第6章第2節(jié)基因工程及應(yīng)用

1、預(yù)習(xí)案第6章 從雜交育種到基因工程第2節(jié) 基因工程及應(yīng)用學(xué)習(xí)目標(biāo)簡述基因工程的基本原理舉例說出基因工程在農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥等領(lǐng)域的應(yīng)用關(guān)注轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因食品的安全性學(xué)習(xí)重點：基因工程的基本原理和安全性問題學(xué)習(xí)難點：基因工程的基本原理和轉(zhuǎn)基因生物與轉(zhuǎn)基因食品的安全性教材導(dǎo)讀一、基因工程基因工程的概念定義：基因工程又叫 通俗的說，基因工程就是按照人們的意愿，把 對概念的理解：基因工程又叫_; 操作水平_目的是_; 操作環(huán)境_基因工程的原理基因工程最基本的工具： 基因的“剪刀”： “剪刀”特點： 舉例說明基因“剪刀”特點： 基因的針線： 基因的運(yùn)輸工具： 種類有 運(yùn)載體必備的條件_基因操作的基本步驟:

2、工具是： 工具是： 工具是： _ 二、基因工程的應(yīng)用基因工程與作物育種分析我國科學(xué)家利用基因工程成功培育抗棉鈴蟲的轉(zhuǎn)基因抗蟲棉的關(guān)鍵步驟： 該科技成果在環(huán)保上的重要作用是： 人們培育出的轉(zhuǎn)基因作物和轉(zhuǎn)基因動物主要有_基因工程與藥物研制轉(zhuǎn)基因藥物有：_、_、_、_、_、_、_、_、_。轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因食品的安全性兩種觀點是：_你認(rèn)為應(yīng)該如何對待轉(zhuǎn)基因生物與轉(zhuǎn)基因食品的安全性問題？我的疑惑同學(xué)們，通過你的自主學(xué)習(xí)，你還有哪些疑惑，請把它填在下面的表格中疑惑點疑惑內(nèi)容預(yù)習(xí)檢測1.以下說法正確的是 A. 所有的限制酶只能識別一種特定的核苷酸序列 B質(zhì)粒是基因工程中惟一運(yùn)載體C運(yùn)載體必須具備的條件之一

3、是：具有多個限制酶切點，以便與外源基因連接D黑農(nóng)五號是通過雜交育種方法獲取的 質(zhì)粒是基因工程最常用的運(yùn)載體，它的主要特點是（）能自主復(fù)制 不能自主復(fù)制 結(jié)構(gòu)很小 蛋白質(zhì) 環(huán)狀RNA分子環(huán)狀DNA 能“友好”地“借居”A. B. C. D. 1993年，我國科學(xué)工作者培育成的抗棉鈴蟲的轉(zhuǎn)基因抗蟲棉，其抗蟲基因來源（ ）A.普通棉花的基因突變 B.棉鈴蟲變異形成的致死基因C.寄生在棉鈴蟲體內(nèi)的線蟲 D.蘇云金芽孢桿菌中的抗蟲基因4下圖表示限制酶切割某DNA的過程，從圖中可知，該限制酶能識別的堿基序列及切點是( )A.CTTAAG，切點在C和T之間B.CTTAAG，切點在G和A之間C.GAATTC，

4、切點在G和A之間D.GAATTC，切點在C和T之間5切取牛的生長激素和人的生長激素基因，用顯微注射技術(shù)將它們分別注入小鼠的受精卵中，從而獲得了“超級鼠”，此項技術(shù)遵循的原理是 ( )A.基因突變：DNARNA蛋白質(zhì)B.基因工程：RNARNA蛋白質(zhì)C.細(xì)胞工程：DNARNA蛋白質(zhì)D.基因重組：DNARNA蛋白質(zhì)第6章 從誘變育種到基因工程探究案第2節(jié) 基因工程及其應(yīng)用課堂互動對基因工程如何理解：基因工程又叫_; 操作水平_目的是_; 操作環(huán)境_2.基因工程的原理在以上的基因工程培育抗蟲棉的過程中，關(guān)鍵步驟或難點是什么？目的基因和運(yùn)載體能夠結(jié)合的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)是？檢測目的基因是否導(dǎo)入的依據(jù)是？檢測是否表

