新教材同步系列2024春高中生物第3章基因工程第3節(jié)基因工程的應(yīng)用課件新人教版選擇性必修3

第3章基因工程第3節(jié)基因工程的應(yīng)用課標(biāo)要點(diǎn)學(xué)法指導(dǎo)1．舉例說出基因工程的應(yīng)用2．基因工程的進(jìn)展3．認(rèn)同基因工程的應(yīng)用促進(jìn)生產(chǎn)力的提高1．結(jié)合具體實(shí)例了解基因工程在各個領(lǐng)域的應(yīng)用(科學(xué)思維)2．聯(lián)系當(dāng)?shù)厣a(chǎn)、生活中的具體實(shí)例，思考如何用基因工程的方法解決實(shí)際問題(科學(xué)探究、社會責(zé)任)知識導(dǎo)圖

課前·新知導(dǎo)學(xué)

基因工程在農(nóng)牧業(yè)方面的應(yīng)用基因工程技術(shù)廣泛用于改良____________、提高_(dá)______________________等方面。1．轉(zhuǎn)基因抗蟲植物(1)過程：從某些生物中分離出具有___________的基因，將它導(dǎo)入作物中培育出具有_________的作物，是目前防治作物蟲害的一種發(fā)展趨勢。(2)成果：轉(zhuǎn)基因__________、玉米、大豆、水稻、馬鈴薯等。動植物品種作物和畜產(chǎn)品的

產(chǎn)量抗蟲功能抗蟲性抗蟲棉花2．轉(zhuǎn)基因抗病植物(1)過程：將來源于某些病毒、真菌等的____________導(dǎo)入植物中，培育出轉(zhuǎn)基因抗病植物。(2)成果：轉(zhuǎn)基因抗病毒甜椒、番木瓜、煙草等。3．轉(zhuǎn)基因抗除草劑植物(1)過程：將_______________________的基因?qū)胱魑?，可以培育出抗除草劑的作物品種。(2)成果：轉(zhuǎn)基因抗除草劑玉米、大豆、油菜和甜菜等?？共』蚪到饣虻挚鼓撤N除草劑4．改良植物的品質(zhì)(1)將____________________________編碼基因?qū)胫参镏?，可以提高這些氨基酸的含量。如科學(xué)家培育的某種轉(zhuǎn)基因玉米中賴氨酸的含量提高30%。(2)將____________________相關(guān)的基因?qū)氚珷颗Ｖ?，使它呈現(xiàn)出自然界沒有的顏色變異，大大提高了它的觀賞價值。必需氨基酸含量多的蛋白質(zhì)與植物花青素代謝5．提高動物的生長速率(1)過程：將_______________基因?qū)雱游矬w內(nèi)，以提高動物的生長速率。(2)成果：轉(zhuǎn)基因超級鯉魚。外源生長激素6．改善畜產(chǎn)品的品質(zhì)(1)乳糖不耐受：有些人由于_________分泌少，不能完全消化牛奶中的乳糖，食用牛奶后會出現(xiàn)________等不適癥狀。(2)解決措施：將____________基因?qū)肽膛；蚪M，使獲得的轉(zhuǎn)基因牛分泌的乳汁中，________的含量大大降低，而其他營養(yǎng)成分不受影響。乳糖酶腹瀉腸乳糖酶乳糖轉(zhuǎn)基因抗蟲棉的目的基因是什么？是從哪種生物中獲取的？_____________________________________?！敬鸢浮緽t抗蟲蛋白基因。是從蘇云金桿菌體內(nèi)提取出來的

關(guān)于轉(zhuǎn)基因抗病毒植物，以下說法正確的是 (

)A．轉(zhuǎn)基因抗病毒植物可以抵抗所有病毒B．轉(zhuǎn)基因抗病毒植物對病毒的抗性具有局限性或特異性C．轉(zhuǎn)基因抗病毒植物可以抗害蟲D．轉(zhuǎn)基因抗病毒植物可以穩(wěn)定遺傳，不會變異【答案】B【解析】每一種抗病毒的基因只能抵抗一種病毒，即轉(zhuǎn)基因抗病毒植物對病毒的抗性具有局限性或特異性，A錯誤、B正確；轉(zhuǎn)基因抗病毒植物能抵抗某種病毒，但不能抗害蟲，C錯誤；轉(zhuǎn)基因抗病毒植物可以穩(wěn)定遺傳，也會發(fā)生變異，D錯誤。

