高中生物人教版现代生物科技专题专题1基因工程 公开课

专题1一、选择题1．下列关于基因工程的成果及应用的说法正确的是()A．用基因工程方法培育的抗虫植物也能抗病毒B．基因工程在畜牧业上应用的主要目的是培养体型巨大、品质优良的动物C．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D．目前，在发达国家，基因治疗已用于临床实践解析：抗虫基因的产物是毒蛋白，只能对害虫起作用；基因工程在畜牧业上应用的主要目的是培养生长速度快、品质优良的动物；在发达国家，基因治疗目前处于初期的临床实验阶段。答案：C2．下列关于用转基因动物作器官移植供体的研究的叙述，不正确的是()A．器官短缺和免疫排斥是目前制约人体器官移植的两大难题B．猪的内脏构造、大小和血管分布与人极为相似C．灵长类动物体内隐藏的、可导致人类疾病的病毒少于猪D．无论以哪种动物作为供体，都需要在其基因组中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解析：猪体内隐藏的、可导致人类疾病的病毒远远少于灵长类动物，是目前人体最理想的器官供体。为解决免疫排斥问题，必须除去抗原决定基因，或在其基因组中导入某种调节因子，以抑制抗原决定基因的表达。答案：C3．下表有关基因表达的选项中，不可能的是()选项基因表达的细胞表达产物A细菌抗虫蛋白基因抗虫棉叶肉细胞细菌抗虫蛋白B人酪氨酸酶基因正常人皮肤细胞人酪氨酸酶C动物胰岛素基因大肠杆菌工程菌细胞动物胰岛素D兔血红蛋白基因兔成熟红细胞兔血红蛋白解析：兔成熟红细胞中无细胞核和核糖体，所以兔血红蛋白基因在兔成熟红细胞中不能表达产生兔血红蛋白。答案：D4．治疗复合型免疫缺陷症、白化病、囊性纤维化病等人类遗传病的根本途径是()A．口服化学药物B．注射化学药物C．利用辐射或药物诱发致病基因突变D．采用基因治疗法纠正或弥补缺陷基因带来的影响解析：治疗遗传病的根本途径是基因治疗。答案：D5．有关动物基因工程的说法，错误的是()A．将外源生长激素基因导入动物体内可提高动物生长速度B．将肠乳糖酶基因导入奶牛基因组中，使获得的转基因牛分泌的乳汁中，乳糖的含量大大减低C．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D．用转基因动物作为器官移植的供体时，导入的是调节因子，而不是目的基因，因此无法抑制抗原的合成解析：用转基因动物作为器官移植的供体时，可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隆器官。答案：D6．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：由于真核细胞中基因编码区的内含子不被表达，因此，基因中编码区碱基对数比所控制合成的蛋白质氨基酸数的3倍还要多；由于动物细胞的受精卵具有全能性，因此是动物基因工程的理想受体细胞，导入的方法是显微注射法；构建基因表达载体时其启动子为乳腺细胞基因的启动子，那么，只有在乳腺细胞中才能表达，虽然所有体细胞中均含有目的基因。答案：B7．“工程菌”是指()A．用物理或化学方法诱发菌类自身某些基因得到高效表达的菌类细胞株系B．用遗传工程的方法，把相同种类不同株系的菌类通过杂交得到新细胞株系C．用基因工程的方法，使外源基因得到高效表达的菌类细胞株系D．从自然界中选取能迅速增殖的菌类解析：“工程菌”是指用基因工程的方法，使外源基因得到高效率表达的菌类细胞株系。答案：C8．人们试图利用基因工程的方法，用乙种生物生产甲种生物的一种蛋白质。生产流程是：甲生物的蛋白质→mRNAeq\o(→,\s\up7(①))目的基因eq\o(→,\s\up7(②))与质粒DNA重组eq\o(→,\s\up7(④))导入乙细胞eq\o(→,\s\up7(④))获得甲生物的蛋白质，下列说法正确的是()A．①过程需要的酶是逆转录酶，原料是A、U、G、CB．②要用限制酶切断质粒DNA，再用DNA连接酶将目的基因与质粒连接在一起C．如果受体细胞是细菌，可以选用枯草杆菌、炭疽杆菌等D．④过程中用的原料不含有A、U、G、C解析：①过程是逆转录，利用逆转录酶合成DNA片段，需要的原料是A、T、G、C；②是目的基因与质粒DNA重组阶段，需要限制酶切断质粒DNA，再用DNA连接酶将目的基因与质粒连接在一起；③如果受体细胞是细菌，则不应该用致病菌，而炭疽杆菌是致病菌；④过程是基因的表达过程，原料中含有A、U、G、C。答案：B二、非选择题9．如图所示为人体正常红细胞和镰刀型细胞贫血症患者红细胞形态及镰刀型细胞贫血症的基因治疗过程，请回答以下问题：(1)________图细胞为镰刀型细胞贫血症的红细胞，这种病是由于______________造成的。(2)写出以下结构或物质的名称：A．______________；。(3)写出以下过程的操作内容：①________________________________________________________________________；②用携带正常基因的载体(病毒)侵染造血干细胞；③________________________________________________________________________；④________________________________________________________________________。(4)该方法属于________(填“体内”或“体外”)基因治疗，其特点是______________。(5)患者身体康复后，所生子女是否会带有镰刀型细胞贫血症基因？请说明理由。解析：本题主要考查通过基因治疗的措施来彻底治愈遗传病的操作过程。