第3章 第二节 基因工程的应用价值（课件PPT）-【新课程学案】2024-2025学年高中生物选择性必修3 生物技术与工程（苏教版2019）

第二节 基因工程的应用价值 学习目标 1.举例说出基因工程在农牧业、食品业和医药业等方面的应用。 2.阐明乳腺生物反应器的制备过程,关注基因工程的进展。 课时跟踪检测 CONTENTS 目录 1 2 3 知识点(一)　基因工程在农牧业中的应用价值 知识点(二)　基因工程在食品业和医药业中的应用价值 课堂小结与随堂训练 4 NO.1 知识点(一)　基因工程在农牧业中的应用价值 1.转基因生物:利用_________技术培育的、能稳定遗传________ _____________的生物。这些可改造的生物既可以是________,也可以是___________。 教材知识梳理 基因工程 外源基因 所决定的性状 微生物 植物或动物 2.转基因生物的应用价值 应用类型 应用举例 目的基因 植物基因工程 转基因____植物 番木瓜、小麦、甜椒、番茄等 病毒的______酶基因和衣壳蛋白基因、几丁质酶基因、植物抗毒素基因 转基因____植物 棉花、水稻、玉米、大豆、烟草等 编码苏云金杆菌Bt毒蛋白的基因 转基因抗逆植物 番茄、烟草 鱼类_________基因、调节细胞________的基因 抗病 复制 抗虫 抗冻蛋白 渗透压 动物基因工程 改善畜牧产品的品质 猪 ω-3脂肪酸去饱和酶基因 提高动物的生长速度 绵羊、三文鱼 外源生长激素基因 续表 主要优点 ①能打破常规育种难以突破的物种之间的界限; ②培育转基因生物新品种,提高农牧业的产量和产品品质; ③减少农药等用量,既节省生产成本,又有利于环境保护 [微提醒] 转基因生物用到的技术 (1)转基因植物:基因工程、植物组织培养。 (2)转基因动物:基因工程、动物细胞培养、早期胚胎培养、胚胎移植等。 转基因植物和转基因动物的培育过程 1.转基因植物的培育过程 核心要点点拨 2.转基因动物的培育过程(以转基因牛培育过程为例) [典例]　(2024·徐州高二期末)人组织纤溶酶原激活物(htPA)是一种重要的药用蛋白,可在转htPA基因母羊的羊乳中获得。流程如下: (1)htPA基因与载体用　　　 　　切割后,通过DNA连接酶连接,以构建重组表达载体。检测目的基因是否已插入受体细胞DNA,可采用_______________法。  [解析]　用同种限制酶对目的基因和载体进行切割,以形成相同的黏性末端。检测目的基因是否已插入受体细胞DNA,常用DNA分子杂交法。 同种限制酶　 DNA分子杂交 (2)为获取更多的卵(母)细胞,要对供体母羊注射促性腺激素,使其_________。采集的精子需要经过___________,才具备受精能力。 [解析]　对供体母羊注射促性腺激素可以使其超数排卵,采集的精子需要经过获能处理后才具备受精能力。 超数排卵 获能(处理) (3)将重组表达载体导入受精卵常用的方法是　　　　　　。为了获得母羊,移植前需对已成功转入目的基因的胚胎进行__________。利用胚胎分割和胚胎移植技术可获得多个转基因个体,这体现了早期胚胎细胞的　　　　。  [解析]　将重组表达载体导入受精卵(动物细胞)常用的方法是显微注射法。为了获得母羊,需要对胚胎进行性别鉴定。利用胚胎分割和胚胎移植技术可获得多个转基因个体,依据的原理是早期胚胎细胞的全能性。 显微注射法　 性别鉴定 全能性 (4)若在转htPA基因母羊的羊乳中检测到______________________ _________,说明目的基因成功表达。  [解析]　目的基因成功表达的标志是在转基因母羊的羊乳中检测到htPA,即人组织纤溶酶原激活物。 htPA(或人组织纤溶酶 原激活物) (一)澄清概念 1.判断下列叙述的正误 (1)在用基因工程技术构建抗除草剂的转基因烟草过程中,用含除草剂的培养基筛选转基因烟草细胞。 ( ) (2)动物的生长激素基因转入植物后不能表达。 ( ) (3)农业害虫不会对转基因抗虫作物产生抗性。 ( ) 层级训练评价 √ × × (4)培育转基因抗病植物的目的基因可来源于病毒、真菌等。 ( ) (5)转入外源生长素基因的转基因动物,生长速度更快。 ( ) (6)运用基因工程改良动植物品种,最突出的优点是能打破常规育种难以突破的物种之间的界限。 ( ) √ × √ (二)落实知能 2.科学家通过基因工程的方法,能使马铃薯块茎含有人奶主要蛋白。以下有关基因工程的叙述错误的是(　　) A.在基因工程中,PCR技术可用于任何目的基因的获取,且能迅速获得大量目的基因 B.启动子对于目的基因在块茎中的表达是不可缺少的 √ C.应用DNA探针技术,可以检测转基因马铃薯植株中目的基因的存在及其转录产物 D.用同一种限制酶分别处理质粒和含目的基因的DNA,可用DNA连接酶连接形成重组DNA分子 解析:在基因工程中,用PCR技术获取目的基因,需要已知目的基因的部分核苷酸序列,以便制备引物,则未知核苷酸序列的目的基因不能用PCR法获取,A错误;基因表达载体中的启动子能驱动基因转录,促进基因表达,因此该结构对于目的基因在块茎中的表达是不可缺少的,B正确;应用DNA探针技术,可以检测转基因马铃薯植株中目的基因的存在及其是否转录,若要检测是否翻译合成蛋白质,还需用抗原—抗体杂交技术,C正确;用同种限制酶处理质粒和含有目的基因的DNA,可产生相同的黏性末端,再用DNA连接酶连接就可以形成重组DNA分子,D正确。 3.为了防止转基因作物的目的基因通过花粉转移到自然界中的其他植物中,科学家设法将目的基因整合到受体细胞的叶绿体基因组中。其原因是 (　　) A.叶绿体基因组不会进入到生殖细胞中 B.受精卵中的细胞质几乎全部来自卵细胞 C.转基因植物与其他植物间不能通过花粉发生基因交流 D.叶绿体基因一定会遗传给下一代 √ 解析:卵细胞中含有叶绿体基因组,A不符合题意;受精卵中的细胞质几乎全部来自卵细胞,精子中几乎不含叶绿体基因组,即叶绿体中的目的基因不会通过花粉传递给下一代,将目的基因导入叶绿体基因组中可避免外源基因随花粉扩散,B符合题意;转基因植物与其他植物间能通过花粉发生基因交流,C不符合题意;花粉中的叶绿体基因几乎不会遗传给下一代,D不符合题意。 (三)迁移应用 4.下图是研究人员利用生物工程技术培育能产生人生长激素的转基因牛的过程。