3.3 基因工程的应用学案（有解析）-2024-2025学年高二下学期生物人教版选择性必修三

（14）基因工程的应用
——高二生物学人教版（2019）选择性必修三课前导学
基因工程在农牧业方面的应用
1.转基因抗虫植物
（1）技术方法：从某些生物中分离出具有 的基因，将它导入作物中，培育出具有抗虫性的作物。
（2）实例：抗虫棉花、玉米、大豆、水稻和马铃薯等。
2.转基因抗病植物
（1）技术方法：将来源于 的抗病基因导入植物中，培育出转基因抗病植物。
（2）实例：转基因抗病毒甜椒、番木瓜和烟草等。
3.转基因抗除草剂植物
（1）技术方法：将降解或抵抗某种除草剂的基因导入作物，可培育抗除草剂的作物品种。
（2）实例：转基因抗除草剂玉米、大豆、油菜和甜菜等。
4.改良植物的品质
（1）技术方法：将 编码基因导入植物中，可以提高这种氨基酸的含量。
（2）实例：转基因玉米中赖氨酸的含量比对照高30%。
5.提高动物的生长速率
（1）技术方法：将 基因导入动物体内，提高动物的生长速率。
（2）实例：转基因鲤鱼。
6.改善畜产品的品质
（1）技术方法：将 基因导入奶牛基因组。
（2）实例：乳汁中乳糖含量大大降低的转基因奶牛。
基因工程在医药卫生领域的应用
1.技术方法
（1）对微生物或动植物的细胞进行基因改造，使它们能够生产药物。
（2）利用乳腺生物反应器生产药物：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 导入哺乳动物的受精卵中，培育出的转基因动物通过分泌乳汁生产所需要的药物。
（3）培育移植器官：在器官供体的基因组中导入某种调节因子抑制抗原决定基因的表达或设法除去抗原决定基因，然后再结合 技术，培育出不会引起免疫排斥反应的转基因克隆器官。
2.实例：重组人干扰素、促红细胞生成素、抗凝血酶、血清白蛋白等。
基因工程在食品工业方面的应用
1.技术方法：利用基因工程菌生产食品工业用酶、氨基酸和 等。例如将编码牛凝乳酶的基因导入大肠杆菌、黑曲霉或酵母菌的基因组中，再通过工业发酵生产凝乳酶。
2.实例：淀粉酶、脂酶、天冬氨酸和苯丙氨酸。
1.下列不属于基因工程成果的是( )
A.乳腺生物反应器生产药用蛋白 B.培育抗除草剂的作物新品种
C.利用微生物生产重组人干扰素 D.用高产青霉菌生产青霉素
2.某研究以利用基因工程技术制备乳腺生物反应器，以生产X药用蛋白，基本过程如图所示，下列相关描述错误的是( )
A.①为载体构建 B.②为显微注射 C.③为受精作用 D.④为胚胎移植
3.利用基因工程技术可使大肠杆菌生产人的胰岛素原。下列相关叙述，正确的是( )
A.大肠杆菌没有内质网、高尔基体等细胞器，因此无法合成蛋白质
B.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
C.通过PCR扩增法从人的基因组得到胰岛素基因，可直接导入大肠杆菌进行表达
D.T4DNA连接酶能把两个黏性末端经碱基互补配对后留下的缝隙“缝合”
4.作物脱毒、改善畜产品品质、抗除草剂作物、可保存的干扰素，依次应用哪项生物技术（ ）
①基因工程
②细胞工程
③蛋白质工程
④胚胎工程
A. ①②②③ B. ②①①③ C. ②①②③ D. ②①②④
5.科学家能利用基因工程技术培育出特殊的西红柿、香蕉，食用后人体内可产生特定的抗体，这说明这些西红柿、香蕉中的某些物质至少应( )
A.含有丰富的免疫球蛋白　　　 B.含有某些抗原决定簇
C.含有一些灭活的病菌　　　　　 D.能刺激人体内效应Ｔ细胞分泌抗体
6.下列关于基因工程的叙述，错误的是( )
A.基因工程是在分子水平上对生物进行遗传改造
B.基因工程的发展独立于生命科学基础理论的发展
C.基因工程已经广泛应用于医学、农业、工业、环境保护等领域
D.基因工程可创造出更符合人们需要的新的生物类型和产品
7.下列不属于利用基因工程技术制取的药物是( )
A.从大肠杆菌体内获得白细胞介素 B.从酵母菌体内获得干扰素
C.从大肠杆菌体内获得胰岛素 D.从青霉菌体内获得青霉素
8.下列有关基因工程的成果及应用的叙述,错误的是( )
A. 基因工程可实现基因在不同物种之间的转移
