第3章 第3节 基因工程的应用-【金版新学案】2025-2026学年高中生物选择性必修3 生物技术与工程同步课堂高效讲义配套课件PPT（人教版，多选）

该高中生物学课件聚焦基因工程在农牧业、医药卫生及食品工业的应用，通过学习目标引导，以任务分解（农牧业、医药卫生及食品工业应用）为主线，结合“微提醒”“微思考”等学习支架，帮助学生衔接基因工程原理与实际应用的知识脉络。 其亮点在于通过情境探究活动（如抗虫棉害虫抗性实验、胰岛素生产方法比较）培养科学思维和探究实践能力，利用归纳总结表格（如转基因动植物类型、乳腺生物反应器与基因工程菌对比）强化生命观念。学生能在实践分析中提升理性思维，教师可借助丰富实例和评价工具优化教学效果。

第3节　基因工程的应用 　 第3章 基因工程 学习目标 1.举例说明基因工程在农牧业、食品工业及医药卫生等方面的应用。　 2.理性看待基因工程在生产和生活中的应用。 任务一　基因工程在农牧业方面的应用 1 任务二　基因工程在医药卫生领域及食品工业方面的应用 2 课时测评 5 课堂小结 3 内容索引 课堂评价 4 基因工程在农牧业方面的应用 任务一 返回 新知导学 抗虫 病毒、真菌 降解或抵抗某种除草剂 必需氨基酸含量多 花青素 外源生长激素 微提醒 体细胞中出现了新基因的植物不一定是转基因植物，基因突变也可能出现新基因，这样的植物不能称为转基因植物。 微思考 　(源于教材P92“拓展应用”)在探究“转入外源EPSP合酶基因能否使矮牵牛抗草甘膦”的实验中，如何设计对照组？______________________。 对照组为非转基因矮牵牛 1.从苏云金杆菌中分离出Bt抗虫蛋白基因导入棉花中，可培育出抗虫棉。 ( ) 2.将与叶绿素代谢相关的基因导入矮牵牛，可培育出自然界没有的颜色变异。 ( ) 3.将植物生长素基因导入鲤鱼培育出的转基因鲤鱼生长速率大大提高。 ( ) 4.转入外源生长素基因的转基因动物，生长速率更快。 ( ) 5.转基因抗虫棉的Bt抗虫蛋白基因能抗病毒、细菌、真菌。 ( ) 自我诊断 √ × × × × 活动1　详解基因工程在农牧业方面的应用 情境：下面是基因工程技术在农牧业方面的应用成果，分析回答下列问题： (1)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？ 探究导思 提示：让害虫去吃转基因棉花的植株，观察害虫的生存状况。 (2)从环境保护角度，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有哪些？ 提示：减少了化学农药的使用量，降低了环境污染。 (3)种植转基因抗虫棉若干年后，害虫会不会对转基因抗虫棉产生抗性？为什么？ 提示：会。害虫会因遗传物质发生改变产生对转基因抗虫棉的抗性。 归纳总结 1.转基因植物培育过程 归纳总结 2.转基因动物的培育过程(以转基因牛培育过程为例) 归纳总结 3.转基因动植物的外源基因类型及实例   外源基因类型 成果举例 转基因抗虫植物 抗虫基因 转基因抗虫棉花、玉米、大豆、水稻和马铃薯等 转基因抗病植物 抗病基因 转基因抗病毒烟草、番木瓜和甜椒等 转基因抗除草剂植物 降解或抵抗某种除草剂的基因 转基因抗除草剂的大豆、玉米、油菜和甜菜等 改善植物的品质 优良性状基因 高赖氨酸玉米和新花色矮牵牛 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 针对练1.(2025·吉林白城高二诊断)在应用农杆菌侵染植物叶片获得转基因耐旱植株的实验步骤中，不需要的是 A.将转基因细胞进行脱分化和再分化 B.用PEG诱导转基因细胞的原生质体融合 C.将转基因幼苗栽培在干旱环境中以检验植株的耐旱性 D.将耐旱基因插入农杆菌T-DNA并通过农杆菌侵染植物叶片细胞 √ 转基因细胞是将目的基因导入受体细胞，不需要用PEG诱导转基因细胞的原生质体融合。 特别提醒 转基因作物中的目的基因的两点提醒 (1)目的基因并非都来自微生物：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)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细菌接种来进行个体生物学水平的检测。 针对练2.(2025·西峡一高高二期末)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 √ 肠乳糖酶属于蛋白质，口服会因被胃蛋白酶消化而失效，D错误。 返回 基因工程在医药卫生领域及食品工业方面的应用 任务二 返回 新知导学 1.