《2015-2016學年高中生物 第6章 第2節(jié) 基因工程及其應用學案 新人教版必修2》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《2015-2016學年高中生物 第6章 第2節(jié) 基因工程及其應用學案 新人教版必修2（8頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、 基因工程及其應用 1．基因工程，又叫做基因拼接技術或DNA重組技術。通俗地說，就是按照人們的意愿，把一種生物的某種基因提取出來，加以修飾改造，然后放到另一種生物的細胞里，定向地改造生物的遺傳性狀。 2．DNA重組技術的基本工具至少需要三種：①限制性核酸內切酶——基因的“剪刀”；②DNA連接酶——基因的“針線”；③基因進入受體細胞的載體——基因的運載體。 3．基因工程的基本程序主要包括四個步驟：①提取目的基因；②目的基因與運載體結合(基因工程的核心)；③將目的基因導入受體細胞；④目的基因的檢測與鑒定。 4．基因工程在作物育種、藥物研制等方面取得了較大成果。

2、 一、基因工程的原理 1．含義 2．三種工具。 (1)“剪刀”與“針線”。 項目 名稱 作用 剪刀 ①限制性核酸內切酶(簡稱②限制酶) 識別特定的③核苷酸序列，并在特定的切點上切割DNA分子 針線 ④DNA連接酶 連接⑤脫氧核糖和⑥磷酸之間的缺口 (2)運載體。 ①作用：將外源基因送入受體細胞。 ②種類：質粒、噬菌體、動植物病毒等。 ③質粒：存在于許多細菌以及酵母菌等生物的細胞中，是擬核或細胞核外能夠自主復制的很小的環(huán)狀DNA分子。 3．基因工程的步驟。 二、基因工程的應用及轉基因生物和轉基因食品的安全性 1．基因工程的應用。 2.轉基

3、因生物和轉基因食品的安全性。 1．判斷正誤： (1)基因工程的操作過程可以產(chǎn)生新的基因，從而產(chǎn)生了基因突變。(×) 解析：基因工程的實質是基因重組，不能產(chǎn)生新的基因。 (2)基因工程是將目的基因導入受體細胞中并獲得相應性狀或基因產(chǎn)物，操作對象為基因，屬于分子水平。(√) (3)一種限制酶可以識別多種序列。(×) 解析：一種限制酶只能識別一種特定的核苷酸序列。 (4)質粒是最為常用的運載體，它只能從原核生物中獲取。(×) 解析：質粒存在于許多細菌及酵母菌等生物的細胞中，不是只能從原核生物中獲取。 2．問題導學： (1)轉基因抗蟲棉有性繁殖產(chǎn)生的后代都具有抗蟲特性嗎

4、？為什么？ 提示：不一定。因為性狀分離或變異的原因，抗蟲棉的子代可能會失去抗蟲特性。 (2)轉基因成功的標志是什么？ 提示：產(chǎn)生了目的基因的產(chǎn)物或具有了相應的性狀。 1．DNA整合到細胞染色體上的過程，屬于(B) A．基因突變 B．基因重組 C．基因分離 D．染色體變異 2．如圖為DNA分子的某一片段，其中①②③分別表示某種酶的作用部位，則相應的酶依次為(D) A．DNA連接酶、限制酶、解旋酶 B．限制酶、解旋酶、DNA連接酶 C．限制酶、DNA連接酶、解旋酶 D．解旋酶、限制酶、DNA連接酶 3．下列關于基因工程及其產(chǎn)品

5、的說法中，不正確的是(D) A．基因工程的一項關鍵技術是運載體與目的基因的結合 B．基因工程的優(yōu)勢是可定向地改造生物的遺傳性狀 C．基因工程是在DNA上進行的分子水平的設計施工 D．基因工程中產(chǎn)生的可遺傳變異屬于染色體變異 4．在用基因工程技術構建抗除草劑的轉基因煙草過程中，下列操作錯誤的是(A) A．用限制性核酸內切酶切割煙草花葉病毒的核酸 B．用DNA連接酶連接經(jīng)切割的抗除草劑基因和載體 C．將重組DNA分子導入受精卵 D．用含除草劑的培養(yǎng)基篩選轉基因煙草細胞 5．上海醫(yī)學遺傳研究所成功培育出第一頭攜帶白蛋白的轉基因牛，他們還研究出一種可大大提高基因表達水平的新