基因工程在醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域的應(yīng)用1．利用微生物或動植物的細(xì)胞作為受體細(xì)胞生產(chǎn)藥物(1)方法：對微生物或動植物進(jìn)行__________，使它們能夠生產(chǎn)藥物。(2)藥物種類：細(xì)胞因子、________、________和激素等。(3)用途：預(yù)防和治療人類腫瘤、心血管疾病、_________、糖尿病和________________等?；蚋脑炜贵w疫苗傳染病類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎2．利用哺乳動物批量生產(chǎn)藥物(1)過程：將藥用蛋白基因與乳腺中特異表達(dá)的基因的________等調(diào)控元件重組在一起，通過__________的方法導(dǎo)入哺乳動物的受精卵中，由這個受精卵發(fā)育成的轉(zhuǎn)基因動物進(jìn)入_______后，可以通過_________來生產(chǎn)所需要的藥物，這稱為_________________________________。(2)成果：抗凝血酶、血清白蛋白、生長激素等。啟動子顯微注射泌乳期分泌乳汁乳腺生物反應(yīng)器或乳房生物反應(yīng)器3．器官移植(1)器官移植面臨的問題：器官短缺和__________。(2)解決措施：在器官供體的基因組中導(dǎo)入某種____________，以抑制______________的表達(dá)，或設(shè)法除去_______________，然后再結(jié)合克隆技術(shù)，培育出不會引起________________的轉(zhuǎn)基因克隆器官。免疫排斥調(diào)節(jié)因子抗原決定基因抗原決定基因免疫排斥反應(yīng)在培育動物乳腺生物反應(yīng)器時，為什么將目的基因與乳腺蛋白基因的啟動子等調(diào)控元件重組在一起？_____________________________________?！敬鸢浮繛榱吮ＷC目的基因只在乳腺細(xì)胞中表達(dá)

動物基因工程技術(shù)有可能使建立移植器官工廠的設(shè)想成為現(xiàn)實(shí)，科學(xué)家正試圖利用基因工程的方法對豬的器官進(jìn)行改造，對豬的器官改造后所達(dá)到的要求是 (

)A．能夠提高豬的生長速率 B．沒有免疫排斥反應(yīng)C．改善豬器官的品質(zhì) D．能夠生產(chǎn)藥物【答案】B【解析】器官短缺和免疫排斥是制約器官移植的兩大難題。目前，科學(xué)家正試圖利用基因工程方法對豬器官進(jìn)行改造，采用的方法是給器官供體豬的基因組中導(dǎo)入某種調(diào)節(jié)因子，以抑制抗原決定基因的表達(dá)，或設(shè)法除去抗原決定基因，再結(jié)合克隆技術(shù)，培育出沒有免疫排斥反應(yīng)的轉(zhuǎn)基因克隆動物器官。所以對豬的器官改造后所達(dá)到的要求是沒有免疫排斥反應(yīng)，B正確。

基因工程在食品工業(yè)方面的應(yīng)用(1)基因工程菌：用基因工程的方法，使____________得到高效表達(dá)的菌類。(2)成果：生產(chǎn)食品工業(yè)用酶、__________和維生素等。(3)甜味劑阿斯巴甜主要由____________和___________形成，可以通過____________實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)。(4)奶酪的生產(chǎn)：將編碼牛__________的基因?qū)隷___________、黑曲霉或酵母菌的基因組中，通過__________批量生產(chǎn)凝乳酶。(5)淀粉酶、脂肪酶也可以通過構(gòu)建______________，然后用發(fā)酵技術(shù)生產(chǎn)。外源基因氨基酸天冬氨酸苯丙氨酸基因工程凝乳酶大腸桿菌工業(yè)發(fā)酵基因工程菌利用工程菌生產(chǎn)食品工業(yè)用酶時，目的基因是直接導(dǎo)入受體細(xì)胞嗎？_____________________________________?！敬鸢浮坎皇?，必須先構(gòu)建基因表達(dá)載體

奶酪是一種被廣泛食用的發(fā)酵奶制品。大多數(shù)奶酪的生產(chǎn)需要使用凝乳酶來凝聚固化奶中的蛋白質(zhì)。傳統(tǒng)的制備凝乳酶的方法不能滿足市場的需求，下列選項(xiàng)中屬于大量生產(chǎn)凝乳酶方法的是

