高中苏教版 (2019)第二节 发酵工程的无菌技术教案

这是一份高中苏教版 (2019)第二节 发酵工程的无菌技术教案，共21页。

第二节　关注基因工程

1．举例说出基因工程在动、植物方面的应用。(重点)
2．举例说明基因诊断和基因治疗的原理和过程。(重、难点)
3．概述转基因生物的安全性问题，理性看待转基因技术。(难点)
4．举例说出生物武器的危害。


基 因 工 程 的 应 用

1．植物基因工程已经获得了迅猛发展
植物基因工程不仅用于提高农作物的抗除草剂、抗虫、抗病和抗盐碱能力等方面，还用于改善农作物的品质和利用植物生产药物等方面。
(1)抗病转基因植物
①许多病原微生物会引起植物患病，这些微生物包括病毒、细菌和真菌。
②目的基因：病毒的复制酶基因、几丁质酶基因、抗毒素合成基因。
(2)抗虫转基因植物
①转基因抗虫植物的研究已经获得相对丰硕的成果。
②目的基因：苏云金杆菌Bt毒蛋白基因、蛋白酶抑制剂基因、淀粉酶抑制剂基因、植物凝集素基因。
(3)抗逆转基因植物
①几乎所有的植物在它们的生活过程中都要遇到这样或那样的逆境，包括冻害、盐碱、干旱、水涝等不利的环境条件。这些不利的环境条件都会对农业生产产生不利影响。
②目的基因：抗冻蛋白基因、可以调节细胞渗透压的基因、抗除草剂基因。
2．动物基因工程展示出诱人的应用前景
动物基因工程在改善畜产品品质、提高动物生长速度、利用转基因动物生产药物、利用转基因动物作器官移植供体等方面，显示出诱人的应用前景。
(1)改善畜产品品质
科学家将编码乳糖酶的基因导入奶牛基因组后，获得的转基因牛生产出来的牛奶中乳糖的含量大大降低。
(2)提高动物生长速度
导入外源生长激素基因获得的转基因绵羊，其生长速度明显提高；导入外源生长激素基因获得的转基因鲑鱼，在同样的生长周期中，体重明显大于野生鲑鱼。
(3)生产药物
目前世界范围内基因工程研究的热点之一是利用转基因动物生产药物。因为这些转基因动物就像一座座生产药物的反应器，所以也把这些转基因动物称为新型生物反应器。培育这类转基因动物一般先要将药用蛋白基因与乳腺蛋白基因的启动子等重组起来，导入哺乳动物的受精卵中，再让这些受精卵在母体内生长发育成转基因动物。当这些转基因动物进入泌乳期后，它们分泌的乳汁就成为生产所需药物的原料。
(4)科学家也在开展用转基因动物作器官移植供体的研究。
3．转基因生物
(1)概念：指利用基因工程技术导入外源基因培育出的、能够将新性状稳定地遗传给后代的基因工程生物。
(2)优点：能打破常规育种难以突破的物种之间的界限，使生物之间的遗传物质相互重组和转移成为可能。
4．基因工程和人类健康
(1)基因诊断(又称DNA诊断)
①方法：基因检测。
②目的：判断患者是否出现基因异常或携带病原体等。
(2)基因治疗
①方法：利用正常基因置换或弥补缺陷基因。
②步骤：包括目的基因的转移、目的基因的表达和安全措施的实施。
③成果：用腺苷脱氨酶基因治愈了患重度复合免疫缺陷症的女孩。


植物基因工程在农业中的应用发展迅速，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。
探讨：从环境保护角度出发，分析转基因抗虫植物与普通植物相比在害虫防治方面的优越性。
提示：减少了化学农药的使用量，降低了环境污染。
探讨：种植转基因抗虫植物若干年后，害虫会不会对转基因抗虫棉产生抗性？为什么？
提示：会。害虫会因抗虫植物的选择作用产生对转基因抗虫棉的抗性。
探讨：从基因与性状的关系角度思考，利用转基因改良植物品质的途径有哪些？
提示：①直接导入控制该性状的结构蛋白基因。
②导入与该性状有关的某种酶的基因。

