3.3基因工程的应用-2022-2023学年高二生物学人教版（2019）选择性必修三（学案）（有答案）
文档属性
| 名称 | 3.3基因工程的应用-2022-2023学年高二生物学人教版（2019）选择性必修三（学案）（有答案） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 42.5KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2023-03-11 21:34:52 | ||
图片预览
文档简介
第3节 基因工程的应用
1. 结合具体实例了解基因工程的应用
2. 联系当地生产生活中的具体实例，思考用基因工程的方法解决实际问题
一、基因工程在农牧业方面的应用
基础梳理
1. 转基因抗虫植物从某些生物中分离出具有 功能的基因，将它导入作物中培育出具有 的作物，是目前防治作物虫害的一种发展趋势。已问世的转基因抗虫植物有转基因抗虫棉花、 、大豆、 和 等。
2.转基因抗病植物：许多栽培作物由于自身缺少抗病基因，因此用常规育种的方法很难培育出抗病的新品种。科学家将来源于某些 、 等的抗病基因导入植物中，培育出了转基因抗病植物，如 、 和 等。
3.转基因抗除草剂植物：杂草常常危害农业生产，而大多数除草剂不仅能杀死田间杂草，还会损伤作物，导致作物减产。将 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。这样在喷洒除草剂时，田间杂草会被杀死而作物不会受到损伤。目前已经获得 、 、 和 等。
4.改良植物的品质：随着生活水平的提高，人们越来越关注植物的营养价值、观赏价值等，利用 可以改良这些品质。例如，将 导入植物中，可以提高这种氨基酸的含量，科学家培育的某种转基因玉米中赖氨酸的含量比对照高30%。我国科学家成功地将与植物花青素代谢相关的基因导入矮牵牛中，使它呈现出自然界没有的颜色变异，大大提高了它的观赏价值
5.提高动物的生长速率：由于 的表达可以使转基因动物生长得更快，因此科学家将这类基因导入动物体内，以提高动物的生长速率。例如，我国科学家将外源生长激素基因导入鲤鱼，在同等养殖条件下，转基因鲤鱼的生长速率比非转基因鲤鱼提高了
6.改善畜产品的品质：有些人由于 分泌少，不能完全消化牛奶中的乳糖，食用牛奶后会出现腹泻等不适症状，这称为乳糖不耐受。我国约有1/3的成年人对乳糖不耐受。为了解决这一问题，科学家将 导入牛基因组，使获得的转基因牛分泌的乳汁中，乳糖的含量大大降低，而其他营养成分不受影响。
1.利用基因工程可以改良农作物的品质（ ）
2.由于抗虫棉可以抵抗一切危害棉花植株的害虫，所以抗虫棉已经推广（ ）
二、基因工程在医药卫生领域的应用
1. 基因工程药物的种类：这些药物包括 、抗体、 和
2. 基因工程药物的作用：可以用来预防和治疗人类肿瘤、 、传染病、 和
等
3. 干扰素的概念：干扰素是一种具有 的糖蛋白，在临床上被广泛用于治疗
4. 乳腺生物反应器的概念：科学家将 与 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 来生产所需要的药物，这称为乳腺生物反应器或乳房生物反应器。
5.利用乳腺生物反应器取得的成果：目前，科学家已经在 、山羊等动物乳腺生物反应器中，获得了 、血清白蛋白、 和 等重要的医药产品。
6.用转基因动物生产药物的优点：
7.选用猪器官作为人体一直器官替代品的原因：
（1）人体移植器官
（2）猪的内脏结构、 、 分布与人的极为相似
（3）与灵长类动物相比，猪体内隐藏的、可导致人类疾病的病毒要
8.对猪的器官进行改造的方法：在器官供体的基因组导入某种调节因子，以 抗原决定基因的表达，或 抗原决定基因，然后再结合 ，培育出不会引起
的转基因克隆猪器官
