基因工程选择题【实用文档】doc

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1、全国统一考试理科综合能力测试(全国一））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，正确的是基因工程选择题【实用文档】doc文档可直接使用可编辑，欢迎下载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。在该转基因样中，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ｍRＮＡ2、（2006年普通高等学校招生全国统一考试理科综合能力测试)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浮汁中。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ｍRNＡ３、2006年普通高等学校招生全国统一考试(广东卷）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４、200６年普通高等学校招生全国统一考试(广东卷）马歇尔和沃伦因对引起胃溃疡的幽门螺杆菌的开创性研究成果，获得了2005年诺贝尔生理学或医学奖。请问幽门螺杆菌与硝化细菌的共同特点是Ａ.异养型Ｂ．基因编码区由外显子和内含子组成C．厌氧型D.遗传物质主要在拟核区5、20０6年普通高等学校招生全国统一考试（江苏卷)我国科学家运用基因工程技术,将苏云金芽孢杆菌的抗虫基因导人棉花细胞并成功表达，培育出了抗虫棉。下列叙述不正确的是Ａ．基因非编码区对于抗虫基因在棉花细胞中的表达不可缺少B．重组DＮA分子中增加一个碱基对，不一定导致毒蛋白的毒性丧失Ｃ。抗虫棉的抗虫基因可通过花粉传递至近缘作用，从而造成基因污染D.转基因棉花是否具有抗虫特性是通过检测棉花对抗生素抗性来确定的６、２０06年普通高等学校招生全国统一考试(江苏卷)人的线粒体基因突变所致疾病的遗传特点是A．基因控制，遵循孟德尔遗传定律，男性和女性中均可表现B.基因控制,但不遵循孟德尔遗传定律,男性和女性中均可表现C。突变的基因属于细胞质遗传,不遵循孟德尔遗传定律，只在女性中表现D．突变的基因属于细胞质遗传，后代一定不出现性状分离7、２006年普通高等学校招生全国统一考试(江苏卷)(８分）基因工程又叫基因拼接技术。（1)在该技术中，用人工合成方法获得目的基因的途径之一是:以目的基因转录的▲为模板,▲成互补的单链DＮA,然后在酶的作用下合成▲。（2)基因工程中常用的受体细胞有细菌、真菌、▲。若将真核基因在原核细胞中表达,对该目的基因的基本要求是▲.（3)假设以大肠杆菌质粒作为运载体，并以同一种限制性内切酶切割运载体与目的基因，将切割后的运载体与目的基因片段混合，并加入ＤNA连接酶。连接产物至少有▲种环状DＮA分子,它们分别是▲。8、２０06年普通高等学校招生全国统一考试(四川卷）细胞增殖过程中ＤNＡ含量会发生变化。通过测定一定数量细胞的ＤＮA含量，可分析其细胞周期。根据细胞DNA含量不同,将某种连续增殖的细胞株细胞分为三组，每组的细胞数如右图。从图中所示结果分析其细胞周期，不正确的是A。乙组细胞正在进行DNＡ复制Ｂ．细胞分裂间期的时间比分裂期长C.丙组中只有部分细胞的染色体数目加倍D。将周期阻断在DNA复制前会导致甲组细胞数减少９、200６年普通高等学校招生全国统一考试（四川卷）用基因工程技术可使大肠杆菌合成人的蛋白质。下列叙述不正确的是A．常用相同的限制性内切酶处理的基因和质粒Ｂ．DＮA连接酶和ＲＮA聚合酶是构建重组质粒必需的工具酶C.可用含抗生素的培养基检测大肠杆菌中是否导入了重组质粒D。导入大肠杆菌的目的基因不一定能成功表达参考答案；1、B2、B3、B4、D５、D６、B7、（8分）(1)信使RNA（mRＮA）逆转录(反转录)双链DNＡ(目的基因）（2)动植物细胞除去内含子（3)３运载体自连的、目的基因片段自连的、运载体与目的基因片段相连的环状DＮA分子8、D9、B(天津理综)1。下列关于细胞基因复制与表达的叙述，正确的是A。一种密码子可以编码多种氨基酸Ｂ．基因的内含子能翻译成多肽C.编码区增加一个碱基对,只会改变肽链上的一个氨基酸D.ＤＮA分子经过复制后,子代DNA分子中(C+T）/（A+Ｇ）=1答案：D（四川理综）３１。（２２）(1)下面是某基因的部分碱基序列，序列I为内含子的一部分，序列ＩI为外显子的一部分。序列序列Ⅰ序列Ⅱ…TACGTCGACCGTCTACTG……ATGCGGGAGGCGGATGTC……ATGCAGCTGGCAGATGAC……TACGCCCTCCGCCTACAG…↓↓↑↑上列片段所编码蛋白质的氨基酸序列为“…甲硫氨酸—精氨酸-谷氨酸—丙氨酸—天冬氨酸—缬氨酸…"（甲硫氨酸的密码子是AUG)。①该基因表达过程中，RNA的合成在中完成，此过程称为。AT｜CAT｜CG｜③如果序列I中箭头所指碱基对被替换为该基因上列片段编码的氨基酸序列为：CCG｜④如果序列IＩ中箭头所指碱基对缺失，该基因上列片段编码的氨基酸序列为：答案:（1)①细胞核转录②AＵGCＧGGＡＧGCGGAＵGUＣ③…甲硫氨酸-精氨酸—谷氨酸-丙氨酸—天冬氨酸—缬氨酸…④…甲硫氨酸—精氨酸—谷氨酸—精氨酸-甲硫氨酸…（江苏生物）16．