1．植物基因工程应用举例
应　用
途　径
提高植物的光合作用效率
① 改造植物体内的CO2固定酶，提高植物对CO2的固定效率
②增强植物对光能的吸收与转化效率来提高光合作用效率
延长果实的储藏期
通过基因工程获得能抑制乙烯形成酶基因表达的转基因植物
提高植物次生代谢产物的产率
通过基因工程提高植物次生代谢产物的产率
提高植物的抗性
将外源抗性基因转入植物，使植物具有相应抗性，如抗虫、抗除草剂、抗旱、抗涝、抗盐等
2.动物基因工程应用举例
应　用
外源基因
成　果
提高抗病能力
外源抗性基因
抗猪瘟病毒的转基因猪和抗口蹄疫病毒的转基因兔等
提高产品产量
外源生长激素基因
含外源生长激素基因的转基因鲑鱼
改善产品品质
乳糖酶基因
含乳糖酶基因的转基因牛，生产的牛奶中无乳糖
生产药用蛋白
外源蛋白基因
乳腺生物反应器，大量生产药用蛋白

3.转基因植物与转基因动物的区别和联系
比较项目
转基因植物
转基因动物

区
别


受体细胞
受精卵或体细胞
一般为受精卵
目的基因
常用的导
入方法
土壤农杆菌转化法
显微注射法
获得个体
常用方式
植物组织培养
胚胎移植
目的
为了获得具有抗逆性、抗病虫害的植物，改善农作物品质和利用植物生产药物
为了获得生长速度快、有抗病能力的动物，改善畜产品品质、利用转基因动物生产药物等
联
系

(1)流程和技术环节基本一致；所用的工具和操作原理基本相同
(2)目的都是不仅仅产生体型巨大的个体，更重要的是改善产品的品质
(3)最突出的优点都是能打破常规育种难以突破的物种之间的界限，定向培育生物新品种
4.乳腺生物反应器与基因治疗
(1)乳腺生物反应器
①操作过程：

②主要用途：生产多肽类药物、工程疫苗、抗体等。
(2)基因治疗的类型
包括体外基因治疗和体内基因治疗。

体外基因治疗
体内基因治疗
不同点
方法
从患者体内获得某种细胞→体外完成基因转移→筛选、细胞扩增→输入体内
直接向患者体内组织细胞中转移基因
特点
操作复杂，效果可靠
方法较简单，效果难以控制

相同点
都是将外源基因导入靶细胞，以纠正缺陷基因
[特别提醒]
不是所有的遗传病都能使用基因治疗的方法诊治。目前，基因治疗的方式主要为导入正常基因并使之表达，以此弥补基因缺陷。不能直接修复缺陷基因，也不能对基因直接替换。
(3)基因诊断与基因治疗的比较
项目
方法
备注
基因
诊断
制作相应探针，利用DNA分子杂交原理，快速、准确检测人类某种疾病
临床应用阶段
基因
治疗
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
在临床治疗中得到了一定的应用
[特别提醒]
(1)有关Bt毒蛋白的两点提醒
①本身不具有毒性：Bt毒蛋白基因控制合成的毒蛋白本身没有毒性，只有被害虫摄食进入消化道被消化分解为多肽后才具有毒性。
②发挥抗虫作用的机理：Bt毒蛋白水解成的多肽与害虫的肠上皮细胞的特异性受体结合，导致其细胞膜穿孔，细胞肿胀裂解而使害虫死亡。
(2)基因治疗并非把健康的外源基因导入患者的所有细胞中，而只是导入某些功能细胞中，一般为体细胞。