(

)A．細(xì)胞融合技術(shù) B．轉(zhuǎn)基因技術(shù)C．組織培養(yǎng)技術(shù) D．人工誘變【答案】B【解析】大量生產(chǎn)凝乳酶可以將凝乳酶基因?qū)氪竽c桿菌等微生物中，再通過工業(yè)發(fā)酵批量生產(chǎn)，B正確。課堂·重難探究基因工程在農(nóng)牧業(yè)方面的應(yīng)用[知識歸納]1．基因工程在農(nóng)牧業(yè)方面的應(yīng)用(1)改良動植物品種。(2)提高作物和畜產(chǎn)品的產(chǎn)量。2．轉(zhuǎn)基因植物在農(nóng)業(yè)方面的應(yīng)用項(xiàng)目轉(zhuǎn)基因抗蟲植物轉(zhuǎn)基因抗病植物轉(zhuǎn)基因抗除草劑植物改良作物品質(zhì)目的基因具有抗蟲功能的基因，如Bt基因抗病基因，如病毒外殼蛋白基因、幾丁質(zhì)酶基因降解或抵抗某種除草劑的基因必需氨基酸含量多的蛋白質(zhì)編碼基因，與植物花青素代謝相關(guān)的基因項(xiàng)目轉(zhuǎn)基因抗蟲植物轉(zhuǎn)基因抗病植物轉(zhuǎn)基因抗除草劑植物改良作物品質(zhì)方法從某些生物中分離出具有抗蟲功能的基因，將其導(dǎo)入作物中將來源于某些病毒、真菌等的抗病基因?qū)胱魑镏袑⒔到饣虻挚鼓撤N除草劑的基因?qū)胱魑镏袑⒈匦璋被岷慷嗟牡鞍踪|(zhì)編碼基因或植物花青素代謝相關(guān)的基因分別導(dǎo)入不同植物中，使之具有特定的性狀項(xiàng)目轉(zhuǎn)基因抗蟲植物轉(zhuǎn)基因抗病植物轉(zhuǎn)基因抗除草劑植物改良作物品質(zhì)成果轉(zhuǎn)基因抗蟲棉花、玉米、大豆等轉(zhuǎn)基因抗病毒甜椒、煙草等轉(zhuǎn)基因抗除草劑玉米、大豆等賴氨酸含量提高的轉(zhuǎn)基因玉米、花色奇特的矮牽牛優(yōu)點(diǎn)減少化學(xué)農(nóng)藥的使用，降低生產(chǎn)成本，減少環(huán)境污染，降低了對人體健康的損害提高作物抵抗不良環(huán)境的能力和作物產(chǎn)量提高人們的生活品質(zhì)；提高花卉觀賞價值3．轉(zhuǎn)基因動物在畜牧業(yè)方面的應(yīng)用項(xiàng)目目的基因作用成果提高動物的生長速度外源生長激素基因促進(jìn)生長，提高生長速率轉(zhuǎn)基因鯉魚、轉(zhuǎn)基因綿羊改善畜產(chǎn)品的品質(zhì)腸乳糖酶基因減少牛乳中乳糖含量轉(zhuǎn)基因牛分泌的乳汁中乳糖含量少下圖為抗蟲棉的培育過程，分析并回答下列問題：(1)該過程中的目的基因和載體分別是什么？(2)該實(shí)例中，采用什么方法導(dǎo)入目的基因？為什么目的基因可以整合到染色體的DNA上？(3)該實(shí)例中，檢測目的基因是否成功表達(dá)的常用方法有哪些？提示：(1)目的基因是Bt抗蟲蛋白基因，載體是Ti質(zhì)粒。(2)采用的方法是農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法。由于Ti質(zhì)粒上的T－DNA轉(zhuǎn)入受體細(xì)胞后能整合到受體細(xì)胞的染色體DNA上，而目的基因又插入了T－DNA上，所以目的基因可以整合到受體細(xì)胞的染色體DNA上。(3)抗原－抗體雜交法、用棉花葉飼喂棉鈴蟲。[對點(diǎn)精練]1．(2023·廣東深圳期中)水稻根部一般沒有根瘤菌，在種植時常需要施加氮肥?？茖W(xué)家想利用基因工程技術(shù)將相關(guān)基因?qū)胨炯?xì)胞中，建立水稻“小型化肥廠”，讓水稻直接固氮，減少使用氮肥的生產(chǎn)成本以及可能造成的環(huán)境污染。下列相關(guān)敘述錯誤的是 (

