增。答案：(1)Ca 2 (或 CaCl2溶液) (2)感染菊花(或植物)细胞，并将 TDNA 转移至受体细胞 染色体 DNA(3)卡那霉素 (4)抗虫基因(目的基因) 转基因菊花的 DNA(

12、或含目的基因的菊花 DNA)- 6 -Error!核 心 要 点 二 动 物 基 因 工 程 的 应 用 与 基 因 工 程 制 药乳腺生物反应器与工程菌生产药物的区别比较内容 乳腺生物反应器 工程菌含义指将外源基因在哺乳动物的乳腺中特异表达，利用动物的乳腺组织生产药物蛋白指用基因工程的方法，使外源基因得到高效表达的菌类细胞株系基因结构动物基因结构与人类的基因结构基本相同细菌和酵母菌的基因结构与人类有较大差异基因表达 合成的药物蛋白与天然蛋白质相同 细菌合成的药物蛋白可能没有活性受体细胞 动物受精卵 微生物细胞目的基因导入方式显微注射法 感受态细胞法生产条件不需严格灭菌；温度等外界条件对其影响

13、不大需严格灭菌，严格控制工程菌所需的温度、pH、营养物质浓度等外界条件药物提取 从动物乳汁中提取 从微生物细胞或其培养液中提取生产设备 畜牧业生产、提取设备 工业生产，设备精良题组冲关3下列有关动物基因工程的说法，错误的是( )A将外源生长激素基因导入动物体内可提高动物生长速度B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C利用基因工程技术，得到的乳腺生物反应器可以解决很多重要的药品的生产问题D用转基因动物作为器官移植的供体时，由于导入的是调节因子，而不是目的基因，因此无法抑制抗原的合成解析：选 D 用转基因动物作为器官移植的供体时，可将某种调节因子导入器官供体

14、基因组，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，培育出没有免疫排斥反应的转基因克隆器官。4人乳铁蛋白是一种重要的药用保健蛋白。下图表示利用乳腺生物反应器生产人乳铁蛋白的过程，图中 Tetr表示四环素抗性基因， Ampr表示氨苄青霉素抗性基因，五种限制酶的识别序列及切割位点如表所示，请回答以下问题：- 7 -限制酶 BamH Hae Bcl Sau3A Not识别序列及切割位点(1)过程常采用的方法是_。(2)构建基因表达载体时，需要将人乳铁蛋白基因嵌入到启动子和_之间。(3)要将人乳铁蛋白基因插入质粒，若只允许使用一种限制酶，应选择的限制酶是_。(4)据图分析，筛选含

15、有重组质粒的受体细胞首先需要在含_(填“四环素” “氨苄青霉素”或“四环素或氨苄青霉素”)的培养基上进行，原因是_。(5)若 BamH 酶切的 DNA 末端与 Bcl 酶切的 DNA 末端连接起来，连接部位的 6 个碱基对序列为_，对于该部位，这两种酶_(填“都不能”或“只有一种能”)切开。解析：(1)将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法。(2)构建基因表达载体时，需要将人乳铁蛋白基因嵌入到启动子和终止子之间，这样人乳铁蛋白基因才能在乳腺细胞中表达。(3)根据表中五种酶的识别序列及切割位点可知，限制酶 Sau3A 还可以切割限制酶 Bcl 和限制酶 BamH 的识别序列，因此要将人乳

16、铁蛋白基因插入载体，在只允许使用一种限制酶的情况下，应选择限制酶 Sau3A 。(4)据图分析可知，用限制酶 Sau3A 切割后会破坏四环素抗性基因，但不会破坏氨苄青霉素抗性基因，因此导入重组质粒的受体细胞能在含有氨苄青霉素的培养基上生存下来。(5)根据表格中各种限制酶的识别序列和切割位点可知，若 BamH 酶切的 DNA 末端与 Bcl 酶切的 DNA 末端连接起来，连接部位的 6 个碱基对序列为Error! (或Error!) ，对于该部位，这两种酶都不能切开。答案：(1)显微注射法 (2)终止子 (3) Sau3A(4)氨苄青霉素 用限制酶切割后破坏了 Tetr基因，但不会破坏 Ampr