下图为一个真核基因的结构示意图,根据图中所示，对该基因特点叙述正确的是A．非编码区是外显子,编码区是内含子B．非编码区对该基因转录不发挥作用C.编码区是不连续的D．有三个外显子和四个内含子答案：C第三节基因工程简介一基因工程的基本内容二基因工程的成果与发展前景（理综II)４.下列有关基因工程中限制内切酶的描述，错误的是A．一种限制性内切酶只能识别一种特定的脱氧核苷酸序列Ｂ。限制性内切酶的活性受温度的影响C。限制性内切酶能识别和切割RNAＤ．限制性内切酶可从原核生物中提取答案：C(天津理综)30.(１4分）在培育转基因植物的研究中,卡那霉素抗性基因（kａｎ）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。下图为获得抗虫棉的技术流程。侵侵染抗虫基因含kan质粒重组质粒土壤农杆菌含重组质粒土壤农杆菌A构建导入B培养选择转基因抗虫植株再生植株愈伤组织离体棉花叶片组织C诱导选择分化D检测请据图回答：（１）A过程需要的酶有_______＿__＿_______＿_＿___＿______＿_＿______＿＿_____。（2）Ｂ过程及其结果体现了质粒作为运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营养物质、琼脂和激素外，还必须加入___________＿___＿。(4）如果利用DNA分子杂交原理对再生植株进行检测,D过程应该用_______＿_______＿＿_____＿_＿__＿__＿__＿＿______＿_____＿_＿＿____＿________作为探针。（5）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规律。①将转基因植株与_______＿__＿__＿_＿_＿＿___＿＿杂交，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。②若该转基因植株自交，则其后代中抗卡那霉素型与卡那霉素敏感型的数量比为____＿___。③若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_______＿____%。答案:30.（14分）（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)放射性同位素（或荧光分子）标记的抗虫基因(５)①非转基因植株②3：1③１00（山东理综)35。（8分)［生物—现代生物科技专题]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了一定进展.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达。（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。答案：（1)显微注射（2）受精卵（或早期胚胎)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）(北京理综）2．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答案：D（江苏生物）３8．（8分)单基因遗传病可以通过核酸杂交技术进行早期诊断。镰刀型细胞贫血症是一种在地中海地区发病率较高的单基因遗传病.已知红细胞正常个体的基因型为BＢ、Bb，镰刀型细胞贫血症患者的基因型为ｂb。有一对夫妇被检测出均为该致病基因的携带者，为了能生下健康的孩子,每次妊娠早期都进行产前诊断。下图为其产前核酸分子杂交诊断和结果示意图。（1）从图中可见，该基因突变是由于引起的。巧合的是，这个位点的突变使得原来正常基因的限制酶切割位点丢失。正常基因该区域上有３个酶切位点，突变基因上只有2个酶切位点，经限制酶切割后,凝胶电泳分离酶切片段，与探针杂交后可显示出不同的带谱,正常基因显示条，突变基因显示条.(2)DNA或RNA分子探针要用等标记。利用核酸分子杂交原理，根据图中突变基因的核苷酸序列（…ACGTGTT…）,写出作为探针的核糖核苷酸序列。（3）根据凝胶电泳带谱分析可以确定胎儿是否会患有镰刀型细胞贫血症。这对夫妇4次妊娠的胎儿Ⅱ—l~II—4中基因型ＢB的个体是,Ｂb的个体是,bｂ的个体是。答案：(1）碱基对改变(或A变成T）21（2)放射性同位素(或荧光分子等)…UGCACAＡ…(３)Ⅱ一ｌ和Ⅱ一4Ⅱ一3Ⅱ一2（广东生物）7。现有一长度为１000碱基对(bｙ)的DＮA分子，用限制性核酸内切酶EcoR1酶切后得到的DＮＡ分子仍是100０by,用Kpn1单独酶切得到４０0ｂｙ和60０ｂy两种长度的DNA分子，用EcoRI、Ｋpnl同时酶切后得到200by和600by两种长度的DNＡ分子。该DNA分子的酶切图谱正确的是答案：D５．下列关于基因工程技术的叙述中，错误的是A.实现了物种间的ＤNA重组 B。全过程都在细胞外进行C.可定向地改造生物的遗传性状D。