【生物】2018届一轮复习人教版专题26-3基因工程的应用学案

【生物】2018届一轮复习人教版专题26-3基因工程的应用学案

专题二十六 《现代生物科技专题》专题1 基因工程 第3课 基因工程的应用 ‎【学案导航】---明方向！‎ ‎【课程学习目标】‎ ‎1. 关注基因工程的进展，举例说出基因工程应用及取得的丰硕成果。‎ ‎2. 认同基因工程促进生产力提高，尝试应用基因工程技术设计一个解决生活中疑难问题的方案。‎ 第一层级：预学区.不看不讲 ‎【知识体系梳理】‎ 知识点一、植物基因工程的成果：‎ 植物基因工程技术主要用于提高农作物的　　 能力、以及改良农作物的　　　　和利用植物生产　　　等方面。‎ ‎（一）抗虫转基因植物 ‎1、成果：抗虫植物如水稻、棉、玉米、马铃薯、番茄等。如我国的转基因抗虫棉就是转入 基因培育出来的。‎ ‎2、好处：减轻　　　　、有利人类　　　　、可以降低生产　　　　等。‎ ‎（二）抗病转基因植物 成果：抗 的转基因烟草和抗病毒的 小麦、甜椒、番茄等。‎ ‎（三）抗逆转基因植物 ‎1、抗逆基因：调节细胞　　　　　　的基因使作物抗碱、抗旱；鱼的　　　　　基因使作物耐寒能力提高；‎ ‎　　　　　　基因使作物抗除草剂等。‎ ‎2、成果：具抗寒能力的烟草、番茄，具抗除草剂的大豆、玉米等。‎ ‎（四）利用转基因改良植物品质 ‎1、优良基因：必需氨基酸的蛋白质编码基因、控制番茄　　　　　　　　　基因和植物　　　　　　　　　基因等。‎ ‎2、成果：转基因玉米、转基因延熟番茄、转基因矮牵牛花等。‎ 知识点二、动物基因工程前景广阔 ‎（一）提高动物的生长速度 ‎1、生长基因：外源　　　　　　　基因 ‎ ‎2、成果：转基因绵羊、转基因鲤鱼等。‎ ‎（二）改善畜产品的品质 ‎1、优良基因：肠　　　　基因 ‎ ‎2、成果：转基因奶牛分泌的牛奶中　　　　减少。‎ ‎（三）用转基因动物生产药物 ‎1、基因来源：　　　　　　　基因与乳腺蛋白基因的　　　　　　等调控组件重组在一起。‎ ‎2、成果：乳腺生物反应器或者 反应器。‎ ‎（四）用转基因动物作器官移植供体 ‎1、器官供体：抑制或除去 决定基因。[来源:学#科#网]‎ ‎2、成果：利用克隆技术培育没有免疫排斥反应的猪器官。‎ 知识点三、基因工程药物异军突起 药物来源：转基因　　　　　――即用基因工程的方法，使外源基因得到表达的菌类细胞株系。‎ 知识点四、基因治疗 ‎1、概念：把　　　　导入病人体内，使该基因表达产物发挥功能，从而达到治疗疾病的目的。这是治疗遗传病的最有效的手段。‎ ‎2、实例：治疗　　　　　　　　。‎ ‎3、方法：　　　　　　基因治疗 ‎【预习效果检测】‎ ‎1．下列转基因植物与所选用的目的基因对应错误的是(　　)‎ A．抗虫棉——Bt毒蛋白基因 B．抗病毒转基因烟草——几丁质酶基因 C．抗盐碱和抗旱植物——调节细胞渗透压的基因 D．耐寒的番茄——抗冻基因 ‎2．运用现代生物技术的育种方法，将抗菜青虫的Bt毒蛋白基因转入优质油菜中，培育出转基因抗虫油菜品种，这一品种在生长过程中能产生特异的杀虫蛋白，对菜青虫有显著抗性，能大大减轻菜青虫对油菜的危害，提高油菜产量，减少农药使用量，保护农业生态环境。根据以上信息，下列叙述正确的是(　　)‎ A．Bt毒蛋白基因的化学成分是蛋白质 B．Bt毒蛋白基因中有菜青虫的遗传物质 C．转基因抗虫油菜能产生杀虫蛋白是由于具有Bt毒蛋白基因 D．转基因抗虫油菜产生的杀虫蛋白是无机物 ‎3．下列关于基因工程的成果及应用的说法中，正确的是(　　)‎ A．用基因工程方法培育的抗虫植物也能抗病毒 B．基因工程在畜牧业上应用的主要目的是培养体形巨大、品质优良的动物 C．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．目前，在发达国家，基因治疗已用于临床实践 ‎4．