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第二节　基因工程的应用价值
课时概念解析　本课时的概念为“基因工程在农牧业、食品及医药等行业的广泛应用改善了人类的生活品质”，这个概念的建构需要以下基本概念或证据的支持：
1.基因工程技术可培育具有优良性状的农牧业新品种。
2.基因工程技术广泛应用于食品业中。
3.基因工程技术在药物生产、疾病的研究与治疗领域发展迅速。
一、基因工程在农牧业中的应用价值
1.转基因生物的概念
利用基因工程技术培育的、能稳定遗传________所决定的性状的生物。
2.植物基因工程硕果累累
3.动物基因工程显示出诱人的应用前景
[微思考]
转基因生物的获取过程中，是直接将目的基因导入相应的受体细胞吗？
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
4.运用基因工程改良动植物品种的优点
最突出的优点是能打破常规育种难以突破的________的界限。
[辨正误]
(1)转基因植物是指植物体细胞中出现了新基因的植物。(　　)
(2)转入外源生长素基因的转基因动物，生长速度更快。(　　)
(3)运用基因工程改良动植物品种，最突出的优点是能打破常规育种难以突破的物种之间的界限。(　　)
下面是基因工程技术在农牧业方面的应用成果，分析回答下列问题：
(1)对于基因工程生产的抗虫棉是否取得最后的成功，最简单的检测方法是什么？
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
(2)抗虫棉能抗病毒、细菌、真菌吗？为什么？
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
【学以致用】
1.抗病毒的转基因植物成功表达后，以下说法正确的是(　　)
A.抗病毒转基因植物可以抵抗所有的病毒
B.抗病毒转基因植物对病毒的抗性具有局限性或特异性
C.抗病毒转基因植物可以抗害虫
D.抗病毒转基因植物可以稳定遗传，不会变异
2.我国科学家将外源生长激素基因导入鲤鱼受精卵，培育出转基因鲤鱼，与对照组相比，生长速度加快。科学家介绍，外源基因导入受体细胞后，必须整合到受体细胞的DNA上才能发挥作用。下列有关说法错误的是(　　)
A.导入的是DNA分子的一段脱氧核苷酸序列
B.将目的基因导入动物细胞的方法是显微注射法
C.未整合到受体细胞DNA上的生长激素基因也不会被DNA酶水解
D.外源基因能整合到其他生物的DNA上是因为它们的结构与组成相类似
二、基因工程在食品业和医药业中的应用价值
1.基因工程在食品业中的应用价值
(1)植物品质改良
主要包括植物________、糖类、脂肪品质的改良以及维生素____________的改良等方面。
(2)基因工程在________、助鲜剂、甜味剂等食品添加剂的生产，以及广泛应用于食品制造业的淀粉酶、________、脂肪酶、蛋白酶的大规模生产方面也大显身手。
2.基因工程在医药业中的应用价值
(1)基因工程药物
①利用转基因工程菌生产药物
②利用生物反应器生产药物
a.生物反应器的种类：乳腺生物反应器、____________生物反应器、____________生物反应器等。
b.乳腺生物反应器的构建
[微思考]
药用蛋白基因只在乳腺细胞中存在、表达吗？
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
(2)基因治疗
[辨正误]
(1)用大肠杆菌生产的人的胰岛素没有活性。(　　)
(2)乳腺生物反应器就是把药用蛋白基因导入动物的乳腺细胞中。(　　)
(3)在青霉菌体内获取青霉素属于利用基因工程技术制取药物。(　　)
(4)基因治疗是将正常基因导入替换原来的基因。(　　)
利用基因工程生产人胰岛素有两种方法：
方法一：将胰岛素基因转入细菌细胞，进行微生物培养，提取胰岛素；
方法二：将胰岛素基因转入高等哺乳动物的受精卵，培养成转基因动物并从其乳汁中提取胰岛素。
阅读上述材料，回答问题：
(1)方法一中，为使胰岛素基因能顺利进入细菌细胞，应用________处理细菌细胞，目的是使细胞处于一种________________________________。方法二中，将目的基因导入受体细胞常用的方法是____________。
(2)与细菌相比，用乳腺生物反应器生产人的胰岛素有什么优势？
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
【学以致用】