17、基因，导入重组质- 8 -粒的受体细胞(对氨苄青霉素具有抗性)，能在含氨苄青霉素的培养基上生存下来(5)Error!(或Error!) 都不能Error!核 心 要 点 三 基 因 治 疗1基因治疗(1)原理：利用正常基因置换或弥补缺陷基因的治疗方法，即把正常基因导入病人体内，使该基因的表达产物发挥功能，从而达到治疗疾病的目的。(2)过程：(3)途径：途径比较 体外基因治疗 体内基因治疗方法从患者体内获得某种细胞体外完成基因转移筛选、细胞扩增输入体内直接向患者体内组织细胞中转移基因不同点特点 操作复杂，但效果可靠 方法较简单，但效果难以控制相同点都是将外源基因导入靶细胞，以纠正缺陷基因，目前两

18、种方法都处于临床试验阶段2基因诊断与基因治疗的比较项目 方法 备注基因诊断制作相应探针，利用 DNA 分子杂交原理，快速、准确检测人类某种疾病临床应用阶段基因治疗把健康的外源基因导入有基因缺陷的细胞中，可分为体外基因治疗和体内基因治疗两种方法仅处于初期的临床试验阶段，仍有许多问题和困难制约该技术的发展名师点拨 关于基因工程应用的五个易误点(1)Bt 毒蛋白基因控制合成的 Bt 毒蛋白并无毒性，进入昆虫消化道被分解成多肽后才具- 9 -有毒性。(2)动物基因工程主要是为了改善畜产品的品质，不是为了产生体型巨大的个体。(3)青霉素是诱变后的高产青霉菌产生的，不是通过基因工程改造的工程菌产生的。(4

19、)基因治疗目前还处于初期的临床试验阶段。(5)DNA 分子制作探针进行检测时应检测单链，即需要将待测双链 DNA 分子打开。题组冲关5腺苷酸脱氨酶(ADA)基因缺陷症是一种免疫缺陷病，对患者采用基因治疗的方法是：取出患者的淋巴细胞，进行体外培养时转入正常 ADA 基因，再将这些淋巴细胞注射入患者体内，使其免疫功能增强，能正常生活。下列有关叙述，错误的是( )A正常 ADA 基因替换了患者的缺陷基因B正常 ADA 基因通过控制 ADA 的合成来影响免疫功能C淋巴细胞需在体外扩增后再注射入患者体内D腺苷酸脱氨酶(ADA)基因缺陷症属于先天性免疫缺陷病解析：选 A 基因治疗是将正常的基因导入有基因缺

20、陷的细胞中，正常的 ADA 基因可以控制合成正常的 ADA 来影响免疫功能；为获得大量含 ADA 正常基因的淋巴细胞，需在体外扩增后再注入患者体内；腺苷酸脱氨酶(ADA)基因缺陷症是先天性免疫缺陷病。6人外周血单核细胞能合成白细胞介素 2(IL2)。该蛋白可增强机体免疫功能，但在体内易被降解。研究人员将 IL2 基因与人血清白蛋白(HSA)基因拼接成一个融合基因，并在酵母菌中表达，获得具有 IL2 生理功能、且不易降解的 IL2HSA 融合蛋白，其技术流程如图所示。请回答下列问题：(1)培养人外周血单核细胞的适宜温度为_；图中表示_过程。(2)表达载体 1 中的位点_应为限制酶 Bgl的识别位

21、点，才能成功构建表达载体2。(3)表达载体 2 导入酵母菌后，融合基因转录出的 mRNA 中，与 IL2 蛋白对应的碱基序列不能含有_(填“起始”或“终止”)密码子才能成功表达出 IL2HSA 融合蛋白。(4)应用_杂交技术可检测酵母菌是否表达出 IL2HSA 融合蛋白。- 10 -解析：(1)人体的体温是 37 左右，因此培养人体细胞的最适宜温度为 37 左右。由mRNA 到 cDNA 的过程是逆转录过程。(2)根据图解可知目的基因的两端分别是由限制酶 EcoR 、 Bgl 切割的，一般用同一限制酶切割才能形成相同的黏性末端，表达载体 1 中具有EcoR 的识别位点，位点 a 应为限制酶 B

