最新人教版必修二基因工程及其應(yīng)用教案

1、第2節(jié)基因工程及其應(yīng)用學(xué)習(xí)目標(biāo)1.說(shuō)出基因工程的概念。2.說(shuō)出基因工程的基本工 具。（重點(diǎn)）3.闡述基因工程的基本操作。（重點(diǎn)）4.舉例說(shuō)明基因工程的 應(yīng)用。知識(shí)點(diǎn)1基因工程的原理請(qǐng)仔細(xì)閱讀教材第102103頁(yè)，完成下面的問(wèn)題。1 .概念：基因工程，又叫做基因拼接技術(shù)或DNA重組技術(shù)。通俗地說(shuō)，就是按照人們的意愿，把一種牛物的某種基因提取出來(lái), 加以修飾改造、然后放到另一種生物的細(xì)胞里，定向地改造牛物的遺 傳性狀。2 .原理：基因重組。3 .操作水平：DNA分子水平:操作環(huán)境：體外。4 .基本工具（1）基因的“剪刀” 限制件核酸內(nèi)切酶（簡(jiǎn)稱限制酶）。特點(diǎn)：一種限制酶只能識(shí)別一種特定的核昔酸序列

2、。作用位點(diǎn)：磷酸二酯鍵。產(chǎn)物：a.黏性末端;b.平末端。實(shí)例：大腸桿菌的一種限制酶能識(shí)別 GAATTC序列，并在G和A之間切割，產(chǎn)生兩個(gè)帶有黏性末端的 DNA片段，如圖所示:(2)基因的“針線” 一一DNA連接酶。作用對(duì)象：兩個(gè)具有相同末端的 DNA分子作用位置：脫氧核糖與磷酸之間的缺口。產(chǎn)物：形成重組DNA分子。(3)基因的運(yùn)載體作用：將外源基因送入受體細(xì)胞。種類質(zhì)粒分布：許多幽以及酵母菌等 生物擬核或細(xì)胞核外 特性,能夠自主復(fù)制、組成:環(huán)狀DA分子動(dòng)植物病毒運(yùn)載體必須具備的條件a.能在受體細(xì)胞中復(fù)4L并穩(wěn)定保存。b.具有二個(gè)或發(fā)個(gè)限制酶切點(diǎn)，便于外源基因插入。c.具有標(biāo)記基因,如：抗性基因

3、，便于進(jìn)行篩選。5 .操作步驟小r f目的基因：人們所需要的特定基因的基因;用某種限制酶切割質(zhì)粒目瑞基因與 用同種限制酶切割目的基因運(yùn)載體結(jié)合,加入DNA連接酶I |質(zhì)粒和目的基因結(jié)合成重組DA分子V將目的基因?qū)е饕墙梃b迎或病毒侵人受體細(xì)胞'染細(xì)胞的方法I檢則:根據(jù)受體細(xì)胞中是否具有目的基因的 標(biāo)記基因.判斷目的基因?qū)肱c否 檢測(cè)和鑒定鑒定;受體細(xì)胞表現(xiàn)出特定的性I狀，如棉花抗蟲(chóng)性狀的表現(xiàn)知識(shí)點(diǎn)2基因工程的應(yīng)用及其安全性請(qǐng)仔細(xì)閱讀教材第104106頁(yè)，完成下面的問(wèn)題。1 .基因工程的應(yīng)用(1)作物育種現(xiàn)狀：近幾年來(lái)，人們利用基因工程的方法，獲得了高_(dá) 產(chǎn)和具有優(yōu)良品質(zhì)的農(nóng)作物,培育出

4、具有各種抗逆性的作物新品種。實(shí)例：抗棉鈴蟲(chóng)的轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉抗蟲(chóng)基因來(lái)自蘇云金芽抱桿菌，該基因能夠指導(dǎo)合成一種毒性很 強(qiáng)的蛋白質(zhì)晶體，使棉鈴蟲(chóng)等害蟲(chóng)死亡?？茖W(xué)家將編碼這個(gè)蛋白質(zhì)的 基因?qū)胱魑?，使作物自身具有抵御蟲(chóng)害的能力。意義：抗蟲(chóng)基因作物的使用，不僅減少了農(nóng)藥的用量,而且大 大降低了生產(chǎn)成本。(2)藥物研制現(xiàn)狀：在藥品生產(chǎn)中，有些藥品由于受原料來(lái)源的限制， 價(jià)格 十分昂貴。用基因工程的方法能夠高效率地生產(chǎn)出各種高質(zhì)景:、 低成 本的藥品，如胰島素、干擾素、乙肝疫苗。實(shí)例：胰島素科學(xué)家將人體內(nèi)能夠產(chǎn)生月夷島素的基因與大腸桿菌的DNA分子重組，并在大腸桿菌內(nèi)獲得成功表達(dá)。意義：大大降低了藥品生產(chǎn)的