3.利用基因工程技术使哺乳动物成为乳腺生物反应器，以生产所需要的药品，如转基因动物生产人的生长激素。科学家培养转基因动物成为乳腺生物反应器时，下列说法错误的是(　　)
A.利用显微注射法将人的生长激素基因导入受体哺乳动物体内
B.需要将乳腺蛋白基因的启动子与目的基因重组在一起
C.动物必须是雌性才能满足要求
D.动物需要进入泌乳期才能成为“批量生产药物的工厂”
4.科学家将正常的腺苷脱氨酶基因(ADA)转入缺乏该基因的患者血液的T细胞中，重组T细胞大量增殖后回输到体内，用于治疗严重的复合免疫缺陷症(SCID)，过程如下图所示。下列说法错误的是(　　)
A.图中的病毒可作为携带ADA基因进入T细胞的载体
B.T细胞1是受体细胞，回输前可能需要对T细胞2严格筛选
C.需要在无菌、无毒的环境下培养T细胞1和T细胞2
D.此治疗方法较为可靠，患者的T细胞均能合成ADA
随堂检测
1.目前人类利用基因工程的方法成功培育出转基因抗虫棉，以下说法正确的是(　　)
A.苏云金杆菌的Bt毒蛋白基因与质粒结合后直接进入棉花的叶肉细胞表达
B.抗虫基因导入棉花叶肉细胞后，可通过传粉、受精的方法，使抗虫性状遗传下去
C.标记基因的作用是鉴别受体细胞中是否含有目的基因
D.转基因抗虫棉经过种植，棉铃虫不会产生抗性，这样可以有效消灭棉铃虫
2.番茄营养丰富，是人们喜爱的蔬菜。普通番茄细胞中含有多聚半乳糖醛酸酶的控制基因，控制细胞产生多聚半乳糖醛酸酶，该酶能破坏细胞壁，使番茄软化，不耐贮藏。科学家通过基因工程将一种抗多聚半乳糖醛酸酶的基因导入番茄细胞，获得了抗软化番茄。下列关于培育抗软化番茄的叙述，错误的是(　　)
A.运载工具可以是质粒
B.受体细胞是番茄细胞
C.目的基因为多聚半乳糖醛酸酶基因
D.目的基因的表达延缓了番茄的软化
3.目前常用的生物反应器有乳腺生物反应器和膀胱生物反应器。采用基因工程将人凝血因子基因导入山羊受精卵，成功培育出了人凝血因子只存在于乳汁中的转基因羊。下列相关说法错误的是(　　)
A.构建乳腺生物反应器时，需将药用蛋白基因和乳腺蛋白基因的启动子等重组在一起
B.在转基因动物的乳腺细胞以外的细胞中不含有药用蛋白基因
C.与乳腺生物反应器相比，膀胱生物反应器不受性别和年龄的限制
D.用显微注射法将表达载体导入受精卵细胞来获得转基因动物
4.(多选)科学家将某药物蛋白合成基因转移到白色来亨鸡胚胎细胞的DNA中，发育后的雌鸡就能产出含该药物蛋白的鸡蛋，在每一只鸡蛋的蛋清中都含有大量的药物蛋白；而且这些鸡蛋孵出的鸡，仍能产出含该药物蛋白的鸡蛋。据此分析错误的是(　　)
A.这些鸡是基因工程的产物
B.这种变异属于可遗传的变异
C.食用此鸡蛋后药物蛋白可发挥作用
D.该种变异属于不定向变异
5.复合型免疫缺陷症患者缺失ADA基因，利用生物工程技术将人正常ADA基因以病毒为载体转入患者的T细胞中，再将携带ADA基因的T细胞注入患者体内，可改善患者的免疫功能。下列相关叙述，错误的是(　　)
A.可通过PCR技术从正常人基因文库中大量获取正常ADA基因
B.ADA基因整合到病毒核酸的过程中需使用限制酶和DNA连接酶
C.ADA基因整合到病毒核酸上并在病毒体内进行复制
D.将正常ADA基因转入患者T细胞进行治疗的方法属于基因治疗
第二节　基因工程的应用价值
一、
自主梳理
1.外源基因
2.复制酶　衣壳蛋白　几丁质酶　Bt毒蛋白　抗冻蛋白　渗透压
3.ω－3脂肪酸去饱和酶基因　外源生长激素基因
微思考
提示：不是，需构建基因表达载体后再导入相应的受体细胞。
4.物种之间
辨正误
(1)×　提示：体细胞中出现了新基因的植物不一定是转基因植物，基因突变也可能出现新基因，这样的植物不能称为转基因植物。
(2)×　提示：转入外源生长激素基因的转基因动物，生长速度更快。
(3)√
合作探究
(1)提示：让害虫去吃转基因棉花的植株，观察害虫的生存状况。
(2)提示：不能。抗虫基因具有专一性。
学以致用
1.B　[每一种抗病毒的基因只能抗一种病毒，即抗病毒转基因植物对病毒的抗性具有局限性或特异性，A错误，B正确；抗病毒转基因植物能抵抗某种病毒，但不能抗害虫，C错误；抗病毒转基因植物可以稳定遗传，也会发生变异，D错误。]
2.C　[基因是具有遗传效应的DNA片段，DNA分子是由两条脱氧核苷酸链形成的双螺旋结构，A正确；将目的基因导入动物细胞最常用的方法是显微注射法，B正确；未整合到受体细胞DNA上的生长激素基因，会被DNA酶催化水解，C错误；外源基因和其他生物的DNA有共同的DNA结构：①DNA分子由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成。②DNA分子外侧是脱氧核糖和磷酸交替连接而成的基本骨架。③DNA分子两条链的内侧的碱基按照碱基互补配对原则配对，并以氢键相互连接，D正确。]