下列叙述正确的是(　　) A.①过程需要的工具有限制酶、DNA连接酶和载体 B.接受了重组DNA的受精卵可直接移植到代孕母牛的子宫 C.若在②过程中培养到囊胚阶段,对胚胎进行酶处理,可培育出多头相同的转基因牛 D.胚胎干细胞具有全能性,故受体细胞可用胚胎干细胞代替受精卵 √ 解析:①过程表示基因表达载体的构建,需限制酶、DNA连接酶和载体,A正确;接受了重组DNA的受精卵需要在体外培养至桑椹胚或囊胚阶段,再移植到代孕母牛的子宫,B错误;若在②过程中培养到囊胚阶段,对胚胎进行胚胎分割处理,可培育出多头相同的转基因牛,C错误;胚胎干细胞具有发育的全能性,能够形成所需的各种组织和器官,但是一般不易形成个体,因此不能用胚胎干细胞代替受精卵,D错误。 5.(2024·常州模拟)科研小组利用基因工程技术将“抗虫基因”转入棉花细胞成功培育出抗虫棉,该技术所用的含“抗虫基因”的DNA与质粒上相关限制酶的酶切位点分别如图1、图2所示(不同限制酶的识别序列和酶切位点: 请分析并回答下列问题: (1)通过PCR扩增获得“抗虫基因”时,依据___________________　________设计引物,引物的作用是_______________________________ ______________________。  解析:要根据抗虫基因的一段核苷酸序列设计引物,引物的作用是使DNA聚合酶(Taq酶)从引物的3'端开始连接脱氧核苷酸。 目的基因的脱氧核苷 酸序列 使DNA聚合酶(Taq酶)从引物的3' 端开始连接脱氧核苷酸 (2)培育转基因抗虫棉的核心工作是　　　　　　　　。科研人员分别使用HindⅢ和Sau3AⅠ两种限制酶处理含目的基因的DNA片段,用HindⅢ和BamHⅠ两种限制酶处理质粒,试分析切割质粒时用限制酶BamHⅠ替换Sau3AⅠ的原因是_________________________________ ____________________。  构建基因表达载体　 限制酶Sau3AⅠ和BamHⅠ酶切以后 产生相同的黏性末端 解析:如果直接将目的基因转入受体细胞不会表达,所以为了保证目的基因在受体细胞中稳定存在并表达和发挥作用,需要构建基因表达载体,所以培育转基因抗虫棉的核心工作是构建基因表达载体。根据目的基因两侧的限制酶分布可知,为避免目的基因反向插入,应该选用两种酶切割目的基因和质粒,由于限制酶Sau3AⅠ和BamHⅠ酶切以后产生相同的黏性末端,所以可用BamHⅠ替换Sau3AⅠ。 (3)欲确定“抗虫基因”是否表达出“抗虫蛋白”,在分子水平上的检测方法是　　　　　　　 ,该方法的原理是__________________ ___________________。  解析:在分子水平上检测转基因棉花是否表达出“抗虫蛋白”的方法是用相应的抗体进行抗原—抗体杂交,该方法的原理是抗体与相应的抗原发生特异性免疫反应。 抗原—抗体杂交 抗体与相应的抗原 发生特异性免疫反应 (4)生产上常将转基因抗虫棉与非转基因棉花混合播种,目的是______________________________________。  解析:生产上常将上述转基因棉花与非转基因棉花混合播种,从而减缓棉铃虫种群抗虫基因频率的增加速度。 减缓棉铃虫种群抗虫基因频率的增加速度 (5)在基因工程的操作过程中,标记基因在检测目的基因是否导入受体菌方面广泛应用。环丝氨酸辅助筛选法:四环素能使细菌停止生长但不致死;环丝氨酸能使正常生长的细菌致死,而对停止生长的细菌不致死。某质粒如图所示(AmpR表示氨苄青霉素抗性基因,tetr表示四环素抗性基因),tetr中插入目的基因后失活。 用此质粒构建表达载体,转化细菌后,结果有3种:未转化的细菌(无外源DNA进入)、含空质粒(没有连接目的基因的质粒)的细菌、含重组质粒的细菌。 ①用含有　　　　和　 　　的培养基对上述3种细菌进行筛选,只有含空质粒的细菌被淘汰,理由是__________________________ _______________________________。  ②在上述筛选的基础上,若要筛选出含重组质粒的细菌,还需使用含有　　　　　　的培养基。  四环素 环丝氨酸 含空质粒的细菌有tetr,四环素 对其不起作用,环丝氨酸使其致死 氨苄青霉素 解析:①用含有四环素和环丝氨酸的培养基对上述3种细菌进行筛选,只有含空质粒的细菌被淘汰,而未转化的细菌和含有重组质粒的细菌停止生长,因为含空质粒的细菌有tetr,四环素对其不起作用,而环丝氨酸使其致死。②在上述筛选的基础上,若要筛选出含重组质粒的细菌,还需使用含有氨苄青霉素的培养基,因为重组质粒上存在氨苄青霉素抗性基因(AmpR),则在该培养基上含有重组质粒的细菌能正常生长,而未转化的细菌被淘汰。 NO.2 知识点(二)　基因工程在食品业和医药业中的应用价值 教材知识梳理 (一)基因工程在食品业中的应用价值 1.植物品质改良主要包括植物________、糖类、脂肪品质的改良以及维生素____________的改良等方面。 2.基因工程在_________、助鲜剂、甜味剂等食品添加剂的生产,以及广泛应用于食品制造业的淀粉酶、_________、脂肪酶、蛋白酶的大规模生产方面也大显身手。 蛋白质 种类和含量 氨基酸 纤维素酶 (二)基因工程在医药业中的应用价值 1.基因工程药物 (1)利用_______________生产基因工程药物,如重组人胰岛素、细胞因子、抗体、疫苗、激素等。 (2)利用生物反应器生产药物 ①生物反应器的种类:乳腺生物反应器、_____生物反应器、______生物反应器等。 转基因工程菌 膀胱 输卵管 ②乳腺生物反应器的构建 2.基因治疗 (1)含义:利用正常基因_____________________的治疗方法。 (2)应用技术:__________、基因分离、载体构建、目的基因导入等技术。 (3)途径(类型):______途径和_______途径。 置换或弥补缺陷基因 基因诊断 体内 体外 种类 概念 体内途径 将分离出来的带有治疗作用的基因通过载体转入患者体内的某些细胞,直接____________缺陷基因的功能 体外途径 采用转基因技术将带有治疗作用的基因导入病毒基因组,再用病毒感染受体细胞(患者细胞),治疗基因整合到受体基因组后,受体细胞经______培养、增殖后导入患者体内 纠正或弥补 体外 [微提醒] 与大肠杆菌相比用酵母菌生产胰岛素的优势 酵母菌为真核生物,可通过内质网和高尔基体对产生的胰岛素进行加工和修饰,从而产生有活性的胰岛素。 