1．(2016·天津六校联考)利用细菌大量生产人类干扰素，下列叙述错误的是(　　) 【导学号：10210020】
A．用适当的酶对运载体与人类干扰素基因进行切割与黏合
B．用适当的化学物质处理受体细菌表面，将重组DNA导入受体细菌
C．通常通过检测目的基因产物来检测重组DNA是否已导入受体细菌
D．受体细菌内能合成人类干扰素说明目的基因完成了表达
【解析】　需要用限制酶对运载体与含有人类胰岛素基因的DNA分子进行切割，并用DNA连接酶将两者连接形成重组DNA分子，A正确；将目的基因导入受体细菌时，需要感受态细胞，即用CaCl2处理细菌细胞使之处于易于吸收周围环境中DNA分子的感受态，B正确；通常通过检测目的基因产物来检验重组DNA是否表达，而用DNA分子杂交技术检测重组DNA是否已导入受体细菌，C错误；受体细菌内能合成人类干扰素，说明目的基因完成了表达，D正确。
【答案】　C
2．科学家们对一位因缺乏腺苷酸脱氨酶基因而患严重复合型免疫缺陷症的美国女孩进行基因治疗，其方法是首先将患者的淋巴细胞取出做体外培养，然后用逆转录病毒将正常腺苷酸脱氨酶基因转入人工培养的淋巴细胞中，再将这些转基因淋巴细胞回输到患者体内，经过多次治疗，患者的免疫功能趋于正常。
(1)基因治疗是把健康的________导入有________的细胞中，以达到治疗疾病的目的。
(2)在基因治疗过程中，逆转录病毒的作用相当于基因工程中基因操作工具中的________。此基因工程中的目的基因是________________，目的基因的受体细胞是________。
(3)将转基因淋巴细胞多次回输到患者体内后，免疫能力趋于正常，是由于淋巴细胞中能合成________。
(4)请用基因工程方法简要写出对该女孩实施基因治疗的步骤，并写出两种鉴定是否治疗成功的方法。
_______________________________________________
_______________________________________________
_______________________________________________
_______________________________________________
_______________________________________________
_______________________________________________。
【解析】　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，进行治疗疾病的方法。在该实例中，基因的运输工具是逆转录病毒，目的基因是腺苷酸脱氨酶基因，受体细胞是淋巴细胞。患者得到恢复，说明目的基因在受体细胞中得到了表达，即淋巴细胞能合成出腺苷酸脱氨酶。鉴定该治疗过程是否成功，可通过鉴定其体内该酶的量或检测其免疫能力是否有所提高。
【答案】　(1)外源基因　基因缺陷　(2)载体(或基因的运输工具)　腺苷酸脱氨酶基因　淋巴细胞　(3)腺苷酸脱氨酶　(4)获取腺苷酸脱氨酶基因→腺苷酸脱氨酶基因表达载体的构建→将重组DNA分子导入淋巴细胞→腺苷酸脱氨酶基因的检测和鉴定。目的基因的鉴定方法：①鉴定女孩体内产生的腺苷酸脱氨酶是否越来越多；②鉴定女孩产生抗体的能力是否明显改善，免疫能力是否明显提高

生物武器和转基因生物安全性问题

一、转基因生物的安全性问题
1．关注转基因生物的安全性
(1)食品安全问题
长期食用某种转基因食品是否会导致某种毒素在人体内积累。
(2)生态系统安全问题
①转基因植物的扩散对生物多样性有无影响。
②导入的目的基因是否会扩散漂移到其他物种体内而导致自然界的混乱。
③若大面积种植转基因植物，其残体分解物、根部分泌物等是否会对生态与环境造成大规模的负面效应等。
2．转基因生物安全性的保障措施
(1)保障公众对所购食品是否来源于转基因生物拥有知情权。
(2)国家应建立相应的评估及预警机制。
二、生物武器的危害性
1．所用微生物种类
(1)细菌：霍乱弧菌、炭疽杆菌等。
(2)病毒：埃博拉病毒、天花病毒等。
2．被用作生物武器的方法
(1)将致病基因插入不致病的微生物体内。
(2)将抗普通疫苗或药物的基因插入致病细菌或病毒中。
(3)用于研制针对某一特定种群的生物武器。



转基因成果的不断涌现和产业化使人们对转基因产品的消费防不胜防。对待转基因生物和产品，有人欣然接受，有人持无所谓的态度，也有人因担心它们的安全性而干脆说“不”！请你根据以上材料探究以下问题：
探讨：针对媒体对转基因食品所报道的某些负面效应，你认为吃转基因食品会担心什么问题？
提示：担心安全性检测不全面；担心出现滞后效应，转基因植物会合成出有直接毒性或潜在毒性的蛋白质；担心出现新的过敏原；担心营养成分改变等。
探讨：对待生物武器的态度与转基因生物的安全性的态度有什么不同？
提示：对待生物武器的态度是在任何情况下不发展、不生产、不储存生物武器，并反对生物武器及其技术和设备的扩散。对待转基因生物的安全性的态度是趋利避害，而不能因噎废食。