二、
自主梳理
1.(1)蛋白质　种类和含量　(2)氨基酸　纤维素酶
2.(1)②膀胱　输卵管　启动子　受精卵
微思考
提示：在转基因生物的体细胞中均存在药用蛋白基因，仅在乳腺细胞中特异性表达。
(2)正常基因　缺陷基因　基因诊断　基因分离　载体构建　目的基因导入
辨正误
(1)√
(2)×　提示：应是把药用蛋白基因与乳腺蛋白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。
(3)×　提示：青霉素是青霉菌自身基因表达产生的。
(4)×　提示：基因治疗是指利用正常基因置换或弥补缺陷基因的治疗方法。
合作探究
(1)Ca2＋　容易接受外来DNA分子的生理状态　显微注射法
(2)提示：哺乳动物细胞有生物膜系统，可通过内质网和高尔基体对生产的胰岛素进行加工和修饰，从而产生有活性的胰岛素。
学以致用
3.A　[利用基因工程将人的生长激素基因和乳腺蛋白基因的启动子等调控元件重组，再利用显微注射法将其导入受精卵中，A错误；需要将乳腺蛋白基因的启动子与目的基因重组在一起，使目的基因只在乳腺组织中特异性表达，B正确；由于目的基因只在乳腺组织中特异性表达，因此受体动物需要进入泌乳期才能成为“批量生产药物的工厂”，D正确。]
4.D　[由图可知，病毒作为载体，携带人的正常ADA基因进入T细胞1，A正确；T细胞1是受体细胞，T细胞2为重组细胞，因基因表达受许多条件影响，回输前需要对T细胞2进行筛选，筛选出ADA基因能正常表达的T细胞2，B正确；由动物细胞培养的条件可知，在动物细胞体外培养时，首先要保证被培养的细胞处于无菌、无毒的环境，C正确；患者体内的T细胞，有的是来自自身的细胞分化，有的是来自回输的，只有回输的T细胞才能合成ADA，D错误。]
随堂检测
1.C　[苏云金杆菌的Bt毒蛋白基因与质粒结合后需用农杆菌转化法导入棉花的叶肉细胞，不能直接进入棉花的叶肉细胞表达，A错误；叶肉细胞是体细胞，其内的基因不能通过有性生殖进行遗传，可以通过植物组织培养技术使抗虫性状遗传下去，B错误；构建好的基因表达载体中必须含有标记基因，以便于确定目的基因是否进入受体细胞内，C正确；棉铃虫抗性的产生是基因突变的结果，但抗虫棉的自然选择会使棉铃虫的抗性基因频率升高，D错误。]
2.C　[目的基因为抗多聚半乳糖醛酸酶基因，C错误。]
3.B　[构建乳腺生物反应器时，需将药用蛋白基因和乳腺蛋白基因的启动子等重组在一起，以保证药用蛋白基因能在乳腺中正常表达，A正确；药用蛋白基因存在于该转基因羊所有细胞中，只是在乳腺细胞中选择性表达，B错误；雌性山羊发育到一定阶段才能产生乳汁，乳腺生物反应器往往受羊生长发育的阶段和性别的限制，而膀胱生物反应器不受性别和年龄的限制，C正确；动物受精卵的全能性最高，应用显微注射法将表达载体导入受精卵来获得转基因动物，D正确。]
4.CD　[这些鸡是将某药物蛋白合成基因转移到白色来亨鸡胚胎细胞的DNA中获得的，是基因工程的产物，A正确；这种变异属于基因重组，是可遗传的变异，B正确；食用此鸡蛋后，药物蛋白会被水解，不能发挥作用，C错误；转基因技术可以定向改造生物的性状，故该种变异属于定向变异，D错误。]
5.C　[可以把从基因文库中获取的目的基因通过PCR技术进行扩增，A正确；ADA基因整合到病毒核酸上并在人的T细胞内进行复制和表达，C错误。](共37张PPT)
第三章　基因工程
第二节　基因工程的应用价值
本课时的概念为“基因工程在农牧业、食品及医药等行业的广泛应用改善了人类的生活品质”，这个概念的建构需要以下基本概念或证据的支持：
1.基因工程技术可培育具有优良性状的农牧业新品种。
2.基因工程技术广泛应用于食品业中。
3.基因工程技术在药物生产、疾病的研究与治疗领域发展迅速。
课时概念解析
目录 CONTENTS
1.基因工程在农牧业中的应用价值
2.基因工程在食品业和医
药业中的应用价值
3.随堂检测
自主梳理
合作探究
合作探究
思维导图
自主梳理
1.转基因生物的概念
利用基因工程技术培育的、能稳定遗传__________所决定的性状的生物。
外源基因
2.植物基因工程硕果累累
复制酶
衣壳蛋白
几丁质酶
Bt
毒蛋白
抗冻蛋白
渗透
压
3.动物基因工程显示出诱人的应用前景
ω－3脂肪酸去饱
和酶基因
外源生长激素基因
[微思考]
转基因生物的获取过程中，是直接将目的基因导入相应的受体细胞吗？
提示：不是，需构建基因表达载体后再导入相应的受体细胞。
4.运用基因工程改良动植物品种的优点
最突出的优点是能打破常规育种难以突破的__________的界限。
物种之间
×
√
[辨正误]
(1)转基因植物是指植物体细胞中出现了新基因的植物。( )