5、成本。(3)環(huán)境保護(hù)利用轉(zhuǎn)基因細(xì)菌降解有毒有害的化合物，吸收環(huán)境中的重金屬， 分解泄漏的石油，處理工業(yè)廢水等。2 .轉(zhuǎn)基因生物及轉(zhuǎn)基因食品的安全性目前對(duì)轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因食品的安全性問(wèn)題存在兩個(gè)觀點(diǎn)(1)轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因食品是安全的，應(yīng)該大范圍推廣。(2)轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因食品是不安全的，應(yīng)該嚴(yán)格控制。態(tài)度: 要理性看待科學(xué)技術(shù)，在看到轉(zhuǎn)基因技術(shù)的應(yīng)用前景非常廣闊的同 時(shí)，也要正視轉(zhuǎn)基因技術(shù)帶來(lái)的安全性問(wèn)題，要趨利避害,而不能互 噎廢食。要點(diǎn)一基因工程的原理和操作過(guò)程1.基因工程的概念基因工程的別名基因拼接技術(shù)或DNA重組技術(shù)實(shí)質(zhì)基因重組操作環(huán)境生物體外操作對(duì)象基因操作水平DNA分子水平基本

6、過(guò)程剪切一拼接-導(dǎo)入一表達(dá)結(jié)果定向改造生物的遺傳性狀，獲得人類需要的基因產(chǎn)物或生物新品種2.基因工程的基本步驟提取目的基因：人們所需的特定基因目的V基因'直接分離基因獲取:人工(反轉(zhuǎn)錄法途徑' 合成根據(jù)蛋白質(zhì)中氨基酸序列,推測(cè)出、基因I核甘酸序列，通過(guò)化學(xué)方法合成DNA用一種限制酶切割質(zhì)粒目的基因與運(yùn)載體結(jié)合用同一種限制酶切割目的基因¥加入DA連接酶¥質(zhì)粒和目的基因結(jié)合成重組DA分子將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞;主要是借助細(xì)菌或病毒侵染細(xì)|胞的方法檢測(cè)：根據(jù)受體細(xì)胞中是否具有標(biāo)記基因，B的基因的判斷目的基因是否導(dǎo)入受體細(xì)胞檢測(cè)與鑒定鑒定：看受體細(xì)胞是否表現(xiàn)目的基因

7、控制的L 性狀3 .構(gòu)建基因表達(dá)載體的過(guò)程及工具酶的應(yīng)用(1)基因表達(dá)載體的構(gòu)建過(guò)程圖示解說(shuō)(2)選擇限制酶的注意事項(xiàng)根據(jù)目的基因兩端的限制酶切點(diǎn)確定限制酶的種類a.應(yīng)選擇切點(diǎn)位于目的基因兩端的限制酶，如圖甲可選擇PstL b.不能選擇切點(diǎn)位于目的基因內(nèi)部的限制酶，如圖甲不能選擇Sma I。c.為避免目的基因和質(zhì)粒的自身環(huán)化和隨意連接，也可使用不 同的限制酶切割目的基因和質(zhì)粒，如圖甲也可選擇用PstI和EcoRI 兩種限制酶(但要確保質(zhì)粒上也有這兩種酶的切點(diǎn))。根據(jù)質(zhì)粒的特點(diǎn)確定限制酶的種類a.所選限制酶要與切割目的基因的限制酶相一致，以確保具有 相同的黏性末端。b.質(zhì)粒作為運(yùn)載體必須具備標(biāo)記

8、基因等，所以所選擇的限制酶 盡量不要破壞這些結(jié)構(gòu)，如圖乙中限制酶Smal會(huì)破壞標(biāo)記基因；如果所選酶的切點(diǎn)不是一個(gè)， 則切割重組后可能丟失某些片段， 若丟失的片段含復(fù)制起點(diǎn)， 則切割重組后的片段進(jìn)入受體細(xì)胞后不能自主 復(fù)制。(3)與核酸有關(guān)的幾種酶的比較限制性核酸內(nèi)切酶(限制酶) ：一種限制酶只能識(shí)別一種特定的核苷酸序列，并且能在特定的位點(diǎn)上切割 DNA 分子，基因工程中常 被用來(lái)切割目的基因和運(yùn)載體。 DNA 連接酶：主要是連接DNA 片段之間的磷酸二酯鍵，起連接作用，在基因工程中常被用來(lái)構(gòu)建基因表達(dá)載體。 DNA 聚合酶：主要是連接DNA 片段與單個(gè)脫氧核苷酸之間的磷酸二酯鍵，在 DNA 復(fù)

