新课标创新人教生物选修基因工程的应用样本.doc

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一、 植物基因工程的成果
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
类型
项目
抗虫转基因植物
抗病转基因植物
方法
从某些生物中分离出具有杀虫活性的基因, 将其导入植物中
将抗病基因导入植物中
基因种类
Bt毒蛋白基因、 蛋白酶抑制剂基因、 淀粉酶抑制剂基因、 植物凝集素基因等
①抗病毒基因: 病毒外壳蛋白基因和病毒的复制酶基因
②抗真菌基因: 几丁质酶基因和抗毒素合成基因
成果
转基因抗虫棉、 转基因抗虫水稻等
抗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
意义
减少化学农药的使用, 降低生产成本, 减少环境污染, 降低了对人体健康的损害

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
　　 项目
应用　　　
基因来源或处理
成果
用于提高动物生长速度
外源生长激素基因
转基因绵羊、 转基因鲤鱼
用于改进畜产品的品质
肠乳糖酶基因
转基因牛分泌的乳汁中乳糖含量少
用转基因动物生产药物
药用蛋白基因＋乳腺蛋白基因的启动子
乳腺生物反应器
用转基因动物作器官移植的供体
抑制抗原决定基因的表示或除去抗原决定基因
结合克隆技术培育出没有免疫排斥反应的转基因克隆猪器官
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: 经过基因工程技术, 使外源基因在工程菌细胞内高效表示。
(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, 使该基因的表示产物发挥功能, 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

根据上图和教材相关内容, 回答下列问题
(1)转基因抗虫棉的目的基因是Bt毒蛋白基因, Bt毒蛋白基因是从苏云金芽孢杆菌体内提取出来的。由于抗虫基因具有专一性, 因此抗虫棉不能抗病毒、 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: 目的基因来自其它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。
②目的基因直接或间接控制生物性状。(√)
③抗虫、 抗病可分别经过害虫接种、 病毒接种来进行个体水平的检测。(√)
(3)从环境保护角度出发, 分析转基因抗虫棉与普通棉相比, 在害虫防治方面有哪些优越性?
提示: 减少化学农药的使用量, 降低环境污染。
2．动物基因工程的应用

根据上面图示, 结合教材内容回答下列问题:

(1)

(2)动物乳腺生物反应器生产药物有什么优点与限制?
提示: 优点: 产量高、 质量好、 成本低、 易提取。局限: 受动物性别和是否处于生殖期的限制。
(3)用基因工程技术实现动物乳腺生物反应器的操作过程与转基因动物的操作过程有什么异同?
提示: 二者过程相似, 不同之处在于获得转基因动物时, 需要将编码目的蛋白质的基因序列与乳腺蛋白基因的启动子等调控组件重组在一起构建表示载体。

[总结升华]
1．转基因生物自交后代性状分离比分析
若将目的基因插入同源染色体中的一条染色体DNA中, 则转基因生物可看做是杂合子。若用A＋表示含有目的基因的染色体, A－表示不含目的基因的染色体, 则有:

因此子代中不含目的基因的个体占1/4。
2．乳腺生物反应器与工程菌生产药物的区别

乳腺生物反应器
工程菌
含义
将外源基因在哺乳动物的乳腺中特异表示, 利用动物的乳腺组织生产药物蛋白
用基因工程的方法, 使外源基因得到高效表示的菌类细胞株系
受体基因结构与人类基因结构差异
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的基因结构有较大差异
基因表示
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
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
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
生产设备
畜牧业生产、 提取设备
工业生产, 设备精良

【易错易混】
(1)动物基因工程的目的不但是为了培育体型巨大的动物, 更重要的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, 不是经过基因工程改造的工程菌。
(3)Bt毒蛋白基因产生的Bt毒蛋白并无毒性, 进入昆虫消化道被分解成多肽后产生毒性。
(4)并不是所有农作物都需要导入抗除草剂基因提高其对除草剂的抗性, 只有对除草剂敏感的农作物需要导入。
(5)用乳腺生物反应器生产药物的优点是产量高、 质量好、 成本低、 易提取, 但从乳腺生物反应器中提取目的基因产物, 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限制。

