第3章 第3节 基因工程的应用-【优化探究】2025-2026学年新教材高中生物学选择性必修3同步导学案配套PPT课件（人教版）单选

基因工程 第3章　 第3节　基因工程的应用   [目标导学]　1.基于基因工程在农牧、医药和食品等行业应用的实例，说明基因工程给社会带来的巨大进步。2.基于基因工程在各方面发展的前景，理性看待基因工程的安全性。 内容索引 NEIRONGSUOYIN 学习任务二　基因工程在医药卫生领域及食品工业方面的应用 学习任务一　基因工程在农牧业方面的应用 课时作业 巩固提升 备选题库 教师独具 基因工程在农牧业方面的应用 学习任务一 梳理 归纳教材知识 抗虫功能　 抗病 基因 降解或抵抗某种除草剂 编码基因 植物花青素 代谢相关的基因 外源生长激素基因　 肠乳糖酶基因 [正误辨析] (1)农业害虫不会对转基因抗虫作物产生抗性。(　　) (2)转入外源生长素基因的转基因动物，生长速率更快。(　　) (3)转基因抗虫棉的Bt抗虫蛋白基因能抗病毒、细菌、真菌。(　　) (4)“转基因植物”是指植物体细胞中出现了新基因的植物。(　　) × × × × 如图为通过基因工程培育抗虫棉的过程，请回答下列有关问题。 探究 要点合作突破 (1)抗虫棉能抗病毒、细菌和真菌吗？为什么？ 提示：不能。抗虫基因具有专一性。 (2)对于基因工程生产的抗虫棉是否取得最后的成功，最简单的检测方法是什么？ 提示：用转基因棉花植株的叶片饲喂害虫，观察害虫的生存状况。 (3)从环境保护角度出发，分析转基因抗虫棉与普通棉相比在害虫防治方面的优越性。 提示：减少了化学农药的使用量，降低了环境污染。 [归纳总结] 转基因生物的应用、外源基因类型及实例 应用 外源基因类型 实例 转基因抗虫植物 抗虫基因 抗虫棉花、玉米、大豆、马铃薯、水稻等 转基因抗病植物 抗病毒基因、抗真菌基因 抗病毒烟草、番木瓜、甜椒等 转基因抗除草剂植物 降解或抵抗某种除草剂的基因 抗除草剂的大豆、玉米、油菜和甜菜等 应用 外源基因类型 实例 改良植物的品质 优良性状基因：提高必需氨基酸含量的蛋白质编码基因、与植物花青素代谢相关的基因 高赖氨酸玉米、新花色矮牵牛 提高动物 的生长速率 生长激素基因 转基因鲤鱼 改善畜产 品的品质 肠乳糖酶基因 转肠乳糖酶基因的奶牛 1．下列有关转基因植物的说法，错误的是(　　) A．科学家可以利用一些调节细胞渗透压的基因，来提高农作物的抗盐碱和抗旱的能力 B．因为转基因抗虫棉可以抵抗一切危害棉花植株的害虫，所以转基因抗虫棉已经推广应用 C．科学家往往将必需氨基酸含量多的蛋白质编码基因导入植物中，以提高农作物的营养价值 D．利用基因工程技术可以改良农作物的品质 强化 题点对应训练 B 解析：因为盐碱和干旱对农作物的危害与细胞渗透压的调节有关，所以科学家可以利用一些调节细胞渗透压的基因来提高农作物的抗盐碱和抗旱的能力，A正确；转基因抗虫棉只是对棉铃虫有较强的抗性，并不能抵抗所有害虫，B错误；将必需氨基酸含量多的蛋白质编码基因导入植物中，可以提高农作物的营养价值，C正确；利用基因工程技术可以改良农作物的品质，D正确。 2．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．将降解或抵抗某种除草剂的基因导入玉米 D．将Bt抗虫蛋白基因整合到烟草或棉花的基因组并实现表达 B 解析：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率，A不符合题意；导入肠乳糖酶基因的奶牛的牛奶中乳糖含量降低，改善了牛奶的品质，B符合题意；将降解或抵抗某种除草剂的基因导入玉米是转基因抗除草剂植物的应用，C不符合题意；Bt抗虫蛋白基因是抗虫基因，能够提高植物的抗虫能力，D不符合题意。 基因工程在医药卫生领域及食品工业方面的应用 学习任务二 1．基因工程在医药卫生领域的应用 (1)利用微生物或动植物的细胞进行基因改造，生产药物 成果：____________、抗体、疫苗、激素等。 梳理 归纳教材知识 细胞因子 (2)利用哺乳动物批量生产药物 ①构建乳腺生物反应器 a．目的基因：____________基因。 b．启动子：______________________的启动子。 c．受体细胞：____________。 ②成果：利用乳腺生物反应器生产抗凝血酶、血清白蛋白、生长激素、α－抗胰蛋白酶等。 药用蛋白　 乳腺中特异表达的基因　 受精卵 (3)建立移植器官工厂 ①方法：在器官供体的基因组中导入______________，以抑制________________的表达，或设法________抗原决定基因，再结合____________，培育出不会引起免疫排斥反应的转基因克隆猪器官。 ②优点：解决人体移植器官短缺问题；避免____________反应。 某种调节因子　 抗原决定基因　 除去　 克隆技术 免疫排斥 2．