生物选择性必修3基因工程的应用同步训练题

这是一份生物选择性必修3基因工程的应用同步训练题，共38页。试卷主要包含了基因工程在农牧业方面的应用，基因工程在医药卫生领域的应用，基因工程在食品工业方面的应用等内容，欢迎下载使用。

自主梳理
一、基因工程在农牧业方面的应用
1．转基因抗虫植物=
(1)技术方法：从某些生物中分离出具有 的基因，将它导入作物中，培育出具有抗虫性的作物。
(2)实例：抗虫棉花、玉米、大豆、水稻和马铃薯等。
2．转基因抗病植物
(1)技术方法：将来源于 、 等的 导入植物中，培育出转基因抗病植物。
(2)实例：转基因抗病毒甜椒、番木瓜和烟草等。
3．转基因抗除草剂植物
(1)技术方法：将 某种除草剂的基因导入作物，可培育抗除草剂的作物品种。
(2)实例：转基因抗除草剂玉米、大豆、油菜和甜菜等。
4．改良植物的品质
(1)技术方法：将 含量多的 导入植物中，可以提高这种氨基酸的含量。
(2)实例：转基因玉米中赖氨酸的含量比对照高30%；
将与植物 导入矮牵牛中，使它呈现出自然界没有颜色变异，大大提高了它的观赏价值。
5．提高动物的生长速率
(1)技术方法：将 导入动物体内，提高动物的生长速率。
(2)实例：我国科学家将外源生长激素基因导入鲤鱼，在同等养殖条件下，转基因鲤鱼的生长速率比非转基因鲤鱼提高了42%--115%。
6．改善畜产品的品质
(1)技术方法：有些人由于乳糖酶分泌较少，不能完全消化牛奶中的乳糖，食用牛奶后会出现腹泻等不适症状，这称为 。科学家将 导入奶牛基因组。
(2)实例：使获得的转基因牛分泌的 中，乳糖含量大大降低，其他成分不受影响。
二、基因工程在医药卫生领域的应用
1.对微生物或动植物的细胞进行 ，使它们能够生产药物。这些药物包括细胞因子、 、 和 等，用来预防和治疗人类肿瘤、心血管疾病、传染病、糖尿病和类风湿关节炎。
2.利用基因工程技术，还可以让哺乳动物批量生产药物
（1）技术方法：将 与乳腺中特异表达的基因的 等调控元件重组在一起，通过 的方法导入哺乳动物的 中，培育出的转基因动物通过分泌乳汁生产所需要的药物。
（2）实例：科学家已经在牛、山羊等动物 中，获得了抗凝血酶、血清蛋白基因、生长激素和α-抗胰蛋白酶等重要的医药产品。
3.基因工程技术还可能建立移植器官工厂的设想成为现实。在器官供体的基因组中导入某
种 抑制 的表达或设法除去抗原决定基因，然后再结合 技术，培育出不会引起 的转基因克隆器官。
三、基因工程在食品工业方面的应用
1.技术方法：利用基因工程菌生产食品工业用酶、 和 等。
2.实例：例如将编码牛凝乳酶的基因导入大肠杆菌、黑曲霉或酵母菌的基因组中，再通过工业发酵生产凝乳酶；淀粉酶、脂酶、天冬氨酸和苯丙氨酸。
预习检测（限时10分钟）
1．玉米（2N=20）的传统育种方式是杂交育种。现代农业中，单倍体育种、诱变育种、 基因工程育种都是玉米育种的重要技术。下列叙述错误的是（ ）
A．单倍体育种一般需要经过脱分化和再分化过程
B．诱变育种形成的新性状有可能稳定遗传
C．基因工程育种能定向改变玉米性状
D．杂交育种较诱变育种操作简便，一定能快速得到所需新品种
2．下列有关基因工程的成果及应用的说法，正确的是（ ）
A．利用基因工程技术培育试管婴儿
B．基因工程在畜牧业上的应用主要是培育体型巨大、品质优良的动物
C．基因工程在农业上的应用主要是培育高产、稳产、品质优良和抗除草剂等的农作物
D．用基因工程方法培育的抗虫植物也能抗病毒
3．通常将哺乳动物的乳腺作为生物反应器生产蛋白质类药物，其具有表达量高的优点。这主要得益于乳腺细胞中丰富的细胞器X。细胞器X最不可能是（ ）
A．溶酶体B．高尔基体C．内质网D．核糖体
4．科学家利用基因工程培育出了能产生乙肝病毒蛋白质的西红柿，被称之为“西红柿乙肝疫苗”。具体操作是：将乙肝抗原基因M导入农杆菌，然后利用农杆菌将M导入西红柿细胞。实验显示小白鼠连续五周吃这样的西红柿，体内产生了抗乙肝病毒的抗体，下列叙述错误的（ ）
A．实验用PCR技术对M基因进行扩增，需要两种引物
B．含M的重组Ti质粒必须插入到西红柿染色体DNA上
C．即使M在西红柿中成功表达，也要做个体生物学水平鉴定
D．西红柿乙肝疫苗成本相对较低且易于储存
5．目前常用的生物反应器有乳腺生物反应器和膀胱生物反应器。采用基因工程将人凝血因子基因导入山羊受精卵，成功培育出了人凝血因子只存在于乳汁中的转基因羊。下列相关说法错误的是（ ）
A．构建乳腺生物反应器时，需将药用蛋白基因和乳腺蛋白基因的启动子等重组在一起
B．在转基因动物的乳腺细胞或膀胱上皮细胞以外的细胞中不含有药用蛋白基因
C．与乳腺生物反应器相比，膀胱生物反应器不受性别和年龄的限制
D．用显微注射技术将表达载体导入受精卵细胞来获得转基因动物
6．下列不属于利用基因工程技术生产药物的是（ ）
A．从酵母菌体内获得干扰素
B．从奶牛乳腺分泌的牛奶中获得人胰岛素
C．从大肠杆菌体内获得白细胞介素
D．从毛霉菌体内获得蛋白酶和脂肪酶
7．人乳铁蛋白是乳汁中主要的铁结合蛋白，可提高人体吸收铁的能力，增强免疫力。研究者通过生物工程技术制备山羊乳腺生物反应器，过程如图。下列相关叙述错误的是（ ）
A．①过程构建的表达载体含有组织特异性启动子
B．②过程通常在显微镜下进行去核、注入等操作
C．该过程培养的山羊所有组织细胞均能分泌人乳铁蛋白
D．该过程利用了转基因、胚胎移植等工程技术
8．下列有关基因工程的叙述，正确的是（ ）
A．基因工程所用的工具酶是限制酶和DNA 聚合酶
B．在重组质粒构建时只能用一种酶切割质粒和目的基因
C．选用细菌作为重组质粒的受体细胞是因为细菌繁殖快
D．只要目的基因进入了受体细胞就能成功地实现表达
9．1998年，我国科研人员用两个机理不同的抗虫基因（CryIA和Cpti）构建融合基因表达载体，导入棉花细胞培育出双价转基因抗虫棉。自主知识产权抗虫棉的推广在提高经济和环境效益的同时，也保护了中国棉花产业的安全。下列叙述错误的是（ ）
A．基因表达载体中融合基因位于启动子与终止子之间
B．该融合基因必须整合到棉花细胞的基因组DNA中
C．可用DNA探针检测融合基因是否转录出mRNA
D．双价抗虫棉比单价棉选择抗性棉铃虫的速率更快
10．科学家成功地把外源的致病基因利用“基因敲除”技术整合到小鼠胚胎干细胞的DNA同源序列中，使正常基因被取代或破坏而失活，然后将得到的胚胎干细胞植入小鼠的早期胚胎中，培育出患病的嵌合体小鼠。下列有关叙述错误的是（ ）
A．在“基因敲除”中需要用到限制性核酸内切酶、DNA连接酶等
B．通过上述“基因敲除”技术可以定向改变生物体的某一基因
C．这种嵌合体小鼠长大后，体内存在外源基因，但不会遗传给后代
D．“基因敲除”技术有利于人类对某些遗传因素引发的疾病进行研究
►环节 干扰素的生产过程
【情景材料】
传统生产干扰素的方法是从人血液中的白细胞内提取，每300L血液只能提取1mg干扰素。1980-1982年，科学家用基因工程方法从大肠杆菌及酵母菌细胞内获得了干扰素，从1Kg培养物中可以得到20—40mg干扰素。 1993年我国批准生产重组人干扰素α-1b，它是我国批准生产的第一个基因工程药物，目前主要用于治疗慢性乙型肝炎、慢性丙型肝炎等。美国加利福尼亚的某生物制药公司用如下方法生产干扰素(如下图所示)。
【问题探究】
1．什么是干扰素？有何作用？用什么方法可大量生产干扰素？
2．什么叫工程菌？利用工程菌可生产哪些药物？
3．基因工程药物与传统意义上的药物相比，有何优点？
4．培育转基因动物，为什么不选用体细胞而选用受精卵作为受体细胞？
5．异体器官移植会产生什么反应？主要由哪种特异性免疫引起？现在科学家有何设想来改变这种现状？
6．为提高动物的生长速度，需将外源生长激素基因导入动物体内，应该选择哪种细胞作为受体细胞？试分析原因。
典例精讲
【例1】用质粒（甲）和含目的基因的DNA片段（乙）构建基因表达载体获得转基因大肠杆菌，下列叙述错误的是（ ）
A．若通过PCR技术获取该目的基因，应该选用引物甲和引物丙
B．利用质粒和目的基因构建表达载体，应选用Bcl Ⅰ和Hind Ⅲ剪切
C．若将基因表达载体导入受体细胞中，需选用感受态的大肠杆菌
D．用含氨苄青霉素的培养基即可筛选出含目的基因的大肠杆菌
【例2】利用乳腺生物反应器生产药用蛋白是动物基因工程的重要应用，目前科学家已在牛和山羊等动物乳腺生物反应器中获得了抗凝血酶、血清白蛋白、生长激素和α-抗胰蛋白酶等医药产品。下列有关乳腺生物反应器的叙述错误的是（ ）
A．受体细胞可选用受精卵或早期胚胎的桑椹胚细胞
B．获得转基因动物需利用胚胎移植技术
C．鉴别药用蛋白基因是否导入受体细胞一般利用DNA分子杂交法
D．转基因动物产生的生殖细胞可能含有药用蛋白基因
【例3】科学家将苏云金芽孢杆菌中的bt毒蛋白基因（抗虫基因）导入棉花的愈伤组织细胞后，经组织培养获得棉花植株。经棉铃虫饲喂实验，发现棉花植株并无抗病性状，科学家提取棉花叶片细胞中的有关成分进行了如下操作，下列分析不正确的是（ ）
A．提取细胞中的蛋白质，采用抗原-抗体杂交技术进行检测，若能检测到bt毒蛋白质，则可能是抗虫基因表达效率低
B．若经A检测确定细胞中无bt毒蛋白质，可采用PCR技术检测细胞中的RNA，若测到bt毒蛋白的mRNA，则可能是抗虫基因未能正常转录
C．若经B检测确定细胞中无bt毒蛋白的mRNA，可采用PCR技术检测细胞中的DNA，若能检测到抗虫基因，则可能是抗虫基因反向插入载体DNA分子中