1．对待转基因生物的态度
(1)科学家应该科学地认识、评估和利用转基因生物。
(2)社会公众在购买相关产品时应享有知情权。
(3)国家应建立相应的评估及预警机制，更加理性地利用转基因生物。
2．转基因生物存在安全性的原因
(1)目前对基因的结构、调控机制及基因间的相互作用了解有限。
(2)目的基因往往是异种生物的基因。
(3)外源基因插入宿主基因的部位往往是随机的。
3．生物武器的种类、特点及危害
(1)生物武器的种类
①病菌：鼠疫菌、霍乱弧菌、伤寒杆菌、炭疽杆菌、痢疾杆菌等。
②病毒：天花病毒、动物痘病毒等。
③生化毒剂：如肉毒杆菌毒素。
④经过基因重组的致病菌：如通过转基因技术改造的像炭疽杆菌的致病菌。
(2)生物武器的特点
①传染性强；②污染面广；③传染途径多，难以防治；④具有一定的潜伏期；⑤受自然条件影响大。
(3)生物武器的危害
①通过转基因技术改造的细菌或病毒可让大批无相应免疫力的受感染者突然发病而又无药可医。
②运用转基因技术针对某一种族人群基因组特征制造的生物武器，可以杀伤预想中的特定种族。
③实例：日本战败投降时，侵华日军又一次把培养的细菌释放出来，在中国造成传染病大流行。

1．(2016·榆林高二检测)用重组基因技术制造的全新致病菌比一般的生物武器危害性大，其原因是(　　)
【导学号：10210021】
①人类从来没有接触过这种致病菌　②无药可医
③只有某种易感基因的民族容易感染，而施放国的人却不易感染
A．① B．②　　　C．②③　　　D．①②
【解析】　由于重组基因技术制造的致病菌是自然界从来没有的菌株，人类从来没有接触过的，体内没有形成这种致病菌相应的抗体，也就没有免疫能力，一旦施用可以让大批受感染者突然得病，医学上也因为从来没有接触这样的病例而缺乏针对性的治疗，造成无药可医。一般情况下重组的致病菌使受感染者致病，易感染和抗感染是相对而言的，人是同一个物种，不会有绝对不感染的民族。
【答案】　D
2．(2016·新乡高二检测)害虫损伤番茄的叶片后，组成叶片细胞的细胞壁能释放出一种类激素物质，这种物质可以扩散到番茄的其他部位，诱导细胞内蛋白酶抑制剂基因表达，合成蛋白酶抑制剂，导致害虫不能消化食物而死亡。
科学家利用转基因技术把番茄的蛋白酶抑制剂基因转移到玉米中，使玉米获得了与番茄相似的抗虫性状，有效抵御了玉米螟对玉米的危害。
(1)转入了番茄蛋白酶抑制剂基因的玉米合成番茄蛋白酶抑制剂的具体部位是________，合成的化合物还需要在________________中加工才具有生物活性。
(2)这种抗玉米螟玉米品种的培育技术属于______技术，这种变异在生物学上称为________。
(3)在种植了这种转基因玉米的农田中的杂草是否也会出现抗玉米螟性状？原因是什么？
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(4)抗玉米螟玉米具有显著的生态效应。你认为种植该玉米的农田是否还需要进行防虫管理？理由是什么？
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(5)有人对食用该玉米的安全性表示担忧，你认为这种担忧有无道理？请简要说明理由。
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【解析】　(1)番茄蛋白酶抑制剂的本质为蛋白质，其合成部位为核糖体，但还需要在内质网、高尔基体中加工才具有生物活性。(2)由材料可知，抗玉米螟玉米品种的培育运用的是转基因技术，这种技术的原理是基因重组。(3)、(5)属于开放性试题，答案不唯一，只要有道理即可。(4)抗玉米螟玉米能抗玉米螟，但不一定能抵抗其他害虫，故种植抗玉米螟玉米的农田，仍需要进行防虫管理。
【答案】　(1)核糖体　内质网和高尔基体　(2)转基因　基因重组　(3)(答案不唯一)不会。不同物种之间存在生殖隔离，玉米的花粉不能传递给杂草。(或会。蛋白酶抑制剂基因通过玉米的花粉传递给杂草，使杂草获得抗虫基因，从而表现出抗虫性状。) 　(4)需要。转基因玉米能够抵抗玉米螟，但不一定能抵抗其他玉米害虫。　(5)(答案不唯一)有道理。这种玉米的子粒可能含有蛋白酶抑制剂，人食用后可能抑制人体蛋白酶的活性，影响人体健康。(或没有道理。人蛋白酶与玉米螟蛋白酶结构不同，玉米中的蛋白酶抑制剂对人体蛋白酶无影响。)