[对点演练]
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, 其膀胱上皮细胞能够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, 常见的方法是________。
(2)进行基因转移时, 一般要将外源基因转入__________中, 原因是________________________________________________________________________。
(3)一般采用____________技术检测外源基因是否插入了小鼠的基因组。
(4)在研制膀胱生物反应器时, 应使外源基因在小鼠的________细胞中特异性表示。
解析: 在基因工程中, 若受体细胞是动物细胞, 常采用显微注射法导入目的基因。若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, 作受体细胞的一般是受精卵, 因为受精卵具有全能性, 可使外源基因在相应组织细胞中得到表示。检测目的基因是否插入受体细胞的基因组, 一般采用的是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示　(3)DNA分子杂交　(4)膀胱上皮

[共研探究]
复合型免疫缺陷症是一种遗传疾病。美国一名患有严重复合型免疫缺陷症的4岁女童由于腺苷酸脱氨酶基因缺失, 造成体内缺乏腺苷酸脱氨酶; 而腺苷酸脱氨酶是人体免疫系统发挥正常功能作用所必须的。因此, 女童不能抵抗病原微生物的威胁。1990年9月, 这名女童接受了基因治疗, 研究人员将腺苷酸脱氨酶基因转入取自患者的淋巴细胞中, 使淋巴细胞能够产生腺苷酸脱氨酶, 然后, 再将这种淋巴细胞转入患者体内。半年后, 在血液中检测出了被改造的淋巴细胞, 女童体内产生的腺苷酸脱氨酶也越来越多, 女童产生抗体的能力显著改进。

根据材料回答下列问题:
1．基因治疗的原理是利用正常基因置换或弥补缺陷基因, 即把正常基因导入病人体内, 使该基因的表示产物发挥功能, 从而达到治疗疾病的目的。
2．根据上述示意图完善该女童基因治疗的步骤及是否治疗成功的鉴定方法。
(1)治疗步骤: 获取腺苷酸脱氨酶基因→构建腺苷酸脱氨酶基因表示载体→将重组DNA分子导入淋巴细胞→筛选成功转移的细胞扩增培养, 最后输入患者体内→腺苷酸脱氨酶基因的检测和鉴定。
(2)鉴定方法:
①鉴定女童体内产生的腺苷酸脱氨酶是否越来越多。②鉴定女童产生抗体的能力是否明显改进, 免疫能力是否明显提高。
(3)研究人员将腺苷酸脱氨酶基因转入淋巴细胞而不是其它细胞的原因可能是腺苷酸脱氨酶是人体免疫系统发挥正常功能所必须的, 淋巴细胞中具有这种酶才能产生抗体等免疫物质。
(4)请运用所学遗传学原理, 预测该女童腺苷酸脱氨酶基因缺失的可能原因。
提示: 基因突变; 染色体变异(或染色体结构变异、 染色体数目变异)。
3．试区分基因诊断和基因治疗。
提示: 基因诊断是以DNA分子杂交为原理, 利用基因探针, 快速、 准确地检测人类疾病。基因治疗是把正常基因导入有基因缺陷的细胞中, 达到治疗疾病的目的。
4．在基因治疗过程中, 外源(正常)基因、 病变基因都能够表示, 正常基因的表示掩盖了病变基因的表示, 使病人表现正常。但基因治疗只是改变了病人部分体细胞的遗传物质, 因此恢复正常的性状不会遗传给子女。

[总结升华]
基因诊断和基因治疗
1．基因诊断
(1)方法: DNA分子杂交法(DNA探针法)
(2)原理: 根据碱基互补配对原则, 把互补的双链DNA解开, 把单链的DNA小片段用同位素、 荧光分子或化学发光催化剂等进行标记。之后与被检测DNA中的同源互补序列杂交, 从而检出所要查明的DNA或基因。
(3)具体步骤: 抽取组织液或体液作样品―→分离样品DNA样品DNA解旋加标记的DNA探针洗脱,与标记的DNA探针结合的片段检测病人所得疾病。
2．基因治疗
基因治疗
类型
体内基因治疗
体外基因治疗
现状
当前处于初期的临床实验阶段
用于治疗的基因种类
从健康人体分离得到的功能正常的基因、 反义基因、 编码能够杀死癌变细胞的蛋白酶基因