D．若经C检测确定细胞中无抗虫基因，则可能只是载体DNA分子导入受体细胞
【例4】下列关于生物工程相关知识的叙述，正确的项数是（ ）
①植物组织培养过程中愈伤组织的代谢类型是自养需氧型
②B淋巴细胞与骨髓瘤细胞混合，在聚乙二醇的诱导下，融合成的细胞只有杂交瘤细胞
③若要生产转基因抗病棉花，可将目的基因先导入到土壤农杆菌中，再转入棉花细胞中
④基因治疗是把健康的外源基因导入有基因缺陷的细胞中，达到治疗疾病的目的
⑤PCR技术需要利用限制性核酸内切酶打开DNA双链
⑥牛胚胎发育的历程是：受精卵→桑椹胚→囊胚→原肠胚→幼体
⑦利用植物茎尖培养脱毒苗时，全程都需要光照
A．2项B．3项C．4项D．5项
【例5】下列关于基因工程及转基因食品的安全性的叙述，正确的是（ ）
A．基因工程经常以抗生素抗性基因作为目的基因
B．通过转基因技术可获得抗虫粮食作物，从而增加粮食产量，减少农药使用
C．通常用一种限制性核酸内切酶处理含目的基因的DNA，用另一种限制性核酸内切酶处理运载体DNA
D．质粒是广泛存在于细菌细胞质中的一种颗粒状的细胞器
【例6】采用基因工程技术培育转基因羊作为乳腺生物反应器，使其能合成人凝血因子且只存在于乳汁中，下列有关叙述不正确的是（ ）
A．人凝血因子基因与载体的结合通常涉及碱基互补配对
B．该转基因羊产生的生殖细胞中可能会含有人凝血因子基因
C．该过程中将目的基因导入受体细胞常用的方法是显微注射法
D．将含有人凝血因子基因的表达载体导入羊乳腺细胞中即可获得乳腺生物反应器
【例7】获得抗除草剂转基因玉米的技术流程如下图。下列叙述错误的是（ ）
A．需用含四环素的培养基筛选含重组质粒的农杆菌
B．需用含除草剂的培养基筛选出转化的愈伤组织
C．抗除草剂转基因玉米的产生可能会造成农田的基因污染
D．利用T-DNA可以将目的基因插入到农杆菌的染色体DNA上
【例8】科学家将含有人溶菌酶基因的表达载体注射到鸡胚中获得转基因鸡，目的基因在输卵管细胞中特异性表达，并能在鸡蛋中收集。下列说法错误的是（ ）
A．将目的基因的表达载体导入鸡胚可采用显微注射法
B．目的基因在鸡胚中表达时和在人体细胞中表达时用的是同一套密码子
C．能在鸡蛋中收集到人溶菌酶说明目的基因在受体细胞中表达成功
D．只要在目的基因的上游加入了人体细胞的启动子就可以在输卵管细胞中成功表达
【例9】为了防止转基因作物的目的基因通过花粉转移到自然界中的其他植物中，科学家设法将目的基因整合到受体细胞的叶绿体基因组中。其原因是（ ）
A．叶绿体基因组不会进入到生殖细胞中
B．受精卵中的细胞质几乎全部来自卵细胞
C．转基因植物与其他植物间不能通过花粉发生基因交流
D．叶绿体基因一定会遗传给下一代
【例10】下列有关人胰岛素基因表达载体的叙述，正确的是（ ）
A．表达载体中的胰岛素基因可通过人肝细胞mRNA逆转录获得
B．表达载体的复制和胰岛素基因的表达均启动于复制原点
C．借助抗生素抗性基因可将含胰岛素基因的受体细胞筛选出来
D．基因表达载体需要包含目的基因、标记基因、起始密码子、终止密码子等序列
要点归纳
1．转基因动物的培育过程(以转基因牛培育过程为例)
（1）基因表达载体导入的是受精卵，而不是乳腺上皮细胞，这样由受精卵发育成的个体的体细胞中均含有目的基因，但由于目的基因与乳腺中特异表达的基因的启动子等调控元件重组在一起，所以目的基因只在乳腺细胞中表达。
2．转基因微生物的培育过程(以可生产干扰素的酵母菌的培育过程为例)
3．乳腺生物反应器培育过程
(1)乳腺生物反应器是一种转基因动物，其能通过分泌乳汁来生产所需要的药物。
(2)作为乳腺生物反应器的转基因动物，与普通转基因动物相比，构建的基因表达载体不同:在目的基因(药用蛋白基因)前需加上乳腺中特异性表达的基因的启动子等调控元件。
(3)因需从分泌的乳汁中提取所需的药物，而只有雌性哺乳动物进入泌乳期后才能分泌乳汁，故转基因的受精卵经体外培养得到的早期胚胎移入母体前，需进行性别鉴定，选择雌性动物的早期胚胎移入母体子宫。
4．乳腺生物反应器与工程菌生产药物的比较
[易错提醒]
基因工程应用的四个易混点
(1)动物基因工程的目的主要是改良畜产品的品质或者是用转基因动物生产药物。
(2)高产青霉菌是诱变产生的，不属于基因工程菌。
(3)乳腺生物反应器的操作过程中，构建基因表达载体时，目的基因首端要连接乳腺蛋白基因的启动子等调控组件，否则目的基因在乳腺上皮细胞中不能转录。将构建好的基因表达载体导入受精卵，而不是乳腺上皮细胞，这样由受精卵发育成的个体体细胞均含有目的基因(如药用蛋白基因)，但该基因只在乳腺上皮细胞中表达。
(4)与乳腺生物反应器相比，膀胱生物反应器的优点是从转基因动物一出生就可以收集产物，不用考虑动物的性别和是否正处于生殖期。膀胱生物反应器最显著的优势在于从尿液中提取蛋白质比从乳汁中提取更简便、高效。
1．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，下列说法错误的是（ ）
A．利用显微注射法将人的生长激素基因导入受体哺乳动物体内
B．需要将乳腺中特异表达的基因的启动子与目的基因重组在一起
C．动物必须是雌性才能满足要求
D．动物需要进入泌乳期才能成为“批量生产药物的工厂”
2．通过基因工程技术，可以将抗草甘膦基因导入大豆，培育出抗除草剂作物。下列相关叙述，错误的是（ ）
A．构建基因表达载体时要用到耐高温的DNA聚合酶和DNA连接酶
B．可以用农杆菌转化法将目的基因导入受体细胞
C．培育过程需要借助植物组织培养技术
D．需要在个体水平上对目的基因进行检测和鉴定
3．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了一定进展。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。以下叙述不正确的是（ ）
A．将人的生长激素基因导入小鼠受体细胞，常用的方法是显微注射法
B．进行基因转移时，通常要将外源基因转入小鼠的膀胱上皮细胞中
C．通常采用DNA分子杂交技术检测外源基因是否插入到鼠的基因组
D．在研制膀胱生物反应器时，应使外源基因在小鼠的膀胱上皮细胞中特异表达
4．下列有关基因工程应用的说法，错误的是（ ）
A．将外源生长激素基因导入动物体内可提高动物生长速率
B．将必需氨基酸含量多的蛋白质基因导入农作物，提高农产品的品质
C．利用基因工程技术，得到的乳腺生物反应器可以解决很多重要的药品的生产问题
D．用转基因动物作为器官移植的供体时，由于导入的是调节因子，而不是目的基因，因此无法抑制抗原的合成
5．科学研究发现的新技术，要变成实际应用，需要很多的实验才能应用到实际中。早在2006年，两个研究小组几乎同时发现，将四个特定基因导入处于高度分化的体细胞(如成纤维细胞等)中，可诱导其形成具有胚胎干细胞样分化潜能的诱导性多能干细胞。虽然至今这项技术还在深入研究，但这项先进技术的潜在应用前景是（ ）
A．突破干细胞定向分化的障碍B．改造和优化人类基因组结构
C．克隆具有优良品质的动物个体D．解决异体组织/器官排斥难题
6．基因编辑是一种基因工程技术，CRISPR/Cas9基因编辑技术，可以实现对DNA的定点切割，其工作原理如下图所示，向导RNA引导Cas9蛋白到一个特定的基因位点并剪切DNA。研究发现CRISPR-Cas9系统广泛存在于细菌细胞内，下列说法错误的是（ ）

A．细菌体内的Cas9能切割外源DNA保护自身，类似于限制酶
B．可通过CRISPR/Cas9技术敲除突变基因根治猫叫综合征等遗传病
C．Cas9对不同目标DNA进行编辑时，应使用不同的向导RNA
D．Cas9蛋白剪切DNA片段的精确性随着向导RNA长度的延长而增加
7．人抗凝血酶Ⅲ由人体肝细胞产生，具有抗凝血、防血栓的作用。研究人员通过培育山羊乳腺生物反应器大量生产人抗凝血酶Ⅲ。下列相关叙述错误的是（ ）
A．可从人肝细胞中提取mRNA后通过逆转录获取目的基因
B．目的基因的上游需连接山羊乳腺细胞中特异表达基因的启动子
C．用显微注射技术将表达载体导入山羊乳腺细胞来获得转基因动物
D．若用大肠杆菌作为受体细胞难以获得活性高的人抗凝血酶Ⅲ
8．将大肠杆菌的质粒连接上人生长激素基因后，重新导入大肠杆菌细胞内，再通过发酵工程就能大量生产人生长激素。下列叙述正确的是（ ）
A．转录人生长激素基因需要解旋酶和DNA连接酶
B．导入重组质粒的大肠杆菌一般先用Ca2+处理
C．大肠杆菌质粒标记基因中A和U的含量相等
D．发酵液中所有的大肠杆菌均能产生人生长激素
9．下列关于基因工程的应用的叙述，正确的是（ ）
A．水稻细胞内检测到耐盐基因的表达产物，说明育种成功
B．向植物体内转入Bt毒蛋白基因可培育转基因抗病植物
C．转入胰岛素基因的大肠杆菌直接合成的胰岛素不具有生物活性
D．乳腺生物反应器只有乳腺细胞中含有目的基因
10．以下有关重组DNA技术的基本工具的说法中，正确的是（ ）
A．一种限制性内切核酸酶只能识别某种特定的脱氧核苷酸序列
B．质粒是基因工程中唯一的载体
C．载体必须具备的条件之一是具有多个限制性内切核酸酶切割位点，以便与外源基因连接
D．DNA连接酶使黏性末端的碱基之间形成氢键
11．某实验小组将人生长激素基因导入大肠杆菌以制备工程菌，下列相关叙述错误的是（ ）
A．人生长激素基因可以以下丘脑细胞的mRNA为模板通过逆转录获得
B．将人的生长激素基因导入大肠杆菌，需要处理得到能吸收周围环境中DNA分子的细胞
