2019年春高中生物专题1基因工程1.3基因工程的应用学案（含解析）新人教版选修3.doc

1、1基因工程的应用1举例说出基因工程的应用及取得的丰硕成果。(重点) 2.了解基因工程的进展。3了解基因工程在农业和医疗等方面的应用。(难点)一、植物基因工程的成果(阅读教材 P17P 20)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。.抗虫和抗病转基因植物1抗虫转基因植物 抗病转基因植物基因种类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(1)抗病毒基因：病毒外壳蛋白基因和病毒的复制酶基因；(2)抗真菌基因：几丁质酶基因和抗毒素合成基因成果水稻、棉花、玉米、马铃薯、番茄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

2、椒、番茄等意义 减少化学农药的使用，降低生产成本，减少环境污染等.抗逆转基因植物2(1)抗逆基因：调节细胞渗透压的基因使作物抗盐碱、抗干旱；鱼的抗冻蛋白基因使作物耐寒；抗除草剂基因使作物抗除草剂。(2)成果：烟草、大豆、番茄、玉米等。3利用转基因改良植物的品质植物基因工程成果表现2“三抗一优良” ，三抗是指“抗虫” “抗病”和“抗逆” ，一优良是指转入的优良基因表达的性状表现优良。二、动物基因工程的前景(阅读教材 P20P 21)应用项目 基因来源 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

3、蛋白基因乳腺蛋白基因的启动子乳腺(房)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利用克隆技术培育没有免疫排斥反应的猪器官三、基因工程药物(阅读教材 P21P 23).药物来源：转基因的“工程菌” 。1.成果：重组人胰岛素、细胞因子、抗体、疫苗、激素等。2四、基因治疗(阅读教材 P23P 24).概念：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1病的目的。2成果：将腺苷酸脱氨酶基因转入患者淋巴细胞中，治疗复合型免疫缺陷症。3方法(1)体外基因治疗：先从病人体内获得某种细胞，如 T 淋巴细胞，进行培养。然后，在体外完成基因转移，再筛选成功转移的细胞扩增培养，

4、最后重新输入患者体内。(2)体内基因治疗：直接向人体组织细胞中转移基因的治病方法。连一连判一判(1)转基因抗虫棉的 Bt 毒蛋白基因能抗病毒、细菌、真菌。()(2)“转基因植物”是指植物体细胞中出现了新基因的植物。()分析：转基因植物是指细胞中被转入了外源基因的植物，并非出现新基因。(3)(2018宿迁高二检测)基因工程中，要培育转基因植物和动物，选用的受体细胞都是受精卵。()(4)利用工程菌可生产人的胰岛素等某些激素。()3(5)(2018绵阳高二期末)直接在患者组织细胞中，进行改造致病基因的方法为体内基因治疗。()(6)基因治疗又叫基因诊断。()三种转基因生物的生产过程探究 1 转基因植物

5、生产过程图解探究 2 转基因动物生产过程图解 (以转基因牛生产过程为例 )探究 3 转基因微生物生产过程图解 (以可生产干扰素的酵母菌的培育过程为例 )转基因作物中的目的基因(1)目的基因都是来自其他生物的能表现出优良性状的外源基因，并不都是来自细菌、病毒等微生物，如抗冻蛋白基因来自鱼类。(2)有的目的基因通过控制蛋白质的合成，直接控制生物的某种性状，这反映了基因与性状的直接关系；有的目的基因通过控制酶的合成来控制代谢，进而控制生物的性状，这体现的是基因和性状的间接关系。(3)注意“抗虫”和“抗病”的区别，二者可以分别通过害虫接种和病毒接种来进行个体水平的检测。1(2018扬州高二检测)北极比

6、目鱼中有抗冻基因，其编码的抗冻蛋白具有 11 个氨基酸的重复序列，该序列重复次数越多，抗冻能力越强。下图是获取转基因抗冻番茄植株的过程示意图，下列有关叙述正确的是( )4A过程是获取抗冻基因的过程，用到的酶只有限制酶B在重组质粒上，抗冻基因首端和末端一定具有启动子和终止子，启动和终止翻译的进程C过程用到的质粒是农杆菌的 Ti 质粒，要将重组质粒转入农杆菌才能进行筛选D根据抗冻基因制作的 DNA 探针，可以用来检测转基因抗冻番茄植株中目的基因的存在解析：选 D。据题图可知，该转基因技术操作中，获取目的基因的方法是利用抗冻基因(目的基因)的 mRNA 进行人工化学合成，需要的酶是逆转录酶和限制酶，