)A．用PCR技術(shù)可從根瘤菌DNA中獲取固氮基因B．PCR擴(kuò)增后的目的基因可直接注入水稻細(xì)胞中C．PCR技術(shù)可用于檢測目的基因是否插入水稻基因組中D．實(shí)驗(yàn)中需將轉(zhuǎn)基因水稻種植在缺氮培養(yǎng)液中進(jìn)行篩選【答案】B【解析】PCR技術(shù)的原理是模擬生物體內(nèi)DNA分子復(fù)制過程，故用PCR技術(shù)可從根瘤菌DNA中獲取固氮基因，A正確；PCR擴(kuò)增后的目的基因需要與載體結(jié)合，構(gòu)建基因表達(dá)載體后才能注入水稻細(xì)胞中，B錯誤；PCR技術(shù)可用于檢測目的基因是否插入水稻基因組中，若出現(xiàn)雜交帶，則證明插入成功，C正確；具有固氮基因的水稻根系微生物能利用空氣中的氮?dú)?，故培養(yǎng)基中不需要加入氮源，從而對轉(zhuǎn)基因水稻進(jìn)行篩選，D正確。2．(2023·廣東佛山期中)采用基因工程技術(shù)培育轉(zhuǎn)基因羊作為乳腺生物反應(yīng)器，使其能合成人凝血因子且只存在于乳汁中。下列有關(guān)敘述，不正確的是

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)A．將人凝血因子基因與乳腺蛋白基因的啟動子等調(diào)控組件結(jié)合在一起構(gòu)建成基因表達(dá)載體B．將含有人凝血因子基因的表達(dá)載體導(dǎo)入羊乳腺細(xì)胞中即可獲得乳腺生物反應(yīng)器C．該轉(zhuǎn)基因羊產(chǎn)生的生殖細(xì)胞中可能會含有人凝血因子基因D．與乳腺生物反應(yīng)器相比，膀胱生物反應(yīng)器不受性別等限制，受體來源更廣泛【答案】B【解析】分析題意可知，該基因表達(dá)載體包括人凝血因子基因與乳腺蛋白基因的啟動子等調(diào)控組件，A正確；轉(zhuǎn)基因動物的受體細(xì)胞是受精卵，B錯誤；將人凝血因子的基因表達(dá)載體導(dǎo)入受精卵后，發(fā)育為轉(zhuǎn)基因羊，其產(chǎn)生的生殖細(xì)胞是由受精卵經(jīng)有絲分裂發(fā)育而來的，可能會含有人凝血因子基因，C正確；與乳腺生物反應(yīng)器(只能選雌性)相比，膀胱生物反應(yīng)器不受性別等限制，受體來源更廣泛，D正確。[知識歸納]1．基因工程在醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域的應(yīng)用基因工程在醫(yī)藥衛(wèi)生和食品工業(yè)的應(yīng)用應(yīng)用方法作用成果轉(zhuǎn)基因工程菌生產(chǎn)藥物藥物蛋白基因構(gòu)建基因表達(dá)載體，導(dǎo)入工程菌通過發(fā)酵工程培養(yǎng)工程菌生產(chǎn)相應(yīng)藥物細(xì)胞因子、抗體、疫苗等的生產(chǎn)應(yīng)用方法作用成果轉(zhuǎn)基因動物生產(chǎn)藥物藥用蛋白基因和乳腺中特異性表達(dá)的基因的啟動子等調(diào)控元件重組分泌乳汁來生產(chǎn)相應(yīng)的藥物乳腺生物反應(yīng)器轉(zhuǎn)基因動物做器官移植的供體在器官供體基因組中導(dǎo)入某種調(diào)節(jié)因子，或設(shè)法除去抗原決定基因抑制抗原決定基因的表達(dá)，或不能合成相應(yīng)抗原結(jié)合克隆技術(shù)培育出沒有免疫排斥反應(yīng)的轉(zhuǎn)基因克隆豬器官2．基因工程在食品工業(yè)方面的應(yīng)用成果方法作用生產(chǎn)甜味劑將編碼天冬氨酸和苯丙氨酸的基因?qū)牍こ叹?，通過發(fā)酵工程生產(chǎn)作為食品添加劑生產(chǎn)凝乳酶將編碼牛凝乳酶的基因?qū)氪竽c桿菌、黑曲霉或酵母菌中，通過發(fā)酵工程生產(chǎn)生產(chǎn)奶酪生產(chǎn)淀粉酶、脂酶等用編碼淀粉酶、脂酶等的基因構(gòu)建工程菌，通過發(fā)酵工程生產(chǎn)加工糖漿、加工烘烤食品[對點(diǎn)精練]1．(2023·陜西寶雞期末)下列關(guān)于利用乳腺生物反應(yīng)器生產(chǎn)藥用蛋白的敘述，正確的是