C．利用基因工程菌制备的生长激素需要与天然产品的功能进行活性比较
D．与人细胞分泌的天然生长激素相比，基因工程菌无法对生长激素进行正常的加工和修饰
12．下列有关基因工程在农牧业方面应用的叙述，错误的是（ ）
A．将来源于某些病毒、真菌等的抗病基因导入植物，可培育出转基因抗病植物
B．将降解或抵抗某种除草剂的基因导入作物，可培育出转基因抗除草剂作物
C．将必需氨基酸含量多的蛋白质编码基因导入植物，可提高植物的营养价值
D．将基因工程生产的肠乳糖酶作为药物添加在牛奶中，可解决人的乳糖不耐受问题
13．（多选）下列关于基因工程的叙述，正确的是（ ）
A．若受体大肠杆菌含有构建重组质粒时用到的限制性核酸内切酶，则一定有利于该重组质粒进入受体并保持结构稳定
B．抗除草剂基因转入某抗盐植物获得2个稳定遗传转基因品系，抗性鉴定为抗除草剂抗盐和抗除草剂不抗盐。表明一定是抗盐性的改变与抗除草剂基因的转入无关
C．抗除草剂基因转入某植物获得转基因植株，其DNA检测均含目的基因，抗性鉴定为抗除草剂和不抗除草剂。前者表达了抗性蛋白而后者可能抗除草剂基因未转录出mRNA。
D．已知不同分子量DNA可分开成不同条带，相同分子量的为一条带。用某种限制性核酸内切酶完全酶切环状质粒后，出现3条带。表明该质粒上一定至少有3个被该酶切开的位置
14．（多选）聚羟基脂肪酸酯（PHA）是由嗜盐细菌合成的一种胞内聚酯，它具有类似于合成塑料的理化特性，且废弃后易被生物降解，可用于制造无污染的“绿色塑料”。某科研团队拟从含盐量高的餐厨垃圾渗沥液处理系统中筛选分离出PHA合成能力较强的耐盐菌株，流程图如下。下列说法正确的是（ ）

（注：乙培养基中加入尼罗红，尼罗红是细胞内储存的脂类物质的荧光染色剂，在紫外光的照射下可显示红色。）
A．配制甲培养基时可适当提高培养基的盐浓度，接种后应置于摇床中振荡培养
B．接种前，为检测培养基是否灭菌彻底，可先将空白培养基培养一段时间
C．①过程是扩大培养，②过程中应挑选有红色荧光的菌落进行培养
D．可用诱变或基因编辑等方法选育PHA合成能力更强的耐盐菌株
15．（多选）“中天杨”是由我国科学家采用生物转基因技术，历经8年时间培育成功的抗盐碱、耐干旱的杨树新品种。该品种以八里庄杨为实验材料，经转mtl-D基因培育获得。如图为培育“中天杨”的操作流程，①~⑥表示操作过程，该过程中可能用到的限制酶如表所示。回答下列问题。
注：Ti质粒中的Tetr为四环素抗性基因，Ampr为氨节青霉素抗性基因。
(1)与杂交育种相比，基因工程育种的优点有 （填序号）。
①操作方法简便 ②目的性强，能定向改造生物性状 ③育种周期短 ④不受生殖隔离限制，能克服远缘杂交不亲和障碍 ⑤安全性高，对生态没有威胁
(2)过程①需要的酶是 ，过程②需要的工具酶是 。
(3)采用PCR技术扩增目的基因时，在PCR反应体系中需加入引物，引物的作用是 ，若目的基因扩增3代，则共用引物 个。PCR完成以后，常采用 法来鉴定PCR的产物。
(4)培育转基因杨树的核心工作是 ，在进行该工作时，应在mtl-D基因的两侧添加限制酶 的识别序列。
(5)将目的基因导入受体细胞除图示方法外，还有 。为了确认目的基因在植物细胞中是否成功表达，从分子水平通常使用 法进行检测。
16．有些人由于乳糖酶分泌少，不能完全消化牛奶中的乳糖，饮用牛奶后易出现腹泻等不适症状，这称为乳糖不耐受。为了解决这一问题，科学家将肠乳糖酶基因导入奶牛受精卵，使获得的转基因奶牛分泌的乳汁中，乳糖的含量大大降低，而其他营养成分不受影响。根据如下操作流程回答相关问题：

(1)通过图中②过程采集的B奶牛精子不能直接使成熟的卵细胞受精，常要用化学诱导法对奶牛的精子进行 处理，即用一定浓度的 处理。
(2)为了获得更多的卵母细胞，在进行①过程前，需要用 处理奶牛A，从输卵管中采集卵母细胞后，还需要体外培养至 期，才可以进行③过程；③过程表示的胚胎工程技术为 。
(3)④过程表示基因表达载体的建构过程，概述其操作流程 。
(4)外源基因插入奶牛受精卵中的DNA上后，导致有的受精卵发育成转基因奶牛，有的会死亡。分析外源基因插入受精卵中的DNA上后，导致受精卵死亡的最可能原因是 。⑦过程的检测结果为 时，说明转基因奶牛D是符合要求的优质牛。
17．单细胞硅藻具有生产生物柴油的潜在价值。研究者将硅藻脂质合成相关的苹果酸酶（ME）基因构建到超表达载体，转入硅藻细胞，以期获得高产生物柴油的硅藻品系回答下列问题：
(1)根据DNA和蛋白质在特定浓度乙醇溶液中的溶解度差异获得硅藻粗提 ，PCR扩增得到目的基因。
(2)超表达载体的基本组件包括复制原点、目的基因、标记基因、 和 等。本研究中目的基因为 。
(3)PCR扩增时引物通过 原则与模板特异性结合。根据表达载体序列设计了下图1所示的两条引物，对非转基因硅藻品系A和转ME基因硅藻候选品系B进行PCR检测，扩增产物电泳结果见下图2。其中，样品1为本实验的 组，样品2有特异性扩增产物，结果表明 。
(4)相对于大豆和油菜等油料作物，利用海生硅藻进行生物柴油生产的优势之处为 。
3.3 基因工程的应用
Part1目标任务：对接课标，了解目标
Part2预习导学：自主梳理+预习检测，掌握基本知识点
Part3探究提升：代入情景+典例精讲，深入学习知识要点
干扰素的生产过程
Part4网络梳理：建立知识间的联系
Part5强化训练：必刷经典试题，能力提升
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自主梳理
一、基因工程在农牧业方面的应用
1．转基因抗虫植物
(1)技术方法：从某些生物中分离出具有抗虫功能的基因，将它导入作物中，培育出具有抗虫性的作物。
(2)实例：抗虫棉花、玉米、大豆、水稻和马铃薯等。
2．转基因抗病植物
(1)技术方法：将来源于病毒、真菌等的抗病基因导入植物中，培育出转基因抗病植物。
(2)实例：转基因抗病毒甜椒、番木瓜和烟草等。
3．转基因抗除草剂植物
(1)技术方法：将降解或抵抗某种除草剂的基因导入作物，可培育抗除草剂的作物品种。
(2)实例：转基因抗除草剂玉米、大豆、油菜和甜菜等。
4．改良植物的品质
(1)技术方法：将必需氨基酸含量多的蛋白质编码基因导入植物中，可以提高这种氨基酸的含量。
(2)实例：转基因玉米中赖氨酸的含量比对照高30%。
5．提高动物的生长速率
(1)技术方法：将外源生长激素基因导入动物体内，提高动物的生长速率。
(2)实例：转基因鲤鱼。
6．改善畜产品的品质
(1)技术方法：将肠乳糖酶基因导入奶牛基因组。
(2)实例：乳汁中乳糖含量大大降低的转基因奶牛。
二、基因工程在医药卫生领域的应用
1.对微生物或动植物的细胞进行基因改造，使它们能够生产药物。这些药物包括细胞因子、抗体、疫苗和激素等，用来预防和治疗人类肿瘤、心血管疾病、传染病、糖尿病和类风湿关节炎。
2.利用基因工程技术，还可以让哺乳动物批量生产药物
(1)技术方法
①对微生物或动植物的细胞进行基因改造，使它们能够生产药物。
②利用乳腺生物反应器生产药物：将药用蛋白基因与乳腺中特异表达的基因的启动子等调控元件重组在一起，通过显微注射导入哺乳动物的受精卵中，培育出的转基因动物通过分泌乳汁生产所需要的药物，这称为乳腺生物反应器或乳房生物反应器。
③培育移植器官：在器官供体的基因组中导入某种调节因子抑制抗原决定基因的表达或设法除去抗原决定基因，然后再结合克隆技术，培育出不会引起免疫排斥反应的转基因克隆器官。
(2)实例：重组人干扰素、促红细胞生成素、抗凝血酶、血清白蛋白等。
三、基因工程在食品工业方面的应用
(1)技术方法：利用基因工程菌生产食品工业用酶、氨基酸和维生素等。例如将编码牛凝乳酶的基因导入大肠杆菌、黑曲霉或酵母菌的基因组中，再通过工业发酵生产凝乳酶。
(2)实例：淀粉酶、脂酶、天冬氨酸和苯丙氨酸。
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1．玉米（2N=20）的传统育种方式是杂交育种。现代农业中，单倍体育种、诱变育种、 基因工程育种都是玉米育种的重要技术。下列叙述错误的是（ ）
A．单倍体育种一般需要经过脱分化和再分化过程
B．诱变育种形成的新性状有可能稳定遗传
C．基因工程育种能定向改变玉米性状
D．杂交育种较诱变育种操作简便，一定能快速得到所需新品种
【答案】D
【详解】A、单倍体育种常用的技术手段是花药离体培养，花药离体培养会经过脱分化、再分化过程，A正确；
B、诱变育种的原理是基因突变，遗传物质发生改变，形成的新性状有可能稳定遗传，B正确；
C、基因工程育种即转基因育种，能定向改变玉米性状，C正确；
D、杂交育种较诱变育种操作简便，但耗时较长，如果是隐性个体可能在F2中能筛选到，若是其它类型可能要耗时更长，因此不能快速得到所需新品种，D错误。
故选D。
2．下列有关基因工程的成果及应用的说法，正确的是（ ）
A．利用基因工程技术培育试管婴儿
B．基因工程在畜牧业上的应用主要是培育体型巨大、品质优良的动物
C．基因工程在农业上的应用主要是培育高产、稳产、品质优良和抗除草剂等的农作物
D．用基因工程方法培育的抗虫植物也能抗病毒
【答案】C
【详解】A、试管婴儿是胚胎工程应用的实例，A错误；
B、基因工程在畜牧业上的应用主要是提高动物的生长速率、改善畜产品品质等，B错误；
C、植物基因工程技术主要用于提高农作物的抗逆能力（如抗除草剂、抗虫、抗病、抗干旱和抗盐碱等），以及改良农作物的品质和利用植物生产药物等方面，C正确；