基因工程在医药卫生领域的应用 应用 基因来源或处理 成果 转基因微生物或动 植物细胞生产药物 对微生物或动植物的细胞进行______改造 生产细胞因子、抗体、疫苗和激素等药物 乳腺(房)生物反应 器生产药物 ①目的基因：__________基因 ②启动子：乳腺中特异表达的基因的启动子 ③受体细胞：________ 生产抗凝血酶、血清白蛋白、生长激素和α-抗胰蛋白酶等 转基因动物作器官 移植的供体 抑制_________基因的表达或设法除去抗原决定基因 结合克隆技术，培育出不会引起_________反应的转基因克隆猪器官 基因 药用蛋白 受精卵 抗原决定 免疫排斥 微提醒 与大肠杆菌相比，用酵母菌生产人的胰岛素优势有：酵母菌为真核生物，有生物膜系统，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。 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主要原料——__________和苯丙氨酸。 (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脂肪酶等。 (3)维生素。 3.其他方面的应用：利用“超级细菌”来处理环境污染，利用经过基因改造的微生物来生产______。 天冬氨酸 凝乳 淀粉 能源 微思考 　　(源于教材P92“到社会中去”)目前我国批准发放的转基因作物生产应用安全证书和进口安全证书有哪些？我国批准发放过__________________ _____________________________________________________________________________________________________。 转基因抗病毒番木瓜、转基因抗虫棉、转基因抗病辣椒等的生产应用安全证书；批准了转基因大豆、玉米、油菜等的进口安全证书 1.利用基因工程生产的细胞因子、抗体、疫苗和激素等药物，可用于人类肿瘤、心血管疾病、传染病、糖尿病和类风湿关节炎等的预防和治疗。 ( ) 2.干扰素是一种具有干扰病毒复制作用的糖蛋白，在临床上广泛用于病毒感染性疾病的治疗，对于癌症则没有效果。 ( ) 3.将药用蛋白基因与乳腺中特异表达的基因的启动子等调控元件重组在一起，通过显微注射法导入哺乳动物的受精卵中制成乳腺生物反应器。( ) 4.用大肠杆菌生产的人胰岛素没有活性。 ( ) 5.利用转基因微生物可生产人胰岛素等某些激素。 ( ) 自我诊断 √ × √ √ √ 探究导思 活动2　深入理解基因工程在医药卫生领域及食品工业方面的应用 情境：利用基因工程生产人胰岛素有两种方法： 方法一：将胰岛素基因转入细菌细胞，进行微生物培养，提取胰岛素； 方法二：将胰岛素基因转入高等哺乳动物的受精卵，培养成转基因动物并从其乳汁中提取胰岛素。 阅读上述材料，回答下列问题： (1)方法一中，为使胰岛素基因能顺利进入细菌细胞，应用_____处理细菌细胞，目的是使细胞处于一种____________________________________。 Ca2＋ 能吸收周围环境中DNA分子的生理状态 (2)方法二中，将目的基因导入受体细胞常用的方法是____________。要确保人胰岛素基因只在牛的乳腺细胞中表达，应该采取的措施是将人胰岛素基因与________________________________等调控元件重组在一起。 (3)大肠杆菌和酵母菌均可作为生产胰岛素的基因工程菌，该类基因工程菌的优点是________________(至少答出两点)。 (4)上述两种方法中，哪种方法得到的胰岛素需要进一步加工和修饰以使其获得生物活性？________；试解释其原因：__________________________ _______________________________________________________________ 显微注射法 牛乳腺中特异表达的基因的启动子 单细胞、繁殖快 方法一中的受体细胞是细菌，其细胞内无内质网和高尔基体，无法对胰岛素进行加工和修饰。 方法一 归纳总结 1.乳腺生物反应器培育过程 归纳总结 2.乳腺生物反应器与基因工程菌生产药物的区别 比较内容 乳腺生物反应器 基因工程菌 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 受体基因结构与人类基因结构差异 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 归纳总结 比较内容 乳腺生物反应器 基因工程菌 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 针对练3.(2024·江苏南京高二期中)动物乳 腺生物反应器是一项利用转基因动物的乳 腺代替传统的生物发酵，进行大规模生产 可供治疗人类疾病或用于保健的活性蛋白 质的现代生物技术。科学家已在牛和山羊 等动物乳腺生物反应器中，获得了抗凝血酶、血清白蛋白、生长激素等重要的医药产品。大致过程如下图所示。