2019年精选北师大版生物选修三第4章 基因工程第3节 基因工程的应用及产业化前景课后练习-含答案解析四
高中生物选修三基因工程知识点总结
高中生物选修三基因工程知识点总结
高中生物选修三(基因工程)知识点总结如下:
1. 基因工程的基本步骤:
- 分离基因:从目标DNA序列中分离特定的基因。
- 转录:将分离得到的基因转录成RNA。
- 修饰:对转录后的基因进行修饰,使其更具表达效果。
- 克隆:用适当的载体将修饰过的基因导入目标细胞中。
- 表达:使目标细胞中导入的基因表达。
2. 基因工程的主要方法:
- 重组DNA技术:包括文库制备、扩增和筛选。
- 外源DNA片段导入技术:包括限制性内切酶消化、连接、转化、融合等。
- 自组织培养技术:包括离心、培养基选择、细胞培养等。
- 基因编辑技术:包括CRISPR/Cas9、CRISPR-Cas13a等。
3. 基因工程的应用:
- 细胞治疗:通过基因工程手段治疗一些遗传性疾病。
- 农业育种:通过基因工程技术改良作物品质和产量。
- 生物恐怖袭击防御:通过基因工程技术检测和防御生物恐怖袭击。
- 环境污染治理:通过基因工程技术处理污染物。
4. 基因工程的限制:
- 伦理和道德问题:基因工程技术可能会带来未知的伦理和道德
问题。
- 技术成本:基因工程技术相对其他技术更为复杂,成本较高。
- 技术安全:基因工程技术的安全性需要持续进行研究和维护。
5. 基因工程的安全性问题:
- 基因突变:基因工程过程中可能会引发基因突变,导致不良后果。
- 质量控制:基因工程技术的产品需要进行质量控制,以确保其质量和稳定性。
2018_2019高中生物第4章基因工程本章整合课件北师大版选修3ppt版本
花粉管通道法
基因工程的操作程序
氯化钙法
目的基因的导入 农杆菌介导的遗传转化法
基因枪法
目的基因的检测与表达产物的测定
植物基因工程成果
动物基因工程成果 基因工程的应用及产业化前景 基因治疗
基因芯片
蛋白质工程的诞生 蛋白质工程的崛起 蛋白质工程的研究与应用
谢谢
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DNA 是主要的遗传物质
基因工程研究的理论基础 DNA 的工程的基本原理和技术
“分子手术刀”:限制性内切酶
基因工程操作技术的突破 “分子缝纫针”:DNA 连接酶
“分子运输车”:运载体
目的基因的获得:化学合成法、从基因组中直接分离法
基因表达载体的构建:基因表达载体包括启动子、终止子、目的基因和标记基因
高中生物选择性必修三 第3章 第3节 基因工程的应用
学习目标
1.举例说明基因工程在农牧业、医药卫生及食品工业 的应用。 2.举例说出日常生活中的转基因产品,理性看待基因工 程给我们的生产和生活带来的影响。
一、基因工程在农牧业方面的应用 1.转基因抗虫植物 (1)方法:从某些生物中分离出具有抗虫功能的基因,将其导入作物 中。 (2)成果:转基因抗虫棉花、玉米、水稻等。 (3)意义:减少化学杀虫剂的使用,降低生产成本,减少环境污染。 2.转基因抗病植物 (1)方法:将来源于某些病毒、真菌等的抗病基因导入植物中。 (2)成果:转基因抗病毒甜椒、番木瓜等。 (3)意义:能获得用常规育种方法很难培育出的抗病的新品种。
答案D 解析萤火虫与烟草的遗传物质都是双链DNA,这是完成基因重组的 基础,①正确;自然界的所有生物几乎都共用一套遗传密码,②正确; 萤火虫的荧光素基因导入烟草细胞使得该转基因植株通体光亮,可 见荧光素基因在该植株中成功表达,即烟草体内合成了荧光素,③ 正确;萤火虫与烟草细胞合成蛋白质的方式基本相同,都是以mRNA 为模板,在核糖体上,经氨基酸脱水缩合形成蛋白质,④正确。
