《2018-2019學(xué)年高中生物 第一章 基因工程 第3課時(shí) 基因工程的應(yīng)用學(xué)案 浙科版選修3.doc》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2018-2019學(xué)年高中生物 第一章 基因工程 第3課時(shí) 基因工程的應(yīng)用學(xué)案 浙科版選修3.doc（15頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

第3課時(shí)　基因工程的應(yīng)用 知識(shí)內(nèi)容 要求 考情解讀 基因工程的應(yīng)用 a 1.舉例說出基因工程在遺傳育種、疾病治療和生態(tài)環(huán)境保護(hù)方面的應(yīng)用。 2.舉例說出基因治療的基本原理(含義、概念)。 3.活動(dòng)：提出生活中的疑難問題，設(shè)計(jì)用基因工程技術(shù)解決的方案。 活動(dòng)：提出生活中的疑難問題，設(shè)計(jì)用基因工程技術(shù)解決的方案 c 一、基因工程與遺傳育種 1．轉(zhuǎn)基因植物 (1)轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物 ①抗除草劑，如轉(zhuǎn)基因煙草。 ②抗害蟲，如轉(zhuǎn)基因棉花。 ③抗植物病毒(耐貯存)，如轉(zhuǎn)基因番茄。 (2)轉(zhuǎn)基因花卉：改變花卉的顏色。 2．轉(zhuǎn)基因動(dòng)物 (1)具有多種優(yōu)良的遺傳性狀，如轉(zhuǎn)基因鼠、牛、羊。 (2)加快生長(zhǎng)速度，如轉(zhuǎn)基因鼠、魚、豬。 (3)具有抗病能力，如轉(zhuǎn)基因雞、牛。 探究1——圖示解讀 完善下圖，體會(huì)轉(zhuǎn)基因植物的優(yōu)點(diǎn)： 1．過程 2．培育轉(zhuǎn)基因植物應(yīng)用了哪些技術(shù)？ 答案　轉(zhuǎn)基因技術(shù)、植物組織培養(yǎng)技術(shù)。 3．轉(zhuǎn)基因植物的培育原理有哪些？ 答案　基因重組、植物細(xì)胞的全能性。 4．外源基因與Ti質(zhì)粒連接需要什么酶？ 答案　限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶。 5．轉(zhuǎn)基因植物的培育優(yōu)點(diǎn)有哪些？ 答案　培育優(yōu)點(diǎn) 6．傳統(tǒng)育種方法的不足：培育新品種所需時(shí)間較長(zhǎng)，而且遠(yuǎn)緣親本難以雜交。 探究2——理性思維 填寫下列轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的過程，思考回答相關(guān)問題： 1．轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的含義：轉(zhuǎn)入了外源基因的動(dòng)物。 2．轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的培育優(yōu)點(diǎn)：省時(shí)、省力。 3．基因工程技術(shù)與傳統(tǒng)育種技術(shù)的區(qū)別 種類 項(xiàng)目　 基因工程技術(shù) 傳統(tǒng)育種技術(shù) 轉(zhuǎn)移的基因 不受生物體間親緣關(guān)系的限制 種內(nèi)個(gè)體間基因轉(zhuǎn)移 操作水平 分子水平 個(gè)體水平 特點(diǎn) 后代的表現(xiàn)可準(zhǔn)確預(yù)期，需要時(shí)間短 后代的表現(xiàn)預(yù)見性較差，需要時(shí)間長(zhǎng) 例1　(2017河西區(qū)一模)如圖是利用基因工程培育抗蟲植物的示意圖。以下相關(guān)敘述，正確的是(　　) A．①、②的操作中使用了限制性核酸內(nèi)切酶和DNA聚合酶 B．③→④過程利用了膜的結(jié)構(gòu)特性，顯微鏡下觀察③細(xì)胞的Ti質(zhì)粒是篩選標(biāo)志之一 C．應(yīng)用DNA探針技術(shù)，可檢測(cè)④細(xì)胞中目的基因是否表達(dá) D．一般情況下⑤只要表現(xiàn)出抗蟲性狀，就表明植株發(fā)生了可遺傳變異 答案　D 解析　①、②的操作表示形成重組DNA分子，該過程中使用了限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶，A項(xiàng)錯(cuò)誤；光學(xué)顯微鏡下無法觀察到質(zhì)粒，該基因工程可以利用個(gè)體水平進(jìn)行鑒定，即植株的葉片是否具有抗蟲效果，B項(xiàng)錯(cuò)誤；檢測(cè)④細(xì)胞中目的基因是否表達(dá)需要利用抗原—抗體雜交技術(shù)或個(gè)體水平的檢測(cè)，C項(xiàng)錯(cuò)誤；一般情況下⑤只要表現(xiàn)出抗蟲性狀，就表明植株發(fā)生了可遺傳變異，D項(xiàng)正確。 例2　下圖表示轉(zhuǎn)基因動(dòng)、植物的培育過程。