【开学大礼包】高三生物 IA3.1.3基因工程的应用复习课件 浙科版（浙江专用）.ppt

1 下列不属于基因工程应用的是 a 培养出抗烟草花叶病的番茄植株b 从大肠杆菌中获取人的干扰素c 培养出兼有鲤鱼与鲫鱼特点的鲤鲫移核鱼d 利用 工程菌 生产乙肝疫苗 解析 选c 鲤鲫移核鱼是核移植技术的应用成果 抗烟草花叶病的番茄是将抗烟草花叶病毒基因导入番茄植株中培育而成 利用大肠杆菌获取人的干扰素和工程菌生产疫苗均为基因工程的具体应用 2 基因治疗是指 a 对有基因缺陷的细胞进行修复 从而使其恢复正常 达到治疗疾病的目的b 把健康的外源基因导入到有基因缺陷的细胞中 达到治疗疾病的目的c 运用人工诱变的方法 使有基因缺陷的细胞发生基因突变恢复正常d 运用基因工程技术 把有缺陷的基因切除 达到治疗疾病的目的 解析 选b 基因治疗是把健康的外源基因导入到有基因缺陷的细胞中 达到治疗疾病的目的 不是对细胞进行操作 3 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 避免氮肥使用过多引起环境污染d 改良土壤结构 解析 选c 利用基因工程技术培育的能固氮的转基因水稻可以减少氮肥的使用而减少成本等 在环保上的意义是减少环境污染 4 下列不属于基因工程方法生产的药品是 a 干扰素b 胰岛素c 青霉素d 乙肝疫苗 解析 选c 青霉素是抗菌素的一种 是从青霉菌培养液中提制的药品 并不是通过基因工程方法生产的药品 而a b d所示药品现在都是通过基因工程方法生产的 5 干扰素是治疗癌症的重要药物 它必须从血液中提取 每升人血只能提取0 5 g 所以价格昂贵 现在美国加利福尼亚州的基因公司用如图的方式生产干扰素 试分析原理和优点 1 从人的淋巴细胞中获取干扰素基因 一般可用 的方法 此基因在基因工程中称为 2 此基因与细菌的质粒相结合要依靠 其作用部位是磷酸二酯键 然后将目的基因移植到酵母菌体内 酵母菌在基因工程中叫 3 科学家在培养转基因植物时 常用 中的质粒做载体 4 细菌质粒与干扰素基因能够拼接的原因是 人的干扰素基因在酵母菌体内合成了人的干扰素 说明了 解析 1 基因工程中 目的基因的获得可直接从基因文库中获取 在与载体质粒重组时 需要限制性核酸内切酶和dna连接酶 酵母菌细胞是受体细胞 2 培养转基因植物时 常用土壤农杆菌中的质粒做载体 用土壤农杆菌感染受体细胞 该方法叫土壤农杆菌转化法 3 细菌质粒能与干扰素基因拼接是因为它们的结构组成相同 都是由四种脱氧核苷酸组成 有规则的双螺旋结构 干扰素基因在酵母菌体内合成了人的干扰素 说明了人的干扰素基因在酵母菌体内表达成功 答案 1 直接从基因文库获取目的基因 2 限制性核酸内切酶和dna连接酶受体细胞 3 土壤农杆菌 4 都是由四种脱氧核苷酸组成 有规则的双螺旋结构人的干扰素基因在酵母菌体内表达成功 一 转基因动 植物的区别与联系 1 筛选含目的基因的受体细胞时 根据载体上的标记基因进行筛选 2 动物基因工程主要是为了改善畜产品的品质 而不是为了产生体型巨大的个体 例证1 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才能在卡那霉素培养基上生长 如图为获得抗虫棉的技术流程 请据图回答 1 a过程需要的酶有 2 b过程及其结果体现了质粒作为载体必须具备的两个条件是 3 c过程的培养基除含有必要的营养物质 琼脂和激素外 还必须加入 4 科学家发现转基因植株的卡那霉素抗性基因的传递符合孟德尔遗传定律 已知将其转基因植株与非转基因植株杂交时 其后代中抗卡那霉素型与卡那霉素敏感型的数量比为1 1 当该转基因植株自交时 其后代中抗卡那霉素型与卡那霉素敏感型的数量比为 当将该转基因植株的花药在卡那霉素培养基上作离体培养 则获得的再生植株群体中抗卡那霉素型植株占 