探究点一
探究点二
答案C 解析重组质粒形成后需要通过农杆菌转化法等方法导入棉花的叶 肉细胞;如果抗虫基因导入棉花叶肉细胞的细胞质中,转基因棉花 的花粉中不含该基因,如果导入细胞核基因中,该转基因植株相当 于杂合子,后代会发生性状分离;抗虫棉的选择作用使具有抗性突 变的棉铃虫生存下来,经过长时间积累,棉铃虫的抗性会增强。
2.科学家将萤火虫的荧光素基因转入烟草植物细胞并获得高水平 的表达。长成的烟草植株通体光亮,堪称自然界的奇迹。这一研究 成果表明( ) ①萤火虫与烟草的DNA结构基本相同 ②萤火虫与烟草共用一套遗传密码 ③烟草体内合成了荧光素 ④萤火虫和烟草合成蛋白质的方式基本相同 A.①③ B.②③ C.①④ D.①②③④
【课后集训】第3章 基因工程 第3节 基因工程的应用(含答案详解)
2019版生物选择性必修3 课后集训第3章基因工程第3节基因工程的应用题组一基因工程在农业方面的应用1．下列哪项不是植物基因工程技术的主要应用()A．提高农作物的抗逆性B．生产某些天然药物C．改良农作物的品质D．作器官移植的供体2．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3．科学家在河南华溪蟹中找到了金属硫蛋白基因，并以质粒为载体，采用转基因方法培育出了硫吸收能力极强的转基因烟草。
下列有关该烟草培育的说法正确的是() A．金属硫蛋白基因需插入到质粒上，才能转移到受体细胞中B．需用特定的限制酶切割烟草的核酸C．同种限制酶既可以切割含目的基因的DNA片段，又可以切割质粒，因此不具有专一性D．转基因烟草与原烟草相比基因组成发生了变化，导致两者出现生殖隔离题组二基因工程在畜牧业方面的应用4．利用基因工程技术将生长激素基因导入绵羊体内，转基因绵羊生长速率比一般的绵羊提高30%，体型大50%。
在基因工程操作过程中，生长激素基因的受体细胞最好采用() A．乳腺细胞B．体细胞C．受精卵D．精细胞5．下列有关目的基因的操作能够改善产品品质的是()A．将草鱼的生长激素基因导入鲤鱼体内B．将肠乳糖酶的基因导入奶牛的基因组C．将人血清白蛋白的基因改造后在山羊的乳腺中表达D．将Bt抗虫蛋白基因整合到烟草或棉花的基因组并实现表达6．上海医学遗传研究所成功培育出一头携带人白蛋白基因的转基因牛。
他们还研究出一种可大大提高基因表达水平的新方法，使转基因动物乳汁中的药物蛋白含量提高了30多倍。
以下相关叙述正确的是()A．转基因动物是指体细胞中出现了新基因的动物B．提高基因的表达水平是指设法使牛的乳腺细胞中含有更多的人白蛋白基因C．只能在转基因牛乳汁中获取人白蛋白，是因为人白蛋白基因只在牛乳腺细胞中是纯合的D．转基因牛的肌肉细胞中也有人白蛋白基因，但不发生转录、翻译，故不能合成人白蛋白题组三基因工程在医药卫生和食品工业方面的应用7．利用基因工程技术可使大肠杆菌生产人的胰岛素，下列相关叙述正确的是()A．人和大肠杆菌在合成胰岛素时，转录和翻译的场所都是相同的B．所有的限制酶都只能识别同一种特定的核苷酸序列C．通过检测，大肠杆菌中没有胰岛素产生，则可判断重组质粒未导入受体菌D．选用大肠杆菌作为受体细胞主要原因是其繁殖快、易培养、产量高8．蜘蛛丝(丝蛋白)被称为“生物钢”，有着超强的抗张强度，可制成防弹背心、降落伞绳等。
高中生物选修三：基因工程知识点填空(附答案)
基因工程基因工程的概念基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，通过，赋予生物以，创造出。
基因工程是在上进行设计和施工的，又叫做。
（一）基因工程的基本工具1.“分子手术刀”——（1）来源：主要是从中分离纯化出来的。