提示：体细胞中出现了新基因的植物不一定是转基因植物，基因突变也可能出现新基因，这样的植物不能称为转基因植物。
(2)转入外源生长素基因的转基因动物，生长速度更快。( )
提示：转入外源生长激素基因的转基因动物，生长速度更快。
(3)运用基因工程改良动植物品种，最突出的优点是能打破常规育种难以突破的物种之间的界限。( )
×
下面是基因工程技术在农牧业方面的应用成果，分析回答下列问题：
(1)对于基因工程生产的抗虫棉是否取得最后的成功，最简单的检测方法是什么？
提示：让害虫去吃转基因棉花的植株，观察害虫的生存状况。
(2)抗虫棉能抗病毒、细菌、真菌吗？为什么？
提示：不能。抗虫基因具有专一性。
●从环境保护角度出发，分析转基因抗虫棉与普通棉相比在害虫防治方面的优越性有哪些？
提示：减少了化学农药的使用量，降低了环境污染等。
●转基因植物和转基因动物的制备用到的技术主要有哪些？
提示：转基因植物：基因工程、植物组织培养。转基因动物：基因工程、动物细胞培养、早期胚胎培养、胚胎移植等。　　　
【 学以致用 】
B
1.抗病毒的转基因植物成功表达后，以下说法正确的是(　　)
A.抗病毒转基因植物可以抵抗所有的病毒
B.抗病毒转基因植物对病毒的抗性具有局限性或特异性
C.抗病毒转基因植物可以抗害虫
D.抗病毒转基因植物可以稳定遗传，不会变异
解析：每一种抗病毒的基因只能抗一种病毒，即抗病毒转基因植物对病毒的抗性具有局限性或特异性，A错误，B正确；
抗病毒转基因植物能抵抗某种病毒，但不能抗害虫，C错误；
抗病毒转基因植物可以稳定遗传，也会发生变异，D错误。
C
2.我国科学家将外源生长激素基因导入鲤鱼受精卵，培育出转基因鲤鱼，与对照组相比，生长速度加快。科学家介绍，外源基因导入受体细胞后，必须整合到受体细胞的DNA上才能发挥作用。下列有关说法错误的是(　　)
A.导入的是DNA分子的一段脱氧核苷酸序列
B.将目的基因导入动物细胞的方法是显微注射法
C.未整合到受体细胞DNA上的生长激素基因也不会被DNA酶水解
D.外源基因能整合到其他生物的DNA上是因为它们的结构与组成相类似
解析：基因是具有遗传效应的DNA片段，DNA分子是由两条脱氧核苷酸链形成的双螺旋结构，A正确；
将目的基因导入动物细胞最常用的方法是显微注射法，B正确；
未整合到受体细胞DNA上的生长激素基因，会被DNA酶催化水解，C错误；
外源基因和其他生物的DNA有共同的DNA结构：①DNA分子由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成。②DNA分子外侧是脱氧核糖和磷酸交替连接而成的基本骨架。③DNA分子两条链的内侧的碱基按照碱基互补配对原则配对，并以氢键相互连接，D正确。
1.基因工程在食品业中的应用价值
(1)植物品质改良
主要包括植物________、糖类、脂肪品质的改良以及维生素____________的改良等方面。
(2)基因工程在________、助鲜剂、甜味剂等食品添加剂的生产，以及广泛应用于食品制造业的淀粉酶、__________、脂肪酶、蛋白酶的大规模生产方面也大显身手。
蛋白质
种类和含量
氨基酸
纤维素酶
2.基因工程在医药业中的应用价值
(1)基因工程药物
①利用转基因工程菌生产药物
②利用生物反应器生产药物
a.生物反应器的种类：乳腺生物反应器、______生物反应器、________生物反应器等。
b.乳腺生物反应器的构建
膀胱
输卵管
启动子
受
精
卵
[微思考]
药用蛋白基因只在乳腺细胞中存在、表达吗？
提示：在转基因生物的体细胞中均存在药用蛋白基因，仅在乳腺细胞中特异性表达。
(2)基因治疗
正常基因
缺陷基因
基因诊断
基因分离
载体构建
目的基因导入
×
√
[辨正误]
(1)用大肠杆菌生产的人的胰岛素没有活性。( )
(2)乳腺生物反应器就是把药用蛋白基因导入动物的乳腺细胞中。( )
提示：应是把药用蛋白基因与乳腺蛋白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。
(3)在青霉菌体内获取青霉素属于利用基因工程技术制取药物。( )
提示：青霉素是青霉菌自身基因表达产生的。
(4)基因治疗是将正常基因导入替换原来的基因。( )
提示：基因治疗是指利用正常基因置换或弥补缺陷基因的治疗方法。
×
×
利用基因工程生产人胰岛素有两种方法：
方法一：将胰岛素基因转入细菌细胞，进行微生物培养，提取胰岛素；
方法二：将胰岛素基因转入高等哺乳动物的受精卵，培养成转基因动物并从其乳汁中提取胰岛素。
阅读上述材料，回答问题：