5、達(dá)的依據(jù)是？3. 你見到過轉(zhuǎn)基因生物或者使用過基因工程藥品嗎？結(jié)合身邊的例子思考基因工程應(yīng)用前景？例題精析：例1. 理論上講，治療白化病、苯丙酮尿癥等人類遺傳病的根本途徑是（ ）A口服化學(xué)藥物 B注射化學(xué)藥物C.利用輻射或藥物誘發(fā)致病基因突變 D.采用基因療法替換致病基因答案：D例2控制細(xì)菌的抗藥性、固氮、抗生素等標(biāo)記基因存在于（ ）A.核區(qū) B.線粒體 C.質(zhì)粒 D.核糖體答案：C例3科學(xué)家將含人的-抗胰蛋白酶基因的DNA片段，注射到羊的受精卵中，該受精卵發(fā)育的羊能分泌含-抗胰蛋白酶的奶。這一過程涉及（多選）ADNA按照堿基互補(bǔ)配對原則自我復(fù)制 BDNA以其一條鏈為模板合成RNACRNA以自

6、身為模板自我復(fù)制 D按照RNA密碼子的排列順序合成蛋白質(zhì)答案：ABD例4下列高科技成果中，根據(jù)基因重組原理進(jìn)行的是： 我國科學(xué)家袁隆平利用雜交技術(shù)培育出超級水稻 我國科學(xué)家將蘇云金桿菌的某些基因移植到棉花體內(nèi)，培育出抗蟲棉 我國科學(xué)家通過返回式衛(wèi)星搭載種子培育出太空椒 我國科學(xué)家通過體細(xì)胞克隆技術(shù)培養(yǎng)出克隆牛A B C D答案：B例5. 在植物基因工程中，用土壤農(nóng)桿菌中的Ti質(zhì)粒作為運(yùn)載體，把目的基因重組入Ti質(zhì)粒上的TDNA片段中，再將重組的TDNA插入植物細(xì)胞的染色體DNA中。科學(xué)家在進(jìn)行上述基因操作時，要用同一種 分別切割質(zhì)粒和目的基因，質(zhì)粒的黏性末端與目的基因DNA片段的黏性末端就可通

7、過 而黏合。將攜帶抗除草劑基因的重組Ti質(zhì)粒導(dǎo)入二倍體油菜細(xì)胞，經(jīng)培養(yǎng)、篩選獲得一株有抗除草劑特性的轉(zhuǎn)基因植株。經(jīng)分析，該植株含有一個攜帶目的基因的TDNA片段，因此可以把它看作是雜合子。理論上，在該轉(zhuǎn)基因植株自交F1代中，仍具有抗除草劑特性的植株占總數(shù)的 ，原因是 。種植上述轉(zhuǎn)基因油菜，它所攜帶的目的基因可以通過花粉傳遞給近緣物種，造成“基因污染”。如果把目的基因?qū)肴~綠體DNA中，就可以避免“基因污染”，原因是 . 。解析：本題考查基因工程與分離定律。（1）同一種限制性內(nèi)切酶能在相應(yīng)基因上切出相同的黏性末端，再通過堿基互補(bǔ)配對而黏合。（2）該性狀是顯性性狀，母本又是雜合子，因此在自交后代中

8、，具有抗除草劑特性的植株占總數(shù)的3/4，這是因為減數(shù)分裂形成生殖細(xì)胞時，產(chǎn)生兩種雌雄配子且雌雄配子隨機(jī)結(jié)合。（3）葉綠體遺傳是細(xì)胞質(zhì)遺傳，其特點之一是母系遺傳，目的基因不會通過花粉傳遞而在下一代中顯現(xiàn)出來。答案：（1）限制性內(nèi)切酶 堿基互補(bǔ)配對 （2）3/4 雌雄配子各有1/2含抗除草劑基因；受精時，雌雄配子隨機(jī)結(jié)合 （3）葉綠體遺傳表現(xiàn)為母系遺傳，目的基因不會通過花粉傳遞而在下一代顯現(xiàn)出來。隨堂演練1下列哪組均為基因工程技術(shù)中常用的基因運(yùn)載工具？ A大腸桿菌、噬菌體 B藍(lán)藻、質(zhì)粒 C動物病毒、噬菌體 D線粒體、質(zhì)粒2遺傳工程技術(shù)中常用的質(zhì)粒其本質(zhì)是什么分子？一般取自何類生物？A蛋白質(zhì)、噬菌體