7、A 项错误；目的基因首端和末端的启动子和终止子均是 DNA 片段，分别启动和终止转录的进程，B 项错误；重组质粒转入农杆菌的目的是通过农杆菌转化法将目的基因导入番茄细胞中，C 项错误；检测目的基因是否导入受体细胞，通常是用 DNA 探针进行检测，即 DNA 分子杂交技术，D项正确。2(2018广东潮南实验学校月考)干扰素是治疗癌症的重要药物，它必须从血液中提取，每升人血中只能提取 0.5 g，所以价格昂贵。美国加利福尼亚的某生物制品公司用如下方法生产干扰素。从如图所示方式中可以看出，该公司生产干扰素运用的方法是( )A个体间的杂交 B基因工程C细胞融合 D器官移植解析：选 B。该过程将淋巴细胞

8、中的干扰素基因转移到酵母菌中，并使其成功表达，是转基因技术。基因工程应用中的“一、二、三、四”一：一个目的基因。二：二种工具酶，二种末端，二个基因(目的基因和标记基因)。三：三种工具，三种受体细胞，转基因植物三种转化方法，分子检测的三个方面。四：四个步骤，基因表达载体的四个组成元件，检测的四个方面。乳腺(房)生物反应器与基因治疗5探究 1 乳腺生物反应器资料：应用重组 DNA 技术和转基因技术，将目的基因转移到尚未分化的动物胚胎细胞(或受精卵)中，经胚胎移植，得到能在乳腺中表达转基因产品的个体，其乳腺组织可分泌生产“目的产品” ，如具有药用价值的蛋白，这些蛋白进入乳汁中，再通过回收含转基因蛋白

9、的动物乳汁，就可以提取有重要药用价值的生物活性蛋白。结合上述资料完善其操作过程：(1)培育转基因动物，为什么不选用体细胞而选用受精卵作为受体细胞？提示：动物已分化的体细胞全能性受到限制，而受精卵分化程度低，全能性容易表达。(2)基因工程药物与传统意义上的药物有什么区别？提示：基因工程药物生产效率高、针对性强、成本低、价格便宜。探究 2 基因治疗的过程及途径(1)完善下面体外基因治疗过程(2)完善体外基因治疗与体内基因治疗的异同体外基因治疗 体内基因治疗不同点从患者体内获取某种细胞体外完成基因转移筛选细胞扩增培养回输患者体内直接向患者体内组织细胞中转移基因6相同点都是将外源基因导入靶细胞，以纠正

10、缺陷基因，目前两种方法都处于初期临床试验阶段乳腺生物反应器与工程菌生产药物的比较项目 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受体基因结构与人类基因结构的差异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基因诊断与基因治疗项目 方法 目的基因诊断 制作相应探针，利用

11、_原理 检测人类某种遗传病基因治疗 把健康的外源基因导入有_的细胞中 治疗疾病答案：DNA 分子杂交 基因缺陷 1阅读材料，回答问题：材料一：科学家将蜘蛛丝蛋白基因转入山羊体内，然后从羊奶中提取蛋白质，抽成丝后坚如钢铁。材料二：继哺乳动物乳腺生物反应器研发成功后，膀胱生物反应器的研究也取得了一定进展。科学家培育出一种转基因小鼠，其膀胱上皮细胞可以合成人的生长激素并分泌到尿液中。(1)检测受体细胞是否含有目的基因的技术方法是_。(2)为使目的基因在后代中长期保存，应将目的基因导入_中。(3)从分离蛋白质的角度分析，乳腺和膀胱哪一个作为转基因动物的生物反应器更好？7_。原因是_。解析：目的基因整合

12、到细胞核中 DNA 分子上，能使目的基因在后代中长期保存。从分离产物的角度分析：乳汁中含有较多的蛋白质，这样就给分离带来一定的麻烦，而正常的尿液中几乎不含有蛋白质，分离蛋白质的过程就会变得非常简单，另外，雌雄动物都产生尿液，而只有雌性动物能产生乳汁，所以用膀胱反应器更好。答案：(1)DNA 分子杂交技术(2)细胞核(3)膀胱 正常尿液中蛋白质含量很少，所以从尿液中更容易提取分离产物，而且不受性别限制乳房生物反应器与膀胱生物反应器乳房生物反应器是利用转基因动物的乳汁生产药用蛋白，而膀胱生物反应器是利用转基因动物的尿液生产药用蛋白，二者的优点是：收集药用蛋白比较容易，且不必对动物造成伤害。但乳房生