(1)方法一中，为使胰岛素基因能顺利进入细菌细胞，应用__________处理细菌细胞，目的是使细胞处于一种__________________________________。方法二中，将目的基因导入受体细胞常用的方法是____________。
Ca2＋
容易接受外来DNA分子的生理状态
显微注射法
(2)与细菌相比，用乳腺生物反应器生产人的胰岛素有什么优势？
提示：哺乳动物细胞有生物膜系统，可通过内质网和高尔基体对生产的胰岛素进行加工和修饰，从而产生有活性的胰岛素。
●培育乳腺生物反应器转基因动物时，如何让胰岛素基因只在乳腺细胞中表达？
提示：选用乳腺蛋白基因的启动子等调控元件与胰岛素基因重组在一起。
●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成功。试比较乳腺生物反应器和膀胱生物反应器的优劣。
提示：二者均提高了药用蛋白产量，易于提取。但乳腺生物反应器必须是在雌性个体发育到泌乳期才能获得产物；而膀胱生物反应器不受性别和发育时期的限制，受体来源广泛且可以在生物发育的任何时期提取药物。　　　
●乳腺生物反应器的操作过程
●乳腺生物反应器与工程菌
生产药物的比较
【 学以致用 】
A
3.利用基因工程技术使哺乳动物成为乳腺生物反应器，以生产所需要的药品，如转基因动物生产人的生长激素。科学家培养转基因动物成为乳腺生物反应器时，下列说法错误的是(　　)
A.利用显微注射法将人的生长激素基因导入受体哺乳动物体内
B.需要将乳腺蛋白基因的启动子与目的基因重组在一起
C.动物必须是雌性才能满足要求
D.动物需要进入泌乳期才能成为“批量生产药物的工厂”
解析：利用基因工程将人的生长激素基因和乳腺蛋白基因的启动子等调控元件重组，再利用显微注射法将其导入受精卵中，A错误；
需要将乳腺蛋白基因的启动子与目的基因重组在一起，使目的基因只在乳腺组织中特异性表达，B正确；
由于目的基因只在乳腺组织中特异性表达，因此受体动物需要进入泌乳期才能成为“批量生产药物的工厂”，D正确。
D
4.科学家将正常的腺苷脱氨酶基因(ADA)转入缺乏该基因的患者血液的T细胞中，重组T细胞大量增殖后回输到体内，用于治疗严重的复合免疫缺陷症(SCID)，过程如下图所示。下列说法错误的是(　　)
A.图中的病毒可作为携带ADA基因进入
T细胞的载体
B.T细胞1是受体细胞，回输前可能需要
对T细胞2严格筛选
C.需要在无菌、无毒的环境下培养T细
胞1和T细胞2
D.此治疗方法较为可靠，患者的T细胞均能合成ADA
解析：由图可知，病毒作为载体，携带人的正常ADA基因进入T细胞1，A正确；
T细胞1是受体细胞，T细胞2为重组细胞，因基因表达受许多条件影响，回输前需要对T细胞2进行筛选，筛选出ADA基因能正常表达的T细胞2，B正确；
由动物细胞培养的条件可知，在动物细胞体外培养时，首先要保证被培养的细胞处于无菌、无毒的环境，C正确；
患者体内的T细胞，有的是来自自身的细胞分化，有的是来自回输的，只有回输的T细胞才能合成ADA，D错误。
A.图中的病毒可作为携带ADA基因进入T细胞的载体
B.T细胞1是受体细胞，回输前可能需要对T细胞2严格筛选
C.需要在无菌、无毒的环境下培养T细胞1和T细胞2
D.此治疗方法较为可靠，患者的T细胞均能合成ADA
C
1.目前人类利用基因工程的方法成功培育出转基因抗虫棉，以下说法正确的是(　　)
A.苏云金杆菌的Bt毒蛋白基因与质粒结合后直接进入棉花的叶肉细胞表达
B.抗虫基因导入棉花叶肉细胞后，可通过传粉、受精的方法，使抗虫性状遗传下去
C.标记基因的作用是鉴别受体细胞中是否含有目的基因
D.转基因抗虫棉经过种植，棉铃虫不会产生抗性，这样可以有效消灭棉铃虫
解析：苏云金杆菌的Bt毒蛋白基因与质粒结合后需用农杆菌转化法导入棉花的叶肉细胞，不能直接进入棉花的叶肉细胞表达，A错误；
叶肉细胞是体细胞，其内的基因不能通过有性生殖进行遗传，可以通过植物组织培养技术使抗虫性状遗传下去，B错误；
构建好的基因表达载体中必须含有标记基因，以便于确定目的基因是否进入受体细胞内，C正确；
棉铃虫抗性的产生是基因突变的结果，但抗虫棉的自然选择会使棉铃虫的抗性基因频率升高，D错误。
C
2.番茄营养丰富，是人们喜爱的蔬菜。普通番茄细胞中含有多聚半乳糖醛酸酶的控制基因，控制细胞产生多聚半乳糖醛酸酶，该酶能破坏细胞壁，使番茄软化，不耐贮藏。科学家通过基因工程将一种抗多聚半乳糖醛酸酶的基因导入番茄细胞，获得了抗软化番茄。下列关于培育抗软化番茄的叙述，错误的是(　　)
A.运载工具可以是质粒
B.受体细胞是番茄细胞
C.目的基因为多聚半乳糖醛酸酶基因
D.目的基因的表达延缓了番茄的软化
解析：目的基因为抗多聚半乳糖醛酸酶基因，C错误。