解题关键 明确上述流程的每一步中所用的工具 方法 原理 利用孟德尔分离定律解决转基因植物的杂交和自交问题 精讲精析 1 标记基因在基因工程中的作用主要是检测重组质粒是否进入受体细胞内 因此在重组过程中并未被目的基因所取代 既然转基因植株表现出相应抗性 说明其是显性性状 2 转基因植株与正常植株 非转基因植株 杂交 后代出现两种表现型且比值为1 1 说明该转基因植株的一条染色体上含有kanr 可视为杂合子 若该转基因植株自交 即杂合子自交 后代两种表现型的比值为3 1 花药离体培养在选择培养基中能生存的植株均为抗性植株 答案 1 限制性内切酶和dna连接酶 2 具有标记基因 能在宿主细胞中复制并稳定保存 3 卡那霉素 4 3 1 100 二 基因治疗1 原理 利用正常基因纠正或补偿基因的缺陷 即把正常基因导入患者体内 使该基因的表达产物发挥功能 从而达到治疗疾病的目的 而原有缺陷基因一般不作处理 2 方法 有体外基因治疗和体内基因治疗 体外基因治疗方法疗效较好 如重度免疫缺陷症的体外基因治疗方法 1 经过基因治疗后 患者细胞内的缺陷基因并没有改变 因此 基因治疗一般只在当代发挥作用 不影响下一代 2 基因诊断和基因治疗不一样 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 检测被测标本上的遗传信息 达到检测疾病的目的 基因治疗是将正常基因导入有基因缺陷的细胞内 从而达到治疗疾病的目的 例证2 1990年对一位因缺乏腺苷酸脱氨酶基因 而患先天性体液免疫缺陷病 重度免疫缺陷病 的美国女孩进行基因治疗 其方法是首先将患者的t淋巴细胞取出作体外培养 然后用逆转录病毒将正常腺苷酸脱氨酶基因转入人工培养的t淋巴细胞中 再将这些转基因t淋巴细胞回输到患者的体内 经过多次治疗 患者的免疫功能趋于正常 1 为使体外培养细胞的工作成功 必须考虑的培养条件是 培养液需含有 2 在基因治疗过程中 逆转录病毒的作用相当于基因工程中基因操作工具中的 此基因工程中的目的基因是 目的基因的受体细胞是 3 将转基因t淋巴细胞多次回输到患者体内后 免疫能力趋于正常是由于产生了 产生这种物质的两个基本步骤是 解题关键 动物细胞培养的条件有适宜的ph 渗透压 温度以及无菌等 题中逆转录病毒可以将目的基因导入受体细胞 起载体作用 目的基因表达的过程是转录和翻译 精讲精析 基因治疗是把健康的外源基因导入有基因缺陷的细胞中 达到治疗疾病的目的 导入的健康基因能在受体细胞 t淋巴细胞 中通过转录和翻译合成相应的基因产物 抗体或腺苷酸脱氨酶 使病人的免疫功能恢复正常 达到治疗的目的 答案 1 ph 渗透压 温度以及无菌等有机物 无机盐 维生素 o2 水等 2 载体腺苷酸脱氨酶基因t淋巴细胞 3 抗体 或腺苷酸脱氨酶 转录翻译 变式训练 腺苷酸脱氨酶 ada 基因缺陷症是一种免疫缺陷症 对患者采用基因治疗的方法是 取出患者的t淋巴细胞 进行体外培养时转入正常ada基因 再将这些t淋巴细胞注射入患者体内 使其免疫功能增强 能正常生活 下列有关叙述中 正确的是 a 正常ada基因替换了患者的缺陷基因b 正常ada基因通过控制ada的合成来影响免疫功能c t淋巴细胞需在体外培养至能无限增殖时再注射入患者体内 保证体内有足量的携带正常基因的t淋巴细胞d 体外培养t淋巴细胞时可以通过显微注射技术将正常的ada基因直接导入t淋巴细胞 解析 选b 基因治疗是将正常的基因导入到有基因缺陷的细胞中 正常的ada基因可以控制合成正常的ada来影响免疫功能 能无限增殖的t淋巴细胞已发生癌变 不能注射到患者体内 向受体细胞导入目的基因时 必须将目的基因和载体结合 1 2010 江苏高考 下列关于转基因植物的叙述 正确的是 a 转入到油菜的抗除草剂基因 可能通过花粉传入环境中b 转抗虫基因的植物 不会导致昆虫群体抗性基因频率增加c 