[对点演练]
2．基因治疗是人类疾病治疗的一种新手段, 下列有关叙述不正确的是(　　)
A．基因治疗是治疗人类遗传病的最有效的手段
B．基因治疗是一种利用基因工程产品治疗人类疾病的方法
C．以正常基因替换致病基因属于基因治疗的一种方法
D．基因治疗的靶细胞能够是体细胞和生殖细胞
解析: 选B　基因治疗是将人的正常基因或有治疗作用的基因经过一定方式导入人体靶细胞以纠正基因的缺陷或者发挥治疗作用, 从而达到治疗疾病的生物医学新技术。

1．下列属于基因工程技术培养的新品种的是(　　)
A．耐寒的小黑麦
B．抗棉铃虫的转基因抗虫棉
C．太空椒
D．试管牛
解析: 选B　耐寒的小黑麦是多倍体育种, 原理是染色体变异, A错误; 抗虫棉是基因工程育种, 目的基因是苏云金芽孢杆菌的抗虫基因, B正确; 太空椒是诱变育种, 原理是基因突变, C错误; 试管牛是胚胎工程育种, 涉及体外受精、 早期胚胎发育和胚胎移植, D错误。
2．下列关于基因工程的成果及应用的说法, 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
D．当前, 在发达国家, 基因治疗已用于临床实践
解析: 选C　抗虫基因的产物是毒蛋白, 只能对害虫起作用; 基因工程在畜牧业上应用的主要目的是培养生长速度快、 品质优良的动物; 在发达国家, 基因治疗当前处于初期的临床试验阶段。
3．利用含四环素抗性基因的质粒将大肠杆菌改造成工程菌, 生产鼠的β珠蛋白, 相关操作不合理的是(　　)
A．利用反转录技术获得β珠蛋白
B．用含抗四环素抗性基因的质粒构建基因表示载体
C．用Ca2＋处理含四环素抗性的大肠杆菌使其处于感受态
D．用含有四环素抗性的培养基筛选导入重组质粒的工程菌
解析: 选C　受体细胞——大肠杆菌不应具有四环素抗性, 否则无法利用这一特点筛选出具有重组质粒的受体细胞。
4．科学家们对一位由于缺乏腺苷酸脱氨酶基因而患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白细胞取出进行体外培养, 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白细胞中, 再将这些转基因白细胞转入患者体内, 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)将转基因白细胞多次转入患者体内后, 患者的免疫能力趋于正常, 是由于白细胞中能合成____________。
(4)人的腺苷酸脱氨酶基因与胰岛素基因的主要差别是
________________________________________________________________________。
解析: 基因治疗就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。逆转录病毒的作用是作为载体, 将目的基因(腺苷酸脱氨酶基因)导入白细胞中, 目的基因在受体细胞中经过转录和翻译, 表示产生腺苷酸脱氨酶。人的不同基因所含有的脱氧核苷酸的排列顺序是不同的。
答案: (1)外源基因　基因缺陷　(2)载体(或基因的运载工具)　腺苷酸脱氨酶基因　白细胞　(3)腺苷酸脱氨酶
　(4)脱氧核苷酸的排列顺序不同