9、制中起作用； DNA 聚合酶只能將單個(gè)核苷酸加到已有的核酸片段上，而DNA 連接酶是在兩個(gè)DNA 片段之間形成磷酸二酯鍵。 DNA 聚合酶在 DNA 復(fù)制時(shí)發(fā)揮作用， DNA 連 接酶常被用于基因工程。 RNA 聚合酶： RNA 聚合酶是合成RNA 分子時(shí)發(fā)揮催化作用的酶，在 RNA 復(fù)制和轉(zhuǎn)錄中起作用。逆轉(zhuǎn)錄酶： 催化逆轉(zhuǎn)錄過(guò)程所需要的酶， 基因工程中人工合成 目的基因時(shí)需要逆轉(zhuǎn)錄酶發(fā)揮作用。4基因工程成功的基礎(chǔ)1 】 基因工程中，需使用特定的限制酶切割目的基因和質(zhì)粒，便于重組和篩選。已知限制酶I的識(shí)別序列和切點(diǎn)是G'GATCC -,限制酶II的識(shí)別序列和切點(diǎn)是 一GATC 。據(jù)圖

10、判斷下列操作正確的是()A.目的基因和質(zhì)粒均用限制酶II切割B.目的基因和質(zhì)粒均用限制酶I切割C.質(zhì)粒用限制酶II切割，目的基因用限制酶I切割 D.質(zhì)粒用限制酶I切割，目的基因用限制酶II切割 解析 依據(jù)題干信息，注意所給的兩種限制酶所識(shí)別的兩個(gè)核甘酸序列，其產(chǎn)生的黏性末端是相同的，又由于限制酶II所識(shí)別的核 甘酸序列，有一部分與限制酶I所識(shí)別的一致，因此目的基因用限制 酶II切割；而質(zhì)粒用限制酶I切割，可保證質(zhì)粒上保留一個(gè)標(biāo)記基因 (Gene I )。解析 D針對(duì)訓(xùn)練 1 如圖所示為一項(xiàng)重要生物技術(shù)的關(guān)鍵步驟， X 是 獲得外源基因并能夠表達(dá)的細(xì)胞。下列有關(guān)說(shuō)法不正確的是()A X 是能合成

11、胰島素的細(xì)菌細(xì)胞B 質(zhì)粒具有多個(gè)標(biāo)記基因和多個(gè)限制酶切點(diǎn)C 外源基因與運(yùn)載體的重組只需要DNA 連接酶D 該細(xì)菌的性狀被定向改造解析 根據(jù)圖示， 重組質(zhì)粒導(dǎo)入的是細(xì)菌細(xì)胞，所以 X 是能合成胰島素的細(xì)菌細(xì)胞。 質(zhì)粒作為運(yùn)載體需要有多個(gè)限制酶切點(diǎn)以便轉(zhuǎn)運(yùn)多種目的基因， 同時(shí)具有標(biāo)記基因以便檢測(cè)目的基因是否導(dǎo)入受體細(xì)胞內(nèi)。基因與運(yùn)載體的重組需要限制酶和 DNA 連接酶?；蚬こ痰奶攸c(diǎn)是能夠定向改造生物的性狀。答案 C要點(diǎn)二 基因工程和基因重組的比較1 .基因工程與基因重組的區(qū)別比較項(xiàng)目基因重組基因工程不 同 點(diǎn)概念在生物進(jìn)行有 性生殖的過(guò)程 中，控制不同性 狀的基因重新 組合按照人們的意愿，把一

12、種生物的某種基因提取 出來(lái)，加以修飾改造*燃 后放到另一種生物的細(xì) 胞星，定向地改造生物 的遺傳性狀范圍進(jìn)行有性生 殖的生物所有生物重組方式同一種生物的 不同基因（不能 打破物種間的 界限）不同物種間的不同基西繁殖方式有性生殖無(wú)性生宛變異大小小大意義是生物變異的 來(lái)源之一使人類可以咬自己的意 愿直接定向地改變基因 結(jié)構(gòu),培育出新品種相同點(diǎn)都實(shí)現(xiàn)了不同基因間的重新組合,都能使 生物產(chǎn)生變異2.不同類型的基因重組的比較同源染色體上非非同源染色體上人為導(dǎo)致基因重重組的類型姐妹染色單體的非等位基因間的組（DNA重組技交叉互換重組術(shù)）發(fā)生的時(shí)間減數(shù)第一次分裂四分體時(shí)期減數(shù)第一次分裂后期目的基因與運(yùn)載 體

13、重組以及將其 導(dǎo)入受體細(xì)胞內(nèi) 進(jìn)行增殖和表達(dá)發(fā)生的機(jī)制同源染色體非姐 妹染色單體之間 交叉互換，導(dǎo)致 染色單體上的基 因重新組合同源染色體分開(kāi)，等位基因分離，非同源染色體上非等位基因間的自由組合目的基因經(jīng)運(yùn)載體導(dǎo)入受體細(xì)胞，導(dǎo)致受體細(xì)胞中基因重組圖像示意意義為生物變異提供了極其豐富的來(lái)源，是形成生物多樣性的重要原因之一【典例2】 下列高科技成果中，根據(jù)基因重組原理進(jìn)行的是()我國(guó)科學(xué)家袁隆平利用雜交技術(shù)培育出超級(jí)水稻我國(guó)科學(xué)家將蘇云金桿菌的某些基因移植到棉花體內(nèi)， 培育出抗蟲(chóng)棉 我 國(guó)科學(xué)家通過(guò)返回式衛(wèi)星搭載種子培育出太空椒A.B.C.D.解析雜交育種的原理是基因重組， 符合；基因工程的原理是