13、物反应器需是处于生殖期的雌性动物才可生产药用蛋白，而膀胱生物反应器则是任何生长期的雌雄动物均可生产。2 人类基因治疗报道，在美国佛罗里达大学基因治疗中心接受基因治疗的三名遗传性失明患者都重新获得了一定的视力，并且没有严重的副作用。基因治疗是指( )A把健康的外源基因导入有基因缺陷的细胞中，达到治疗疾病的目的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。基因治疗只是将正常的外源基因导入病人体内，使该基因的表达产物发挥功能，从而达到治疗疾病的目的，

14、而细胞中的缺陷基因并未得到修复，基因治疗不是切除病变基因或诱发其突变。关于基因治疗的几个问题(1)基因治疗的现状目前处于初期的临床试验阶段。(2)用于基因治疗的基因种类：从健康人体分离得到正常的基因、反义基因、编码可以杀死癌细胞的蛋白酶基因。(3)由于正常基因只是导入某些功能细胞中，且是体细胞，所以获得的性状不会遗传给下一代。(4)基因治疗只是导入正常的基因，并未替换原来的基因，原有的致病基因与导入的正常基因都能表达。如果导入的正常基因是作为显性基因存在，则有疗效，也就是说，基因8治疗只可治疗隐性遗传病。核心知识小结要点回眸答题必备植物基因工程技术主要用于提高农作物的抗逆能力(如抗除草剂、抗虫

15、、抗病、抗干旱和抗盐碱等)，改良农作物的品质和利用植物生产药物等方面。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。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。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。基因治疗包括体外基因治疗和体内基因治疗。随堂检测1(2018甘肃天水检测)1987 年，美国科学家将萤火虫的荧光素基因转入烟草植物细胞并获得高水平的表达。长成的烟草植株通体光亮，堪称自然界的奇迹。这一研究成果表明( )萤火虫与烟草的 DNA

16、 结构基本相同萤火虫与烟草共用一套遗传密码 烟草体内合成了荧光素萤火虫和烟草合成蛋白质的方式基本相同A BC D解析：选 D。萤火虫与烟草的遗传物质都是双链 DNA，这是完成基因重组的基础，正确；自然界的所有生物几乎都共用一套遗传密码，即无论在高等生物还是低等生物中，相同的密码子决定的氨基酸种类都相同，正确；萤火虫的荧光素基因导入烟草细胞使得该植株通体光亮，可见荧光素基因在该植株中成功表达，正确；基因的表达包括转录和翻译，最后合成出蛋白质，正确。2(2018盐城高二检测)下列关于植物、动物以及微生物在基因工程的应用方面的叙述，错误的是( )A动物和微生物可以生产基因工程药物，植物不能9B三类生

17、物技术操作中目的基因导入受体细胞的方式不同C三类生物技术操作原理相同D三类生物技术操作中用到的工具酶相同解析：选 A。除基因工程的第三步“将目的基因导入受体细胞”的方法不同外，三类生物在基因工程的应用中，从原理、使用工具到操作流程等基本一致，B、C、D 项正确；三类转基因生物都可以用来生产基因工程药物，A 项错误。3(2018东北育才学校高二期中)科学家利用基因工程培育出了耐盐的转基因棉花新品系，下列相关叙述错误的是( )A可通过农杆菌感染法将重组质粒导入受体细胞B含耐盐基因的棉花细胞可经植物组织培养获得完整植株C可用较高浓度的盐水浇灌来鉴定棉花植株的耐盐性D如果目的基因的核苷酸序列是全部未知

18、的，可用 PCR 技术得到大量目的基因解析：选 D。棉花是双子叶植物，通过农杆菌感染法可将重组质粒导入棉花受体细胞，A 正确；植物组织培养技术可以保持亲本的优良性状，含耐盐基因的棉花细胞经植物组织培养可获得耐盐的植株，B 正确；棉花植株是否耐盐，主要看植株能否在高浓度的盐溶液中生活，因此，可以用较高浓度的盐水浇灌来鉴定棉花植株的耐盐性，C 正确；如果目的基因的核苷酸序列是全部未知的，可从基因文库中获取目的基因，D 错误。4下列有关乳腺生物反应器与微生物生产药物的叙述，错误的是( )A前者在乳汁中提取药物，后者在其细胞或产物中提取B前者是在畜牧业中的应用，后者是在工业生产中的应用C前者合成的蛋白