以下叙述错误的是 A.通过③形成的重组质粒具有人的药用蛋白基因、启动子、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 √ 若用转基因动物生产药物，通常将药用蛋白基因与乳腺中特异表达的基因的启动子等调控元件重组在一起，通过显微注射的方法导入哺乳动物的受精卵中，最终培育的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，因而称为乳腺生物反应器，A错误，B、C正确；相对于传统方法，利用乳腺生物反应器生产药物的优点是产量高、质量好、成本低、易提取，D正确。 规律方法 　乳腺生物反应器 (1)乳腺(房)生物反应器的操作过程中，构建基因表达载体时，目的基因要与乳腺中特异表达的基因的启动子等调控元件重组在一起，否则目的基因在乳腺上皮细胞中不能转录。构建好的基因表达载体导入受精卵，而不是乳腺上皮细胞，这样由受精卵发育成的个体细胞均含有目的基因(如药用蛋白基因)，但其只在乳腺上皮细胞中表达。 (2)用乳腺(房)生物反应器生产的优点是产量高、质量好、成本低、易提取，但从乳汁中提取蛋白质，该转基因个体必须是雌性，若利用膀胱生物反应器从尿液中提取目的基因的产物则不受性别限制。 针对练4.(2025·河南濮阳高二期中)红细胞生成素(EPO)是体内促进红细胞生成的一种激素物质，是当今最成功的基因工程药物，可用于治疗肾衰性贫血等疾病。由于天然EPO来源极为有限，目前临床使用的红细胞生成素主要来自基因工程技术生产的重组人红细胞生成素(rhEPO)。其简要生产流程如下图，下列相关叙述正确的是 A.过程①用到的工具酶有DNA聚合酶、限制酶和DNA连接酶 B.构建的重组表达载体中终止子的作用是终止翻译过程 C.检测重组细胞是否表达出rhEPO常用抗原—抗体杂交技术 D.用乳腺生物反应器生产rhEPO可通过将人EPO基因导入哺乳动物体细胞获得 √ 过程①是构建基因表达载体，需要用限制酶切割目的基因和载体，并用DNA连接酶连接，该过程无需DNA聚合酶参与，A错误；终止子的作用是终止转录过程，B错误；检测重组细胞是否表达出rhEPO，可采用抗原—抗体杂交技术，C正确；采用细胞培养生产rhEPO成本比较高，可以采用乳腺生物反应器，将含有人EPO基因的重组表达载体转入雌性哺乳动物受精卵中，使人EPO基因在转基因动物的乳腺细胞中表达，通过分泌乳汁来生产rhEPO，目前还不能直接用哺乳动物高度分化的体细胞制备乳腺生物反应器，D错误。 返回 课堂小结 返回 思维导图 要语必背 返回 1.科学家将来源于某些病毒、真菌等的抗病基因导入植物中，培育出了转基因抗病植物。 2.将降解或抵抗某种除草剂的基因导入作物，可以培育出抗除草剂的作物品种。 3.将某种必需氨基酸含量多的蛋白质编码基因导入植物中，可以提高这种氨基酸的含量。 4.科学家将药用蛋白基因与乳腺中特异表达的基因的启动子等调控元件重组在一起，通过显微注射的方法导入哺乳动物的受精卵中，由这个受精卵发育成的转基因动物在进入泌乳期后，可以通过分泌乳汁来生产所需要的药物。 课堂评价 返回 1.(2025·河师大附中高二期末)通过基因工程技术，可以将抗草甘膦基因导入大豆，培育出抗除草剂作物。下列相关叙述错误的是 A.构建基因表达载体时要用到耐高温的DNA聚合酶和DNA连接酶 B.可以用农杆菌转化法将目的基因导入受体细胞 C.培育过程需要借助植物组织培养技术 D.需要在个体生物学水平上对目的基因进行检测和鉴定 构建基因表达载体不需要耐高温的DNA聚合酶，需要的是限制性内切核酸酶和DNA连接酶，A错误。 √ 2.(2024·陕西咸阳阶段练习)基因工程在农牧业、食品工业、环境保护、医学卫生等方面具有突出贡献，下列有关叙述正确的是 A.体外基因治疗具有操作简单，效果不够可靠的缺点 B.用H1N1制备DNA探针，可检测发热病人体内是否含H1N1 C.用放射性同位素标记DNA探针的作用是增加探针DNA的分子量 D.利用转基因技术培育的动物，目的基因只存在于特定的细胞中 √ 体外基因治疗比体内基因治疗操作复杂，但效果可靠，A错误；虽然H1N1是RNA病毒，但是可以利用它的RNA经逆转录产生相应的DNA，该DNA与H1N1的RNA碱基互补配对，所以用H1N1制备DNA探针，可检测发热病人体内是否含H1N1，B正确；用放射性同位素标记DNA探针的作用是检测目的基因是否插入到受体细胞的染色体DNA上或者检测目的基因是否转录产生mRNA，其中使用放射性同位素的目的是方便检测，C错误；利用转基因技术培育的动物，受体细胞是受精卵，所以目的基因存在于转基因动物的所有体细胞中，D错误。 3.