下列关于基因治疗的说法正确的是(　　)‎ A．基因治疗只能治疗一些传染病，如艾滋病 B．基因治疗的主要方法是让患者口服一些健康的外源基因 C．基因治疗的主要原理是引入健康基因并使之表达 D．基因治疗在发达国家已成为一种常用的临床治疗手段 ‎5．从1997年开始，我国就可以自行生产乙肝疫苗等基因工程药物。其中，乙肝疫苗的生产方法是(　　)‎ A．在受体细胞内大量增殖乙肝病毒 B．在液体培养基中大量增殖乙肝病毒 C．将乙肝病毒的全部基因导入受体细胞并表达 D．将乙肝病毒的表面抗原基因导入受体细胞并表达 第二层级：导学区.不议不讲 ‎【重点难点探究】‎ ‎1.抗虫转基因植物的优点是什么？‎ ‎2.什么是病原微生物？有哪些种类？‎ ‎ ‎ ‎3. 在抗病转基因植物中使用最多的是什么基因？‎ ‎ ‎ ‎4．哪些环境条件会造成农作物低产、减产？ ‎ ‎5．在抗盐碱和抗干旱作物中使用了什么基因？‎ ‎ 6. 抗逆转基因植物的优点是什么？ ‎ ‎[]‎ ‎7. 抗除草剂基因有何用途？‎ ‎ ‎ ‎8. 某些食品中缺少必需氨基酸，如何用转基因的方法加以改良？‎ ‎ ‎ ‎9. 用转基因的动物生产药物的优点和方法是什么？ ‎ ‎10. 为什么乳腺能成为基因药物最理想的表达场所呢？‎ ‎11.用基因工程技术实现动物乳腺生物反应器的操作过程是怎样的？‎ ‎12. 基因工程在畜牧养殖业上的应用主要是什么？‎ ‎13.基因探针是指什么？‎ 第三层级：固学区.不练不讲 ‎【基础智能检测】‎ ‎1．通过基因工程方法生产的药物有(　　)‎ ‎①干扰素　　②白细胞介素 ‎③青霉素 ④乙肝疫苗 A．①②③ B．①②③④‎ C．①②④ D．②③④‎ ‎2．我国转基因技术发展态势良好，农业部依法批准发放了转植酸酶基因玉米、转基因抗虫水稻的生产应用安全证书。下列关于转基因玉米和转基因水稻的叙述不正确的是(　　)‎ A．转植酸酶基因玉米的外源基因是植酸酶基因 B．转基因抗虫水稻减少了化学农药的使用，减少了环境污染 C．转基因抗虫水稻是否具有抗虫性，可通过饲养卷叶螟进行检测 D．转基因抗虫水稻的外源基因是几丁质酶基因 ‎3．工程菌是指(　　)‎ A．用物理或化学方法诱发菌类自身某些基因得到高效表达的菌类细胞群 B．用遗传工程的方法把相同种类不同株系的菌类通过杂交得到新细胞群 C．用基因工程的方法使外源基因得到高效表达的菌类细胞群 D．从自然界中选取的能迅速增殖的菌类 ‎4．科学家已能运用基因工程技术，让羊合成并由羊的乳腺分泌抗体。下列相关叙述中，正确的是(　　)‎ ‎①该技术将导致定向变异 ‎②DNA连接酶把目的基因与运载体黏性末端的碱基对连接起来 ‎③蛋白质中的氨基酸序列可以为合成目的基因提供资料 ‎④受精卵是理想的受体 A．①②③④　　 B．①③④　　‎ C．②③④　　 D．①②④‎ ‎5．继哺乳动物乳腺反应器研发成功后，膀胱生物反应器的研究也取得了一定进展。最近，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。请回答：‎ ‎(1)将人的生长激素基因导入小鼠受体细胞，常用方法是________。‎ ‎(2)将目的基因导入动物细胞时，通常要将外源基因导入________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。‎ ‎(4)在研制膀胱生物反应器时，应使外源基因在小鼠的________细胞中进行特异性表达。‎ 第四层级：思学区.不思不复 ‎【思维导图构建】‎ ‎【参考答案】‎ ‎【知识体系梳理】‎ 知识点一 抗逆 品质 药物 ‎（一）1.Bt毒蛋白 2.污染 健康 成本 ‎（二）烟草花叶病毒 转基因 ‎（三）1.渗透压 抗冻蛋白 抗除草剂 ‎（四）果实成熟 花青素代谢有关 知识点二 ‎（一）生长激素 ‎（二）1.乳糖酶 2.乳糖的含量 ‎（三）1.药用蛋白 启动子 2.