2018_2019學年高中生物專題1基因工程1.3基因工程的應用教學案含解析新人教版選修.docx

基因工程的應用1.植物基因工程技術(shù)主要用于提高農(nóng)作物的抗逆能力，以及改良農(nóng)作物的品質(zhì)和利用植物生產(chǎn)藥物等方面。2用于轉(zhuǎn)基因植物的殺蟲基因主要是Bt毒蛋白基因、蛋白酶抑制劑基因、淀粉酶抑制劑基因、植物凝集素基因等。3動物基因工程技術(shù)可以提高動物的生長速度、改善畜產(chǎn)品的品質(zhì)，用轉(zhuǎn)基因動物生產(chǎn)藥物，還可以用轉(zhuǎn)基因動物作器官移植的供體。4利用轉(zhuǎn)基因的工程菌生產(chǎn)的藥物包括細胞因子、抗體、疫苗、激素等。5基因治療是把正?；?qū)氩∪梭w內(nèi)，使該基因的表達產(chǎn)物發(fā)揮功能，從而達到治療疾病的目的，是治療遺傳病最有效的手段。 一、植物基因工程的應用1抗蟲轉(zhuǎn)基因植物(1)殺蟲基因種類：Bt毒蛋白基因、蛋白酶抑制劑基因、淀粉酶抑制劑基因、植物凝集素基因等。(2)成果：轉(zhuǎn)基因抗蟲棉、水稻等。(3)實例：結(jié)合抗蟲棉的培育過程圖填空從圖中可以看出，目的基因是Bt毒蛋白基因，使用的載體是Ti質(zhì)粒，將目的基因表達載體導入受體細胞的方法是農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法。請寫出兩種檢測目的基因是否表達的方法：抗原抗體雜交法、用棉葉飼喂棉鈴蟲。2抗病轉(zhuǎn)基因植物(1)抗病基因種類：抗病毒基因：病毒外殼蛋白基因、病毒的復制酶基因等?？拐婢颍簬锥≠|(zhì)酶基因、抗毒素合成基因等。(2)成果：抗煙草花葉病毒的轉(zhuǎn)基因煙草、抗病毒的轉(zhuǎn)基因小麥等。3抗逆轉(zhuǎn)基因植物連線4利用轉(zhuǎn)基因改良植物的品質(zhì)連線二、動物基因工程的應用填表項目應用基因來源或處理成果提高動物的生長速度外源生長激素基因轉(zhuǎn)基因綿羊、轉(zhuǎn)基因鯉魚改善畜產(chǎn)品的品質(zhì)腸乳糖酶基因轉(zhuǎn)基因牛分泌的乳汁中乳糖含量少轉(zhuǎn)基因動物生產(chǎn)藥物藥用蛋白基因乳腺蛋白基因的啟動子等乳腺生物反應器轉(zhuǎn)基因動物作器官移植的供體抑制或除去抗原決定基因結(jié)合克隆技術(shù)培育出沒有免疫排斥反應的轉(zhuǎn)基因克隆豬器官三、基因工程藥物1來源：利用基因工程培育“工程菌”來生產(chǎn)的藥品。2種類：細胞因子、抗體、疫苗、激素等。3干擾素：是動物或人體細胞受到病毒侵染后產(chǎn)生的一種糖蛋白。由于干擾素幾乎能抵抗所有病毒引起的感染，因此它是一種抗病毒的特效藥。四、基因治療1概念：把正?；?qū)氩∪梭w內(nèi)，使該基因的表達產(chǎn)物發(fā)揮功能，從而達到治療疾病的目的。2類型：(1)體外基因治療： (2)體內(nèi)基因治療：是直接向人體組織細胞中轉(zhuǎn)移基因的治病方法。3成果：將腺苷酸脫氨酶基因轉(zhuǎn)入患者的淋巴細胞中，可治療復合型免疫缺陷癥。1我國科學家利用基因工程技術(shù)將海藻合成酶基因轉(zhuǎn)移到甘蔗體內(nèi)，獲得了抗旱、高產(chǎn)、高糖的甘蔗新品種。以下關(guān)于植物基因工程的說法，正確的是()A我國轉(zhuǎn)基因抗蟲棉是轉(zhuǎn)入了植物凝集素基因培育出來的B可用于轉(zhuǎn)基因植物的抗蟲基因只有植物凝集素基因和蛋白酶抑制劑基因C抗真菌轉(zhuǎn)基因植物中，可使用的基因有幾丁質(zhì)酶基因和抗毒素合成基因D提高作物的抗鹽堿和抗干旱的能力，與調(diào)節(jié)滲透壓的基因無關(guān)解析：選C我國的抗蟲棉是轉(zhuǎn)入了Bt毒蛋白基因培育出來的；抗蟲基因還有Bt毒蛋白基因、淀粉酶抑制劑基因等；利用可以調(diào)節(jié)細胞滲透壓的基因，可提高作物抗鹽堿和抗旱的能力。2下列轉(zhuǎn)基因植物與所選用的目的基因?qū)e誤的是()A抗蟲棉Bt毒蛋白基因B抗病毒轉(zhuǎn)基因煙草幾丁質(zhì)酶基因C抗鹽堿和抗旱植物調(diào)節(jié)細胞滲透壓的基因D耐寒的番茄抗凍基因解析：選B抗病毒轉(zhuǎn)基因植物常使用病毒外殼蛋白基因和病毒的復制酶基因作為目的基因；幾丁質(zhì)酶基因及抗毒素合成基因一般用于抗真菌轉(zhuǎn)基因植物的目的基因。