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)A．可以使用Ca2+處理法將基因表達(dá)載體導(dǎo)入受體體細(xì)胞B．相關(guān)目的基因需與能在乳腺細(xì)胞蛋白基因啟動子等調(diào)控元件重組在一起C．需要借助于核移植技術(shù)、早期胚胎培養(yǎng)和胚胎移植技術(shù)培育出轉(zhuǎn)基因動物D．藥物的生產(chǎn)不會受到轉(zhuǎn)基因動物性別和年齡的限制【答案】B【解析】乳腺生物反應(yīng)器的受體是動物細(xì)胞，將目的基因?qū)雱游锛?xì)胞的方法是顯微注射法，A錯誤；相關(guān)目的基因需與能在乳腺細(xì)胞蛋白基因啟動子等調(diào)控元件重組在一起，才能使藥用蛋白基因在奶牛乳腺細(xì)胞中特異性表達(dá)，B正確；乳腺生物反應(yīng)器的培育過程中不涉及核移植技術(shù)，C錯誤；由于乳腺生物反應(yīng)器需要利用動物產(chǎn)生的乳汁進(jìn)行藥物生產(chǎn)，故藥物的生產(chǎn)受到轉(zhuǎn)基因動物性別和年齡的限制，要求選擇合適的雌性個體，D錯誤。2．(2023·廣東肇慶期末)吉林大學(xué)農(nóng)學(xué)部研究人員將編碼賴氨酸的基因片段轉(zhuǎn)入“雌性黑白花奶牛”胎兒成纖維細(xì)胞內(nèi)，以此細(xì)胞為細(xì)胞核供體，通過體細(xì)胞核移植技術(shù)獲得一頭雌性轉(zhuǎn)基因克隆牛犢，提高了牛奶中賴氨酸的含量，改善了牛奶品質(zhì)。下列有關(guān)敘述合理的是(

)A．該轉(zhuǎn)基因克隆牛必須以雌性黑白花奶牛去核的卵母細(xì)胞為受體細(xì)胞B．通過顯微操作法吸出處于MⅠ中期的卵母細(xì)胞的細(xì)胞核和第一極體C．培養(yǎng)成纖維細(xì)胞或早期胚胎時CO2的主要作用是維持培養(yǎng)液的pHD．編碼賴氨酸的基因只在轉(zhuǎn)基因克隆牛的乳腺細(xì)胞中存在并表達(dá)【答案】C【解析】該轉(zhuǎn)基因克隆牛的遺傳物質(zhì)主要來自雌性黑白花奶牛，去核的卵母細(xì)胞也可來自其他母牛，A錯誤；通過顯微操作法去除處于MⅡ期的卵母細(xì)胞的紡錘體—染色體復(fù)合物和第一極體，B錯誤；動物細(xì)胞培養(yǎng)時通入的CO2的主要作用是維持培養(yǎng)液的pH，C正確；該轉(zhuǎn)基因克隆牛由含有編碼賴氨酸基因的重構(gòu)胚經(jīng)過分裂分化而來，編碼賴氨酸的基因存在于克隆牛的所有體細(xì)胞中，D錯誤。課堂·延伸提分易錯易混：乳腺生物反應(yīng)器與工程菌的比較項(xiàng)目乳腺生物反應(yīng)器工程菌含義外源基因在哺乳動物的乳腺中特異表達(dá)，利用動物的乳腺組織生產(chǎn)所需藥物用基因工程的方法，使外源基因得到高效表達(dá)的菌類細(xì)胞株受體基因結(jié)構(gòu)與人類基因結(jié)構(gòu)的差異動物基因結(jié)構(gòu)與人類的基因結(jié)構(gòu)基本相同細(xì)菌和酵母菌的基因結(jié)構(gòu)與人類有較大差異項(xiàng)目乳腺生物反應(yīng)器工程菌基因表達(dá)合成的藥物蛋白與天然蛋白質(zhì)相同細(xì)菌合成的藥物蛋白可能沒有活性受體細(xì)胞動物的受精卵微生物細(xì)胞目的基因?qū)敕绞斤@微注射法Ca2+處理法生產(chǎn)條件不需要嚴(yán)格滅菌需要嚴(yán)格滅菌藥物提取從動物乳汁中提取從微生物細(xì)胞或其培養(yǎng)液中提取例1下列有關(guān)乳腺生物反應(yīng)器與大腸桿菌生產(chǎn)藥物的敘述錯誤的是