1.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（ ）
2.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，所以无法抑制抗原的合成
三、基因工程在食品工业方面的应用
1. 基因工程在食品工业方面的应用
（1）生产食品工业用酶：如 、 、 等
（2）生产 ：如阿斯巴甜
（3）生产
2.基因工程生产工业用酶的优点：工业用酶的 更高，而且它的生产成本 ，生产效率
随堂训练
1.利用基因工程技术可使大肠杆菌生产人的胰岛素。下列相关叙述正确的是( )
A.只有用相同的限制性核酸内切酶处理含有目的基因的片段和质粒，才能形成重组质粒
B.DNA连接酶能在两个相同粘性末端配对后的磷酸与脱氧核糖之间形成化学键
C.人胰岛素原基因在大肠杆菌中表达的胰岛素原有生物活性
D.人和大肠杆菌在合成胰岛素原时，转录和翻译的场所是相同的
2.苏云金芽孢杆菌的抗虫基因导入棉花细胞是否已表达，其检测方法是( )
A.是否有抗生素抗性 B.是否能检测到标记基因
C.是否有相应的性状 D.是否能分离到目的基因
3.下列哪项不是转基因技术的成果( )
A.能清除石油污染的假单孢杆菌 B.高产青霉素菌株
C.转基因抗虫棉 D.利用乳腺生物反应器生产生长激素
4.采用基因工程技术培育转基因羊作为乳腺生物反应器，使其能合成人凝血因子且只存在于乳汁中。下列有关叙述，不正确的是( )
A.将人凝血因子基因与乳腺蛋白基因的启动子等调控元件重组在一起构建成基因表达载体
B.将含有人凝血因子基因的表达载体导入羊乳腺细胞中即可获得乳腺生物反应器
C.该转基因羊产生的生殖细胞中可能会含有人凝血因子基因
D.与乳腺生物反应器相比，膀胱生物反应器不受性别等限制，受体来源更广泛
5.下列关于基因工程在食品工业方面的应用的叙述，错误的是( )
A.用于形成阿斯巴甜的主要氨基酸可以通过基因工程大规模生产
B.基因工程获得凝乳酶时，需将编码凝乳酶的基因导入受体菌的基因组中
C.相比从天然产物中提取的酶，用基因工程技术获得的工业用酶的纯度较低
D.生产淀粉酶和脂酶时，可通过构建工程菌，用发酵技术大量生产
6.下列有关基因工程的应用的叙述，错误的是( )
A. 利用基因工程可改良植物的品质，提高其营养价值
B. 通过乳腺生物反应器可生产抗凝血酶等重要的医药产品
C. 将正常基因导入受体细胞，以对21三体综合征进行治疗
D. 制备工程菌以实现对胰岛素、血清白蛋白的大规模生产
7.下列关于转基因技术的应用的叙述，不正确的是( )
A.可以将抗病虫害、抗除草剂等基因转入农作物使其具有相应的抗性
B.可以使用DNA重组技术，使微生物生产稀缺的药物，如免疫球蛋白等
C.可以通过转基因技术使奶牛变成生物反应器，使它们的奶中富含某种营养物质、珍贵药材或人类所需要的蛋白质
D.将不同生物的DNA进行转移和重组，会创造出新物种
8.转基因技术可以改良动物品种，生产人类需要的药用蛋白。下列符合生产药用蛋白的是( )
A.养殖含生长激素基因的转基因鲑鱼 B.养殖能抗口蹄疫病毒的转基因兔
C.养殖含肠乳糖酶基因的转基因牛 D.从牛乳汁中获得人血清白蛋白
答案以及解析
1.答案：B
解析：构建重组DNA分子时，一般用相同的限制酶处理含有目的基因的片段和质粒，以产生相同的粘性末端，也可以用能产生相同粘性末端的不同限制酶处理，A错误；DNA连接酶能在两个相同粘性末端配对后的磷酸与脱氧核糖之间形成化学键（磷酸二酯键），B正确；大肠杆菌是原核生物，没有内质网和高尔基体，不能对胰岛素原进行加工，因此人胰岛素原基因在大肠杆菌中表达的胰岛素原没有生物活性，C错误；人体胰岛细胞在合成胰岛素原时，转录在细胞核中进行，翻译在细胞质的核糖体上进行，D错误。
2.答案：C
解析：本题容易将目的基因的检测和表达混淆。载体上的标记基因用于筛选、检测目的基因是否导入受体细胞。目的基因导入受体细胞后不一定能表达。转基因成功的标志是目的基因在受体细胞内表达。检测目的基因是否表达的方法有很多，最直观可靠的是观察受体细胞是否表现出目的基因控制的性状。
