【学案导学 备课精选】2015年高中生物 1.2基因工程的应用同步练习(含解析)苏教版选修3

目标导航 1.举例说出基因工程的应用。2.关注转基因生物的安全性问题。3.举例说出生物武器对人类的威胁。4.讨论生物技术中的伦理问题。

一、基因工程的应用 1．动物基因工程的应用

(1)提高____________：如抗猪瘟病毒的转基因猪。 (2)提高____________：转____________基因鲑鱼。

(3)改善____________：如转基因牛乳腺细胞中有乳糖酶基因，生产的牛奶中无乳糖。 (4)生产药用蛋白：将外源基因转入牛等__________体内，______成为反应器，生产药用蛋白。

2．植物基因工程的应用

(1)提高植物的________________。 (2)延长____________。

(3)提高植物________________的产率。

(4)提高植物的______：如抗虫、抗除草剂、抗旱等。 3．转基因生物

(1)概念：是指利用____________技术导入__________________培育出的、能够将新性状______________给后代的基因工程生物。

(2)优点：打破常规育种难以突破的____________________________________________。 4．基因工程与人类健康

(1)基因诊断：又称为____________，是采用______________的方法来判断患者是否出现了____________或携带____________等。

(2)基因治疗：是指利用______________置换或弥补____________的治疗方法。 二、转基因生物的安全性问题

1．对于转基因生物及其产品，我们应该科学地________、________和__________，应该保障公众对转基因生物的________和对转基因食品的____________。

2．在转基因植物的安全性问题上，转基因植物除了要考虑其__________问题外，还要考虑其对____________的影响。

3．转基因动物要考虑对____________的影响、对____________的影响。 三、生物武器的危害性

1．生物武器：是一些致病微生物，如________________、____________等细菌和____________、____________等病毒，具有强大的________和________。

2．生物武器的发展：利用转基因技术生产新的致病微生物或新的____________的致病微生物。

(1)在一些不致病的微生物体内插入____________。

(2)在一些致病的细菌或病毒中插入能对抗________________________。 (3)针对某一种族____________特征制造生物武器。

知识点一 基因工程的应用

1．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一定进展。最近，科学家培育出一种转基因小鼠，其膀胱上皮细胞可以合成人的生长激素并分泌到尿液中。请回答：

(1)将人的生长激素基因导入小鼠受体细胞，常用的方法是______________________。 (2)进行基因转移时，通常要将外源基因转入________中，原因是________________________________________________________________________。

(3)通常采用________________________技术检测外源基因是否插入了小鼠的基因组。

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(4)在研制膀胱生物反应器时，应使外源基因在小鼠的________细胞中特异性表达。 2．下列关于基因工程应用的叙述，正确的是( ) A．基因治疗就是把缺陷基因诱变成正常基因 B．基因诊断的基本原理是DNA分子杂交 C．一种基因探针能检测水体中的各种病毒

D．利用基因工程生产乙肝疫苗时，目的基因存在于人体B淋巴细胞的DNA中 知识点二 转基因生物的安全性

3．在对番茄的研究中发现，害虫损伤番茄叶片后，叶上的细胞壁能释放出一种类激素因子，这种物质通过细胞组织扩散到茎和其他叶片上，启动蛋白酶抑制剂的基因后，开始高效合成蛋白酶抑制剂，并在茎叶中迅速积累，以对付害虫的再次侵袭。蛋白酶抑制剂对害虫的消化酶有抑制作用，因此害虫取食后，就会因无法消化食物而被杀死。人们尝试将番茄的蛋白酶抑制剂基因导入玉米，让玉米获得与番茄相似的抗虫性状，以对付异常猖獗的玉米螟(一种玉米害虫)。

根据材料回答下列问题：

(1)番茄的蛋白酶抑制剂很可能是在茎叶细胞的________处合成的。

(2)将番茄的蛋白酶抑制剂基因导入玉米内，使玉米形成新的性状，这种变异属于________。

(3)能抗玉米螟的抗虫玉米的生态效益显著，有人认为抗虫玉米就是无虫玉米，不必防治害虫。你是否赞成这种说法？________。说明理由是_________________________________