3工程菌是指()A用物理或化學方法誘發(fā)菌類自身某些基因得到高效表達的菌類細胞株系B用遺傳工程的方法把相同種類不同株系的菌類通過雜交得到新細胞株系C用基因工程的方法使外源基因得到高效表達的菌類細胞株系D從自然界中選取的能迅速增殖的菌類解析：選C工程菌是指用基因工程的方法使外源基因得到高效表達的菌類細胞株系。4下列不屬于利用基因工程技術(shù)制取的藥物是()A在大腸桿菌體內(nèi)制取白細胞介素B在酵母菌體內(nèi)獲得干擾素C在青霉菌內(nèi)獲取青霉素D在大腸桿菌內(nèi)獲取胰島素解析：選C基因工程制藥是利用外源基因在受體細胞中的表達生產(chǎn)基因藥物的技術(shù)，A、B、D項所述均為外源基因在相應受體細胞中的表達，而青霉菌產(chǎn)生青霉素是其細胞中原有正?；虻恼１磉_，故不屬于基因工程制藥。5基因治療是指()A把健康外源基因?qū)氩∪梭w內(nèi)，達到治療疾病的目的B對有缺陷的細胞進行修復，從而使其恢復正常，達到治療疾病的目的C運用人工誘變方法，使有基因缺陷的細胞發(fā)生基因突變，從而恢復正常D運用基因工程技術(shù)，把有缺陷的基因切除，達到治療疾病的目的解析：選A基因治療的方法是把正?；?qū)氩∪梭w內(nèi)，使該基因的表達產(chǎn)物發(fā)揮功能，從而達到治療疾病的目的。抗蟲轉(zhuǎn)基因植物與抗病轉(zhuǎn)基因植物的比較 類型項目抗蟲轉(zhuǎn)基因植物抗病轉(zhuǎn)基因植物方法從某些生物中分離出具有殺蟲活性的基因，將其導入植物中將抗病基因?qū)胫参镏谢蚍N類Bt毒蛋白基因、蛋白酶抑制劑基因、淀粉酶抑制劑基因、植物凝集素基因等抗病毒基因：病毒外殼蛋白基因和病毒的復制酶基因抗真菌基因：幾丁質(zhì)酶基因和抗毒素合成基因成果轉(zhuǎn)基因抗蟲棉、轉(zhuǎn)基因抗蟲水稻等抗煙草花葉病毒的轉(zhuǎn)基因煙草和抗病毒的轉(zhuǎn)基因小麥、甜椒、番茄等意義減少化學農(nóng)藥的使用，降低生產(chǎn)成本，減輕環(huán)境污染，降低了對人體健康的損害題組沖關(guān)1運用現(xiàn)代生物技術(shù)的育種方法，將抗菜青蟲的Bt毒蛋白基因轉(zhuǎn)移到優(yōu)質(zhì)油菜中，培育出轉(zhuǎn)基因抗蟲的油菜品種，這一品種在生長過程中能產(chǎn)生特異的殺蟲蛋白，對菜青蟲有顯著抗性，能大大減輕菜青蟲對油菜的危害。根據(jù)以上信息，下列敘述錯誤的是()A轉(zhuǎn)基因抗蟲油菜能產(chǎn)生殺蟲蛋白是由于具有Bt毒蛋白基因B目的基因的受體細胞可以是油菜受精卵，也可以是體細胞C轉(zhuǎn)基因抗蟲油菜的種植過程中減少了農(nóng)藥等的使用量，降低了生產(chǎn)成本D轉(zhuǎn)基因抗蟲油菜種植時，菜青蟲不會產(chǎn)生抗性，這樣可以徹底消滅菜青蟲解析：選D將Bt毒蛋白基因轉(zhuǎn)入油菜中，并使其在油菜中表達從而可產(chǎn)生對菜青蟲有毒性作用的蛋白質(zhì)；獲得轉(zhuǎn)基因植物時，可將目的基因?qū)胫参锏氖芫阎?，也可將其導入植物的體細胞中，然后，經(jīng)過植物組織培養(yǎng)技術(shù)獲得植株；抗蟲油菜能大大減輕菜青蟲對油菜的危害，這樣在增加產(chǎn)量的同時，又減少了對農(nóng)藥等的使用，降低了生產(chǎn)成本；轉(zhuǎn)基因抗蟲植物在種植時，害蟲在食用后會大量死亡，但同時會使害蟲的抗性不斷加強，因此不能徹底地消滅害蟲。2菊天牛是菊花的主要害蟲之一?？蒲腥藛T將抗蟲基因轉(zhuǎn)入菊花，培育出抗蟲菊花。下圖是獲得轉(zhuǎn)基因菊花的技術(shù)流程，請據(jù)圖回答：注：卡那霉素抗性基因(kanR)作為標記基因，菊花葉片對卡那霉素高度敏感。(1)為了促進土壤農(nóng)桿菌吸收重組質(zhì)粒，可用_處理土壤農(nóng)桿菌，使其處于感受態(tài)。(2)將重組質(zhì)粒導入土壤農(nóng)桿菌的目的是利用農(nóng)桿菌能夠_的特點，使目的基因進入受體細胞中，并插入到菊花細胞的_上，最終形成轉(zhuǎn)基因植株。(3)將愈傷組織轉(zhuǎn)移到添加一定濃度植物激素和_的培養(yǎng)基中，在適宜條件下進行培養(yǎng)，篩選轉(zhuǎn)基因菊花。(4)用PCR方法檢測轉(zhuǎn)基因菊花是否含有目的基因時，需根據(jù)_的核苷酸序列設計特異引物，以_為模板進行第一輪擴增。