动物的生长激素基因转入植物后不能表达d 如果转基因植物的外源基因来源于自然界 则不存在安全性问题 解析 选a 若转入到油菜的抗除草剂基因存在于油菜的染色体上 则可能通过花粉传入环境中 由此判断a项正确 转抗虫基因的植物 对昆虫进行了定向选择 会导致昆虫群体抗性基因频率增加 由此判断b项错误 因生物体共用一套遗传密码 动物的生长激素基因转入植物后可表达 由此判断c项错误 如果转基因植物的外源基因来源于自然界 可能打破原有的基因结构 或通过转基因植物向外散播 具有不确定性 存在一定的安全性问题 由此判断d项错误 2 2009 安徽高考 2008年诺贝尔化学奖授予了 发现和发展了水母绿色荧光蛋白 的三位科学家 将绿色荧光蛋白基因的片段与目的基因连接起来组成一个融合基因 再将该融合基因转入真核生物细胞内 表达出的蛋白质就会带有绿色荧光 绿色荧光蛋白在该研究中的主要作用是 a 追踪目的基因在细胞内的复制过程b 追踪目的基因插入到染色体上的位置c 追踪目的基因编码的蛋白质在细胞内的分布d 追踪目的基因编码的蛋白质的空间结构 解析 选c 将绿色荧光蛋白基因的片段与目的基因连接起来组成一个融合基因 将该融合基因转入真核生物细胞内 表达出的蛋白质带有绿色荧光 从而可以追踪目的基因编码的蛋白质在细胞内的分布 3 2007 山东高考 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一定进展 最近 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 1 将人的生长激素基因导入小鼠受体细胞 常用方法是 2 进行基因转移时 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 4 在研制膀胱生物反应器时 应使外源基因在小鼠的 细胞中特异表现 5 为使外源基因在后代长期保持 可将转基因小鼠体细胞的 转入 细胞中构成重组细胞 使其发育成与供体具有相同性状的个体 该技术称为 解析 转基因生物反应器是指利用转基因活体动物的某种能够高效表达外源基因的器官或组织来进行工业化生产活性功能蛋白的技术 该技术的第一步就是导入外源基因 对于动物细胞来说 常采用的方法是显微注射法 小鼠的膀胱上皮细胞属于体细胞 可采用核移植的方法 培育出能长期合成人生长激素的个体来 答案 1 显微注射法 2 受精卵 或早期胚胎细胞 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表达 3 dna分子杂交 核酸探针 4 膀胱上皮 5 细胞核去核的卵核移植 或克隆 一 选择题 共12小题 每小题4分 共48分 1 下表关于基因工程中有关基因操作的名词及对应的内容 正确的组合是 解析 选c a项中供体和载体不对应 b项中剪刀和针线不对应 d项中各项均不对应 基因工程中供体是提供目的基因的生物 剪刀是限制性核酸内切酶 针线是dna连接酶 载体是质粒 受体是大肠杆菌等 2 运用现代生物技术的育种方法 将抗菜青虫的抗虫基因转移到优质油菜中 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 保护农业生态环境 根据以上信息 下列叙述正确的是 a 抗虫基因的化学成分是蛋白质b 抗虫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抗虫基因d 转基因抗虫油菜产生的杀虫蛋白是无机物 解析 选c 抗虫基因本质是dna 转基因抗虫油菜产生的杀虫蛋白是抗虫基因表达的产物 是有机物 3 生产上培育无籽番茄 青霉素高产菌株 杂交培育矮秆抗锈病小麦 抗虫棉的培育原理依次是 生长素促进果实发育 染色体变异 基因重组 基因突变 基因工程a b c d 解析 