19、质已加工成熟，后者合成的蛋白质一般没有加工成熟D两者与人体基因结构均相同解析：选 D。动物基因的结构与人类基因的结构基本相同，微生物基因的结构与人类基因的结构不同。5腺苷酸脱氨酶(ADA)基因缺陷症是一种免疫缺陷症，对患者采用的基因治疗方法是：取出患者的淋巴细胞，进行体外培养时转入正常 ADA 基因，再将这些淋巴细胞转入患者体内，使其免疫功能增强，能正常生活。下列有关叙述中不正确的是( )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转入患者体内D腺苷酸脱氨酶(ADA)基因缺陷症属于先天性免疫缺陷症解析：选 A。基因

20、治疗是将正常的基因导入到有基因缺陷的细胞中。正常的 ADA 基因可以控制合成正常的 ADA 来影响免疫功能；为获得大量含正常 ADA 基因的淋巴细胞，需在体外扩增后再转入患者体内；腺苷酸脱氨酶(ADA)基因缺陷症属于先天性免疫缺陷症。106(2017高考全国卷)几丁质是许多真菌细胞壁的重要成分，几丁质酶可催化几丁质水解。通过基因工程将几丁质酶基因转入植物体内，可增强其抗真菌病的能力。回答下列问题：(1)在进行基因工程操作时，若要从植物体中提取几丁质酶的 mRNA，常选用嫩叶而不选用老叶作为实验材料，原因是_。提取 RNA 时，提取液中需添加 RNA 酶抑制剂，其目的是_。(2)以 mRNA 为

21、材料可以获得 cDNA，其原理是_。(3)若要使目的基因在受体细胞中表达，需要通过质粒载体而不能直接将目的基因导入受体细胞，原因是_(答出两点即可)。(4)当几丁质酶基因和质粒载体连接时，DNA 连接酶催化形成的化学键是_。(5)若获得的转基因植株(几丁质酶基因已经整合到植物的基因组中)抗真菌病的能力没有提高，根据中心法则分析，其可能的原因是_。解析：(1)在进行基因工程操作时，若要从植物体中提取几丁质酶的 mRNA，常选用嫩叶而不选用老叶作为实验材料，原因是相对于老叶而言嫩叶组织细胞更容易被破碎。提取RNA 时，提取液中需添加 RNA 酶抑制剂，其目的是防止 RNA 降解。(2)以 mRNA

22、 为材料获得cDNA 的原理是在逆转录酶的作用下，以 mRNA 为模板按照碱基互补配对的原则可以合成cDNA。(3)若要使目的基因在受体细胞中表达，需要通过质粒载体而不能直接将目的基因导入受体细胞，原因是目的基因无复制原点且目的基因无表达所需启动子。(4)DNA 连接酶催化形成的化学键是磷酸二酯键。(5)若获得的转基因植株不具备所期望的性状表现，根据中心法则分析，其可能的原因是目的基因的转录或翻译异常。答案：(1)嫩叶组织细胞易破碎 防止 RNA 降解 (2)在逆转录酶的作用下，以 mRNA 为模板按照碱基互补配对的原则可以合成 cDNA (3)目的基因无复制原点；目的基因无表达所需启动子 (

23、4)磷酸二酯键 (5)目的基因的转录或翻译异常7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。请根据下列材料回答问题：材料一：蜘蛛丝(丝蛋白)被称为“生物钢” ，有着超强的抗张度，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。材料二：注射疫苗往往会在儿童和部分成年人身上引起痛苦。将疫苗藏身水果蔬菜中，人们在食用这些转基因植物的同时也获得免疫力，因而无需免疫接种，这一新概念将引起疫苗研究的一场革命。11(1)图中，过程所需要的工具酶有_，构建的蜘蛛丝蛋白基因表达载体一般由_、_、启动子、终止子等部分组成。(2)过程将重组

24、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)通过培育转基因莴苣，相比诱变育种和杂交育种方法，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。基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子、标记基因和复制原点。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。答案：(1)限制酶、DNA 连接酶 目的基因 标记基因 (2)显微注射法 乳汁 (3)目的性强，能克服远缘杂交的不亲和的障碍(或能有效地打破物种间的生殖隔离界限)课时作业一、选择

