高二生物基因工程的應(yīng)用與基因工程的安全性

高二生物基因工程的應(yīng)用與基因工程的安全性第一頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期二基因工程的應(yīng)用與基因工程的安全性(綜合)第3節(jié)第二頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期二第三頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期二一、基因工程與遺傳育種1．轉(zhuǎn)基因植物

(1)運用基因工程培育動植物新品種最突出的優(yōu)點是：①能克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙；②育種時間短。

(2)基因工程在植物育種方面的應(yīng)用主要表現(xiàn)在：①培育高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)的農(nóng)作物新品種；②培育有各種抗性的農(nóng)作物新品種。第四頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期二

(3)成果：抗植物病毒的轉(zhuǎn)基因煙草、番茄、苜蓿和馬鈴薯，抗蟲棉，耐貯存的轉(zhuǎn)基因番茄，抗逆性強(qiáng)的轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物等。2．轉(zhuǎn)基因動物轉(zhuǎn)基因動物是指轉(zhuǎn)入了外源基因的動物。如我國科學(xué)家1989年將人的生長激素基因?qū)膈庺~的受精卵中，培育成了轉(zhuǎn)基因鯉魚；1999年我國上海誕生了轉(zhuǎn)基因牛，其牛奶中含有大量人體蛋白，可以治病。第五頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期二完全免費,無需注冊,天天更新！第六頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期二二、基因工程與疾病治療1．基因工程藥物基因工程技術(shù)已經(jīng)成功地應(yīng)用于基因工程藥物的研制?，F(xiàn)已研制成功的基因工程藥物有幾十種，如已投放市場的人的生長激素、胰島素、干擾素、乙肝疫苗等。2．基因治療基因治療是向目標(biāo)細(xì)胞中引入正常功能的基因，以糾正或補償基因的缺陷，達(dá)到治療的目的。第七頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期二三、基因工程與生態(tài)環(huán)境保護(hù)利用基因工程技術(shù)開發(fā)具有生物可降解的新型塑料(聚羥基烷酯塑料)，替代不可降解的化學(xué)合成塑料。利用基因工程技術(shù)培育能分解石油中多種成分的“超級菌”。用轉(zhuǎn)基因微生物處理工業(yè)廢水等。第八頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期二1.我國科學(xué)家運用基因工程技術(shù)，將蘇云金芽孢桿菌的抗蟲基因?qū)朊藁?xì)胞并成功表達(dá)，培育出了抗蟲棉。下列敘述，不正確的是()A．RNA聚合酶對于抗蟲基因在棉花細(xì)胞中的表達(dá)不可缺少B．重組DNA分子中增加一個堿基對，不一定導(dǎo)致抗蟲蛋白的抗性喪失C．抗蟲棉的抗蟲基因可通過花粉傳播至近緣作物，從而造成基因污染D．轉(zhuǎn)基因棉花是否具有抗蟲特性是通過檢測棉花對抗生素的抗性來確定的D第九頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期二2.人們常應(yīng)用轉(zhuǎn)基因技術(shù)生產(chǎn)所需要的轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品，如利用大腸桿菌生產(chǎn)人胰島素。下列選項中能說明人胰島素基因完成了在受體細(xì)胞中表達(dá)的是()A．在大腸桿菌細(xì)胞中檢測到人的胰島素基因B．在大腸桿菌中檢測到人胰島素基因轉(zhuǎn)錄出的mRNAC．在含有四環(huán)素的培養(yǎng)基中培養(yǎng)出大腸桿菌D．在大腸桿菌的代謝產(chǎn)物中提取到人胰島素D第十頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期二3.石油污染是海洋污染的主要類型。利用基因工程創(chuàng)造的“超級細(xì)菌”能提高降解石油的效率。這是因為()A．多種目的基因的表達(dá)B．不消耗O2C．提供動物幼體的食物D．以石油成分作為生長因子A第十一頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期二第十二頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期二考點1基因工程與遺傳育種【例1】蘇云金桿菌(Bt)能產(chǎn)生具有殺蟲能力的毒素蛋白。下圖是轉(zhuǎn)Bt毒素蛋白基因植物的培育過程示意圖(ampr為抗氨芐青霉素基因)，據(jù)圖回答下列問題。第十三頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期二第十四頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期二(1)將圖中①的DNA用HindⅢ、BamHⅠ完全酶切后，反應(yīng)管中有________種DNA片段。(2)圖中②表示HindⅢ與BamHⅠ酶切、DNA連接酶連接的過程，此過程可獲得________種重組質(zhì)粒；如果換用BstⅠ與BamHⅠ酶切，目的基因與質(zhì)粒連接后可獲得________種重組質(zhì)粒。(3)目的基因插入質(zhì)粒后，不能影響質(zhì)粒的__________。(4)圖中③的Ti質(zhì)粒調(diào)控合成的vir蛋白，可以協(xié)助帶有目的基因的T-DNA導(dǎo)入植物細(xì)胞，并防止植物細(xì)胞中____________對T-DNA的降解。第十五頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期二(5)已知轉(zhuǎn)基因植物中毒素蛋白只結(jié)合某些昆蟲腸上皮細(xì)胞表面的特異受體，使細(xì)胞膜穿孔，腸細(xì)胞裂解，昆蟲死亡。而該毒素蛋白對人類的風(fēng)險相對較小，原因是人類腸上皮細(xì)胞________________。