B
3.目前常用的生物反应器有乳腺生物反应器和膀胱生物反应器。采用基因工程将人凝血因子基因导入山羊受精卵，成功培育出了人凝血因子只存在于乳汁中的转基因羊。下列相关说法错误的是(　　)
A.构建乳腺生物反应器时，需将药用蛋白基因和乳腺蛋白基因的启动子等重组在一起
B.在转基因动物的乳腺细胞以外的细胞中不含有药用蛋白基因
C.与乳腺生物反应器相比，膀胱生物反应器不受性别和年龄的限制
D.用显微注射法将表达载体导入受精卵细胞来获得转基因动物
解析：构建乳腺生物反应器时，需将药用蛋白基因和乳腺蛋白基因的启动子等重组在一起，以保证药用蛋白基因能在乳腺中正常表达，A正确；
药用蛋白基因存在于该转基因羊所有细胞中，只是在乳腺细胞中选择性表达，B错误；
雌性山羊发育到一定阶段才能产生乳汁，乳腺生物反应器往往受羊生长发育的阶段和性别的限制，而膀胱生物反应器不受性别和年龄的限制，C正确；
动物受精卵的全能性最高，应用显微注射法将表达载体导入受精卵来获得转基因动物，D正确。
CD
4.(多选)科学家将某药物蛋白合成基因转移到白色来亨鸡胚胎细胞的DNA中，发育后的雌鸡就能产出含该药物蛋白的鸡蛋，在每一只鸡蛋的蛋清中都含有大量的药物蛋白；而且这些鸡蛋孵出的鸡，仍能产出含该药物蛋白的鸡蛋。据此分析错误的是(　　)
A.这些鸡是基因工程的产物
B.这种变异属于可遗传的变异
C.食用此鸡蛋后药物蛋白可发挥作用
D.该种变异属于不定向变异
解析：这些鸡是将某药物蛋白合成基因转移到白色来亨鸡胚胎细胞的DNA中获得的，是基因工程的产物，A正确；
这种变异属于基因重组，是可遗传的变异，B正确；
食用此鸡蛋后，药物蛋白会被水解，不能发挥作用，C错误；
转基因技术可以定向改造生物的性状，故该种变异属于定向变异，D错误。
C
5.复合型免疫缺陷症患者缺失ADA基因，利用生物工程技术将人正常ADA基因以病毒为载体转入患者的T细胞中，再将携带ADA基因的T细胞注入患者体内，可改善患者的免疫功能。下列相关叙述，错误的是(　　)
A.可通过PCR技术从正常人基因文库中大量获取正常ADA基因
B.ADA基因整合到病毒核酸的过程中需使用限制酶和DNA连接酶
C.ADA基因整合到病毒核酸上并在病毒体内进行复制
D.将正常ADA基因转入患者T细胞进行治疗的方法属于基因治疗
解析：可以把从基因文库中获取的目的基因通过PCR技术进行扩增，A正确；
ADA基因整合到病毒核酸上并在人的T细胞内进行复制和表达，C错误。课时精练17　基因工程的应用价值
(时间：30分钟　分值：50分)
选择题：第1～11题，每小题3分，共33分。答案P184
【基础对点】
知识点1　基因工程在农牧业中的应用价值
1.(2023·无锡江阴中学高二调研)下列关于植物基因工程应用的说法，错误的是(　　)
将动物的某种蛋白质基因的重组基因表达载体导入植物体中用来生产该蛋白质
植物基因工程可用来培育高产、稳产和抗逆性强的作物
利用基因工程可以改造植物细胞的基因，使其能够生产人类所需要的药物
通过植物基因工程培育的抗虫植物必然可以抗病毒
2.天然玫瑰没有生成蓝色翠雀花素所需的“黄酮类化合物3、5氢氧化酶”的基因，因此蓝玫瑰被认为是不可能培育成功的，但日本科研人员将蓝三叶草中的合成蓝色翠雀花素的相关基因植入天然玫瑰而成功培育出了蓝玫瑰。下列有关叙述正确的是(　　)
将该基因植入天然玫瑰体细胞后成功培育出蓝玫瑰，体现了植物细胞的全能性
该基因在玫瑰细胞中表达的产物是蓝色翠雀花素
蓝色翠雀花素分布于蓝玫瑰花瓣细胞的液泡和叶绿体中
蓝玫瑰的培育成功意味着人类创造了一个新的物种
3.科学家构建了含有大洋鳕鱼抗冻蛋白基因启动子和大鳞鲑鱼生长激素基因的表达载体，并将其导入了大西洋鲑的细胞中，获得了生长速度加快的转基因大西洋鲑。下列相关叙述正确的是(　　)
转基因大西洋鲑体内抗冻蛋白明显增加
构建基因表达载体需要限制酶和DNA聚合酶
大鳞鲑鱼生长激素基因不能通过PCR技术扩增获得
转基因大西洋鲑生长激素含量增加导致生长速度加快
知识点2　基因工程在食品业和医药业中的应用价值
4.应用基因工程方法，可将酵母菌制造成“工程菌”，用于生产乙肝疫苗，在制造该“工程菌”时，应向酵母菌导入(　　)
乙肝病毒的表面抗原
抗乙肝病毒抗体的基因
抗乙肝病毒的抗体
乙肝病毒的表面抗原的基因
5.血清白蛋白可用于治疗由肝炎引发的肝硬化和肝腹水等疾病，之前只能从血液中提取。我国某生物科技公司利用农杆菌转化法将血清白蛋白基因导入水稻胚乳细胞，一段时间后成功提取的植物源重组人血清白蛋白，已通过临床前实验。下列说法中错误的是(　　)
利用从血液中提取的血清白蛋白治疗疾病，存在使人感染传染病的隐患
添加糖类化合物有利于吸引农杆菌进入水稻胚乳细胞