（2）功能：能够识别双链DNA分子的某种的核苷酸序列，并且使每一条链中部位的两个核苷酸之间的断开，因此具有性。
（3）结果：经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式：和。
2.“分子缝合针”——(1)两种DNA连接酶（E·coliDNA连接酶和T4-DNA连接酶）的比较：①相同点：都缝合键。
②区别：E·coliDNA连接酶来源于，只能将双链DNA片段互补的之间的磷酸二酯键连接起来；而T4DNA连接酶能缝合，但连接平末端的之间的效率较。
(2)与DNA聚合酶作用的异同:DNA聚合酶只能将加到已有的核苷酸片段的末端，形成磷酸二酯键。
DNA连接酶是连接的末端，形成磷酸二酯键。
3.“分子运输车”——（1）载体具备的条件：①。
②。
③。
（2）最常用的载体是,它是一种裸露的、结构简单的、独立于，并具有的双链DNA分子。
（3）其它载体：(二)基因工程的基本操作程序第一步：1.目的基因是指：。
2.原核基因采取获得，真核基因是。
人工合成目的基因的常用方法有_和_。
3.PCR技术扩增目的基因（1）原理：（2）过程：第一步：加热至90～95℃；第二步：冷却到55～60℃，；第三步：加热至70～75℃，。
第二步：1.目的：使目的基因在受体细胞中，并且可以，使目的基因能够。
2.组成：＋＋＋（1）启动子：是一段有特殊结构的，位于基因的，是识别和结合的部位，能驱动基因，最终获得所需的。
（2）终止子：也是一段有特殊结构的，位于基因的。
（3）标记基因的作用：是为了鉴定受体细胞中，从而将筛选出来。
常用的标记基因是。
第三步：1.转化的概念：是目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程。
2018-2019学年高二生物北师大版选修3第4章 基因工程 4.3 基因工程的应用及产业化前景
一
二
三
四
思考： 基因治疗后,缺陷基因有没有改变? 提示:基因治疗后,缺陷基因没有改变。基因治疗是把正常基因 导入受体细胞中,以表达正常产物从而治疗疾病,原来细胞中存在 缺陷的基因没有被清除或改变。
一
二
三
四
四、基因芯片 1.工作原理:分子杂交技术。 2.基因芯片的用途 基因芯片的用途非常多,可用来监测基因表达的变化、分析基因 序列、寻找新的基因和新的药物分子。
题型一
题型二
题型三
题型四
易错提醒正常基因没有改变病变基因的表达 在基因治疗的过程中,正常基因、病变基因都可以表达,由于正 常基因的表达掩盖了病变基因的表达,使病人表现正常,最终达到 治疗疾病的目的。
题型一
题型二
题型三
题型四
基因芯片 【典例4】 基因芯片技术是近几年才发展起来的崭新技术,涉及 生命科学、信息学、微电子学、材料学等众多的学科,固定在芯片 上的是已知的单链DNA分子,而待测DNA分子用同位素或能发光 的物质标记。如果这些待测的DNA分子中正好有能与芯片上的 DNA配对的,它们就会结合起来,并在结合的位置发出荧光或者射 线,出现“反应信号”。下列说法错误的是( ) A.基因芯片的工作原理遵循碱基互补配对原则 B.待测的DNA分子首先要解旋变为单链,才可用基因芯片测序 C.待测的DNA分子可以直接用基因芯片测序 D.基因芯片技术可用来监测基因表达的变化 解析:基因芯片中,固定在芯片上的是已知的单链DNA分子,待测 DNA必须解旋为单链,才可用于测序。 答案:C
成果举例 转基因绵羊、转 基因鲤鱼 乳汁中含乳糖较 少的转基因牛 具有乳腺生物反 应器的转基因动 物 无免疫排斥反应 的转基因猪
2.乳腺生物反应器与生产药物的工程菌的比较