基因工程在食品工业方面的应用 (1)氨基酸：利用转基因生物合成阿斯巴甜的原料——____________和____________。 (2)酶：利用转基因生物获得生产奶酪需要的________酶；利用转基因生物生产加工转化糖浆需要的________酶；利用转基因生物生产加工烘烤食品要用到的________酶等。 (3)维生素。 天冬氨酸 苯丙氨酸 凝乳　 淀粉　 脂肪 3．其他方面的应用：利用“超级细菌”来处理____________，利用经过基因改造的微生物来生产_________。 环境污染　 能源 [正误辨析] (1)用大肠杆菌生产的人的胰岛素没有活性。(　　) (2)乳腺生物反应器就是把药用蛋白基因导入动物的乳腺细胞中。 (　　) (3)用基因工程技术生产工业酶的优点：纯度高、生产成本低、生产效率高。(　　) √ × √ 基因工程在医药卫生领域和食品工业方面有广泛的应用。请分析回答下列问题。 (1)与大肠杆菌相比，用酵母菌生产人的胰岛素有什么优势？ 提示：酵母菌为真核生物，有生物膜系统，可以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。 探究 要点合作突破 (2)药用蛋白基因存在于转基因动物的哪些细胞中？培育乳腺生物反应器时，为什么要选用乳腺中特异表达的基因的启动子等调控元件与药用蛋白基因重组在一起？ 提示：几乎存在于所有细胞中。目的是让药用蛋白基因只在乳腺细胞中表达。 (3)与工厂化生产药用蛋白相比，用动物乳腺生物反应器生产药用蛋白的优势有哪些？ 提示：①动物乳腺有完整的蛋白质翻译后修饰系统，生产的蛋白质活性高，更稳定。②产物直接经乳汁分泌，易提取。 (4)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成功。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。在研制膀胱生物反应器时，应使药用蛋白基因在什么细胞中特异表达？它与乳腺生物反应器有什么相同和不同点？ 提示：应使药用蛋白基因在膀胱上皮细胞中特异表达。相同点是收集药用蛋白较容易，且不会对动物造成伤害。不同点是乳腺生物反应器必须是处于泌乳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。 (5)什么是干扰素？其作用是什么？ 提示：干扰素是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。 [归纳总结] 1．乳腺生物反应器培育过程 2．乳腺生物反应器与工程菌生产药物的区别(在生产人的药物蛋白方面) 比较内容 乳腺生物反应器 工程菌 基因结构 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 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 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．人体移植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 强化 题点对应训练 C 解析：人体移植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，A正确；猪的内脏构造、大小和血管分布与人的极为相似，且猪体内隐藏的、可导致人类疾病的病毒远少于灵长类动物，B正确，C错误；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，再结合克隆技术，培育出不会引起免疫排斥反应的转基因克隆动物器官，D正确。 4．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，下列说法错误的是(　　) A．利用显微注射法将人的生长激素基因导入受体哺乳动物体内 B．需要将乳腺中特异表达的基因的启动子与目的基因重组在一起 C．动物必须是雌性才能满足要求 D．动物需要进入泌乳期才能成为“批量生产药物的工厂” A 解析：利用显微注射法将人的生长激素基因(重组DNA)导入受精卵中，A错误；需要将乳腺蛋白中特异表达的基因的启动子与目的基因重组在一起，使目的基因只在乳腺组织中特异性表达，B正确；雌性才能泌乳，故动物必须是雌性才能满足要求，C正确；由于目的基因只在乳腺组织中特异性表达，因此受体动物需要进入泌乳期才能成为“批量生产药物的工厂”，D正确。 课堂小结 备选题库 教师独具 1．下列有关基因工程在农牧业方面应用的叙述，错误的是(　　) A．将来源于某些病毒、真菌等的抗病基因导入植物，可培育出转基因抗病植物 B．将降解或抵抗某种除草剂的基因导入作物，可培育出转基因抗除草剂作物 C．