據(jù)圖分析下列有關(guān)敘述正確的是(　　) A．在獲得目的基因的過程中，需要使用限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶等工具酶 B．受體細(xì)胞A、B一定均為受精卵 C．目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞A中通常用顯微注射法 D．將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞B時(shí)常使用大腸桿菌作為工具去侵染植物細(xì)胞 答案　C 解析　獲得目的基因的過程中，需要使用限制性核酸內(nèi)切酶，不需要DNA連接酶，A錯(cuò)誤；一般受體細(xì)胞A為受精卵，受體細(xì)胞B為受精卵或體細(xì)胞，B錯(cuò)誤；將目的基因?qū)雱?dòng)物細(xì)胞通常用顯微注射法，C正確；將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞B時(shí)，常用土壤農(nóng)桿菌作為工具去侵染植物細(xì)胞，D錯(cuò)誤。 深化拓展　轉(zhuǎn)基因動(dòng)物、植物及微生物的培養(yǎng)流程 二、基因工程與疾病治療、生態(tài)環(huán)境保護(hù) 1．基因工程藥物 用基因工程方法制造的“工程菌”，可以高效率地生產(chǎn)各種藥品，如胰島素、干擾素和乙肝疫苗等。 2．基因治療 (1)概念：基因治療是向目標(biāo)細(xì)胞中引入正常功能的基因，以糾正或補(bǔ)償基因的缺陷，達(dá)到治療的目的。 (2)原理：正常基因?qū)氩∪梭w內(nèi)細(xì)胞并且表達(dá)產(chǎn)物發(fā)揮作用。 (3)成功的首例：重度免疫缺陷癥的臨床基因治療。治療過程如下圖： 克隆人體正常的腺苷酸脫氨酶基因(ada)有缺陷的T淋巴細(xì)胞 ↓培養(yǎng)、轉(zhuǎn)化 患者的癥狀緩解←患者的骨髓組織 T淋巴細(xì)胞可以產(chǎn)生腺苷酸脫氨酶(ADA) 思考　研究人員將腺苷酸脫氨酶基因轉(zhuǎn)入患者的什么細(xì)胞？為什么不能轉(zhuǎn)入其他的體細(xì)胞？ 答案　T淋巴細(xì)胞。腺苷酸脫氨酶是人體免疫系統(tǒng)發(fā)揮正常功能所必需的，T淋巴細(xì)胞中具有這種酶(ADA)才能使患者的免疫功能得到修復(fù)。 3．生態(tài)環(huán)境保護(hù) (1)為了解決廢塑料污染問題：利用細(xì)菌發(fā)酵和轉(zhuǎn)基因植物生產(chǎn)聚羥基烷酯，用于合成可降解的生物塑料。 (2)為了清除石油污染：改造分解石油的細(xì)菌，提高其分解石油的能力。 (3)利用轉(zhuǎn)基因微生物吸收環(huán)境中的重金屬，降解有毒化合物和處理工業(yè)廢水。 思考　基因治療是對(duì)致病基因進(jìn)行修復(fù)嗎？ 答案　基因治療是將人的正?；蚧蛴兄委熥饔玫幕蛲ㄟ^一定方式導(dǎo)入人體靶細(xì)胞，以正?；虍a(chǎn)物掩蓋有缺陷基因產(chǎn)物達(dá)到治療疾病的目的。受體細(xì)胞一般為體細(xì)胞而不是受精卵，基因治療后只有一部分細(xì)胞含有正常基因。基因治療沒有影響原有基因，所以細(xì)胞中兩種基因同時(shí)存在。 例3　有關(guān)基因工程的成果及應(yīng)用的說法中，正確的是(　　) A．用基因工程方法培育的抗蟲植物也能抗病毒 B．基因工程在畜牧業(yè)上的應(yīng)用主要是培育體型巨大、品質(zhì)優(yōu)良的動(dòng)物 C．基因工程在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用主要是培育高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、品質(zhì)優(yōu)良和具有抗逆性的農(nóng)作物 D．目前，在發(fā)達(dá)國(guó)家，基因治療已用于臨床實(shí)踐 答案　C 解析　運(yùn)用基因工程方法培育的抗蟲植物只能防御害蟲，不能抵抗病毒；基因工程在畜牧業(yè)上應(yīng)用的主要目的是用于改善畜牧產(chǎn)品的品質(zhì)；基因治療目前處于初期的臨床試驗(yàn)階段。 例4　 《人類基因治療》報(bào)道，在美國(guó)佛羅里達(dá)大學(xué)基因治療中心接受基因治療的三名遺傳性失明患者都重新獲得了一定的視力，并且沒有嚴(yán)重的副作用。基因治療是指(　　) A．把健康外源基因?qū)胗谢蛉毕莸募?xì)胞中，達(dá)到治療疾病的目的 B．對(duì)有缺陷的細(xì)胞進(jìn)行修復(fù)，從而使其恢復(fù)正常，達(dá)到治療疾病的目的 C．運(yùn)用人工誘變方法，使有基因缺陷的細(xì)胞發(fā)生基因突變，從而恢復(fù)正常 D．運(yùn)用基因工程技術(shù)，把有缺陷的基因切除，達(dá)到治療疾病的目的 答案　A 解析　基因治療只是將正常的基因?qū)氩∪梭w內(nèi)，使該基因的表達(dá)產(chǎn)物發(fā)揮功能，從而達(dá)到治療疾病的目的，而細(xì)胞中的缺陷基因并未修復(fù)，和正常基因同時(shí)存在，基因治療也不是切除病變基因或誘發(fā)其突變，因而B、C、D的說法都不符合基因治療的概念。 