选d 无籽番茄是利用一定浓度生长素培育而成 青霉素高产菌株是基因突变的结果 杂交育种的原理是基因重组 抗虫棉是利用基因工程培育的转基因植物 4 半乳糖血症病人由于细胞内不能合成半乳糖苷酶 从而导致体内过多的半乳糖积聚 引起肝 脑等受损 美国的一位科学家用带有半乳糖苷酶基因的噬菌体侵染患者的离体组织细胞 结果发现这些组织细胞能够利用半乳糖了 这种治疗疾病的方法称为 a 免疫治疗b 化学治疗c 基因治疗d 药物治疗 解析 选c 本题中采用的方法是借助噬菌体将正常基因导入了患者体内 从而达到治疗疾病的目的 这种治疗方法称为基因治疗 5 美国农业部指导农民在种植转基因农作物时 要求农民在转基因农作物的行间种植一些普通的非转基因农作物 供害虫取食 这种做法的主要目的是 a 保护物种多样性b 保护害虫的天敌c 减缓害虫抗性基因频率增加的速率d 维持农田生态系统中的能量流动 解析 选c 种植转基因农作物时 在转基因农作物的行间种植一些普通的非转基因农作物 可以减缓害虫抗性基因频率的增加 如果全部种植转基因农作物 由于选择力度加大 就会造成害虫抗性基因频率的快速增加 6 2011 富阳模拟 下列科技成果中 根据基因重组原理进行的是 我国科学家袁隆平利用杂交技术培育出超级水稻 我国科学家将苏云金芽孢杆菌的某些基因移植到棉花体内 培育出抗虫棉 我国科学家通过返回式卫星搭载种子培育出太空椒 英国科学家通过体细胞克隆技术培育出克隆羊a b c d 解析 选b 杂交育种和基因工程育种利用的原理是基因重组 太空椒的培育是应用诱变使基因发生突变 克隆是无性繁殖 未发生基因重组 7 下列关于基因工程应用的叙述 正确的是 a 基因治疗就是把缺陷基因诱变成正常基因b 基因诊断的基本原理是dna分子杂交c 一种基因探针能检测水体中的各种病毒d 原核基因不能用来进行真核生物的遗传改良 解析 选b 基因工程是生物工程技术的核心内容 能够按照人们的意愿 定向地改造生物的遗传性状 基因治疗是把正常的基因导入有基因缺陷的细胞中使其表达 达到治疗目的 基因诊断常用基因探针来进行 其遵循的原理是dna分子杂交 基因探针具有很强的特异性 因此一种探针只能检测水体中的一种 类 病毒 所有生物共用一套遗传密码 所以原核基因也能用来进行真核生物的遗传改良 8 下列关于基因工程的说法不正确的是 a 基因工程的设计和施工都是在分子水平上进行的b 目前基因工程中所有的目的基因都是从供体细胞直接分离得到的c 基因工程能使科学家打破物种界限 定向地改造生物性状d 若检测出受体细胞中含有目的基因 目的基因不一定能成功地进行表达 解析 选b 基因工程是分子水平上的技术操作 可以定向改变生物性状 克服植物远缘杂交不亲和的障碍 即使受体细胞中导入了目的基因 目的基因也不一定表达 因此要对受体细胞进行筛选和检测 9 2011 杭州模拟 利用外源基因在受体细胞中表达 可生产人类所需要的产品 下列各项中能说明目的基因完成了在受体细胞中表达的是 a 棉花二倍体细胞中检测到细菌的抗虫基因b 大肠杆菌中检测到人胰岛素基因及其mrnac 山羊乳腺细胞中检测到人生长激素dna序列d 酵母菌细胞中提取到人干扰素蛋白 解析 选d 检测目的基因是否表达 可通过是否产生相应的表达产物或性状来判断 a项中只是检测到目的基因的存在 b项中检测的是目的基因及转录产物 c项检测的是目的基因 10 上海医学研究所成功培育出第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 只有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 故不合成人白蛋白 解析 选d 转基因动物是指转入了外源基因的动物 提高表达水平是指设法使转入的基因能通过表达产生更多的人白蛋白 而不是增加基因的数量 牛的体细胞内均有人白蛋白的基因 