将必需氨基酸含量多的蛋白质编码基因导入植物，可提高植物的营养价值 D．将基因工程生产的肠乳糖酶作为药物添加在牛奶中，可解决人的乳糖不耐受问题 2 3 1 4 D 解析：肠乳糖酶属于蛋白质，口服会被胃蛋白酶消化而失效，D错误。 2 3 1 4 2．抗逆转基因作物的培育与推广带来的巨大社会效益是(　　) ①在一定程度上使作物摆脱了土壤和气候条件的限制 ②减少了化学农药对环境的污染和对人畜的危害 ③减少了化肥的制造和使用量，有利于环境的保护 ④已成为人类解决饥饿和贫困不可或缺的技术 A．①②③　　　　　　　　　 B．①②④ C．①③④ D．②③④ 2 3 1 4 B 解析：抗逆转基因作物对盐、碱、寒、高温、虫害等具有一定的抗性。抗逆转基因植物在一定程度上使作物摆脱了土壤和气候条件的限制，①正确；抗虫转基因植物和抗病转基因植物能减少农药对环境的污染和对人畜的危害，②正确；抗逆转基因作物的培育与推广，也需要一定量的化肥，因此不会减少化肥的制造和使用量，③错误；抗逆转基因植物使得作物在不良环境下更好地生长，提高产量，已成为人类解决饥饿和贫困不可或缺的技术，④正确。 2 3 1 4 3．利用转基因山羊乳腺生物反应器生产丁酰胆碱酯酶，可治疗有机磷中毒。下列叙述错误的是(　　) A．应该用山羊乳腺中特异表达的基因的启动子构建基因表达载体 B．通过体细胞克隆可将丁酰胆碱酯酶基因传递给子代 C．通过显微注射法将基因表达载体导入山羊乳腺细胞 D．山羊乳腺细胞可将肽链加工成具有一定空间结构的丁酰胆碱酯酶 2 3 1 4 C 解析：要得到转基因山羊乳腺生物反应器，在构建基因表达载体时需要山羊乳腺中特异表达的基因的启动子，使目的基因只在山羊乳腺细胞中表达，A正确；通过体细胞克隆可将丁酰胆碱酯酶基因传递给子代，B正确；通过显微注射法将基因表达载体导入山羊受精卵，C错误；山羊乳腺细胞含有内质网和高尔基体，可将肽链加工成具有一定空间结构的丁酰胆碱酯酶，D正确。 2 3 1 4 4．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。请回答下列问题。 2 3 1 4 (1)将人的生长激素基因导入小鼠受体细胞中，常用方法是________。 (2)进行转基因时，通常要将外源基因转入_______中，原因是_____。 (3)通常采用________技术检测外源基因是否插入了小鼠的基因组。为了检测胰岛素基因转录的mRNA是否翻译成____________________，常用抗原—抗体杂交技术。 (4)在研制膀胱生物反应器时，应使外源基因在小鼠的_________细胞中特异表达。 (5)若使外源基因在乳腺细胞中表达，在构建基因表达载体时必须加入_________。启动子的作用是_____________________________。 2 3 1 4 答案：(1)显微注射法 (2)受精卵　受精卵具有全能性，可使外源基因在相应组织细胞中表达 (3)PCR　生长激素(蛋白质) (4)膀胱上皮 (5)乳腺蛋白中特异表达的基因的启动子　提供RNA聚合酶特异性识别结合位点，驱动基因转录 2 3 1 4 解析：(1)将目的基因导入动物细胞常用的方法是显微注射法。 (2)在基因工程中，由于受精卵或早期胚胎细胞具有全能性，可使外源基因在相应组织细胞中表达，因此进行转基因时，通常要将外源基因转入受精卵或早期胚胎中。 (3)检测目的基因是否插入了小鼠的基因组通常采用PCR技术。为了检测胰岛素基因转录的mRNA是否翻译成生长激素，常用抗原—抗体杂交技术。 2 3 1 4 (4)在研制膀胱生物反应器时，应在目的基因前加上膀胱组织特异表达的启动子，使外源基因在小鼠的膀胱上皮细胞中特异表达。 (5)若使外源基因在乳腺细胞中表达，在构建基因表达载体时必须加入乳腺蛋白中特异表达的基因的启动子。启动子的作用是提供RNA聚合酶特异性识别结合位点，驱动基因转录。 2 3 1 4 课时作业 巩固提升 [基础巩固练] 1．下列有关基因工程应用的说法，错误的是(　　) A．将外源生长激素基因导入动物体内可提高动物生长速率 B．将必需氨基酸含量多的蛋白质基因导入农作物，提高农产品的品质 C．利用基因工程技术，得到的乳腺生物反应器可以解决很多重要的药品的生产问题 D．用转基因动物作为器官移植的供体时，由于导入的是调节因子，而不是目的基因，因此无法抑制抗原的合成 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 D 解析：将外源生长激素基因导入动物体内可提高动物生长速率，因为生长激素基因表达的生长激素能促进动物的生长发育，A正确；将必需氨基酸含量多的蛋白质基因导入农作物，提高农产品的品质，因为蛋白质中必需氨基酸含量多是蛋白质品质高的标志，主要是由于必需氨基酸不能在人体内合成，只能从食物中获取，B正确；利用基因工程技术，将决定药物产生的相关基因导入受精卵中，得到的乳腺生物反应器可以解决很多重要药品的生产问题，C正确；用转基因动物作为器官移植的供体时，将某种调节因子导入器官供体基因组，可以抑制抗原决定基因的表达，再结合克隆技术，就能培育出不会引起免疫排斥反应的转基因克隆器官，D错误。 