25、题1(2018长春外国语学校高二月考)科学家在河南华溪蟹中找到了金属硫蛋白基因，并以质粒为载体，采用转基因方法培育出了硫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( )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需用特定的限制酶切割烟草的核酸C同种限制酶既可以切割含目的基因的 DNA 片段又可以切割质粒，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了变化，导致两者出现生殖隔离解析：选 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，A 正确；在基因工程中，需用特定的限制酶切割目的基因和运载体，而不是切割烟草的核酸，B 错误；限制酶具有专一性，能识别特定

26、的脱氧核苷酸序列，C 错误；转基因烟草与原烟草之间一般不会出现生殖隔离，D 错误。2(原创)下列有关目的基因的操作能够改善产品品质的是( )A将草鱼的生长激素基因导入鲤鱼体内B将肠乳糖酶的基因导入奶牛的基因组C将人血清白蛋白的基因改造后在山羊的乳腺中表达12D将 Bt 毒蛋白基因整合到烟草或棉花的基因组并实现表达解析：选 B。将草鱼的生长激素基因导入鲤鱼体内是提高鲤鱼的生长速度。导入肠乳糖酶基因的奶牛的牛奶中乳糖含量少，改善了牛奶的品质。将人血清白蛋白的基因改造后在山羊的乳腺中表达是乳腺生物反应器的应用。Bt 毒蛋白基因是抗虫基因，能够提高植物的抗性。3(2018南京高二检测)在用基因工程技术

27、构建抗除草剂的转基因烟草过程中，下列操作正确的是( )A用限制酶切割烟草花叶病毒的核酸B用 DNA 连接酶连接经切割的抗除草剂基因和载体C重组 DNA 分子只能导入烟草的受精卵D用含除草剂的培养基筛选转基因烟草细胞属于细胞水平的检测解析：选 B。限制酶一般只切割 DNA 分子双链，而烟草花叶病毒是 RNA 病毒，A 项错误；DNA 连接酶连接目的基因和载体，构建基因表达载体(即重组 DNA 分子)，B 项正确；作为目的基因的受体细胞，可以是烟草的受精卵，也可以是一般的体细胞或烟草的原生质体，C项错误；D 项应该属于个体生物学水平的检测，D 项错误。4下表有关基因表达的选项中，不可能的是( )基

28、因 表达的细胞 表达产物A 细菌抗虫蛋白基因 抗虫棉叶肉细胞 细菌抗虫蛋白B 人酪氨酸酶基因 正常人皮肤细胞 人酪氨酸酶C 动物胰岛素基因 大肠杆菌工程菌细胞 动物胰岛素D 兔血红蛋白基因 兔成熟红细胞 兔血红蛋白答案：D5(2018云南师大附中期末)下面有关基因工程的叙述，正确的是( )A利用基因工程技术可分别从大肠杆菌和青霉菌体内获取基因工程药品胰岛素和青霉素B用氯化钠处理大肠杆菌可以使其处于感受态C启动子也称为起始密码子，终止子也称为终止密码子D由大肠杆菌工程菌获得的人的干扰素不能直接利用解析：选 D。青霉菌产生青霉素是一种自身基因的正常表达，故从青霉菌体内获得的青霉素不属于基因工程药品

29、，A 错误；用氯化钙处理大肠杆菌可以使其处于感受态，B 错误；启动子和终止子都是一段特殊的 DNA 序列，负责调控基因的转录，而起始密码子和终止密码子都存在于 mRNA 上，分别决定翻译的起始和终止，C 错误；大肠杆菌是原核生物，无内质网和高尔基体，由大肠杆菌工程菌生产的干扰素不具备天然活性，需经过人工加工处理后才能利用，D 正确。136科学家将含人的 抗胰蛋白酶基因的 DNA 片段，注射到羊的受精卵中，该受精卵发育成的羊能分泌含 抗胰蛋白酶的奶。这一过程不涉及( )ADNA 按照碱基互补配对原则自我复制BDNA 以其一条链为模板合成 RNACRNA 以自身为模板自我复制D按照 RNA 密码子