________________________________________________________________________。 (4)有人对食用这种转基因玉米的安全性感到担忧。你认为这种担忧有道理吗？试以学过的知识进行简要的分析说明。

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。 4．棉铃虫是一种严重危害棉花的害虫。我国科学家发现一种生活在棉铃虫消化道内的苏云金芽孢杆菌能分泌一种毒蛋白使棉铃虫致死，而此毒蛋白对人畜无害。通过基因工程的方法，我国已将该毒蛋白基因移入棉株细胞内并实现成功表达。由于棉铃虫吃了这种转基因棉花的植株后就会死亡，所以该棉花新品种在1998年推广后，已取得了很好的经济效益。请根据上述材料回答下列问题：

(1)该项科学成果在环境保护上的重要作用是____________________________________ ________________________。

(2)科学家预言，此种“转基因抗虫棉”种植若干代以后，也将出现不抗虫的植株，此种现象源于________________。

(3)题中“毒蛋白基因移入棉株细胞内并实现成功表达”中的“成功表达”含义是指________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。 (4)与杂交育种、诱变育种相比，通过基因工程培育新品种的主要优点是________________________________________________________________________。

(5)在培育“转基因抗虫棉”的基因操作中，所用的基因的“剪刀”是______________，基因的“缝合针线”是____________，基因的“运载工具”是________。

(6)转基因技术有利有弊，请各举一例加以说明：

有利方面：______________________________________________________________。

有害方面：________________________________________________________________。 知识点三 生物武器的危害

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5．下列关于生物武器的叙述中，不确切的是( ) A．生物武器造价昂贵，但却是具有大规模杀伤性的武器 B．生物武器是致病微生物、毒素和其他生物性物质的总称 C．生物武器可以直接或通过食物、生活必需品等散布

D．生物武器一旦使用，将对和平民造成大规模的杀伤后果

6．结核病是结核分枝杆菌引起的慢性传染病，可累及全身多个脏器，但以肺结核最为常见。肺结核病是一种慢性传染病，它的传播途径主要是呼吸道传染，当排菌病人咳嗽、打喷嚏、大声说话喷出带有结核菌的飞沫时，健康人吸入肺部后造成感染而得病。人体感染结构分枝杆菌后不一定发病，一般仅于抵抗力低下时发病，据统计：一个传染性肺结核病人的一年中平均可传染10～15人。

(1)结构分枝杆菌属于( ) A．细菌 B．真菌 C．病素 D．放线菌 (2)结构病的传播途径是( ) A．水源 B．食物 C．空气 D．血液 (3)肺结核有哪些可疑病状？

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

基础落实

1．人的糖蛋白必须经过内质网和高尔基体加工合成。通过转基因技术，可以使人的糖蛋白基因得以表达的受体细胞是( )

A．大肠杆菌 B．酵母菌 C．T4噬菌体 D．质粒DNA 2．不能充当生物武器的病原体是( ) A．天花病毒 B．霍乱弧菌 C．炭疽杆菌 D．金色葡萄球菌 3．生物武器的杀伤特点有( )

①多数传染性强 ②发病快 ③污染面广 ④难以防治 ⑤无色无味 A．①②③ B．①③④⑤ C．①③④ D．①②④⑤ 4．下列哪些说法已经得到了证实( )

A．一些转基因植物成为了“入侵的外来物种”，威胁着生态系统中其他生物的生存 B．转基因抗除草剂植物已使杂草成了抗除草剂的“超级杂草” C．转Bt基因玉米的花粉可使某种斑蝶幼虫死亡 D．已发现因食用转基因食物而死亡的病例

5．据统计，从20世纪90年代至今，全世界包括基因制药在内的生物技术药物的销售额以年均30%的速度增长，生物制药已成为21世纪的朝阳产业。下列有关说法不正确的是( )