核心要点点拨 (一)图示法理解乳腺生物反应器的操作过程 (二)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 指让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 哺乳动物的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 基因产物 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 导入目的 基因的方式 显微注射法 感受态细胞法 续表 生产条件 不需严格灭菌;温度等外界条件对其影响不大 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 发酵生产、提取设备 续表 (三)基因治疗两种途径的比较 类型 体外途径 体内途径 不同点 过程 从患者体内获得受体细胞→体外完成目的基因转移→培养、筛选→细胞增殖→输入患者体内 直接向患者体内受体细胞中转移目的基因 特点 操作复杂,但效果较为可靠 操作简便,但效果难以控制 相同点 都属于基因治疗,都是将带有治疗作用的基因导入靶细胞,置换或弥补缺陷基因 [典例]　(2024·徐州质检)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,其大致过程如图所示。下列有关说法错误的是 (　　) A.通过③形成的重组质粒具有人的药用蛋白基因、复制原点、终止子和标记基因即可 B.④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]　要让人的药用蛋白基因在乳腺细胞内表达并分泌含药物的乳汁,重组质粒上必须具有乳腺蛋白基因的启动子等,A错误;转基因动物通常利用的受体细胞是受精卵,采用显微注射法,B正确;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,C正确;该技术生产药物的优点是产量高、质量好、易提取,D正确。 层级训练评价 (一)澄清概念 1.判断下列叙述的正误 (1)将腺苷酸脱氨酶基因转入淋巴细胞后回输患者,进行基因治疗不会遗传给子代。 ( ) (2)将人的干扰素基因重组到质粒后导入大肠杆菌,可获得能产生人干扰素的菌株。 ( ) (3)用大肠杆菌生产的人的胰岛素没有活性。 ( ) √ √ √ (4)药用蛋白基因只在乳腺细胞中表达的原因是药用蛋白基因只存在于乳腺细胞中,其他细胞中没有。 ( ) (5)在青霉菌体内获取青霉素属于利用基因工程技术制取药物。 ( ) × × (二)落实知能 2.科学家培养出一种转基因小鼠,其膀胱上皮细胞可以合成人的生长激素并分泌到尿液中。下列叙述正确的是(　　) A.用显微注射技术将人的生长激素基因导入小鼠膀胱上皮细胞 B.人的生长激素基因只存在于小鼠的膀胱上皮细胞中 C.在小鼠体内检测到人的生长激素基因,说明成功获得转基因小鼠 D.膀胱生物反应器与乳腺生物反应器相比,受体不受性别限制、来源广泛 √ 解析:进行基因转移时,通常要将外源基因转入受精卵中,原因是受精卵具有全能性,可使外源基因在相应组织细胞表达,A错误;人的生长激素基因存在于小鼠所有细胞中,但只在小鼠的膀胱上皮细胞表达,B错误;只在小鼠细胞中检测到人的生长激素基因,不能说明该技术已获得成功,还需要检测尿液中是否含有人的生长激素,C错误;乳腺生物反应器只能由雌性动物获得,而利用雌雄动物都可获得膀胱生物反应器,D正确。 3.下列关于利用乳腺生物反应器生产药用蛋白的叙述,正确的是 (　　) A.可以使用钙离子处理法将基因表达载体导入受体体细胞 B.相关目的基因需与乳腺蛋白基因的启动子等重组在一起 C.需要借助于核移植技术、早期胚胎培养和胚胎移植技术培育出转基因动物 D.药物的生产不会受到转基因动物性别和年龄的限制 √ 解析:乳腺生物反应器的受体是哺乳动物细胞,将目的基因导入哺乳动物细胞的方法是显微注射法,A错误;相关目的基因需与乳腺蛋白基因的启动子等重组在一起,才能使药用蛋白基因在受体动物乳腺细胞中特异性表达,B正确;乳腺生物反应器的培育过程中不涉及核移植技术,C错误;由于乳腺生物反应器需要利用动物产生的乳汁进行药物生产,故药物的生产受到转基因动物性别和年龄的限制,要求选择合适的雌性个体,D错误。 4.(2024·无锡月考)下列关于应用基因工程治疗人类遗传病的叙述,不正确的是 (　　) A.基因治疗是治疗遗传病的有效手段 B.基因治疗并不是对患者体内细胞的缺陷基因改造 C.进行基因治疗时,基因的受体细胞是受精卵 D.基因治疗可以有效改善患者生理状态,其操作对象是基因 √ 解析:基因治疗从基因层面改造细胞,从而改变个体的性状,是治疗遗传病的有效手段,A正确;基因治疗是指利用正常基因置换或弥补缺陷基因的治疗方法,并不是对患者体内细胞的缺陷基因进行改造,并且基因治疗时基因的受体细胞是有缺陷的细胞,而不是受精卵,B正确,C错误;基因治疗可有效改善患者生理状态,其操作对象是基因,D正确。 (三)迁移应用 5.(2024·泰州高二阶段测)成纤维干细胞是治疗糖尿病的理想干细胞,被诱导分化后的成纤维干细胞能够分泌胰岛素,却不能随血糖浓度变化改变分泌量。研究发现葡萄糖转运子和葡萄糖激酶可以使胰岛素基因在血糖的调节下进行表达,因此通过基因工程技术可使被诱导分化后的成纤维干细胞能随血糖浓度变化改变分泌量,过程如图所示。 (1)如图所示,成纤维干细胞被诱导分化成具有与胰岛　　　细胞功能相同的细胞。  解析:被诱导分化后的成纤维干细胞能够分泌胰岛素,说明其具有与胰岛B细胞相同的功能。 B (2)图中[a]　 　　　　的构建是实现基因工程的第二步,使用两种限制酶的目的是　　　　　　　　　　 。 解析:基因表达载体的构建是实现基因工程的第二步,也是基因工程的核心步骤,使用两种限制酶的目的是使两个基因分别整合到质粒的不同位点。 