22、gl 的识别位点，才能成功构建表达载体 2。(3)mRNA 中如果含有终止密码子，则会导致翻译终止，不能合成出目的蛋白。(4)抗原、抗体的结合具有特异性，抗原抗体杂交技术可以迅速检测出酵母菌是否表达出 IL2HSA 融合蛋白。答案：(1)37(或 36.50.5) 反(或逆)转录 (2)a(3)终止 (4)抗原抗体随堂基础巩固 1抗病毒转基因植物成功表达后，以下说法正确的是( )A抗病毒转基因植物可以抵抗所有病毒B抗病毒转基因植物对病毒的抗性具有局限性或特异性C抗病毒转基因植物可以抗害虫D抗病毒转基因植物可以稳定遗传，不会变异解析：选 B 由于外源抗病毒基因具有特异性，因而其表达产物具有特异性

23、或局限性，只能抵抗某种或某类病毒，不可能抵抗所有病毒，更不能抗害虫。目的基因导入受体细胞后，可以随受体内的自身遗传物质稳定遗传，也会同自身遗传物质一样发生变异。2基因工程在诊断遗传病上发展尤为迅速，目前可以对几十种遗传病进行快速诊断，所采用的方法是( )A基因工程生产药物 B导入正常基因C利用 DNA 探针诊断 D用“工程菌”治疗疾病解析：选 C 基因诊断是利用 DNA 分子作探针，检测标本的遗传信息，从而达到检测疾病的目的，其原理是 DNA 分子杂交。3动物基因工程前景广阔，最令人兴奋的是利用基因工程技术使哺乳动物成为乳腺生物反应器，以生产所需要的药品，如转基因动物生产人的生长激素。科学家培

24、养转基因动物成为乳腺生物反应器时( )A仅仅利用了基因工程技术B不需要乳腺蛋白基因的启动子C利用基因枪法将人的生长激素基因导入受精卵中D需要进入泌乳期才能成为“批量生产药物的工厂”- 11 -解析：选 D 科学家培养转基因动物时除涉及基因工程外，还涉及其他现代生物技术；生产生长激素时需要将人的生长激素基因与乳腺蛋白基因的启动子等调控组件重组在一起，通过显微注射法导入哺乳动物的受精卵中，然后将受精卵送入母体内使其生长发育成转基因动物。4下列有关转基因植物的说法错误的是( )A科学家可以利用一些调节细胞渗透压的基因，来提高作物的抗盐碱和抗旱的能力B由于抗虫棉可以抵抗一切危害棉花植株的害虫，所以抗虫

25、棉已经推广应用C科学家往往将必需氨基酸含量多的蛋白质编码基因导入植物中，以提高农作物的营养价值D引起植物生病的病原微生物，主要有病毒、真菌和细菌等解析：选 B 由于盐碱和干旱对农作物的危害与细胞内渗透压的调节有关，所以目前科学家正在利用调节细胞渗透压的基因来提高农作物的抗盐碱和抗干旱的能力；转基因抗虫棉只是对棉铃虫有较强的抗性，并不是针对所有害虫；人体自身不能合成必需氨基酸，所以在改良植物品质上科学家更重视提高必需氨基酸的含量。5利用基因工程技术将鱼的抗冻蛋白基因导入番茄，试图培育出耐寒能力强的番茄。下列相关说法错误的是( )A可用 PCR 技术或逆转录法获得抗冻蛋白基因B将抗冻蛋白基因与相应

26、载体连接构建基因表达载体C利用农杆菌转化法将基因表达载体导入受体细胞D检测到番茄细胞中具有抗冻蛋白基因，培育出的番茄一定具有抗寒能力解析：选 D 获取目的基因的方法包括：从基因文库中获取、采用 PCR 技术体外扩增、人工化学合成(如逆转录法)；在培育转基因番茄的过程中，需要将抗冻蛋白基因与相应载体连接构建基因表达载体，再导入受体细胞；将目的基因导入植物细胞最常用的方法是农杆菌转化法；番茄细胞中具有抗冻蛋白基因，但不一定能表达出该性状。6上海医学研究所成功培育出第一头携带人白蛋白基因的转基因牛。他们还研究出一种可大大提高基因表达水平的新方法，使转基因动物乳汁中的药物蛋白含量提高 30 多倍。以下