14、基因重組， 符合；太空椒是誘變育種的成果，原理是基因突變， 不符合；故選 B 。答案 B針對(duì)訓(xùn)練 2 下列關(guān)于基因工程的敘述，錯(cuò)誤的是()A 基因工程的生物學(xué)原理是基因重組B 通過(guò)基因工程技術(shù)能夠定向改造生物的遺傳性狀C 整個(gè)過(guò)程都需要酶的催化D 基因工程屬于分子水平的操作解析 目的基因的導(dǎo)入及目的基因的檢測(cè)與鑒定等步驟可以不需要酶的催化。答案C要點(diǎn)三 轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因食品的安全性1.在轉(zhuǎn)基因過(guò)程中，目的基因可以整合到細(xì)胞核中的染色體上， 也可能整合到線粒體或葉綠體 DNA 上。若整合到細(xì)胞核中染色體上隨染色體遺傳，若整合到線粒體或葉綠體DNA 上，則會(huì)隨著細(xì)胞質(zhì)遺傳而遺傳，可以避免環(huán)境污染

15、。2有關(guān)轉(zhuǎn)基因生物安全性的討論要運(yùn)用唯物辯證法的思想進(jìn)行客觀公正地評(píng)價(jià)， 要一分為二， 不能以偏概全。轉(zhuǎn)基因技術(shù)已在生產(chǎn)、 生活中得到廣泛應(yīng)用， 如超級(jí)細(xì)菌的培養(yǎng)和抗蟲(chóng)棉的培育。 但同時(shí)轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因食品也存在一些安全隱患，如新產(chǎn)生的轉(zhuǎn)基因生物可能會(huì)破壞生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性等。因此，可以說(shuō)轉(zhuǎn)基因技術(shù)是把雙刃劍，使用時(shí)應(yīng)注意趨利避害?！镜淅?3 】 下列關(guān)于基因工程及轉(zhuǎn)基因食品的安全性的敘述，正確的是 ()A 基因工程常以抗生素抗性基因?yàn)槟康幕駼.通過(guò)轉(zhuǎn)基因技術(shù)可獲得抗蟲(chóng)糧食作物，從而增加糧食產(chǎn)量，減少農(nóng)藥使用C 通常用一種限制性核酸內(nèi)切酶處理含目的基因的 DNA ，用 另一種限制性核酸內(nèi)切酶

16、處理運(yùn)載體D 若轉(zhuǎn)入甘蔗中的外源基因來(lái)源于自然界，則生產(chǎn)出來(lái)的甘蔗不存在安全性問(wèn)題解析 基因工程常以抗生素抗性基因作為標(biāo)記基因， A 錯(cuò)誤；在基因工程的實(shí)際操作中一般用同一種限制性核酸內(nèi)切酶來(lái)處理含目的基因的 DNA 和運(yùn)載體，使它們產(chǎn)生相同的末端， C 錯(cuò)誤；轉(zhuǎn)基因甘蔗中的外源基因來(lái)源于自然界， 仍可能存在食品安全、 環(huán)境安全等安全性問(wèn)題， D 錯(cuò)誤。答案 B針對(duì)訓(xùn)練3 轉(zhuǎn)基因成果令人嘆為觀止，下列不是轉(zhuǎn)基因成果的一項(xiàng)是 ()A 抗蟲(chóng)棉花B 能清除石油污染的假單胞桿菌C 我國(guó)奶牛的主要品種 中國(guó)荷斯坦奶牛D 抗除草劑玉米答案 C課堂歸納小結(jié) 網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建 自我校對(duì)： 作物育種 藥物研制 環(huán)境保護(hù)

17、 運(yùn)載體 受體細(xì)胞檢測(cè)與鑒定 限制酶 DNA 連接酶 運(yùn)載體拓展閱讀超級(jí)稻計(jì)劃2014 年 9 月 24 日， 在由中國(guó)科學(xué)院謝華安院士擔(dān)任組長(zhǎng)的專家組現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督下， 農(nóng)民在試驗(yàn)田里進(jìn)行人工收割。 由湖南雜交水稻研究中心牽頭的國(guó)家十二五863 計(jì)劃課題“超高產(chǎn)水稻分子育種與品種創(chuàng)制”最近取得重大突破： 袁隆平團(tuán)隊(duì)與創(chuàng)世紀(jì)種業(yè)有限公司合作研究的最新成果“ Y 兩優(yōu)900”湖南隆回百畝高產(chǎn)示范區(qū)，經(jīng)以中科院院士謝華安為組長(zhǎng)的專家組現(xiàn)場(chǎng)測(cè)產(chǎn)， 按算術(shù)平均計(jì)算方法， 平均畝產(chǎn)達(dá) 1006.1 公斤，首次實(shí)現(xiàn)了超級(jí)稻百畝過(guò)千公斤的目標(biāo)。我國(guó)“超級(jí)稻計(jì)劃”始于 1996 年。當(dāng)時(shí)袁隆平院士提議，該提議被國(guó)家

