2018人教版高中生物选修三1.3《基因工程的应用》规范训练

第3课时基因工程的应用目标导航 1.举例说出基因工程应用及取得的丰硕成果。

2.关注基因工程的进展。

3.认同基因工程的应用促进生产力的提高。

一、植物基因工程硕果累累提高农作物的________能力、改良农作物的________、利用植物生产________等。

(1)抗逆基因：调节细胞________的基因，提高作物抗盐碱和抗干旱能力；鱼的____________基因使作物耐寒；抗除草剂基因，使作物抗除草剂。

(2)成果：抗盐抗旱烟草、耐寒番茄、抗除草剂玉米等。

3．利用转基因改良植物的品质如我国科学家将富含赖氨酸的__________________导入玉米，获得的转基因玉米中赖氨酸的含量比对照组提高30%。

二、动物基因工程前景广阔、基因工程药物异军突起2.基因工程药物(1)方式：利用基因工程培育“________”来生产药品。

(2)成果：利用“工程菌”可生产细胞因子、抗体、疫苗、激素等。

三、基因治疗1．概念：把____________导入病人体内，使该基因的表达产物发挥功能，从而达到治疗疾病的目的。

2．成果：将腺苷酸脱氨酶基因转入患者的淋巴细胞。

3．途径：分为________________和________________。

知识点一植物基因工程的应用1．为扩大可耕地面积，增加粮食产量，黄河三角洲等盐碱地的开发利用备受关注。

我国科学家应用耐盐基因培育出了耐盐水稻新品系。

(1)获得耐盐基因后，构建重组DNA分子所用的限制酶作用于图中的________处，DNA连接酶作用于______处。

(填“a”或“b”)。

(2)将重组DNA分子导入水稻受体细胞的常用方法有农杆菌转化法和________法。

(3)由导入目的基因的水稻细胞培养成植株需要利用______技术，该技术的核心是__________和__________过程。

(4)为了确定耐盐转基因水稻是否培育成功，既要用放射性同位素标记的____________作探针进行分子杂交检测，又要用__________________的方法从个体水平鉴定水稻植株的耐盐性。

课时素养评价三基因工程的应用(45分钟100分)一、选择题(共4小题,每小题5分,共20分)1.有关基因工程的成果及应用的说法不正确的是( )①用基因工程方法能培育抗虫植物和抗病毒植物②基因工程在畜牧业上应用的主要目的是培育体型巨大、品质优良的动物③目前基因治疗已广泛应用于临床实践④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A.①②B.③④C.②③D.②④【解析】选C。

用基因工程方法能培育抗虫植物和抗病毒植物,①正确;基因工程在畜牧业上应用的主要目的是提高动物生长速度、改善畜产品品质、生产药物等,而不是为了培育体型巨大的个体,②错误;目前,基因治疗处于初期临床试验阶段,③错误;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,④正确。

2.利用基因工程技术生产羧酸酯酶(CarE)制剂的流程如图所示,下列叙述正确的是( )A.过程①需使用的原料是四种核糖核苷酸B.过程②需使用解旋酶和PCR获取目的基因C.过程③使用的感受态细胞可用NaCl溶液制备D.过程④可利用DNA分子杂交鉴定目的基因是否已导入受体细胞【解析】选D。

过程①是以mRNA为模板合成DNA的过程,即逆转录过程,需要使用的原料是四种游离的脱氧核苷酸,A项错误;过程②表示利用PCR技术,扩增目的基因,在此过程中,不需要解旋酶,是通过控制温度来达到解旋的目的,B项错误;利用CaCl2处理大肠杆菌,使之成为感受态细胞,C项错误;检测目的基因是否成功导入受体细胞的DNA上,可以采用DNA分子杂交技术,D项正确。

3.基因疫苗由病毒核酸的一段无毒序列制成,由编码能引起保护性免疫反应的病原体抗原的基因片段和载体构建而成。

下列叙述错误的是( )A.被导入细胞后,能与宿主染色体整合B.接种后若感染此病原微生物,则体内记忆细胞会产生大量抗体C.基因疫苗引起免疫反应前必须经过转录和翻译的过程D.将疫苗基因转移到植物细胞内,可以生产可食用疫苗【解析】选B。

【优化设计】2018-2019 学年高中生物 1.3 基因工程的应用课后课时演练·促提升1.A.黑麦与六倍体普通小麦杂交,杂种通过秋水仙素或低温处理得到八倍体小黑麦B.将人的干扰素基因重组到质粒后导入大肠杆菌,获得能产生人干扰素的菌株C.用紫外线照射青霉菌,使其 DNA 发生改变,通过筛选获得青霉素高产菌株D.自然界中天然存在的噬菌体自行感染细菌后其 DNA 整合到细菌 DNA 上解析:A 选项八倍体小黑麦的培育利用的是染色体变异。