D、用基因工程方法培育的抗虫植物只能抗虫，不能抗病毒，D错误。
故选C。
3．通常将哺乳动物的乳腺作为生物反应器生产蛋白质类药物，其具有表达量高的优点。这主要得益于乳腺细胞中丰富的细胞器X。细胞器X最不可能是（ ）
A．溶酶体B．高尔基体C．内质网D．核糖体
【答案】A
【详解】乳腺细胞能分泌乳汁，含有大量的蛋白质，分泌蛋白的合成与分泌过程与核糖体（蛋白质合成场所）、内质网（蛋白质初步加工）、高尔基体（蛋白质进一步加工）和线粒体（提供能量）都有关，因此通常将哺乳动物的乳腺作为生物反应器生产蛋白质类药物，这主要得益于乳腺细胞中丰富的细胞器X。细胞器X最不可能是溶酶体，A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
4．科学家利用基因工程培育出了能产生乙肝病毒蛋白质的西红柿，被称之为“西红柿乙肝疫苗”。具体操作是：将乙肝抗原基因M导入农杆菌，然后利用农杆菌将M导入西红柿细胞。实验显示小白鼠连续五周吃这样的西红柿，体内产生了抗乙肝病毒的抗体，下列叙述错误的（ ）
A．实验用PCR技术对M基因进行扩增，需要两种引物
B．含M的重组Ti质粒必须插入到西红柿染色体DNA上
C．即使M在西红柿中成功表达，也要做个体生物学水平鉴定
D．西红柿乙肝疫苗成本相对较低且易于储存
【答案】B
【详解】A、导入前目的基因需要对M基因扩增，PCR需要两种引物结合M基因的两条链合成相应子链，A正确；
B、含M的T-DNA插入到西红柿染色体DNA上，才能稳定存在和表达，而不是整个Ti质粒，B错误；
C、即使M在西红柿中成功表达，也必须在个体生物学水平鉴定，来确定实际效果，C正确；
D、西红柿种植容易，成本低且易储存，D正确。
故选B。
5．目前常用的生物反应器有乳腺生物反应器和膀胱生物反应器。采用基因工程将人凝血因子基因导入山羊受精卵，成功培育出了人凝血因子只存在于乳汁中的转基因羊。下列相关说法错误的是（ ）
A．构建乳腺生物反应器时，需将药用蛋白基因和乳腺蛋白基因的启动子等重组在一起
B．在转基因动物的乳腺细胞或膀胱上皮细胞以外的细胞中不含有药用蛋白基因
C．与乳腺生物反应器相比，膀胱生物反应器不受性别和年龄的限制
D．用显微注射技术将表达载体导入受精卵细胞来获得转基因动物
【答案】B
【详解】A、构建乳腺生物反应器时，需将药用蛋白基因和乳腺蛋白基因的启动子等重组在一起，以保证药用蛋白基因能在乳腺中正常表达，A正确；
B、药用蛋白基因存在于该转基因羊所有细胞中，只是在乳腺细胞或膀胱上皮细胞中选择性表达，B错误；
C、雌性山羊发育到一定阶段才能产生乳汁，乳腺生物反应器往往受羊生长发育的阶段和性别的限制，而膀胱生物反应器不受性别和年龄的限制，C正确；
D、动物受精卵全能性最高，应用显微注射技术将表达载体导入受精卵来获得转基因动物，D正确。
故选B。
6．下列不属于利用基因工程技术生产药物的是（ ）
A．从酵母菌体内获得干扰素
B．从奶牛乳腺分泌的牛奶中获得人胰岛素
C．从大肠杆菌体内获得白细胞介素
D．从毛霉菌体内获得蛋白酶和脂肪酶
【答案】D
【详解】ABC、利用基因工程技术可制取药物，如使外源干扰素基因在酵母菌体内表达获得干扰素，从奶牛乳腺分泌的牛奶中获得人胰岛素和从大肠杆菌体内获得白细胞介素，ABC不符合题意；
D、从毛霉菌体内获得蛋白酶和脂肪酶不属于基因工程获得生产药物，D符合题意。
故选D。
7．人乳铁蛋白是乳汁中主要的铁结合蛋白，可提高人体吸收铁的能力，增强免疫力。研究者通过生物工程技术制备山羊乳腺生物反应器，过程如图。下列相关叙述错误的是（ ）
A．①过程构建的表达载体含有组织特异性启动子
B．②过程通常在显微镜下进行去核、注入等操作
C．该过程培养的山羊所有组织细胞均能分泌人乳铁蛋白
D．该过程利用了转基因、胚胎移植等工程技术
【答案】C
【详解】A、①过程构建的表达载体含有组织特异性启动子，即RNA酶的结合部位，A正确；
B、②为核移植，通常在显微镜下进行去核、注入等操作，B正确；
C、该过程培养的山羊只有乳腺细胞能分泌人乳铁蛋，C错误；
D、通过生物工程技术制备山羊乳腺生物反应器过程中应用到了转基因（人乳铁蛋白基因导入山羊胚胎成纤维细胞）、核移植（胚胎成纤维细胞和卵母细胞形成重构胚）和胚胎移植（重构胚移入山羊体内）等工程技术，D正确。
故选C。
8．下列有关基因工程的叙述，正确的是（ ）
A．基因工程所用的工具酶是限制酶和DNA 聚合酶
B．在重组质粒构建时只能用一种酶切割质粒和目的基因
C．选用细菌作为重组质粒的受体细胞是因为细菌繁殖快
D．只要目的基因进入了受体细胞就能成功地实现表达
【答案】C
【详解】A、基因工程所用的工具酶是限制酶和DNA连接酶，A错误；
B、构成重组质粒的限制酶并不一定只能用一种酶切割质粒和目的基因，为防止出现自身环化，需要尽量用两种限制酶切割质粒和目的基因，B错误；
C、选用细菌作为重组质粒的受体细胞是因为细菌繁殖快，并且遗传物质少，C正确；
D、目的基因导入受体细胞后需要检测和鉴定，不一定能成功实现表达，D错误。
故选C。
9．1998年，我国科研人员用两个机理不同的抗虫基因（CryIA和Cpti）构建融合基因表达载体，导入棉花细胞培育出双价转基因抗虫棉。自主知识产权抗虫棉的推广在提高经济和环境效益的同时，也保护了中国棉花产业的安全。下列叙述错误的是（ ）
A．基因表达载体中融合基因位于启动子与终止子之间
B．该融合基因必须整合到棉花细胞的基因组DNA中
C．可用DNA探针检测融合基因是否转录出mRNA
D．双价抗虫棉比单价棉选择抗性棉铃虫的速率更快
【答案】D
【详解】A、基因表达载体中融合基因位于启动子与终止子之间，才能保证抗性基因的表达，A正确；
B、该融合基因必须整合到棉花细胞的基因组DNA中，才能使抗性基因稳定存在并表达，B正确；
C、可用DNA探针检测融合基因是否转录出mRNA，遵循碱基互补配对原则，C错误；
D、双价抗虫棉与单价棉相选择的机理不同，从不同方向对害虫进行选择，双价抗虫棉比单价棉选择抗性棉铃虫的速率慢，D错误。
故选D。
10．科学家成功地把外源的致病基因利用“基因敲除”技术整合到小鼠胚胎干细胞的DNA同源序列中，使正常基因被取代或破坏而失活，然后将得到的胚胎干细胞植入小鼠的早期胚胎中，培育出患病的嵌合体小鼠。下列有关叙述错误的是（ ）
A．在“基因敲除”中需要用到限制性核酸内切酶、DNA连接酶等
B．通过上述“基因敲除”技术可以定向改变生物体的某一基因
C．这种嵌合体小鼠长大后，体内存在外源基因，但不会遗传给后代
D．“基因敲除”技术有利于人类对某些遗传因素引发的疾病进行研究
【答案】C
【详解】A、DNA重组技术需要用到限制性核酸内切酶、DNA连接酶等，A正确；
B、通过上述“基因敲除”技术可以定向改变生物体的某一基因，以研究该基因的功能，B 正确；
C、这种嵌合体小鼠长大后，若原始生殖细胞存在外源基因，则可能会遗传给后代，C错误；
D、培育出患病的嵌合体小鼠，有利于人类对某些遗传因素引发的疾病进行研究，D正确。
故选C。
►环节 干扰素的生产过程
【情景材料】
传统生产干扰素的方法是从人血液中的白细胞内提取，每300L血液只能提取1mg干扰素。1980-1982年，科学家用基因工程方法从大肠杆菌及酵母菌细胞内获得了干扰素，从1Kg培养物中可以得到20—40mg干扰素。 1993年我国批准生产重组人干扰素α-1b，它是我国批准生产的第一个基因工程药物，目前主要用于治疗慢性乙型肝炎、慢性丙型肝炎等。美国加利福尼亚的某生物制药公司用如下方法生产干扰素(如下图所示)。
【问题探究】
1．什么是干扰素？有何作用？用什么方法可大量生产干扰素？
2．什么叫工程菌？利用工程菌可生产哪些药物？
3．基因工程药物与传统意义上的药物相比，有何优点？
4．培育转基因动物，为什么不选用体细胞而选用受精卵作为受体细胞？
5．异体器官移植会产生什么反应？主要由哪种特异性免疫引起？现在科学家有何设想来改变这种现状？
6．为提高动物的生长速度，需将外源生长激素基因导入动物体内，应该选择哪种细胞作为受体细胞？试分析原因。
【答案】
1．干扰素是动物或人体细胞受到病毒侵染后产生的一种糖蛋白。干扰素几乎能抵抗所有病毒引起的感染，它是一种抗病毒的特效药。用基因工程的方法利用大肠杆菌及酵母菌细胞大量生产干扰素。
2．用基因工程的方法，使外源基因得到高效率表达的菌类细胞株系一般称为工程菌。工程菌生产的药物有细胞因子、抗体、疫苗、激素等。
3．基因工程药物生产效率高、针对性强、成本低、价格便宜。
4．动物已分化的体细胞全能性受到限制，而受精卵分化程度低，全能性容易表达。
5．免疫排斥。细胞免疫。科学家试图利用基因工程方法对猪的器官进行改造，采用的方法是在器官供体基因组导入某种调节因子，以抑制抗原决定基因的表达，或设法除去抗原决定基因，再结合克隆技术，培育出不会引起免疫排斥反应的转基因克隆猪器官。
6．受精卵。受精卵体积较大，操作较容易，含营养物质丰富，也能保障发育成的个体所有细胞都含有外源基因，全能性较高。
典例精讲
【例1】用质粒（甲）和含目的基因的DNA片段（乙）构建基因表达载体获得转基因大肠杆菌，下列叙述错误的是（ ）
A．若通过PCR技术获取该目的基因，应该选用引物甲和引物丙
B．利用质粒和目的基因构建表达载体，应选用Bcl Ⅰ和Hind Ⅲ剪切
C．若将基因表达载体导入受体细胞中，需选用感受态的大肠杆菌