1．采用基因工程技術(shù)將人凝血因子基因?qū)肷窖蚴芫?，培育出了轉(zhuǎn)基因羊。但是，人凝血因子只存在于該轉(zhuǎn)基因羊的乳汁中。下列有關(guān)敘述，正確的是(　　) A．如果人凝血因子基因的核苷酸序列已知，可用人工合成的方法獲得該目的基因 B．人體細(xì)胞中凝血因子基因進(jìn)入羊受精卵細(xì)胞后，其傳遞和表達(dá)不再遵循中心法則 C．在該轉(zhuǎn)基因羊體內(nèi)，人凝血因子基因存在于乳腺細(xì)胞中，而不存在于其他體細(xì)胞中 D．人凝血因子基因開始轉(zhuǎn)錄后，DNA聚合酶以DNA分子的一條鏈為模板合成mRNA 答案　A 解析　基因的表達(dá)包括轉(zhuǎn)錄和翻譯，基因的傳遞和表達(dá)遵循中心法則；轉(zhuǎn)基因羊體內(nèi)人凝血因子基因存在于羊所有體細(xì)胞中；人凝血因子基因開始轉(zhuǎn)錄后，RNA聚合酶以DNA分子的一條鏈為模板合成mRNA。 2．目前人類利用基因工程的方法成功培育出轉(zhuǎn)基因抗蟲棉，以下說法正確的是(　　) A．抗蟲基因與質(zhì)粒結(jié)合后直接進(jìn)入棉花的葉肉細(xì)胞表達(dá) B．抗蟲基因?qū)朊藁ㄈ~肉細(xì)胞后，可通過傳粉、受精的方法，使抗蟲性狀遺傳下去 C．標(biāo)記基因的作用是鑒別受體細(xì)胞中是否含有目的基因 D．轉(zhuǎn)基因抗蟲棉經(jīng)過種植，棉鈴蟲不會(huì)產(chǎn)生抗性，這樣可以有效消滅棉鈴蟲 答案　C 解析　蘇云金芽孢桿菌的毒蛋白基因與質(zhì)粒結(jié)合后需用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法導(dǎo)入棉花的葉肉細(xì)胞，不能直接進(jìn)入棉花的葉肉細(xì)胞表達(dá)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；葉肉細(xì)胞是體細(xì)胞，其基因不能通過有性生殖進(jìn)行遺傳，可以通過植物組織培養(yǎng)技術(shù)，使抗蟲性狀遺傳下去，B項(xiàng)錯(cuò)誤；構(gòu)建好的重組DNA分子中必須含有標(biāo)記基因，以便于確定目的基因是否進(jìn)入受體細(xì)胞內(nèi)，C項(xiàng)正確；棉鈴蟲抗性的產(chǎn)生是基因突變的結(jié)果，但抗蟲棉的自然選擇會(huì)使棉鈴蟲的抗性基因頻率升高，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 3．(2016溫州中學(xué)期末)據(jù)報(bào)道，深圳某生物制品公司將人的乙肝抗原基因?qū)虢湍妇?，生產(chǎn)出的乙型肝炎疫苗致使嬰兒接種后發(fā)生疑似預(yù)防接種異常反應(yīng)，并已出現(xiàn)死亡病例。下列關(guān)于此乙肝疫苗的說法正確的是(　　) A．乙肝抗原基因可從酵母菌基因文庫中獲得 B．轉(zhuǎn)基因酵母菌生產(chǎn)乙肝疫苗的理論基礎(chǔ)之一是生物共用一套遺傳密碼 C．轉(zhuǎn)基因過程中用到的質(zhì)粒是一種類似于染色體上鏈狀DNA的遺傳物質(zhì) D．將乙肝抗原基因?qū)虢湍妇鷷r(shí)用CaCl2處理酵母菌，可增大細(xì)胞膜的通透性 答案　B 解析　乙肝抗原基因應(yīng)從乙肝病毒中獲得，A錯(cuò)誤；乙肝病毒的基因能在酵母菌中表達(dá)出乙肝病毒的蛋白質(zhì)是因?yàn)樯锕灿靡惶走z傳密碼，B正確；質(zhì)粒是位于細(xì)胞質(zhì)中的環(huán)狀DNA，C錯(cuò)誤；用CaCl2處理酵母菌，可增大細(xì)胞壁的通透性，D錯(cuò)誤。 4．番茄營(yíng)養(yǎng)豐富，是人們喜愛的一類蔬菜。普通番茄細(xì)胞中含有多聚半乳糖醛酸酶基因，控制細(xì)胞產(chǎn)生多聚半乳糖醛酸酶，該酶能破壞細(xì)胞壁，使番茄軟化，不耐貯藏。科學(xué)家通過基因工程將一種抗多聚半乳糖醛酸酶基因?qū)敕鸭?xì)胞，獲得了抗軟化番茄。下列關(guān)于培育抗軟化番茄的敘述中，錯(cuò)誤的是(　　) A．載體常用質(zhì)粒 B．受體細(xì)胞是番茄細(xì)胞 C．目的基因?yàn)槎嗑郯肴樘侨┧崦富? D．目的基因的表達(dá)延緩了細(xì)胞的軟化 答案　C 解析　抗軟化番茄的培育常用質(zhì)粒作載體，將目的基因(抗多聚半乳糖醛酸酶基因)與質(zhì)粒結(jié)合形成重組DNA分子，利用含重組DNA分子的土壤農(nóng)桿菌去感染普通番茄，從而獲得抗軟化番茄。 5．(2017浙江9＋1高中聯(lián)盟期中節(jié)選)如圖表示運(yùn)用基因工程技術(shù)生產(chǎn)胰島素的三條途徑。據(jù)圖結(jié)合所學(xué)知識(shí)回答下列問題： (1)為了便于將含有目的基因的細(xì)胞篩選出來，所選擇的質(zhì)粒上應(yīng)該具有________基因。 (2)培育轉(zhuǎn)基因羊的過程中，科研人員通過感染或____________技術(shù)將重組質(zhì)粒M轉(zhuǎn)移到受體細(xì)胞A中，受體細(xì)胞A應(yīng)該是________細(xì)胞。 (3)受體細(xì)胞B應(yīng)該是萵苣的________(填“體細(xì)胞”“卵細(xì)胞”或“受精卵”)，導(dǎo)入該細(xì)胞后，需對(duì)該細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng)，經(jīng)__________過程形成愈傷組織，以適當(dāng)配比的________________誘導(dǎo)愈傷組織，直到再生出新植株。 (4)過程⑥常用的方法是用__________來處理大腸桿菌，使其易于接納重組質(zhì)粒M。 答案　(1)標(biāo)記　(2)顯微注射　受精卵 (3)體細(xì)胞　脫分化　營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑 (4)氯化鈣 解析　(1)基因工程所用質(zhì)粒上具有標(biāo)記基因，能夠用于篩選含有目的基因的受體細(xì)胞。(2)將目的基因?qū)雱?dòng)物細(xì)胞，采用的方法為顯微注射法，受體細(xì)胞為受精卵。(3)由于植物細(xì)胞具有全能性，因此受體細(xì)胞B應(yīng)該是萵苣的體細(xì)胞，導(dǎo)入該細(xì)胞后，需對(duì)該細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng)，經(jīng)脫分化過程形成愈傷組織，以適當(dāng)配比的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑誘導(dǎo)愈傷組織，直到再生出新植株。(4)將目的基因?qū)胛⑸锛?xì)胞中常用的方法是用氯化鈣來處理，使其易于吸納重組質(zhì)粒M。 題組一　基因工程與遺傳育種 1．(2017暨陽聯(lián)誼學(xué)校聯(lián)考)下列有關(guān)抗寒鐵皮石斛的敘述錯(cuò)誤的是(　　) A．抗寒基因的提取和轉(zhuǎn)移需要專用的工具酶和載體 B．將抗寒基因?qū)朕r(nóng)桿菌細(xì)胞不涉及堿基互補(bǔ)配對(duì) C．只要抗寒基因能夠表達(dá)，不同的轉(zhuǎn)基因抗寒鐵皮石斛植株的抗寒能力相差不大 D．抗寒鐵皮石斛的抗寒基因可能傳遞到近緣作物，從而造成基因污染 答案　C 解析　抗寒基因的提取需要利用限制性核酸內(nèi)切酶，轉(zhuǎn)移需要載體，A正確；轉(zhuǎn)基因技術(shù)操作過程中，將重組DNA分子導(dǎo)入受體細(xì)胞不存在遺傳信息的傳遞和表達(dá)，不涉及堿基互補(bǔ)配對(duì)，B正確；不同品種石斛導(dǎo)入的抗寒基因表達(dá)能力可能不同，因此抗寒能力也會(huì)存在差異，C錯(cuò)誤；抗寒鐵皮石斛中的抗寒基因可能通過花粉等傳遞到近緣作物中，從而造成基因污染，D正確。 2．北極比目魚中有抗凍基因，其編碼的抗凍蛋白具有11個(gè)氨基酸的重復(fù)序列，該序列重復(fù)次數(shù)越多，抗凍能力越強(qiáng)。下圖是獲取轉(zhuǎn)基因抗凍番茄植株的過程示意圖，有關(guān)敘述正確的是(　　) A．過程①獲取的目的基因，可用于基因工程和比目魚基因組測(cè)序 B．將多個(gè)抗凍基因編碼區(qū)依次相連成能表達(dá)的新基因，不能得到抗凍性增強(qiáng)的抗凍蛋白 C．過程②構(gòu)建的重組質(zhì)粒缺乏標(biāo)記基因，需要轉(zhuǎn)入農(nóng)桿菌才能進(jìn)行篩選 D．應(yīng)用DNA探針技術(shù)，可以檢測(cè)轉(zhuǎn)基因抗凍番茄植株中目的基因的存在及其完全表達(dá) 答案　B 解析　圖中①是獲取目的基因的過程，獲取的目的基因可用于基因工程，但不能用于比目魚基因組測(cè)序，A錯(cuò)誤；將多個(gè)抗凍基因編碼區(qū)相連形成的能表達(dá)的新基因不再是抗凍基因，所以不能得到抗凍性增強(qiáng)的抗凍蛋白，B正確；②是重組DNA分子的構(gòu)建過程，重組DNA分子通常由啟動(dòng)子、目的基因、終止子和標(biāo)記基因構(gòu)成，其中標(biāo)記基因的作用是篩選重組質(zhì)粒，利用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法只能將質(zhì)粒導(dǎo)入受體細(xì)胞，不能對(duì)重組質(zhì)粒進(jìn)行篩選，C錯(cuò)誤；利用DNA探針技術(shù)檢測(cè)目的基因是否導(dǎo)入受體細(xì)胞，利用抗原抗體雜交技術(shù)檢測(cè)目的基因是否表達(dá)，D錯(cuò)誤。 3．如圖是轉(zhuǎn)基因抗凍番茄培育過程的示意圖(ampr為抗氨芐青霉素基因)，其中①～④表示相關(guān)的操作步驟，甲、乙表示相關(guān)結(jié)構(gòu)或細(xì)胞。Pst Ⅰ 酶和Sma Ⅰ 酶切割基因后將產(chǎn)生不同的粘性末端。