1．以下关于抗病毒转基因植物成功表达后的说法，正确的是(　　)
A．抗病毒转基因植物可以抵抗所有病毒
B．抗病毒转基因植物对病毒的抗性具有局限性或特异性
C．抗病毒转基因植物可以抵抗害虫
D．抗病毒转基因植物可以稳定遗传，不会变异
【解析】　抗病毒转基因植物只可以抵抗某些病毒，并不是所有病毒，也不可以抗虫。抗病毒基因的存在可能会增大变异的可能性。
【答案】　B
2．(2016·徐州高二检测)转基因技术在植物品种改良方面应用广泛，其中一项基因工程是改造CO2固定酶。其目的是(　　)
A．提高光合作用效率 B．延长果实的储藏期
C．提高植物的抗性 D．培育新作物品种
【解析】　CO2固定是光合作用暗反应阶段的重要一步，CO2浓度的高低以及植物对不同浓度CO2的固定能力是影响暗反应的重要因素，也是影响光合作用效率的重要因素之一，因此通过基因工程改造CO2固定酶，其目的就是为了提高光合作用效率。
【答案】　A
3．基因治疗是指(　　) 【导学号：10210022】
A．将健康基因导入有基因缺陷的细胞中
B．用DNA探针检测疾病
C．用DNA探针修复缺陷基因
D．将DNA探针导入有基因缺陷的细胞中
【解析】　基因治疗是把健康的外源基因导入有缺陷的细胞中，达到治疗疾病的目的。DNA探针是用来进行基因诊断的工具，而且DNA探针只能用来检测，不能用来修复基因。
【答案】　A
4．经实验分析确定流感病毒的RNA由8个基因组成，据此回答问题。
(1)该流感病毒遗传物质的含氮碱基有哪几种？(分别写出名称和英文缩写)_______________________________________________
_______________________________________________
(2)该病毒的基因控制合成的蛋白质最多有______种。据中心法则分析，该病毒遗传信息的传递过程与人体不同的步骤可能有__________________________________。
(3)20世纪30年代，科学家们发现1918年大流感幸存者体内存在完全可以阻断猪流感病毒毒力的抗体，而1918年后出生的人体内却没有这种抗体。这表明_______________________________________________
_______________________________________________
_______________________________________________。
(4)如何对流感病毒进行改造制造生物武器？危害性与一般生物武器相比怎样？原因是什么？
_______________________________________________
_______________________________________________。
【解析】　(1)流感病毒的遗传物质为RNA，含A、G、C、U4种碱基。依次为腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶、尿嘧啶。
(2)每种基因一般翻译成一种蛋白质。RNA病毒中往往具有RNA的自我复制及逆转录过程，人体中不含这两个步骤。
(3)相同的病原体刺激产生相同的抗体。 自然条件下只有病原体侵入生物体，才会产生相应抗体。
(4)流感病毒基因可与生物毒素分子基因拼接，可用基因工程大批量生产，也可对流感病毒基因进行改造，制造危害性更强的新型生物病毒。
【答案】　(1)腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胞嘧啶(C)、尿嘧啶(U)
(2)8　RNA的复制和RNA的反转录
(3)引发人类流感和猪流感的病毒可能是同一种。幸存者因感染过该类病毒，故已产生相应抗体。1918年以后出生的人没有感染过该病毒，故不产生相应抗体
(4)将流感病毒基因与生物毒素分子基因拼接或对流感病毒基因进行改造。利用基因重组技术获得的生物武器较一般生物武器危害性大，原因是人类从未接触过该致病微生物且无药可医
课堂小结：
网络构建