第3章 基因工程：第3节基因工程的应用
第3章基因工程：第3节基因工程的应用一、理清主干知识一、基因工程在农牧业方面的应用二、基因工程在医药卫生领域的应用三、基因工程在食品工业方面的应用利用基因工程菌还能生产食品工业用酶、氨基酸和维生素等。
1．凝乳酶(1)目的基因：编码牛凝乳酶的基因。
(2)受体细胞：大肠杆菌、黑曲霉或酵母菌。
(3)应用：生产奶酪。
2．加工转化糖浆需要的淀粉酶，加工烘烤食品用到的脂酶等也都可以通过基因工程技术生产。
二、诊断自学效果1．判断下列叙述的正误(1)转基因抗虫植物培育成功后可防治各种害虫(×)(2)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(√)(3)利用乳腺生物反应器能够获得一些重要的医药产品，如人的血清白蛋白，这是因为将人的血清白蛋白基因导入了动物的乳腺细胞中(×)(4)由大肠杆菌工程菌获得人的干扰素后可直接应用(×)2．下列不属于利用基因工程技术制取的药物是()A．从大肠杆菌体内获得白细胞介素B．从酵母菌体内获得干扰素C．从大肠杆菌体内获得胰岛素D．从青霉菌体内获得青霉素解析：选D利用基因工程技术可制取药物，如将外源白细胞介素基因导入大肠杆菌中并表达制取白细胞介素，使外源干扰素基因在酵母菌体内表达获得干扰素，使外源胰岛素基因在大肠杆菌体内表达获得胰岛素。
青霉素是由青霉菌自身基因表达产生的，因此在青霉菌体内提取的青霉素不属于基因工程药品。
3．我国已能自行生产乙肝疫苗等基因工程药物，乙肝疫苗的生产方法是()A．在受体细胞内大量增殖乙肝病毒B．在液体培养基中大量增殖乙肝病毒C．将乙肝病毒的全部基因导入受体细胞并表达D．将乙肝病毒的表面抗原基因导入受体细胞并表达解析：选D疫苗具有抗原性，乙肝病毒的抗原性由蛋白质外壳决定，所以生产乙肝疫苗利用的是乙肝病毒的蛋白质外壳。
生产乙肝疫苗的方法是获取乙肝病毒表面抗原基因，将其导入受体细胞，使受体细胞表达乙肝病毒的蛋白质外壳。
【北师大版】高中生物选修三：4.3《基因工程的应用及产业化前景》ppt课件
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2019年精选北师大版生物选修三第4章基因工程第3节基因工程的应用及产业
化前景课后练习-含答案解析四
第1题【单选题】
“Msp1”蛋白是一类与溶液中有毒镉离子有很强结合能力的蛋白质；超磁细菌是一类在外磁场作用下能做定向运动的细菌。
某超磁细菌细胞膜上不含“Msp1”蛋白，另一细菌细胞膜上含有“Msp 1”蛋白，但不是超磁细菌，如何利用这两种细菌培育出具有“Msp1”蛋白的超磁细菌？请选出最不可能采用的技术或方法( )
A、杂交育种
B、DNA重组技术
C、基因工程
D、诱变育种
【答案】：
【解析】：
第2题【单选题】
下列关于转基因生物的研究，哪些属于限制条件①重组DNA的转移限制在遗传上具有特定缺陷的生物上②对于大肠肝菌作为转基因受体的菌株，限定必须使用在37℃人体体温下死亡的菌株③外源DNA不能产生对人体有毒害或过敏的蛋白质
A、②③
B、②
C、①
D、①②③
【答案】：
【解析】：
第3题【单选题】
用植物细胞工程技术将天竺葵与香茅草进行杂交可产生驱蚊香草．下列有关培育过程的叙述，不正确的是( )
A、原生质体的融合常用PEG作为诱导剂
B、形成的愈伤组织其代谢类型是自养需氧型
C、由杂种细胞→杂种植株，要通过有丝分裂和细胞的分化
D、该项生物工程技术可克服远缘杂交不亲和的障碍
【答案】：
【解析】：
第4题【单选题】
科学家从细菌中分离出耐高温淀粉酶（Amy）基因a，通过基因工程的方法，将a转到马铃薯植株中，经检测发现Amy在成熟块茎细胞中存在，下列说法正确的是( )