C 选项利用的原理是基因突变。

D 选项属于基因重组,但是发生在自然条件下,不符合基因工程“按照人们的愿望,进行严格的设计”的概念。

答案:B2.下列关于基因工程的说法中,正确的是( )A.基因工程的设计和施工是在细胞水平上进行的B.基因工程都是在生物体外完成的C.基因工程是对蛋白质进行的操作D.基因工程能打破物种间的界限,定向改造生物性状解析:基因工程是 DNA 分子水平上进行设计和施工的。

DNA 重组技术是在生物体外完成的,目的基因的表达是在细胞内完成的。

答案:D3.下列高科技成果中,根据基因重组原理进行的是( )①我国科学家袁隆平利用杂交技术培育出超级水稻②我国科学家将苏云金芽孢杆菌的某些基因移植到棉花体内,培育出抗虫棉③我国科学家通过返回式卫星搭载种子培育出太空椒A.①B.①②C.①②③D.②③解析:自然界的基因重组发生在减数分裂过程中,同源染色体的两条非姐妹染色单体间的互换和非同源染色体间的自由组合都可以发生基因重组;人工的基因重组就是基因工程。

在题目给出的选项中:①袁隆平利用杂交技术培育出的超级水稻,其原理是自然界的基因重组。

②将苏云金芽孢杆菌的某些基因移植到棉花体内,培育出的抗虫棉,属于通过基因工程进行的基因重组,该方法将目的基因移植到某种生物,整合到该生物的 DNA 分子中,并使目的基因得以表达,其最大优点就是克服了远缘杂交不亲和的障碍。

③是利用宇宙射线,诱发种子发生基因突变,从而培育出太空椒。

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课时达标训练1.(2018·天津高二检测)科学家通过基因工程的方法,能使马铃薯块茎含有人奶主要蛋白。

以下有关基因工程的叙述,错误的是( ) A.用同一种限制酶,分别处理质粒和含目的基因的DNA,可产生相同的黏性末端,进而在DNA连接酶的作用下形成重组DNA分子B.基因非编码区对于目的基因在马铃薯块茎细胞中的表达是不可缺少的C.马铃薯的叶肉细胞可作为受体细胞D.采用反转录的方法得到的目的基因有内含子【解析】选D。

构建基因表达载体时,需要用同一种限制酶处理含有目的基因的DNA和质粒,以产生相同的黏性末端,再用DNA连接酶连接形成重组DNA分子,A正确;基因非编码区虽然不能编码合成蛋白质,但能对编码区进行调控,如启动子、终止子,B正确;马铃薯的叶肉细胞可作为受体细胞,再采用植物组织培养技术即可形成转基因植株,C正确;内含子不能转录形成mRNA,所以采用反转录的方法得到的目的基因不含内含子,D错误。

2.科学家培养的转基因奶牛乳腺细胞能够合成并分泌抗胰蛋白酶,这是动物乳房作为生物反应器研究的重大进展。

下列与合成并分泌抗胰蛋白酶无关的是 ( )A.核糖体上遗传信息的翻译B.细胞中的中心体C.内质网膜与高尔基体膜相互联系D.奶牛基因与抗胰蛋白酶基因重组【解题指南】解答本题的关键是明确分泌蛋白合成和分泌的过程。

【解析】选B。

分泌蛋白是在核糖体上合成的,而核糖体上进行的是遗传信息的翻译过程,A不符合题意;合成和分泌抗胰蛋白酶与细胞有丝分裂过程无关,而中心体与细胞有丝分裂有关,B符合题意;根据分析可知,分泌蛋白的合成与分泌过程涉及内质网膜与高尔基体膜,需要这些结构的运输和加工,C不符合题意;转基因奶牛的培育涉及奶牛基因与抗胰蛋白酶基因的重组,使抗胰蛋白酶基因能在奶牛乳腺细胞中特异性表达,D不符合题意。