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 2．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．可通过农杆菌转化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的，可用PCR技术得到大量目的基因 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 D 解析：棉花是双子叶植物，可通过农杆菌转化法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；利用PCR技术获得大量目的基因时，需要提供DNA的模板和引物，设计引物需要一段已知目的基因的核苷酸序列，D错误。 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 A．过程①可以用动物病毒作为载体 B．从该农作物新品种的细胞中检测出了SOD基因，说明该基因工程成功了 C．新品种的获得属于可遗传的变异，可能将抗逆性状遗传给子代 D．基因工程又叫重组DNA技术，所用工具酶有限制酶、DNA连接酶和载体 答案：C 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 解析：所培育的农作物是植物，所以过程①不能用动物病毒作为载体，A错误；从该农作物新品种的细胞中检测出具有活性的SOD才能说明该基因工程成功了，B错误；新品种的遗传物质发生了改变，属于可遗传的变异，抗逆性状可通过基因的传递遗传给子代，C正确；载体通常有质粒、动植物病毒和噬菌体，载体不是工具酶，D错误。 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 4．科研人员将野生大豆GsSAMS基因(S－腺苷甲硫氨酸合成酶基因)导入水稻，获得转基因株系，与野生型相比，转基因水稻的盐碱胁迫耐受性明显提高。下列有关说法错误的是(　　)   A．推测GsSAMS基因会阻碍植物渗透调节过程相关基因的表达 B．培育转基因水稻的核心工作是过程①构建基因表达载体 C.导入基因表达载体可采用过程②③农杆菌转化法侵染水稻愈伤组织 D．过程④依据植物细胞的全能性原理 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 A 解析：GsSAMS基因会提高植物渗透调节过程相关基因的表达，提高耐盐碱胁迫的能力，A错误。 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 5．上海医学遗传研究所成功培育出第一头携带血清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用蛋白含量提高了30多倍。以下与此有关的叙述，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．“提高基因表达水平”是指设法使牛的乳腺细胞中含有更多的血清白蛋白基因 C．只有在转基因牛乳汁中才能获取血清白蛋白，是因为血清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血清白蛋白基因，但不发生转录、翻译，故不能合成血清白蛋白 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 D 解析：“转基因动物”是指体细胞中出现了外源基因的动物，A错误；“提高基因表达水平”是指设法提高牛的乳腺细胞合成血清白蛋白的能力，B错误；转基因牛的各个细胞中都含有血清白蛋白基因，但只在转基因牛的乳汁中才能获取血清白蛋白，是因为添加了在乳腺中特异表达的基因的启动子等调控元件，血清白蛋白基因只在牛乳腺细胞中选择性表达，C错误，D正确。 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 6．某实验小组将人生长激素基因导入大肠杆菌以制备工程菌，下列相关叙述错误的是(　　) A．人生长激素基因能以下丘脑细胞的mRNA为模板通过逆转录获得 B．将人的生长激素基因导入大肠杆菌，需要处理得到能吸收周围环境中DNA分子的细胞 C．利用基因工程菌制备的生长激素需要与天然产品的功能进行活性比较 D．