乳房生物 ‎（四）1.抗原 知识点三 工程菌 知识点四 1.正常 2.复合型免疫缺陷症 3.腺苷酸脱氨酶 ‎【预习效果检测】‎ ‎1.B【解析】　抗病毒转基因植物所采用的基因，常使用病毒外壳蛋白基因和病毒的复制酶基因，几丁质酶基因及抗毒素合成基因一般用作抗真菌转基因植物的目的基因，故选项B错。‎ ‎2.C【解析】基因是携带遗传信息的DNA片段，A选项错误；Bt毒蛋白基因是从苏云金芽孢杆菌细胞内提取的，其表达产物是毒蛋白(属于有机物)，毒蛋白能够杀死菜青虫，所以B、D选项错误，C选项正确。‎ ‎3.C【解析】抗虫基因的产物是毒蛋白，只能对害虫起作用；基因工程在畜牧业上应用的主要目的是培养生长速度快、品质优良的动物；在发达国家，基因治疗目前处于初期的临床试验阶段。‎ ‎4.C【解析】　基因治疗是指将健康基因导入有缺陷的细胞内，使该基因的表达产物发挥功能，从而达到治疗疾病的目的。基因治疗不能治疗传染病。‎ ‎【重点难点探究】‎ ‎1. 减少环境污染、减低生产成本、提高产量.‎ ‎2. 引起生物生病的微生物，主要有病毒、真菌和细菌等.‎ ‎3. 病毒外壳蛋白（coat protein，CP）基因；病毒的复制酶基因.‎ ‎4. 盐碱、干旱、低温和涝害等 ‎5. 调节细胞渗透压的基因.‎ ‎6. 导入另一种生物的优良性状基因，获得新性状抵抗恶劣环境因素，从根本上改变作物的特性.‎ ‎7. 喷洒除草剂时，杀死田间的杂草而不损伤作物.‎ ‎8. ①将必需氨基酸含量多的蛋白质编码基因导入植物②改变必需氨基酸合成途径中某种关键酶的活性.‎ ‎9. 优点：产量高、质量好、成本低、易提取。方法：乳腺生物反应器膀胱生物反应器.‎ ‎10. ⑴乳腺是一个外分泌器官，乳汁不进入体内循环，不会影响转基因动物本身的生理代谢反应。⑵从乳汁中获取目的基因产物，产量高，易提纯，表达的蛋白质已经过充分的修饰加工，具有稳定的生物活性。⑶从乳汁中源源不断获得目的基因的产物的同时，转基因动物又可无限繁殖。‎ ‎11. ①获取目的基因（例如血清白蛋白基因）.‎ ‎②构建基因表达载体（在血清白蛋白基因前加特异表达的启动子）.‎ ‎③显微注射导入哺乳动物受精卵中.‎ ‎④形成胚胎.‎ ‎⑤将胚胎送入母体动物.‎ ‎⑥发育成转基因动物（只有在产下的雌性个体中，转入的基因才能表达）.‎ ‎12. （1） 繁殖具有抗病能力、高产仔率、高产奶率和高质量的皮毛等优良品质的转基因动物。 该过程的重要步骤是通过感染或显微注射技术将重组DNA转移到动物受精卵中。（2）将人的生长激素基因和牛的生长素基因分别注射到小白鼠受精卵中，得到的“超级小鼠”.‎ ‎13. 基因探针就是一段与目的基因或DNA互补的特异核苷酸序列。它包括整个基因，或基因的一部分；可以是DNA本身，也可以是由之转录而来的RNA.‎ ‎【基础智能检测】‎ ‎1.C【解析】青霉素是经诱变育种方法培育出高产青霉素菌种，然后再通过发酵工程来生产的，其他药物都是用基因工程方法生产的。‎ ‎3. C【解析】工程菌是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群。‎ ‎4　B【解析】　基因工程可将控制特定性状的外源基因导入受体细胞，从而定向改造生物的遗传性状，而且此过程不受亲缘关系远近的制约，即克服了远缘杂交不亲和的障碍。在基因工程操作程序中，所用的DNA连接酶连接的不是目的基因与载体黏性末端的碱基对，而是目的基因与载体的DNA两条链的骨架，即核苷酸与磷酸的连接。由蛋白质中的氨基酸序列可推知相应mRNA的核苷酸序列，进而可推测相应基因的核苷酸排序，从而可以用化学合成方法人工合成目的基因。转基因羊的乳腺细胞及全身所有的组织细胞均来自受精卵的有丝分裂，遗传物质都与受精卵完全相同，而受精卵体积较大，操作较容易，也能保障发育成的个体所有细胞都含有外源基因。‎ ‎5.　