9、 B蛋白質(zhì)、動物細(xì)胞 CDNA、細(xì)菌細(xì)胞 DDNA、植物細(xì)胞3下列四條DNA分子中，彼此間具有黏性末端的一組是TAGGGGTACCTTTACC A B C D4基因工程的設(shè)計施工是在什么水平上進(jìn)行的？A細(xì)胞 B細(xì)胞器 C分子 D原子5下列屬于基因運(yùn)載體所必須具備的條件是具有某些標(biāo)記基因 具有環(huán)狀的DNA分子能夠在宿主細(xì)胞內(nèi)復(fù)制 具有多種限制性內(nèi)切酶A B C D6在遺傳工程技術(shù)中，限制性內(nèi)切酶主要用于A目的基因的提取和導(dǎo)入 B目的基因的提取和檢測C目的基因與運(yùn)載體的結(jié)合和導(dǎo)入 D目的基因的提取和與運(yùn)載體結(jié)合第6章 從誘變育種到基因突工程訓(xùn)練案第2節(jié) 基因工程及其應(yīng)用一、單項選擇題1下列哪一組生

10、物都是通過基因工程方法培育成功的A向日葵豆與無籽西瓜 B超級小鼠與克隆羊C超級綿羊與無籽番茄D超級魚與抗蟲棉2下列關(guān)于基因工程安全性的說法中不正確的是 A轉(zhuǎn)基因作物通過花粉擴(kuò)散到它的近親作物上，可出現(xiàn)對農(nóng)業(yè)不利的“超級植物” B雜草、害蟲從它的近親獲得抗性基因，可能破壞生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性 C轉(zhuǎn)基因必須在人為控制下才能完成，自然條件下基因污染是不增殖和不被擴(kuò)散的D轉(zhuǎn)基因食品轉(zhuǎn)入的蛋白質(zhì)是新蛋白時，這些異種蛋白有可能使人引起食物過敏3下列何種技術(shù)能有效地打破物種的界限，定向地改造生物的遺傳性狀，培育新的農(nóng)作物優(yōu)良品種？A基因工程技術(shù) B誘變育種技術(shù)C雜交育種技術(shù) D組織培養(yǎng)技術(shù) 下列關(guān)于基因工程技術(shù)

11、的敘述，正確的是（）A. 重組DNA技術(shù)所用的工具酶是限制酶、連接酶和運(yùn)載體B. 所有限制酶都只能識別同一種按規(guī)定的核苷酸序列C. 選用細(xì)菌作為重組質(zhì)粒的受體細(xì)胞是因為細(xì)胞繁殖快D. 只要目的基因進(jìn)入了受體細(xì)胞就能成功實現(xiàn)表達(dá) 以下說法正確的是 （ ） A. 所有的限制酶只能識別一種特定的核苷酸序列 B質(zhì)粒是基因工程中惟一的運(yùn)載體 C運(yùn)載體必須具備的條件之一是：具有多個限制酶切點，以便與外源基因連接 D基因治療主要是對有缺陷的細(xì)胞進(jìn)行修復(fù)上海醫(yī)學(xué)遺傳研究所成功培育出第一頭攜帶白蛋白的轉(zhuǎn)基因牛，他們還研究出一種可大大提高基 因表達(dá)水平的新方法，使轉(zhuǎn)基因動物乳汁中的藥物蛋白含量提高30多倍，轉(zhuǎn)基因

12、動物是指（ ） 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)生白蛋白的動物 D.能表達(dá)基因信息的動物7基因工程中科學(xué)家常用細(xì)菌酵母菌等微生物作為受體細(xì)胞，原因是A結(jié)構(gòu)簡單、操作方便 B繁殖速度快C遺傳物質(zhì)含量少、簡單 D性狀穩(wěn)定、變異少81976年，美國的H.Boyer首次將人的生長抑制素釋放因子的基因轉(zhuǎn)移到大腸桿菌，并獲得了表達(dá)，此文中的“表達(dá)”是指該基因在大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)A能進(jìn)行DNA復(fù)制 B能傳遞給細(xì)菌后代C能合成生長抑制素釋放因子 D能合成人的生長素9蘇云金芽孢桿菌的抗蟲基因之所以能在棉花的葉肉細(xì)胞中準(zhǔn)確地表達(dá)出來主要是因為A目的基因能在植物體細(xì)胞核中進(jìn)行復(fù)制 B不同生物

13、具有相同的一套遺傳信息C目的基因與棉花DNA的基本結(jié)構(gòu)相同 D不同生物共用一套遺傳密碼二、非選擇題13、據(jù)調(diào)查,隨著化學(xué)農(nóng)藥的產(chǎn)量和品種逐年增加,害蟲的抗藥性也不斷增強(qiáng),危害很嚴(yán)重,如近年來,棉鈴蟲在我國大面積爆發(fā)成災(zāi),造成經(jīng)濟(jì)損失每年達(dá)100億元以上.針對這種情況,我國科學(xué)工作者經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)一種生活在棉鈴蟲消化道內(nèi)的蘇云金芽孢桿菌能分泌一種毒蛋白使棉鈴蟲致死,而此毒蛋白對人畜無害。通過科技攻關(guān)，我國科技工作者已成功地將該毒蛋白基因?qū)氲矫藁ㄖ仓陜?nèi)并成功實現(xiàn)表達(dá)。由于棉鈴蟲吃了新品種“轉(zhuǎn)基因抗蟲棉”植株后會死亡，所以該棉花新品種在1998年推廣后，取得了很好的經(jīng)濟(jì)效益。請據(jù)上述材料回答下列問題：