可能通过对天然基因库的影响对生物圈的稳态带来不利11。基因工程产物可能存在着一些安全性问题,但不必担心:A．三倍体转基因鲤鱼与正常鲤鱼的杂交，进而导致自然种群被淘汰B．运载体的标记基因（如抗生素基因）可能指导合成有利于抗性进化的产物C．目的基因（如杀虫基因）本身编码的产物可能会对人体产生毒性D．目的基因通过花粉的散布转移到其他植物体内，从而可能打破生态平衡１８．为了防止转基因作物的目的基因通过花粉转移到自然界中的其他植物，科学家设法将目的基因整合到受体细胞的叶绿体基因组中.其原因正确的是Ａ.叶绿体基因组不会进入到生殖细胞中Ｂ．受精卵中的细胞质几乎全部来自卵细胞C。转基因植物与其他植物间存在生殖隔离Ｄ.植物杂交的后代会出现一定的性状分离比2０．DNA“探针”是指:A．某一个完整的目的基因B．目的基因片段的特定DNAC。与目的基因相同的特定双链DＮAD。与目的基因互补的特定单链ＤＮA2１．现有一长度为3000个碱基对(ｂｐ)的线性ＤNＡ分子,用限制酶切后，进行凝胶电泳，使降解产物分开。用酶H单独酶切，结果如图１。用酶B单独酶切，结果如图2。用酶Ｈ和酶B同时酶切,结果如图３。该ＤＮＡ分子的结构及其酶切图谱是７、右图所示平末端属于同一种限制酶切割而成的是Ａ。②④B.③④C。②③D．①③8、下列关于实验叙述中，不正确的是Ａ.血红蛋白的提取和分离实验中使用的交联葡聚糖凝胶Ｇ—75，其中“75”表示每克凝胶膨胀时吸水７．5克B．观察DNA在细胞中的分布实验中，使用盐酸可以使染色体上的DＮA与蛋白质分离C.用洋葱作实验材料进行DNA的粗提取与鉴定实验时,加入一定的食盐的目的是鉴定DNAD。制取细胞膜、血红蛋白的提取和分离均以哺乳动物成熟的红细胞作为实验材料９、基因芯片是将大量特定序列的DNA片段（探针)有序固定在尼龙膜、玻片或硅片上,从而能大量、快速地对ＤＮA分子的碱基序列进行测定和定量分析。其原理如右图所示。基因芯片技术中用荧光分子标记的是Ａ。PCR扩增中的模板DNＡＢ。基因芯片上已知序列的特定DNAC．DNA聚合酶Ｄ.样品ＤＮA10、蛋白质工程是新崛起的一项生物工程，又称第二代基因工程。下图示意蛋白质工程流程,图中①、②在遗传学上依次表示A．转录和翻译B。翻译和转录C.复制和转录D．传递和表达11、用某人的胰岛素基因制成的ＤNA探针，检测下列物质,能形成杂交分子的是①该人胰岛A细胞中的DNＡ②该人胰岛B细胞的mRNA③该人胰岛Ａ细胞的mRNA④该人肝细胞的DNAA.①②③④B．①②③Ｃ．①②④D．②1.下列有关基因工程的叙述,正确的是Ａ．ＤNA连接酶的作用是将两个黏性末端的碱基连接起来B.目的基因导入受体细胞后，受体细胞即发生基因突变C.目的基因与运载体结合的过程发生在细胞外Ｄ.常使用的运载体有大肠杆菌、噬菌体和动植物病毒等2．与“限制酶"作用部位完全相同的酶是A．反转录酶B．ＲNＡ聚合酶C。ＤNＡ连接酶D。解旋酶3.限制性内切酶的作用实际上就是把DＮA上某些化学键打断,一种能对GＡATTC专一识别的限制酶,打断的化学键是Ａ．G与A之间的键B.G与C之间的键Ｃ.A与T之间的键D。磷酸与脱氧核糖之间的键4．下列关于染色体和质粒的叙述，正确的是Ａ.染色体只存在于真核生物细胞中,质粒只存在于原核生物细胞中B．在基因工程中染色体和质粒均可以作为运载体C．染色体和质粒均与生物的遗传有关D．染色体和质粒的化学本质相同5。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６。1987年,美国科学家将萤火虫的萤光素基因转入烟草植物细胞，获得高水平的表达.长成的植物通体光亮,堪称自然界的奇迹。这一研究成果表明①萤火虫与烟草植物的DNA结构基本相同②萤火虫与烟草植物共用一套遗传密码子③烟草植物体内合成了萤光素④萤火虫和烟草植物合成蛋白质的方式基本相同Ａ。①和③Ｂ.②和③Ｃ。①和④D．①②③④7．人们常用DNＡ进行亲子鉴定.其原理是:从被测试者的血滴或口腔上皮提取ＤＮA，用限制性内切酶将ＤＮA样本切成特定的小片段,放进凝胶内,用电泳推动DＮＡ小片段分离，再使用特别的DＮA“探针"去寻找特定的目的基因。DNA“探针"与相应的基因凝聚在一起,然后,利用特别的染料在X光下,便会显示由DNＡ探针凝聚于一起的黑色条码。被测试者这种肉眼可见的条码很特别，一半与母亲的吻合,一半与父亲的吻合.反复几次过程,每一种探针用于寻找ＤNA的不同部位形成独特的条码，用几组不同的探针，可得到超过9９．９％的父系分辨率。请问,DNA“探针”是指A。某一个完整的目的基因B．目的基因片段的特定DＮＡC．与目的基因相同的特定双链DNAD．与目的基因互补的特定单链DNA８。２003年我国科学工作者用基因工程迅速研制出“非典"诊断盒。其作用及机理是A.治疗“非典”,利用的是抗原抗体反应B。诊断“非典”，利用的是DＮA分子杂交原理C．诊断“非典”，利用的是抗原抗体反应D．治疗“非典”,利用的是DＮＡ分子杂交原理9．为了防止转基因作物的目的基因通过花粉转移到自然界中的其他植物，科学家设法将目的基因整合到受体细胞的叶绿体基因组中。其原因是A.叶绿体基因组不会进入到生殖细胞中B．受精卵中的细胞质几乎全部来自卵细胞Ｃ．转基因植物与其他植物间不能通过花粉发生基因交流Ｄ．