解析：(1)用Ca2處理土壤農(nóng)桿菌，使其處于感受態(tài)，易于吸收外源重組DNA分子。(2)農(nóng)桿菌能夠感染植物細胞，并將TDNA轉(zhuǎn)移至受體細胞中，并插入到受體細胞的染色體DNA上，利用這個特點實現(xiàn)導入目的基因。(3)利用添加卡那霉素的培養(yǎng)基可以篩選含卡那霉素抗性基因的轉(zhuǎn)基因植株。(4)用PCR方法檢測轉(zhuǎn)基因菊花是否含有目的基因時，需根據(jù)目的基因的核苷酸序列設計特異引物，以含目的基因的菊花DNA為模板進行第一輪擴增。答案：(1)Ca2(或CaCl2溶液)(2)感染菊花(或植物)細胞，并將TDNA轉(zhuǎn)移至受體細胞染色體DNA(3)卡那霉素(4)抗蟲基因(目的基因)轉(zhuǎn)基因菊花的DNA(或含目的基因的菊花DNA)乳腺生物反應器與工程菌生產(chǎn)藥物的區(qū)別比較內(nèi)容乳腺生物反應器工程菌含義指將外源基因在哺乳動物的乳腺中特異表達，利用動物的乳腺組織生產(chǎn)藥物蛋白指用基因工程的方法，使外源基因得到高效表達的菌類細胞株系基因結(jié)構(gòu)動物基因結(jié)構(gòu)與人類的基因結(jié)構(gòu)基本相同細菌和酵母菌的基因結(jié)構(gòu)與人類有較大差異基因表達合成的藥物蛋白與天然蛋白質(zhì)相同細菌合成的藥物蛋白可能沒有活性受體細胞動物受精卵微生物細胞目的基因?qū)敕绞斤@微注射法感受態(tài)細胞法生產(chǎn)條件不需嚴格滅菌；溫度等外界條件對其影響不大需嚴格滅菌，嚴格控制工程菌所需的溫度、pH、營養(yǎng)物質(zhì)濃度等外界條件藥物提取從動物乳汁中提取從微生物細胞或其培養(yǎng)液中提取生產(chǎn)設備畜牧業(yè)生產(chǎn)、提取設備工業(yè)生產(chǎn)，設備精良題組沖關(guān)3下列有關(guān)動物基因工程的說法，錯誤的是()A將外源生長激素基因?qū)雱游矬w內(nèi)可提高動物生長速度B將腸乳糖酶基因?qū)肽膛；蚪M，使獲得的轉(zhuǎn)基因牛分泌的乳汁中乳糖的含量大大降低C利用基因工程技術(shù)，得到的乳腺生物反應器可以解決很多重要的藥品的生產(chǎn)問題D用轉(zhuǎn)基因動物作為器官移植的供體時，由于導入的是調(diào)節(jié)因子，而不是目的基因，因此無法抑制抗原的合成解析：選D用轉(zhuǎn)基因動物作為器官移植的供體時，可將某種調(diào)節(jié)因子導入器官供體基因組，以抑制抗原決定基因的表達，或設法除去抗原決定基因，再結(jié)合克隆技術(shù)，培育出沒有免疫排斥反應的轉(zhuǎn)基因克隆器官。4人乳鐵蛋白是一種重要的藥用保健蛋白。下圖表示利用乳腺生物反應器生產(chǎn)人乳鐵蛋白的過程，圖中Tetr表示四環(huán)素抗性基因，Ampr表示氨芐青霉素抗性基因，五種限制酶的識別序列及切割位點如表所示，請回答以下問題： 限制酶BamHHae BclSau3ANot識別序列及切割位點(1)過程常采用的方法是_。(2)構(gòu)建基因表達載體時，需要將人乳鐵蛋白基因嵌入到啟動子和_之間。(3)要將人乳鐵蛋白基因插入質(zhì)粒，若只允許使用一種限制酶，應選擇的限制酶是_。(4)據(jù)圖分析，篩選含有重組質(zhì)粒的受體細胞首先需要在含_(填“四環(huán)素”“氨芐青霉素”或“四環(huán)素或氨芐青霉素”)的培養(yǎng)基上進行，原因是_。(5)若BamH 酶切的DNA末端與Bcl 酶切的DNA末端連接起來，連接部位的6個堿基對序列為_，對于該部位，這兩種酶_(填“都不能”或“只有一種能”)切開。解析：(1)將目的基因?qū)雱游锛毎钣行У姆椒ㄊ秋@微注射法。(2)構(gòu)建基因表達載體時，需要將人乳鐵蛋白基因嵌入到啟動子和終止子之間，這樣人乳鐵蛋白基因才能在乳腺細胞中表達。(3)根據(jù)表中五種酶的識別序列及切割位點可知，限制酶Sau3A 還可以切割限制酶Bcl 和限制酶BamH 的識別序列，因此要將人乳鐵蛋白基因插入載體，在只允許使用一種限制酶的情況下，應選擇限制酶Sau3A 。(4)據(jù)圖分析可知，用限制酶Sau3A 切割后會破壞四環(huán)素抗性基因，但不會破壞氨芐青霉素抗性基因，因此導入重組質(zhì)粒的受體細胞能在含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基上生存下來。