A．我们可以利用转基因工程技术使哺乳动物本身变成“批量生产药物的工厂” B．对于基因制药，我们应该科学地认识和评估，保障公众的知情权 C．利用转基因技术还可以进行基因治疗，现在技术已经完全成熟 D．由于转基因生物的安全问题，国家应建立相应的评估及预警机制

6．人们对种植转基因农作物的利弊有激烈的争论，假设正方认为种植转基因农作物对人类是有利的，反方认为种植转基因农作物是有潜在风险的。下列观点中支持正方的是( )

A．转基因农作物会产生毒性蛋白或过敏蛋白 B．转基因农作物的扩散会威胁生物的多样性

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C．推广种植抗虫棉可减少因农药使用对环境的污染 D．抗虫基因通过基因漂移而造成“基因污染” 能力提升 7．“二战”时，日军731大量培养引起鼠疫、霍乱、伤寒、炭疽和菌痢等一系列使人致命的传染性病菌，进行人体实验和用于战争，这是利用病菌的哪种特性( )

A．需氧性 B．厌氧性

C．传染性并引起宿主死亡 D．能形成芽孢，容易保存

8．有关基因工程的成果及应用的说法中正确的是( ) 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

9．腺苷脱氨酶(ADA)基因缺陷症是一种免疫缺陷病，对患者采用基因治疗的方法是：取出患者的白细胞，进行体外培养时转入正常ADA基因，再将这些白细胞注入患者体内，使其免疫功能增强，能正常生活。下列有关叙述正确的是( )

A．正常ADA基因替换了患者的缺陷基因

B．正常ADA基因通过控制ADA的合成来影响免疫功能

C．白细胞需在体外培养成具无限增殖能力后再注射入患者体内 D．ADA基因缺陷症属于获得性免疫缺陷病

10．利用动物乳腺生产产品的技术称为动物乳腺反应器技术。2005年青岛“崂山奶山羊乳腺生物反应器的研制”项目通过鉴定，该项目生产的药用蛋白具有表达效率高、成本低、安全性高、易于分离纯化的优点，可产生乙肝表面抗原及抗凝血酶Ⅲ等医药产品，造福人类。如图为利用生物技术获得生物新品种的过程，对其说法错误的是( )

A．图中A表示目的基因，B表示重组DNA B．①过程使用的酶特点是只能识别一种特定的核苷酸序列，并且在特定的位点上切割DNA分子

C．将目的基因导入受体细胞时山羊受体细胞一般是乳腺细胞，棉花受体细胞一般是花粉细胞

D．让害虫吞食转基因棉花的叶子，观察害虫的存活情况，以确定转基因棉花是否具有抗虫性状

11.利用基因工程生产蛋白质药物，经历了三个发展阶段。第一阶段：将人的基因转入细菌细胞；第二阶段：将人的基因转入小鼠等动物的细胞。前两个阶段都是进行细胞培养，提取药物；第三阶段：将人的基因转入高等动物体，饲养这些动物，从乳汁、尿液等中提取药物。

(1)将人的基因转入异种生物的细胞或个体内，能够产生药物蛋白的原理是基因能控制________________________________过程(以遗传信息图示表示)。

(2)为了获得更多的目的基因，可以用____________技术使目的基因在生物体外大量扩增。

(3)由于重组DNA分子成功导入受体细胞的频率______，所以在转化后通常需要进行________操作。

(4)利用转基因牛、羊乳汁提取药物工艺简单，甚至可以直接饮用治病。如果将药物蛋白基因转移到动物如牛、羊的膀胱上皮细胞中，利用转基因牛、羊尿液生产提取药物比乳汁提取药物的更大优越性在于：处于不同发育时期的__________(填性别)动物均可生产药物。

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12．如图是利用基因工程生产人白细胞干扰素的基本过程图，据图回答：

(1)①过程需要______________(酶)的参与。

(2)②物质是从大肠杆菌分离出的________。其化学本质是________，它必须能在宿主细胞中________________________________________________________________________。