(1)由于基因突变使红细胞形态上成镰刀状而易破碎，如图乙。(2)在基因治疗过程中，A为目的基因，可以与载体结合后导入受体细胞中，D作为受体细胞应为具有持续分裂能力的造血干细胞。(3)基因治疗过程应有四个步骤；其中③为将基因表达载体导入受体细胞D的染色体上，④为将具有正常功能的造血干细胞转移至体内，由此可知，此过程为体外基因治疗。(5)基因突变若发生在体细胞内一般不遗传给后代，若发生在生殖细胞中可能遗传给后代。答案：(1)乙基因突变(2)合成血红蛋白的正常基因(目的基因)造血干细胞(3)①将正常基因导入到载体中③将载体(携带正常基因)导入到造血干细胞染色体上④经过改造的造血干细胞输入到患者骨髓中并产生正常的血细胞(4)体外操作复杂但效果较为可靠(5)如果该患者的镰刀型细胞贫血症是由于个体发育的受精卵时期基因突变引起的，子女会携带该致病基因；如果患者的镰刀型细胞贫血症是由于个体发育过程中后天基因突变引起的，其生殖细胞中不含致病基因。因此不管是否经过基因治疗，子女都不含该致病基因。10．转基因抗病香蕉的培育过程如图所示。质粒上有PstⅠ、SmaⅠ、EcoRⅠ、ApaⅠ等四种限制酶切割位点。请据图回答下面的问题。(1)构建含抗病基因的表达载体A时，应选用限制酶________，对____________________进行切割。(2)培养基中的卡那霉素会抑制香蕉愈伤组织细胞的生长，欲利用该培养基筛选已导入抗病基因的香蕉细胞，应使基因表达载体A中含有____________，作为标记基因。(3)香蕉组织细胞具有________，因此，可以利用组织培养技术将导入抗病基因的香蕉组织细胞培育成植株。图中①、②依次表示组织培养过程中香蕉组织细胞的____________。解析：(1)由于限制酶SmaⅠ的切割位点在抗病基因的中间，因此不能用限制酶SmaⅠ来进行切割目的基因。要将目的基因从含抗病基因的DNA分子中切割下来，从图中看需要用限制酶PstⅠ和EcoRⅠ同时进行切割。而运载体要和目的基因含有相同的黏性末端才能进行连接，所以质粒也要用限制酶PstⅠ和EcoRⅠ进行切割。(2)由于卡那霉素能抑制香蕉愈伤组织细胞的生长，所以构建的基因表达载体A中应含抗卡那霉素基因，作为标记基因。(3)由于香蕉组织细胞具有全能性，因此利用植物组织培养技术可将导入抗病基因的香蕉组织细胞培育成植株。答案：(1)PstⅠ、EcoRⅠ含抗病基因的DNA、质粒(2)抗卡那霉素基因(3)全能性脱分化、再分化11．多聚半乳糖醛酸酶(PG)能降解果胶使细胞壁破损。成熟的番茄果实中，PG合成显著增加，能使果实变红变软，但不利于保鲜。利用基因工程减少PG基因的表达，可延长果实保质期。科学家将PG基因反向接到Ti质粒上，导入番茄细胞中，得到转基因番茄，具体操作流程如图。据图回答下列问题：(原生质体是去掉细胞壁的植物细胞)(1)若已获取PG的mRNA，可通过________获取PG基因。重组质粒转移到大肠杆菌中的目的是____________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)用含目的基因的农杆菌感染番茄原生质体后，可用含有__________的培养基进行筛选，理由是_________________________________________________________________________________________________________________________________________。之后，还需将其置于质量分数为25%的蔗糖溶液中，观察细胞________________现象来鉴别细胞壁是否再生。(3)由于导入的目的基因能转录出反义RNA，且能与________________________互补结合，因此可抑制PG基因表达的翻译过程。若________________________，则可确定转基因番茄培育成功。答案：(1)逆转录法大量复制目的基因(或克隆目的基因)(2)卡那霉素重组质粒中含卡那霉素抗性基因而四环素抗性基因被破坏是否发生质壁分离(3)天然的PG基因转录的mRNA番茄果实的保质期延长12．干扰素是治疗癌症的药物，成分是一种糖蛋白，它必须从血中提取，每升人血只能提取μg，所以价格昂贵。现在美国加利福尼亚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)从人的淋巴细胞中取出______________，使它同质粒相结合，然后移植到酵母菌体内，让酵母菌________________。(2)酵母菌能用________方式繁殖，速度很快，能大量生产________，不但提高了产量，也降低了成本。(3)有人尝试将干扰素基因与大肠杆菌的质粒重组，转入大肠杆菌体内后，形成“工程菌”，此种操作能制备到干扰素吗？________，请说明理由：______________________________________________________________________________________________。(4)中国青年科学家陈炬成功地把人的干扰素基因移植到烟草的DNA分子上，使烟草获得了抗病毒的能力，试分析：①人的基因之所以能接到植物体内，其物质基础是________________。②烟草有了抗病能力，这表明烟草体内产生了____________________。这个事实说明，人和植物共用一套____________，蛋白质合成方式________________。解析：(1)通过基因工程构建“工程菌”，方法是：从淋巴细胞中取出干扰素基因，与质粒结合形成重组质粒，并通过相应的检测与鉴定得到相应的酵母菌，然后通过培养该酵母菌，使之合成