(2025·吉林长春检测)下列关于用转基因动物作器官移植供体研究的叙述，错误的是 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调控基因表达的DNA序列，以抑制抗原决定基因的表达，或设法除去抗原决定基因 √ 目前，人体移植器官短缺和免疫排斥是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调控基因表达的DNA序列，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器官，D正确。 4.(2025·辽宁鞍山高二期末)下列关于利用乳腺生物反应器生产药用蛋白的叙述，错误的是 A.需要将编码药用蛋白的基因与能在乳腺中特异表达的基因的启动子等调控元件重组在一起 B.常使用显微注射法将基因表达载体导入动物受精卵 C.需要借助于早期胚胎培养和胚胎移植技术培育出转基因动物 D.药物的生产不受转基因动物性别和年龄的限制 √ 乳腺生物反应器需要从雌性动物乳汁中提取药用蛋白，故药物的生产受到转基因动物性别和年龄的限制，D错误。 5．(多选)转基因技术可以改良动物品种，生产人类需要的药用蛋白。下列操作不属于生产药用蛋白的是 A．养殖转入了生长激素基因的鲤鱼 B．养殖能抗口蹄疫病毒的转基因兔 C．养殖含乳糖酶基因的转基因牛 D．从牛乳汁中获得人血清白蛋白 √ 养殖转入了生长激素基因的鲤鱼只能获得在同等养殖条件下，生长更快的鲤鱼，不能生产药用蛋白，A错误，符合题意；养殖能抗口蹄疫病毒的转基因兔，只能获得具有抗口蹄疫病毒能力的转基因兔，B错误，符合题意；养殖含乳糖酶基因的转基因牛，只能使牛乳汁中的乳糖含量降低，C错误，符合题意；从牛乳汁中获得人血清白蛋白，可以用于治疗失血性休克、肾病等，D正确，不符合题意。 √ √ 6.(创新情境)W是一种具有特定功能的人体蛋白质。某研究小组拟仿照制备乳腺生物反应器的研究思路，制备一种膀胱生物反应器来获得W，基本过程如图所示。 回答下列问题： (1)步骤①中需要使用的工具酶有_____________________。步骤②和③所代表的操作分别是___________和__________。步骤④称为__________。 DNA连接酶、限制酶 显微注射 体外培养 胚胎移植 ①为基因表达载体的构建，需要DNA连接酶和限制酶，步骤②和③所代表的操作分别是利用显微注射技术将目的基因导入受体细胞、体外培养获得早期胚胎，步骤④称为胚胎移植。 (2)与乳腺生物反应器相比，用膀胱生物反应器生产W的优势在于不受转基因动物的__________________(答出2点即可)的限制。 性别、年龄、时间 乳腺生物反应器只能从泌乳期雌性的乳汁中获取产物，与乳腺生物反应器相比，膀胱生物反应器的优点是雌性和雄性的尿液中都可提取到产物，不受性别、年龄和时间的限制。 (3)一般来说，在同一动物个体中，乳腺上皮细胞与膀胱上皮细胞的细胞核中染色体DNA所含的遗传信息______(填“相同”或“不同”)，原因是______________________________________________。 相同 两种上皮细胞都是体细胞，且来源于同一个受精卵 在同一动物个体中，乳腺上皮细胞和膀胱上皮细胞都是体细胞，且来源于同一个受精卵，故乳腺上皮细胞与膀胱上皮细胞的细胞核中染色体DNA所含的遗传信息相同。 (4)从上述流程可知，制备生物反应器涉及胚胎工程，胚胎工程中用到的主要技术有____________________________(答出2点即可)。 体外受精技术、胚胎移植技术 返回 胚胎工程的主要技术有体外受精技术、胚胎移植技术、胚胎分割技术等。 课时测评 返回 知识点一　基因工程在农牧业方面的应用 1.(2024·河南期末)科学家将外源的抗虫基因导入棉花的某个体细胞，然后通过植物组织培养，培育出了抗虫棉。与未导入抗虫基因的棉花相比较，抗虫棉具有抗虫的特性。下列相关表述不正确的是 A.大量种植转基因抗虫棉，不会影响生态系统的物种多样性 B.抗虫棉具有抗虫特性，说明抗虫基因在棉花细胞内正常表达 C.抗虫棉具有抗虫特性，说明棉花产生了可遗传变异 D.抗虫基因导入受体细胞的核DNA上才能发挥作用并稳定遗传 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 转基因农作物如果大量种植必然会对生态圈造成影响，A错误；抗虫棉具有抗虫特性，即能合成一种或几种对某些害虫有毒杀作用的物质，B正确；抗虫棉具有抗虫特性，即发生基因重组，基因重组属于可遗传变异，C正确；只有抗虫基因导入受体细胞的核DNA，才能稳定遗传，D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 2.(2025·辽宁沈阳高二期末)SOD是一种抗氧化酶，它能将转化成H2O2，增强植物的抗逆性。如图为培育农作物新品种的一种方式。