6、方法，使轉基因動物乳汁中的藥物蛋白含量提高30多倍，轉基因動物是指(B) A．提供基因的動物 B．基因組中增加外源基因的動物 C．能產(chǎn)生蛋白的動物 D．能表達基因信息的動物 6．干擾素是一種糖蛋白，過去從人的白細胞中提取，產(chǎn)量很低。我國的科研人員成功運用基因工程技術提高了其產(chǎn)量，如圖為其原理過程圖。請據(jù)圖回答下面的問題。 (1)圖中①過程叫____________。 (2)圖中②物質的化學本質是_________________________， 它作為運載體，必須具備的特點是______________________(寫出任意兩點)。 (3)該過程中，供體細胞是_

7、_________，受體細胞是______(填字母)，重組DNA分子是______(填序號)，在形成③的過程中需要____________。 解析：(1)圖中①為目的基因的提取過程。(2)圖中②為從大腸桿菌中提取的質粒；③表示重組DNA分子。(3)在該過程中，供體細胞是人的體細胞，受體細胞是大腸桿菌b。 答案：(1)提取目的基因 (2)雙鏈環(huán)狀DNA分子(或DNA分子)　具有一個或多個限制酶切割位點，在細胞中能夠自我復制，有特殊的標記基因等 (3)人的體細胞　b　③　DNA連接酶 一、選擇題 1．以下說法正確的是(C) A．所有的限制酶只能識別同一種特定的

8、核苷酸序列 B．質粒是基因工程中唯一的運載體 C．運載體必須具備限制酶切點，以便與外源基因連接 D．DNA連接酶與DNA聚合酶作用相同 2．下圖表示一項重要生物技術的關鍵步驟，字母X可能代表(C) A．不能合成人胰島素的細菌細胞 B．能合成抗體的人類細胞 C．能合成人胰島素的細菌細胞 D．不能合成抗生素的人類細胞 3．中國新聞網(wǎng)報道，阿根廷科學家近日培育出了世界上第一頭攜帶有兩個人類基因的牛，因此有望生產(chǎn)出和人類母乳極其類似的奶制品。下列敘述正確的是(D) ①該技術將導致定向變異　②DNA連接酶將目的基因與運載體黏性末端的堿基對連接起來?、鄣鞍踪|中的氨基酸序列可

9、為合成目的基因提供資料?、苁芫咽抢硐氲氖荏w A．①②③④ B．③④ C．②③④ D．①③④ 4．下列有關基因工程中運載體的說法，正確的是(D) A．在基因工程的操作中，作為運載體的質粒都是天然質粒 B．所有的質粒都可以作為基因工程中的運載體 C．質粒是一種獨立于細菌染色體外的鏈狀DNA分子 D．作為運載體的質粒DNA分子上應有對重組DNA分子進行鑒定和選擇的標記基因 5．某種轉基因玉米能高效合成一種多肽類的蛋白酶抑制劑，積累于莖葉中，讓取食它的害蟲的消化酶受抑制無法消化食物而死亡。下列就該玉米對人類安全性的評估中，不符合

10、生物學原理的是(B) A．不安全。這種玉米的果實中也可能含有蛋白酶抑制劑，使人食用后因無法消化食物而患病 B．不安全。該玉米的蛋白酶抑制劑基因可通過食物鏈富集并在人體細胞內表達，使人體無法消化食物而患病 C．安全。因為人與害蟲消化酶的結構存在差異，玉米的蛋白酶抑制劑對人體很可能無影響 D．安全。人類通常食用煮熟的玉米食品，玉米的蛋白酶抑制劑已被高溫破壞，不會影響人的消化 6．如圖是基因工程主要技術環(huán)節(jié)的一個基本步驟，這一步驟需用到的工具是(C) A．DNA連接酶和解旋酶 B．DNA聚合酶和限制性核酸內切酶 C．限制性核酸內切酶和DNA連接酶 D．DNA聚合酶和RNA聚

11、合酶 7．將ada(腺苷酸脫氨酶基因)通過質粒pET28b導入大腸桿菌并成功表達腺苷酸脫氨酶。下列敘述錯誤的是(C) A．每個大腸桿菌細胞至少含一個重組質粒 B．每個重組質粒至少含一個限制酶識別位點 C．每個限制酶識別位點至少插入一個ada D．每個插入的ada至少表達一個腺苷酸脫氨酶分子 解析：大腸桿菌成功表達出腺苷酸脫氨酶，說明這些大腸桿菌都至少含有一個重組質粒；作為運載體的質粒至少含有一個或多個限制酶酶切位點，但并不是每個限制酶酶切位點都至少插入一個ada；由于這些目的基因成功表達，所以每個ada至少表達一個腺苷酸脫氨酶分子。 二、非選擇題 8．在培育轉基因植物的