(3)将目的基因导入大肠杆菌时，用________处理细胞，使细胞容易吸收DNA分子。 (4)③过程表明目的基因____________________________________________________。

综合拓展

13．阅读材料，回答有关问题。

可能成为世界首例实现商品化的转基因动物

诞生于武汉的能快速生长的转基因鲤鱼，可能成为世界上第一种走出实验室，实现商品化的转基因动物。

转基因鲤鱼有两种。一种是带有草鱼生长激素基因的转基因鲤鱼F1，和普通鲤鱼不同的是，它的背部高高隆起，肌肉十分发达。另一种是具有草鱼生长激素基因的转基因三倍体鲤鱼“吉鲤”，它长得酷似鲤鱼，除了有两套鲤鱼染色体外，还多了一套鲫鱼的染色体。

基因改造在它们身上显示出巨大威力。据测算，饲养转基因鲤鱼F1和吉鲤，经济效益比普通鲤鱼可分别提高12.6%和52.11%。

不过专家们也指出：尽管转基因产品带来的农业利益十分诱人，但不能不考虑其潜在的危险性，如果把抗药性基因、产生毒素的基因、致癌基因也导入到与人类有关的生物中，或实验室中培养的实验微生物中，如果它们逃逸出去，将是一场灾难。即使不是这样，某些基因拼接出来的生物，其性状也很难推测，它们的出现对地球生态系统是何种影响，也难以预料。因此，必须慎重对待。

最引人注目的是，吉鲤都是不能生育的。也就是说，不用担心它在推广过程中与其他动物杂交引起生态危害。在中试基地，专家对转基因鱼进行了严密的食品消费安全性试验。

转基因鱼有望走上大众餐桌。

(1)文中的“转基因鲤鱼”是指遗传物质中转入了____________基因的鲤鱼。该基因最可能与鲤鱼的________结合在一起，成为鲤鱼________的一部分。

(2)转基因鲤鱼F1，可能是指________。

A．用含有草鱼生长激素基因的饲料喂养的鲤鱼 B．转基因鲤鱼与普通鲤鱼的杂交第一代 C．转基因鲤鱼与草鱼的杂交第一代 D．转基因鲤鱼与鲫鱼的杂交第一代

(3)从报道中可知，转基因鲤鱼F1，它的背部高高隆起，肌肉十分发达，这种变异属于生物三种可遗传变异类型中的________。“吉鲤”属于生物三种可遗传变异类型中的________。“吉鲤”体内的草鱼生长激素是在细胞的________(细胞器)上合成的。

(4)培养不育的吉鲤，目的是为了避免__________________________________________。

第3课时 基因工程的应用

知识清单

一、1.(1)抗病能力 (2)产品产量 生长激素

(3)产品品质 (4)泌乳动物 乳腺 2.(1)光合作用效率 (2)果实储存期 (3)次生代

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谢产物 (4)抗性 3.(1)基因工程 外源基因 稳定的遗传 (2)物种之间的界限 4.(1)DNA诊断 基因检测 基因异常 病原体 (2)正常基因 缺陷基因

二、1.认识 评估 利用 知情权 选择权利 2.食用安全性 生态系统 3.人体健康 生态系统

三、1.霍乱弧菌 炭疽杆菌 埃博拉病毒 天花病毒 感染力 致病力 2.抗药性增强 (1)致病基因 (2)普通疫苗或药物的基因 (3)人群基因组

对点训练

1．(1)显微注射技术 (2)受精卵(或早期胚胎细胞) 受精卵(或早期胚胎细胞)具有全能性，可使外源基因在相应组织表达 (3)DNA分子杂交 (4)膀胱上皮

解析 (1)将目的基因(人生长激素基因)导入动物细胞(小鼠受体细胞)的常用方法是显微注射技术。(2)在哺乳动物细胞中，受精卵或早期胚胎细胞的全能性更容易表达，因此，在动物细胞工程中常将受精卵或早期胚胎细胞作为受体细胞。(3)检测转基因生物的染色体上是否插入了目的基因的方法是DNA分子杂交技术。(4)由题中信息可知，人生长激素基因在小鼠的膀胱上皮细胞内进行了特异性表达。