下列有关叙述正确的是 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 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 病毒的寄生具有专一性，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；载体不属于工具酶，D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 3.(2025·河北石家庄高二联考)科研人员将野生大豆的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 √ 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 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 4.酵母菌细胞壁的主要成分是几丁质。酿酒酵母产酒精能力强，但没有合成淀粉酶的能力；糖化酵母能合成淀粉酶，但酒精发酵能力弱。科研人员通过两种途径改良酵母菌种，实现以淀粉为底物高效生产酒精的目的。下列叙述正确的是 A.途径Ⅰ需用纤维素酶处理酵母菌，再利用PEG诱导融合 B.途径Ⅱ需要以淀粉酶基因作为目的基因构建基因表达载体 C.途径Ⅰ和途径Ⅱ最终获得的目的酵母菌染色体数目相同 D.以淀粉转化为还原糖的效率作为最终鉴定目的菌的指标 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 途径Ⅰ需用几丁质酶处理酵母菌，再利用PEG诱导融合，A错误；根据题意，途径Ⅱ是将糖化酵母的淀粉酶基因提取出来，作为目的基因构建基因表达载体，从而获得目的酵母菌，B正确；途径Ⅰ获得的目的菌株的染色体数目是原来两种酵母菌染色体数目之和，途径Ⅱ获得的目的酵母菌染色体数目与原来酵母菌染色体数目相同，C错误；鉴定目的菌株的指标是酵母菌分解淀粉的能力和酒精发酵的能力，D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 知识点二　基因工程在医药卫生领域及食品工业方面的应用 5.(2024·辽宁朝阳高三期末)国家生猪种业工程技术研究中心科研团队在转基因猪生物反应器领域取得重要研究进展。在国际上首次利用转基因猪的唾液腺作为生物反应器，高效合成一种对人的神经性疾病具有良好治疗作用的蛋白——人神经生长因子(hNGF)。生产流程如图所示。下列说法错误的是 A.用hNGF基因与猪成纤维细胞A中唾液淀粉酶基因的启动子等元件构建基因表达载体 B.重构胚具有发育成个体的潜能，移植到代孕猪C体内无须操作便可进行分裂和发育 C.猪卵细胞B需要在体外培养到MⅡ期后通过显微操作去核 D.唾液腺生物反应器与乳腺生物反应器相比具有不受性别限制等特点 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 用猪成纤维细胞A中唾液淀粉酶基因的启动子与hNGF基因构建基因表达载体，能使目的基因在唾液腺细胞中表达，A正确；重构胚需要激活后才可进行分裂和发育，B错误；卵细胞需要培养到减数分裂Ⅱ中期去核，C正确；乳腺生物反应器只能是雌性动物，唾液腺生物反应器可以不受性别的限制，D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 6.(2024·广西来宾市5月期中生物试题)基因工程自20世纪70年代兴起后，在农牧业、医药卫生和食品工业等方面得到了飞速的发展。下列关于基因工程应用的叙述正确的是 A.通过X射线、紫外线综合处理，将青霉素产量低的菌种培育成产量高的菌株属于基因工程技术的应用 B.将乙烯合成相关基因导入番茄，获得的延熟番茄储存时间大大延长 C.与人细胞分泌的天然生长激素相比，将人的生长激素基因导入大肠杆菌制备的基因工程菌无法对生长激素进行正常的加工和修饰 D.通过制备山羊膀胱生物反应器，使人乳铁蛋白基因只存在于膀胱细胞中，进而可以从尿液中分离纯化出所需要的人乳铁蛋白，实现大量制备的目的 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 通过X射线、紫外线综合处理，将青霉素产量低的菌种培育成产量高的菌株属于诱变育种，A错误；若将乙烯合成相关基因导入番茄，获得的转基因番茄能合成更多的乙烯，使得果实成熟加快，不利于储存，B错误；由于大肠杆菌缺乏对蛋白质进行加工和分装的内质网和高尔基体，因此与人细胞分泌的天然生长激素相比，将人的生长激素基因导入大肠杆菌制备的基因工程菌无法对生长激素进行正常的加工和修饰，C正确；作为膀胱生物反应器的山羊体内所有细胞都含有目的基因，但是只有在膀胱细胞中才能表达目的基因，D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 7.(2024·北京朝阳高二期末)目前常用的生物反应器有乳腺生物反应器和膀胱生物反应器。