基因表达载体　 使两个基因分别整合到质粒的不同位点 (3)从甲到乙需要的生物工程技术是　　　　 　　,一般应满足所需要的条件是_________________________________________________ _______________。  解析:据图可知,甲是导入目的基因的受体细胞(成纤维干细胞),从甲到乙是由成纤维干细胞分裂形成多个细胞的过程,该过程用到动物细胞培养技术,该过程需要满足无菌和无毒的环境、多种营养物质、温度和pH适宜、合适的气体环境。 动物细胞培养　 无菌和无毒的环境、多种营养物质、温度和pH适宜、 合适的气体环境 (4)以下关于乙、丙细胞的判断,正确的是　　　[多选]。  A.基因组成完全相同 B.mRNA种类不完全相同 C.tRNA种类完全不同　　 D.蛋白质种类完全不同 AB 解析:细胞分化的实质是基因的选择性表达,从乙细胞到丙细胞是诱导细胞分化形成胰岛B细胞的过程,因此乙细胞和丙细胞的基因组成完全相同,mRNA种类不完全相同,A、B正确;不同细胞中tRNA种类可能相同,蛋白质种类不完全相同,C、D错误。 (5)研究人员使用腺病毒形成重组DNA来提高转导率,但发现导入后受体细胞易因病毒蛋白的表达而受到免疫细胞、免疫分子的攻击导致治疗失败。从基因工程技术应用的角度,推测最有效的改进措施是________ _______________________________________________。  解析:使腺病毒上被免疫细胞、免疫分子识别的病毒蛋白基因缺失,可以避免治疗失败。 使腺病 毒上被免疫细胞、免疫分子识别的病毒蛋白基因缺失 (6)与直接导入定向诱导分化的成纤维干细胞相比,辅以上述转基因技术的干细胞疗法在糖尿病治疗上的优势在于_________________________ ________________________________________。  解析:据题意可知,分化后的成纤维干细胞分泌胰岛素不受血糖浓度变化影响,持续分泌会导致血糖浓度过低造成低血糖,而导入了葡萄糖转运子基因和葡萄糖激酶基因后,可以使胰岛素基因在血糖的反馈调节下进行表达,血糖浓度低时能减少胰岛素表达和分泌,保持血糖浓度的相对稳定。 胰岛素的分泌能随血糖浓度 变化改变分泌量,有利于维持血糖含量的稳定 课堂小结与随堂训练 NO.3 一、知识体系构建 二、关键语句必背 1.转基因生物是指利用基因工程技术培育的、能稳定遗传外源基因所决定的性状的生物。运用基因工程改良动植物品种,最突出的优点是能打破常规育种难以突破的物种之间的界限。 2.基因治疗是利用正常基因置换或弥补缺陷基因的治疗方法。应用技术有基因诊断、基因分离、载体构建、目的基因导入等。 3.获得乳腺生物反应器的做法一般是先将药用蛋白基因与乳腺蛋白基因的启动子等重组起来,转入哺乳动物的受精卵中,再让这些受精卵在母体内生长发育成转基因动物。 三、素养好题训练 1.某医学遗传研究所成功培育出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,以下与此有关的叙述中,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.“提高基因的表达水平”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:利用基因工程技术培育的、能稳定遗传外源基因所决定的性状的动物,称为“转基因动物”,其用到的受体细胞一般是受精卵,发育成的个体几乎所有细胞中都有相同的外源基因,A、C错误;“提高基因的表达水平”是指增强人白蛋白基因表达,人白蛋白基因数目没有增多,B错误;转基因牛的肌肉细胞中也有人白蛋白基因,只是不能表达,D正确。 2.W是一种具有特定功能的人体蛋白质。某研究小组利用膀胱生物反应器制备W的过程如下图,下列有关说法不正确的是 (　　) A.步骤①构建的重组表达载体中含有膀胱中特异表达基因的启动子 B.步骤②可使用显微注射技术将基因表达载体导入受精卵 C.膀胱生物反应器与乳腺生物反应器相比具有不受年龄和性别限制等优点 D.W基因只在转基因动物膀胱细胞中存在并表达 √ 解析:启动子是RNA聚合酶识别、结合和开始转录的一段DNA序列,重组表达载体中含有膀胱中特异表达基因的启动子,以便特异性表达基因的转录与翻译,A正确;步骤②是将重组载体导入到受精卵,常用显微注射技术,B正确;乳腺生物反应器要求性别是雌性、年龄适宜,膀胱生物反应器没有这些要求,C正确;W基因导入到受精卵中,在转基因动物的所有体细胞中都有,但只在膀胱细胞中表达,D错误。 3.番茄作为一种常见的水果蔬菜,在日常生活中的需求量日益增大,但是在较低温度下运输或储存的过程中容易出现冻伤的现象,从而影响番茄的口感和品质。科学家利用基因工程技术培育出抗冻的转基因番茄。如图甲为BamH Ⅰ和Hind Ⅲ的识别序列,图乙为外源DNA和质粒上标出的酶切位点及相关基因,其中AFPs基因为抗冻基因。下列相关叙述错误的是 (　　) A.图中的外源DNA用BamHⅠ切割后,会产生4个黏性末端 B.应用BamHⅠ和Hind Ⅲ切割目的基因和质粒,以避免其自连或反接 C.能在含四环素的培养基上生长的受体细胞中一定都含有AFPs基因 D.获得的AFPs基因应插入质粒上的启动子与终止子之间 √ 解析:图乙中外源DNA上有两个BamHⅠ的酶切位点,因此用BamHⅠ切割后,会产生4个黏性末端,A正确;同一种限制酶切割产生的黏性末端相同,因此用同一种酶切割目的基因和质粒会出现自连或反接,用两种不同的限制酶切割可以避免自连或反接,B正确;能在含四环素的培养基上生长的受体细胞中可能含有连接AFPs基因的重组质粒,也可能含没有和目的基因相连的普通质粒,C错误;获得的AFPs基因应插入质粒上的启动子与终止子之间,以保证目的基因能被正常的转录,D正确。 4.棉蚜是棉花的主要害虫之一。雪花莲凝集素(GNA)与尾穗苋凝集素(ACA)具有良好抗蚜虫效果。研究人员将GNA基因与ACA基因连接成融合基因GA,并构建双抗虫基因的重组表达载体转入棉花,过程如下图。下列叙述错误的是 (　　) A.构建植物表达载体,应选用限制酶BsaBⅠ、KpnⅠ和XhoⅠ进行酶切 B.KpnⅠ、XhoⅠ双酶切可确保融合基因与载体的正确连接 C.用农杆菌转化法将目的基因转入棉花愈伤组织需无菌操作 D.