A、基因a只有导入到马铃薯受精卵中才能表达
B、目的基因来自细菌，可以不需要载体直接导入受体细胞
C、基因a导入成功后，将抑制细胞原有的新陈代谢，开辟新的代谢途径
D、目的基因进入受体细胞后，可能存在于细胞质中，也可能整合到染色体上
【答案】：
【解析】：
第5题【单选题】
下列有关基因工程和蛋白质工程的叙述，正确的是( )
A、基因工程需对基因进行分子水平操作，蛋白质工程不对基因进行操作
B、基因工程原则上合成的是天然存在的蛋白质，蛋白质工程只合成天然不存在的蛋白质
C、基因工程与蛋白质工程都是在分子水平上进行操作
D、基因工程完全不同于蛋白质工程
【答案】：
【解析】：
第6题【单选题】
不是基因工程方法生产的药物是
A、干扰素
B、青霉素
C、白细胞介素
D、乙肝疫苗
【答案】：
【解析】：
第7题【单选题】
在转人生长激素基因绵羊的培育过程中,有关说法不正确的是
A、该过程的核心是构建基因表达载体
B、常采用基因枪法将表达载体导入绵羊的受精卵
C、该过程所用的目的基因通常是cDNA
D、该转基因动物胚胎发育在雌性动物的子宫内完成
【答案】：
【解析】：
第8题【单选题】
与“限制性内切酶”作用部位完全相同的酶是：( )
A、反转录酶
B、RNA聚合酶
C、DNA连接酶
D、解旋酶
【答案】：
【解析】：
第9题【综合题】
已知某传染性疾病的病原体为RNA病毒，该病毒表面的A蛋白为主要抗原。
疫苗的生产和抗体的制备流程如下图所示。
请回答下列问题：
过程①代表的是______，过程③构建A基因重组载体时，启动子和终止子是重新构建的，它们应该能被受体细胞的______所识别，以便于其催化转录过程。
上图为A基因的结构示意图，已知Ⅱ区的碱基数是2 000个，其中阴影区域碱基数是800个，空白区域中G 和C的总数共有400个，则由该区域能指导蛋白质合成的片段转录产生的mRNA中A和U总数是______个。
在给小鼠皮下注射A蛋白时，要重复注射几次的目的是通过二次免疫，增加小鼠体内的______数目。
在将X进行扩大培养前，至少需要经过2次筛选，第一次是将______筛选出来，第二次是将______筛选出来。
对健康人进行该传染病免疫预防时，可选用图中基因工程生产的______来制备疫苗。
对该传染病疑似患者确诊时，可以从疑似患者体内分离出病毒与已知病毒进行核酸序列比较，或用图中的______与分离出的病毒进行特异性检测。
【答案】：
【解析】：
第10题【综合题】
回答下列有关现代生物技术的问题
亨廷顿舞蹈病是由单基因（HTT）突变导致的神经退行性疾病，中科院利用基因编辑（CRISPR/Cas9）技术首个成功培育出亨廷顿舞蹈病的基因“敲入”猪模型，为制备其它神经退行性疾病大动物模型提供了技术范本和理论依据。
具体操作过程如图。
基因编辑技术所使用的CRISPR/Cas9 系统需要对特定的DNA 序列识别并切割，其功能类似于基因工程工具酶中的______。
过程①所利用的生物技术是______。
过程②体现的生物学原理是______。
根据图中信息，结合已有知识，基因编辑技术与转基因技术所利用的遗传学原理均是______。
图中成纤维细胞中的目的基因是____。
A、猪的HTT 基因
B、人的HTT 基因
C、含人突变HTT 基因片段的猪的HTT 基因
D、猪的突变HTT 基因
在此研究之前，研究人员已建立转基因亨廷顿舞蹈病的猪模型，但出生不久后即死亡。
由图可知，基因“敲入”猪模型相比转基因猪模型优势在于_____。
A、可以表现出亨廷顿舞蹈病的症状
B、致病基因可遗传给后代
C、培育的时间较短
D、发生突变的概率更高
【答案】：无
【解析】：。