27、与此有关的叙述正确的是( )A “转基因动物”是指体细胞中出现了新基因的动物B “提高基因表达水平”是指设法使牛的乳腺细胞中含有更多的人白蛋白基因C只在转基因牛乳汁中才能获取人白蛋白，是因为人白蛋白基因只在牛乳腺细胞中是纯合的D转基因牛的肌肉细胞中也有人白蛋白基因，但不发生转录、翻译，故不能合成人白蛋白解析：选 D 转基因动物是指细胞中被转入了外源基因的动物，而不是指出现新基因的- 12 -动物，如发生基因突变可能会出现新基因，但发生了基因突变的动物不叫转基因动物；“提高基因表达水平”是指设法使牛的乳腺细胞中含有更多的人白蛋白，而不是人白蛋白基因；转基因牛的肌肉细胞中也有人白蛋白基因，但由于基

28、因的选择性表达，在肌肉细胞中该基因不表达，只能在牛乳腺细胞中表达并分泌到乳汁中，因而只能在转基因牛乳汁中获取人白蛋白。7中国科学家成功将人肝再生增强因子(hALR)的基因导入羊的乳腺上皮细胞中，再利用核移植技术培育出了转基因克隆羊，其乳汁含有 hALR。请回答下列问题：(1)从人的肝细胞中获取所有 mRNA，并以此为模板反转录产生多种_片段，与载体连接后储存在一个受体菌群中，该受体菌群体叫做人的_文库，从该文库中获得hALR 基因，这样获得的基因与人的肝细胞中的 hALR 基因相比_(填“有”或“没有”)区别。(2)得到 hALR 基因后，若要较快地得到大量的 hALR 基因，一般采用 PCR

29、 技术扩增。扩增过程包括：目的基因解链为单链、_、在_酶作用下延伸，如此重复循环。下图中箭头表示一条引物结合模板的位置及扩增方向，请用箭头在方框内标出另一条引物的位置及扩增方向。(3)目的基因能否在受体细胞中稳定遗传的关键是转基因生物的 DNA 上是否_。(4)人的 hALR 基因能够在羊乳腺细胞表达出相同的 hALR，说明所有生物_。解析：(1)从人的肝细胞中获取所有 mRNA，并以此为模板反转录可产生多种 cDNA 片段，由于肝细胞中只有部分基因转录形成 mRNA，所以 cDNA 与载体连接后储存在受体菌群中，该受体菌群体叫做人的 cDNA(部分 DNA)文库。从该文库中获得 hALR 基

30、因，这样获得的基因不含有启动子、终止子等序列，与人的肝细胞中的 hALR 基因相比有区别。(2)PCR 技术扩增过程包括：目的基因解链为单链、引物与单链相应互补序列结合、在 Taq 或热稳定 DNA 聚合酶作用下延伸，如此重复循环。两种引物分别与目的基因两条单链的一端结合，反方向开始子链形成过程。(3)目的基因只有插入转基因生物的染色体 DNA 上才能在受体细胞中稳定遗传。(4)人的 hALR 基因能够在羊乳腺细胞表达出相同的 hALR，说明所有生物共用一套遗传密码。答案：(1)cDNA 或互补 DNA cDNA(部分 DNA) 有(2)引物与单链相应互补序列结合 Taq(或热稳定 DNA 聚

31、合) 如图所示：(3)插入了目的基因 (4)共用一套密码子- 13 -课时跟踪检测 一、选择题1我国转基因抗虫棉是在棉花细胞中转入 Bt 毒蛋白基因培育出来的，它对棉铃虫具有较强的抗性。下列叙述错误的是( )ABt 毒蛋白基因是从苏云金芽孢杆菌中分离的BBt 毒蛋白基因可借助花粉管通道进入棉花细胞中C培育的转基因棉花植株需要做抗虫的接种实验D用 DNA 聚合酶连接经切割的 Bt 毒蛋白基因和载体解析：选 D Bt 毒蛋白基因是从苏云金芽孢杆菌中分离出来的抗虫基因；Bt 毒蛋白基因可借助花粉管通道进入棉花细胞中；培育的转基因棉花植株需要做抗虫的接种实验，以在个体水平检测目的基因的表达；切割得到的