(1)显微注射技术 ‎(2)受精卵(早期胚胎细胞)　受精卵(或早期胚胎)具有全能性，可使外源基因在相应的组织细胞中表达 ‎(3)DNA分子杂交 ‎(4)膀胱上皮 ‎【解析】　(1)将目的基因(人生长激素基因)导入动物细胞(小鼠受体细胞)的常用方法是显微注射技术。(2)在哺乳动物细胞中，受精卵或早期胚胎具有全能性，外源基因在相应的组织细胞中更容易表达，因此，在动物细胞工程中，常将受精卵或早期胚胎细胞作为受体细胞。(3)检测目的基因(人生长激素基因)是否插入了转基因动物染色体的DNA(小鼠基因组)上的方法是DNA分子杂交技术。(4)由题中信息可知，人生长激素基因在小鼠的膀胱上皮细胞内进行了特异性表达。学#科网 ‎【典例指津】---授技法！‎ 热点题型一 基因工程的应用 例1、下列关于基因工程相关知识的叙述，正确的是(　　)‎ A．在基因工程操作中为了获得重组质粒，必须用相同的限制性内切酶，露出的黏性末端可以不相同 B．若要生产转基因抗病水稻，可将目的基因先导入到大肠杆菌中，再转入水稻细胞中 C．如果提高作物中某种氨基酸的含量，可以导入控制合成含有该种氨基酸蛋白质的基因 D．基因治疗主要是对具有缺陷的体细胞进行全面修复 ‎【答案】B ‎【提分秘籍】‎ 植物基因工程的应用： ‎ 植物基因工程技术主要用于提高农作物的抗逆能力（如抗除草剂、抗虫、抗病、抗干旱和抗盐碱等）以及改良农作物的品质和利用植物生产药物等方面。 ‎ ‎1.提高抗逆性 ‎ ‎（1）常用抗虫基因：用于抗虫（杀虫）的基因主要是Bt毒蛋白基因、蛋白酶抑制剂基因、淀粉酶抑制剂基因、植物凝集素基因等。 ‎ ‎（2）常用抗病基因：a.抗病毒基因有：病毒外壳蛋白基因和病毒的复制酶基因；b.抗真菌基因有：几丁质酶基因和抗毒素合成基因 ‎ ‎（3）其他抗逆基因：环境条件对农作物的生产会造成很大影响，并且这些影响是多方面的，因此，抗逆性基因也有多种多样，如：抗盐碱和干旱的调节细胞渗透压基因、抗冻基因、抗除草剂基因等等。 ‎ ‎2.改良植物品质 ‎ 由于人们的食品含有的营养不平衡，不能满足人们对食品的要求，这样，可以通过转基因技术，使植物能够合成某些本来不能合成的物质。如科学家将必需氨基酸含量多的蛋白质编码基因导入植物中，或者改变这些氨基酸合成途径中某种关键酶的活性，以提高氨基酸的含量。 ‎ 动物基因工程的应用： ‎ ‎1.用于提高动物生长速度：由于外援生长激素基因的表达可以使转基因动物生长得更快，将这类基因导入动物体内，以提高动物的生长速率。如：转基因绵羊和转基因鲤鱼。 ‎ ‎2.用于改善畜产品的品质：基因工程可用于改善畜产品的品质。如：有些人对牛奶中的乳糖不能完全消化或食用后会出现过敏、腹泻、恶心等不适症状，科学家将肠乳糖酶基因导入奶牛基因组，这样所获得的牛奶其成分不受影响，但乳糖的含量大大减低。‎ ‎3. 生产药物 ‎ 基因工程不但促进了传统技术的变革，也为人类提供了传统产业难以得到的许多昂贵药品，并已形成基因工程制药业的雏形。目前诸如人胰岛素、人生长激素、人脑激素、 α－干扰素、乙肝疫苗、蛋白C、组织血纤维蛋白溶酶原激活剂等数十种基因工程药物已实现商品化。此外，还有促红细胞生成素、白细胞介素－2、肾素、心钠素等一大批珍贵药品正处于试用或临床试验阶段。 ‎ ‎4.用转基因动物做器官移植的供体：目前，人体移植器官短缺是一个世界性的难题，用其它动物的器官替代，又会出现免疫排斥现象，现在，科学家正试图利用基因工程方法对一些动物的器官进行改造，培育出没有免疫排斥反应的转基因克隆器官。 ‎ ‎ 基因治疗： ‎ ‎1.概念：基因治疗是把正常基因导入病人体内，使该基因的表达产物发挥功能，从而达到治疗疾病的目的，这是治疗遗传病的最有效的手段。 ‎ ‎2.方法：体外基因治疗和体内基因治疗 ‎ 体外基因治疗：先从病人体内获得某种相关细胞，进行培养，然后在体外完成基因转移，再筛选成功转移的细胞扩增培养，最后重新输入患者体内，这种方法叫做体外基因治疗。 ‎ 体内基因治疗：直接向人体组织细胞中转移基因的治疗方法叫做体内基因治疗。 ‎ 说明：对于遗传病的治疗最根本的方法是进行基因替换或修复。基因治疗的最佳时期理论上是受精卵时期，这样可以使个体的每个细胞都含有正常基因，但在现实生活中是不可能的，因为不可能人人在受精卵时期进行基因检查。其次是对患者进行相关细胞的基因替换，如：对于遗传性糖尿病患者，只对胰腺的B细胞进行基因替换，该个体就能正常分泌胰岛素，糖尿病得以治疗；但这种局部细胞的基因替换，并没有改变其它部位细胞的基因，如精原细胞，其后代很大可能还会患遗传性糖尿病。‎ ‎【举一反三】 ‎ ‎(双选)下列关于生物工程相关知识的叙述，正确的是（　　）‎ A. 在基因工程操作中为了获得重组质粒，一般用相同的限制性内切酶，露出的黏性末端相同 B. 若要生产转基因抗病水稻，可将目的基因先导入到大肠杆菌中，再转入水稻细胞 C. 植物体细胞杂交，能克服远源杂交不亲和的障碍，培育出的新品种一定不是单倍体 D. 基因治疗主要是对具有缺陷的体细胞进行全面修复 ‎【答案】AC 热点题型二 基因诊断与基因治疗 例2、近年来基因工程的发展非常迅猛，科学家可以用DNA探针和外源基因导入的方法进行遗传病的诊断和治疗，下列做法中不正确的是（　　）‎ A．用基因替换的方法治疗21三体综合征 B．用DNA探针检测病毒性肝炎 C．用导入外源基因的方法治疗半乳糖血症 D．用DNA探针检测镰刀型细胞贫血症 ‎【答案】A ‎【解析】21三体综合征属于染色体数目异常，多了一条21号染色体，所以无法用DNA探针检测出来，可以通过显微镜观察细胞有丝分裂中期的染色体数目来检测，故A错误；肝炎病毒的遗传物质是RNA，可以用DNA探针进行检测，原理是分子杂交，故B正确；导入外源基因的方法治疗半乳糖血症属于基因治疗，原理是基因工程，检测是否导入目的基因的方法是用基因探针进行DNA分子杂交，故C正确；镰刀型细胞贫血症是基因突变导致的，可用DNA探针检测出来，故D正确．故选：A．学*科网 ‎【提分秘籍】‎ 基因诊断与基因治疗：‎ ‎1、基因诊断技术的原理 ‎（1）基因诊断：是用放射性同位素（如32P）、荧光分子等标记的DNA分子做探针，利用DNA分子杂交原理，鉴定被检测样本上的遗传信息，从而达到检测疾病的目的。‎ ‎（2）基因诊断的对象主要包括病原微生物的侵入，先天遗传性疾病和后天基因突变引起的疾病等方面。目前，基因诊断已在病毒性肝炎、艾滋病等传染病的诊断中发挥了不可替代的作用。‎ ‎（3）通过基因诊断的方法检测其发生突变的基因，对于临床诊断、了解发病机理和疾病治疗都具有重要的意义。‎ ‎（4）基因诊断的应用：传统诊断遗传疾病的方法是通过表现型来推测基因型。基因诊断则是从基因着手来推断表现型，这种方法不受细胞类型和发病年龄的限制，可用于一切遗传病的诊断。如半乳糖血症是一种先天性糖代谢缺陷症，通过基因诊断，发现病人缺少一个合成半乳糖转移酶的基因。如果把半乳糖转移酶的基因转入缺乏这一基因的人体中，便可以使他的缺陷症状得到改善。‎ ‎2、基因治疗的发展前景 ‎（1）基因治疗：就是把特定的外源基因导入有基因缺陷的细胞中，从而达到治疗疾病的目的。‎ ‎（2）基因治疗恶性肿瘤的方案有两种：‎ ‎①杀死肿瘤细胞——将抑制癌细胞增生的基因转入到癌细胞内，不仅可以阻断癌细胞繁殖，还可以诱导它自杀死亡；或将一段可以抑制癌基因转录的DNA序列导入癌细胞，使癌基因不能表达，癌细胞也就不能增殖。‎ ‎②将提高人体免疫力的基因导入免疫系统，以提高人体防御功能，由人体免疫系统杀死癌细胞。‎ ‎（3）基因治疗的步骤：选择治疗基因→将治疗基因和运载体结合导入到患者体内→治疗基因在细胞内正常表达。‎ 知识拓展：‎ ‎1、基因芯片：是将大量特定序列的DNA片段有序的固定在尼龙膜、玻片或硅片上，从而能大量、快速、平行地对DNA分子的碱基序列进行测定和定量分析。