18、有關(guān)部門(mén)采納，作為“超級(jí)雜交稻選育”立項(xiàng)，進(jìn)入“ 863”計(jì)劃。 超級(jí)稻計(jì)劃的“姊妹計(jì)劃” “水稻基因組測(cè)序和重要農(nóng)藝性狀功能基因組研究”。 以中國(guó)科學(xué)院院士張啟發(fā)為主的科研團(tuán)隊(duì)提出了“綠色超級(jí)稻”的設(shè)想和計(jì)劃。 其基本思路是： 將品種資源研究、基因組研究和分子技術(shù)育種緊密結(jié)合， 加強(qiáng)重要性狀生物學(xué)的基礎(chǔ)研究和基因發(fā)掘，進(jìn)行品種改良，培育大批抗病、抗蟲(chóng)、抗逆、營(yíng)養(yǎng)高效、高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)的新品種。超級(jí)稻研究，將有助于中國(guó)最終形成“少種、多收、高效、環(huán)境 友好”的水稻生產(chǎn)新格局，達(dá)到促進(jìn)農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、提高稻作產(chǎn)出與 投入比、合理利用自然資源、減少環(huán)境污染和增加稻農(nóng)經(jīng)濟(jì)收入的目 的。超級(jí)稻研究用到了什么技

19、術(shù)？研究超級(jí)稻有什么意義？提示：分子技術(shù)育種。意義：合理利用自然資源，減少環(huán)境污染, 增加經(jīng)濟(jì)收入學(xué)業(yè)水平合格測(cè)試1 下列應(yīng)用中不屬于基因工程的是()A 轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉的成功培育B.利用工程菌生產(chǎn)胰島素C 用紫外線處理青霉菌以提高青霉素的產(chǎn)量D 用奶牛生產(chǎn)人干擾素解析 用紫外線處理青霉菌提高青霉素產(chǎn)量屬于基因突變。答案 C2 下圖為DNA 分子在不同酶的作用下所發(fā)生的變化，圖中依次表示限制性核酸內(nèi)切酶、 DNA 聚合酶、 DNA 連接酶、解旋酶作用的正確順序是()A B C D 解析 限制性核酸內(nèi)切酶用于切割 DNA 片段；而與之作用相反的是 DNA 連接酶，用于連接DNA 片段； DNA 聚合

20、酶用于 DNA的復(fù)制過(guò)程，它需要模板；解旋酶會(huì)使DNA 雙鏈解旋而分開(kāi)，它作 用于堿基對(duì)之間的氫鍵。答案 C3下列有關(guān)基因工程和酶的相關(guān)敘述，正確的是()A 同種限制酶既可以切割目的基因又可以切割質(zhì)粒，因此不具備專一性B 運(yùn)載體的化學(xué)本質(zhì)與載體蛋白相同C 限制酶不能切割煙草花葉病毒的核酸D DNA 連接酶可催化游離的脫氧核苷酸連接成脫氧核苷酸鏈解析 限制酶能識(shí)別脫氧核苷酸序列，并在特定的切點(diǎn)上切割DNA 分子，具備特異性， A 錯(cuò)；運(yùn)載體中的質(zhì)粒的化學(xué)本質(zhì)是環(huán)狀 的 DNA ，而細(xì)胞膜上載體蛋白的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)， B 錯(cuò)；限制酶能識(shí)別并切割 DNA 分子， 而煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)是RNA

21、， C 正確； DNA 連接酶可催化脫氧核苷酸鏈間形成磷酸二酯鍵， DNA 聚合酶可催化游離的脫氧核苷酸連接成脫氧核苷酸鏈， D 錯(cuò)。答案 C學(xué)業(yè)水平等級(jí)測(cè)試4 下列有關(guān)質(zhì)粒的說(shuō)法，正確的是()A 質(zhì)粒不僅存在于細(xì)菌中，某些病毒中也具有B 細(xì)菌的基因只存在于質(zhì)粒中C 質(zhì)粒為小型的環(huán)狀DNA 分子，存在于擬核或細(xì)胞核外的細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中D 質(zhì)粒是基因工程中重要的工具酶之一解析 質(zhì)粒主要存在于細(xì)菌、酵母菌等生物中，病毒中沒(méi)有質(zhì)粒， A 錯(cuò)誤；細(xì)菌的基因主要存在于擬核中，少量存在于質(zhì)粒中， B錯(cuò)誤； 質(zhì)粒是擬核或細(xì)胞核外環(huán)狀的 DNA 分子， 具有自我復(fù)制能力，C 正確；質(zhì)粒是基因工程中最常用的運(yùn)載體，