植物杂交的后代不会出现一定的性状分离比10.PCR是一种体外迅速扩增DNＡ片段的技术。PＣＲ过程一般经历下述三十多次循环:95℃下使模板ＤNＡ变性、解链→５5℃下复性（引物与DNA模板链结合)→A.变性过程中破坏的是ＤNＡ分子内碱基对之间的氢键,也可利用解旋酶实现B．复性过程中引物与ＤＮA模板链的结合是依靠碱基互补配对原则完成C.延伸过程中需要DNA聚合酶、ATP、四种核糖核苷酸D.PCR与细胞内ＤNA复制相比所需要酶的最适温度较高11．质粒是基因工程中最常用的运载体,它存在于许多细菌体内。质粒上有标记基因如图所示,通过标记基因可以推知外源基因(目的基因）是否转移成功。外源基因插入的位置不同，细菌在培养基上的生长情况也不同，下表是外源基因插入位置(插入点有a、b、ｃ），请根据表中提供细菌的生长情况，推测①②③三种重组后细菌的外源基因插入点，正确的一组是细菌在含青霉素培养基上生长情况细菌在含四环素培养基上生长情况①能生长能生长②能生长不能生长③不能生长能生长Ａ．①是ｃ;②是ｂ;③是ａB．①是a和ｂ；②是a；③是bC。①是ａ和ｂ;②是ｂ；③是ａD．①是c;②是a；③是b１2．在DNＡ测序工作中，需要将某些限制性内切酶的限制位点在ＤＮA上定位,使其成为DNA分子中的物理参照点.这项工作叫做“限制酶图谱的构建”。假设有以下一项实验:用限制酶ＨｉndⅢ，BaｍＨⅠ和二者的混合物分别降解一个4kｂ（1kb即1千个碱基对）大小的线性DNA分子，降解产物分别进行凝胶电泳，在电场的作用下，降解产物分开，如下图所示。据此分析,这两种限制性内切酶在该DNＡ分子上的限制位点数目是以下哪一组？A.HindⅢ１个，BamHⅠ2个B.HinｄⅢ2个，BamＨⅠ3个C.HindⅢ2个，BａmHⅠ１个D.HｉndⅢ和BａmHⅠ各有2个1３。全世界每年有成百上千人由于吃毒蘑菇而身亡，其中鹅膏草碱就是一种毒菇的毒素，它是一种环状八肽。若20种氨基酸的平均分子量为１2８，则鹅膏草碱的分子量约为A.1024Ｂ．898C。8８0D.８６２14．基因芯片技术是近几年才发展起来的崭新技术,涉及生命科学、信息学、微电子学、材料学等众多的学科,固定在芯片上的各个探针是已知的单链DＮA分子，而待测DＮＡ分子用同位素或能发光的物质标记。如果这些待测的DＮA分子中正好有能与芯片上的DNA配对的它们就会结合起来，并在结合的位置发出荧光或者射线，出现“反应信号"，下列说法中不正确的是A．基因芯片的工作原理是碱基互补配对B.待测的DNＡ分子首先要解旋变为单链，才可用基因芯片测序Ｃ.待测的DNA分子可以直接用基因芯片测序D.由于基因芯片技术可以检测未知DNA碱基序列，因而具有广泛的应用前景,好比能识别的“基因身份”１23４56７8910CCDＣCＤDＢBC111２13１4151617181920AACＣＢABCCＡ1．3基因工程的应用基因工程自２0世纪７0年代兴起后，在短短的30年间，得到了飞速的发展，目前已成为生物科学的核心技术.基因工程在实际应用领域—农牧业、工业、环境、能源和医药卫生等方面，也展示出美好的前景.植物基因工程硕果累累植物基因工程在农业中的应用发展迅速.从1996~２0０１年，在短短的5年中，全世界转基因作物的种植面积就增长了3０倍。以转基因植物研究、开发和应用为标志的农业技术革命,已经在一些国家展开。２０0１年,就世界范围来看,转基因植物种植面积首次突破5x106hm２。其中，转基因大豆、棉花、油菜、玉米已进入大规模商业化应用阶段，这四种转基因作物种植面积占相关作物种植面积的比例已达到：大豆63％,玉米1９％,棉花1３%，油菜５%。我国转基因作物的种植面积也迅速增长，目前已位居世界第四（图1－16).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。抗虫转基因植物全世界每年因虫害造成农作物的损失约占总产量的1３%,达数千亿美元。对农业害虫的防治,大多是依靠化学农药.大量使用化学农药不仅造成了严重的环境污染,损害了人类健康，而且大大增加了生产成本.因此，从某些生物中分离出具有杀虫活性的基因,将其导入作物中,使其具有抗虫性，已成为防治作物虫害的发展趋势.目前，已问世的转基因抗虫植物主要有水稻（图1—1７）、棉、玉米、马铃薯、番茄、大豆、蚕豆、烟草、苹果、核桃、杨、菊花和白花三叶草等。用于杀虫的基因主要是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.例如,我国转基因抗虫棉就是转入Ｂt毒蛋白基因培育出来的,它对棉铃虫具有较强的抗性。近几年来，我国拥有自主知识产权的转基因抗虫棉的研究和应用,取得了突飞猛进的发展,从1998年占据市场份额的10%,已经提高到200０年的6４。4%，居主导地位。仅２002年我国抗虫棉的栽培面积已达9５x１0４ｈm2,增加收益约2０亿元人民币。生物技术资料卡可用于转基因植物的抗虫基因Bt毒蛋白基因是从苏云金芽孢杆菌中分离出来的抗虫基因。当害虫食用含有转基因的植物时，Ｂt基因编码的蛋白质会进入害虫的肠道,在消化酶的作用下.蛋白质能够降解成相对分子质量比较小的、有毒的多肽。多肽结合在肠上皮细胞的特异性受体上,会导致细胞膜穿孔,细胞肿胀裂解,最后造成害虫死亡。由于Bt毒蛋白对哺乳动物无毒害作用,因而广泛用于抗虫转基因植物.