3.3 基因工程的应用-【新课程能力培养】2024-2025学年高中生物选择性必修3 生物技术与工程同步练习（人教版2019）

参考答案与解析 细菌 Ｂ 不含有质粒 Ａ 及其上的基因， 即没有抗氨苄青 霉素基因； 质粒含抗四环素基因和抗氨苄青霉素基因， 基因发生重组时抗四环素基因被破坏， 抗氨苄青霉素基 因被保留， 故在含氨苄青霉素的培养基上能生长的是导 入了普通质粒或者重组质粒的细菌， Ｂ 错误； 同理， 在 含四环素的培养基上， 能生长的是导入了普通质粒 Ａ 的 细菌， Ｃ 正确； 目的基因成功表达的标志是受体细胞能 产生出人的生长激素， Ｄ 正确。 ５. （ １ ） 引物、 原料 （或脱氧核苷酸）、 酶 （耐高温 的 ＤＮＡ 聚合酶） 变性、 复性、 延伸 ＥｃｏＲⅠ 和 Ｓａｃ Ⅰ 可以防止目的基因和 Ｔｉ 质粒自身环化 （保证 Ｔｉ 质粒 与目的基因的正确连接） （ ２ ） ＤＮＡ 连接酶和限制酶 使重组载体能在大肠 杆菌中复制扩增 ＲＮＡ 聚合酶 氨苄青霉素 【解析】 （ １ ） 若目的基因为抗虫基因， 需要在连接 Ｔｉ 质粒前进行 ＰＣＲ 扩增， 根据 ＰＣＲ 技术需要的条件， 在样本中需要再加入引物、 原料 （或脱氧核苷酸）、 酶 （耐高温的 ＤＮＡ 聚合酶）， 一般要经历多次循环， 每次 循环可以分为变性、 复性、 延伸三步。 扩增后切割目的 基因， 根据限制酶识别的序列可以看出， 应使用表中的 限制酶 ＥｃｏＲⅠ 和 ＳａｃⅠ 切割图中的目的基因， 这样做使 目的基因两端产生了不同的黏性末端， 这样可以在目的 基因和质粒连接时， 防止目的基因和 Ｔｉ 质粒自身环化， 保证 Ｔｉ 质粒与目的基因的正确连接。 （ ２ ） ＤＮＡ 连接酶和限制酶是构建重组载体需要的 工具酶。 在重组质粒上插入大肠杆菌复制原点可保证重 组载体在大肠杆菌中复制扩增。 图中的启动子上有与 ＲＮＡ 聚合酶识别和结合位点 ， 从而驱 动 基 因 的 转 录， 便于基因的正常表达。 将重组载体导入大肠杆菌体 内后， 将其涂布于含氨苄青霉素的选择培养基上， 在其 上能正常生长的大肠杆菌是成功导入目的基因的大肠 杆菌。 第 3节 基因工程的应用 学习手册 知识点一 基因工程在农牧业方面的应用 知识梳理 ① —— a ② —— d ③ —— b ④ —— e ⑤ —— f ⑥ —— c 知识点二 在医药卫生领域和食品工业方面的应用 知识梳理 1. 抗体 重组人干扰素 2. （ 1 ） 药用蛋白 （ 2 ） 乳腺中特异表达的基因 （ 3 ） 受精卵 （ 4 ） 显微注射 （ 5 ） 乳汁 3. 抑制 除去 克隆 免疫排斥反应 4. （ 1 ） 外源 高效表达 （ 2 ） 酶 （ 3 ） ① 编码牛凝乳酶 ② 淀粉酶 脂酶 教材拓展 1. 雌性； 转基因动物进入泌乳期后， 可以通过分泌 乳汁来生产所需要的药物。 2. ① 猪的内脏构造、 大小、 血管分布与人极为相 似； ② 猪体内隐藏的、 可导致人类疾病的病毒远远少于 灵长类动物。 3. 提示： 干扰素是动物或人体细胞受到病毒侵染后 产生的一种具有干扰病毒复制作用的糖蛋白， 它是一种 抗病毒的特效药， 对治疗某些癌症也有一定疗效。 练习手册 基础练习 １. Ｄ 【解析】 乳腺生物反应器生产药用蛋白属于动 物基因工程技术的应用， Ａ 错误； 培育抗除草剂的作物 新品种属于植物基因工程技术的应用， Ｂ 错误； 利用微 生物生产重组人干扰素属于基因工程技术的应用， Ｃ 错 误； 用高产青霉菌生产青霉素属于诱变育种， 不属于基 因工程成果， Ｄ 正确。 ２. Ａ 【解析】 若将治疗遗传性囊性纤维病的正常基 因转入患者的体细胞中使其正常表达， 则不会通过遗传 传递给子代， Ａ 正确； 将治疗乙型肝炎的重组人干扰素 α-１ｂ 基因转入大肠杆菌， 筛选获得基因工程菌， 重组 质粒能随细菌分裂而遗传给后代， Ｂ 错误； 将鱼的抗冻 蛋白基因导入番茄， 培育出的耐寒的番茄植株细胞中都 33 高中生物选择性必修 3 （人教版） 含鱼的抗冻蛋白基因， 因而能遗传给后代， Ｃ 错误； 将 外源生长激素基因导入鲤鱼受精卵， 培育出转基因鲤鱼 细胞中都含外源生长激素基因， 因而能遗传给后代， Ｄ 错误。 ３. Ｄ 【解析】 植物基因工程技术的主要应用之一是 提高农作物的抗逆能力， 如抗寒性、 抗旱性等， Ａ 正 确； 遗传密码具有通用性， 生物界共用一套遗传密码， 故原核生物的基因能够在真核生物中表达， Ｂ 正确； 制 备乳腺生物反应器时， 将目的基因 （药用蛋白基因） 和 乳腺中特异表达的基因的启动子重组， 转基因动物就能 通过分泌乳汁来生产药品， 称为乳腺生物反应器， Ｃ 正 确； 将肠乳糖酶基因导入奶牛受精卵中， 得到转基因奶 牛， 分泌的乳汁中， 乳糖含量降低， Ｄ 错误。 ４. Ｃ 【解析】 用基因工程培育的抗虫植物能抗虫， 但不是所有害虫， Ａ 错误； 基因工程在畜牧业上的应用 主要是提高动物生长速度、 改善畜产品品质、 用转基因 动物生产药物， Ｂ 错误； 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， Ｃ 正确； 科学家将必 需氨基酸含量多的基因导入植物中， 以提高氨基酸的含 量， Ｄ 错误。 ５. Ｄ 【解析】 转基因克隆猪的培育过程中， 需要用 到转基因工具， 包括限制酶、 ＤＮＡ 连接酶和载体， Ａ 正 确； 目前制约人体器官移植的两大难题是器官短缺和免 疫排斥， Ｂ 正确； 由于猪的内脏构造、 大小、 血管分布 与人极为相似， 而且猪体内隐藏的、 可导致人类疾病的 病毒要远远少于灵长类动物， 科学家由此提出是否可以 用猪的器官来解决人类器官来源的问题， Ｃ 正确； 由题 意可知， 将器官供体基因组中导入某种调节因子， 以抑 制抗原决定基因的表达或设法除去抗原决定基因， 不是 作为标记基因， Ｄ 错误。 ６. Ｄ 【解析】 阿巴斯甜主要由天冬氨酸和苯丙氨酸 形成， 这两种氨基酸就可以通过基因工程实现大规模生 产， Ａ 正确； 将编码牛凝乳酶的基因导入大肠杆菌、 黑 曲霉或酵母菌的基因组中， 再通过发酵生产凝乳酶， Ｂ 正确； 通过基因工程生产的工业用酶， 纯度高、 成本 低， 生产效率高， Ｃ 正确； 用基因工程技术还可以生 产出 “超级细菌”， 可以处理环境中部分的污染物， Ｄ 错误。 提升练习 １. ＡＢＣＤ 【解析】 将胰岛素基因表达质粒转入大肠 杆菌， 获得的工程菌中含有相应的遗传物质并可以遗 传给后代， Ａ 正确； 将花青素代谢基因导入植物体细 胞， 获得的植株花色发生了变异， 说明花青素代谢基 因成功表达 ， 此性状可通过无性繁殖遗传给后代 ， Ｂ 正确； 向奶牛受精卵中导入肠乳糖酶基因， 培育出的 奶牛可合成乳糖酶， 乳糖酶分解乳糖， 使牛乳中乳糖 含量降低， 说明乳糖酶基因成功表达， 该基因也能遗 传给子代， Ｃ 正确； 将牛凝乳酶基因导入酵母菌的基 因组中， 培育出凝乳酶产量高的酵母菌， 故能遗传给 后代， Ｄ 正确。 ２. ＡＤ 【解析】 科学家培养转基因动物时利用了基 因工程技术、 动物细胞培养和胚胎移植等技术， Ａ 正 确； 培育乳腺生物反应器需要将人的生长激素基因与乳 腺中特异性表达基因的启动子等调控元件重组在一起， Ｂ 错误； 将人的生长激素基因导入动物受精卵， 常通过 显微注射法导入哺乳动物的受精卵中， Ｃ 错误； 由于转 入的目的基因在乳腺中可以高效表达， 利用乳腺可以分 泌乳汁的特点， 需要进入泌乳期能才能大量产生人的生 长激素， Ｄ 正确。 ３. （ １ ） 启动子 显微注射法 ＲＮＡ 聚合酶识别和 结合 （ ２ ） ＰＣＲ （ ３ ） 目的基因进入受体细胞内， 并且在受体细胞内 维持稳定和表达的过程 【解析】 （ １ ） 将药用蛋白基因与乳腺中特异性表达 的基因的启动子等调控组件重组在一起， 通过显微注射 等方法导入哺乳动物的受精卵中， 这样才能让药用蛋白 基因特异性表达。 启动子位于基因的首端， 它是 ＲＮＡ 聚合酶识别和结合的部位。 （ ２ ） 检测受体细胞染色体的 ＤＮＡ 上是否插入目的 基因可用 ＰＣＲ 技术。 （ ３ ） 转化是指目的基因进入受体细胞内， 并且在受 体细胞内维持稳定和表达的过程。 