(

)A．前者在乳汁中提取藥物，后者在細(xì)胞中或細(xì)胞產(chǎn)物中提取B．前者生產(chǎn)藥物的過程不需要嚴(yán)格滅菌，后者需要嚴(yán)格滅菌C．前者合成的蛋白質(zhì)可加工成熟，后者合成的蛋白質(zhì)一般未加工成熟D．兩者的基因與人類基因結(jié)構(gòu)均相同【答案】D【解析】乳腺生物反應(yīng)器生產(chǎn)藥物從乳汁中提取，大腸桿菌生產(chǎn)藥物從細(xì)胞或細(xì)胞產(chǎn)物中提取，A正確；乳腺生物反應(yīng)器生產(chǎn)藥物是在動物體內(nèi)合成的，不需要嚴(yán)格滅菌，大腸桿菌生產(chǎn)藥物涉及微生物的培養(yǎng)，需要嚴(yán)格滅菌，B正確；乳腺生物反應(yīng)器生產(chǎn)的藥物是在真核生物細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行的，蛋白質(zhì)藥物可加工成熟，大腸桿菌生產(chǎn)藥物是在大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行的，大腸桿菌屬于原核生物，無內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體，不能對其合成的蛋白質(zhì)進(jìn)行加工，C正確；動物基因的結(jié)構(gòu)與人類基因的結(jié)構(gòu)基本相同，大腸桿菌基因的結(jié)構(gòu)與人類基因的結(jié)構(gòu)不同，D錯誤。錯因分析：一是對兩種方式生產(chǎn)的藥物提取方式掌握不牢；二是對兩種方式生產(chǎn)的過程和條件理解不到位；三是對兩種生物的細(xì)胞結(jié)構(gòu)區(qū)分不清，對分泌蛋白的加工、運(yùn)輸掌握不牢；四是對兩種方式中受體基因結(jié)構(gòu)與人類基因結(jié)構(gòu)區(qū)分不清。解題技巧：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的解題程序例2蘇云金桿菌含抗蟲蛋白基因和抗蟲蛋白，寄生在棉鈴蟲體內(nèi)時會導(dǎo)致棉鈴蟲死亡?？茖W(xué)家從蘇云金桿菌中提取抗蟲蛋白基因并導(dǎo)入棉花細(xì)胞而成功培育出轉(zhuǎn)基因抗蟲棉。有人為驗(yàn)證轉(zhuǎn)基因抗蟲棉的抗蟲效果與棉鈴蟲種群密度的關(guān)系，設(shè)計(jì)了以下實(shí)驗(yàn)。請你把實(shí)驗(yàn)補(bǔ)充完整。(1)實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖莀___________________________。(2)實(shí)驗(yàn)中自變量是________________，因變量是______________。(3)實(shí)驗(yàn)步驟。①實(shí)驗(yàn)組：將一定數(shù)量的________________的棉鈴蟲幼蟲放養(yǎng)在5株________上。②對照組：將________________相同的同種棉鈴蟲幼蟲放養(yǎng)在等量且長勢相同的______________上。(4)實(shí)驗(yàn)結(jié)果及結(jié)論。①實(shí)驗(yàn)結(jié)果：實(shí)驗(yàn)組__________________，對照組____________________________。②實(shí)驗(yàn)結(jié)論：_____________________________________?！敬鸢浮?1)驗(yàn)證轉(zhuǎn)基因抗蟲棉能使棉鈴蟲種群密度降低(2)供棉鈴蟲采食的棉花植株的種類棉鈴蟲種群密度的變化(3)①未接觸過轉(zhuǎn)基因抗蟲棉轉(zhuǎn)基因抗蟲棉②等量、生理狀況普通棉花植株(4)①棉鈴蟲種群密度降低棉鈴蟲種群密度基本不變②轉(zhuǎn)基因抗蟲棉可殺死棉鈴蟲的幼蟲，從而使棉鈴蟲種群密度降低審題流程：第一步閱讀題干信息，獲得有用信息由題干信息“驗(yàn)證轉(zhuǎn)基因抗蟲棉的抗蟲效果與棉鈴蟲種群密度的關(guān)系”可以看出：①本實(shí)驗(yàn)的目的是研究轉(zhuǎn)基因抗蟲棉的抗蟲效果；②本實(shí)驗(yàn)的自變量是供棉鈴蟲采食的棉花植株的種類，因變量是棉鈴蟲種群密度的變化；③本實(shí)驗(yàn)結(jié)果已知，是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。