(6)生產(chǎn)上常將上述轉(zhuǎn)基因作物與非轉(zhuǎn)基因作物混合播種，其目的是降低害蟲種群中的__________基因頻率的增長速率。第十六頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期二【解析】本題考查基因工程與育種的相關(guān)知識。(1)由于上述兩種酶形成的末端不一樣，所以被兩種不同的限制性核酸內(nèi)切酶切割之后所形成的片段有AA、AB、BA、BB四種切法形成的四種片段(A表示HindⅢ，B表示BamHⅠ)。(2)同時被兩種限制性核酸內(nèi)切酶切割有兩種不同的目的基因，即AB和BA，所以重組質(zhì)粒有兩種。BstⅠ與BamHⅠ酶切割的末端一樣，所以同時用這兩種限制性核酸內(nèi)切酶切割只能形成一種目的基因，所以只能形成一種重組質(zhì)粒。第十七頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期二(3)質(zhì)粒要進(jìn)行復(fù)制才能更多地表達(dá)出產(chǎn)物，所以重組之后要能復(fù)制。(4)酶具有專一性，對T-DNA的降解酶為DNA水解酶。(5)生物的細(xì)胞表面的受體具有特異性，人類腸上皮細(xì)胞沒有昆蟲腸上皮細(xì)胞表面的特異受體。所以該毒素蛋白對人類的風(fēng)險相對較小。(6)自然選擇是普遍存在的，純種種植會使害蟲抗性基因頻率快速增長，而混合種植能降低害蟲的抗性基因頻率的增長速率。第十八頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期二【答案】(1)4

(2)2

1

(3)復(fù)制(4)DNA水解酶(5)表面無相應(yīng)的特異性受體(6)抗性第十九頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期二考點2基因工程與疾病治療、基因工程與生態(tài)環(huán)境保護(hù)【例2】在1990年醫(yī)生對一位因缺乏腺苷酸脫氨酶基因而患先天性體液免疫缺陷病的美國女孩進(jìn)行治療。采用的方法是首先將患者的淋巴細(xì)胞取出作體外培養(yǎng)，然后用某種病毒將正常腺苷酸脫氨酶基因轉(zhuǎn)入人工培養(yǎng)的淋巴細(xì)胞中，再將這些轉(zhuǎn)基因淋巴細(xì)胞回輸?shù)交颊叩捏w內(nèi)，經(jīng)過多次治療，患者的免疫功能趨于正常。第二十頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期二(1)該病治療運用了基因工程技術(shù)，在這個實例中運載體__________，目的基因是________________，目的基因的受體細(xì)胞是__________。(2)將轉(zhuǎn)基因淋巴細(xì)胞多次回輸?shù)交颊唧w內(nèi)后，免疫能力趨于正常是由于產(chǎn)生了________________，產(chǎn)生這種物質(zhì)的兩個基本步驟是__________和__________。(3)人的腺苷酸脫氨酶基因與胰島素基因相比，其主要差別是_____________________________________(4)該病的治療方法屬于基因工程運用中的__________，這種治療方法的原理是____________第二十一頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期二【解析】本題以一個實際生活問題為線索，全方位地考查了基因工程。該基因工程實例的運載體是病毒，目的基因是腺苷酸脫氨酶基因，受體細(xì)胞是淋巴細(xì)胞。將轉(zhuǎn)基因淋巴細(xì)胞輸入患者體內(nèi)，目的基因會得到表達(dá)，產(chǎn)生腺苷酸脫氨酶(相應(yīng)的抗體)，從而使患者免疫力恢復(fù)正常。其治療的原理是將正常的外源基因?qū)胗腥毕莸募?xì)胞中，并使之表達(dá)，達(dá)到基因治療的目的。人的腺苷酸脫氨酶基因與胰島素基因相比，其差別是堿基排列順序的不同。第二十二頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期二【答案】(1)某種病毒腺苷酸脫氨酶基因淋巴細(xì)胞(2)腺苷酸脫氨酶(或“相應(yīng)抗體”)轉(zhuǎn)錄翻譯(3)脫氧核苷酸排列順序不同(或“遺傳信息不同或堿基的數(shù)目和排列順序不同”)