可用DNA分子杂交或抗原-抗体杂交技术检测目的基因是否表达 √ 解析:由图分析可知,构建植物表达载体过程中要选用限制酶BsaBⅠ、KpnⅠ和XhoⅠ进行酶切,A正确;KpnⅠ、XhoⅠ双酶切可确保融合基因与载体产生相同的末端以确保二者的正确连接,B正确;用农杆菌转化法将目的基因转入棉花愈伤组织需无菌操作以防止杂菌污染干扰实验,C正确;用DNA分子杂交技术检测是否插入了目的基因,用抗原-抗体杂交技术检测目的基因是否表达,D错误。 5.在培育转基因植物的研究中,卡那霉素抗性基因(kanr)常作为标记基因,只有含卡那霉素抗性基因的细胞和组织才能在卡那霉素培养基上生长。下图为获得抗虫棉的技术流程。请据图回答,下列叙述正确的是 (　　) ①A过程需要的酶主要有限制性内切核酸酶和DNA连接酶　②B过程需要加入卡那霉素进行选择培养　③C为脱分化过程,培养基中只需加入营养物质、琼脂、卡那霉素　④D过程可以用放射性同位素(或荧光分子)标记的抗虫基因作为探针进行分子水平的检测　⑤D过程可以用害虫侵害植株进行个体水平的检测 A.①②③④⑤ B.①②④⑤ C.③④⑤ D.①③④⑤ √ 解析:图中A为基因表达载体的构建过程,该过程首先需要限制酶切割含有目的基因的外源DNA分子和质粒,其次还需DNA连接酶将目的基因和质粒连接形成重组质粒,①正确;质粒上含有卡那霉素抗性基因(kanr),所以B过程需要加入卡那霉素进行选择培养,②正确;图中C为脱分化过程,培养基中需加入琼脂、营养物质、激素、卡那霉素等,③错误;检测目的基因是否插入棉花的基因组DNA分子中,常采用DNA分子杂交技术,即用放射性同位素(或荧光分子)标记的抗虫基因作为探针进行分子水平的检测;栽培转基因抗虫植株后,可通过害虫侵害植株来检测抗虫基因是否表达,④⑤正确。 6.为扩大可耕地面积,增加粮食产量,黄河三角洲等盐碱地的开发利用备受关注。 我国科学家应用耐盐基因培育出了耐盐水稻新品系。 (1)获得耐盐基因后,构建重组DNA分子所用的限制性内切核酸酶作用于图中的　　处,DNA连接酶作用于　　处。(均填“a”或“b”)  a a (2)基因工程操作的核心步骤是_____________________。将重组DNA分子导入水稻受体细胞的常用方法有花粉管通道法和________ _____法。  (3)基因工程中除质粒外,λ噬菌体的衍生物和_________等也可作为载体;质粒中往往带有一个抗生素抗性基因,该抗性基因的主要作用是____________________________________。  (4)为了确定耐盐转基因水稻是否培育成功,可以用放射性同位素标记的　　　　　 　　作探针进行分子杂交检测。 基因表达载体的构建 农杆菌 转化 动物病毒 初步筛选出接受了目的基因的受体细胞 耐盐基因(或目的基因) 课时跟踪检测 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 A级——基础综合练 1.下列有关基因工程的成果及应用的叙述,错误的是(　　) A.基因工程可实现基因在不同物种之间的转移 B.将人的胰岛素基因导入大肠杆菌后,表达出的胰岛素与人的胰岛素结构完全相同 C.可以将编码牛凝乳酶的基因导入大肠杆菌、酵母菌等的基因组中,通过工业发酵批量生产凝乳酶 D.基因工程在农业上的应用主要是培育高产、稳产、品质优良和具有抗逆性的农作物 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 解析:基因工程育种可将特定的基因进行定向转移,同时打破了自然状态下的生殖隔离,所以基因工程可以实现基因在不同物种之间的转移,人们可以定向选育新品种,A正确;利用基因工程技术,将人的产生胰岛素的基因转入大肠杆菌后,大肠杆菌内表达出的胰岛素与人的胰岛素结构不完全相同,因为大肠杆菌属于原核生物,无内质网与高尔基体,无法对胰岛素进行加工,B错误;科学家将编码牛凝乳酶的基因导入大肠杆菌、酵母菌等的基因组中,再通过工业发酵批量生产凝乳酶,C正确;基因工程在农业上的应用主要是培育高产、稳产、品质优良和具有抗逆性的农作物,D正确。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 2.基因工程应用广泛,成果丰硕。下列不属于基因工程应用的是 (　　) A.利用乳腺生物反应器生产药物 B.经太空育种获得高产量的太空椒 C.培育一种能降解多种污染物的超级细菌 D.培育工程菌使其能够产生胰岛素 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 解析:利用乳腺生物反应器生产药物,这属于动物基因工程的应用,A不符合题意;经太空育种获得高产量的太空椒,属于诱变育种,没有采用基因工程技术,不属于基因工程的应用,B符合题意;培育降解多种污染物的超级细菌,属于基因工程在环境保护领域的应用,C不符合题意;培育工程菌使之能产生胰岛素属于基因工程技术在医疗方面的应用,D不符合题意。 3.下列关于用转基因动物作器官移植供体的研究的叙述,不正确的是 (　　) A.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 B.猪的内脏构造、大小和血管分布与人的极为相似 C.灵长类动物体内隐藏的、可导致人类疾病的病毒少于猪 D.无论以哪种动物作为供体,都需要在其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 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 √ 解析:人体移植器官短缺是一个世界性难题,要实现器官移植,免疫排斥也是面临的难题之一,A正确;由于猪的内脏构造、大小和血管分布与人极为相似,所以人类将解决器官短缺问题的目光集中在小型猪的身上,B正确;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,C错误;无论哪种动物作为供体,都需要将器官供体基因组导入某种调节因子,以抑制抗原决定基因的表达,或设法除去抗原决定基因,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,D正确。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 4.