核心回扣
1. 基因工程打破了常规育种难以突破的物种之间的界限，实现基因交流，可以不同程度地定向改良生物的遗传特性。
2.基因诊断又称为DNA诊断，是采用基因检测的方法来判断患者是否出现了基因异常或携带病原体等。
3.基因治疗是向受体细胞中导入正常功能的基因以置换或弥补缺陷基因的治疗方法。
学业分层测评(三)
(建议用时：45分钟)
[学业达标]
1．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．将人血清蛋白的基因改造后在山羊的乳腺中表达
D．将Bt基因整合到烟草或棉花的基因组并实现表达
【解析】　将草鱼的生长激素基因导入鲤鱼体内是提高鲤鱼的生长速度。导入肠乳糖酶基因的奶牛的牛奶中不含有乳糖，改善了牛奶的品质。将人血清蛋白的基因改造后在山羊的乳腺中表达是乳腺“反应器”的应用。Bt基因是抗虫基因能够提高植物的抗性。
【答案】　B
2．随着转基因技术的发展，“基因污染”应运而生，下列关于基因污染的说法中，不正确的是(　　)
【导学号：10210023】
A．转基因作物可能通过花粉扩散到它的近亲作物上，从而污染生物基因库
B．杂草、害虫从它的近亲获得抗性基因，可能破坏生态系统的稳定性
C．基因污染是一种不可以增殖的污染
D．基因污染难以清除
【解析】　基因污染指基因工程中的目的基因转移到生物体内可能对生物多样性、生态环境和人体健康造成潜在风险和威胁，而且会随着生物的繁殖过程不断增殖，故C项是错误的。
【答案】　C
3．转基因技术可以改良动物品种，生产人类需要的药用蛋白。下列符合生产药用蛋白的是(　　)
A．养殖转生长激素基因鲑鱼
B．养殖抗口蹄疫病毒转基因兔
C．养殖转乳糖酶基因牛
D．从牛乳汁中获得人血清白蛋白
【解析】　基因工程可以利用某些特定的外源基因在哺乳动物体内表达，从这些动物的乳腺细胞中获得人类所需要的各类物质，如激素、白蛋白等。
【答案】　D
4．生物武器的危害有传染性强的特点，针对这一特点，下列哪项不是防治生物武器的有效措施(　　)
A．提前接种和个人的防护
B．发现病人，立即报告，及时隔离
C．注意切断传播途径
D．只注意环境消毒，不注意动植物灭菌
【解析】　防护生物武器，既要注意环境消毒，又要注意动植物灭菌，因为动植物都可以成为传染源。
【答案】　D
5．基因工程产物可能存在着一些安全性问题，但不必担心的是(　　) 【导学号：10210024】
A．四倍体转基因鲤鱼与正常鲤鱼的杂交，导致自然种群被淘汰
B．载体的标记基因(如抗生素抗性基因)可能指导合成有利于抗性进化的产物
C．目的基因(如杀虫基因)本身编码的产物可能会对人体产生毒性
D．目的基因通过花粉的散布转移到其他植物体内，从而可能打破生态平衡
【解析】　四倍体转基因鲤鱼与正常鲤鱼杂交，后代个体的体细胞中含三个染色体组，在减数分裂过程中联会发生紊乱，因此不能产生后代，不会造成自然种群被淘汰。标记基因和目的基因可能含有抗性基因和毒性基因，均存在一定的安全性问题。基因散布到其他植物体内，也有可能改变其特性导致生态环境的平衡遭到破坏。
【答案】　A
6．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、毒素和其他生物活性物质的总称
C．生物武器可以直接或者通过食物、生活必需品等散布
D．生物武器一旦使用，将对军队和平民造成大规模的杀伤后果
【解析】　生物武器与常规武器相比，成本低廉，容易获得，但具有强大的杀伤力。
【答案】　A
7．关于转基因技术的应用，不正确的是(　　)
A．可以将抗病虫害、抗除草剂等基因转入农作物使其具有相应的抗性
B．可以使用DNA重组的微生物，生产稀缺的基因药物
C．可以通过转基因技术使奶牛变成生物反应器，使它们的奶中富含某种营养物质、珍贵药材或人类所需要的蛋白质
D．将不同生物的DNA进行转移和重组，可以创造出新物种
【解析】　可以将抗病虫害、抗除草剂等基因转入农作物使其具有相应的抗性，A正确；可以使用DNA重组的微生物，生产稀缺的基因药物，B正确；可以通过转基因技术使奶牛变成生物反应器，使它们的奶中富含某种营养物质、珍贵药材或人类所需要的蛋白质，C正确；将不同生物的DNA进行转移和重组，可以创造出新品种，但不能产生新物种，D错误。