蛋白酶抑制剂基因广泛存在于植物中，它产生的抑制剂可与害虫消化道中的蛋白酶结合形成复合物,从而阻断或降低蛋白酶的活性，使昆虫不能正常消化食物中的蛋白质.这种复合物还能剌激昆虫分泌过量的消化酶，引起害虫的厌食反应。淀粉酶抑制剂基因产生的淀粉酶抑制剂可以抑制昆虫消化道中的淀粉酶活性,使害虫不能消化所摄取的淀粉,从而阻断害虫的能量来源。植物凝集素基因控制植物合成一种糖蛋白，这种糖蛋白可与昆虫肠道黏膜上的某种物质结合,从而影响害虫对营养物质的吸收和利用。抗病转基因植物植物像人一样也会生病。引起植物生病的微生物称为病原微生物,主要有病毒、真菌和细菌等。例如,许多栽培作物由于自身缺少抗病毒的基因，因此，用常规育种的方法很难培育出抗病毒的新品种，而基因工程技术，为培育抗病毒植物品种开辟了新的途径。目前,人们已获得抗烟草花叶病毒的转基因烟草和抗病毒的转基因小麦（图1-１８）、甜椒（图1—19）、番茄等多种作物。抗病转基因植物所采用的基因，使用最多的是病毒外壳蛋白（coatｐroｔein，CP）基因和病毒的复制酶基因；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。抗逆转基因植物环境条件对农作物的生产会造成很大影响。例如,盐碱、干旱、低温、涝害等不利的环境条件，是造成低产、减产的常见因素。目前，全球的盐碱和干旱地区分别占陆地面积的1/3，还有许多地区属于高寒地区。这些不利的环境条件也会对农业生产造成影响。由于盐碱和干旱对农作物的危害与细胞内渗透压调节有关,目前科学家们正在利用一些可以调节细胞渗透压的基因，来提高农作物的抗盐碱和抗干旱的能力,这在烟草等植物中已获得了比较明显的成果。科学家们还研究开发出了一批耐寒作物，使它们在寒冷的环境条件下,良好地生长。例如，将鱼的抗冻蛋白基因导入烟草和番茄（图1-20)，使烟草和番茄的耐寒能力均有提高。此外,将抗除草剂基因导入大豆、玉米等作物（图１—２1）,喷洒除草剂时，杀死田间杂草而不损伤作物.利用转基因改良植物的品质随着人们生活水平的提高,人们对食品的要求不仅仅是吃饱,而且要富于营养。但是，我们吃的许多食品含有的营养成分并不平衡，例如，豆类食品中，含有蛋氨酸比较少，大米、玉米、小麦则含赖氨酸比较少。这些人体必需的氨基酸缺少后对人的健康不利。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。例如,我国科学家将富含赖氨酸的蛋白质编码基因导入玉米，获得的转基因玉米中赖氨酸的含量比对照提高30%（图1－22）。番茄含有丰富的维生素，但不耐储存.我国科学家将控制番茄果实成熟的基因导入番茄，获得转基因延熟番茄，储存时间可延长１~２个月，有的可达80多天。目前，我国农业部已批准这种耐储存番茄进行商品化生产。我国科学家还成功地将与植物花青素代谢有关的基因导入花卉植物矮牵牛中，转基因矮牵牛呈现出自然界没有的颜色变异,大大提高了花卉的观赏价值(图１-23)。异想天开发光树能做路灯吗？自然界有许多生物可以发光，它们发出的光有磷光和荧光两种.大家最熟悉的是萤火虫,在夏天的夜晚，它们那“腾空类星陨,拂树若花生”的美丽荧光,曾引起人们的许多遐想.科学家研究发现,萤火虫发光是发光器中的荧光素，在荧光酶的催化下发出的间歇光。荧光素和荧光酶都是由发光基因“指挥"合成的。如果将发光基因导入植物,培育出发光植物是一件十分有趣的事情。目前，科学家已培育出发光的烟草、棉花等.科学家们正计划培育一种发光的夹竹桃，将其种植到高速公路的两旁，白天做行道树,夜晚做路灯照明。到那时，每当夜幕降临，公路两旁的夹竹桃荧光闪闪，树树相连,公路将变成美丽的荧光世界。也许不久的将来，你可以用各种各样的发光植物来装点你的庭院和家居，那是多么漂亮、有趣!动物基因工程前景广阔动物基因工程是20世纪8０年代开始发展起来的,它从诞生那天起,就在动物品种改良、建立生物反应器、器官移植等很多方面显示了广阔的应用前景。用于提高动物生长速度动物基因工程技术可以提高动物的生长速率.由于外源生长激素基因的表达可以使转基因动物生长得更快,因此,科学家们将这类基因导入动物体内,以提高动物的生长速率。例如,将外源生长激素基因导入绵羊体内，转基因绵羊的生长速率比一般的绵羊提高3０%,体型增大50％；将外源生长激素基因导入鲤鱼，9个月后有的转基因鲤鱼比对照重1。５kg（图1－24)。用于改善畜产品的品质动物基因工程技术的另一个重要作用是改善畜产品的品质.例如，有些人食用牛奶后,对牛奶中的乳糖不能完全消化；也有些人食用牛奶后会出现过敏、腹泻、恶心等不适症状。为了解决这一问题,科学家将肠乳糖酶基因导人奶牛基因组，使获得的转基因牛分泌的乳汁中，乳糖的含量大大减低,而其他营养成分不受影响。用转基因动物生产药物最令人兴奋的是利用基因工程技术，还可以使哺乳动物本身变成“批量生产药物的工厂"。科学家将药用蛋白基因与乳腺蛋白基因的启动子等调控组件重组在一起，通过显微注射等方法，导入哺乳动物的受精卵中，然后，将受精卵送入母体内，使其生长发育成转基因动物。转基因动物进人泌乳期后,可以通过分泌的乳汁来生产所需要的药品,而称为乳腺生物反应器或乳房生物反应器。