(2023·南通模拟)如图是剔除转基因植物中标记基因的一种策略,图中SMG是标记基因,下列相关叙述错误的是 (　　) 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 A.分别带有目的基因和标记基因的两个质粒,都带有T-DNA序列 B.该方法建立在高转化频率基础上,标记基因和目的基因须转到不同染色体上 C.若要获得无筛选标记的转基因植株,转化植株还要经过有性繁殖 D.获得的无筛选标记转基因植株发生了染色体变异 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 √ 解析:农杆菌中的Ti质粒上的T-DNA可转移至受体细胞,并且整合到受体细胞染色体的DNA上,故分别带有目的基因和标记基因的两个质粒,都带有T-DNA序列,A正确;该方法需要利用农杆菌转化法,在高转化频率的基础上,将目的基因和标记基因整合到染色体上,由图可知,标记基因和目的基因位于细胞中不同的染色体上,B正确;通过杂交分离结果可知,经过有性繁殖中基因重组后获得了题图中4种类型细胞,其中一种为无筛选标记转基因植株,C正确;获得的无筛选标记转基因植株发生了基因重组,D错误。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 5.世界上已报道了多种生产转基因动物的方法,可以稳定生产转基因动物的方法有核显微注射法(将外源基因注射到细胞核内,然后进行胚胎移植)、精子介导法(将精子作适当处理后,使其携带外源基因,而后用携带外源基因的精子对母畜进行人工授精)等。下列有关说法错误的是 (　　) A.采用核显微注射法向某受精卵导入外源基因,则受精卵发育成的动物体细胞一般都含有该外源基因 B.采用精子介导法时,可不需要再进行胚胎移植,较为便捷 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 C.核显微注射法生产转基因动物使用的原理有基因重组 D.核显微注射法的受体细胞必须是受精卵细胞 解析:采用核显微注射法向某受精卵导入外源基因,则受精卵通过有丝分裂和细胞分化形成的动物的每一个体细胞中都含有该外源基因(哺乳动物成熟的红细胞除外),A正确;采用精子介导法时,用携带外源基因的精子对母畜进行人工授精,该方法不需要进行胚胎移植,较为便捷,B正确;转基因技术的原理是基因重组,C正确;核显微注射法的受体细胞一般是受精卵,也可以是体细胞,D错误。 √ 6.(2024·镇江质检)如图表示应用基因工程技术生产干扰素的三条途径,下列叙述错误的是 (　　) 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 A.途径甲中,过程Ⅰ应将干扰素基因和乳腺蛋白基因的启动子等重组 B.途径乙中,过程Ⅱ最常采用的方法是农杆菌转化法,也可将受体细胞B培养到愈伤组织阶段,实现细胞产物的工厂化生产 C.途径丙中,过程Ⅱ可用PEG溶液处理大肠杆菌以制备感受态细胞 D.途径丙用基因工程的方法,获得使外源基因高效率表达的菌类细胞株系,来大量生产干扰素,这样的菌类细胞株系称为基因工程菌 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 √ 解析:途径甲中,要想使目的基因在乳腺中表达,过程Ⅰ应将干扰素基因和乳腺蛋白基因的启动子等重组,A正确;途径乙中,过程Ⅱ将目的基因导入植物细胞时,一般所采用的方法是农杆菌转化法,愈伤组织是一团未分化的细胞,也可以将体细胞培养到愈伤组织阶段,实现细胞产物的工业化生产,B正确;途径丙中,过程Ⅱ将目的基因导入大肠杆菌时,常用Ca2+处理大肠杆菌,使其成为易吸收周围环境中DNA的感受态细胞,C错误;途径丙用基因工程的方法,获得使外源基因高效率表达的菌类细胞株系,来大量生产干扰素,这样的菌类细胞株系称为基因工程菌,D正确。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 7.应用生物工程技术可获得人们需要的生物新品种或新产品。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 (1)要获得抗虫基因,可采用___________________________________ ______________等方法。  解析:要获得抗虫基因,可采用通过基因文库获取和通过化学合成法直接人工合成等方法。 通过基因文库获取、通过化学合成法 直接人工合成 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 (2)如果要获得一只含目的基因的小鼠,则选择的受体细胞通常是　　　　,原因是　　　　　　　　　　　。若用大肠杆菌储存目的基因,处理方法为　　　　 。  解析:受精卵的全能性最高,因此要获得一只含目的基因的小鼠,常选择受精卵作为受体细胞;将目的基因导入微生物细胞常用感受态细胞法,即用Ca2+处理微生物细胞,使其成为易于吸收周围环境中DNA分子的感受态。 受精卵　 动物受精卵具有全能性　 Ca2+处理法 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 (3)在培育转人生长激素基因牛的过程中,①过程需要的工具酶是　　　　、　 　　　,②过程常用的方法是　　　　　　。 解析:图中①表示基因表达载体的构建,该过程首先需要用限制酶切割载体和含有目的基因的外源DNA分子,其次还需要用DNA连接酶将目的基因和载体连接形成重组DNA分子;当受体细胞为动物细胞时,导入目的基因的方法为显微注射法。 限制酶　 DNA连接酶　 显微注射法 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 (4)转人生长激素基因牛可通过分泌乳汁来生产人生长激素,在基因表达载体中,人生长激素基因的首端必须含有相应的　　　 。 解析:基因的表达需要启动子,启动子是RNA聚合酶特异性识别和结合的一段DNA序列。 启动子 B级——应用创新练 8.[多选]人凝血因子Ⅷ对缺乏人凝血因子所致的凝血机能障碍具有纠正作用,主要用于防治甲型血友病和获得性凝血因子Ⅷ缺乏而致的出血症状及这类病人的手术出血治疗。