22、 D 錯(cuò)誤。答案 C5 下列實(shí)踐活動(dòng)包含基因工程技術(shù)的是()A 水稻F1 花藥經(jīng)培養(yǎng)和染色體加倍，獲得基因型純合新品種B 抗蟲(chóng)小麥與矮稈小麥雜交，通過(guò)基因重組獲得抗蟲(chóng)矮稈小麥C 將含抗病基因的重組DNA 導(dǎo)入玉米細(xì)胞，經(jīng)組織培養(yǎng)獲得抗病植株D 用射線照射大豆使其基因結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，獲得種子性狀發(fā)生變異的大豆解析 A 項(xiàng)為單倍體育種，原理是染色體變異； B 項(xiàng)為雜交育種，原理為基因重組； C 項(xiàng)為基因工程育種，需要利用基因工程技術(shù)將重組 DNA 分子導(dǎo)入受體細(xì)胞， 原理為基因重組； D 項(xiàng)為誘變育種，原理為基因突變。答案 C課后作業(yè)(二十)學(xué)業(yè)水平合格練3 科學(xué)家們經(jīng)過(guò)多年的努力，創(chuàng)立了一種新興生

23、物技術(shù) 基因工程，實(shí)施該工程的最終目的是()A 定向提取生物體的 DNA 分子B 定向地對(duì)DNA 分子進(jìn)行人工“剪切”C 定向地改造生物的遺傳性狀D 在生物體外對(duì)DNA 分子進(jìn)行改造解析 根據(jù)基因工程的概念可知，實(shí)施該工程的最終目的是定向地改造生物的遺傳性狀。答案 C4 基因工程中，切割運(yùn)載體和含有目的基因的DNA 片段時(shí)，需使用 ()A 同種限制酶B 兩種限制酶C 同種 DNA 連接酶D 兩種 DNA 連接酶解析 用同種限制酶切割運(yùn)載體和含有目的基因的 DNA 片段，可以使兩者產(chǎn)生相同的黏性末端，可通過(guò)互補(bǔ)堿基的配對(duì)結(jié)合起來(lái)，再用 DNA 連接酶使兩條鏈上的缺口結(jié)合，就形成一個(gè)完整的重組DN

24、A。答案 A3在下列基因操作的四個(gè)基本步驟中，不需要進(jìn)行堿基互補(bǔ)配對(duì)的步驟是()A 人工合成目的基因B 將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞C 目的基因與運(yùn)載體結(jié)合D 目的基因的檢測(cè)與鑒定解析用人工方法使體外重組的DNA 分子轉(zhuǎn)移到受體細(xì)胞，主要借助于細(xì)胞膜的流動(dòng)性，此過(guò)程中不需要堿基互補(bǔ)配對(duì)。答案B4人的糖蛋白必須經(jīng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體進(jìn)一步加工合成，通過(guò)轉(zhuǎn)基因技術(shù)，可以使人的糖蛋白基因得以表達(dá)的受體細(xì)胞是()A 大腸桿菌B 酵母菌C T4 噬菌體D 質(zhì)粒 DNA解析 人的糖蛋白必須經(jīng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體進(jìn)一步加工合成，故受體細(xì)胞內(nèi)應(yīng)有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體，題干中只有酵母菌符合此條件。答案 B5 你認(rèn)為支持基因工程技

25、術(shù)的理論有()遺傳密碼的通用性不同基因可獨(dú)立表達(dá)不同基因表達(dá)可互相影響 DNA 作為遺傳物質(zhì)能夠嚴(yán)格地自我復(fù)制B A C D 解析 轉(zhuǎn)基因之所以在不同種生物間可以進(jìn)行是因?yàn)檫z傳密碼的通用性 同一基因在不同生物中表達(dá)產(chǎn)生的蛋白質(zhì)(或性狀)相同； 不同基因表達(dá)的獨(dú)立性 在不同生物中基因的表達(dá)不受其他基因的影響； DNA 自我復(fù)制的嚴(yán)格性 從而保證遺傳的穩(wěn)定性。答案 A6 下列高科技成果中，根據(jù)基因重組原理進(jìn)行的是()利用雜交技術(shù)培育出超級(jí)水稻 通過(guò)返回式衛(wèi)星搭載種子培育出太空椒通過(guò)體細(xì)胞克隆技術(shù)培養(yǎng)出克隆牛將蘇云金桿菌的某些基因移植到棉花體內(nèi)， 培育出抗蟲(chóng)棉 將健康人的正?；蛑踩氩∪梭w內(nèi)治療基因