‎ ‎2、基因芯片的应用：用于寻找和鉴定与疾病相关的基因；用于传染病的检测。例肿瘤细胞的检测、预测老年痴呆、糖尿病，艾滋病、前列腺癌等 ‎【举一反三】‎ 基因治疗是人类疾病治疗的一种崭新手段，下列有关叙述中不正确的是（　　）‎ A．基因治疗可使人类遗传病得到根治 B．基因治疗是一种利用基因工程产品治疗人类疾病的方法 C．把正常基因导入病人体内属于基因治疗的一种方法 D．基因治疗的靶细胞可以是体细胞和生殖细胞 ‎【答案】B ‎【真题回眸】---知难易！‎ ‎1.（2015新课标卷Ⅱ）【生物——选修3：现代生物科技专题】‎ 已知生物体内有一种蛋白质(P)，该蛋白质是一种转运蛋白，由305个氨基酸组成。如果将P分子中158位的丝氨酸变成亮氨酸，240位的谷氨酰胺变成苯丙氨酸，改变后的蛋白质(P1)不但保留P的功能，而且具有了酶的催化活性。回答下列问题：‎ ⑴从上述资料可知，若要改变蛋白质的功能，可以考虑对蛋白质的 进行改造。‎ ⑵以P基因序列为基础，获得P1基因的途径有修饰 基因或合成 基因。所获得的基因表达时是遵循中心法则的，中心法则的全部内容包括 的复制；以及遗传信息在不同分子之间的流动，即： 。‎ ⑶蛋白质工程也被称为第二代基因工程，其基本途径是从预期蛋白质功能出发，通过 和 ，进而确定相对应的脱氧核苷酸序列，据此获得基因，再经表达、纯化获得蛋白质，之后还需要对蛋白质的生物 进行鉴定。‎ ‎【答案】（1）氨基酸序列（或结构）（1分，其他答案合理也给分） （2）P P1 （每空2分，共4分） DNA和RNA（或遗传物质）（2分） DNA→RNA、 RNA→DNA[]‎ RNA→蛋白质（或转录、逆转录、翻译）（3分） ‎ ‎（3）设计蛋白质的结构 推测氨基酸序列（每空2分，共4分） 功能（1分）‎ ‎【解析】本题考查蛋白质工程相关知识，难度较小。‎ （1） 对蛋白质的氨基酸序列（或结构）进行改造，可达到改变蛋白质的功能的目的。‎ ‎（2）以P基因序列为基础，获得P1基因，可以对P基因进行修饰改造，也可以用人工方法合成P1基因；中心法则的全部内容包括 DNA的复制、 DNA→ RNA、RNA→DNA、RNA→蛋白质（或转录、逆转录、翻译）。‎ ‎（3）蛋白质工程的基本途径是从预期蛋白质功能出发，通过设计蛋白质结构和推测氨基酸序列，推测相应的核苷酸序列，并获取基因。经表达的蛋白质，要对其进行生物功能鉴定。学@科网 ‎2. （2014年课标Ⅱ卷） [生物——选修3：现代生物科技专题]‎ 植物甲具有极强的耐旱性，其耐旱性与某个基因有关。若从该植物中获得该耐旱基因，并将其转移到耐旱性低的植物乙中，有可能提高后者的耐旱性。‎ 回答下列问题：‎ ‎（1）理论上，基因组文库含有生物的 基因；而cDNA文库中含有生物的 基因。‎ ‎（2）若要从植物甲中获得耐旱基因，可首先建立该植物的基因组文库，再从中 出所需的耐旱基因。‎ ‎（3）将耐旱基因导入农杆菌，并通过农杆菌转化法将其导入植物 的体细胞中，经过一系列的过程得到再生植株。要确认该耐旱基因是否在再生植株中正确表达，应检测此再生植株中该基因的 ，如果检测结果呈阳性，再在田间试验中检测植株的 是否得到提高。‎ ‎（4）假如用得到的二倍体转基因耐旱植株自交，子代中耐旱与不耐旱植株的数量比为3∶1时，则可推测该耐旱基因整合到了 （填“同源染色体的一条上”或“同源染色体的两条上”）。‎ ‎【答案】‎ ‎（1）全部 部分 ‎（2）筛选 ‎（3）乙 表达产物 耐旱性 ‎（4）同源染色体的一条上 ‎【能力提升】---长士气！ ‎ 一、选择题 ‎1．抗病毒转基因植物成功表达后，以下说法正确的是(　　)‎ A．抗病毒转基因植物可以抵抗所有病毒 B．抗病毒转基因植物对病毒的抗性具有局限性或特异性 C．抗病毒转基因植物可以抗害虫 D．