3.答案：B
解析：高产青霉素菌株是人工诱变育种的成果，不是转基因技术的成果。
4.答案：B
解析：培育转基因羊作为乳腺生物反应器的过程中需将人凝血因子基因与乳腺蛋白基因的启动子等调控元件重组在一起构建成基因表达载体，再通过显微注射技术将含有人凝血因子基因的表达载体导入羊受精卵中，A正确，B错误；培育该转基因羊的受体细胞为受精卵，故其产生的生殖细胞中可能会含有人凝血因子基因，C正确；与乳腺生物反应器（只能选雌性）相比，膀胱生物反应器不受性别等限制，受体来源更广泛，D正确。
5.答案：C
解析：阿斯巴甜主要由天冬氨酸和苯丙氨酸形成，这两种氨基酸可以通过基因工程大规模生产，A正确；基因工程获得凝乳酶时，需将编码凝乳酶的基因导入受体菌，如大肠杆菌、黑曲霉等的基因组中，B正确；相比从天然产物中提取的酶，用基因工程技术获得的工业用酶的纯度较高，C错误；生产淀粉酶和脂酶时，可通过构建工程菌，用发酵技术大量生产，D正确。
6.答案：C
解析：A、利用基因工程可以改良植物的品质，例如提高其 抗虫、抗病的特性等，提高其营养价值，A正确；
B、将抗凝血酶基因与乳腺蛋白基因的启动子联系在一起，可以制备生产抗凝血酶的乳腺生物反应器，B正确；
C、21三体综合征属于染色体数目变异，本身不存在致病基因，不能使用基因治疗来治病，C错误；
D、可用基因工程将胰岛素基因或血清白蛋白基因导入微生物，制备工程菌，大量生成目的蛋白，D正确；
故选C。
7.答案：D
解析：将不同生物的DNA进行转移和重组一般只会引起某些性状发生改变，不会引起生殖隔离，可以创造出新品种，但一般不能产生新物种，D错误。
8.答案：D
解析：养殖含生长激素基因的转基因鲑鱼只能获得体型更大的鲑鱼，A错误；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兔，B错误；养殖含肠乳糖酶基因的转基因牛，只能使牛乳汁中乳糖含量降低，C错误；从牛乳汁中获得人血清白蛋白，血清白蛋白可用于治疗失血性休克、脑水肿、肾病等，是一种药用蛋白，D正确。
学习目标
易错提示
基础梳理
易错提示
基础梳理
2
1. 结合具体实例了解基因工程的应用
2. 联系当地生产生活中的具体实例，思考用基因工程的方法解决实际问题
一、基因工程在农牧业方面的应用
基础梳理
1. 转基因抗虫植物从某些生物中分离出具有 功能的基因，将它导入作物中培育出具有 的作物，是目前防治作物虫害的一种发展趋势。已问世的转基因抗虫植物有转基因抗虫棉花、 、大豆、 和 等。
2.转基因抗病植物：许多栽培作物由于自身缺少抗病基因，因此用常规育种的方法很难培育出抗病的新品种。科学家将来源于某些 、 等的抗病基因导入植物中，培育出了转基因抗病植物，如 、 和 等。
3.转基因抗除草剂植物：杂草常常危害农业生产，而大多数除草剂不仅能杀死田间杂草，还会损伤作物，导致作物减产。将 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。这样在喷洒除草剂时，田间杂草会被杀死而作物不会受到损伤。目前已经获得 、 、 和 等。
4.改良植物的品质：随着生活水平的提高，人们越来越关注植物的营养价值、观赏价值等，利用 可以改良这些品质。例如，将 导入植物中，可以提高这种氨基酸的含量，科学家培育的某种转基因玉米中赖氨酸的含量比对照高30%。我国科学家成功地将与植物花青素代谢相关的基因导入矮牵牛中，使它呈现出自然界没有的颜色变异，大大提高了它的观赏价值
5.提高动物的生长速率：由于 的表达可以使转基因动物生长得更快，因此科学家将这类基因导入动物体内，以提高动物的生长速率。例如，我国科学家将外源生长激素基因导入鲤鱼，在同等养殖条件下，转基因鲤鱼的生长速率比非转基因鲤鱼提高了