26、病用一定濃度的生長(zhǎng)素處理， 獲得無(wú)子番茄A B C D 解析 通過(guò)返回式衛(wèi)星搭載種子培育出太空椒屬于太空育種，其原理為基因突變；通過(guò)體細(xì)胞克隆技術(shù)培養(yǎng)出克隆牛屬于無(wú)性生殖，應(yīng)用的原理是細(xì)胞核的全能性；用一定濃度的生長(zhǎng)素處理，獲得無(wú)子番茄應(yīng)用的是生長(zhǎng)素的生理作用。答案 C7據(jù)圖所示，有關(guān)工具酶功能的敘述不正確的是()A 限制酶可以切斷a 處8 . DNA連接酶可以連接a處C 解旋酶可以使b 處解開(kāi)D DNA 連接酶可以連接b 處解析限制酶和DNA連接酶作用的部位是磷酸二酯鍵即a處,解旋酶作用的部位是氫鍵即 b 處。答案 D8下圖是應(yīng)用基因工程技術(shù)獲得轉(zhuǎn)基因動(dòng)物和植物的過(guò)程，相關(guān)敘述不正確的是()

27、A 通過(guò)過(guò)程形成重組質(zhì)粒只需要兩種工具B 是重組質(zhì)粒導(dǎo)入受體細(xì)胞的過(guò)程C 通過(guò)過(guò)程產(chǎn)生的轉(zhuǎn)基因牛的細(xì)胞中都含有人的生長(zhǎng)激素基因D 通過(guò)過(guò)程培育的抗蟲(chóng)棉需要檢測(cè)抗蟲(chóng)效果解析 是目的基因與運(yùn)載體結(jié)合的過(guò)程，既需要限制酶和DNA 連接酶，也需要載體質(zhì)粒。答案 A9 基因工程技術(shù)也稱DNA 重組技術(shù)，其實(shí)施時(shí)需要的四個(gè)必要條件是 ()A 目的基因、限制酶、運(yùn)載體、體細(xì)胞B 重組DNA 、 RNA 聚合酶、內(nèi)切酶、連接酶C 模板DNA 、信使RNA 、質(zhì)粒、受體細(xì)胞D 工具酶、目的基因、運(yùn)載體、受體細(xì)胞解析 基因工程必須用到限制酶、 DNA 連接酶等工具酶， 需要將目的基因與運(yùn)載體結(jié)合， 并導(dǎo)入受體細(xì)胞

28、， 所以基因工程實(shí)施時(shí)需要的四個(gè)必要條件是工具酶、目的基因、運(yùn)載體和受體細(xì)胞。答案 D學(xué)業(yè)水平等級(jí)練 10 采用基因工程的方法培育抗蟲(chóng)棉，下列導(dǎo)入目的基因的做法正確的是 ()將毒素蛋白注射到棉受精卵中 將編碼毒素蛋白的 DNA 序列注射到棉受精卵中 將編碼毒素蛋白的 DNA 序列與質(zhì)粒重組后， 導(dǎo)入細(xì)菌， 用該細(xì)菌感染棉的體細(xì)胞， 再進(jìn)行組織培養(yǎng)將編碼毒素蛋白的 DNA 序列與細(xì)菌質(zhì)粒重組，注射到棉的子房并進(jìn)入受精卵B.D.A.C.解析 基因工程中，在導(dǎo)入目的基因前要將目的基因與運(yùn)載體結(jié)合， 即與細(xì)菌質(zhì)粒重組， 之后再將含有目的基因的重組質(zhì)粒導(dǎo)入受體細(xì)胞，即棉的體細(xì)胞或受精卵，目的基因?qū)胧荏w

29、細(xì)胞后，可隨受體細(xì)胞的繁殖而復(fù)制。若直接將毒素蛋白或編碼毒素蛋白的 DNA 序列注射到棉受精卵中，都很容易被相應(yīng)的酶水解，不會(huì)被保留下來(lái)。答案 C11 利用某目的基因 (圖甲 )和 P1 噬菌體 (圖乙 )構(gòu)建重組DNA 。 3種酶(BglH、EcoRI和Sau3A I )在目的基因所在片段與 P1噬菌體 上的切點(diǎn)均如圖中箭頭所示。下列分析錯(cuò)誤的是 ()A.構(gòu)建重組DNA時(shí)，可用Bglll和Sau3A I切割目的基因所 在片段和P1 噬菌體B.構(gòu)建重組DNA時(shí)，可用EcoR I和Sau3A I切割目的基因所 在片段和P1 噬菌體C.圖乙中的P1噬菌體只用EcoRI切割后，含有2個(gè)游離的磷 酸基

30、團(tuán)D.用EcoRI切割目的基因所在片段和 P1噬菌體，再用DNA 連接酶連接，只能產(chǎn)生一種重組DNA解析由題圖可知，Bgl H、Sau3A I及EcoR I三種酶在目的 基因所在片段和P1噬菌體上都有切點(diǎn)，故可用 Bgl H和Sau3A I或 EcoRI和Sau3Al切割目的基因所在片段和 P1噬菌體；從圖乙知P1噬菌體為環(huán)狀DNA ,只用EcoR I切割后產(chǎn)生兩條反向雙螺旋鏈 狀DNA ,有2個(gè)游離的磷酸基團(tuán)；用EcoR I切割目的基因所在片段 和 P1 噬菌體載體， 再用 DNA 連接酶連接， 能產(chǎn)生不止一種重組DNA 。答案 D12 由于乙肝病毒感染的宿主范圍很窄， 僅限于人和靈長(zhǎng)類動(dòng)物