(4)基因治療把健康的外源基因?qū)胗谢蛉毕莸募?xì)胞內(nèi)，從而達(dá)到治療的目的第二十三頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期二第二十四頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期二1.(2010·浙江卷)在用基因工程技術(shù)構(gòu)建抗除草劑的轉(zhuǎn)基因煙草過程中，下列操作錯誤的是()A．用限制性核酸內(nèi)切酶切割煙草花葉病毒的核酸B．用DNA連接酶連接經(jīng)切割的抗除草劑基因和載體C．將重組DNA分子導(dǎo)入煙草原生質(zhì)體D．用含除草劑的培養(yǎng)基篩選轉(zhuǎn)基因煙草細(xì)胞【解析】目的基因為抗除草劑基因，故應(yīng)用限制酶切割抗除草劑基因而不是煙草花葉病毒的核酸?！敬鸢浮緼第二十五頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期二2.(2010·江蘇卷)下列關(guān)于轉(zhuǎn)基因植物的敘述，正確的是()A．轉(zhuǎn)入到油菜的抗除草劑基因，可能通過花粉傳入環(huán)境中B．轉(zhuǎn)抗蟲基因的植物，不會導(dǎo)致昆蟲群體抗性基因頻率增加C．動物的生長激素基因轉(zhuǎn)入植物后不能表達(dá)D．如轉(zhuǎn)基因植物的外源基因來源于自然界，則不存在安全性問題第二十六頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期二【解析】本題考查了轉(zhuǎn)基因技術(shù)的安全性問題。轉(zhuǎn)入到油菜的抗除草劑基因，可以通過花粉傳入環(huán)境中，A項正確；由于植物與害蟲間是相互選擇的，轉(zhuǎn)抗蟲基因的植物可使昆蟲群體抗性基因頻率增加，B項錯誤；動物生長激素基因轉(zhuǎn)入植物后也能表達(dá)，C項錯誤；轉(zhuǎn)基因技術(shù)的安全性問題，要通過驗證才能得到證實，D項錯誤。【答案】A第二十七頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期二3.(2009·上海卷)科學(xué)家運用基因工程技術(shù)將人胰島素基因與大腸桿菌的質(zhì)粒DNA分子重組，并且在大腸桿菌體內(nèi)成功表達(dá)。圖示a處為胰島素基因與大腸桿菌質(zhì)粒DNA結(jié)合的位置，它們彼此能結(jié)合的依據(jù)是()A．基因自由組合定律B．半保留復(fù)制原則C．基因分離定律D．堿基互補配對原則第二十八頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期二【解析】本題考查基因工程的相關(guān)知識，目的基因與運載體能形成重組質(zhì)粒依據(jù)的是粘性末端的堿基互補配對原則?！敬鸢浮緿第二十九頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期二4.(2011·浙江四校聯(lián)考)基因敲除主要是應(yīng)用DNA同源重組原理，將同源DNA片段導(dǎo)入受體細(xì)胞，使同源DNA片段在原有位置替代了靶基因片段，從而達(dá)到基因敲除的目的?；蚯贸瓤梢杂猛蛔兓蚧蚱渌蚯贸鄳?yīng)的正常基因，也可以用正?；蚯贸鄳?yīng)的突變基因。下列有關(guān)基因敲除的說法，正確的是()A．基因敲除實際上是抑制某個基因的表達(dá)，從而達(dá)到使該基因“沉默”的目的B．利用基因敲除技術(shù)，不能修復(fù)細(xì)胞中的病變基因C．基因敲除可定向改變生物體的某一基因D．從理論上分析，利用基因敲除技術(shù)可治療先天性愚型第三十頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期二【解析】基因敲除技術(shù)可以用正?；蛱鎿Q原來的病變基因，因此該技術(shù)可定向改變生物體的某一基因，但不能修復(fù)該基因。由于先天性愚型屬于染色體數(shù)目異常遺傳病，基因敲除技術(shù)無法對其進(jìn)行治療。【答案】C第三十一頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期二5.(2010·金華一中聯(lián)考)我國自主研制的復(fù)制型艾滋病疫苗，是把艾滋病病毒的核酸的幾個重要片段逆轉(zhuǎn)錄后插入天花病毒DNA中，形成重組病毒疫苗。該疫苗具有復(fù)制能力，可以持續(xù)刺激免疫系統(tǒng)，使人產(chǎn)生較強(qiáng)的免疫能力。該疫苗研制過程中()A．運用了RNA病毒容易突變的能力B．運用了基因工程手段，使用質(zhì)粒作為運載體C．通常需要利用動物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)D．該重組病毒的形成說明艾滋病病毒和天花病毒具有相同的遺傳物質(zhì)第三十二頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期二【解析】該疫苗研制過程中是將艾滋病病毒的RNA逆轉(zhuǎn)錄為DNA，再將其與天花病毒的DNA重組，運用了基因工程手段，在此天花病毒起了運載體的作用。這里的重組DNA分子需要導(dǎo)入動物細(xì)胞后才能進(jìn)行復(fù)制，所以需要利用動物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)?！敬鸢浮緾第三十三頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期二完全免費,無需注冊,天天更新！第三十四頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期二6.(2010·浙江省五校聯(lián)考)基因工程中，需使用特定的限制酶切割目的基因和質(zhì)粒，便于重組和篩選。已知限制酶Ⅰ的識別序列和切點是，限制酶Ⅱ的識別序列和切點是。根據(jù)圖示判斷下列操作正確的是()第三十五頁，共三十七