6.改善畜产品的品质：有些人由于 分泌少，不能完全消化牛奶中的乳糖，食用牛奶后会出现腹泻等不适症状，这称为乳糖不耐受。我国约有1/3的成年人对乳糖不耐受。为了解决这一问题，科学家将 导入牛基因组，使获得的转基因牛分泌的乳汁中，乳糖的含量大大降低，而其他营养成分不受影响。
1.利用基因工程可以改良农作物的品质（ ）
2.由于抗虫棉可以抵抗一切危害棉花植株的害虫，所以抗虫棉已经推广（ ）
二、基因工程在医药卫生领域的应用
1. 基因工程药物的种类：这些药物包括 、抗体、 和
2. 基因工程药物的作用：可以用来预防和治疗人类肿瘤、 、传染病、 和
等
3. 干扰素的概念：干扰素是一种具有 的糖蛋白，在临床上被广泛用于治疗
4. 乳腺生物反应器的概念：科学家将 与 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 来生产所需要的药物，这称为乳腺生物反应器或乳房生物反应器。
5.利用乳腺生物反应器取得的成果：目前，科学家已经在 、山羊等动物乳腺生物反应器中，获得了 、血清白蛋白、 和 等重要的医药产品。
6.用转基因动物生产药物的优点：
7.选用猪器官作为人体一直器官替代品的原因：
（1）人体移植器官
（2）猪的内脏结构、 、 分布与人的极为相似
（3）与灵长类动物相比，猪体内隐藏的、可导致人类疾病的病毒要
8.对猪的器官进行改造的方法：在器官供体的基因组导入某种调节因子，以 抗原决定基因的表达，或 抗原决定基因，然后再结合 ，培育出不会引起
的转基因克隆猪器官
1.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（ ）
2.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，所以无法抑制抗原的合成
三、基因工程在食品工业方面的应用
1. 基因工程在食品工业方面的应用
（1）生产食品工业用酶：如 、 、 等
（2）生产 ：如阿斯巴甜
（3）生产
2.基因工程生产工业用酶的优点：工业用酶的 更高，而且它的生产成本 ，生产效率
随堂训练
1.利用基因工程技术可使大肠杆菌生产人的胰岛素。下列相关叙述正确的是( )
A.只有用相同的限制性核酸内切酶处理含有目的基因的片段和质粒，才能形成重组质粒
B.DNA连接酶能在两个相同粘性末端配对后的磷酸与脱氧核糖之间形成化学键
C.人胰岛素原基因在大肠杆菌中表达的胰岛素原有生物活性
D.人和大肠杆菌在合成胰岛素原时，转录和翻译的场所是相同的
2.苏云金芽孢杆菌的抗虫基因导入棉花细胞是否已表达，其检测方法是( )
A.是否有抗生素抗性 B.是否能检测到标记基因
C.是否有相应的性状 D.是否能分离到目的基因
3.下列哪项不是转基因技术的成果( )
A.能清除石油污染的假单孢杆菌 B.高产青霉素菌株
C.转基因抗虫棉 D.利用乳腺生物反应器生产生长激素
4.采用基因工程技术培育转基因羊作为乳腺生物反应器，使其能合成人凝血因子且只存在于乳汁中。下列有关叙述，不正确的是( )
A.将人凝血因子基因与乳腺蛋白基因的启动子等调控元件重组在一起构建成基因表达载体
B.将含有人凝血因子基因的表达载体导入羊乳腺细胞中即可获得乳腺生物反应器
C.该转基因羊产生的生殖细胞中可能会含有人凝血因子基因
D.与乳腺生物反应器相比，膀胱生物反应器不受性别等限制，受体来源更广泛
5.下列关于基因工程在食品工业方面的应用的叙述，错误的是( )
A.用于形成阿斯巴甜的主要氨基酸可以通过基因工程大规模生产
B.基因工程获得凝乳酶时，需将编码凝乳酶的基因导入受体菌的基因组中
C.相比从天然产物中提取的酶，用基因工程技术获得的工业用酶的纯度较低
D.生产淀粉酶和脂酶时，可通过构建工程菌，用发酵技术大量生产
6.下列有关基因工程的应用的叙述，错误的是( )
A. 利用基因工程可改良植物的品质，提高其营养价值