抗病毒转基因植物可以稳定遗传，不会变异 ‎【答案】B ‎【解析】由于外源抗病毒基因具有特异性，因而其表达产物具有特异性或局限性，只能抵抗某种或某类病毒，不可能抵抗所有病毒，更不能抗害虫。目的基因导入受体细胞后，可以随受体内的自身遗传物质稳定遗传，也会同自身遗传物质一样发生变异。‎ ‎2.北极比目鱼中有抗冻基因，其编码的抗冻蛋白具有11个氨基酸的重复序列，该序列重复次数越多，抗冻能力越强，下图是获取转基因抗冻番茄植株的过程示意图，有关叙述正确的是(　　)‎ ‎ ‎ A．过程①获取的目的基因，可用于基因工程和比目鱼基因组测序 B．将多个抗冻基因编码依次相连成能表达的新基因，不能得到抗冻型增强的抗冻蛋白 C．过程②构成的重组质粒缺乏标记基因，需要转入农杆菌才能进行筛选 D．应用DNA探针技术，可以检测转基因抗冻番茄植株中目的基因的存在及其完全表达 ‎【答案】B ‎3．我国科学家利用基因工程技术将海藻合成酶基因转移到甘蔗体内，获得了抗旱、高产、高糖的甘蔗新品种。以下关于植物基因工程的说法，正确的是(　　)‎ A．我国转基因抗虫棉是转入了植物凝集素基因培育出来的 B．可用于转基因植物的抗虫基因只有植物凝集素基因和蛋白酶抑制剂基因 C．抗真菌转基因植物中，可使用的基因有几丁质酶基因和抗毒素合成基因 D．提高作物的抗盐碱和抗干旱的能力，与调节渗透压的基因无关 ‎【答案】C ‎【解析】我国的抗虫棉是转入了Bt毒蛋白基因培育出来的；抗虫基因还有蛋白酶抑制剂基因、淀粉酶抑制剂基因、植物凝集素基因等。利用可以调节细胞渗透压的基因，可提高作物抗盐碱和抗旱的能力。‎ ‎4．以下说法正确的是(　　)‎ A．用基因工程培育的抗虫植物也能抗病毒 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，或者改变这些氨基酸合成途径中某种关键酶的活性，以提高氨基酸的含量 ‎【答案】C ‎【解析】基因工程培育的抗虫棉只能抗某种虫害，不能抗病毒。基因工程用于畜牧业是想获得优良的品种，但不一定是体型巨大的个体。导入氨基酸含量多的蛋白质并不能提高此种植物将来的氨基酸含量。‎ ‎5．人类“渐冻症”是由于突变的基因使神经元合成了某种毒蛋白，从而阻碍了轴突内营养物质的流动。针对上述病因，研究人员寻找相关治疗方法。以下设想不可能对“渐冻症”起到治疗作用的是 A. 将控制合成破坏运动神经元的毒蛋白基因替换 B. 植人神经干细胞，使受损的运动功能得到恢复 C. 寻找能够与毒蛋白基因转录产物结合的药物 D. 大量注射药物，刺激运动神经元向肌肉传递信号 ‎【答案】C ‎6．2003年“非典病毒”（一种RNA病毒）侵袭，医院人满为患，“非典”与“发热”、“疑似”混杂在一起，医生难以区分，我国有关科学工作者利用基因工程研制出“非典”诊断盒。只需患者的少量血液样本，就可快速检测出其体内是否含有“非典”抗体。但众所周知，患者感染病毒后，不一定马上产生抗体，还有一段潜伏期。如何在这时快速确诊至关重要。于是，该实验室又利用基因工程技术，着手调研可快速检验患者体内是否含有“非典”病毒抗原的第二代试剂盒，根据上述材料下列说法正确的是（ ）‎ A. 该实验室研制的试剂盒诊断“非典”利用的是DNA-DNA杂交技术 B. 该实验室研制的试剂盒诊断“非典”利用的是DNA-RNA杂交技术 C. 该实验室研制的两代试剂盒诊断“非典”利用的都是抗原-抗体杂交技术 D. 该实验室研制的两代试剂盒里的试剂均为基因工程技术表达的“非典”抗体 ‎【答案】C ‎【解析】根据题干信息分析，实验室研制的两代试剂盒诊断“非典”都是检验患者体内是否含有“非典”病毒抗原，所以都是利用抗原-抗体杂交技术，若抗原和抗体的发生特异性结合反应，从而鉴定“非典”疾病，故本题正确选项为C。‎ ‎7．科学家运用基因工程技术，将人凝血因子基因导入山羊的DNA中，培育出羊乳腺生物反应器，使羊乳汁中含有人凝血因子。以下有关叙述，正确的是(　　)‎ A．可用显微注射技术将含有人凝血因子基因的重组DNA分子导入羊的受精卵 B．