第二步結(jié)合實(shí)驗(yàn)解題方法，分析實(shí)驗(yàn)本題考查了實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡拇_定，自變量、因變量的判斷，實(shí)驗(yàn)步驟的設(shè)計(jì)及分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，得出結(jié)論。本題設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的目的是驗(yàn)證轉(zhuǎn)基因抗蟲棉能使棉鈴蟲種群密度降低，故確定是讓棉鈴蟲采食轉(zhuǎn)基因抗蟲棉還是普通棉作為實(shí)驗(yàn)的自變量；棉鈴蟲的生活狀況(用種群密度的變化表示)為因變量。為驗(yàn)證轉(zhuǎn)基因抗蟲棉的抗蟲效果，應(yīng)放養(yǎng)沒有接觸過轉(zhuǎn)基因抗蟲棉的棉鈴蟲。另外要注意單一變量原則和對照原則。實(shí)驗(yàn)步驟：①實(shí)驗(yàn)組為將一定數(shù)量的未接觸過轉(zhuǎn)基因抗蟲棉的棉鈴蟲幼蟲放養(yǎng)在5株轉(zhuǎn)基因抗蟲棉上；②對照組為將等量、生理狀況相同的同種棉鈴蟲幼蟲放養(yǎng)在等量且長勢相同的普通棉花植株上。結(jié)果及結(jié)論：實(shí)驗(yàn)組結(jié)果是棉鈴蟲種群密度降低，對照組結(jié)果是棉鈴蟲種群密度基本不變。結(jié)論是轉(zhuǎn)基因抗蟲棉可殺死棉鈴蟲的幼蟲，從而使棉鈴蟲種群密度降低。第三步結(jié)合小題，正確解答實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題解題歸納：口訣：先看目的和原理，實(shí)驗(yàn)材料與試劑；設(shè)置對照分步驟，標(biāo)號定量銘記心?，F(xiàn)象結(jié)果寫具體，結(jié)論敘述扣目的；驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)要唯一，探究實(shí)驗(yàn)需討論。具體步驟：1．判斷實(shí)驗(yàn)的類型根據(jù)實(shí)驗(yàn)的目的或結(jié)果判斷，若實(shí)驗(yàn)?zāi)康幕蚪Y(jié)果已知則為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)；若實(shí)驗(yàn)?zāi)康幕蚪Y(jié)果未知則為探究性實(shí)驗(yàn)。2．確定實(shí)驗(yàn)的自變量和因變量一般根據(jù)實(shí)驗(yàn)的目的就可以確定自變量和因變量。3．實(shí)驗(yàn)步驟的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟的設(shè)計(jì)要遵循對照原則、等量原則、單一變量原則和科學(xué)性原則等，有數(shù)據(jù)測量的實(shí)驗(yàn)還要遵循平行重復(fù)原則。具體步驟一般分為三步：第一步是取材、分組、編號。為排除無關(guān)變量的干擾，取材要具有統(tǒng)一性，分組要具有隨機(jī)性。第二步是施加實(shí)驗(yàn)變量。自變量施加時要注意“等量”。第三步是培養(yǎng)觀察。為排除無關(guān)變量的干擾，實(shí)驗(yàn)組和對照組應(yīng)該在相同且適宜條件下培養(yǎng)；觀察時要確立可觀可測的觀察指標(biāo)。4．實(shí)驗(yàn)結(jié)果和結(jié)論的預(yù)測實(shí)驗(yàn)結(jié)果就是對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的描述，實(shí)驗(yàn)結(jié)論是由特殊的實(shí)驗(yàn)結(jié)果推測出的具有一般性的結(jié)論。驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的結(jié)果與結(jié)論是唯一的；探究性的結(jié)果與結(jié)論有多種可能，注意不能遺漏，一個可能的實(shí)驗(yàn)結(jié)果對應(yīng)一個可能的實(shí)驗(yàn)結(jié)論。書寫時注意先寫實(shí)驗(yàn)結(jié)果，再寫實(shí)驗(yàn)結(jié)論。小練·素養(yǎng)達(dá)成1．(2023·四川綿陽期中)利用基因工程的方法，將乙肝病毒的抗原基因轉(zhuǎn)移到大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)，就可以大量生產(chǎn)重組乙肝疫苗。下列有關(guān)該技術(shù)的說法，正確的是