(5)根據(jù)表格中各種限制酶的識別序列和切割位點可知，若BamH 酶切的DNA末端與Bcl 酶切的DNA末端連接起來，連接部位的6個堿基對序列為(或)，對于該部位，這兩種酶都不能切開。答案：(1)顯微注射法(2)終止子(3)Sau3A(4)氨芐青霉素用限制酶切割后破壞了Tetr基因，但不會破壞Ampr基因，導入重組質(zhì)粒的受體細胞(對氨芐青霉素具有抗性)，能在含氨芐青霉素的培養(yǎng)基上生存下來(5)(或)都不能1基因治療(1)原理：利用正常基因置換或彌補缺陷基因的治療方法，即把正?；?qū)氩∪梭w內(nèi)，使該基因的表達產(chǎn)物發(fā)揮功能，從而達到治療疾病的目的。(2)過程：(3)途徑：途徑比較體外基因治療體內(nèi)基因治療不同點方法從患者體內(nèi)獲得某種細胞體外完成基因轉(zhuǎn)移篩選、細胞擴增輸入體內(nèi)直接向患者體內(nèi)組織細胞中轉(zhuǎn)移基因特點操作復雜，但效果可靠方法較簡單，但效果難以控制相同點都是將外源基因?qū)氚屑毎?，以糾正缺陷基因，目前兩種方法都處于臨床試驗階段2基因診斷與基因治療的比較項目方法備注基因診斷制作相應探針，利用DNA分子雜交原理，快速、準確檢測人類某種疾病臨床應用階段基因治療把健康的外源基因?qū)胗谢蛉毕莸募毎?，可分為體外基因治療和體內(nèi)基因治療兩種方法僅處于初期的臨床試驗階段，仍有許多問題和困難制約該技術(shù)的發(fā)展名師點撥關(guān)于基因工程應用的五個易誤點(1)Bt毒蛋白基因控制合成的Bt毒蛋白并無毒性，進入昆蟲消化道被分解成多肽后才具有毒性。(2)動物基因工程主要是為了改善畜產(chǎn)品的品質(zhì)，不是為了產(chǎn)生體型巨大的個體。(3)青霉素是誘變后的高產(chǎn)青霉菌產(chǎn)生的，不是通過基因工程改造的工程菌產(chǎn)生的。(4)基因治療目前還處于初期的臨床試驗階段。(5)DNA分子制作探針進行檢測時應檢測單鏈，即需要將待測雙鏈DNA分子打開。題組沖關(guān)5腺苷酸脫氨酶(ADA)基因缺陷癥是一種免疫缺陷病，對患者采用基因治療的方法是：取出患者的淋巴細胞，進行體外培養(yǎng)時轉(zhuǎn)入正常ADA基因，再將這些淋巴細胞注射入患者體內(nèi)，使其免疫功能增強，能正常生活。下列有關(guān)敘述，錯誤的是()A正常ADA基因替換了患者的缺陷基因B正常ADA基因通過控制ADA的合成來影響免疫功能C淋巴細胞需在體外擴增后再注射入患者體內(nèi)D腺苷酸脫氨酶(ADA)基因缺陷癥屬于先天性免疫缺陷病解析：選A基因治療是將正常的基因?qū)胗谢蛉毕莸募毎?，正常的ADA基因可以控制合成正常的ADA來影響免疫功能；為獲得大量含ADA正?；虻牧馨图毎柙隗w外擴增后再注入患者體內(nèi)；腺苷酸脫氨酶(ADA)基因缺陷癥是先天性免疫缺陷病。6人外周血單核細胞能合成白細胞介素2(IL2)。該蛋白可增強機體免疫功能，但在體內(nèi)易被降解。研究人員將IL2基因與人血清白蛋白(HSA)基因拼接成一個融合基因，并在酵母菌中表達，獲得具有IL2生理功能、且不易降解的IL2HSA融合蛋白，其技術(shù)流程如圖所示。請回答下列問題：(1)培養(yǎng)人外周血單核細胞的適宜溫度為_；圖中表示_過程。(2)表達載體1中的位點_應為限制酶Bgl的識別位點，才能成功構(gòu)建表達載體2。(3)表達載體2導入酵母菌后，融合基因轉(zhuǎn)錄出的mRNA中，與IL2蛋白對應的堿基序列不能含有_(填“起始”或“終止”)密碼子才能成功表達出IL2HSA融合蛋白。(4)應用_雜交技術(shù)可檢測酵母菌是否表達出IL2HSA融合蛋白。解析：(1)人體的體溫是37 左右，因此培養(yǎng)人體細胞的最適宜溫度為37 左右。由mRNA到cDNA的過程是逆轉(zhuǎn)錄過程。(2)根據(jù)圖解可知目的基因的兩端分別是由限制酶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，表達載體1中具有EcoR 的識別位點，位點a應為限制酶Bgl 的識別位點，才能成功構(gòu)建表達載體2。(3)mRNA中如果含有終止密碼子，則會導致翻譯終止，不能合成出目的蛋白。(4)抗原、抗體的結(jié)合具有特異性，抗原抗體雜交技術(shù)可以迅速檢測出酵母菌是否表達出IL2HSA融合蛋白。