目前，科学家已在牛和山羊等动物乳腺生物反应器中表达出了抗凝血酶、血清白蛋白、生长激素和ｃｘ抗胰蛋白酶（图1一25)等重要医药产品。用转基因动物作器官移植的供体动物基因工程技术有可能使建立移植器官工厂的设想成为现实。目前,人体移植器官短缺是一个世界性难题.为此，人们不得不把目光移向寻求可替代的移植器官.由于猪的内脏构造、大小、血管分布与人极为相似，而且猪体内隐藏的、可导致人类疾病的病毒要远远少于灵长类动物，是否可以用猪的器官来解决人类器官的来源问题呢？科学家将目光集中在小型猪身上。实现这一目标的最大难题是免疫排斥。目前，科学家正试图利用基因工程方法对猪的器官进行改造,采用的方法是将器官供体基因组导入某种调节因子,以抑制抗原决定基因的表达，或设法除去抗原决定基因，再结合克隆技术,培育出没有免疫排斥反应的转基因克猪器官。基因工程药物异军突起基因工程制药是制药行业突起的一支新军，不仅具有独特的优势，发展速度也很快。自20世纪20年代初，第一种基因工程药物―重组人胰岛素投放市场以来，利用转基因的工程菌①生产的药物已有60多种。这些药物包括细胞因子、抗体、疫苗、激素等。这些药物可以用来预防和治疗人类肿瘤、心蓝病、遗传病、各种传染病、糖尿病、类风湿等疾病.目前，美国、日本、德国等是世界上主要开发生产基因工程药物的国家.2０世纪９0年代以来，我国自己生产的白细胞素－2、干扰素、乙肝疫苗等近２0种基因工程药物投放市场场，年产值达３0亿元人民币（图1－20）。假如某位心脏病人换上了经过改造的猪的心脏，在生活中他会遭到歧视吗？基因工程的方法，使外源基因得到高效率表达的菌类细胞株系一般称为“工程菌”图１－２６我国生产的部分基因工程药物生物技术资料卡用ＤNＡ重组技术生产的人类蛋白药物种类(部分）蛋白名称用途α一抗胰蛋白酶治疗肺气肿促肾上腺皮质激素治疗风湿B细胞生长因子治疗免疫系统功能失调降钙素治疗软骨病红细胞生成素治疗贫血生长激素促进生长生长激素释放因子促进生长胰岛素治疗糖尿病干扰素抗病毒，抗肿瘤白细胞介素治疗癌症血清白蛋白血浆补充物肿瘤坏死因子抗肿瘤我国生产的基因工程药物还有哪些?请查阅资料或上网查询。干扰素是动物或人体细胞受到病毒侵染后产生的一种糖白。由于干扰素几乎能抵抗所有病毒引起的感染,如水痘、肝炎、狂犬病等病毒引起的感染，甲此，它是一种抗病毒的特药。此外，干扰素对治疗乳腺癌、骨髓癌、淋巴癌等癌症和些白血病也有一定疗效。传统的干扰素生产方法是从人血液的白细胞内提取的，每3０0L血液只能提取出1mg干扰素。１９80~19８2年,科学家用基因工程方法在大肠杆菌及酵母菌细胞内获得了干扰素，从１ｋｇ细菌培养物中可以得到20～40ｍg干扰素.主要用于治疗乙型肝炎的重组人干扰素a－1b是我国第一个国内批准生产的基因工程药物（19９３年）。我国基因工程药物开发虽然起步较晚，基础较差，但是,仅仅用了约10年的时间，就使基因工程药物从无到有,不断发展壮大，完成了世界上主要基因工程药物的产业化。干扰素的生产车间干扰素的生产车间以侯云德院士（右）为首的研究人员，成功地研制出了我国第一个基因工程药物――干扰素。基因治疗曙光初照人体的遗传性疾病是很难用一般药物进行治疗的，基因工程的兴起迎来了基因治疗的曙光。基因治疗是把正常基因导人病人体内,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。19９O年9月,美国对一名患有严重复合型免疫缺陷症的4岁女童,实施了基因治疗.复合型免疫缺陷症是一种遗传疾病。女童由于腺苷酸脱氨酶基因缺失，造成体内缺乏腺苷酸脱氨酶；而腺苷酸脱氨酶是人体免疫系统发挥正常功能作用所必需的，因此,女童不能抵抗病原微生物的威胁.１9９０年9月，这名女童接受了基因治疗，研究人员将腺苷酸脱氨酶基因转入取自患者的淋巴细胞中，使淋巴细胞能够产生腺苷酸脱氨酶,然后，再将这种淋巴细胞转人患者体内.半年后，在血液中检测出了被改造的淋巴细胞，女童体内产生的腺苷酸脱氨酶也越来越多，女童产生抗体的能力显著改善。针对这一实例，你能提出什么问题吗？从1９90年成功转移腺苷酸脱氨酶基因到现在,大部分基因治疗的临床试验，都是先从病人体内获得某种细胞，例如T淋巴细胞，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，最后重新输人患者体内（图1－27，1-28）。上述方法虽然操作复杂,但效果较为可靠,称为体外基因治疗。同时,科学蒙们又千方百计设计出更加简便的基因治疗方法。例如,１99４年美国科学家利用经过修饰的腺病毒作载体,成功地将治疗遗传性囊性纤维化病的正常基因转人患者肺组织中。这种直接向人体组织细胞中转移基因的治病方法叫做体内基因治疗.值得提出的是，无论哪一种基因治疗，目前都处于初期的临床试验阶段.可以说,在没有完全解释人类基因组的运转机制,充分了解基因调控机制和疾病的分子机理之前,进行基因治疗是十分困难的。另外，还存在着技术方面、伦理道德方面，以及安全性方面的诸多困难.如果这些问题能逐一解决的话,基因治疗将推动2I世纪的医学革命。图1－2７我国研究人员正在制备用于治疗的基因工程细胞生物技术资料卡用于基因治疗的基因种类用于基因治疗的基因有三类。第一类是从健康人体上分离得到的功能正常的基因,用以取代病变基因，或依靠其表达产物，来弥补病变基因带来的生理缺陷，如对血友病和地中海贫血病的治疗。