下图为用山羊乳腺生物反应器生产人凝血因子Ⅷ的流程图。相关叙述正确的是(　　) 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 A.①过程常采用PCR技术,需要解旋酶、DNA聚合酶等才能实现扩增 B.人凝血因子Ⅷ基因需与乳腺蛋白基因启动子结合后,再导入受体细胞 C.③过程通过电脉冲方法形成的重组胚胎需发育至原肠胚方可移植 D.重组胚胎移植前要检查胚胎质量,移植后对受体母羊进行妊娠检查 √ √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 解析:题图中①为目的基因的扩增,常用PCR技术,不需要解旋酶,高温变性可自动解旋,需要热稳定的DNA聚合酶,A错误;题图为山羊乳腺生物反应器生产人凝血因子Ⅷ的流程图,故人凝血因子Ⅷ基因需与乳腺蛋白基因启动子等结合后,再导入受体细胞,B正确;③过程用电脉冲方法促进去核卵母细胞和受体细胞融合,培养形成重组胚胎,胚胎需发育到桑椹胚或囊胚阶段进行移植,C错误;重组胚胎移植前要检查胚胎质量,以保证山羊的优良性状,移植后对受体母羊进行妊娠检查,以保证成功受孕,D正确。 9.[多选]人类是乙型肝炎病毒的唯一宿主,接种乙肝疫苗是预防乙肝病毒感染的有效方法。乙型肝炎疫苗的研制先后经历了血源性疫苗和基因工程疫苗阶段。下图为乙肝病毒基因工程疫苗的生产和使用过程,质粒中lacZ基因可使细菌利用加入培养基的物质X-gal,从而使菌落显现出蓝色,若无该基因,菌落则成白色。下列相关说法正确的是 (　　) 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 A.过程①最好的限制酶选择方案是BamHⅠ和EcoRⅠ B.为了使重组质粒中目的基因正常表达,还需要插入启动子和终止子等 C.筛选含重组质粒的大肠杆菌,应在培养基中加入X-gal和青霉素 D.基因工程疫苗比血源性疫苗更安全,但仍可能出现病毒增殖和感染 √ √ √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 解析:过程①表示获取目的基因和构建重组质粒,需要限制酶,BamHⅠ和EcoRⅠ的酶切位点在目的基因两侧,可以获得完整的目的基因,且质粒上也存在这两种酶的识别位点,切割质粒时不会破坏青霉素抗性基因(标记基因),选择两种限制酶还可防止质粒和目的基因自身环化,以及目的基因反向连接,A正确; 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 为了使重组质粒中目的基因正常表达,需要构建基因表达载体,除了目的基因、标记基因外,还需要插入启动子和终止子等,B正确;培养基中加入青霉素和X-gal可以用于筛选含有重组质粒的大肠杆菌,制备重组质粒选用限制酶BamHⅠ和EcoRⅠ,破坏了质粒中lacZ基因,却保留了青霉素抗性基因,故可在加入青霉素的培养基中生长的白色的大肠杆菌菌落即为所需菌落,C正确;基因工程疫苗由于只利用了乙肝病毒的外壳,不含其遗传物质,所以不能完成病毒的增殖和感染,D错误。 10.糖尿病是一种常见病,胰岛素可治疗糖尿病。如图表示运用基因工程技术生产胰岛素的几条途径。据图回答下列问题: 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 (1)科研人员用显微注射技术将重组质粒转移到受体细胞A中,细胞A应该是　　　　。  解析:将目的基因导入动物细胞的技术是显微注射技术,常用的受体细胞是受精卵,原因是受精卵的全能性高,故受体细胞A是受精卵。 受精卵 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 (2)科研人员用DNA分子杂交技术检测胰岛素基因是否整合到转基因羊的DNA上,使用荧光标记的目的基因做探针与羊基因组的DNA杂交,如果显示出　　　　,则表明胰岛素基因已插入染色体DNA中。  解析:科研人员用DNA分子杂交技术检测胰岛素基因是否整合到转基因羊的DNA上,以放射性同位素(或荧光)标记的胰岛素基因为探针,使探针与羊基因组的DNA杂交,如果显示出杂交带,则表明胰岛素基因已插入染色体DNA中。 杂交带 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 (3)受体细胞B应该是莴苣体细胞,过程②常用的方法是 _______________。  解析:将目的基因导入植物细胞时,一般采用植物的体细胞,过程②常用的方法是农杆菌转化法。 农杆菌转化法 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 (4)若该转基因“胰岛素羊”乳汁中检测到胰岛素,该胰岛素与转基因“胰岛素细菌”产生的胰岛素相比,不同之处是后者产生的胰岛素无生物活性。其原因是____________________________________ ____________________。  解析:细菌为原核生物,细胞内没有内质网和高尔基体,不能对蛋白质进行进一步的加工,得到的是不具有生物活性的胰岛素。 细菌细胞中没有内质网和高尔基体,不能 对胰岛素加工和修饰 11.转基因小鼠的过表达模型和基因敲除模型在人类疾病机理与治疗研究领域得到了广泛应用。研究表明,阿尔兹海默病(AD)发病与淀粉样前体蛋白(APP)基因突变等有关。请回答下列问题: (1)通过　　　　　技术将APP基因导入小鼠受精卵中,即可获得APP基因过表达的转基因小鼠模型。  解析:常通过显微注射技术将目的基因导入动物细胞中。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 显微注射 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 (2)sgRNA可识别与之互补配对的DNA片段,我们可利用_________为模板设计sgRNA,再利用该sgRNA引导限制酶______________,从而获得APP基因敲除的转基因小鼠模型。  