答案：(1)37(或36.50.5)反(或逆)轉(zhuǎn)錄(2)a(3)終止(4)抗原抗體隨堂基礎鞏固1抗病毒轉(zhuǎn)基因植物成功表達后，以下說法正確的是()A抗病毒轉(zhuǎn)基因植物可以抵抗所有病毒B抗病毒轉(zhuǎn)基因植物對病毒的抗性具有局限性或特異性C抗病毒轉(zhuǎn)基因植物可以抗害蟲D抗病毒轉(zhuǎn)基因植物可以穩(wěn)定遺傳，不會變異解析：選B由于外源抗病毒基因具有特異性，因而其表達產(chǎn)物具有特異性或局限性，只能抵抗某種或某類病毒，不可能抵抗所有病毒，更不能抗害蟲。目的基因?qū)胧荏w細胞后，可以隨受體內(nèi)的自身遺傳物質(zhì)穩(wěn)定遺傳，也會同自身遺傳物質(zhì)一樣發(fā)生變異。2基因工程在診斷遺傳病上發(fā)展尤為迅速，目前可以對幾十種遺傳病進行快速診斷，所采用的方法是()A基因工程生產(chǎn)藥物 B導入正?；駽利用DNA探針診斷 D用“工程菌”治療疾病解析：選C基因診斷是利用DNA分子作探針，檢測標本的遺傳信息，從而達到檢測疾病的目的，其原理是DNA分子雜交。3動物基因工程前景廣闊，最令人興奮的是利用基因工程技術(shù)使哺乳動物成為乳腺生物反應器，以生產(chǎn)所需要的藥品，如轉(zhuǎn)基因動物生產(chǎn)人的生長激素?？茖W家培養(yǎng)轉(zhuǎn)基因動物成為乳腺生物反應器時()A僅僅利用了基因工程技術(shù)B不需要乳腺蛋白基因的啟動子C利用基因槍法將人的生長激素基因?qū)胧芫阎蠨需要進入泌乳期才能成為“批量生產(chǎn)藥物的工廠”解析：選D科學家培養(yǎng)轉(zhuǎn)基因動物時除涉及基因工程外，還涉及其他現(xiàn)代生物技術(shù)；生產(chǎn)生長激素時需要將人的生長激素基因與乳腺蛋白基因的啟動子等調(diào)控組件重組在一起，通過顯微注射法導入哺乳動物的受精卵中，然后將受精卵送入母體內(nèi)使其生長發(fā)育成轉(zhuǎn)基因動物。4下列有關(guān)轉(zhuǎn)基因植物的說法錯誤的是()A科學家可以利用一些調(diào)節(jié)細胞滲透壓的基因，來提高作物的抗鹽堿和抗旱的能力B由于抗蟲棉可以抵抗一切危害棉花植株的害蟲，所以抗蟲棉已經(jīng)推廣應用C科學家往往將必需氨基酸含量多的蛋白質(zhì)編碼基因?qū)胫参镏校蕴岣咿r(nóng)作物的營養(yǎng)價值D引起植物生病的病原微生物，主要有病毒、真菌和細菌等解析：選B由于鹽堿和干旱對農(nóng)作物的危害與細胞內(nèi)滲透壓的調(diào)節(jié)有關(guān)，所以目前科學家正在利用調(diào)節(jié)細胞滲透壓的基因來提高農(nóng)作物的抗鹽堿和抗干旱的能力；轉(zhuǎn)基因抗蟲棉只是對棉鈴蟲有較強的抗性，并不是針對所有害蟲；人體自身不能合成必需氨基酸，所以在改良植物品質(zhì)上科學家更重視提高必需氨基酸的含量。5利用基因工程技術(shù)將魚的抗凍蛋白基因?qū)敕眩噲D培育出耐寒能力強的番茄。下列相關(guān)說法錯誤的是()A可用PCR技術(shù)或逆轉(zhuǎn)錄法獲得抗凍蛋白基因B將抗凍蛋白基因與相應載體連接構(gòu)建基因表達載體C利用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將基因表達載體導入受體細胞D檢測到番茄細胞中具有抗凍蛋白基因，培育出的番茄一定具有抗寒能力解析：選D獲取目的基因的方法包括：從基因文庫中獲取、采用PCR技術(shù)體外擴增、人工化學合成(如逆轉(zhuǎn)錄法)；在培育轉(zhuǎn)基因番茄的過程中，需要將抗凍蛋白基因與相應載體連接構(gòu)建基因表達載體，再導入受體細胞；將目的基因?qū)胫参锛毎畛Ｓ玫姆椒ㄊ寝r(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法；番茄細胞中具有抗凍蛋白基因，但不一定能表達出該性狀。6上海醫(yī)學研究所成功培育出第一頭攜帶人白蛋白基因的轉(zhuǎn)基因牛。他們還研究出一種可大大提高基因表達水平的新方法，使轉(zhuǎn)基因動物乳汁中的藥物蛋白含量提高30多倍。