第二类是反义基因，即通过产生的mRNA分子，与病变基因产生的mRNＡ进行互补,来阻止非正常蛋白质合成。第三类是编码可以杀死癌变细胞的蛋白酶基因,又叫做自杀基因。拓展视野神奇的基因芯片你听说过“基因芯片"（genechiｐ）一词吗？基因芯片又叫做DNA芯片,寡核苷酸芯片,或ＤNA微阵列。其概念来自计算机芯片,是伴随“人类基因组计划"的研究进展而快速发展起来的一门高新技术。那么,基因芯片究竞是什么？它的作用又是怎样的呢?通俗地说,基因芯片是通过微加土技术,将数以万计、乃至百万计的特定序列的ＤNＡ片段（基因探针），有规律地排列固定于2ｃｍ２的硅片、玻片等支持物上，构成的一个二维DNA探针阵列,与计算机的电子芯片十分相似，所以被称为基因芯片.基因芯片主要用于基因检测工作。科学家让芯片上成千上万的探针分子，与被检测的带有标记的基因样品，按碱基配对原理进行杂交。然后,通过荧光检测系统对芯片进行扫描，再利用计算机系统，对每一探针上的荧光信号进行比较和检测，从而迅速得出所需要的信息。基因芯片的用途广泛,可以用于基因测序,寻找有用的目的基因，或对基因的序列进行分析。例如,科学家用基因芯片分析了黑猩猩与人某段基因序列的差异，结果发现二者核酸序列同源性在８3.5％~98．2％之间,揭示了二者在进化上的高度相似性。科学家是根据从正常人的基因组中分离出的DNA与DNＡ芯片杂交，可以得出标准图谱，以及从病人的基因组中分离出DNA与DNＡ芯片杂交，可以得出病变图谱,再通过比较上述两种图谱，来对人类的许多疾病（如感染性疾病、遗传性疾病、恶性肿瘤等)进行诊断的.基因芯片在临床诊断方面表现出的独特优势是:它不仅能在早期诊断中发挥作用；与传统检测方法相比，它可以在一张芯片上，同时对多个病人进行多种疾病的检测；利用基因芯片，还可以从分子水平上了解疾病.基因芯片的这些特点，能够使医务人员在短时间内掌握大量的疾病诊断信息，找到正确的治疗措施。除此之外,基因芯片在新药的筛选、临床用药的指导等方面,也有重要作用。总之，基因芯片诊断技术以其快速、高效、自动化等特点，将成为一项现代化诊断新技术,并成为学术界和企业界所瞩目的研究和开发的热点。思考与探究1．根据所学内容，试概括写出基因工程解决了哪些生活，生产中难以解决的问题。２.右面是两幅同学画的基因工程卡通图。你能像这位同学一样，展开你想像的翅膀，用图画、文字或用音乐创造等，来畅想基因工程的未来吗？基因工程的利与弊王丽君32130０3964基因工程是一项很精密的尖端生物技术。可以把某一生物的基因转殖送入另一种细胞中，甚至可把细菌、动植物的基因互换。当某一基因进入另一种细胞，就会改变这个细胞的某种功能。基因工程对于人类的利弊一直是个争议的问题,主要是这项技术创造出原本自然界不存在的重组基因.但它为医药界带来新希望,在农业上提高产量改良作物，也可对环境污染、能源危机提供解决之道，甚至可用在犯罪案件的侦查.但它亦引起很大的忧虑与关切.当此科技由严谨的实验室转移至大规模医药应用或商业生产时,我们如何评估它的安全性？此项技术是否可能因为人为失控,反而危害人类健康并破坏大自然生态平衡?观点：辨证的看待基因工程的利与弊一.基因工程可用来筛检遗传疾病乃是由于父或母带有错误的基因。基因筛检法可以快速诊断基因密码的错误；基因治疗法则是用基因工程技术来治疗这类疾病。产前基因筛检可以诊断胎儿是否带有遗传疾病,这种筛检法甚至可以诊断试管内受精的胚胎，早至只有两天大,尚在八个细胞阶段的试管胚胎。二。基因治疗法目前医学界正在临床试验多种遗传病的基因治疗法。最早采用基因治疗的是一种先天免疫缺乏症,又称气泡男孩症,患病婴幼童因为腺脱胺基因有缺陷，骨髓不能制造正常白血球发挥免疫功能，必须生活在与外界完全隔离的空气罩内.最新的治疗法是由病人骨髓分离出白血球的干细胞，把正常的酵素基因接在经过改造不具毒性的反录病毒，藉此病毒送入白血球干细胞，再将干细胞送回病人体内,则病人可产生健康的白血球获得免疫功能。这项临床试验,在美国的女病童证明很成功.三.对农业界的贡献基因转殖的细菌用处也很大,如改造细菌可以消化垃圾废纸,而这些细菌又可成为一种蛋白质的营养来源。基因转殖的细菌可带有人类基因，以生产医疗用的胰岛素及生长激素等。其实基因工程在农业上的应用，在某些方面而言并不稀奇.自古以来,人们即努力而有计划地进行育种,譬如一个新种小麦,乃是经过上千代重复杂交育成的.目前的小麦含有许多源自野生黑麦的基因。农人早在基因工程技术发明以前，就知道将基因由一种生物转移至另一生物。传统的育种也可大量提高产量。但是传统的育种过程缓慢,结果常常难以预料.基因工程可选择特定基因送入生物体内,大大提高育种效率，更可把基因送入分类上相差很远的生物，这是传统的育种做不到的。不久,在美国即将有基因工程培育出来的西红柿要上市了.这种西红柿含有反意基因（anｔisｅｎsegeｎe)，能使西红柿成熟时不会变软易烂。基因工程的弊端：一.农林渔牧的应用-—生态环保的顾虑目前全世界正重视发展永续性农业,希望农业除了具有经济效益,还要生生不息，不破坏生态环境。基因工程正可帮忙解决这类问题。基因工程可以改良农粮作物的营养成分或增强抗病抗虫特性。可以增加畜禽类的生长速率、牛羊的泌乳量、改良肉质及脂肪含量等。