思路导引 正确解答该题的关键是熟练掌握将目的基因导入动物细胞的方法、动物细胞的类型及原因、目的基因检测及特异性表达的细胞类型等相关内容。

知识链接 (1)乳腺(或乳房)生物反应器和膀胱生物反应器

乳腺生物反应器(或膀胱生物反应器)生产的操作流程是：获取目的基因(如血清白蛋白基因)→制备重组DNA分子(将药用蛋白基因与乳腺蛋白基因的启动子或膀胱上皮细胞蛋白基因的启动子等组件重组在一起)→通过显微注射等方法，导入哺乳动物的受精卵中→将受精卵培育成早期胚胎→将早期胚胎送入母体内，使其生长发育成转基因动物。

转基因动物进入泌乳期后，可以通过分泌的乳汁来生产所需要的药品，因而称为乳腺生物反应器或乳房生物反应器(或者从尿液中分离所需药品，称之为膀胱生物反应器)。要想让目的基因在特定的细胞内表达，就需要让在该组织细胞内特异性表达的基因的组件与目的基因重组在一起。生物反应器的培育中一般会用到基因工程技术、动物细胞培养、胚胎的早期培养技术、胚胎移植技术。

(2)从乳腺生物反应器中提取蛋白质，受体细胞所在个体必须是雌性的，若从尿液中提取目的基因的产物则不受此。

2．B

思路导引 理解基因治疗和基因诊断的原理；知道生产乙肝疫苗的目的基因。 知识链接 (1)基因治疗

①原理：利用正常基因置换或弥补缺陷基因的治疗方法，即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过程

(2)基因检测和基因治疗的比较： 目的基因作用 制作相应探针，利用DNA分子杂交原基因检测 理，快速、准确检测人类某种疾病 把健康的外源基因导入有基因缺陷的基因治疗 细胞中，可分为体外基因治疗和体内基

备注 临床应用阶段 仅处于初期的临床试验阶段，仍有许多问题和困难制约该技术的开展 - 6 -

因治疗两种方法 3.(1)核糖体 (2)基因重组 (3)不赞成 转基因玉米能抵抗玉米螟，但不能抵抗所有的害虫 (4)①有道理。这种转基因玉米的果实中可能含有蛋白酶抑制剂，食用后可能抑制人体消化酶的活性，使人无法对食物进行消化而患病；②无必要。因为人与害虫消化酶的结构存在差异，玉米果实中含有的蛋白酶抑制剂对害虫的消化酶有抑制作用，但对人可能无影响；③无必要。人类食用的通常是煮熟后的玉米食品，玉米果实中含有的蛋白酶抑制剂在高温下已经被破坏，因此不会对人的消化造成不良影响(答案不惟一)

解析 (2)玉米获得了外源基因，产生了新的性状，应属于基因重组。(3)玉米获得的抗虫性状，仅对这类具有相同消化酶的害虫有效，对于其他种类害虫无抗性，所以仅起到一定的生态效益，还要防治其他害虫。(4)转基因抗虫玉米的安全性问题具有两面性，可能存在问题，如干扰人体消化系统，也可能没必要担忧，因人类与害虫的消化酶存在差异，或目的基因表达的蛋白酶抑制剂经高温后结构破坏，不会对人的消化造成影响。

规律方法点拨 开放性问题的答题规律

(1)认真读取题干中给予的信息，并对信息进行加工处理，整合出题目考查意图。 (2)联系已学知识排查问题讨论切入点。

(3)由于不同的人对于转基因生物与食品安全、生物安全及环境安全的理解不一致，因此，不同的人会对转基因生物存在不同的看法。对于这类题目，解答时一定要首先明确自己的态度，然后选择支持自己态度的观点作答。