构建基因表达载体的目的之一是使TDNA中的目的基因转入受体细胞并稳定存在
水稻胚乳细胞可以对植物源重组人血清白蛋白基因表达的初始翻译产物进行加工
6.(2024·江苏南京模拟)研究人员制备了膀胱生物反应器，用其获得人体特殊功能蛋白S，基本过程如图所示。下列相关叙述正确的是(　　)
步骤①需要在S基因编码区上游添加乳腺蛋白基因启动子
步骤②需要在高Ca2＋－高pH条件下将S基因表达载体导入受精卵
步骤④可选择发育良好的囊胚，且代孕母体一般需要同期发情处理
与乳腺反应器不同的是膀胱生物反应器会受到转基因动物的性别和年龄的限制
7.(2023·苏州高二检测)免疫缺陷病患者因缺失ada基因而患该病，实验人员利用基因治疗将人正常的ada基因转入该病患者的T细胞中，可改善患者的免疫功能，具体过程如图所示。下列说法正确的是(　　)
ada基因是从人体细胞中直接分离出来的
所有遗传病都可以通过基因治疗治愈
基因治疗的实质是对缺陷的细胞进行基因修复
病毒的作用是作为携带ada基因的载体
【综合提升】
8.(2022·江苏卷，6)采用基因工程技术调控植物激素代谢，可实现作物改良。下列相关叙述不合理的是(　　)
用特异启动子诱导表达iaaM(生长素合成基因)可获得无子果实
大量表达ip(细胞分裂素合成关键基因)可抑制芽的分化
提高ga2ox(氧化赤霉素的酶基因)的表达水平可获得矮化品种
在果实中表达acs(乙烯合成关键酶基因)的反义基因可延迟果实成熟
9.如图是科研人员利用乙烯合成酶的反义基因，通过转基因技术获得耐储存的转基因番茄的过程。下列相关叙述错误的是(　　)
该转基因技术所用的目的基因是乙烯合成酶基因
乙烯合成酶的反义基因与乙烯合成酶基因的区别是转录的模板链不同
由图可知，过程⑤依据的原理是碱基互补配对原则
转基因番茄中乙烯含量低的原因可能是乙烯合成酶基因的翻译过程受阻
10.(多选)(2023·江苏扬州期中)下图为转基因抗冻番茄培育过程的示意图(其中ampr为氨苄青霉素抗性基因)。下列叙述错误的是(　　)
质粒上的抗性基因有利于筛选含目的基因的细胞和促进目的基因的表达
过程②可用农杆菌转化法将含目的基因的表达载体导入受体细胞
选用限制酶PstⅠ、AluⅠ对含目的基因的DNA和质粒进行剪切
④过程中可利用含氨苄青霉素的培养基对植株进行筛选
11.(多选)基因工程在农牧业、医药卫生和食品业等多方面的应用发展迅速，如图表示利用基因工程技术生产人血清白蛋白的两条途径。下列叙述错误的是(　　)
扩增目的基因时，利用热稳定的DNA连接酶从引物a、b的3′端进行子链合成
导入人血清白蛋白基因的绵羊受体细胞是乳腺细胞
利用农杆菌转化法可将目的基因整合到植物受体细胞的染色体DNA上
为了大量生产人血清白蛋白，还必须将含目的基因的植物受体细胞培养成完整植株
12.(17分)基因工程自20世纪70年代兴起后，得到了飞速的发展，在农牧业、医药卫生和食品业等方面，展示出了广阔的前景。人组织纤溶酶原激活物(htPA)是一种重要的药用蛋白，可在转htPA基因母羊的羊乳中获得。流程如下，请据图回答下列相关问题：
(1)(4分)htPA基因与载体用________切割后，通过DNA连接酶连接，以构建重组表达载体。检测目的基因是否已插入受体细胞DNA，可采用________法。
(2)(5分)为获取更多的卵(母)细胞，要对供体母羊注射促性腺激素，使其________________。采集的精子需要经过________处理，才具备受精能力。
(3)(6分)将重组表达载体导入受精卵常用的方法是________。为了获得母羊，移植前需对已成功转入目的基因的胚胎进行________。利用胚胎分割和胚胎移植技术可获得多个转基因个体，这体现了早期胚胎细胞具有________。
(4)(2分)若在转htPA基因母羊的羊乳中检测到________，说明目的基因成功表达。
课时精练17　基因工程的应用价值
1.D　[所有生物共用一套遗传密码，因此可将动物的某种蛋白质基因的重组基因表达载体导入植物体中用来生产该蛋白质，A正确；可以将一些特定基因导入植物细胞内，从而培育出高产、稳产和抗逆性强的作物，B正确；用基因工程培育的抗虫植物只含有抗虫特性，不能抗病毒，D错误。]
2.A　[分析题意可知，该基因在玫瑰细胞中表达的产物是黄酮类化合物3、5－氢氧化酶，B错误；蓝色翠雀花素分布于蓝玫瑰花瓣细胞的液泡中，叶绿体中不含该色素，C错误；蓝玫瑰与天然玫瑰之间不存在生殖隔离，属于同一个物种，故蓝玫瑰的培育成功不意味着人类创造了一个新的物种，D错误。]