高二生物选修3 专题1 基因工程1．3 基因工程的应用执笔人：侍东升[教学目标]1、列举基因工程在植物、动物、微生物方面的具体应用及取得的丰硕成果。

2、关注基因工程的进展。

3、认同基因工程的应用促进生产力的提高。

[教学重点和难点]1、教学重点基因工程在农业和医疗等方面的应用；2、教学难点基因治疗。

[教学过程]一、植物基因工程的成果：植物基因工程技术主要用于提高农作物的能力，以及改良农作物的和利用植物生产等方面。

（一）抗虫转基因植物1．杀虫基因种类：Bt毒蛋白基因、抑制剂基因、抑制剂基因、植物凝集素基因等。

2．成果：抗虫植物：棉、玉米、马铃薯、番茄等。

(二)抗病转基因植物1．植物的病原微生物：、真菌和细菌等。

2．抗病基因种类(1)抗病毒基因：病毒基因和病毒的复制酶基因。

(2)抗真菌基因：基因和抗毒素合成基因。

(3)成果：烟草花叶病毒的转基因烟草和抗病毒的转基因小麦、甜椒、番茄等。

(三)抗逆转基因植物1．抗逆基因：调节细胞基因使作物抗碱、抗旱；鱼的抗冻蛋白基因使作物耐寒；抗除草剂基因，使作物抗除草剂。

2．成果：烟草、大豆、番茄、玉米等。

(四)转基因改良植物品质1．优良基因：必需氨基酸的蛋白质编码基因、控制番茄果实成熟的基因和植物花青素代谢有关的基因。

2．成果：转基因玉米、转基因延熟番茄和转基因矮牵牛。

例1、科学家已能运用基因工程技术，让羊合成并由乳腺分泌抗体，相关叙述中正确的是( )①该技术将导致定向变异②DNA连接酶把目的基因与运载体黏性末端的碱基对连接起来③蛋白质中的氨基酸序列可为合成目的基因提供资料④受精卵是理想的受体A．①②③④ B．①③④ C．②③④ D．①②④二、动物基因工程的成果(一)提高动物的生长速度1．生长基因：外源基因。

2．成果：转基因绵羊、转基因鲤鱼。

(二)改善畜产品的品质1．优良基因：肠乳糖酶基因。

2．成果：转基因牛含量少。

(三)转基因动物生产药物1．基因来源：药用基因+ 蛋白基因+启动子。

《基因工程的应用》作业设计方案（第一课时）一、作业目标1. 掌握基因工程的基本概念、原理与意义；2. 理解基因工程在农业、医疗、工业等领域的应用；3. 培养学生从实际操作的角度思考问题，增强科技创新意识与科学探索能力。

二、作业内容作业内容主要包括三个部分：第一部分：理论知识学习学生需完成对《基因工程的应用》章节的预习，重点掌握基因工程的基本概念、工具与操作步骤，理解基因工程的操作流程和实际应用价值。

第二部分：实践案例分析结合基因工程在现实中的应用，选择若干典型案例进行深度解析。

学生需从案例中提炼出基因工程的关键技术和操作流程，分析其在应用中的优缺点以及潜在风险。

具体包括：1. 农业方面：通过阅读或网上查询基因工程在抗虫抗病农作物育种中的实例，如转基因抗虫棉等，理解基因工程在农业上的应用和意义。

2. 医疗方面：分析基因工程在疾病诊断和治疗中的应用，如基因诊断、基因治疗等，并探讨其可能带来的伦理和社会问题。

3. 工业方面：了解基因工程在生物制药、生物材料生产等方面的应用，如利用基因工程生产胰岛素等生物药物。

第三部分：小组讨论与报告学生需以小组形式进行讨论，每组选择一个实践案例进行深入探讨，并撰写一份简短的报告。

报告中需包括案例背景、关键技术、应用价值及潜在风险分析等内容。

报告要求逻辑清晰、条理分明，且不得少于500字。

三、作业要求1. 学生需认真预习《基因工程的应用》章节内容；2. 对所选案例进行详细了解与分析，搜集相关数据与信息；3. 小组讨论需积极发言，提出自己的观点和疑问；4. 报告书写要求条理清晰、观点明确、分析深入；5. 按时提交作业，不迟到早退。

四、作业评价1. 教师根据学生预习情况给予基础评价；2. 对小组讨论的表现及报告内容进行评价；3. 考虑学生在分析案例时的逻辑性和创新性进行评价；4. 对学生报告的格式和语言表达给予评价。

五、作业反馈1. 教师对每份报告进行详细批改，并给出改进意见；2. 组织学生进行作业分享与交流，相互学习；3. 针对学生在作业中出现的共性问题进行课堂讲解；4. 对表现优秀的小组和个人给予表扬和鼓励。

1.3 基因工程的应用课后篇巩固提升基础知识巩固1.下列有关基因工程应用的说法,正确的是()A.用基因工程培育的抗虫植物也能抗病毒B.基因工程在畜牧业上的应用主要是培育体型巨大的动物C.基因工程可用来培育高产、稳产、品质优良和抗逆性强的作物D.科学家将必需氨基酸含量多的蛋白质导入植物中,或者改变这些氨基酸的合成途径中某种关键酶的活性,以提高氨基酸的含量,不能抗病毒。

基因工程用于畜牧业主要是为了改良动物品种,改善畜产品的品质。

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。

2.利用基因工程,可将酵母菌制成“工程菌”, 用于生产乙肝疫苗,在制作“工程菌”时,应向酵母菌中导入()A.乙肝病毒的表面抗原B.抗乙肝病毒的抗体的基因C.抗乙肝病毒的抗体D.乙肝病毒的表面抗原基因3.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最有效手段是()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4.番茄营养丰富,是人们喜爱的蔬菜之一。