據(jù)圖分析下列說法錯(cuò)誤的是(　　) A．圖中甲代表的是重組DNA分子，乙可代表番茄細(xì)胞 B．可用Pst Ⅰ酶和Sma Ⅰ酶切割魚的抗凍蛋白基因以避免目的基因末端發(fā)生任意連接 C．若用Pst Ⅰ酶和Sma Ⅰ酶切割質(zhì)粒產(chǎn)生的DNA片段有3種 D．圖中③④依次表示組織培養(yǎng)過程中番茄組織細(xì)胞的脫分化和再分化過程 答案　C 解析　圖中甲是重組質(zhì)粒，乙表示受體細(xì)胞，可以是番茄細(xì)胞，A正確；用Pst Ⅰ酶和Sma Ⅰ酶切割魚的抗凍蛋白基因，使目的基因兩端的粘性末端不同，這樣可以避免目的基因末端發(fā)生任意連接，B正確；若用Pst Ⅰ酶和Sma Ⅰ酶切割質(zhì)粒，產(chǎn)生的DNA片段有2種，C錯(cuò)誤；從乙到試管苗采用了植物組織培養(yǎng)技術(shù)，其中③④依次表示組織培養(yǎng)過程中番茄組織細(xì)胞的脫分化和再分化過程，D正確。 4．下圖是某轉(zhuǎn)基因抗蟲水稻培育流程圖，下列有關(guān)分析錯(cuò)誤的是(　　) A．轉(zhuǎn)基因水稻的成功培育所依據(jù)的生物學(xué)原理是基因重組和細(xì)胞的全能性 B．可用帶放射性標(biāo)記的毒蛋白抗體檢測(cè)目的基因是否在水稻細(xì)胞中表達(dá) C．抗蟲水稻的培育過程中所用的受體細(xì)胞有土壤農(nóng)桿菌和水稻細(xì)胞 D．構(gòu)建含毒蛋白基因的重組質(zhì)粒需要限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶 答案　C 解析　外源毒蛋白基因?qū)胨炯?xì)胞利用了基因重組，水稻胚細(xì)胞發(fā)育成抗蟲個(gè)體利用了植物細(xì)胞的全能性，A正確；分子水平上檢測(cè)毒蛋白基因是否表達(dá)，可以利用抗原—抗體雜交的方法，B正確；抗蟲水稻的培育過程中，所用的受體細(xì)胞是水稻胚細(xì)胞，C錯(cuò)誤；構(gòu)建重組質(zhì)粒時(shí)，需先用同種限制性核酸內(nèi)切酶切割質(zhì)粒和目的基因，然后用DNA連接酶連接質(zhì)粒和目的基因，D正確。 題組二　基因工程與疾病治療 5．腺苷酸脫氨酶(ADA)基因缺陷癥是一種免疫缺陷病，對(duì)患者采用基因治療的方法是：取出患者的T淋巴細(xì)胞，進(jìn)行體外培養(yǎng)時(shí)轉(zhuǎn)入正常ADA基因，再將這些T淋巴細(xì)胞注入患者體內(nèi)，使其免疫功能增強(qiáng)，能正常生活。下列有關(guān)敘述中，不正確的是(　　) 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(xì)胞需在體外擴(kuò)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 答案　A 解析　基因治療是將正常的基因?qū)氲接谢蛉毕莸募?xì)胞中，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正常基因的T淋巴細(xì)胞，需在體外擴(kuò)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．科學(xué)家設(shè)法將生長(zhǎng)激素基因?qū)肫渌矬w(細(xì)胞)內(nèi)，從而獲取大量的生長(zhǎng)激素，應(yīng)用于侏儒癥的早期治療。部分過程如圖所示，下列分析錯(cuò)誤的是(　　) A．人的生長(zhǎng)激素mRNA只能從人的垂體細(xì)胞中提取 B．過程①需要逆轉(zhuǎn)錄酶的參與 C．過程②之前常用同一種限制性核酸內(nèi)切酶處理目的基因和質(zhì)粒 D．人的生長(zhǎng)激素基因可以導(dǎo)入其他生物細(xì)胞內(nèi)，說明生物之間共用一套遺傳密碼 答案　D 解析　基因表達(dá)具有選擇性，一般情況下，人體的每個(gè)細(xì)胞中都含有生長(zhǎng)激素基因，但只能在垂體細(xì)胞中表達(dá)出相應(yīng)的mRNA和生長(zhǎng)激素，A正確；過程①是以人的生長(zhǎng)激素mRNA為模板，在逆轉(zhuǎn)錄酶的催化下，合成生長(zhǎng)激素基因，B正確；過程②之前常用同一種限制性核酸內(nèi)切酶處理目的基因和質(zhì)粒，使它們產(chǎn)生相同的粘性末端，從而可以用DNA連接酶連接它們形成重組DNA分子，C正確；人的生長(zhǎng)激素基因可以在其他生物細(xì)胞內(nèi)表達(dá)出人的生長(zhǎng)激素，說明生物之間共用一套遺傳密碼，D錯(cuò)誤。 7．下列不屬于利用基因工程技術(shù)制取的藥物是(　　) A．從大腸桿菌體內(nèi)制取白細(xì)胞介素 B．在酵母菌體內(nèi)獲得干擾素 C．在青霉菌體內(nèi)獲取青霉素 D．在大腸桿菌體內(nèi)獲取胰島素 答案　C 解析　運(yùn)用基因工程技術(shù)可以使外源基因在受體細(xì)胞中表達(dá)生產(chǎn)基因產(chǎn)品，A、B、D均為外源基因的表達(dá)，而青霉菌產(chǎn)生青霉素是一種正常基因的正常表達(dá)，故青霉素不屬于基因工程藥物。 