采用基因工程将人凝血因子基因导入山羊受精卵，成功培育出了人凝血因子只存在于乳汁中的转基因羊。下列说法错误的是 A.构建乳腺生物反应器时，需将药用蛋白基因和乳腺蛋白基因的启动子等重组在一起 B.在转基因动物的乳腺细胞或膀胱上皮细胞以外的细胞中不含有药用蛋白基因 C.与乳腺生物反应器相比，膀胱生物反应器不受性别和年龄的限制 D.用显微注射技术将表达载体导入受精卵细胞来获得转基因动物 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 构建乳腺生物反应器时，需将药用蛋白基因和乳腺蛋白基因的启动子等重组在一起，以保证药用蛋白基因能在乳腺中正常表达，A正确；药用蛋白基因存在于该转基因羊所有细胞中，只是在乳腺细胞或膀胱上皮细胞中选择性表达，B错误；雌性山羊发育到一定阶段才能产生乳汁，乳腺生物反应器往往受羊生长发育的阶段和性别的限制，而膀胱生物反应器不受性别和年龄的限制，C正确；动物受精卵全能性最高，应用显微注射技术将表达载体导入受精卵来获得转基因动物，D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 8.为了降低免疫排斥反应，研究者借助CRISPR/Cas9 技术对移植的猪心脏进行了基因编辑。CRISPR/Cas9 系统主要由向导RNA(sgRNA)和Cas9蛋白两部分组成， sgRNA可引导Cas9蛋白到特定基因位点进行切割，其 机制如图所示。下列说法正确的是 A.sgRNA通过碱基互补配对原则识别目标DNA分子，Cas9蛋白的功能与DNA连接酶相似 B.若要利用CRISPR/Cas9技术将一个基因从目标DNA分子上去除，通常需设计两个序列不同的sgRNA C.CRISPR/Cas9技术编辑基因有时会因sgRNA错误结合而出现“脱靶”现象，一般sgRNA序列越短，脱靶率越低 D.接受器官移植的受体往往需服用免疫抑制剂来防止出现过敏现象 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 根据题意“sgRNA可引导Cas9蛋白到特定基因位点进行切割”，可知Cas9蛋白的功能与限制酶相似，A错误；据图可知，一个CRISPR/Cas9系统只能在DNA分子上切开一个切口，去除一个基因需在该基因两端各有一个切口，需要设计两个CRISPR/Cas9系统，其sgRNA的序列不同，B正确；sgRNA序列越短，DNA分子上与其互补的特定序列会越多，错误结合概率越高，脱靶率越高，C错误；免疫抑制剂是降低免疫功能，减轻免疫排斥，D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 9.(2024·云南昭通)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 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 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 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，而卡 那霉素抗性基因用作标记基因，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 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 10．(2025·大名县第一中学高二期末)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，获得高水平的表达。长成的植物通体光亮，堪称自然界的奇迹。这一研究成果表明 ①萤火虫与烟草植物的DNA结构基本相同　②萤火虫与烟草植物共用一套遗传密码　③烟草植物体内合成了荧光素　④萤火虫和烟草植物合成蛋白质的方式基本相同 A．①③　 B．②③　 C．①④ D．①②③④ √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 荧光素基因转入烟草植物细胞能够表达，首先说明萤火虫与烟草植物的DNA结构都是双螺旋结构，其次它们都共用一套遗传密码，烟草通体光亮，说明其合成了荧光素，由于萤火虫和烟草都是真核生物，所以它们合成蛋白质都要经过转录和翻译。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 11．(2025·丘北县第二中学校高一月考)1978年，科学家成功培育出了能够产生人胰岛素的大肠杆菌。通过体外培养能够大量生产人胰岛素，为糖尿病病人带来福音。培育产生人胰岛素大肠杆菌的目的基因是 A．大肠杆菌质粒中的标记基因 B．人体细胞中控制胰岛素合成的基因 C．