12、研究中，卡那霉素抗性基因(kanR)常作為標記基因，只有含卡那霉素抗性基因的細胞才能在卡那霉素培養(yǎng)基上生長。下圖為獲得抗蟲棉的技術流程。請據(jù)圖回答： (1)基因工程的基本操作程序主要包括四個步驟：提取目的基因、____________、將目的基因導入受體細胞、_____________。 (2)要使運載體與該抗蟲基因連接，A過程中首先應使用________進行切割。假如運載體被切割后，得到的分子末端序列為AATTCG，則能與該運載體連接的抗蟲基因分子的末端是(　　) A．GCTTAA B．TAATCC C．CTTTAG D．AAATCT (3)切割

13、完成后，采用____________________將運載體與該抗蟲基因連接，連接后得到的DNA分子稱為______________。 (4)(多選)如果轉基因植物的花粉中含有毒蛋白，將引起的安全性問題包括(　　) A．生物安全 B．環(huán)境安全 C．食品安全 D．倫理道德問題 (5)來自蘇云金桿菌的抗蟲基因能在植物體內成功表達，說明蘇云金桿菌和植物等生物共用______。 解析：(1)基因工程的四個步驟中，第二、四步分別是目的基因與運載體結合、目的基因的檢測與鑒定。(2)切割目的基因時用限制酶，切割運載體時用同一種限制酶，切出的黏性末端必須是能夠完成

14、堿基互補配對并且能連接在一起。(3)目的基因和運載體結合時，用DNA連接酶催化該過程，形成的分子稱為重組DNA分子。(4)由于目的基因是導入植物中，所以不可能發(fā)生與人直接相關的倫理道德問題。(5)同一種基因在不同生物體內合成了相同的蛋白質，說明這些生物的密碼子與氨基酸的對應關系是相同的。 答案：(1)目的基因和運載體結合　目的基因的檢測與鑒定　(2)限制酶　A　(3)DNA連接酶　重組DNA分子　(4)A、B、C　(5)一套遺傳密碼 9．質粒是基因工程中最常用的運載體，質粒上有標記基因，如圖所示，通過標記基因可推知外源基因插入的位置，插入位置不同，細菌在培養(yǎng)基上的生長情況也不同(若抗氨

15、芐青霉素基因完整，則細菌能夠在含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基中生存，若抗四環(huán)素基因完整，則細菌能夠在含有四環(huán)素的培養(yǎng)基中生存)。如圖表示外源基因的插入位置(插入點有a、b、c)。 Ⅰ.(1)將導入了重組DNA分子的細菌放在含有四環(huán)素、氨芐青霉素的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，屬于基因工程操作中的_______________步驟。 (2)在插入外源基因過程中用到的工具酶有________________。 Ⅱ.設計實驗探究外源基因插入的位置。 (1)步驟。 ①將導入外源基因的細菌進行培養(yǎng)產(chǎn)生大量細菌。 ②分組：將細菌平均分成兩組并標號為1、2。 ③培養(yǎng)：將第1組細菌放入含氨芐青霉素的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，將

16、第2組細菌放入________________中培養(yǎng)。 ④觀察并記錄結果。 (2)預測實驗結果及結論。 ①若1組、2組均能正常生長，則外源基因插入點是______； ②若1組能正常生長，2組不能生長，則外源基因插入點是______； ③若1組不能生長，2組能正常生長，則外源基因插入點是______。 解析：Ⅰ.(1)抗四環(huán)素基因和抗氨芐青霉素基因都屬于標記基因，其目的是便于目的基因的檢測與鑒定。(2)基因工程中用到的工具酶有限制酶和DNA連接酶。 Ⅱ.若目的基因插入a點，則受體細胞既具有抗四環(huán)素的能力，又具有抗氨芐青霉素的能力；若目的基因插入b點，則受體細胞只具有抗四環(huán)素的能力；若目的基因插入c點，則受體細胞只具有抗氨芐青霉素的能力，由此可判斷目的基因插入的位置。 答案：Ⅰ.(1)目的基因的檢測與鑒定　(2)限制酶、DNA連接酶?、?(1)③含四環(huán)素的培養(yǎng)基　(2)①a　②c?、踒 - 8 -