仅在乳腺细胞中表达 是因为基因的表达有选择性 11 有关基因工程的成果及应用的说法不正确的是 用基因工程方法培育的抗虫植物也能抗病毒的植物 基因工程在畜牧业上应用的主要目的是培育体型巨大 品质优良的动物 任何一种假单孢杆菌都能分解四种石油成分 所以假单孢杆菌是 超级菌 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a b c d 解析 选c 利用基因工程方法可以培育抗虫 抗病毒和具有抗逆性的植物 培育体型巨大的动物不是基因工程的根本目的 任何一种假单孢杆菌只能分解一种石油成分 所以假单孢杆菌不是 超级菌 超级菌 应该是基因工程的产物 分解的石油成分更多 12 采用基因工程技术将人凝血因子基因导入山羊受精卵 培育出了转基因羊 但是 人凝血因子只存在于该转基因羊的乳汁中 以下有关叙述 正确的是 a 人体细胞中凝血因子基因编码区的碱基对数目 等于凝血因子氨基酸数目的3倍b 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c 在该转基因羊中 人凝血因子基因存在于乳腺细胞 而不存在于其他体细胞中d 人凝血因子基因开始转录后 dna连接酶以dna分子的一条链为模板合成mrna 解析 选b 体细胞中凝血因子基因编码区的碱基对数目多于凝血因子氨基酸数目的3倍 人凝血因子基因导入山羊的受精卵中 因此在体细胞中都有该基因 人凝血因子基因的转录需要rna聚合酶 不是dna连接酶 二 非选择题 共3小题 共52分 13 12分 如图是将人的生长激素基因导入细菌b细胞内制造 工程菌 示意图 所用载体为质粒a 已知细菌b细胞内不含质粒a 也不含质粒a上的基因 质粒a导入细菌b后 其上的基因能得到表达 1 图中质粒a与目的基因结合产生重组质粒的过程通常是在体外完成的 此过程必须用到的工具酶为 2 在导入完成后得到的细菌 实际上有的根本没有导入质粒 所以在基因工程的操作步骤中必须要有 这一步骤 3 将重组质粒导入细菌后 目的基因在 工程菌 中表达成功的标志是 解析 1 质粒与目的基因结合需要限制性核酸内切酶和dna连接酶 目的基因是否导入成功需要检测 可以用dna分子杂交技术进行检测 2 目的基因在 工程菌 中表达成功的标志是能合成人的生长激素 答案 1 限制性核酸内切酶和dna连接酶 2 筛选含有目的基因的受体细胞 3 工程菌 能合成人的生长激素 方法技巧 微生物在基因工程中的作用 1 工具酶主要来自微生物 如限制性核酸内切酶主要来自原核生物 2 可以提供目的基因 是重要的目的基因供体库之一 如抗虫基因 3 作为目的基因的载体之一 如利用土壤农杆菌侵染植物细胞导入目的基因 4 作为受体细胞 原因是微生物繁殖快 多为单细胞 遗传物质相对较少 5 作为发酵用的工程菌 如本题中的细菌 14 17分 棉铃虫是一种危害棉花的害虫 我国科学工作者发现一种生活在棉铃虫消化道内的苏云金杆菌能分泌一种毒蛋白使棉铃虫致死 而这种毒蛋白对人畜无害 通过基因工程方法 科学家采用花粉管通道法将毒蛋白基因转入棉花植株并成功表达 棉铃虫食用了这种转基因棉花的叶片后就会死亡 花粉管通道法是指 利用植物花粉萌发时形成的花粉管通道将毒蛋白基因送入胚囊 进而导入尚不具备细胞壁的合子 借助天然的种胚系统 形成含有目的基因的种胚 根据以上内容回答问题 1 下列所示的粘性末端是由 种限制性核酸内切酶作用产生的 2 利用花粉管通道法将毒蛋白基因导入棉花细胞 此过程是基因操作的基本步骤中的第 步 即 为减少获取目的基因的盲目性 在获取真核生物的目的基因时 应尽量采用的 方法 3 该目的基因在导入受体细胞前需要与载体结合 目前经常使用的载体有 和 4 从个体水平上检测该目的基因是否表达的方法是 解析 1 图中粘性末端均不相同 因此限制性核酸内切酶的