以下與此有關(guān)的敘述正確的是()A“轉(zhuǎn)基因動物”是指體細胞中出現(xiàn)了新基因的動物B“提高基因表達水平”是指設法使牛的乳腺細胞中含有更多的人白蛋白基因C只在轉(zhuǎn)基因牛乳汁中才能獲取人白蛋白，是因為人白蛋白基因只在牛乳腺細胞中是純合的D轉(zhuǎn)基因牛的肌肉細胞中也有人白蛋白基因，但不發(fā)生轉(zhuǎn)錄、翻譯，故不能合成人白蛋白解析：選D轉(zhuǎn)基因動物是指細胞中被轉(zhuǎn)入了外源基因的動物，而不是指出現(xiàn)新基因的動物，如發(fā)生基因突變可能會出現(xiàn)新基因，但發(fā)生了基因突變的動物不叫轉(zhuǎn)基因動物；“提高基因表達水平”是指設法使牛的乳腺細胞中含有更多的人白蛋白，而不是人白蛋白基因；轉(zhuǎn)基因牛的肌肉細胞中也有人白蛋白基因，但由于基因的選擇性表達，在肌肉細胞中該基因不表達，只能在牛乳腺細胞中表達并分泌到乳汁中，因而只能在轉(zhuǎn)基因牛乳汁中獲取人白蛋白。7中國科學家成功將人肝再生增強因子(hALR)的基因?qū)胙虻娜橄偕掀ぜ毎?，再利用核移植技術(shù)培育出了轉(zhuǎn)基因克隆羊，其乳汁含有hALR。請回答下列問題：(1)從人的肝細胞中獲取所有mRNA，并以此為模板反轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生多種_片段，與載體連接后儲存在一個受體菌群中，該受體菌群體叫做人的_文庫，從該文庫中獲得hALR基因，這樣獲得的基因與人的肝細胞中的hALR基因相比_(填“有”或“沒有”)區(qū)別。(2)得到hALR基因后，若要較快地得到大量的hALR基因，一般采用PCR技術(shù)擴增。擴增過程包括：目的基因解鏈為單鏈、_、在_酶作用下延伸，如此重復循環(huán)。下圖中箭頭表示一條引物結(jié)合模板的位置及擴增方向，請用箭頭在方框內(nèi)標出另一條引物的位置及擴增方向。(3)目的基因能否在受體細胞中穩(wěn)定遺傳的關(guān)鍵是轉(zhuǎn)基因生物的DNA上是否_。(4)人的hALR基因能夠在羊乳腺細胞表達出相同的hALR，說明所有生物_。解析：(1)從人的肝細胞中獲取所有mRNA，并以此為模板反轉(zhuǎn)錄可產(chǎn)生多種cDNA片段，由于肝細胞中只有部分基因轉(zhuǎn)錄形成mRNA，所以cDNA與載體連接后儲存在受體菌群中，該受體菌群體叫做人的cDNA(部分DNA)文庫。從該文庫中獲得hALR基因，這樣獲得的基因不含有啟動子、終止子等序列，與人的肝細胞中的hALR基因相比有區(qū)別。(2)PCR技術(shù)擴增過程包括：目的基因解鏈為單鏈、引物與單鏈相應互補序列結(jié)合、在Taq或熱穩(wěn)定DNA聚合酶作用下延伸，如此重復循環(huán)。兩種引物分別與目的基因兩條單鏈的一端結(jié)合，反方向開始子鏈形成過程。(3)目的基因只有插入轉(zhuǎn)基因生物的染色體DNA上才能在受體細胞中穩(wěn)定遺傳。(4)人的hALR基因能夠在羊乳腺細胞表達出相同的hALR，說明所有生物共用一套遺傳密碼。答案：(1)cDNA或互補DNAcDNA(部分DNA)有(2)引物與單鏈相應互補序列結(jié)合Taq(或熱穩(wěn)定DNA聚合)如圖所示：(3)插入了目的基因(4)共用一套密碼子課時跟蹤檢測一、選擇題1我國轉(zhuǎn)基因抗蟲棉是在棉花細胞中轉(zhuǎn)入Bt毒蛋白基因培育出來的，它對棉鈴蟲具有較強的抗性。下列敘述錯誤的是()ABt毒蛋白基因是從蘇云金芽孢桿菌中分離的BBt毒蛋白基因可借助花粉管通道進入棉花細胞中C培育的轉(zhuǎn)基因棉花植株需要做抗蟲的接種實驗D用DNA聚合酶連接經(jīng)切割的Bt毒蛋白基因和載體解析：選DBt毒蛋白基因是從蘇云金芽孢桿菌中分離出來的抗蟲基因；Bt毒蛋白基因可借助花粉管通道進入棉花細胞中；培育的轉(zhuǎn)基因棉花植株需要做抗蟲的接種實驗，以在個體水平檢測目的基因的表達；切割得到的Bt毒蛋白基因和載體的連接是靠DNA連接酶來完成的。2下列有關(guān)乳腺生物反應器的敘述錯誤的是()A動物基因結(jié)構(gòu)與人類基因結(jié)構(gòu)相同B乳腺生物反應器生產(chǎn)的藥物是自然界沒有的C可從具有目的基因的轉(zhuǎn)基因雌性動物乳汁中提取藥物D乳腺生物反應器是轉(zhuǎn)基因技術(shù)在畜牧業(yè)中的應用解析：選B乳腺生物反應器生產(chǎn)的藥物在自然界中可以找到，只不過在轉(zhuǎn)基因動物體內(nèi)更容易提取到較大量的藥物。