34 练 高中生物选择性必修 3 （人教版） 知识点一 基因工程在农牧业方面的应用 1. 下列不属于基因工程成果的是 （ ） Ａ. 利用乳腺生物反应器生产药用蛋白 Ｂ. 培育抗除草剂的作物新品种 Ｃ. 利用微生物生产重组人干扰素 Ｄ. 用高产青霉菌生产青霉素 ２. 下列生物技术操作对生物遗传物质的改 造， 不会遗传给子代的是 （ ） Ａ. 用经过修饰的腺病毒做载体将治疗遗 传性囊性纤维病的正常基因转入患者 组织中 Ｂ. 将治疗乙型肝炎的重组人干扰素 α－１ｂ 基因转入大肠杆菌， 筛选获得基因工 程菌 Ｃ. 将鱼的抗冻蛋白基因导入番茄， 获得 耐寒的番茄植株 Ｄ. 将外源生长激素基因导入鲤鱼受精卵， 培育出快速生长的转基因鲤鱼 ３. 下列关于基因工程应用的叙述， 错误的是 （ ） Ａ. 植物基因工程可用于提高农作物的抗 逆能力 Ｂ. 原核生物的基因能够在真核生物中 表达 Ｃ. 转基因动物通过分泌乳汁来生产药品， 称为乳腺生物反应器 Ｄ. 将肠乳糖酶基因导入奶牛乳腺细胞中， 分泌的乳汁中， 乳糖含量降低 ４. 下列关于基因工程叙述正确的是 （ ） 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， 以提高氨基酸的含量 知识点二 在医药卫生领域和食品工业 方面的应用 ５. 在治疗人类疾病时， 转基因克隆动物的细 胞、 组织和器官可以作为异种移植的供 体， 欧洲哥廷根小型猪已经成为国际上理 想的异种器官移植研究材料， 为了解决免 疫排斥的问题， 科学家采用的方法是将器 官供体基因组中导入某种调节因子， 以抑 制抗原决定基因的表达或设法除去抗原决 定基因。 下列相关叙述错误的是 （ ） Ａ. 上述转基因技术需要用到的工具有限 制酶、 ＤＮＡ 连接酶和载体 Ｂ. 器官短缺和免疫排斥是目前制约人体 器官移植的两大难题 Ｃ. 猪的内脏构造、 大小和血管分布与人 极为相似， 而且病毒数量少于灵长类 动物 第 3 节 基因工程的应用 基 础 练 习 48 练 第 3章 基因工程 Ｄ. 在供体基因组中导入的某种调节因子 属于标记基因 ６. 下列关于基因工程在食品工业方面的应用 叙述， 错误的是 （ ） Ａ. 阿巴斯甜主要由天冬氨酸和苯丙氨酸 形成， 这两种氨基酸可以通过基因工 程实现大规模生产 Ｂ. 将编码牛凝乳酶的基因导入大肠杆菌、 黑曲霉或酵母菌的基因组中， 再通过 发酵生产凝乳酶 Ｃ. 通过基因工程生产的工业用酶， 纯度 高、 成本低， 生产效率高 Ｄ. 用基因工程技术还可以生产出 “超级 细菌”， 可以处理环境中全部的污染物 一、 不定项选择题 １. 下列生物技术操作对遗传物质的改造， 会 遗传给子代的是 （ ） Ａ. 将胰岛素基因重组质粒转入大肠杆菌， 筛选获得基因工程菌 Ｂ. 将花青素代谢基因导入植物体细胞 ， 经无性繁殖获得花色变异植株 Ｃ. 将肠乳糖酶基因导入奶牛受精卵， 培 育出产低乳糖牛乳的奶牛 Ｄ. 将牛凝乳酶基因导入酵母菌的基因组 中， 培育出凝乳酶产量高的酵母菌 ２. 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。 科学家培养转 基因动物成为乳腺生物反应器时 （ ） Ａ. 利用了基因工程技术 Ｂ. 不需要乳腺中特异性表达基因的启动子 Ｃ. 利用农杆菌转化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” 二、 非选择题 ３. 科学家利用基因工程技术可以使哺乳动物 本身变成 “批量生产药物的工厂”。 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。 请回答有关问题： （ １ ） 科学家将药用蛋白基因与乳腺中特异 性表达的基因的 等调控组件 重组在一起， 通过 等方法， 导入哺乳动物的受精卵中。 启动子位 于基因的首端， 它是 的部位。 （ ２ ） 为确定受体细胞中染色体的 ＤＮＡ 上 是否插入了目的基因， 可利用 技术进行检测。 （ ３ ） 基因工程的实施过程中， 根据不同的 受体细胞采用不同的转化方法。 转化 是指 。 提 升 练 习 49