30、的排列顺序合成蛋白质解析：选 C。目的基因在通过转基因工程得到的受体羊体内能够进行复制、转录和表达，RNA 以自身为模板自我复制不能发生在正常的真核细胞内。7上海医学遗传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了 30多倍，这标志着我国转基因研究向产业化的目标又迈进了一大步。以下与此有关的叙述中正确的是( )A所谓“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B可将白蛋白基因导入牛的卵细胞中，通过组织培养形成转基因牛C人们只在转基因牛的乳汁中才能获取人白蛋白，这是因为只在转基因牛的

31、乳腺细胞中才有人白蛋白基因D运用基因工程技术让牛合成人白蛋白，该技术将导致定向变异解析：选 D。 “提高基因表达水平”是指设法使牛的乳腺细胞中的人白蛋白基因合成出更多的蛋白质。动物细胞的全能性较难实现，用牛的卵细胞不能培养形成转基因牛。转基因牛的每个正常细胞中都含有人白蛋白基因，人们只在转基因牛的乳汁中才能获取人白蛋白，这是因为人白蛋白基因只在转基因牛的乳腺细胞中表达。 8如图是利用基因工程培育抗虫植物的示意图。以下相关叙述正确的是( )A的构建需要限制性核酸内切酶和 DNA 聚合酶参与B侵染植物细胞后，重组 Ti 质粒整合到的染色体上C的染色体上若含抗虫基因，则就表现出抗虫性状D只要表现出抗

32、虫性状就表明植株发生了可遗传变异解析：选 D。A 项，为重组 Ti 质粒，其构建需要限制性核酸内切酶和 DNA 连接酶。B 项，含重组 Ti 质粒的农杆菌侵染植物细胞后，重组 Ti 质粒上的目的基因整合到受体细胞的染色体上，而并非整个重组 Ti 质粒整合到的染色体上。C 项，目的基因导入受体细胞后不一定能进行表达，所以抗虫基因导入植物细胞后，培育成的植株也不一定具有抗虫性状。D 项，转基因抗虫植株是否培育成功，可以从个体生物学水平上进行检测，即观14察植株是否具有抗虫性状，如果具有抗虫性状则说明发生了可遗传变异(基因重组)。9近年来基因工程的发展非常迅猛，基因治疗不断取得新进展。下列疾病可用基

33、因治疗医治的是( )A21三体综合征B镰刀型细胞贫血症C地方性甲状腺肿D青少年型糖尿病解析：选 B。21三体综合征是染色体异常遗传病，患者 21 号染色体有三条，病因不属于基因异常，不能进行基因治疗；镰刀型细胞贫血症可用基因治疗医治；地方性甲状腺肿采取的是放射性治疗或手术治疗；青少年型糖尿病属于自身免疫病，必须注射胰岛素治疗。10(2018枣庄八中高二月考)研究发现，let7 基因能影响癌基因 RAS 的表达，使肺癌细胞的增殖受到抑制，其影响机理如图所示。下列相关叙述正确的是( )A目的基因是否在受体细胞中转录，可用抗原抗体杂交技术来进行检测Blet7 基因转录的 miRNA 与 RAS mR

34、NA 的配对遵循碱基互补配对原则C肺癌细胞增殖受到抑制，可能是由于细胞中 RAS mRNA 含量减少引起的Dlet7 基因转录的 miRNA 无翻译功能是因为 let7 基因缺少启动子答案：B二、非选择题11(2018四川资阳高二诊断)菊天牛是菊花的主要害虫之一，为达到防治目的，科研人员通过转基因技术培育出了抗虫菊花。请回答下列问题：(1)可用_处理土壤农杆菌，使其处于_以便吸收重组质粒。(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)用 PCR 方法检测转基因菊花是否含有目的基因时，需根据_的脱氧核苷酸

35、序列设计特异引物，以_为模板进行第一轮扩增。(4)将转基因菊花嫩茎及叶片与人工饲料以适当比例混合后饲喂菊天牛 2 龄幼虫，实验15结果如下表所示：组别 死亡率(%)转基因植株 1 60.00实验组转基因植株 2 53.33对照组 13.33对照组应饲喂等量的_菊花嫩茎及叶片与人工饲料混合物。据表分析，实验组与对照组_差异显著，说明转基因菊花对菊天牛 2 龄幼虫有较强的毒杀作用。答案：(1)Ca 2 (或 CaCl2) 感受态 (2)将 TDNA 转移至受体细胞 染色体 DNA (3)抗虫基因(或目的基因) 转基因菊花的 DNA(或含目的基因的菊花 DNA)(4)非转基因 死亡率12科学家尝试使