D．用含氨苄青霉素的培养基即可筛选出含目的基因的大肠杆菌
【答案】D
【详解】A、根据图乙中子链延伸方向，若通过PCR技术大量扩增该目的基因，应该选用引物甲和引物丙，A正确；
B、图甲中BamHⅠ同时破坏两种抗性基因，不能选用，故图乙中目的基因左侧只能选BclⅠ，而质粒上没有目的基因右侧Sau3A的切点，两者都有Hind Ⅲ的切点，为了防止目的基因与质粒随意连接，故质粒和目的基因构建表达载体，应选用BclⅠ和Hind Ⅲ剪切，B正确；
C、若将基因表达载体导入受体细胞大肠杆菌时，需用钙离子等处理，使其处于感受态，C正确；
D、在受体细胞中，插入目的基因时氨苄青霉素抗性基因被破坏，不能和目的基因同时表达，含氨苄青霉素的培养基上含目的基因的大肠杆菌不能存活，D错误。
故选D。
【例2】利用乳腺生物反应器生产药用蛋白是动物基因工程的重要应用，目前科学家已在牛和山羊等动物乳腺生物反应器中获得了抗凝血酶、血清白蛋白、生长激素和α-抗胰蛋白酶等医药产品。下列有关乳腺生物反应器的叙述错误的是（ ）
A．受体细胞可选用受精卵或早期胚胎的桑椹胚细胞
B．获得转基因动物需利用胚胎移植技术
C．鉴别药用蛋白基因是否导入受体细胞一般利用DNA分子杂交法
D．转基因动物产生的生殖细胞可能含有药用蛋白基因
【答案】A
【分析】利用乳腺生物反应器生产药用蛋白，是使目的基因在乳腺细胞中特异性表达，【详解】A、受精卵全能性易于表达，培育转基因动物，应选择受精卵作为受体细胞，A错误；
B、目的基因导入受精卵，受精卵发育为早期胚胎，要移植入子宫继续发育，B正确；
C、检测目的基因是否成功插入受体细胞染色体DNA，可利用碱基互补配对的原理，用DNA分子杂交法，C正确；
D、转基因动物体细胞含有目的基因，故形成配子可能含目的基因，故D正确。
故选A。
【例3】科学家将苏云金芽孢杆菌中的bt毒蛋白基因（抗虫基因）导入棉花的愈伤组织细胞后，经组织培养获得棉花植株。经棉铃虫饲喂实验，发现棉花植株并无抗病性状，科学家提取棉花叶片细胞中的有关成分进行了如下操作，下列分析不正确的是（ ）
A．提取细胞中的蛋白质，采用抗原-抗体杂交技术进行检测，若能检测到bt毒蛋白质，则可能是抗虫基因表达效率低
B．若经A检测确定细胞中无bt毒蛋白质，可采用PCR技术检测细胞中的RNA，若测到bt毒蛋白的mRNA，则可能是抗虫基因未能正常转录
C．若经B检测确定细胞中无bt毒蛋白的mRNA，可采用PCR技术检测细胞中的DNA，若能检测到抗虫基因，则可能是抗虫基因反向插入载体DNA分子中
D．若经C检测确定细胞中无抗虫基因，则可能只是载体DNA分子导入受体细胞
【答案】B
【详解】A、抗原抗体能特异性结合，可提取细胞中的蛋白质，采用抗原抗体分子杂交技术进行检测，若能检测到bt毒蛋白质，说明抗虫基因能表达。但棉花植株并无抗病性状，则可能是抗虫基因表达效率低，合成的bt毒蛋白质太少，A正确；
B、核酸分子杂交技术的原理是碱基互补配对，可以利用核酸分子杂交技术检测细胞中的RNA，不能用PCR技术检测，该技术可用来检查DNA。若测到bt毒蛋白的mRNA，说明抗虫基因能转录。细胞中无bt毒蛋白质，说明抗虫基因不能正常翻译，导致棉花植株并无抗病性状，B错误；
C、PCR技术可以用来检测目的基因的有无，即提取细胞中的DNA，加入目的基因的引物，看能否扩增出相应的条带（基因），若能检测到抗虫基因，而无bt毒蛋白的mRNA，则可能是抗虫基因反向插入载体DNA分子中，导致其不能正常转录，C正确；
D、经C检测确定细胞中无抗虫基因，若载体DNA分子不含目的基因，只将载体DNA分子导入受体细胞，则细胞中不含抗虫基因，D正确。
故选B。
【例4】下列关于生物工程相关知识的叙述，正确的项数是（ ）
①植物组织培养过程中愈伤组织的代谢类型是自养需氧型
②B淋巴细胞与骨髓瘤细胞混合，在聚乙二醇的诱导下，融合成的细胞只有杂交瘤细胞
③若要生产转基因抗病棉花，可将目的基因先导入到土壤农杆菌中，再转入棉花细胞中
④基因治疗是把健康的外源基因导入有基因缺陷的细胞中，达到治疗疾病的目的
⑤PCR技术需要利用限制性核酸内切酶打开DNA双链
⑥牛胚胎发育的历程是：受精卵→桑椹胚→囊胚→原肠胚→幼体
⑦利用植物茎尖培养脱毒苗时，全程都需要光照
A．2项B．3项C．4项D．5项
【答案】B
【详解】①脱分化形成愈伤组织，愈伤组织没有叶绿体，代谢类型是异养需氧型，①错误；
②B淋巴细胞与骨髓瘤细胞混合，在聚乙二醇的诱导下，融合成的细胞有3种类型，B淋巴细胞和B淋巴细胞融合、骨髓瘤细胞和骨髓瘤细胞融合、杂交瘤细胞，②错误；
③目的基因导入受体细胞常用农杆菌转化法，因此若要生产转基因抗病棉花，可将目的基因先导入到土壤农杆菌中，再转入棉花细胞中，③正确；
④基因治疗是指把健康的外源基因导入有基因缺陷的细胞中，以纠正或补偿缺陷和异常基因引起的疾病，以达到治疗目的，④正确；
⑤PCR技术利用的是高温打开DNA双链，不是酶，⑤错误；
⑥牛胚胎发育的历程是：受精卵→桑椹胚→囊胚→原肠胚→幼体，⑥正确；
⑦利用植物茎尖培养脱毒苗时，脱分化过程不需要光照，再分化过程需要光照，⑦错误。
综上所述，③④⑥正确，B正确，ACD错误。
故选B。
【例5】下列关于基因工程及转基因食品的安全性的叙述，正确的是（ ）
A．基因工程经常以抗生素抗性基因作为目的基因
B．通过转基因技术可获得抗虫粮食作物，从而增加粮食产量，减少农药使用
C．通常用一种限制性核酸内切酶处理含目的基因的DNA，用另一种限制性核酸内切酶处理运载体DNA
D．质粒是广泛存在于细菌细胞质中的一种颗粒状的细胞器
【答案】B
【详解】A、基因工程经常以抗生素抗性基因作为标记基因，A错误；
B、通过转基因技术可获得抗虫粮食作物，从而增加粮食产量，减少农药使用，B正确；
C、通常用同一种限制性核酸内切酶处理含目的基因的DNA和运载体DNA，C错误；
D、质粒是小型环状DNA分子，不属于细胞器，D错误；
故选B。
【例6】采用基因工程技术培育转基因羊作为乳腺生物反应器，使其能合成人凝血因子且只存在于乳汁中，下列有关叙述不正确的是（ ）
A．人凝血因子基因与载体的结合通常涉及碱基互补配对
B．该转基因羊产生的生殖细胞中可能会含有人凝血因子基因
C．该过程中将目的基因导入受体细胞常用的方法是显微注射法
D．将含有人凝血因子基因的表达载体导入羊乳腺细胞中即可获得乳腺生物反应器
【答案】D
【详解】A、人凝血因子基因与载体的结合通常是黏性末端的相互连接，涉及碱基互补配对，A正确；
B、该转基因羊是由含有人凝血因子基因的重组克隆细胞培养形成的，正常情况下，所有体细胞均含有人凝血因子基因，产生的生殖细胞中可能会含有人凝血因子基因，B正确；
C、基因工程中，目的基因导入动物通常都用显微注射法，C正确；
D、用基因工程技术培育转基因羊作为乳腺生物反应器是让该羊所有乳腺细胞均可能产生人凝血因子，乳腺生物反应器所指对象为转基因个体羊，而将含有人凝血因子基因的表达载体导入羊乳腺细胞中，只是让受体乳腺细胞可能产生人凝血因子，不是乳腺生物反应器，D错误。
故选D。
【例7】获得抗除草剂转基因玉米的技术流程如下图。下列叙述错误的是（ ）
A．需用含四环素的培养基筛选含重组质粒的农杆菌
B．需用含除草剂的培养基筛选出转化的愈伤组织
C．抗除草剂转基因玉米的产生可能会造成农田的基因污染
D．利用T-DNA可以将目的基因插入到农杆菌的染色体DNA上
【答案】D
【详解】A、由于重组质粒中含有抗四环素抗性基因，因此，需用含四环素的培养基筛选含重组质粒的农杆菌，A正确；
B、应该使用含除草剂的选择培养基筛选出成功导入重组质粒的愈伤组织，再诱导愈伤组织再生出抗除草剂转基因玉米，B正确；
C、抗除草剂转基因玉米的产生的含有抗除草剂基因的花粉传播到近缘物种，使得某些杂草具有了抗除草剂的抗性，可能会造成农田的基因污染，C正确；
D、农杆菌为原核生物，其细胞中不含染色体，D错误。
故选D。
【例8】科学家将含有人溶菌酶基因的表达载体注射到鸡胚中获得转基因鸡，目的基因在输卵管细胞中特异性表达，并能在鸡蛋中收集。下列说法错误的是（ ）
A．将目的基因的表达载体导入鸡胚可采用显微注射法
B．目的基因在鸡胚中表达时和在人体细胞中表达时用的是同一套密码子
C．能在鸡蛋中收集到人溶菌酶说明目的基因在受体细胞中表达成功
D．只要在目的基因的上游加入了人体细胞的启动子就可以在输卵管细胞中成功表达
【答案】D
【详解】A、将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法，因此将目的基因的表达载体导入鸡胚可采用显微注射法，A正确；
B、密码子具有通用性，所有生物共同一套密码子，B正确；
C、若目的基因在受体细胞中成功表达，则在鸡蛋中能检测到人溶菌酶基因，C正确；
D、基因的表达具有选择性，若要该目的基因在输卵管细胞中特异性表达，需要加入能在输卵管细胞中表达基因的启动子，D错误。
故选D。
【例9】为了防止转基因作物的目的基因通过花粉转移到自然界中的其他植物中，科学家设法将目的基因整合到受体细胞的叶绿体基因组中。其原因是（ ）
A．叶绿体基因组不会进入到生殖细胞中
B．受精卵中的细胞质几乎全部来自卵细胞
C．转基因植物与其他植物间不能通过花粉发生基因交流
D．叶绿体基因一定会遗传给下一代
【答案】B
【详解】A、花粉中的精子在形成过程中，丢掉了大部分的细胞质包括叶绿体，但是卵细胞中含有叶绿体基因组，A错误；