題組三　基因工程與生態(tài)環(huán)境保護(hù) 8．科學(xué)家運(yùn)用轉(zhuǎn)基因技術(shù)，將蘇云金芽孢桿菌的抗蟲基因DXT轉(zhuǎn)移到大白菜細(xì)胞中，培育出抗蟲效果很好的優(yōu)質(zhì)大白菜，減少了農(nóng)藥的使用量，減輕了農(nóng)藥對(duì)環(huán)境的污染。下列說法正確的是(　　) A．用蘇云金芽孢桿菌直接感染大白菜就可得到轉(zhuǎn)基因大白菜 B．DXT基因能在大白菜細(xì)胞中正常表達(dá) C．轉(zhuǎn)基因大白菜培育的過程中，可以用滅活的病毒作為載體 D．轉(zhuǎn)基因大白菜能抵抗各種病蟲害 答案　B 解析　由于生物間存在生殖隔離，細(xì)菌感染時(shí)并不會(huì)把遺傳物質(zhì)傳遞給受感染生物；將抗蟲基因DXT轉(zhuǎn)移到大白菜細(xì)胞中，培育出抗蟲效果很好的優(yōu)質(zhì)大白菜，說明DXT基因在大白菜細(xì)胞中得到了正常表達(dá)；在轉(zhuǎn)基因植物培育過程中，載體常用土壤農(nóng)桿菌的Ti質(zhì)粒；蘇云金芽孢桿菌的抗蟲基因編碼的蛋白質(zhì)具有毒殺鱗翅目、雙翅目、鞘翅目等昆蟲的特性，并不能抵抗各種病蟲害。 9．運(yùn)用現(xiàn)代生物技術(shù)的育種方法，將抗菜青蟲的抗蟲基因轉(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(zhǎng)過程中能產(chǎn)生特異的殺蟲蛋白，對(duì)菜青蟲有顯著抗性，能大大減輕菜青蟲對(duì)油菜的危害，提高油菜產(chǎn)量，減少農(nóng)藥使用，保護(hù)農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境。根據(jù)以上信息，下列敘述正確的是(　　) A．抗蟲基因的化學(xué)成分是蛋白質(zhì) B．抗蟲基因中有菜青蟲的遺傳物質(zhì) C．轉(zhuǎn)基因抗蟲油菜能產(chǎn)生殺蟲蛋白是由于其具有抗蟲基因 D．轉(zhuǎn)基因抗蟲油菜產(chǎn)生的殺蟲蛋白是無機(jī)物 答案　C 解析　抗蟲基因產(chǎn)生的殺蟲蛋白的本質(zhì)是蛋白質(zhì)，該抗蟲基因的本質(zhì)是DNA，A錯(cuò)誤；抗蟲基因中沒有菜青蟲的遺傳物質(zhì)，B錯(cuò)誤；抗蟲基因轉(zhuǎn)入油菜后，能產(chǎn)生殺蟲蛋白，C正確；蛋白質(zhì)是有機(jī)物，D錯(cuò)誤。 10．美國(guó)農(nóng)業(yè)部指導(dǎo)農(nóng)民在種植轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物時(shí)，要求農(nóng)民在轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物的行間種植一些普通的非轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物，供害蟲取食，這種做法的主要目的是(　　) A．保護(hù)物種多樣性 B．保護(hù)害蟲的天敵 C．減緩害蟲抗性基因頻率增加的速率 D．維持農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng) 答案　C 解析　由于非轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物可供害蟲取食，則抗轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物害蟲的數(shù)量增加較慢，可以減緩害蟲抗性基因頻率增加的速率。 題組四　綜合應(yīng)用 11．(2017浙江模擬)科學(xué)家利用生物技術(shù)將人的生長(zhǎng)激素基因?qū)胄∈笫芫训募?xì)胞核中，經(jīng)培育獲得一種轉(zhuǎn)基因小鼠，其膀胱上皮細(xì)胞可以合成人的生長(zhǎng)激素并分泌到尿液中，在醫(yī)學(xué)研究及相關(guān)疾病治療方面都具有重要意義。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(　　) A．選擇受精卵作為外源基因的受體細(xì)胞是因?yàn)檫@種細(xì)胞具有全能性 B．采用DNA分子雜交技術(shù)可檢測(cè)外源基因在小鼠細(xì)胞內(nèi)是否成功表達(dá) C．人的生長(zhǎng)激素基因能在小鼠細(xì)胞內(nèi)表達(dá)，說明遺傳密碼在不同種生物中可以通用 D．將轉(zhuǎn)基因小鼠體細(xì)胞進(jìn)行核移植(克隆)，可以獲得多個(gè)具有外源基因的后代 答案　B 解析　選擇受精卵作為外源基因的受體細(xì)胞是因?yàn)檫@種細(xì)胞具有全能性，A項(xiàng)正確；采用DNA分子雜交技術(shù)可檢測(cè)轉(zhuǎn)基因生物的DNA上是否插入了目的基因，但不能檢測(cè)外源基因在小鼠細(xì)胞內(nèi)是否成功表達(dá)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；人的生長(zhǎng)激素基因能在小鼠細(xì)胞內(nèi)表達(dá)，說明遺傳密碼在不同種生物中可以通用，C項(xiàng)正確；將轉(zhuǎn)基因小鼠體細(xì)胞進(jìn)行核移植(克隆)，可以獲得多個(gè)具有外源基因的后代，D項(xiàng)正確。 