在该转基因羊中，人凝血因子存在于乳腺细胞，而不存在于其他细胞 C．人凝血因子基因开始转录后，DNA聚合酶以DNA分子的一条链为模板合成mRNA D．科学家将人凝血因子基因与乳腺蛋白基因重组在一起，从而使人凝血因子基因只在乳腺细胞中特异表达 ‎【答案】A ‎【解析】目的基因导入受精卵中，因此该转基因羊的体细胞中都含有目的基因。DNA聚合酶催化DNA复制过程，而不作用于转录。乳腺蛋白基因的启动子与人凝血因子基因重组在一起，导入受精卵中。学*科网 ‎8．利用细菌大量生产人类干扰素，下列叙述错误的是(　　)‎ A．用适当的酶对载体与人类干扰素基因进行切割与连接 B．用适当的化学物质处理受体细菌表面，将重组DNA导入受体细菌 C．干扰素抗病毒具有专一性 D．受体细菌内能合成人类干扰素说明目的基因完成了表达 ‎【答案】C 二、非选择题 ‎9．随着科学技术的发展，化学农药的产量和品种逐年增加，但害虫的抗药性也不断增强，对农作物危害仍然很严重。如近年来棉铃虫在我国大面积暴发成灾，造成经济损失每年达100亿以上。针对这种情况，江苏农科院开展“转基因抗虫棉”的科技攻关研究，成功地将某种能产生抗虫毒蛋白细菌的抗虫基因导入棉花细胞中，得到的棉花新品种对棉铃虫的毒杀效果高达80%以上。‎ ‎(1)抗虫基因之所以能接到植物体内去，原因是_________________________________。‎ ‎(2)“转基因抗虫棉”具有抗害虫的能力，这表明棉花体内产生了抗虫的______物质。这个事实说明，害虫和植物共用一套______，蛋白质合成的方式是______的。‎ ‎(3)“转基因抗虫棉”抗害虫的遗传信息传递过程可表示为___________________________________。‎ ‎(4)该项科技成果在环境保护上的作用是______________________________________。‎ ‎(5)科学家预言，此种“转基因抗虫棉”独立种植若干代以后，也将出现不抗虫的植株，此现象来源于_________________。‎ ‎【答案】　(1)细菌与棉花的DNA结构相同 ‎(2)毒蛋白　遗传密码　相同 ‎(3)DNA(基因)→RNA→蛋白质 ‎(4)减少农药对环境的污染，保护生态环境或生态平衡 ‎(5)基因突变 ‎10．干扰素是治疗癌症的药物，成分是一种糖蛋白，它必须从血液中提取，每升人血只能提取0.05μg，所以价格昂贵。现在美国加利福尼亚的基因公司用如下图的方式生产干扰素，试分析原理和优点。‎ ‎(1)从人的淋巴细胞中取出__________，使它同质粒相结合，然后移植到酵母菌体内，让酵母菌__________。‎ ‎(2)酵母菌能用__________方式繁殖，速度很快，能大量生产__________，不但提高了产量，也降低了成本。‎ ‎(3)有人尝试将干扰素基因与大肠杆菌的质粒重组，转入大肠杆菌体内后，形成“工程菌”，此种操作能制备到干扰素吗？__________，请说明理由：________________________________________________。‎ ‎(4)中国青年科学家陈炬成功地把人的干扰素基因移植到烟草的DNA分子上，使烟草获得了抗病毒的能力，试分析：‎ ‎①人的基因之所以能接到植物体内，其物质基础是___________________________。‎ ‎②烟草有了抗病能力，这表明烟草体内产生了________________。这个事实说明，人和植物共用一套____________________，蛋白质合成方式________________。‎ ‎【答案】　(1)干扰素基因　合成干扰素 ‎(2)出芽生殖　干扰素 ‎(3)不能　大肠杆菌是原核生物，无内质网、高尔基体等细胞器，无法合成糖蛋白 ‎(4)①DNA结构基本相同　②干扰素　遗传密码　基本相同