B、受精卵中的细胞质几乎全部来自卵细胞，精子中几乎不含叶绿体基因组，即叶绿体中的目的基因不会通过花粉传递给下一代，将目的基因导入花粉可防止造成环境污染，B 正确；
C、转基因植物与其他植物基因可以进行交流，不存在生殖隔离，即转基因植物与其他植物间能通过花粉发生基因交流，C 错误；
D、受精卵中的细胞质几乎全部来自卵细胞，精子中几乎不含叶绿体基因组，因此，花粉中的叶绿体基因几乎不会遗传给下一代，D 错误。
故选B。
【例10】下列有关人胰岛素基因表达载体的叙述，正确的是（ ）
A．表达载体中的胰岛素基因可通过人肝细胞mRNA逆转录获得
B．表达载体的复制和胰岛素基因的表达均启动于复制原点
C．借助抗生素抗性基因可将含胰岛素基因的受体细胞筛选出来
D．基因表达载体需要包含目的基因、标记基因、起始密码子、终止密码子等序列
【答案】C
【详解】A、由于人肝细胞中胰岛素基因不能表达，所以无法利用肝细胞mRNA反转录获得胰岛素基因，A错误；
B、表达载体的复制启动于复制原点，胰岛素基因的转录启动于启动子，B错误；
C、抗生素基因是标记基因，作用是检测受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有胰岛素基因的受体细胞筛选出来，C正确；
D、基因表达载体组成至少包括目的基因、标记基因、启动子、终止子，还有复制原点等，D错误；
故选C。
要点归纳
1．转基因动物的培育过程(以转基因牛培育过程为例)
（1）基因表达载体导入的是受精卵，而不是乳腺上皮细胞，这样由受精卵发育成的个体的体细胞中均含有目的基因，但由于目的基因与乳腺中特异表达的基因的启动子等调控元件重组在一起，所以目的基因只在乳腺细胞中表达。
2．转基因微生物的培育过程(以可生产干扰素的酵母菌的培育过程为例)
3．乳腺生物反应器培育过程
(1)乳腺生物反应器是一种转基因动物，其能通过分泌乳汁来生产所需要的药物。
(2)作为乳腺生物反应器的转基因动物，与普通转基因动物相比，构建的基因表达载体不同:在目的基因(药用蛋白基因)前需加上乳腺中特异性表达的基因的启动子等调控元件。
(3)因需从分泌的乳汁中提取所需的药物，而只有雌性哺乳动物进入泌乳期后才能分泌乳汁，故转基因的受精卵经体外培养得到的早期胚胎移入母体前，需进行性别鉴定，选择雌性动物的早期胚胎移入母体子宫。
4．乳腺生物反应器与工程菌生产药物的比较
[易错提醒]
基因工程应用的四个易混点
(1)动物基因工程的目的主要是改良畜产品的品质或者是用转基因动物生产药物。
(2)高产青霉菌是诱变产生的，不属于基因工程菌。
(3)乳腺生物反应器的操作过程中，构建基因表达载体时，目的基因首端要连接乳腺蛋白基因的启动子等调控组件，否则目的基因在乳腺上皮细胞中不能转录。将构建好的基因表达载体导入受精卵，而不是乳腺上皮细胞，这样由受精卵发育成的个体体细胞均含有目的基因(如药用蛋白基因)，但该基因只在乳腺上皮细胞中表达。
(4)与乳腺生物反应器相比，膀胱生物反应器的优点是从转基因动物一出生就可以收集产物，不用考虑动物的性别和是否正处于生殖期。膀胱生物反应器最显著的优势在于从尿液中提取蛋白质比从乳汁中提取更简便、高效。
1．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，下列说法错误的是（ ）
A．利用显微注射法将人的生长激素基因导入受体哺乳动物体内
B．需要将乳腺中特异表达的基因的启动子与目的基因重组在一起
C．动物必须是雌性才能满足要求
D．动物需要进入泌乳期才能成为“批量生产药物的工厂”
【答案】A
【详解】A、利用显微注射法将人的生长激素基因（重组DNA）导入到受精卵中，A错误；
B、需要将乳腺蛋白基因的启动子与目的基因重组在一起，使目的基因只在乳腺组织中特异性表达，B正确；
C、雌性才能泌乳，故动物必须是雌性才能满足要求，C正确；
D、由于目的基因只在乳腺组织中特异性表达，因此受体动物需要进入泌乳期才能成为“批量生产药物的工厂”，D正确。
故选A。
2．通过基因工程技术，可以将抗草甘膦基因导入大豆，培育出抗除草剂作物。下列相关叙述，错误的是（ ）
A．构建基因表达载体时要用到耐高温的DNA聚合酶和DNA连接酶
B．可以用农杆菌转化法将目的基因导入受体细胞
C．培育过程需要借助植物组织培养技术
D．需要在个体水平上对目的基因进行检测和鉴定
【答案】A
【详解】A、构建基因表达载体不需要耐高温的DNA聚合酶，需要的是限制性内切核酸酶和DNA连接酶，A错误；
B、可以用农杆菌转化法将目的基因导入受体植物细胞，B正确；
C、培育出抗除草剂作物培育过程需要借助植物组织培养技术，C正确；
D、在培育过程中需要在个体水平上对目的基因进行检测和鉴定，D正确。
故选A。
3．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了一定进展。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。以下叙述不正确的是（ ）
A．将人的生长激素基因导入小鼠受体细胞，常用的方法是显微注射法
B．进行基因转移时，通常要将外源基因转入小鼠的膀胱上皮细胞中
C．通常采用DNA分子杂交技术检测外源基因是否插入到鼠的基因组
D．在研制膀胱生物反应器时，应使外源基因在小鼠的膀胱上皮细胞中特异表达
【答案】B
【详解】A、将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法，所以将人的生长激素基因导入小鼠受体细胞，常用的方法是显微注射法，A正确；
B、进行基因转移时，通常要将外源基因转入受精卵或早期胚胎中，原因是受精卵(早期胚胎细胞)具有全能性，可使外源基因在相应组织细胞表达，而不是将外源基因转入小鼠的膀胱上皮细胞中，B错误；
C、根据碱基互补配对原则，通常采用DNA分子杂交技术检测外源基因是否插入鼠的基因组，C正确；
D、在研制膀胱生物反应器时，应在目的基因前加膀胱组织特异性表达的启动子，使外源基因在小鼠的膀胱上皮细胞中特异表达，D正确。
故选B。
4．下列有关基因工程应用的说法，错误的是（ ）
A．将外源生长激素基因导入动物体内可提高动物生长速率
B．将必需氨基酸含量多的蛋白质基因导入农作物，提高农产品的品质
C．利用基因工程技术，得到的乳腺生物反应器可以解决很多重要的药品的生产问题
D．用转基因动物作为器官移植的供体时，由于导入的是调节因子，而不是目的基因，因此无法抑制抗原的合成
【答案】D
【详解】A、将外源生长激素基因导入动物体内可提高动物生长速度，因为生长激素基因表达的生长激素能促进动物的生长发育，A正确；
B 、将必需氨基酸含量多的蛋白质基因导入农作物，提高农产品的品质，因为蛋白质中必需氨基酸含量多是蛋白质品质高的标志，主要是由于必需氨基酸不能在人体内合成，只能从食物中获取，B正确；
C、利用基因工程技术，将决定药物产生的相关基因导入到受精卵中，得到的乳腺生物反应器可以解决很多重要的药品的生产问题，C正确；
D、用转基因动物作为器官移植的供体时，将某种调节因子导入器官供体基因组，可以抑制抗原决定基因的表达，再结合克隆技术，就能培育出不会引起免疫排斥反应的转基因克隆器官，D错误；
故选D。
5．科学研究发现的新技术，要变成实际应用，需要很多的实验才能应用到实际中。早在2006年，两个研究小组几乎同时发现，将四个特定基因导入处于高度分化的体细胞(如成纤维细胞等)中，可诱导其形成具有胚胎干细胞样分化潜能的诱导性多能干细胞。虽然至今这项技术还在深入研究，但这项先进技术的潜在应用前景是（ ）
A．突破干细胞定向分化的障碍B．改造和优化人类基因组结构
C．克隆具有优良品质的动物个体D．解决异体组织/器官排斥难题
【答案】D
【详解】A、该项技术突破了分化的不可逆性的障碍，使得高度分化的细胞重新具备分裂能力，A错误；
B、该项技术只是将四个特定基因导入处于分化终端的体细胞(如成纤维细胞等)中，并没有改造和优化人类基因组结构，B错误；
C、这项技术属于转基因技术，不属于克隆技术，C错误；
D、可以用病人的体细胞进行此项技术处理，诱导其形成具有胚胎干细胞样分化潜能的诱导性多能干细胞，进而分裂和分化，形成组织、器官，解决异体组织、器官排斥难题，D正确。
故选D。
6．基因编辑是一种基因工程技术，CRISPR/Cas9基因编辑技术，可以实现对DNA的定点切割，其工作原理如下图所示，向导RNA引导Cas9蛋白到一个特定的基因位点并剪切DNA。研究发现CRISPR-Cas9系统广泛存在于细菌细胞内，下列说法错误的是（ ）

A．细菌体内的Cas9能切割外源DNA保护自身，类似于限制酶
B．可通过CRISPR/Cas9技术敲除突变基因根治猫叫综合征等遗传病
C．Cas9对不同目标DNA进行编辑时，应使用不同的向导RNA
D．Cas9蛋白剪切DNA片段的精确性随着向导RNA长度的延长而增加
【答案】B
【详解】A、题干可知细菌体内的Cas9能切割外源DNA保护自身，类似于限制酶，也可以切割DNA，A正确；
B、通过CRISPR/Cas9技术可以敲除突变的基因而达到根除致病基因的目的，但猫叫综合征是由人体的5号染色体结构部分缺失导致的，B错误；
C、Cas9对不同目标DNA进行编辑时，因为不同DNA的碱基序列不同，应使用不同的向导RNA，C正确；
D、向导RNA与目标DNA结合的前提条件是RNA序列与DNA序列精准结合，如果向导RNA过短，则基因组中能与之结合的DNA序列就会越多，出现Cas9结合剪切多个基因的现象，因此Cas9蛋白剪切DNA片段的精确性随着向导RNA长度的延长而增加，D正确。