32、 Bt 毒蛋白基因和载体的连接是靠 DNA 连接酶来完成的。2下列有关乳腺生物反应器的叙述错误的是( )A动物基因结构与人类基因结构相同B乳腺生物反应器生产的药物是自然界没有的C可从具有目的基因的转基因雌性动物乳汁中提取药物D乳腺生物反应器是转基因技术在畜牧业中的应用解析：选 B 乳腺生物反应器生产的药物在自然界中可以找到，只不过在转基因动物体内更容易提取到较大量的药物。3以下说法正确的是( )A用基因工程培育的抗虫棉能抗所有害虫B基因工程在畜牧业上的应用主要是培育体型巨大、品质优良的动物C基因工程可用来培育高产、稳产、品质优良和抗逆性强的作物D科学家将必需氨基酸含量多的蛋白质导入植物中，或者

33、改变这些氨基酸合成途径中某种关键酶的活性，以提高氨基酸的含量解析：选 C 基因工程培育的抗虫棉只能抗某种虫害。基因工程用于畜牧业是要获得优良的品种，但不一定是体型巨大的个体。导入氨基酸含量多的蛋白质并不能提高此种植物的氨基酸含量。4玫瑰有 5 000 多年的人工栽培历史，迄今已培育出 2 500 多个品种。玫瑰没有生成蓝色翠雀花素所需的“黄酮类化合物 3,5氢氧化酶”的基因，因此蓝玫瑰被认为是不可能培育成功的。但日本科研人员将蓝三叶草中的蓝色素基因植入普通玫瑰而成功培育出了蓝玫瑰，这株玫瑰的花瓣中所含的色素为蓝色。下列有关叙述正确的是( )A蓝色翠雀花素分布于蓝玫瑰花瓣细胞的液泡和叶绿体中B培

34、育蓝玫瑰用到的工具酶是限制性内切酶和 DNA 连接酶- 14 -C蓝色素基因在所有玫瑰细胞中都能控制合成蓝色翠雀花素D蓝玫瑰的培育成功意味着人类创造了一个新的物种解析：选 B 蓝色翠雀花素分布于蓝玫瑰花瓣细胞的液泡中，叶绿体中为光合色素；日本科研人员将蓝三叶草中的蓝色素基因植入普通玫瑰而成功培育出了蓝玫瑰，该过程为转基因工程操作，用到的工具酶是限制性内切酶和 DNA 连接酶；蓝色素基因在玫瑰花瓣细胞中能控制合成蓝色翠雀花素，在其他细胞中没有表达；蓝玫瑰仅仅是转入了一个外源的基因，与其他的玫瑰未产生生殖隔离，没有产生新的物种。5应用基因工程的方法，可将酵母菌制造成“工程菌” ，用于生产乙肝疫苗，

35、在制造该“工程菌”时，应向酵母菌中导入( )A乙肝病毒的表面抗原B抗乙肝病毒抗体的基因C抗乙肝病毒的抗体D乙肝病毒的表面抗原的基因解析：选 D 利用基因工程生产乙肝疫苗时，应该向酵母菌中导入乙肝病毒的表面抗原基因。6下列关于基因治疗的说法正确的是( )A基因治疗只能治疗一些传染病，如艾滋病B基因治疗的主要方法是让患者口服一些健康的外源基因C基因治疗的主要原理是引入健康基因并使之表达D基因治疗在发达国家已成为一种常用的临床治疗手段解析：选 C 基因治疗是指将健康基因导入有缺陷的细胞内，使该基因的表达产物发挥功能，从而达到治疗疾病的目的。基因治疗不能治疗传染病。7中国新闻网报道，阿根廷科学家近日培

36、育出了世界上第一头携带有两个人类基因的牛，因此有望生产出和人类母乳极其类似的奶制品。下列叙述正确的是( )该技术将导致定向变异 DNA 连接酶将目的基因与载体黏性末端的碱基对连接起来 蛋白质中的氨基酸序列可为合成目的基因提供资料 受精卵是理想的受体A BC D解析：选 D 基因工程技术将导致定向变异，正确；DNA 连接酶的作用部位为磷酸二酯键，在基因工程中将目的基因和载体黏性末端的磷酸二酯键连接起来，错误；根据氨基酸的密码子表，由蛋白质中的氨基酸序列可推测目的基因的碱基序列，为合成目的基因提供资料，正确；动物体细胞的全能性受到限制，受精卵是理想的受体，正确。8科学家在河南华溪蟹中找到了金属硫蛋