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)A．達(dá)到了定向改造細(xì)菌的目的B．需要用到兩種操作工具C．不存在基因擴(kuò)散的安全風(fēng)險D．重組乙肝疫苗就是失活的病毒【答案】A【解析】按照人類的意愿定向改造了大腸桿菌，A正確；基因工程需要三種工具：限制酶、DNA連接酶、基因的載體，B錯誤；轉(zhuǎn)基因大腸桿菌可能將目的基因轉(zhuǎn)移到其他微生物，C錯誤；重組乙肝疫苗，就是利用基因工程技術(shù)制造出乙肝表面抗原，然后加入相應(yīng)的輔助劑，制成乙肝疫苗，重組乙肝疫苗不是失活的病毒，D錯誤。2．(2023·四川名校階段練習(xí))我國科學(xué)家利用基因工程技術(shù)將海藻合成酶基因轉(zhuǎn)移到甘蔗體內(nèi)，獲得了抗旱、高產(chǎn)、高糖的甘蔗新品種。以下關(guān)于基因工程的說法，不正確的是 (

)A．我國轉(zhuǎn)基因抗蟲棉的目的基因來自某種真菌B．利用基因工程的方法可以獲取干擾素、凝血因子等藥物C．培育抗除草劑的玉米需要使用限制酶、DNA連接酶等工具酶D．通過基因工程可以提高作物的抗鹽堿和抗干旱的能力【答案】A【解析】轉(zhuǎn)基因抗蟲棉的目的基因主要是Bt抗蟲蛋白基因，該目的基因是從蘇云金桿菌中提取的，蘇云金桿菌屬于細(xì)菌而非真菌，A錯誤；基因工程在醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域方面的應(yīng)用包括生產(chǎn)干擾素、凝血因子等藥物，B正確；培育抗除草劑的玉米需要使用限制酶(切割目的基因和運(yùn)載體)、DNA連接酶(連接切割后的目的基因和運(yùn)載體)等工具酶，C正確；由于鹽堿和干旱對農(nóng)作物的危害與細(xì)胞內(nèi)滲透壓調(diào)節(jié)有關(guān)，可以利用一些調(diào)節(jié)細(xì)胞滲透壓的基因，來提高作物的抗鹽堿和抗干旱能力，D正確。3．(2023·廣東廣州期末)下列關(guān)于基因工程及其應(yīng)用的敘述，錯誤的是

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)A．花粉管通道法可以用微量注射器將含有目的基因的DNA溶液直接注入子房中B．只要從轉(zhuǎn)基因棉花中檢測到Bt抗蟲蛋白，就代表轉(zhuǎn)基因抗蟲棉培育成功C．Bt抗蟲蛋白被分解為多肽后與害蟲腸上皮細(xì)胞的特異性受體結(jié)合，導(dǎo)致細(xì)胞膜穿孔D．干擾素是一種糖蛋白，科學(xué)家用基因工程方法從大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)獲得了干擾素【答案】B【解析】我國科學(xué)家用獨(dú)創(chuàng)的花粉管通道法將Bt基因?qū)朊藁?xì)胞，如可以用微量注射器將含有目的基因的DNA溶液直接注入子房中，A正確；從轉(zhuǎn)