故选B。
7．人抗凝血酶Ⅲ由人体肝细胞产生，具有抗凝血、防血栓的作用。研究人员通过培育山羊乳腺生物反应器大量生产人抗凝血酶Ⅲ。下列相关叙述错误的是（ ）
A．可从人肝细胞中提取mRNA后通过逆转录获取目的基因
B．目的基因的上游需连接山羊乳腺细胞中特异表达基因的启动子
C．用显微注射技术将表达载体导入山羊乳腺细胞来获得转基因动物
D．若用大肠杆菌作为受体细胞难以获得活性高的人抗凝血酶Ⅲ
【答案】C
【详解】A、可从人细胞中提取RNA后利用逆转录PCR技术获取目的基因，此时获得的目的基因没有启动子、终止子等，A正确；
B、启动子是RNA聚合酶识别与结合的位点，可用于驱动基因的转录，动物乳腺生物反应器需要使目的基因在乳腺细胞表达，目的基因的上游需连接在乳腺细胞中特异表达基因的启动子，B正确；
C、动物受精卵全能性最高，用显微注射技术将表达载体导入受精卵来获得转基因动物，在乳腺细胞表达特定的基因是启动子的作用，并非将目的基因导入乳腺细胞，C错误；
D、大肠杆菌是原核生物，不具有加工分泌蛋白的内质网和高尔基体，若用大肠杆菌作为受体细胞难以获得活性高的人凝血酶Ⅲ，D正确。
故选C。
8．将大肠杆菌的质粒连接上人生长激素基因后，重新导入大肠杆菌细胞内，再通过发酵工程就能大量生产人生长激素。下列叙述正确的是（ ）
A．转录人生长激素基因需要解旋酶和DNA连接酶
B．导入重组质粒的大肠杆菌一般先用Ca2+处理
C．大肠杆菌质粒标记基因中A和U的含量相等
D．发酵液中所有的大肠杆菌均能产生人生长激素
【答案】B
【详解】A、生长激素基因在转录时需要RNA聚合酶，不需要解旋酶和DNA连接酶，A错误；
B、将目的基因导入原核细胞时，通常用大肠杆菌作为受体细胞，并需要用Ca2＋处理大肠杆菌，B正确；
C、大肠杆菌质粒标记基因中不含尿嘧啶（U），C错误；
D、发酵液中只有导入重组质粒的大肠杆菌才能产生人生长激素，D错误。
故选B。
9．下列关于基因工程的应用的叙述，正确的是（ ）
A．水稻细胞内检测到耐盐基因的表达产物，说明育种成功
B．向植物体内转入Bt毒蛋白基因可培育转基因抗病植物
C．转入胰岛素基因的大肠杆菌直接合成的胰岛素不具有生物活性
D．乳腺生物反应器只有乳腺细胞中含有目的基因
【答案】C
【详解】A、水稻细胞内检测到耐盐基因的表达产物，并不能说明育种已成功，还要进一步检测该水稻在盐碱地中的生长状况，A错误；
B、向植物体内转入Bt毒蛋白基因可培育转基因抗虫植物，B错误；
C、具有正常生物活性的胰岛素需要内质网和高尔基体进行加工，而大肠杆菌（原核细胞）没有内质网和高尔基体，故转入胰岛素基因的大肠杆菌直接合成的胰岛素不具有生物活性，C正确；
D、乳腺生物反应器各个细胞都含有目的基因，但目的基因只在乳腺细胞中选择性表达，D错误。
故选C。
10．以下有关重组DNA技术的基本工具的说法中，正确的是（ ）
A．一种限制性内切核酸酶只能识别某种特定的脱氧核苷酸序列
B．质粒是基因工程中唯一的载体
C．载体必须具备的条件之一是具有多个限制性内切核酸酶切割位点，以便与外源基因连接
D．DNA连接酶使黏性末端的碱基之间形成氢键
【答案】A
【详解】A、限制性内切核酸酶具有专一性，一种限制性内切核酸酶只能识别某种特定的脱氧核苷酸序列，A正确；
B、质粒是最常用的载体，除质粒外，噬菌体、动植物病毒等也可作载体，B错误；
C、载体必须具备的条件之一是具有一个至多个限制性内切核酸酶切割位点。而不是必须具备多个限制性内切核酸酶切割位点，C错误；
D、DNA连接酶的作用是恢复被限制性内切核酸酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键，D错误。
故选A。
11．某实验小组将人生长激素基因导入大肠杆菌以制备工程菌，下列相关叙述错误的是（ ）
A．人生长激素基因可以以下丘脑细胞的mRNA为模板通过逆转录获得
B．将人的生长激素基因导入大肠杆菌，需要处理得到能吸收周围环境中DNA分子的细胞
C．利用基因工程菌制备的生长激素需要与天然产品的功能进行活性比较
D．与人细胞分泌的天然生长激素相比，基因工程菌无法对生长激素进行正常的加工和修饰
【答案】A
【详解】A、人生长激素基因在垂体细胞中表达，在下丘脑细胞中不表达，因此下丘脑细胞中没有生长激素基因转录出的mRNA，A错误；
B、将人的生长激素基因导入大肠杆菌，常用Ca2＋处理大肠杆菌细胞，使其处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态，B正确；
C、利用基因工程菌制备的生长激素需要与天然产品的功能进行活性比较，以确定转基因产品的功能活性是否与天然产品相同，C正确；
D、大肠杆菌为原核生物，无内质网和高尔基体，因此无法对生长激素进行正常的加工和修饰，D正确。
故选A。
12．下列有关基因工程在农牧业方面应用的叙述，错误的是（ ）
A．将来源于某些病毒、真菌等的抗病基因导入植物，可培育出转基因抗病植物
B．将降解或抵抗某种除草剂的基因导入作物，可培育出转基因抗除草剂作物
C．将必需氨基酸含量多的蛋白质编码基因导入植物，可提高植物的营养价值
D．将基因工程生产的肠乳糖酶作为药物添加在牛奶中，可解决人的乳糖不耐受问题
【答案】D
【详解】A、将某些病毒的抗病基因导入植物中，利用植物组织培养技术，可培育转基因抗病植物，可有效提高栽培作物的产量，A正确；
B、将降解或抵抗某种除草剂的基因作为目的基因导入作物，可培育出转基因抗除草剂作物，这样可以避免除草剂对作物的影响，进而提高产量，B正确；
C、必需氨基酸是人体细胞中不能合成的、只能从外界获取的氨基酸，因此，将必需氨基酸含量多的蛋白质编码基因导入植物，可提高植物的营养价值 ，C正确；
D、将基因工程生产的肠乳糖酶作为药物添加在牛奶中，不能解决人的乳糖不耐受问题，因为肠乳糖酶的化学本质是蛋白质，会在消化道中被分解而失效，D错误。
故选D。
13．（多选）下列关于基因工程的叙述，正确的是（ ）
A．若受体大肠杆菌含有构建重组质粒时用到的限制性核酸内切酶，则一定有利于该重组质粒进入受体并保持结构稳定
B．抗除草剂基因转入某抗盐植物获得2个稳定遗传转基因品系，抗性鉴定为抗除草剂抗盐和抗除草剂不抗盐。表明一定是抗盐性的改变与抗除草剂基因的转入无关
C．抗除草剂基因转入某植物获得转基因植株，其DNA检测均含目的基因，抗性鉴定为抗除草剂和不抗除草剂。前者表达了抗性蛋白而后者可能抗除草剂基因未转录出mRNA。
D．已知不同分子量DNA可分开成不同条带，相同分子量的为一条带。用某种限制性核酸内切酶完全酶切环状质粒后，出现3条带。表明该质粒上一定至少有3个被该酶切开的位置
【答案】CD
【详解】A、若受体大肠杆菌含有构建重组质粒时用到的限制性核酸内切酶，则该酶会对进入受体的重组质粒进行切割，不利于其保持结构稳定，A错误；
B、抗除草剂基因转入抗盐植物，获得了抗除草剂抗盐品系和抗除草剂不抗盐品系，不抗盐品系的产生可能是转入的抗除草剂基因插入到抗盐基因内，影响其表达造成，B错误；
C、转基因植物中均含抗除草剂基因，但存在抗除草剂和不抗除草剂两种植株，前者表达了抗性蛋白，后者可能抗除草剂基因未转录出mRNA，或转录出的mRNA未能翻译成蛋白质，C正确；
D、某种限制性内切酶完全酶切环状质粒后，出现3条带，即3种不同分子量DNA，因此环状质粒上至少有3个酶切位点，D正确。
故选CD。
14．（多选）聚羟基脂肪酸酯（PHA）是由嗜盐细菌合成的一种胞内聚酯，它具有类似于合成塑料的理化特性，且废弃后易被生物降解，可用于制造无污染的“绿色塑料”。某科研团队拟从含盐量高的餐厨垃圾渗沥液处理系统中筛选分离出PHA合成能力较强的耐盐菌株，流程图如下。下列说法正确的是（ ）

（注：乙培养基中加入尼罗红，尼罗红是细胞内储存的脂类物质的荧光染色剂，在紫外光的照射下可显示红色。）
A．配制甲培养基时可适当提高培养基的盐浓度，接种后应置于摇床中振荡培养
B．接种前，为检测培养基是否灭菌彻底，可先将空白培养基培养一段时间
C．①过程是扩大培养，②过程中应挑选有红色荧光的菌落进行培养
D．可用诱变或基因编辑等方法选育PHA合成能力更强的耐盐菌株
【答案】ABD
【详解】A、分析题意，本实验的目的是从含盐量高的餐厨垃圾渗沥液处理系统中筛选分离出PHA合成能力较强的耐盐菌株，故配制甲培养基时可适当提高培养基的盐浓度，接种后应置于摇床中振荡培养，提高溶解氧含量，A正确；
B、接种前，为检测培养基是否灭菌彻底，应先将空白培养基培养一段时间，观察是否有菌落产生：若空白培养基上有菌落产生，则证明灭菌不彻底，B正确；
C、①过程是选择培养，②过程为扩大培养，扩大培养之后，通过气相色谱法挑选有红色荧光的菌落进行培养，C错误；
D、诱变育种的原理是基因突变，能够产生新基因，进而产生新性状，而基因工程可导入外源基因，故可用诱变或基因工程方法选育PHA合成能力更强的耐盐菌株，D正确。
故选ABD。
15．“中天杨”是由我国科学家采用生物转基因技术，历经8年时间培育成功的抗盐碱、耐干旱的杨树新品种。该品种以八里庄杨为实验材料，经转mtl-D基因培育获得。如图为培育“中天杨”的操作流程，①~⑥表示操作过程，该过程中可能用到的限制酶如表所示。回答下列问题。
注：Ti质粒中的Tetr为四环素抗性基因，Ampr为氨节青霉素抗性基因。
(1)与杂交育种相比，基因工程育种的优点有 （填序号）。
