2020高中生物 第4章 基因工程 第3节 基因工程的应用及产业化前景

2020高中生物 第4章 基因工程 第3节 基因工程的应用及产业化前景

第3节　基因工程的应用及产业化前景 课时过关·能力提升 一、基础巩固 ‎1.近几年我国植物基因工程的研究和进展十分迅速。下列各项不属于植物基因工程的研究成果的是(　　)‎ A.转基因抗病毒土豆 B.抗除草剂大豆 C.富含赖氨酸的玉米 D.生物反应器生产生长激素 解析:植物基因工程主要应用有:利用转基因技术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);利用转基因技术改良农作物的品质等。利用乳腺生物反应器生产生长激素属于动物基因工程的研究成果。‎ 答案:D ‎2.下列关于基因工程应用的叙述,错误的是(　　)‎ A.基因治疗需要将正常基因导入有基因缺陷的细胞 B.基因诊断的基本原理是DNA分子杂交 C.一种基因探针只能检测水体中的一种病毒 D.原核生物的基因不能用来进行真核生物的遗传改良 解析: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。基因诊断是用放射性同位素、荧光分子等标记的DNA分子作探针,利用DNA分子杂交原理,鉴定被检测标本上的遗传信息,达到检测疾病或水体中病毒的目的,因此一种基因探针只能检测与其相对应的遗传信息。不同生物共用一套遗传密码,且不同生物的DNA的基本组成单位和空间结构相同,所以原核生物的基因也能用来进行真核生物的遗传改良。‎ 答案:D ‎3.要从根本上治疗白化病须采用(　　)‎ A.基因治疗 ‎ B.医学手术 C.射线照射 ‎ D.一般药物 解析:白化病为遗传病,患者体内缺少合成黑色素的基因,要从根本上彻底治愈,只有将合成黑色素的基因导入白化病患者体内,并使其正常表达。‎ 答案:A ‎4. 下列不属于利用基因工程技术制取的药物是(　　)‎ A.在大肠杆菌体内获取的白细胞介素 B.在酵母菌体内获得的干扰素 C.在青霉菌内获取的青霉素 D.在大肠杆菌体内获取的胰岛素 解析:青霉菌产生青霉素是青霉菌正常基因的正常表达,故青霉素不属于基因工程药物。‎ 答案:C 二、能力提升 ‎5.干扰素是治疗癌症的重要药物,以前必须从血液中提取,每升人血中只能提取0.5 μg,所以价格昂贵。现在的生物制品公司已经能够运用下图所示的方法生产干扰素。‎ 从上图可以看出,该公司生产干扰素运用的方法是 (　　)‎ A.个体间的杂交 ‎ B.基因工程 C.细胞融合 ‎ 3‎ D.器官移植 解析:从该生物公司生产干扰素的方法可以看出,该公司运用的是转基因技术,即从人的淋巴细胞中获取控制合成干扰素的基因后,借助细菌质粒,将人干扰素基因转移到酵母菌体内,使人干扰素基因在酵母细胞中表达。‎ 答案: B ‎6.1976年,美国的H.Boyer教授首次将人的生长抑制素释放因子的基因转入大肠杆菌体内,并获得表达,这是人类第一次获得的转基因生物。上述的“表达”是指该基因在大肠杆菌体内(　　)‎ A.能进行DNA的复制 B.能进行转录 C.能合成人的生长激素 D.能合成人的生长抑制素释放因子 解析:基因的表达即合成相应的基因产物,人的生长抑制素释放因子的基因表达就是合成人的生长抑制素释放因子。‎ 答案:D ‎7.若利用基因工程技术培育能固氮的水稻新品种,其在环保上的重要意义是(　　)‎ A.减少氮肥的使用量,降低生产成本 B.减少氮肥的使用量,节约能源 C.避免氮肥过多引起环境污染 D.