31、，因此無(wú)法用細(xì)胞培養(yǎng)的方法生產(chǎn)疫苗，但可用基因工程的方法進(jìn)行生產(chǎn)， 現(xiàn)已知乙肝病毒的核心蛋白和表面抗原蛋白的氨基酸序列， 生產(chǎn)示意圖如下。下列相關(guān)說(shuō)法不正確的是()乙肝病毒> 有關(guān)基因> 細(xì)菌> 大量生產(chǎn)疫苗分離 導(dǎo)入 發(fā)酵A 生產(chǎn)乙肝疫苗的過(guò)程也達(dá)到了定向改造細(xì)菌的目的B 在過(guò)程中需要限制性核酸內(nèi)切酶和 DNA 連接酶C 用于生產(chǎn)疫苗的目的基因?yàn)榫幋a核心蛋白的基因和表面抗原蛋白基因D 這種轉(zhuǎn)基因的細(xì)菌一定是安全的，不用擔(dān)心其擴(kuò)散到自然界解析 題干中所述過(guò)程應(yīng)用了基因工程技術(shù)，能定向改造生物的遺傳性狀；在操作時(shí)要應(yīng)用限制酶來(lái)獲得目的基因，并用 DNA 連接酶使之與運(yùn)載體結(jié)合；

32、 該過(guò)程的目的基因?yàn)楸砻婵乖鞍谆蚝途幋a核心蛋白的基因； 轉(zhuǎn)基因生物的安全性還存在爭(zhēng)議， 無(wú)法判斷其安 全性，應(yīng)避免其擴(kuò)散進(jìn)入自然界。答案 D13 科學(xué)家通過(guò)基因工程，成功培育出能抗棉鈴蟲(chóng)的棉花植株 抗蟲(chóng)棉，其過(guò)程大致如圖所示：(1) 目的基因能否在棉株體內(nèi)穩(wěn)定維持和表達(dá)其遺傳特性的關(guān)鍵是目的基因是否插入受體細(xì)胞染色體DNA 上，這需要通過(guò)檢測(cè)才能知道，檢測(cè)采用的最好方法是(2)科學(xué)家預(yù)言，此種“轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉”獨(dú)立種植若干代以后，將出現(xiàn)不抗蟲(chóng)的植株，此現(xiàn)象來(lái)源于 (3)利用基因工程技術(shù)培育抗蟲(chóng)棉，相比誘變育種和雜交育種，具有目的性強(qiáng)和等突出的優(yōu)點(diǎn)。(4)有人擔(dān)心種植上述轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉，它所攜帶

33、的目的基因可以通過(guò)花粉傳遞給近緣物種， 造成“基因污染”， 請(qǐng)?zhí)岢瞿愕慕鉀Q方法：解析 由題圖可知，目的基因是蘇云金芽孢桿菌的毒蛋白基因， 與 Ti 質(zhì)粒重組后， 利用農(nóng)桿菌導(dǎo)入植物細(xì)胞產(chǎn)生了抗蟲(chóng)棉植株。這種育種方式能克服遠(yuǎn)緣雜交不親和性，可用 DNA 分子雜交技術(shù)檢測(cè)目的基因是否整合到受體細(xì)胞染色體上。答案 (1)DNA 分子雜交技術(shù)(2)基因突變(3)克服遠(yuǎn)緣雜交不親和性(或能有效地打破物種間的生殖隔離界限)(4)將目的基因?qū)肴~綠體或線粒體基因組中14 .在培育轉(zhuǎn)基因植物的研究中，卡那霉素抗性基因(kanR)常作 為標(biāo)記基因，只有含卡那霉素抗性基因的細(xì)胞才能在卡那霉素培養(yǎng)基 上生長(zhǎng)。如圖為獲得抗蟲(chóng)棉的技術(shù)流程，請(qǐng)據(jù)圖回答：(1)基因工程的基本操作程序主要包括四個(gè)步驟：提取目的基因、:將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞、 (2)要使運(yùn)載體與該抗蟲(chóng)基因連接，A過(guò)程中首先應(yīng)使用 進(jìn)行切割。假如運(yùn)載體被切割后，得到的分子末端序列為AATTCG一,則能與該運(yùn)載體連接的抗蟲(chóng)基因分子的末端是A. CTTAAB. AATCCCTTTAAAATCIIC. CII T(3)切割完成后，用 耨運(yùn)載體與該抗蟲(chóng)基因連接，連接后得到的DNA分子稱為 o(4)來(lái)自蘇云金桿