B. 将人的胰岛素基因导入大肠杆菌后,表达出的胰岛素与人的胰岛素结构完全相同
C. 基因工程在给人类生产和生活带来益处的同时,也使人们产生关于其安全性方面的担忧
D. 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
答案以及解析
1.答案：D
解析：A、乳腺生物反应器生产药用蛋白属于动物基因工程技术的应用，A不符合题意；B、培育抗除草剂的作物新品种属于植物基因工程技术的应用，B不符合题意；C、利用微生物生产重组人干扰素属于基因工程技术的应用，C不符合题意；D、用高产青霉菌生产青霉素属于诱变育种，不属于基因工程成果，D符合题意。故选D。
2.答案：C
解析：A、①过程为基因表达载体构建，表达载体组成：启动子+目的基因+终止子+标记基因，A正确；B、②表示目的基因导入受体细胞（受精卵），动物细胞（受体）采用显微注射技术导入，B正确；C、③为受精卵培养成早期胚胎的过程，不是进行受精作用的过程，C错误；D、④为早期胚胎移植到代孕母体的子宫中，D正确。故选C。
3.答案：D
解析：A、蛋白质的合成场所是核糖体，大肠杆菌没有内质网、高尔基体等细胞器，但有核糖体一种细胞器，可以合成蛋白质，A错误；B、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，大肠杆菌无细胞核，B错误；C、通过PCR扩增法从人的基因组得到胰岛素基因，需要与载体结合后才可导入大肠杆菌进行表达，C错误；D、T4DNA连接酶能在两个相同黏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），D正确。故选D。
4.答案：B
解析：作物脱毒（选根尖、茎尖）属于细胞工程的应用；改善畜产品的品质、抗除草剂作物属于基因工程的应用；可保存的干扰素经过蛋白质工程的改造，属于蛋白质工程。综上所述，ACD不符合题意，B符合题意。故选B。
5.答案：B
解析：A、免疫球蛋白在被人体食用后在消化道内被消化成氨基酸,A错误;
B、人食用利用基因工程技术培育出特殊的西红柿、香蕉能产生特定的抗体,说明这些西红柿、香蕉中含有某些特定的抗原物质,B正确;
C、该实例不能说明这些西红柿、香蕉中含有被灭活的病菌,C错误;
D、抗体是浆细胞合成和分泌的,D错误.
所以B选项是正确的.
6.答案：B
解析：基因工程是一种DNA操作技术，是在分子水平上对生物进行遗传改造，A正确；基因工程是在生物化学、分子生物学和微生物学等学科的基础上发展起来的，B错误；基因工程可用于生产基因工程药物、改良动植物品种、生产工业用酶、提高微生物降解污染物的能力等，基因工程已经广泛应用于医学、农业、工业、环境保护等领域，C正确；基因工程可通过转基因等技术，赋予生物新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品，D正确。
7.答案：D
解析：A、利用基因工程技术可制取药物，如将外源白细胞介素基因导入大肠杆菌中并表达制取白细胞介素，A错误；
B、利用基因工程技术可制取药物，如使外源干扰素基因在酵母菌体内表达获得干扰素，B错误；
C、利用基因工程技术可制取药物，如使外源胰岛素基因在大肠杆菌体内表达获得胰岛素，C错误；
D、青霉素是青霉菌自身基因表达产生的，因此在青霉菌体内提取的青霉素不属于基因工程药品，D正确。
故选D。
8.答案：B
解析：A、基因工程育种可将特定的基因进行定向转移，同时打破了自然状态下的生殖隔离，所以基因工程可以实现基因在不同物种之间的转移，人们可以定向选育新品种，A正确；
B、利用基因工程技术，将人的产生胰岛素的基因转入大肠杆菌后，大肠杆菌内表达出的胰岛素与人的胰岛素结构不完全相同，因为大肠杆菌属于原核生物，无内质网与高尔基体，无法对胰岛素进行加工，B错误；
C、基因工程在给人类生产和生活带来益处的同时，也使人们产生关于其安全性方面的担忧，C正确；
D、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，如转基因植物打破自然物种的原有界限，可能破坏生态系统稳定性，D正确。
故选B。