解析:可以利用APP基因为模板设计sgRNA,由于sgRNA可识别与之互补配对的DNA片段,故可以利用该sgRNA引导限制酶切除APP基因,从而获得APP基因敲除的转基因小鼠模型。 APP基因 切除APP基因 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 (3)能否用抗原—抗体杂交的方法证明已获得APP基因敲除的转基因小鼠?_____ (填“能”或“不能”)。请说明理由:________________ _______________________________________________________________________________________________________。  解析:抗原—抗体杂交法是用抗体去检测目的基因是否表达,细胞中含有APP基因也不一定表达,无论APP基因是否敲除,都可能不出现杂交带,故不能证明已获得APP基因敲除的转基因小鼠。 不能　 抗原—抗体杂交法 是用抗体去检测目的基因是否表达,细胞中含有APP基因也不一定表达,无论APP基因是否敲除,都可能不出现杂交带 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 (4)经研究得知,某DNA存在一个能控制转录过程的特殊区段,科学家通过PCR技术获得了大量该区段,该技术操作流程的三个重要步骤是____________________。  解析:PCR包括变性、退火、延伸三个步骤。 变性、退火、延伸 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 (5)人们发现小型猪的器官可用来替代人体器官进行移植,但小型猪器官表面的某些抗原决定蛋白仍可引起免疫排斥。科学家试图利用基因工程对小型猪的器官进行改造,在改造中导入小型猪基因组中的一些调节因子属于基因工程中的_________,作用是抑制_____________ ______的表达。  解析:导入的小型猪基因组中的一些调节因子属于目的基因,导入后可以抑制抗原决定蛋白基因的表达,降低免疫排斥反应。 目的基因　 抗原决定蛋白 基因 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 12.(2024·河北高考)新城疫病毒可引起家禽急性败血性传染病,我国科学家将该病毒相关基因改造为r2HN,使其在水稻胚乳特异表达,制备获得r2HN疫苗,并对其免疫效果进行了检测。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 回答下列问题: (1)实验所用载体的部分结构及其限制酶识别位点如图1所示。其中GtP为启动子,若使r2HN仅在水稻胚乳表达,GtP应为_______________________ ______启动子。Nos为终止子,其作用为　　　　　　　。r2HN基因内部不含载体的限制酶识别位点。因此,可选择限制酶　　　　和_______对r2HN基因与载体进行酶切,用于表达载体的构建。  在水稻胚乳中特异表达 的基因　 终止转录过程　　 Hind Ⅲ　 EcoR Ⅰ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 解析:根据题意可知,若使r2HN仅在水稻胚乳表达,GtP(启动子)应为水稻胚乳中特异表达的基因的启动子。Nos为终止子,其作用为终止转录过程。由图1可知,GtP内部含有KpnⅠ的酶切位点,用KpnⅠ酶切会破坏启动子,Nos上游含有SacⅠ的酶切位点,用SacⅠ酶切会使重组基因表达载体缺失终止子,故构建基因表达载体时,可选择限制酶Hind Ⅲ和EcoRⅠ对r2HN基因与载体进行酶切。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 (2)利用___________方法将r2HN基因导入水稻愈伤组织。为检测r2HN表达情况,可通过PCR技术检测　　　　　　　　　　　　,通过_______________技术检测是否翻译出r2HN蛋白。  解析:可用农杆菌转化法将r2HN基因导入水稻愈伤组织。为检测r2HN基因表达情况,可用PCR技术检测r2HN基因是否转录出mRNA,若要检测r2HN基因是否翻译出r2HN蛋白,可用抗原—抗体杂交技术。 农杆菌转化　 r2HN是否转录出了mRNA　 抗原—抗体杂交 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 (3)获得转基因植株后,通常选择单一位点插入目的基因的植株进行研究。此类植株自交一代后,r2HN纯合体植株的占比为　　。选择纯合体进行后续研究的原因是　　　　　　　。  解析:选择单一位点插入目的基因的植株进行自交一代,根据分离定律,r2HN纯合体植株占1/4。由于纯合体植株遗传性状稳定,故选择r2HN纯合体植株进行后续研究。 1/4　 遗传性状稳定 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 (4)制备r2HN疫苗后,为研究其免疫效果,对实验组鸡进行接种,对照组注射疫苗溶剂。检测两组鸡体内抗新城疫病毒抗体水平和特异应答的CD8+T细胞(细胞毒性T细胞)水平,结果如图2所示。据此分析,获得的r2HN疫苗能够成功激活鸡的　　　免疫和　　　免疫。  体液 细胞 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 解析:通过体液免疫,机体可产生较多相应抗体,通过细胞免疫,机体可产生较多细胞毒性T细胞。据题图2可知,实验组的抗体和CD8+T细胞(细胞毒性T细胞)明显高于对照组,因此获得的r2HN疫苗能够成功激活鸡的体液免疫和细胞免疫。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 (5)利用水稻作为生物反应器生产r2HN疫苗的优点是_____________ __________________________ (答出两点即可)。  解析:利用水稻作为生物反应器生产r2HN疫苗,有生产成本低、产量高、生物安全性较高、提取和处理目标产物简易等优点。 4 成本低、生物 安全性较高(答案合理即可) $$