12．(2018浙江五校聯(lián)考節(jié)選)請(qǐng)回答下列有關(guān)基因工程方面的問題： (1)科學(xué)家以卡那霉素抗性基因?yàn)闃?biāo)記基因，將來自加州月桂的硫酯酶編碼基因(te)轉(zhuǎn)入雙低油菜品種中，獲得了高油酸和高豆蔻酸轉(zhuǎn)基因油菜新品種。在獲取硫酯酶編碼基因(te)的過程中，常使用____________________對(duì)供體的核酸分子進(jìn)行特異性切割。為了提高重組DNA分子導(dǎo)入細(xì)胞的概率，一般常用________處理。最終的受體細(xì)胞表達(dá)產(chǎn)生________，標(biāo)志著轉(zhuǎn)基因育種初步成功。 (2)下列關(guān)于基因工程的敘述正確的是(　　) A．標(biāo)記基因在受體細(xì)胞中的表達(dá)標(biāo)志轉(zhuǎn)基因育種成功 B．限制性核酸內(nèi)切酶、DNA連接酶及載體是基因工程中常用的工具酶 C．卡那霉素抗性基因的表達(dá)提高了目的基因的導(dǎo)入概率 D．雖然目的基因來源于自然界，但依然存在安全性問題 答案　(1)限制性核酸內(nèi)切酶　氯化鈣　硫酯酶　(2)D 解析　(1)獲取目的基因(硫酯酶編碼基因)，需用限制性核酸內(nèi)切酶對(duì)含有目的基因的DNA片段進(jìn)行酶切。重組DNA分子導(dǎo)入細(xì)菌時(shí)，一般用氯化鈣處理細(xì)菌，以增加細(xì)胞壁的通透性，提高重組DNA分子導(dǎo)入細(xì)菌的概率。基因工程完成的標(biāo)志是獲得目的基因產(chǎn)物，因此對(duì)于本題而言，獲得硫酯酶即標(biāo)志著轉(zhuǎn)基因育種初步成功。(2)標(biāo)記基因(如卡那霉素抗性基因)用于篩選含有目的基因的受體細(xì)胞，目的基因在受體細(xì)胞中表達(dá)才標(biāo)志著轉(zhuǎn)基因育種成功，A、C錯(cuò)誤；限制性核酸內(nèi)切酶、DNA連接酶是基因工程中常用的工具酶，載體是基因工程的工具，不是工具酶，B錯(cuò)誤；轉(zhuǎn)基因食品可能會(huì)造成過敏、基因污染等，因此依然存在安全性問題，D正確。 13．干擾素是治療癌癥的藥物，成分是一種糖蛋白，它必須從人血液中提取，每升人血只能提取0.05 μg，所以價(jià)格昂貴?，F(xiàn)在美國(guó)加利福尼亞的基因公司用如圖所示的方式生產(chǎn)干擾素，請(qǐng)據(jù)圖回答下列問題： (1)從人的淋巴細(xì)胞中取出________，使它同質(zhì)粒相結(jié)合，然后移植到酵母菌體內(nèi)，讓酵母菌____________。 (2)酵母菌能用________的方式繁殖，速度很快，能大量生產(chǎn)________，不但提高了產(chǎn)量，也降低了成本。 (3)有人嘗試將干擾素基因與大腸桿菌的質(zhì)粒重組，轉(zhuǎn)入大腸桿菌體內(nèi)后，形成“工程菌”，此種操作能制備到干擾素嗎？________，請(qǐng)說明理由：__________________________ ________________________________________________________________________。 (4)中國(guó)青年科學(xué)家陳炬成功地把人的干擾素基因移植到煙草的DNA分子上，使煙草獲得了抗病毒的能力，試分析： ①人的基因之所以能接到植物體內(nèi)，其物質(zhì)基礎(chǔ)是________________________________。 ②煙草有了抗病能力，這表明煙草體內(nèi)產(chǎn)生了________________________________。 這個(gè)事實(shí)說明，人和植物共用一套________________________________________，蛋白質(zhì)合成方式________________。 答案　(1)干擾素基因　合成干擾素　(2)出芽生殖　干擾素　(3)不能　大腸桿菌是原核生物，無內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體等細(xì)胞器，無法合成糖蛋白　(4)①DNA結(jié)構(gòu)基本相同?、诟蓴_素　遺傳密碼　基本相同 解析　(1)通過基因工程構(gòu)建“工程菌”，方法是：從淋巴細(xì)胞中提取出干擾素基因，與質(zhì)粒結(jié)合形成重組質(zhì)粒，并通過相應(yīng)的檢測(cè)與鑒定得到相應(yīng)的酵母菌，然后通過培養(yǎng)該酵母菌，使之合成大量干擾素。(2)酵母菌能進(jìn)行出芽生殖，迅速繁殖菌體，因而能大量生產(chǎn)干擾素。