3.D　[分析题干信息可知，转基因大西洋鲑体内并没有导入抗冻蛋白基因，只是导入了抗冻蛋白基因的启动子，A错误；转基因大西洋鲑体内生长激素明显增加导致其生长速度加快，D正确；构建基因表达载体需要限制酶和DNA连接酶，B错误；大鳞鲑鱼生长激素基因能通过PCR技术扩增获得，C错误。]
4.D　[乙肝疫苗是指减毒或灭活的乙肝病毒，利用基因工程生产乙肝疫苗时，应向酵母菌导入目的基因，即乙肝病毒的表面抗原的基因。]
5.B　[由于血液中可能存在一些导致传染病发生的病原体(如艾滋病病毒等)，故利用从血液中提取的血清白蛋白治疗疾病，存在使人感染传染病的隐患，A正确；添加酚类化合物有利于吸引农杆菌进入水稻胚乳细胞，B错误；构建植物源重组人血清白蛋白基因表达载体的目的是使农杆菌T－DNA中的目的基因转入受体细胞并稳定存在、表达，C正确；由于水稻为真核细胞，含有内质网和高尔基体等细胞器，所以水稻胚乳细胞可以对植物源重组人血清白蛋白基因表达的初始翻译产物进行加工，D正确。]
6.C　[步骤①需要在S基因编码区上游添加膀胱上皮细胞蛋白基因启动子，A错误；步骤②是将重组表达载体导入受体细胞，受精卵的全能性最高，利用受精卵作为重组表达载体的宿主细胞，常采用显微注射法将载体导入，B错误；步骤④的代孕母体需进行同期发情处理，这样可以为移入的胚胎提供相同的生理环境，C正确；乳腺生物反应器要求性别是雌性、年龄适宜，膀胱生物反应器没有这些要求，D错误。]
7.D　[图中所示获取ada基因的方法是从基因文库中获取目的基因，A错误；基因治疗只能治愈因基因异常导致的疾病，如白化病、红绿色盲等，而不能治愈所有遗传病，B错误；基因治疗是指利用正常基因置换或弥补缺陷基因的治疗方法，而不是对有缺陷的细胞进行基因修复，C错误。]
8.B　[生长素能促进果实发育，用特异启动子诱导表达iaaM(生长素合成基因)可获得无子果实，A不符合题意；大量表达ip(细胞分裂素合成关键基因)，细胞分裂素含量升高，细胞分裂素与生长素的比值高时，有利于芽的分化，B符合题意；赤霉素能促进细胞伸长，从而引起茎秆伸长和植物增高，提高ga2ox(氧化赤霉素的酶基因)的表达水平使赤霉素含量降低从而能获得矮化品种，C不符合题意；乙烯能促进果实成熟，在果实中表达acs(乙烯合成关键酶基因)的反义基因，即抑制乙烯的合成，果实成熟会延迟，D不符合题意。]
9.A　[该转基因技术所用的目的基因是乙烯合成酶的反义基因，A错误；乙烯合成酶的反义基因与乙烯合成酶基因都是由α链和β链组成的，区别是转录的模板链相反，使转录出的mRNA能互补配对，形成双链RNA，B正确；过程⑤依据的原理是碱基互补配对原则，乙烯合成酶的反义基因转录出的反义mRNA与乙烯合成酶基因转录出的mRNA结合，可能会使乙烯合成酶基因的翻译过程受阻，C、D正确。]
10.ACD　[质粒上的抗性基因有利于筛选含目的基因的细胞，但不能促进目的基因的表达，A错误；将目的基因导入植物细胞时，常用农杆菌转化法，B正确；限制酶AluⅠ会破坏目的基因，目的基因两侧是限制酶PstⅠ和SmaⅠ的识别序列，且质粒上也含有这两种限制酶的切割位点，所以可同时选用限制酶PstⅠ、SmaⅠ对含目的基因的DNA和质粒进行剪切，C错误；图中过程④是进行移栽，不能再利用含氨苄青霉素的培养基来筛选含有目的基因的幼苗，应该在个体水平上进行抗冻性状检测，D错误。]
11.ABD　[扩增目的基因时，利用热稳定的DNA聚合酶从引物a、b的3′端进行子链合成，A错误；导入人血清白蛋白基因的绵羊受体细胞不是乳腺细胞，而是受精卵，B错误；农杆菌中的Ti质粒上的T－DNA可转移至受体细胞，并且整合到受体细胞染色体的DNA上，根据农杆菌的这一特点，将目的基因插入到Ti质粒的T－DNA上，通过农杆菌的转化作用，就可以把目的基因整合到植物受体细胞的染色体DNA上，C正确；为了大量生产人血清白蛋白，将含目的基因的植物受体细胞培养至愈伤组织阶段即可，无需培养为完整植株，D错误。]
12.(1)同种限制酶　DNA分子杂交　(2)超数排卵　获能　(3)显微注射法　性别鉴定　全能性　(4)htPA(或人组织纤溶酶原激活物)
解析　(1)用同种限制酶对目的基因和载体进行切割，以形成相同的黏性末端。检测目的基因是否已插入受体细胞DNA，常用DNA分子杂交法。(2)对供体母羊注射促性腺激素可以使其超数排卵，采集的精子需要经过获能处理后才具备受精能力。(3)将重组表达载体导入受精卵(动物细胞)常用的方法是显微注射法。为了获得母羊，需要对胚胎进行性别鉴定。利用胚胎分割和胚胎移植技术可获得多个转基因个体，依据的原理是早期胚胎细胞具有全能性。(4)目的基因成功表达的标志是在转基因母羊的羊乳中检测到htPA，即人组织纤溶酶原激活物。

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