①操作方法简便 ②目的性强，能定向改造生物性状 ③育种周期短 ④不受生殖隔离限制，能克服远缘杂交不亲和障碍 ⑤安全性高，对生态没有威胁
(2)过程①需要的酶是 ，过程②需要的工具酶是 。
(3)采用PCR技术扩增目的基因时，在PCR反应体系中需加入引物，引物的作用是 ，若目的基因扩增3代，则共用引物 个。PCR完成以后，常采用 法来鉴定PCR的产物。
(4)培育转基因杨树的核心工作是 ，在进行该工作时，应在mtl-D基因的两侧添加限制酶 的识别序列。
(5)将目的基因导入受体细胞除图示方法外，还有 。为了确认目的基因在植物细胞中是否成功表达，从分子水平通常使用 法进行检测。
【答案】(1)②③④
(2) 逆转录酶和耐高温的DNA聚合酶 限制酶和DNA连接酶
(3) 使DNA聚合酶能够从引物的3'端开始连接脱氧核苷酸 14 琼脂糖凝胶电泳
(4) 基因表达载体的构建 XbaⅠ、BclⅠ
(5) 花粉管通道法 抗原—抗体杂交
【详解】（1）与杂交育种相比，基因工程育种的操作方法较复杂，容易造成基因污染进而对生态产生威胁，但基因工程育种的目的性强，能定向改变生物性状，且育种周期短，不受生殖隔离限制，能克服远缘杂交不亲和障碍。
（2）过程①以RNA为模板合成DNA并进行PCR，该过程需要逆转录酶和耐高温的DNA聚合酶。过程②是将目的基因与Ti质粒进行连接，需要限制酶切割目的基因和Ti质粒，然后利用DNA连接酶将二者进行连接。
（3）采用PCR技术扩增目的基因时，在PCR反应体系中需加入引物，引物的作用是使DNA聚合酶能够从引物的3'端开始连接脱氧核苷酸，若目的基因扩增3代，则共用引物14个。PCR完成以后，常采用琼脂糖凝胶电泳法来鉴定PCR的产物。
（4）基因表达载体的构建是基因工程的核心工作，在进行基因表达载体的构建时，应选择两种限制酶切割目的基因和Ti质粒，在mtl-D基因的两侧添加限制酶XbaⅠ、BclⅠ的识别序列。
（5）图中利用农杆菌转化法将目的基因导入受体细胞，除此方法外，还有花粉管通道法等。为了确认目的基因在植物细胞中是否成功表达，通常用抗原—抗体杂交法从分子水平进行检测。
16．有些人由于乳糖酶分泌少，不能完全消化牛奶中的乳糖，饮用牛奶后易出现腹泻等不适症状，这称为乳糖不耐受。为了解决这一问题，科学家将肠乳糖酶基因导入奶牛受精卵，使获得的转基因奶牛分泌的乳汁中，乳糖的含量大大降低，而其他营养成分不受影响。根据如下操作流程回答相关问题：

(1)通过图中②过程采集的B奶牛精子不能直接使成熟的卵细胞受精，常要用化学诱导法对奶牛的精子进行 处理，即用一定浓度的 处理。
(2)为了获得更多的卵母细胞，在进行①过程前，需要用 处理奶牛A，从输卵管中采集卵母细胞后，还需要体外培养至 期，才可以进行③过程；③过程表示的胚胎工程技术为 。
(3)④过程表示基因表达载体的建构过程，概述其操作流程 。
(4)外源基因插入奶牛受精卵中的DNA上后，导致有的受精卵发育成转基因奶牛，有的会死亡。分析外源基因插入受精卵中的DNA上后，导致受精卵死亡的最可能原因是 。⑦过程的检测结果为 时，说明转基因奶牛D是符合要求的优质牛。
【答案】(1) 获能 肝素或钙离子载体
(2) 促性腺激素 MⅡ中 体外受精
(3)用一定的限制酶切割载体质粒，使它出现一个切口，然后用同种限制酶或产生相同末端的限制酶切割含有目的基因的DNA片段，再利用DNA连接酶将目的基因片段拼接到载体的切口处，形成重组质粒
(4) 外源基因插入奶牛受精卵中的DNA上后，导致受精卵内生命活动必须的某些基因不能表达 转基因奶牛的乳汁中乳糖的含量大大降低，而其他营养成分不受影响，且乳汁产量也不受影响
【详解】（1）精子进行受精作用之前需要进行获能处理，即用一定浓度的肝素或钙离子载体处理。
（2）为了获得更多的卵母细胞，需要对奶牛A进行促排卵，一般通过注射促性腺激素处理母牛，采集的卵母细胞还需要培养至MⅡ中期，才能进行③体外受精作用过程。
（3）基因表达载体的建构需要将目的基因与载体连接起来，所以其过程为，用一定的限制酶切割载体质粒，使它出现一个切口，然后用同种限制酶或产生相同末端的限制酶切割含有目的基因的DNA片段，再利用DNA连接酶将目的基因片段拼接到载体的切口处，形成重组质粒。
（4）外源基因插入受精卵中的DNA上后，导致受精卵死亡的最可能原因是：外源基因插入奶牛受精卵中的DNA上后，导致受精卵内生命活动必须的某些基因不能表达（合理即可）；⑦过程的检测结果为转基因奶牛的乳汁中乳糖的含量大大降低，而其他营养成分不受影响，且乳汁产量也不受影响时表示转基因成功，说明转基因奶牛D是符合要求的优质牛。
17．单细胞硅藻具有生产生物柴油的潜在价值。研究者将硅藻脂质合成相关的苹果酸酶（ME）基因构建到超表达载体，转入硅藻细胞，以期获得高产生物柴油的硅藻品系回答下列问题：
(1)根据DNA和蛋白质在特定浓度乙醇溶液中的溶解度差异获得硅藻粗提 ，PCR扩增得到目的基因。
(2)超表达载体的基本组件包括复制原点、目的基因、标记基因、 和 等。本研究中目的基因为 。
(3)PCR扩增时引物通过 原则与模板特异性结合。根据表达载体序列设计了下图1所示的两条引物，对非转基因硅藻品系A和转ME基因硅藻候选品系B进行PCR检测，扩增产物电泳结果见下图2。其中，样品1为本实验的 组，样品2有特异性扩增产物，结果表明 。
(4)相对于大豆和油菜等油料作物，利用海生硅藻进行生物柴油生产的优势之处为 。
【答案】(1)DNA
(2) 启动子 终止子 苹果酸酶基因（或“ME基因”）
(3) 碱基互补配对 对照 引物间的载体序列整合到硅藻细胞基因组中（或“ME基因序列整合到硅藻细胞基因组中”）
(4)节约土地资源、不受季节和气候限制（或“节约粮食资源”或“节约淡水”或“能够通过发酵大量生产”）
【详解】（1）DNA不溶于酒精，但某些蛋白质溶于酒精，利用这一原理，可以初步分离DNA和蛋白质。因此，根据DNA和蛋白质在特定浓度乙醇溶液中的溶解度差异可以得到硅藻的粗提DNA。以此方法得到的粗提DNA可以作为PCR扩增目的基因的模板。
（2）基因表达载体除目的基因、标记基因外，还必须有启动子、终止子等。启动子和终止子均为一段有特殊序列结构的DNA片段。它们分别位于目的基因的上下游。本研究中的目的基因是来源于硅藻的苹果酸酶（ME）基因。
（3）PCR是一项根据DNA半保留复制原理，在体外提供参与DNA复制的各种组分与反应条件，对目的基因的核苷酸序列进行大量复制的技术。引物是一小段能与DNA母链的一段碱基序列互补配对的短单链核酸。对照实验一般要设置对照组和实验组。本实验的对照组中以非转基因的硅藻细胞基因组DNA作为PCR模板，而在实验组中以转ME基因的硅藻细胞基因组DNA作为模板。如此比较两个实验扩增结果可以判定引物间的载体序列是否整合到硅藻细胞的基因组中，从而推测ME基因序列是否整合到硅藻细胞基因组中。
（4）相对于大豆和油菜等油料作物，利用海生硅藻进行生物柴油生产的优势为：能够通过发酵大量生产、不受季节和气候限制、节约土地资源、节约淡水以及节约粮食资源等。
新课程标准
学习目标
举例说明基因工程在农业、食品及医药等行业的广泛应用改善了人类的生活品质。
举例说出基因工程在农牧业、医药卫生和食品工业等方面的应用。
认同基因工程的应用价值
关注基因工程的进展
项目
乳腺生物反应器
工程菌
含义
指将外源基因在哺乳动物的乳腺中特异表达，利用动物的乳腺组织生产药物蛋白
指用基因工程的方法，使外源基因得到高效表达的菌类细胞株系
受体基因结构与人类基因结构的差异
动物基因结构与人类的基因结构基本相同
细菌和酵母菌的基因结构与人类有较大差异
基因表达
合成的药物蛋白与天然蛋白质相同
细菌合成的药物蛋白可能没有活性
受体细胞
动物受精卵
微生物细胞
目的基因导入方式
显微注射法
感受态细胞法
药物提取
从动物乳汁中提取
从微生物细胞或其培养液中提取
生产条件
不需严格灭菌；温度等外界条件对其影响不大
需严格灭菌，严格控制工程菌所需的温度、pH、营养物质浓度等外界条件
生产设备
畜牧业生产、提取设备
发酵生产、提取设备
限制酶
BclⅠ
EcRⅠ
XbaⅠ
Sau3AⅠ
BamHⅠ
切割位点
T↓GATCA
G↓AATTC
T↓CTAGA
↓GATC
G↓GATCC
新课程标准
学习目标
举例说明基因工程在农业、食品及医药等行业的广泛应用改善了人类的生活品质。
举例说出基因工程在农牧业、医药卫生和食品工业等方面的应用。
认同基因工程的应用价值
关注基因工程的进展
项目
乳腺生物反应器
工程菌
含义
指将外源基因在哺乳动物的乳腺中特异表达，利用动物的乳腺组织生产药物蛋白
指用基因工程的方法，使外源基因得到高效表达的菌类细胞株系
受体基因结构与人类基因结构的差异
动物基因结构与人类的基因结构基本相同
细菌和酵母菌的基因结构与人类有较大差异
基因表达
合成的药物蛋白与天然蛋白质相同
细菌合成的药物蛋白可能没有活性
受体细胞
动物受精卵
微生物细胞
目的基因导入方式
显微注射法
感受态细胞法
药物提取
从动物乳汁中提取
从微生物细胞或其培养液中提取
生产条件
不需严格灭菌；温度等外界条件对其影响不大
需严格灭菌，严格控制工程菌所需的温度、pH、营养物质浓度等外界条件
生产设备
畜牧业生产、提取设备
发酵生产、提取设备
限制酶
BclⅠ
EcRⅠ
XbaⅠ
Sau3AⅠ
BamHⅠ
切割位点
T↓GATCA
G↓AATTC
T↓CTAGA
↓GATC
G↓GATCC