(3)由于大腸桿菌是原核生物，無內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體等細(xì)胞器，無法合成糖蛋白，因此通常不用來制備干擾素。(4)基因工程的理論基礎(chǔ)：由于不同生物的DNA結(jié)構(gòu)基本相同，不同生物能進(jìn)行基因的移接；同時(shí)由于所有生物共用一套遺傳密碼，因此蛋白質(zhì)合成方式相同，煙草體內(nèi)可以產(chǎn)生干擾素。 14．(2017嘉興一中適應(yīng)改編)應(yīng)用生物工程技術(shù)獲得人們需要的新品種，請(qǐng)據(jù)圖回答下列問題： (1)基因工程的核心是________________，基本原理是讓人們感興趣的基因在宿主細(xì)胞中________________________________________________________________________。 (2)在a過程使用的工具酶有________。 A．胰蛋白酶和DNA連接酶 B．質(zhì)粒與DNA連接酶 C．限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶 D．限制性核酸內(nèi)切酶和胰蛋白酶 (3)b過程常采用____________法。 (4)下列相關(guān)敘述正確的是________。 A．過程e通常需要用氯化鈣處理以增加棉花細(xì)胞壁的通透性 B．過程f需要采用植物組織培養(yǎng)技術(shù) C．抗蟲基因一旦整合到棉花細(xì)胞的染色體上就能正常表達(dá) D．檢測(cè)抗蟲棉是否出現(xiàn)抗蟲性狀可檢測(cè)是否出現(xiàn)了相應(yīng)的mRNA 答案　(1)構(gòu)建重組DNA分子　穩(wěn)定和高效地表達(dá)　(2)C　(3)顯微注射　(4)B 解析　(1)基因工程的核心是構(gòu)建重組DNA分子，基本原理是讓人們感興趣的基因在宿主細(xì)胞中穩(wěn)定和高效地表達(dá)。(2)a過程表示構(gòu)建重組DNA分子的過程，該過程需要利用限制性核酸內(nèi)切酶而獲得目的基因，并對(duì)質(zhì)粒進(jìn)行切割形成相同的粘性末端，然后在DNA連接酶的作用下形成重組DNA分子，C項(xiàng)符合題意。(3)b過程表示將重組DNA分子導(dǎo)入受精卵，一般采用的方法為顯微注射法。(4)過程e表示將重組DNA分子導(dǎo)入植物細(xì)胞，不需要用氯化鈣處理，導(dǎo)入微生物細(xì)胞時(shí)，需要用氯化鈣處理微生物細(xì)胞以增加細(xì)胞壁的通透性，A錯(cuò)誤；過程f表示將植物細(xì)胞培養(yǎng)成植株，采用植物組織培養(yǎng)技術(shù)，B正確；抗蟲基因整合到棉花細(xì)胞的染色體上，還受到細(xì)胞內(nèi)各種因素的影響，不一定能正常表達(dá)，C錯(cuò)誤；檢測(cè)抗蟲棉是否出現(xiàn)抗蟲性狀，一般采用接種害蟲的方法，若害蟲取食棉花葉片后死亡，說明抗蟲棉表現(xiàn)出抗蟲性狀，反之未出現(xiàn)抗蟲性狀，D錯(cuò)誤。 [自助加餐] 15．基因工程的基本操作步驟如圖所示，其中甲、乙、丙表示結(jié)構(gòu)，①表示過程，下列相關(guān)敘述正確的是(　　) A．甲、乙分別表示含有抗性基因的質(zhì)粒、受體細(xì)胞 B．①過程表示用有抗生素的培養(yǎng)基篩選含目的基因的受體細(xì)胞 C．丙可以是單細(xì)胞、器官、植物或動(dòng)物 D．若要使丙表達(dá)人的蛋白質(zhì)，則乙是能分裂的人體細(xì)胞 答案　C 解析　根據(jù)圖示可知，甲為載體，可以是質(zhì)粒，也可以是λ噬菌體或動(dòng)植物病毒，A錯(cuò)誤；①過程表示篩選含有目的基因的受體細(xì)胞的過程，對(duì)于基因工程來講，標(biāo)記基因不一定為抗性基因，也可以是熒光標(biāo)記基因，因此，該過程不一定是用含有抗生素的培養(yǎng)基篩選含目的基因的受體細(xì)胞，B錯(cuò)誤；基因工程的受體細(xì)胞可以是微生物、植物或動(dòng)物，故丙可以是單細(xì)胞、器官、植物或動(dòng)物，C正確；若要使丙表達(dá)人的蛋白質(zhì)，乙可以為微生物或其他生物細(xì)胞，用其制備工程菌或生物反應(yīng)器也可快速表達(dá)人的蛋白質(zhì)，D錯(cuò)誤。 16．如圖是利用基因工程技術(shù)生產(chǎn)人胰島素的操作過程示意圖，有關(guān)說法錯(cuò)誤的是(　　) A．催化過程②的酶是逆轉(zhuǎn)錄酶 B．B上的抗性基因有利于篩選含重組DNA的受體細(xì)胞 C．催化過程⑦的DNA聚合酶的作用是促使脫氧核糖和磷酸間形成磷酸二酯鍵 D．⑨過程一般是在液體培養(yǎng)基上進(jìn)行的 答案　C 解析?、谑悄孓D(zhuǎn)錄過程，需要逆轉(zhuǎn)錄酶參與，A正確；B上的抗性基因是標(biāo)記基因，用于篩選含重組DNA的受體細(xì)胞，B正確；催化過程⑦的酶是DNA連接酶，C錯(cuò)誤；培養(yǎng)微生物獲得大量目的基因產(chǎn)物時(shí)一般用液體培養(yǎng)基，D正確。