【答案】　D
8．(2016·青岛高二检测)运用现代生物技术的育种方法，将抗菜青虫的Bt基因转移到优质油菜中，培育出转基因抗虫的油菜品种，这一品种在生长过程中能产生特异的杀虫蛋白，对菜青虫有显著抗性，能大大减轻菜青虫对油菜的危害，提高油菜产量，减少农药作用，保护生态环境。根据以上信息，下列叙述正确的是(　　)
A．Bt基因的化学成分是蛋白质
B．Bt基因中有菜青虫的遗传物质
C．转基因抗虫油菜能产生杀虫蛋白是由于Bt基因在其体内得以表达的结果
D．转基因抗虫油菜产生的杀虫蛋白是无机物
【解析】　Bt基因也被称为Bt毒蛋白基因，在该基因指导下表达出的蛋白质对害虫有毒害作用，能够杀死害虫，但对哺乳动物无害。该基因来自苏云金芽孢杆菌。把该基因通过基因工程手段导入植物体内可培育成抗虫植物，减少农药的使用量，既增加了农作物产量，也保护了环境。
【答案】　C
9．腺苷酸脱氨酶(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，再将这些白细胞注射入患者体内，使其免疫功能增强，能正常生活。下列有关叙述中，正确的是(　　) 【导学号：10210025】
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细胞系后再注射入患者体内
D．运用基因工程技术，把有缺陷的基因切除，达到治疗疾病的目的
【解析】　正常ADA基因并没有替换患者的缺陷基因，A错误；正常ADA基因通过控制ADA的合成来增强免疫功能，B正确；T淋巴细胞需在体外培养至一定数量时再注入患者体内，保证体内有足量的携带正常基因的T淋巴细胞，但并非培养成细胞系，C错误；运用基因工程技术，把有缺陷的基因切除，仍不能产生ADA，不能达到治疗疾病的目的，D错误。
【答案】　B
10．一个学习小组的同学在对当地栽培农作物种类进行调查时，发现有的地方种植了转基因抗除草剂玉米，这种玉米在喷洒除草剂的环境中生长良好，杂草被除草剂杀死，玉米还能正常生长，这种转基因玉米除直接食用外，还被加工成食品摆在超市的货架上。请回答下列问题。
(1)一部分同学认为，这种转基因玉米不会对当地的生物多样性构成威胁。如果你同意这种观点，请列举出三条理由：
①_______________________________________________。
②_______________________________________________。
③_______________________________________________。
(2)用转基因玉米加工的食品被摆在超市货架上，生产厂商根据我国的有关规定，对产品进行转基因生物标注，这样做是为了保护________________。在有关标识中，应标注“______________”或“____________”如果该产品中已不再含有或检测不出转基因成分，应标注为“本产品为______________加工制成，但本品中________________”。
【解析】　(1)转基因生物不会对当地生物多样性构成威胁，有以下理由：转基因生物虽然具有某些新的性状，但其生命力没有人们想象的那么强，扩散到种植区以外时，会很快死亡；转基因生物的种植需有一定的水、肥等条件，以及配套的种植技术；转基因生物与其他自然生物之间存在生殖隔离，难以进行自然杂交；许多植物花粉的传播距离有限，存活时间有限，具有受精能力的时间更短。
(2)2002年，我国农业部颁布了《农业转基因生物标识管理办法》，要求对转基因生物产品及其加工品加贴标，以方便消费者自主选择，保护消费者的知情权。对不同产品标注内容不同。
【答案】　(1)①玉米与其他植物之间存在生殖隔离
②玉米花粉的传播距离有限　③玉米花粉的存活时间有限(或其他理由)
(2)消费者的知情权　转基因玉米加工品　加工原料为转基因玉米　转基因玉米　已不再含有转基因成分
[能力提升]
11．20世纪90年代，乌干达木薯业遭到了病害的毁灭性打击。科学家究其原因发现，是一种新的病毒引发的疾病，这种新病毒是由两种已知病毒重组产生的。这一事实是对下列哪一观点的有力支持(　　)
A．转基因生物有可能成为“入侵的外来物种”，威胁生态系统中其他生物的生存