B. 通过乳腺生物反应器可生产抗凝血酶等重要的医药产品
C. 将正常基因导入受体细胞，以对21三体综合征进行治疗
D. 制备工程菌以实现对胰岛素、血清白蛋白的大规模生产
7.下列关于转基因技术的应用的叙述，不正确的是( )
A.可以将抗病虫害、抗除草剂等基因转入农作物使其具有相应的抗性
B.可以使用DNA重组技术，使微生物生产稀缺的药物，如免疫球蛋白等
C.可以通过转基因技术使奶牛变成生物反应器，使它们的奶中富含某种营养物质、珍贵药材或人类所需要的蛋白质
D.将不同生物的DNA进行转移和重组，会创造出新物种
8.转基因技术可以改良动物品种，生产人类需要的药用蛋白。下列符合生产药用蛋白的是( )
A.养殖含生长激素基因的转基因鲑鱼 B.养殖能抗口蹄疫病毒的转基因兔
C.养殖含肠乳糖酶基因的转基因牛 D.从牛乳汁中获得人血清白蛋白
答案以及解析
1.答案：B
解析：构建重组DNA分子时，一般用相同的限制酶处理含有目的基因的片段和质粒，以产生相同的粘性末端，也可以用能产生相同粘性末端的不同限制酶处理，A错误；DNA连接酶能在两个相同粘性末端配对后的磷酸与脱氧核糖之间形成化学键（磷酸二酯键），B正确；大肠杆菌是原核生物，没有内质网和高尔基体，不能对胰岛素原进行加工，因此人胰岛素原基因在大肠杆菌中表达的胰岛素原没有生物活性，C错误；人体胰岛细胞在合成胰岛素原时，转录在细胞核中进行，翻译在细胞质的核糖体上进行，D错误。
2.答案：C
解析：本题容易将目的基因的检测和表达混淆。载体上的标记基因用于筛选、检测目的基因是否导入受体细胞。目的基因导入受体细胞后不一定能表达。转基因成功的标志是目的基因在受体细胞内表达。检测目的基因是否表达的方法有很多，最直观可靠的是观察受体细胞是否表现出目的基因控制的性状。
3.答案：B
解析：高产青霉素菌株是人工诱变育种的成果，不是转基因技术的成果。
4.答案：B
解析：培育转基因羊作为乳腺生物反应器的过程中需将人凝血因子基因与乳腺蛋白基因的启动子等调控元件重组在一起构建成基因表达载体，再通过显微注射技术将含有人凝血因子基因的表达载体导入羊受精卵中，A正确，B错误；培育该转基因羊的受体细胞为受精卵，故其产生的生殖细胞中可能会含有人凝血因子基因，C正确；与乳腺生物反应器（只能选雌性）相比，膀胱生物反应器不受性别等限制，受体来源更广泛，D正确。
5.答案：C
解析：阿斯巴甜主要由天冬氨酸和苯丙氨酸形成，这两种氨基酸可以通过基因工程大规模生产，A正确；基因工程获得凝乳酶时，需将编码凝乳酶的基因导入受体菌，如大肠杆菌、黑曲霉等的基因组中，B正确；相比从天然产物中提取的酶，用基因工程技术获得的工业用酶的纯度较高，C错误；生产淀粉酶和脂酶时，可通过构建工程菌，用发酵技术大量生产，D正确。
6.答案：C
解析：A、利用基因工程可以改良植物的品质，例如提高其 抗虫、抗病的特性等，提高其营养价值，A正确；
B、将抗凝血酶基因与乳腺蛋白基因的启动子联系在一起，可以制备生产抗凝血酶的乳腺生物反应器，B正确；
C、21三体综合征属于染色体数目变异，本身不存在致病基因，不能使用基因治疗来治病，C错误；
D、可用基因工程将胰岛素基因或血清白蛋白基因导入微生物，制备工程菌，大量生成目的蛋白，D正确；
故选C。
7.答案：D
解析：将不同生物的DNA进行转移和重组一般只会引起某些性状发生改变，不会引起生殖隔离，可以创造出新品种，但一般不能产生新物种，D错误。
8.答案：D
解析：养殖含生长激素基因的转基因鲑鱼只能获得体型更大的鲑鱼，A错误；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兔，B错误；养殖含肠乳糖酶基因的转基因牛，只能使牛乳汁中乳糖含量降低，C错误；从牛乳汁中获得人血清白蛋白，血清白蛋白可用于治疗失血性休克、脑水肿、肾病等，是一种药用蛋白，D正确。
学习目标
易错提示
基础梳理
易错提示
基础梳理
2