36、用 Cre/LoxP 位点特异性重组系统，在确定目的基因导入成功后，删除转基因烟草细胞内的抗除草剂基因。其技术过程如图 1 所示(图中的代表基因前的启动子)，据图回答：(1)LoxP 是一种仅由 34 个碱基对构成的小型 DNA 片段，由两个含 13 个碱基对的反向重复序列和中间间隔的 8 个碱基对序列共同组成，自身不会表达，插入质粒后也不影响原有基因的表达，其碱基序列如图 2 所示：Cre 酶能特异性地识别此序列并在箭头处切开 LoxP，其功能类似于基因工程中的_酶。(2)将重组质粒导入植物细胞最常用的方法是_。作为标记基因，抗除草剂基因用于检测目的基因是否导入成功的原理是_。(3)确定目的

37、基因导入成功后，抗除草剂基因就没有用了。抗除草剂基因继续留在植物体内可能会造成的安全问题是_。经 Cre 酶处理后，质粒中的两个 LoxP 序列分别被切开后，可得到图 1 中右侧的这两个 DNA 分子。由于_，因此抗除草剂基因不再表达。解析：(1)基因工程中的限制酶能特异性地识别脱氧核苷酸序列并在特定位点处切开，16Cre 酶的功能与之类似。(2)将重组质粒导入植物细胞最常用的方法是农杆菌转化法。抗除草剂基因和目的基因在同一个质粒上，可以用抗除草剂基因作为标记基因来检测目的基因是否导入成功。(3)抗除草剂基因继续留在植物体内可能会转移到杂草中，形成能抗除草剂的超级杂草。由图示可知，经 Cre

38、酶处理后，抗除草剂基因前没有了启动子，因此不能表达。答案：(1)限制 (2)农杆菌转化法 抗除草剂基因和目的基因在同一个质粒上 (3)抗除草剂基因可能转移到杂草中 抗除草剂基因前没有了启动子13(2018无锡天一中学高二期末)我国科学家屠呦呦因青蒿素的研究荣获 2015 年诺贝尔生理学或医学奖。青蒿素是目前世界上最有效的治疗疟疾药物，为青蒿植株的次级代谢产物，其化学本质是一种萜类化合物，其生物合成途径如图 1 所示。正常青蒿植株的青蒿素产量很低，难以满足临床需求，科学家为了提高青蒿素产量，将棉花中的 FPP 合成酶基因导入了青蒿植株并让其成功表达，获得了高产青蒿植株，过程如图 2 所示。(1)

39、研究人员从棉花基因文库中获取 FPP 合酶基因后，可以采用_技术对该目的基因进行大量扩增，该技术除了需要提供模板和游离的脱氧核苷酸外，还需要提供_、_等条件。(2)图 2 中的为_，形成过程中需要_等酶；棉花 FPP 合成酶基因能够和质粒连接成的主要原因是_。(3)若不能在含有抗生素 Kan 的培养基上生存，则原因是_。(4)由题意可知，除了通过提高 FPP 的含量来提高青蒿素的产量外，还可以通过哪些途径来提高青蒿素的产量？(试举一例)_。解析：(1)PCR 技术可在体外快速扩增目的基因，PCR 的条件：模板(目的基因)、原料(四种脱氧核苷酸)、引物、热稳定 DNA 聚合酶( Taq 酶)。(

40、2)图 2 中的为构建的基因表达载体(重组质粒)，形成过程中需要限制酶切割目的基因和载体，再用 DNA 连接酶连接。由于切割棉花 FPP 合成酶基因和质粒后，具有相同的黏性末端，两者能够连接成基因表达载体。(3)重组质粒中含有标记基因，若不能在含抗生素 Kan 的培养基上生长，说明重组质粒未导入农杆菌。(4)据图分析可知，FPP 在 ADS 基因表达的情况下，生成青蒿素，或者17抑制 SQS 基因的表达，降低 FPP 生成其他萜类化合物的量，因此要提高青蒿素的产量，可以通过抑制 SQS 基因的表达(或增强 ADS 基因的表达)这些途径。答案：(1)PCR 引物 热稳定的 DNA 聚合酶 (2)