B．转基因生物的外源基因有可能与侵入体内的某些细菌或病原体杂交，从而重组出对人类或其他生物有害的病原体
C．转基因植物的抗除草剂基因，有可能通过花粉传播而进入杂草中，使杂草成为除不掉的“超级杂草”
D．抗虫棉能抵抗棉铃虫，但随着棉铃虫抗性的增强，抗虫棉有可能被淘汰
【解析】　这种新病毒是由两种已知病毒重组产生的，说明两种病毒的基因可以重新组合，形成新的生物。因此是对B项的有力支持。
【答案】　B
12．下列有关转基因生物引发的安全性问题的叙述，错误的是(　　) 【导学号：10210026】
A．转基因生物引发的安全性问题包括食物安全、生物安全、环境安全
B．转基因生物引起安全性问题的原因之一是外源基因插入宿主基因组的部位往往是随机的
C．转基因生物引发的安全性问题是无法弥补的
D．转基因生物有可能造成安全性问题，但不能一概而论
【解析】　转基因生物引发一系列安全方面的争议，主要包括食物安全、生物安全、环境安全等。产生争议的原因是多方面的，其中外源基因在插入宿主细胞的基因组时，插入的部位往往是随机的，带有一定的不确定性，也可能因为不同植物间的杂交而使某些抗性基因随意传播等。因此在进行转基因工程时，要注意严格控制，趋利避害。但由此引发的安全性问题是可以控制和弥补的。
【答案】　C
13．诺贝尔生理学或医学奖得主马里奥·卡佩基等三位科学家创造了“基因敲除”的方式：将外源基因整合到小鼠胚胎干细胞的DNA同源序列中，使某一个基因被取代或破坏而失活，形成杂合体细胞；然后将“修饰”后的胚胎干细胞植入小鼠的早期胚胎，生成嵌合体小鼠。科学家已经利用上述技术成功地把人类囊肿性纤维化病的致病基因移植到小鼠身上，培育出了患囊肿性纤维化的小鼠。下列有关叙述最可能错误的是(　　)
A．这种嵌合体小鼠长大后体内存在外源基因，而且可能会遗传给后代
B．在“基因敲除”中需要用到限制性核酸内切酶等
C．通过“基因敲除”方式导致的变异类型属于基因突变
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
【解析】　依题干信息可知，“基因敲除”实质上是用外源基因取代或破坏DNA同源序列中的某一个基因，导致其失活，属于基因重组。
【答案】　C
14．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。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到鼠的基因组。
(4)在研制膀胱生物反应器时，应使外源基因在小鼠的________细胞中特异表达。
【解析】　在基因工程中，若受体细胞是动物细胞，常采用显微注射的方法导入目的基因。若要使小鼠膀胱上皮细胞合成人的生长激素，在进行基因转移时，当作受体细胞的通常是受精卵，其原因是受精卵具有全能性，可使外源基因在相应组织细胞中得到表达。检测目的基因是否插入到受体细胞的基因组，通常采用的是DNA分子杂交技术。
【答案】　(1)显微注射法　(2)受精卵(或早期胚胎)　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细胞中表达　(3) DNA分子杂交(核酸探针)
(4)膀胱上皮
15．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”独立种植若干代以后，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：_______________________________________________
_______________________________________________。
【解析】　基因工程的优点是目的性强、育种周期短，克服了远源杂交不亲和的障碍。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。
【答案】　(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，克服了远源杂交不亲和的障碍
(5)限制性核酸内切酶　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