37、白基因，并以质粒为载体，采用转基因方法培育出了汞吸收能力极强的转基因烟草。下列有关该烟草培育的说法，正确的是( )- 15 -A金属硫蛋白基因需插入到质粒上，才能转移到受体细胞中B为培育出转基因烟草植株，应选择的受体细胞一定是烟草的受精卵C同种限制酶既可以切割目的基因又可以切割质粒，因此不具有专一性D转基因烟草与原烟草相比基因组成发生变化，导致两者出现生殖隔离解析：选 A 质粒为基因工程中的载体，目的基因必须借助载体才能导入受体细胞；将目的基因导入植物细胞，可以选择体细胞作为受体细胞；限制酶能识别特定的核苷酸序列，目的基因与质粒具备相同的核苷酸序列，因此具有专一性；与原烟草相比，转基因烟草的基

38、因组成发生变化，但不一定会出现生殖隔离，只有当两者不能杂交或杂交不能产生可育后代时，才出现生殖隔离。9动物乳腺生物反应器是一项利用转基因动物的乳腺代替传统的生物发酵，进行大规模生产可供治疗人类疾病或用于保健的活性蛋白质的现代生物技术。目前科学家已在牛和羊等动物的乳腺生物反应器中表达出了抗凝血酶、血清白蛋白、生长激素等重要药品。大致过程如图所示，下列有关说法错误的是( )A通过形成的重组质粒具有人的药用蛋白基因、启动子、终止子和标记基因B通常采用显微注射法C在转基因母牛的乳腺细胞中人的药用蛋白基因才会得以表达，因此可以从乳汁中提取药物D该技术生产药物的优点是产量高、质量好、易提取解析：选 A 要

39、让药用蛋白基因在乳腺细胞内表达并分泌含药物的乳汁，重组质粒上还必须具有乳腺蛋白基因的启动子等调控组件；转基因动物通常利用的受体细胞是受精卵，采用显微注射技术；只有母牛到达泌乳期，乳腺细胞才会表达相应的药用蛋白基因，乳汁中含有药物；从乳汁里提取药物，优点突出，使动物本身成为“批量生产药物的工厂” 。10 1抗胰蛋白酶缺乏症是北美常见的一种单基因遗传病，患者成年后会出现肺气肿及其他疾病，严重者甚至死亡。利用基因工程技术将控制该酶合成的基因导入羊的受精卵，最终培育出能在乳腺细胞表达人 1抗胰蛋白酶的转基因羊，从而更容易获得这种酶。下列关于该过程的叙述，错误的是( )- 16 -A载体上绿色荧光蛋白基

40、因(GFP 基因)的作用是便于筛选含有目的基因的受体细胞B将目的基因导入羊膀胱细胞中，将会更加容易得到 1抗胰蛋白酶C培养的转基因羊的所有细胞中都含有该目的基因，故该羊有性生殖产生的后代也都能产生 1抗胰蛋白酶D目的基因与载体重组过程需要 DNA 连接酶的催化作用解析：选 C 载体上绿色荧光蛋白基因作为标记基因，可用于筛选含目的基因的受体细胞；将目的基因导入羊膀胱细胞中可制得膀胱生物反应器，获取产品将不受性别和发育时期的限制；基因表达载体的构建需要限制酶和 DNA 连接酶；转基因羊有性生殖产生的后代会发生性状分离，有的子代不再具有转基因生物的特性。二、非选择题11植物甲具有极强的耐旱性，其耐旱

41、性与某个基因有关。若从该植物中获得该耐旱基因，并将其转移到耐旱性低的植物乙中，有可能提高后者的耐旱性。回答下列问题：(1)理论上，基因组文库含有生物的_基因；而 cDNA 文库中含有生物的_基因。(2)若要从植物甲中获得耐旱基因，可首先建立该植物的基因组文库，再从中_出所需的耐旱基因。(3)将耐旱基因导入农杆菌，并通过农杆菌转化法将其导入植物_的体细胞中，经过一系列的过程得到再生植株。要确认该耐旱基因是否在再生植株中正确表达，应检测此再生植株中该基因的_，如果检测结果呈阳性，再在田间实验中检测植株的_是否得到提高。(4)假如用得到的二倍体转基因耐旱植株自交，子代中耐旱与不耐旱植株的数量比为31