3以下說法正確的是()A用基因工程培育的抗蟲棉能抗所有害蟲B基因工程在畜牧業(yè)上的應用主要是培育體型巨大、品質(zhì)優(yōu)良的動物C基因工程可用來培育高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、品質(zhì)優(yōu)良和抗逆性強的作物D科學家將必需氨基酸含量多的蛋白質(zhì)導入植物中，或者改變這些氨基酸合成途徑中某種關(guān)鍵酶的活性，以提高氨基酸的含量解析：選C基因工程培育的抗蟲棉只能抗某種蟲害?；蚬こ逃糜谛竽翗I(yè)是要獲得優(yōu)良的品種，但不一定是體型巨大的個體。導入氨基酸含量多的蛋白質(zhì)并不能提高此種植物的氨基酸含量。4玫瑰有5 000多年的人工栽培歷史，迄今已培育出2 500多個品種。玫瑰沒有生成藍色翠雀花素所需的“黃酮類化合物3,5氫氧化酶”的基因，因此藍玫瑰被認為是不可能培育成功的。但日本科研人員將藍三葉草中的藍色素基因植入普通玫瑰而成功培育出了藍玫瑰，這株玫瑰的花瓣中所含的色素為藍色。下列有關(guān)敘述正確的是()A藍色翠雀花素分布于藍玫瑰花瓣細胞的液泡和葉綠體中B培育藍玫瑰用到的工具酶是限制性內(nèi)切酶和DNA連接酶C藍色素基因在所有玫瑰細胞中都能控制合成藍色翠雀花素D藍玫瑰的培育成功意味著人類創(chuàng)造了一個新的物種解析：選B藍色翠雀花素分布于藍玫瑰花瓣細胞的液泡中，葉綠體中為光合色素；日本科研人員將藍三葉草中的藍色素基因植入普通玫瑰而成功培育出了藍玫瑰，該過程為轉(zhuǎn)基因工程操作，用到的工具酶是限制性內(nèi)切酶和DNA連接酶；藍色素基因在玫瑰花瓣細胞中能控制合成藍色翠雀花素，在其他細胞中沒有表達；藍玫瑰僅僅是轉(zhuǎn)入了一個外源的基因，與其他的玫瑰未產(chǎn)生生殖隔離，沒有產(chǎn)生新的物種。5應用基因工程的方法，可將酵母菌制造成“工程菌”，用于生產(chǎn)乙肝疫苗，在制造該“工程菌”時，應向酵母菌中導入()A乙肝病毒的表面抗原B抗乙肝病毒抗體的基因C抗乙肝病毒的抗體D乙肝病毒的表面抗原的基因解析：選D利用基因工程生產(chǎn)乙肝疫苗時，應該向酵母菌中導入乙肝病毒的表面抗原基因。6下列關(guān)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(fā)達國家已成為一種常用的臨床治療手段解析：選C基因治療是指將健康基因?qū)胗腥毕莸募毎麅?nèi)，使該基因的表達產(chǎn)物發(fā)揮功能，從而達到治療疾病的目的?；蛑委煵荒苤委焸魅静　?中國新聞網(wǎng)報道，阿根廷科學家近日培育出了世界上第一頭攜帶有兩個人類基因的牛，因此有望生產(chǎn)出和人類母乳極其類似的奶制品。下列敘述正確的是()該技術(shù)將導致定向變異DNA連接酶將目的基因與載體黏性末端的堿基對連接起來蛋白質(zhì)中的氨基酸序列可為合成目的基因提供資料受精卵是理想的受體ABC D解析：選D基因工程技術(shù)將導致定向變異，正確；DNA連接酶的作用部位為磷酸二酯鍵，在基因工程中將目的基因和載體黏性末端的磷酸二酯鍵連接起來，錯誤；根據(jù)氨基酸的密碼子表，由蛋白質(zhì)中的氨基酸序列可推測目的基因的堿基序列，為合成目的基因提供資料，正確；動物體細胞的全能性受到限制，受精卵是理想的受體，正確。8科學家在河南華溪蟹中找到了金屬硫蛋白基因，并以質(zhì)粒為載體，采用轉(zhuǎn)基因方法培育出了汞吸收能力極強的轉(zhuǎn)基因煙草。下列有關(guān)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(zhì)粒上，才能轉(zhuǎn)移到受體細胞中B為培育出轉(zhuǎn)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(zhì)粒，因此不具有專一性D轉(zhuǎn)基因煙草與原煙草相比基因組成發(fā)生變化，導致兩者出現(xiàn)生殖隔離解析：選A質(zhì)粒為基因工程中的載體，目的基因必須借助載體才能導入受體細胞；將目的基因?qū)胫参锛毎?，可以選擇體細胞作為受體細胞；限制酶能識別特定的核苷酸序列，目的基因與質(zhì)粒具備相同的核苷酸序列，因此具有專一性；與原煙草相比，轉(zhuǎn)基因煙草的基因組成發(fā)生變化，但不一定會出現(xiàn)生殖隔離，只有當兩者不能雜交或雜交不能產(chǎn)生可育后代時，才出現(xiàn)生殖隔離。9動物乳腺生物反應器是一項利用轉(zhuǎn)基因動物的乳腺代替?zhèn)鹘y(tǒng)的生物發(fā)酵，進行大規(guī)模生產(chǎn)可供治療人類疾病或用于保健的活性蛋白質(zhì)的現(xiàn)代生物技術(shù)。