与人细胞分泌的天然生长激素相比，基因工程菌无法对生长激素进行进一步加工和修饰 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 A 解析：人生长激素基因在垂体细胞中表达，在下丘脑细胞中不表达，因此下丘脑细胞中没有生长激素基因转录出的mRNA，A错误；将人的生长激素基因导入大肠杆菌，常用Ca2+处理大肠杆菌细胞，使其处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态，B正确；利用基因工程菌制备的生长激素需要与天然产品的功能进行活性比较，以确定转基因产品的功能活性是否与天然产品相同，C正确；大肠杆菌为原核生物，无内质网和高尔基体，因此无法对生长激素进行进一步加工和修饰，D正确。 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 7．动物生物反应器研究和开发的重点是动物乳腺生物反应器和动物血液生物反应器，即把人体相关基因整合到动物胚胎里，使得到的转基因动物长大后分泌的乳汁中或血液中含有人类所需要的药用蛋白。下列相关说法错误的是(　　) A.在制备乳腺生物反应器时需将目的基因导入乳腺细胞中 B．将药用蛋白基因与乳腺中特异表达的基因的启动子等重组在一起构建成表达载体 C．可以通过PCR技术鉴别药用蛋白基因是否导入受体细胞 D．转基因动物产生的生殖细胞中可能含有药用蛋白基因 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 A 解析：在制备乳腺生物反应器时，将药用蛋白基因与乳腺中特异表达的基因的启动子等重组在一起构建成表达载体，通过显微注射的方法导入哺乳动物的受精卵中，A错误，B正确；可通过PCR等技术检测目的基因是否成功插入受体细胞染色体DNA上，C正确；转基因动物的体细胞是由同一个受精卵(含有目的基因)经有丝分裂形成的，故产生的生殖细胞中可能含目的基因，D正确。 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 [素能培优练] 8．转基因抗虫植物含有Bt毒蛋白，对人体无毒，但是鳞翅目昆虫幼虫的肠道细胞含有Bt蛋白的受体，Bt蛋白与受体结合导致肠道壁穿孔，使幼虫死亡。下列叙述错误的是(　　) A．促进Bt蛋白的合成有助于提高植物的抗虫效果 B．通过DNA分子杂交技术可以检测Bt蛋白基因是否表达 C．将Bt蛋白基因导入植物细胞可以使用花粉管通道法或农杆菌转化法 D．将植物材料和农杆菌共同培养之前，需要对植物材料进行消毒处理 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 B 解析：Bt蛋白与受体结合导致肠道壁穿孔，使幼虫死亡，因此促进Bt蛋白的合成有助于提高植物的抗虫效果，A正确；可通过DNA分子杂交技术检测Bt蛋白基因是否插入受体细胞的染色体DNA上，而检测目的基因是否表达应该采用抗原—抗体杂交技术，B错误；将Bt蛋白基因导入植物细胞可以使用花粉管通道法或农杆菌转化法，C正确；将植物材料和农杆菌共同培养之前，植物材料需要消毒处理，D正确。 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 9．昭通苹果誉满全国，苹果切开后不久颜色便会加深，这种现象称为“褐变”。褐变是由位于细胞的多酚氧化酶(PPO)催化位于液泡中的多酚类物质生成棕色色素所致。据此，科研人员培育出了抗褐变的转基因苹果，其工作流程如图所示，下列叙述正确的是(　　) 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 A．要想获得抗褐变的转基因苹果， 目的基因可选卡那霉素抗性基因或 抑制PPO表达的基因 B．过程①是基因工程的核心步骤， 至少需要限制性内切核酸酶和DNA聚合酶的参与 C．在步骤③之前，需要用次氯酸钠溶液对苹果嫩叶碎片进行灭菌处理 D．为了评估目的基因对抑制苹果褐变的效果，可与导入不含目的基因质粒的植株作对照 答案：D 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 解析：要想获得抗褐变的转基因苹 果，可选抑制PPO表达的基因作为 目的基因，卡那霉素抗性基因作为 标记基因，A错误；过程①是目的 基因表达载体的构建，是基因工程 的核心步骤，该过程中至少需要限 制性内切核酸酶和DNA连接酶的参与，B错误；在步骤③之前，需要用次氯酸钠溶液对苹果嫩叶碎片进行消毒处理，从而保证脱分化过程正常进行，C错误；为了评估目的基因对抑制苹果褐变的效果，可与导入不含目的基因质粒的植株作对照，本实验设计的目的是排除质粒导入本身对实验结果的影响，同时也能检测导入目的基因的效果，D正确。 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 10．如图表示科研人员利用乙烯合成 酶的反义基因，通过转基因技术获得 耐储存的转基因番茄的过程。