42、 时，则可推测该耐旱基因整合到了_(填“同源染色体的一条上”或“同源染色体的两条上”)。解析：(1)基因组文库含有某种生物的全部基因；cDNA 文库中只含有该种生物的部分基因。(2)若要从植物甲中获得耐旱基因，可首先建立该植物的基因组文库，再从中筛选出所需的耐旱基因。(3)由于植物乙的耐旱性低，因此将耐旱基因导入农杆菌，并通过农杆菌转化法将其导入植物乙的体细胞中，经过一系列的过程得到再生植株。要确认该耐旱基因是否在再生植株中正确表达，应检测此再生植株中该基因的表达产物，如果检测结果呈阳性，再在田间实验中检测植株的耐旱性是否得到提高。(4)假如用得到的二倍体转基因耐旱植株自交，子代中耐旱与不耐旱

43、植株的数量比为 31，该比例符合杂合子(Aa)自交后代的结果，则可推测该耐旱基因(A)整合到了同源染色体的一条上。答案：(1)全部 部分 (2)筛选 (3)乙 表达产物 耐旱性 (4)同源染色体的一条上12胰岛素是治疗糖尿病的重要药物。如图是利用大肠杆菌生产人胰岛素的部分过程示意图。请据图分析回答下列问题：- 17 -(1)过程称为_。若将某种生物发育的某个时期的 mRNA 经过程产生的多种互补 DNA 片段与载体结合后储存在一个受体菌群中，这个受体菌群体称为这种生物的_。(2)_(填“能”或“不能”)用人体皮肤细胞来完成过程，简述理由：_。(3)与基因组文库的基因相比，由过程获得的目的基因中

44、不包含_。(4)在基因工程操作步骤中，获得 A 的步骤称为_，A 的名称是_。(5)若目的基因中有 a 个碱基对，其中鸟嘌呤 b 个，则过程扩增循环 3 次，至少需要提供胸腺嘧啶_个。解析：(1)过程是以 RNA 为模板形成 DNA 的过程，称为反(逆)转录。由于生物个体发育过程中，基因是选择性表达的，因此细胞中的 mRNA 是部分基因转录形成的，则通过反(逆)转录方法合成的目的基因只包含该生物的部分基因，这个受体菌群体叫做这种生物的 cDNA 文库。(2)由于基因的选择性表达，皮肤细胞中的胰岛素基因不表达，不能形成胰岛素 mRNA，故不能用人体皮肤细胞完成过程。(3)与基因组文库的基因相比，

45、由过程获得的目的基因中不包含启动子、内含子。(4)据图示可知，A 的名称是重组质粒或基因表达载体，在基因工程操作步骤中，获得 A 的步骤称为基因表达载体的构建。(5)若目的基因中有 a 个碱基对，其中鸟嘌呤 b 个，胸腺嘧啶的数量为(2 a2 b)/2 a b，则过程扩增循环 3 次，至少提供胸腺嘧啶(2 31)( a b)7( a b)。答案：(1)反(逆)转录 cDNA 文库 (2)不能 皮肤细胞中的胰岛素基因未表达，不能形成胰岛素 mRNA (3)启动子、内含子(或非编码 DNA 片段) (4)基因表达载体的构建 重组质粒(或基因表达载体) (5)7( a b)13青蒿素是治疗疟疾的重要

46、药物。研究人员已经弄清了青蒿细胞中青蒿素的合成途径(如图中实线方框内所示)，并且发现酵母细胞也能产生合成青蒿素的中间产物 FPP(如图中虚线方框内所示)。结合所学知识，回答下列问题：(1)疟疾俗称“打摆子” ，是由疟原虫引起的疾病。当疟原虫寄生在人体中时，会引起人- 18 -的免疫反应，使_细胞产生淋巴因子。同时 B 细胞在受到刺激后，在淋巴因子的作用下增殖分化成_细胞，产生抗体。(2)根据图示代谢过程，科学家在培育能产生青蒿素的酵母细胞过程中，要向_中导入的基因是_，具体操作中可利用_技术检测转基因生物的 DNA 上是否插入目的基因。(3)构建基因表达载体时，用不同类型的_切割 DNA 后，可能产生_末端，也可能产生_末端。(4)实验发现，酵母细胞导入相关基因后，相关基因能正常表达，但酵母菌合成的青蒿素仍很少，根据图解分析原因可能是_。解析：(1)当疟原虫寄生在人体中时，会引起人的免疫反应，使 T 细胞产生淋巴因子，同时 B 细