普通番茄细胞中含有多聚半乳糖醛酸酶基因,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,不耐储存。

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.质粒可作为载体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细胞的软化,目的基因是抗多聚半乳糖醛酸酶基因,受体细胞是番茄细胞。

5.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的极为相似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,应在器官供体基因组中导入某种调节因子,或设法除去抗原决定基因,以培育出没有免疫排斥反应的转基因克隆器官。

1.3基因工程的应用——2021-2022学年高二生物人教版选修三同步课时作业1.基因工程应用广泛，成果丰硕。

下列不属于基因工程应用的是（）A. 利用乳腺生物反应器生产药物B. 经太空育种获得高产量的太空椒C. 培育一种能抗除草剂的农作物D. 培育工程菌使其能够产生胰岛素2.以下哪项研究或过程未依据生物分子间特异性结合原理（）A. 利用基因芯片技术进行基因诊断B. 利用抗病毒的抗体诊断是否感染新型冠状病毒C. 做抗虫接种实验鉴定转基因抗虫棉是否抗虫D. 以反义基因做目的基因进行基因治疗3.动物基因工程可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，如利用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，下列说法正确的是( )A.仅仅利用了基因工程一项现代生物技术B.需要进入泌乳期才能成为“批量生产药物的工厂”C.利用农杆菌转化法将人的生长激素基因导入受精卵中D.构建基因表达载体时可以用血清蛋白基因的启动子4.金银花具有药用价值，但易得枯萎病。

科学家在某种植物中找到了抗枯萎病的基因，通过如图所示的方法培育出了抗枯萎病的金银花新品种。

下列相关叙述正确的是( )A.图中的①是目的基因，具有抗枯萎病功能B.形成③的操作中使用到的酶有限制酶、DNA聚合酶C.由④培育至⑤的过程依次经历了脱分化、再分化的过程D.抗枯萎病这一性状不能遗传给后代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( )A.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B.添加糖类化合物有利于吸引农杆菌进入水稻胚乳受体细胞C.构建基因表达载体的目的之一是使T-DNA中的目的基因转入受体细胞并稳定存在D.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.研究者将苏云金芽孢杆菌（Bt）的Cry1Ab基因导入水稻细胞培育成抗螟虫的克螟稻，克螟稻与普通水稻杂交，子代抗螟虫与不抗螟虫的比例为3:1。

一、植物基因工程的成果(阅读教材P17～) 1．植物基因工程的应用领域(1)提高农作物的抗逆能力。

(2)改良农作物的品质。

(3)利用植物生产药物等。

2．抗虫转基因植物与抗病转基因植物3．抗逆转基因植物(1)抗逆基因：利用调节细胞渗透压的基因使作物抗盐碱、抗干旱；导入鱼的抗冻蛋白基因使作物抗寒；导入抗除草剂基因使作物抗除草剂。

(2)成果：抗盐碱、抗干旱的烟草；抗寒的番茄；抗除草剂的大豆、玉米等。

4．利用转基因改良植物的品质(1)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组提高30%。

(2)将控制番茄果实成熟的基因导入番茄，获得了转基因延熟番茄。

(3)将与植物花青素代谢有关的基因导入矮牵牛，获得了转基因矮牵牛。

二、动物基因工程的应用（阅读教材P20～）三、基因工程与人体健康（）1．基因工程药物(1)概念：利用转基因的工程菌生产的药物。

(2)原理：通过基因工程技术，使外源基因在工程菌细胞内高效表达。

(3)成果：人胰岛素、细胞因子、抗体、疫苗、激素等。

(4)作用：预防和治疗人类肿瘤、心血管疾病、遗传病、各种传染病、糖尿病、类风湿等疾病。

2．基因治疗(1)概念：把正常基因导入病人体内，使该基因的表达产物发挥功能，从而达到治疗疾病的目的。

(2)方法：分为体内基因治疗和体外基因治疗。

(3)成果：将腺苷酸脱氨酶基因成功转入患者的淋巴细胞，治疗复合型免疫缺陷症。

(4)现状：处于初期的临床试验阶段。

[共研探究]1．植物基因工程的应用根据图中和教材相关内容，回答下列问题：转基因抗虫棉的目的基因是)(1Btt毒蛋白基因是从苏云金芽孢B，毒蛋白基因不能(杆菌体内提取出来的。

由于抗虫基因具有填专一性，所以抗虫棉”不““或能能”)抗病毒、细菌、真菌。

(2)判断正误①目的基因全部来自细菌、病毒等微生物。

(×)提示：目的基因来自其他生物的能表现优良性状的外源基因，如抗冻蛋白基因来自鱼类。