【基础题组】
1．下列关于基因工程相关知识的叙述, 正确的是(　　)
A．在基因工程操作中为了获得重组质粒, 必须用相同的限制酶, 露出的黏性末端能够不相同
B．若要生产转基因抗病水稻, 可将目的基因先导入到大肠杆菌中, 再转入水稻细胞中
C．如要提高作物中某种氨基酸的含量, 能够导入控制合成含有该种氨基酸比较多的蛋白质的基因
D．基因治疗主要是对具有缺陷的体细胞进行全面修复
解析: 选C　获得重组质粒, 必须要求有相同的黏性末端, 使用的限制酶能够不同。转基因技术操作过程中, 必须经过重组载体才能将目的基因导入受体细胞。基因治疗并不能修复缺陷基因。
2．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依据　④受精卵是理想的受体
A．①②③④　　　　　　B．①③④
C．②③④ D．①②④
解析: 选B　基因工程可将控制特定性状的外源基因导入受体细胞, 从而定向改造生物的性状; DNA连接酶连接磷酸二酯键; 由蛋白质中的氨基酸序列可推知相应mRNA中的核苷酸序列, 进而可推测相应基因中的核苷酸序列, 从而能够用化学合成方法人工合成目的基因; 受精卵的全能性高, 容易发育为一个完整的生物个体, 是动物基因工程理想的受体。
3．《人类基因治疗》报道, 在美国佛罗里达大学基因治疗中心接受基因治疗的三名遗传性失明患者都重新获得了一定的视力, 而且没有严重的副作用。基因治疗是指(　　)
A．把健康外源基因导入有基因缺陷的细胞中, 达到治疗疾病的目的
B．对有缺陷的基因进行修复, 从而使其恢复正常, 达到治疗疾病的目的
C．运用人工诱变方法, 使有基因缺陷的细胞发生基因突变, 从而恢复正常
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: 选A　基因治疗只是将正常的基因导入病人体内, 使该基因的表示产物发挥功能, 从而达到治疗疾病的目的, 细胞中的缺陷基因并未修复, 而是和正常基因同时存在。
4．中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示
D．将乙肝病毒的表面抗原基因导入受体细胞并表示
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, 因此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, 导入受体细胞, 使受体细胞表示乙肝病毒的蛋白质外壳。
5．下列转基因植物与所选用的目的基因对应错误的是(　　)
A．抗虫棉——Bt毒蛋白基因
B．抗病毒转基因烟草——几丁质酶基因
C．抗盐碱和抗旱植物——调节细胞渗透压的基因
D．耐寒的番茄——抗冻基因
解析: 选B　抗病毒转基因植物常使用病毒外壳蛋白基因和病毒的复制酶基因作为目的基因; 几丁质酶基因及抗毒素合成基因一般用作抗真菌转基因植物的目的基因。
6．α1­抗胰蛋白酶缺乏症是北美常见的一种单基因遗传病, 患者成年后会出现肺气肿及其它疾病, 严重者甚至死亡。利用基因工程技术将控制该酶合成的基因导入羊的受精卵, 最终培育出能在乳腺细胞表示人α1­抗胰蛋白酶的转基因羊, 从而更容易获得这种酶。如图是其操作过程:

下列关于该过程的叙述, 错误的是(　　)
A．载体上绿色荧光蛋白基因(GFP基因)的作用是便于筛选含有目的基因的受体细胞
B．将目的基因导入羊膀胱细胞中, 将会更加容易得到α1­抗胰蛋白酶
C．培养出的转基因羊的所有细胞中都含有该目的基因, 故该羊有性生殖产生的后代也都能产生α1­抗胰蛋白酶
D．目的基因与载体重组过程需要DNA连接酶的催化作用
解析: 选C　载体上绿色荧光蛋白基因作为标记基因, 可用于筛选含目的基因的受体细胞, A正确; 将目的基因导入羊膀胱细胞中可制得膀胱生物反应器, 获取产品将不受性别和发育时期的限制, B正确; 转基因羊有性生殖产生的后代会发生性状分离, 有的子代不再具有转基因生物的特性, C错误; 目的基因与载体的重组, 需要DNA连接酶的催化作用, D正确。
7．下列有关动物基因工程的说法, 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度
B．将肠乳糖酶基因导入奶牛基因组中, 使获得的转基因牛分泌的乳汁中乳糖的含量大大降低
C．利用基因工程技术, 得到的乳腺生物反应器能够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
解析: 选D　用转基因动物作为器官移植的供体时, 可将某种调节因子导入器官供体基因组, 以抑制抗原决定基因的表示, 或设法除去抗原决定基因, 再结合克隆技术, 培育出没有免疫排斥反应的转基因克隆器官。
8．[双选]( ·广东高考)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需使用逆转录酶
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AD　①过程是反转录过程, 需要逆转录酶催化; ②过程是利用PCR技术对目的基因进行扩增, 该过程不需要解旋酶, 解旋是经过高温实现的; 用CaCl2溶液处理大肠杆菌, 可使其成为感受态细胞; 鉴别目的基因是否导入受体细胞可利用DNA分子杂交技术。
【能力题组】
9．21世纪被认为是生物学的世纪, 当前基因芯片能够在很短的时间内观察到病变细胞, 并分析出是因哪个基因变异而引起的疾病。以下与基因芯片有关的叙述, 不正确的是(　　)
A．利用基因芯片能够进行基因鉴定
B．利用基因芯片能够改造变异基因
C．利用基因芯片能够检测变异基因
D．基因芯片技术能识别碱基序列
解析: 选B　基因芯片只是利用DNA分子杂交原理, 进行遗传信息的鉴定, 不能用于改造变异基因。
10．下列高科技成果中, 根据基因重组原理进行的是(　　)
①中国科学家袁隆平利用杂交技术培育出超级水稻　②中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中国科学家经过返回式卫星搭载种子培育出太空椒
A．①　　　　B．①②　　　C．①②③　　D．②③
解析: 选B　袁隆平利用杂交技术培育出的超级水稻, 其原理是基因重组; 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, 属于经过基因工程进行的基因重组; 培育太空椒是利用宇宙射线, 诱发种子发生基因突变。
11．近年来基因工程的发展非常迅速, 科学家能够用DNA探针和外源基因导入的方法进行遗传病的诊断和治疗。下列做法不正确的是(　　)
A．用DNA探针检测镰刀型细胞贫血症
B．用DNA探针检测病毒性肝炎
C．用导入外源基因的方法治疗半乳糖血症
D．用基因替换的方法治疗21三体综合征
解析: 选D　基因工程是基因水平上的现代生物技术, 而21三体综合征属于染色体异常遗传病, 患者的第21号染色体比正常人多一条, 无法从基因水平上治疗。
12．科学家运用基因工程技术, 将人凝血因子基因导入山羊的DNA中, 培育出羊乳腺生物反应器, 使羊乳汁中含有人凝血因子。下列有关叙述正确的是(　　)
A．可用显微注射技术将含有人凝血因子基因的重组DNA分子导入羊的受精卵
B．在该转基因羊中, 人凝血因子基因存在于乳腺细胞, 而不存在于其它细胞
C．人凝血因子基因开始转录后, DNA聚合酶以DNA分子的一条链为模板合成mRNA
D．科学家将人凝血因子基因与乳腺蛋白基因重组在一起, 从而使人凝血因子基因只在乳腺细胞中特异性表示
解析: 选A　将目的基因导入受精卵中, 因此该转基因羊的体细胞中都含有目的基因。DNA聚合酶催化DNA复制过程, 而不作用于转录。科学家将乳腺蛋白基因的启动子与人凝血因子基因重组在一起, 导入受精卵中。
13．玉米等C4植物的光合效率较水稻、 小麦等C3植物的高, 磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC)在其中起了很大的作用。最近, 有人利用农杆菌介导法, 将完整的玉米PEPC基因导入C3植物水稻的基因组内, 为快速改良水稻等C3植物, 提高粮食作物产量开辟了新途径。请回答:
(1)若你是科研人员, 最好采用________途径获得玉米PEPC基因。
(2)获得PEPC基因后, 将其导入土壤农杆菌的质粒内, 以获得重组质粒, 需要的工具酶是________________________________________________________________________和
____________。
(3)导入完成后得到的土壤农杆菌, 实际上只有少数导入了重组质粒。可在培养土壤农杆菌的培养基中加入________, 最终筛选出成功导入了重组质粒的土壤农杆菌(假设质粒中含有标记基因如青霉素抗性基因)。
(4)PEPC基因在水稻细胞中成功表示的标志是________________________________。
(5)得到PEPC基因成功表示的水稻细胞后, 科研人员常采用________技术获得转基因水稻植株。
解析: (1)由于已知目的基因的产物, 因此用人工合成法获取目的基因的操作比较简单。(2)在基因表示载体的构建过程中, 需要用限制酶将质粒切开, 用DNA连接酶将目的基因与质粒连接。(3)标记基因在目的基因的检测和鉴定中起决定作用。(4)表示成功即合成相应蛋白质。(5)为了保持优良性状, 要经过植物组织培养技术进行无性生殖。
答案: (1)人工合成　(2)限制酶　DNA连接酶　(3)青霉素　(4)在水稻细胞中合成PEPC　(5)植物组织培养
14．在培育转基因植物的研究中, 卡那霉素抗性基因(kanr)常作为标记基因, 只有含卡那霉素抗性基因的细胞才能在含卡那霉素的培养基上生长。如图为获得抗虫棉的技术流程, 请据图回答下列问题:

(1)A过程需要的酶有________________________________。
(2)B过程及其结果体现了质粒作为载体必须具备的两个条件是________________________________________________________________________。
(3)C过程的培养基除含有必要的营养物质、 琼脂和激素外, 还必须加入____________。
(4)如果利用DNA分子杂交原理对再生植株进行检测, D过程应该用________________________作为探针。
(5)科学家发现转基因植株的卡那霉素抗性基因的传递符合孟德尔遗传规律。
①将转基因植株与______________杂交, 其后代中抗卡那霉素型与卡那霉素敏感型的数量比为1∶1。
②若该转基因植株自交, 则其后代中抗卡那霉素型与卡那霉素敏感型的数量比为__________。
解析: (1)A过程为目的基因与载体相结合的过程, 需要同一种限制酶和DNA连接酶。(2)B过程为目的基因导入受体细胞的过程, 目的基因是否导入受体细胞需检测标记基因, 在培养过程中, 质粒能进行复制并能稳定保存。(3)C过程的培养基中必须加入卡那霉素才能对含卡那霉素抗性基因的细胞进行选择。(4)D过程用含放射性同位素标记的抗虫基因作探针检验植株中是否含有抗虫基因。(5)转基因植株相当于杂合子, 与非转基因植株杂交, 后代两种性状个体的数量比为1∶1, 转基因植株自交, 后代两种性状个体的数量比为3∶1。
答案: (1)限制酶和DNA连接酶　(2)具有标记基因; 能在宿主细胞中复制并稳定保存　(3)卡那霉素　(4)放射性同位素标记的抗虫基因　(5)①非转基因植株　②3∶1
15．下面为从苏云金芽孢杆菌中获取抗虫基因(简称Bt基因)培育转基因抗虫棉的图解, 请据图回答下列问题:

(1)图中a 过程要用到的酶是________。
(2)在进行图中b过程时, 由中国科学家独创的十分简便经济的方法是__________________法, 另外, 也一般采用________________法。若要培育转基因绵羊, 则此过程要用________法。
(3)为确定抗虫棉是否培育成功, 既要用放射性同位素标记的________作探针进行分子杂交测试, 又要在个体生物学水平上鉴定, 后者具体过程是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)活化的毒性物质应是一种________分子, 能够全部或部分结合于昆虫肠上皮细胞的特异性受体上, 使细胞膜产生孔道, 导致细胞由于渗透平衡的破坏而破裂。
(5)中国在”863”计划资助下开展Bt抗虫棉、 抗虫水稻等研究, 能够减少农药、 杀虫剂的使用, 这将对________起到重要作用。
解析: (1)切割DNA分子以获取目的基因需用限制性核酸内切酶。(2)将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、 花粉管通道法, 其中由中国科学家独创的方法是花粉管通道法, 最常见的方法是农杆菌转化法。将目的基因导入动物细胞的方法一般是显微注射法。(3)DNA 探针是指用放射性同位素标记的含目的基因的DNA片段。个体生物学水平上的鉴定是检测其是否表现出抗虫性状。(4)活化的毒性物质是由原毒素经蛋白酶处理而成, 而原毒素是Bt 基因表示的产物, 本质为蛋白质, 经蛋白酶处理后为多肽。(5)Bt抗虫棉等能够在不使用农药的前提下防虫、 治虫, 避免了使用农药对环境造成的污染。
答案: (1)限制性核酸内切酶(限制酶)　(2)花粉管通道　农杆菌转化　显微注射　(3)目的基因(或Bt基因)　让害虫吞食抗虫棉叶子, 观察害虫的存活状态(合理即可)　(4)多肽　(5)保护环境