大肠杆菌质粒中的抗性基因 D．大肠杆菌拟核中控制胰岛素合成的基因 √ 科学家成功培育出了能够产生人胰岛素的大肠杆菌，该大肠杆菌能产生人的胰岛素，故目的基因是人体细胞中控制胰岛素合成的基因。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 12．(多选)(2025·山东泰安高二 期末)接种疫苗是预防传染病的 重要措施。如图为一种以人复 制缺陷腺病毒(缺失E1基因)为 载体的某埃博拉病毒疫苗研制流程。下列有关叙述正确的是 A．构建含GP基因的质粒时，需要使用限制酶和DNA连接酶 B．在重组腺病毒中，GP基因上游必须有启动子以驱动其复制和表达 C．疫苗在人体内发挥作用的过程中，腺病毒起载体作用 D．疫苗中的重组腺病毒在人体内不能复制，对接种者比较安全 √ GP基因的启动子只能启动基因的转录，而不能启动复制，B错误。 √ √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 13．(2025·河北张家口模拟)科学家构建了含有大洋鳕鱼抗冻蛋白基因启动子和大鳞鲑鱼生长激素基因的表达载体，并将其导入了大西洋鲑的细胞中，获得了生长速度加快的转基因大西洋鲑。相关叙述错误的是 A．转基因大西洋鲑体内抗冻蛋白明显增加 B．构建基因表达载体需要限制酶和DNA聚合酶 C．大鳞鲑鱼生长激素基因不能通过PCR技术扩增获得 D．转基因大西洋鲑生长激素含量增加导致生长速度加快 √ √ √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 分析题意可知，转基因大西洋鲑体内生长激素明显增加，而不是抗冻蛋白明显增加，A错误；构建基因表达载体需要限制酶和DNA连接酶，B错误；大鳞鲑鱼生长激素基因能通过PCR技术扩增获得，C错误；转基因大西洋鲑生长激素含量增加导致生长速度加快，D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 14.(10分)(2025·福建高二期末)我国科学家以唾液腺作为生物反应器，从转基因小鼠的唾液中制备出人的神经生长因子蛋白(hNGF)。 (1)制备方法有两种： 方法1：hNGF基因与______________________________________________ _____________________________________________、终止子等调控组件构建成基因表达载体，使hNGF基因在唾液腺中表达，获得唾液A。 方法2：将hNGF基因插入_________________________基因中，使hNGF基因在唾液腺中表达，获得唾液B。 在唾液腺细胞中特异表达的基因的启动子(唾液淀粉酶基因的启动子或唾液分泌蛋白基因的启动子)　 唾液分泌蛋白(唾液淀粉酶)　 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 依题意可知，hNGF基因为目的基因，若使hNGF基因在唾液腺中表达，可将hNGF基因与能在唾液腺细胞中特异表达的基因的启动子(唾液淀粉酶基因的启动子或唾液分泌蛋白基因的启动子)、终止子等调控元件重组在一起，或者将hNGF基因插入唾液分泌蛋白(唾液淀粉酶)基因中，以构建相应的基因表达载体，再通过显微注射的方法将构建的基因表达载体导入小鼠的受精卵中，然后将由该受精卵发育成的早期胚胎送入母体内，使其生长发育为转基因小鼠。在该转基因小鼠分泌的唾液中就会含有人的神经生长因子蛋白(hNGF)。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 (2)hNGF具有促进TF-1(人红系白血病细胞)增殖的作用，以此为原理，请设计实验比较通过上述两种方法获得的唾液中的hNGF活性，写出实验思路。____________________________________________________________ ______________________________________________________________________。 将等量的TF-1细胞分别置于含有等量的唾液A、唾液B、普通小鼠的唾液的三组培养液中培养一段时间，统计比较各组TF-1细胞数量变化 情况　 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 设计实验比较通过上述两种方法获得的唾液中的hNGF活性，其实验原理是hNGF具有促进TF-1(人红系白血病细胞)增殖的作用，自变量为唾液的种类，因变量为TF-1细胞数量，而其他对实验结果有影响的因素均为无关变量，无关变量应控制相同且适宜。