4．(1)减少了农药对环境的污染，保护了生态环境

(2)基因突变 (3)毒蛋白基因在棉花细胞内经过转录和翻译合成了毒蛋白 (4)目的性强，育种周期短，克服了远缘杂交不亲和的障碍 (5)性核酸内切酶 DNA连接酶 质粒等载体 (6)用于疾病的诊断和治疗，用于培育优良动、植物新品种等 不利于环境保护，可能引起环境问题、食物安全性问题、生物安全性问题等

解析 基因工程的优点是目的性强、育种周期短，克服了远缘杂交不亲和的障碍。抗虫棉的优点是减少了农药对环境的污染，保护了生态环境。其中毒蛋白基因的表达经过转录和翻译两个过程。

思路导引 阅读题干→联系基因工程的工具、操作步骤等→分析转基因技术的优缺点→组织文字，结合题目，规范作答。

知识链接 理性看待转基因生物的安全性

(1)正确的导向：人们对科学发展产生不同见解是正常的社会现象，正确的导向对科学技术的发展起促进作用。

(2)社会监督：建立良好的社会监督机制是减少生物技术负面作用的有效措施。 (3)法规建设：完善的法律、法规建设是保证生物技术健康发展的最重要措施。 5．A 思路导引

知识链接 生物武器的特点

(1)传染性强；(2)污染面广；(3)难以防治；(4)受自然条件影响大；(5)传染途径多，可直接或通过食物、生活必需品等散布；(6)具有一定的潜伏期；(7)成本低。

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6．(1)A (2)C (3)患肺结核后可出现咳嗽、咳痰、咯血、倦怠、乏力、体重减轻、盗汗等症状。当肺部病灶急剧进展或散播时，可出现高烧。女性病人可出现月经不调或闭经。尤其连续咳嗽、吐痰2周以上，就应该怀疑是否得了结核病

解析 本题考查肺结核的分类、传播途径和临症状。不仅具有考查功能，而且具有系统传播肺结核预防知识的功能。

思路导引

结核病—传播途径—呼吸道传染⇒通过空气传播



—主要症状—肺部感染⇒连续咳嗽、吐痰等

—病原微生物—结构分枝杆菌⇒属于细菌

归纳提升 爱好和平的人对生物武器的态度

生物武器特点明显，对人类威胁大，我们对待生物武器的态度应明确而坚定，即坚决禁止生物武器。有些国家用转基因技术制造人类从没接触过的生物武器，可能会给人类带来更大威胁，所以应该防止转基因技术的滥用。

课后作业 1．B 2．D 3．C 4．C 5．C 6．C 7．C 8．C 9．B 10．C

11．(1)DNA→RNA→蛋白质(性状) (2)PCR(聚合酶链式反应) (3)低 筛选 (4)雌性、雄性

解析 基因工程成功的标志是合成相应的蛋白质，表达出相应的性状来；在实验室中可以通过PCR技术对目的基因进行扩增；目前条件下，基因工程的成功率还是比较低的，所以要进行逐步地筛选；在选择基因表达生物时，要注意其方便与可行性。

2＋

12．(1)性核酸内切酶 (2)质粒 DNA 复制并稳定地保存 (3)Ca (4)在大肠杆菌内表达

解析 对基因工程的应用和过程中的原理、步骤、需要的物质等要有清晰的思路。基因工程的基本操作步骤包括：目的基因的获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定。当受体细胞是不同的生物细胞时处理的方法也不同，要注意区分。

13．(1)草鱼生长激素 DNA 基因组 (2)B (3)基因重组 染色体变异 核糖体 (4)生态危害

解析 从材料中可知转基因鲤鱼带有草鱼的生长激素基因，转基因鲤鱼F1有两种获得方式，一种是转基因鲤鱼间杂交，另一种是转基因鲤鱼与普通鲤鱼杂交，在给出的选项中只能选B。“吉鲤”是具有草鱼生长激素基因的转基因三倍体鲤鱼，它除了有两套鲤鱼染色体外，还多了一套鲫鱼的染色体，所以是三倍体，属染色体变异。生长激素是蛋白质，所以是在核糖体上合成的。

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