下列相 关叙述错误的是(　　) 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 A．该转基因技术所用的目的基因是乙烯合成酶基因 B．乙烯合成酶的反义基因与乙烯合成酶基因的区别是转录的模板链不同 C．由图可知过程⑤依据的原理是碱基互补配对原则 D．转基因番茄中乙烯含量低的原因可能是乙烯合成酶基因的翻译过程受阻 A 解析：该转基因技术所用的目的基因是乙烯合成酶的反义基因，A错误；乙烯合成酶的反义基因与乙烯合成酶基因都是由α链和β链组成的，区别是转录的模板链相反，使转录出的mRNA能互补配对，形成双链RNA，B正确；过程⑤依据的原理是碱基互补配对原则，乙烯合成酶基因的反义拷贝转录出的反义mRNA，与乙烯合成酶基因转录出的mRNA结合，可能会使乙烯合成酶基因的翻译过程受阻，C、D正确。 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 11．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最有效方法。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。如图表示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。下列相关说法不正确的是(　　) 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 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 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 答案：D 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 解析：过程①表示获取目的基因，构建重 组质粒，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，故 应选择这两种限制酶，A正确；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，B正确；培养基中加青霉素和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，保留了青霉素抗性基因，故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，所以不会出现病毒的增殖和感染，D错误。 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 12．番茄营养丰富，具有开胃消食、防癌抗癌、延缓衰老的功效而深受人们的喜爱，但番茄细胞中的果胶酶破坏细胞壁后，其容易软化而不耐贮藏。科学家通过基因工程将一种抗多聚半乳糖醛酸酶基因导入番茄细胞，获得了抗软化番茄。如图是通过基因工程培育抗软化耐储藏番茄的过程及原理图。回答下列问题。 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 (1)题图所示过程涉及基因工程技术和植物组织培养技术，前者的核心步骤是________________，后者利用的主要原理是____________。 (2)构建重组质粒时，需要用到的工具酶是______________________，为了将目的基因插入Ti质粒，一般采用双酶切法，使切开的DNA片段具有两个不同的末端，这么操作的目的是__________________。 (3)一般以普通番茄的茎尖细胞作为受体细胞来培育无病毒转基因幼苗，理由是__________________________________。 (4)根据图中转基因番茄细胞中的信息传递过程，分析转基因番茄抗软化的原因：_____________________________________。 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 答案：(1)基因表达载体的构建　植物细胞的全能性 (2)限制酶和DNA连接酶　避免自身环化和反向连接 (3)植物分生区附近(如茎尖)的病毒极少，甚至无病毒 (4)多聚半乳糖醛酸酶基因和导入的目的基因都转录产生mRNA，转录出的mRNA发生碱基互补配对，从而阻断了mRNA2翻译过程，无法产生多聚半乳糖醛酸酶 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 解析：(1)图示为转基因番茄的培养过程，该过程涉及基因工程技术和植物细胞工程中的植物组织培养技术，基因工程的核心是基因表达载体的构建，后者所依据的主要原理是植物细胞的全能性。 (2)构建重组质粒时，需要用到的酶是限制酶(切割目的基因和载体)和DNA连接酶(连接切割后的目的基因和载体)；切割目的基因和质粒时，一般采用双酶切法，使切开的DNA片段具有两个不同的末端，这样做的好处是可以避免目的基因和质粒的自身环化，避免目的基因和质粒的反向连接。 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 (3)由于植物分生区附近(如茎尖)的病毒极少，甚至无病毒，故一般以普通番茄的茎尖细胞作为受体细胞来培育无病毒转基因幼苗。 (4)基因的表达包括转录和翻译过程，其中翻译是以mRNA为模板合成蛋白质的过程，据图可知，多聚半乳糖醛酸酶基因和抗多聚半乳糖醛酸酶基因转录出来的mRNA能够互补配对形成双链RNA，从而阻断了多聚半乳糖醛酸酶基因的翻译过程，无法产生多聚半乳糖醛酸酶，最终导致转基因番茄抗软化。 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 13．乳铁蛋白广泛分布于人和其他哺乳动物的乳汁中，具有抑菌、抗肿瘤等功能。利用转基因技术生产重组人乳铁蛋白不仅能解决天然乳铁蛋白资源短缺的问题，而且能够提供对人类更有价值的人乳铁蛋白(hLF)。重组人乳铁蛋白转基因奶山羊的制备流程如图1所示。回答下列问题。 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 (1)图1中，选择人乳腺细胞作为提取RNA的材料，是因为_________。 (2)图2为pEB质粒的模式图，其中AseⅠ SalⅠ、BamH Ⅰ代表限制酶切点(识别序列及切割位点如表所示)，neoR为新霉素抗性基因，GFP基因为绿色荧光蛋白基因，GFP基因的作用是_____________。图2中应选择在奶山羊乳腺细胞中特异性表达的基因的启动子，目的是______________________________。 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 限制酶 识别序列及切割位点 AseⅠ SalⅠ BamHⅠ (3)为保证质粒和hLF基因的正确连接，结合表和图2信息可知，图1中PCR扩增时应选用下列4种引物中的________。 ①5′－GCATTAATATGCGGGTCAGGGGCCCTCAAGCCATCCTC－3′ ②5′－GCGTCGACATGCGGGTCAGGGGCCCTCAAGCCATCCTC－3′ ③5′－GTTATTAATTCACACTCTAGGATCGTTGGTAAGGGACAC－3′ ④5′－GTTGGATCCTCACACTCTAGGATCCTTGGTAAGGGACAC－3′ (4)为检测转基因奶山羊体内的hLF基因是否成功表达，可以采用的方法是_____________________。 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 答案：(1)hLF基因在乳腺细胞中特异性表达，从乳腺细胞中提取的RNA，经逆转录后得到的DNA含有hLF基因 (2)作为标记基因，筛选重组DNA(根据其表达产物，筛选导入hLF基因的受体细胞)　保证hLF基因在奶山羊乳腺细胞中特异性表达，从而可以在转基因奶山羊的乳汁中提取到hLF (3)②④ (4)抗原—抗体杂交法(或用相应抗体检测奶山羊的乳汁中是否含有hLF) 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 解析：(1)选择人乳腺细胞提取RNA的原因是hLF基因在乳腺细胞中特异性表达，从乳腺细胞中提取的RNA，经逆转录后得到的DNA含有hLF基因。 (2)据图2分析可知，GFP基因是标记基因，作用是筛选含有重组质粒的奶山羊胎儿成纤维细胞。应选择能启动hLF基因在动物乳腺组织中特异性表达的启动子，从而保证可以在转基因奶山羊的乳汁中提取到hLF。 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 (3)hLF基因应插入启动子和终止子之间，不能破坏质粒上的相关元件，据图2分析应该用SalⅠ和BamHⅠ切割质粒，故应该在引物的5′端添加SalⅠ和BamHⅠ的识别序列，结合题中给的4种引物可知，②号引物的5′端有SalⅠ的识别序列，④号引物的5′端有BamHⅠ的识别序列，故进行PCR扩增时应选用②④ 引物。 (4)检测hLF基因是否表达常用的方法是抗原—抗体杂交法(或用相应抗体检测奶山羊的乳汁中是否含有hLF)。 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 3．SOD是一种抗氧化酶，它能将O(超氧阴离子自由基)转化成H2O2，增强植物的抗逆性。如图表示培育农作物新品种的一种方式。以下叙述正确的是(　　) $$