二.基因转殖动物——爱护动物人士的关切基因转殖动物对于生物医学研究，真是一大恩赐。科学家现在可将基因送入实验室的老鼠，以研究基因的表达调控功能.也可以把实验动物的某个基因刻意破坏，培育出患有类似人类遗传疾病的动物,以利治疗方法的探讨。美国一家公司已经培育出一种基因转殖老鼠，它在数个月大时会长出癌瘤,此项发明正在申请专利.但是爱护动物人士已表示严重关切，他们认为应该限制基因工程技术如此折磨虐待实验动物。不久的将来，基因工程技术仍只限于转殖少数的基因，如此培育出来的生物仍将是我们熟悉的生物。但是有很多疾病及生物特征是由多数基因决定的，而且基因常常不是独立行使功能,它们会受环境的影响。譬如一组基因会造成某人罹患气喘，但症状受生活的环境影响很大。一个人罹患糖尿病的机率,也与环境因子（饮食条件)息息相关。一个天才钢琴家的音乐天赋包括听力及灵敏的双手巧妙地配合，这跟他的遗传基因、童年音乐的启发、生活环境等都有关连.所以我们在还未了解基因与环境因子的互动关系前，还不能奢望创造出具有超高智商的人,或是利用基因筛检法筛选出具有特殊天赋的孩子。２1世纪是基因工程技术蓬勃发展的时代，基因工程的兴起是生物革命的必然结果,尽管基因工程的隐忧及争论众说纷纭,但其给人带来的好处是显而易见的。希望随着生物界的不断发展,使基因工程的安全性得到保证，让人们在生活的各个方面都能感受基因工程给人类带来的利益。不久的将来,基因工程技术仍只限于转殖少数的基因，如此培育出来的生物仍将是我们熟悉的生物.但是有很多疾病及生物特征是由多数基因决定的，而且基因常常不是独立行使功能,它们会受环境的影响.譬如一组基因会造成某人罹患气喘，但症状受生活的环境影响很大。一个人罹患糖尿病的机率，也与环境因子(饮食条件）息息相关。在这个时代，基因工程的兴起是生物革命的必然结果,尽管基因工程的隐忧及争论众说纷纭，但其给人带来的好处是显而易见的.希望随着生物界的不断发展,使基因工程的安全性得到保证,让人们在生活的各个方面都能感受基因工程给人类带来的利益。一、简述基因研究所取得主要成就，及其与基因工程创立与发展的关系。1、基因学说的创立孟德尔提出遗传因子学说到后来的摩尔根染色体理论,揭示了在染色体上基因的线性排列.2、DＮA是遗传物质从Avery的细菌转化实验到沃森和克里克揭示了ＤＮA的双螺旋模型及半保留复制机理，表明DＮA是遗传物质。3、DNA是基因的载体4、基因是细胞中ＲＮA及蛋白质的“蓝图”。5、随着中心法则的提出和64种密码子的破译，基因碱基顺序与蛋白质氨基酸顺序得到对应。6、随着基因克隆和DNA序列分析技术的发展,人们对基因的分子结构有了进一步的认识。7、随着操纵子模型的提出,人们对基因的表达调控有了进一步的认识。8、随着基因分离与克隆技术的不断改良与发展，基因组文库、ｃDＮA文库、分子探针、PCＲ等技术不断被人们运用。9、目前，不仅能够分离天然基因,还能结合化学合成等方法，在实验室内进行基因的合成、构建，并进行相应的表达分析。基因工程是在分子生物学和分子遗传学等学科综合发展的基础上诞生的一门新兴学科,它的创立和发展,直接依赖于基因及其分子生物学研究的进步,基因及其研究为基因工程的创立奠定了坚实的理论基础。二、基因工程建立的三大理论基础和技术条件是什么？并简述其在基因工程中的应用.1、三大理论基础：（1）1940年艾弗里（Ｏ。Ａvery)等人通过肺炎球菌的转化试验证明了生物的遗传物质是DNA，而且证明了通过DNＡ可以把一个细菌的性状转移给另一个细菌;(2）1９50年沃森(J。Ｄ。Watｓon)和克里克（Ｆ.Cｒicｋ）发现了ＤNＡ分子的双螺旋结构及DNA半保留复制机理;(３）１960年关于遗传信息中心法则的确立。2、三大技术条件:(１）限制性内切核酸酶和ＤNA连接酶的发现;（2)基因工程载体；（3)大肠杆菌转化体系的建立。3、应用：通过限制性内切核酸酶和DNA连接酶，可以将切割得到的目的基因与载体连接在一起，经由大肠杆菌转化体系增值复制,为基因工程的后续研究提供基础材料。三、什么是植物基因工程?什么是转基因植物?两者的关系如何?转基因作物对社会和经济发展的意义主要有哪些?1、植物基因工程：用人工的方法，从不同生物中提取外源基因片段及载体ＤNA,经过体外切割、拼接和重组,然后采取某种方法，把重组后的带有外源基因的载体DNA引入植物细胞，并使其在植物细胞内进行复制和表达，以达到预期的改变受体植物细胞遗传特性的目的，此种过程即称为植物基因工程。2、转基因植物：转基因植物是拥有来自其他物种基因的植物。该基因变化过程可以来自不同物种之间的杂交，但今天该名词更多的特指那些在实验室里通过重组DNA技术人工插入其他物种基因以创造出拥有新特性的植物。通过植物基因工程中的重组DNA技术可以获得多种类型的转基因植物。3、利用现代基因工程培育的转基因作物不仅克服了传统育种技术的种种局限性，大大提高了转基因的效率,加快了种质改良进程,而且打破了物种间的遗传壁垒,拓展了新品种研发可选择的特征范围，同时人工设计加工基因的应用则更进一步扩大了可利用的种质资源。转基因作物是人类按自己的主观意愿有目的、有计划、有根据、有预见地进行遗传修饰过的生物体,是现代生命科学发展的结晶，是人类从认识自然到改造自然的跃迁，标志着人类社会已经步入定向驾驭生物遗传改