据此，依据实验设计遵循的对照原则和单一变量原则等可确定该实验的思路为：将等量的TF-1细胞分别置于含有等量的唾液A、唾液B、普通小鼠的唾液的三组培养液中培养一段时间，统计比较各组TF-1细胞数量变化情况。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 乳腺生物反应器是从进入泌乳期后的转基因动物分泌的乳汁中获取所需要的药品。与乳腺生物反应器相比，唾液腺生物反应器的优势表现在：生产周期短、不受性别和年龄的限制。 (3)与乳腺生物反应器相比，唾液腺生物反应器的优势表现在____________ ______________________。 生产周期短、 不受性别和年龄的限制 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 15.(14分)乳酸菌是乳酸的传统生产菌，但耐酸能力较差，影响产量。酿酒酵母耐酸能力较强，但不产生乳酸。研究者将乳酸菌的乳酸脱氢酶(LDH)基因导入酿酒酵母，获得能产生乳酸的基因工程菌菌株。图1为乳酸和乙醇发酵途径示意图，图2为构建基因表达载体时所需的关键条件。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 (1)乳酸脱氢酶在转基因酿酒酵母中参与厌氧发酵的场所应为__________。 细胞质基质 酵母菌厌氧发酵即无氧呼吸的场所为细胞质基质。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 (2)获得转基因酿酒酵母菌株的过程如下： ①设计引物扩增乳酸脱氢酶编码序列。为使扩增出的序列中编码起始密码子的序列由原核生物偏好的GTG转变为真核生物偏好的ATG，且能通过双酶切以正确方向插入质粒，需设计引物1和2。其中引物1的5'端序列应考虑______________________和_________________。 包含BamHⅠ的识别序列　 将GTG改为ATG 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 设计引物1的5'端序列，应考虑将编码起始密码子的序列由原核生物偏好的GTG转变为真核生物偏好的ATG，以便目的基因在酵母菌中更好地表达；同时能通过双酶切以正确方向插入质粒，需要包含BamHⅠ的识别序列。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 ②将上述PCR产物和质粒重组后，导入大肠杆菌，筛选、鉴定，扩增重组质粒。重组质粒上有__________________，所以能在大肠杆菌中扩增。启动子存在物种特异性，易被本物种的转录系统识别并启动转录，因此重组质粒上的乳酸脱氢酶编码序列______(填“能”或“不能”)在大肠杆菌中高效表达。 原核生物复制原点 不能 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 将重组质粒导入大肠杆菌，重组质粒上有原核生物复制原点，所以能在大肠杆菌中扩增。由于启动子存在物种特异性，重组质粒上带有真核酿酒酵母基因的启动子，故重组质粒上的乳酸脱氢酶编码序列在大肠杆菌中不能高效表达。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 ③提取重组质粒并转入不能合成尿嘧啶的酿酒酵母菌株，在____________ 的固体培养基上筛选出转基因酿酒酵母，并进行鉴定。 缺失尿嘧啶 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 在缺乏尿嘧啶的选择培养基上，不能合成尿嘧啶的酿酒酵母菌株不能生存，导入重组质粒的酿酒酵母菌株因为获得了尿嘧啶合成酶基因而可以正常生存，从而起到筛选作用。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 (3)以葡萄糖为碳源，利用该转基因酿酒酵母进行厌氧发酵，结果既产生乳酸，也产生乙醇。若想进一步提高其乳酸产量，下列措施中不合理的是___。 A.进一步优化发酵条件 B.使用乳酸菌LDH基因自身的启动子 C.敲除酿酒酵母的丙酮酸脱羧酶基因 D.对转基因酿酒酵母进行诱变育种 B 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 进一步优化发酵条件，使其更有利于乳酸的产生，可以提高其乳酸产量，A正确；由于启动子存在物种特异性，使用乳酸菌LDH基因自身的启动子，在酵母细胞中不表达，B错误；敲除酿酒酵母的丙酮酸脱羧酶基因，使酵母菌不能进行酒精发酵，从而提高乳酸产量，C正确；对转基因酿酒酵母进行诱变育种，可能会出现乳酸产量高的高产菌株，D 正确。 返回 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 谢 谢 观 看 第3章 基因工程 $