41、基因表达载体(重组质粒) 限制酶和DNA 连接酶 切割后具有相同的黏性末端 (3)重组质粒没有导入农杆菌(4)抑制 SQS 基因的表达(或增强 ADS 基因的表达)14HIV 属于逆转录病毒，是艾滋病的病原体。回答下列问题：(1)用基因工程方法制备 HIV 的某蛋白(目的蛋白)时，可先提取 HIV 中的_，以其作为模板，在_的作用下合成_，获取该目的蛋白的基因，构建重组表达载体，随后导入受体细胞。(2)从受体细胞中分离纯化出目的蛋白，该蛋白作为抗原注入机体后，刺激机体产生的可与此蛋白结合的相应分泌蛋白是_，该分泌蛋白可用于检测受试者血清中的HIV，检测的原理是_。(3)已知某种菌导致的肺炎在健

42、康人群中罕见，但是在艾滋病患者中却多发。引起这种现象的根本原因是 HIV 主要感染和破坏了患者的部分_细胞，降低了患者免疫系统的防卫功能。(4)人的免疫系统有_癌细胞的功能。艾滋病患者由于免疫功能缺陷，易发生恶性肿瘤。解析：(1)HIV 的遗传物质是 RNA，所以要想获得相应的目的基因，应以 HIV 的 RNA 为模板，在逆转录酶的作用下合成 cDNA(或 DNA)。(2)目的蛋白注入机体后相当于抗原。在抗原的刺激下，机体进行体液免疫，由浆细胞产生相应抗体(分泌蛋白)，由于该抗体能与目的蛋白(抗原)发生特异性结合，所以可通过抗体检测出有无目的蛋白，从而确定体内有无 HIV。(3)HIV 主要攻

43、击人体的 T(或 T 淋巴)细胞，从而降低机体免疫系统的防卫功能。(4)癌细胞在机体中属于抗原，人体的免疫系统能够监控和清除癌细胞。答案：(1)RNA 逆转录酶 cDNA(或 DNA)(2)抗体 抗原抗体特异性结合 (3)T(或 T 淋巴)(4)监控和清除15医学研究发现，番茄红素具有一定的抗癌效果，其合成、转化途径如图 1 所示。由于普通番茄合成的番茄红素易发生转化，科学家设计了一种重组 DNA(质粒三)，它能转录出双链 RNA(发卡)，番茄细胞可以识别侵入的双链 RNA 并将该双链 RNA 及具有相同序列的单链 RNA 一起降解，提高了果实中番茄红素的含量(图 2)。请分析回答下列问题：1

44、8(1)转录出“发卡”的 DNA 片段实际上是两个反向连接的_基因，由于“发卡”阻止了其在细胞内的_(填“转录”或“翻译”)过程，所以提高了果实中番茄红素的含量。(2)为保证第二个目的基因片段反向连接，处理已开环质粒二所用的两种限制酶是_和_。(3)科学家发现，培育成功的转基因番茄植株对光能的利用能力有所下降，据图 1 推测可能的原因是_。为解决此问题，可以按照乳腺生物反应器的原理，在转录出“发卡”的 DNA 片段前面加入只在果实中发挥作用的_。(4)去磷酸化是去掉黏性末端最外侧游离的磷酸基团。对已开环的质粒二两端去磷酸化的主要目的是阻止其_。解析：(1)重组 DNA(质粒三)能转录出双链 R

45、NA(“发卡”)，从而提高果实中番茄红素的含量，根据题干信息和图 1 可知其阻止了番茄红素环化酶的翻译，所以转录出“发卡”的 DNA 片段实际上是两个反向连接的番茄红素环化酶基因。(2)图 2 中，目的基因的两侧存在限制酶 Ecl、 BamH切点，所以为保证第二个目的基因片段反向连接，处理已开环质粒二所用的两种限制酶是 Ecl 和 BamH。(3)转基因番茄植株对光能的利用能力有所下降，据图 1 推测可能的原因是转基因番茄细胞中缺乏番茄红素环化酶，胡萝卜素、叶黄素合成受阻，光反应减弱。要使目的基因只在果实中发挥作用，可以在目的基因前面加上只在果实中发挥作用的启动子。(4)对已开环的质粒二两端去磷酸化的主要目的是阻止其自身成环(环化)。答案：(1)番茄红素环化酶 翻译 (2) Ecl BamH (3)胡萝卜素、叶黄素合成受阻，光反应减弱 启动子 (4)自身成环(自身环化)19