改良土壤结构 解析:把固氮基因导入水稻细胞中培育水稻新品种,主要目的是减少氮肥的使用量,节约能源,减少环境污染。在环保上的重要意义是减少了环境污染。‎ 答案:C ‎8.(2015全国高考理综Ⅰ)HIV属于逆(反)转录病毒,是艾滋病的病原体。回答下列问题。‎ ‎(1)用基因工程方法制备HIV的某蛋白(目的蛋白)时,可先提取HIV中的　　　　　　　　　　,以其作为模板,在　　　　　　　　　　　　的作用下合成　　　　　　　　　　,获得控制合成该目的蛋白的基因,构建重组表达载体,随后导入受体细胞。 ‎ ‎(2)从受体细胞中分离纯化出目的蛋白,该蛋白作为抗原注入机体后,刺激机体产生的可与此蛋白结合的相应分泌蛋白是　　　　　　,该分泌蛋白可用于检测受试者血清中的HIV,检测的原理是　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(3)已知某种菌导致的肺炎在健康人群中罕见,但是在艾滋病患者中却多发。引起这种现象的根本原因是HIV主要感染和破坏了患者的部分　　　　　　　细胞,降低了患者免疫系统的防卫功能。 ‎ ‎(4)人的免疫系统有　　　　　　　　　　　　　癌细胞的功能。艾滋病患者由于免疫功能缺陷,易发生恶性肿瘤。 ‎ 解析:(1)HIV属于反转录病毒,用基因工程方法制备HIV的某蛋白时,可先提取HIV中的RNA,以其为模板在反转录酶的作用下合成DNA(cDNA),获得控制合成该目的蛋白的基因,构建重组表达载体,随后导入受体细胞。(2)将目的蛋白作为抗原注入机体后,刺激机体产生抗体,根据抗原抗体特异性结合的原理,利用该抗体可检测受试者血清中的HIV。(3)HIV主要攻击人体的T淋巴细胞,使机体的免疫功能降低,导致其他病原体乘虚而入。(4)人的免疫系统能随时监测并清除体内已经衰老或因其他因素而被破坏的细胞及癌变的细胞。艾滋病患者由于免疫功能缺陷,易发生恶性肿瘤。‎ 答案:(1)RNA　反转录酶　cDNA(或DNA)‎ ‎(2)抗体　抗原抗体特异性结合 ‎(3)T(或T淋巴)‎ ‎(4)监控和清除 三、综合应用 ‎9.Rag2基因缺失小鼠不能产生成熟的淋巴细胞。科研人员利用胚胎干细胞(ES细胞)对Rag2基因缺失小鼠进行基因治疗。其技术流程如下图。‎ 3‎ ‎(1)步骤①中,在核移植前应去除卵母细胞的　　　　　　　　。 ‎ ‎(2)步骤②中,重组胚胎培养到　　　　　　　期时,可从其内细胞团分离出ES细胞。 ‎ ‎(3)步骤③中,需要构建含有Rag2基因的表达载体。可以根据Rag2基因的　　　　　　　　　　设计引物,利用PCR技术扩增Rag2基因片段。用HindⅢ和PstⅠ限制性内切酶分别在片段两侧进行酶切获得Rag2基因片段。为将该片段直接连接到表达载体,所选择的表达载体上应具有　　　　　　　　　　　　酶的酶切位点。 ‎ ‎(4)为检测Rag2基因的表达情况,可提取治疗后小鼠骨髓细胞的　　　　　　　　,用抗Rag2蛋白的抗体进行杂交实验。 ‎ 解析:(1)细胞核移植是将体细胞核移入去核的卵母细胞中,因此在核移植前应去除卵母细胞的细胞核。‎ ‎(2)ES细胞来自早期胚胎或原始性腺,图示ES细胞的来源为囊胚中的内细胞团。‎ ‎(3)引物的设计,要考虑目的基因的核苷酸序列。目的基因是用Hind Ⅲ和Pst Ⅰ限制性内切酶切割获得的,为了将目的基因直接连接到表达载体上,表达载体上也应具有Hind Ⅲ和Pst Ⅰ酶的酶切位点。‎ ‎(4)检测目的基因的表达情况,可对受体细胞中的蛋白质进行抗原—抗体杂交实验。‎ 答案:(1)细胞核 ‎(2)囊胚 ‎(3)核苷酸序列　HindⅢ和PstⅠ ‎(4)蛋白质 3‎