14、害蟲抗藥性的增強(qiáng)是 的結(jié)果。“轉(zhuǎn)基因”抗蟲棉新品種的培育應(yīng)用了 新技術(shù)。在培養(yǎng)轉(zhuǎn)基因抗蟲棉新品種過程中，所用的基因的“剪刀”是 ，基因的針線是 ，基因的運(yùn)載工具是 。將毒蛋白轉(zhuǎn)入棉花植株內(nèi)的操作步驟是 _“轉(zhuǎn)基因抗蟲棉”抗害蟲的遺傳信息傳遞過程可以表示為 該科技成果在環(huán)保上的重要作用是 14如圖將人的生長激素基因?qū)爰?xì)菌B細(xì)胞內(nèi)制造“工程菌”示意圖，所用載體為質(zhì)粒A。已知細(xì)菌B細(xì)胞內(nèi)不含質(zhì)粒A，也不含質(zhì)粒A上的基因，質(zhì)粒A導(dǎo)入細(xì)菌B后，其上的基因能得到表達(dá)。請回答下列問題： （1）圖中的目的基因是指：_（2）如何將目的基因和質(zhì)粒相結(jié)合形成重組質(zhì)粒？_（3）目前把重組質(zhì)粒導(dǎo)入細(xì)菌細(xì)胞時，效率還不

15、太高；導(dǎo)入完成后所得到的細(xì)菌，實際上有的根本沒有導(dǎo)入質(zhì)粒，有的導(dǎo)入的是普通質(zhì)粒，只有少數(shù)導(dǎo)入的是重組質(zhì)粒。此處可以通過如下步驟來鑒別得到的細(xì)菌是否導(dǎo)入了質(zhì)粒A或重組質(zhì)粒：將得到的細(xì)菌涂布在一個有氨芐青霉素的培養(yǎng)基上，能夠生長的就是導(dǎo)入了質(zhì)粒A或重組質(zhì)粒，反之則沒有。用這種方法鑒別的原理是 。15已知細(xì)胞合成DNA有D和S兩條途徑，其中D途徑能被氨基嘌呤阻斷。人淋巴細(xì)胞中有這兩種DNA的合成途徑，但一般不分裂增殖。鼠骨髓瘤細(xì)胞中盡管沒有S途徑，但能不斷分裂增殖，將這兩種細(xì)胞在試管中混合，加聚乙二醇促融，獲得雜種細(xì)胞。請回答：（1）試管中除融合的雜種細(xì)胞外，還有 種融合細(xì)胞。（2）設(shè)計一方法（不考

16、慮機(jī)械方法），從培養(yǎng)液中分離出雜種細(xì)胞，并說原理。方法： 原理： 細(xì)胞株人染色體編號12345678A株B株C株（3）將分離出的雜種細(xì)胞在不同條件下繼續(xù)培養(yǎng)，獲得A、B、C三細(xì)胞株。各細(xì)胞株內(nèi)含有的人染色體如有表（“”有，“”無）測定各細(xì)胞株中人體所具有的五種酶的活性。結(jié)果是：B株有a酶活性；A、B、C株均有b酶活性；A、B株有c酶活性；C株有d酶活性；A、B、C株均無e酶活性。若人基因的作用不受鼠基因影響，則支配a、b、c、d和e酶合成的基因依次位于人的第 、 、 、 和 號染色體上。參考答案預(yù)習(xí)檢測CCD CD隨堂演練1C 2C 3B 4C 5C 6D 訓(xùn)練案一、選擇題1D 2A 3A C C B 7B 8C 9D 二、非選擇題10.答案：（1）自然選擇 （2）基因工程 （3）限制性內(nèi)切酶 DNA連接酶 運(yùn)載體(4)提取目的基因,蘇云金芽孢桿菌的毒蛋白基因 將目的基因毒蛋白基因與運(yùn)載體結(jié)合 將目的基因?qū)朊藁ㄖ仓昴康幕虻谋O(jiān)測和表達(dá)(5)抗蟲基因RNA毒蛋白(6)減少農(nóng)藥對環(huán)境的污染、保護(hù)生態(tài)平衡11.答案：（1）人的生長激素基因(2)用