目前科學家已在牛和羊等動物的乳腺生物反應器中表達出了抗凝血酶、血清白蛋白、生長激素等重要藥品。大致過程如圖所示，下列有關(guān)說法錯誤的是()A通過形成的重組質(zhì)粒具有人的藥用蛋白基因、啟動子、終止子和標記基因B通常采用顯微注射法C在轉(zhuǎn)基因母牛的乳腺細胞中人的藥用蛋白基因才會得以表達，因此可以從乳汁中提取藥物D該技術(shù)生產(chǎn)藥物的優(yōu)點是產(chǎn)量高、質(zhì)量好、易提取解析：選A要讓藥用蛋白基因在乳腺細胞內(nèi)表達并分泌含藥物的乳汁，重組質(zhì)粒上還必須具有乳腺蛋白基因的啟動子等調(diào)控組件；轉(zhuǎn)基因動物通常利用的受體細胞是受精卵，采用顯微注射技術(shù)；只有母牛到達泌乳期，乳腺細胞才會表達相應的藥用蛋白基因，乳汁中含有藥物；從乳汁里提取藥物，優(yōu)點突出，使動物本身成為“批量生產(chǎn)藥物的工廠”。101抗胰蛋白酶缺乏癥是北美常見的一種單基因遺傳病，患者成年后會出現(xiàn)肺氣腫及其他疾病，嚴重者甚至死亡。利用基因工程技術(shù)將控制該酶合成的基因?qū)胙虻氖芫眩罱K培育出能在乳腺細胞表達人1抗胰蛋白酶的轉(zhuǎn)基因羊，從而更容易獲得這種酶。下列關(guān)于該過程的敘述，錯誤的是()A載體上綠色熒光蛋白基因(GFP基因)的作用是便于篩選含有目的基因的受體細胞B將目的基因?qū)胙虬螂准毎?，將會更加容易得?抗胰蛋白酶C培養(yǎng)的轉(zhuǎn)基因羊的所有細胞中都含有該目的基因，故該羊有性生殖產(chǎn)生的后代也都能產(chǎn)生1抗胰蛋白酶D目的基因與載體重組過程需要DNA連接酶的催化作用解析：選C載體上綠色熒光蛋白基因作為標記基因，可用于篩選含目的基因的受體細胞；將目的基因?qū)胙虬螂准毎锌芍频冒螂咨锓磻?，獲取產(chǎn)品將不受性別和發(fā)育時期的限制；基因表達載體的構(gòu)建需要限制酶和DNA連接酶；轉(zhuǎn)基因羊有性生殖產(chǎn)生的后代會發(fā)生性狀分離，有的子代不再具有轉(zhuǎn)基因生物的特性。二、非選擇題11植物甲具有極強的耐旱性，其耐旱性與某個基因有關(guān)。若從該植物中獲得該耐旱基因，并將其轉(zhuǎn)移到耐旱性低的植物乙中，有可能提高后者的耐旱性?；卮鹣铝袉栴}：(1)理論上，基因組文庫含有生物的_基因；而cDNA文庫中含有生物的_基因。(2)若要從植物甲中獲得耐旱基因，可首先建立該植物的基因組文庫，再從中_出所需的耐旱基因。(3)將耐旱基因?qū)朕r(nóng)桿菌，并通過農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將其導入植物_的體細胞中，經(jīng)過一系列的過程得到再生植株。要確認該耐旱基因是否在再生植株中正確表達，應檢測此再生植株中該基因的_，如果檢測結(jié)果呈陽性，再在田間實驗中檢測植株的_是否得到提高。(4)假如用得到的二倍體轉(zhuǎn)基因耐旱植株自交，子代中耐旱與不耐旱植株的數(shù)量比為31時，則可推測該耐旱基因整合到了_(填“同源染色體的一條上”或“同源染色體的兩條上”)。解析：(1)基因組文庫含有某種生物的全部基因；cDNA文庫中只含有該種生物的部分基因。(2)若要從植物甲中獲得耐旱基因，可首先建立該植物的基因組文庫，再從中篩選出所需的耐旱基因。(3)由于植物乙的耐旱性低，因此將耐旱基因?qū)朕r(nóng)桿菌，并通過農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將其導入植物乙的體細胞中，經(jīng)過一系列的過程得到再生植株。要確認該耐旱基因是否在再生植株中正確表達，應檢測此再生植株中該基因的表達產(chǎn)物，如果檢測結(jié)果呈陽性，再在田間實驗中檢測植株的耐旱性是否得到提高。(4)假如用得到的二倍體轉(zhuǎn)基因耐旱植株自交，子代中耐旱與不耐旱植株的數(shù)量比為31，該比例符合雜合子(Aa)自交后代的結(jié)果，則可推測該耐旱基因(A)整合到了同源染色體的一條上。答案：(1)全部部分(2)篩選(3)乙表達產(chǎn)物耐旱性(4)同源染色體的一條上12胰島素是治療糖尿病的重要藥物。如圖是利用大腸桿菌生產(chǎn)人胰島素的部分過程示意圖。請據(jù)圖分析回