第六章從雜交育種到基因工程基因工程及其應(yīng)用（學(xué)案38）【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1．簡述基因工程的誕生．原理及技術(shù)。明確基因工程操作的基本步驟和最基本的工具。2．舉例說明基因工程的應(yīng)用，通過比較，要特別明確基因工程育種比傳統(tǒng)育種方法的優(yōu)越性。3．關(guān)注轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因食品的安全性。注意培養(yǎng)自身的批判性思維能力，提高生物科學(xué)素養(yǎng)。【預(yù)習(xí)探究】（一）基因工程的原理1.基因工程的概念：基因工程又叫技術(shù)或技術(shù)。通俗地說，就是按照人們的意愿，把一種生物的提取出來，加以，然后放到另一種生物的細(xì)胞里，地改造生物的。基因工程是在上進(jìn)行的水平的設(shè)計(jì)施工，需要有專門的工具?；蚬こ套罨镜墓ぞ哂校骸啊保啊保啊薄?.基因工程的工具（1）．基因的“剪刀”：__________（簡稱__________）（2）．基因的“針線”：__________（3）．基因的：基因工程中，目前常用的運(yùn)載體有________．________和______________等。3.基因工程的操作步驟：基因工程操作的一般步驟為：__________________．目的基因與___________結(jié)合．將目的基因?qū)隷________________．目的基因的________和________。（二）．基因工程的應(yīng)用1．抗蟲基因作物的使用，不僅減少了__________，大大降低了生產(chǎn)成本，而且還減少了__________。2．基因工程生產(chǎn)藥品有__________．__________．__________等。3．目前關(guān)于轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品的安全性，有兩種觀點(diǎn)，一種觀點(diǎn)是轉(zhuǎn)因生物和轉(zhuǎn)基因食品不安全，____________________；另一種觀點(diǎn)____________________?！菊n堂探究】一、基因工程的原理1．基因工程的原理．操作對(duì)象各是什么？2．限制性內(nèi)切酶的分布．特點(diǎn)．作用部位和作用結(jié)果如何？3．要想從DNA上切下目的基因，應(yīng)切幾個(gè)切口？產(chǎn)生幾個(gè)末端？質(zhì)粒運(yùn)載體需切出幾個(gè)切口，幾個(gè)黏性末端？4．DNA連接酶的作用對(duì)象．位置和結(jié)果如何？5．下圖表示一段DNA序列，請(qǐng)確定限制酶和DNA連接酶的作用部位。6．DNA連接酶、DNA聚合酶和DNA酶有何不同？二．基因工程的應(yīng)用1．基因工程在實(shí)際應(yīng)用中有哪些主要應(yīng)用？2．抗蟲基因作物的優(yōu)點(diǎn)有哪些？【當(dāng)堂達(dá)標(biāo)】1．DNA連接酶的重要功能是（）A．DNA復(fù)制時(shí)母鏈與子鏈之間形成氫鍵B．黏性末端堿基之間形成氫鍵C．兩條DNA末端之間的縫隙連接起來D．ABC都不正確2．基因工程是在DNA分子水平上進(jìn)行設(shè)計(jì)施工的，在基因操作的基本步驟中，不進(jìn)行堿基互補(bǔ)配對(duì)的步驟是（）

A．人工合成基因B．目的基因與運(yùn)載體結(jié)合C．將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞D．目的基因的檢測(cè)和表達(dá)3．基因工程中常作為基因的運(yùn)載體的一組結(jié)構(gòu)是：A．質(zhì)粒．線粒體．噬菌體B．染色體．葉綠體．線粒體C．質(zhì)粒．噬菌體．動(dòng)植物病毒D．細(xì)菌．噬菌體．動(dòng)植物病毒4．以下有關(guān)基因工程的敘述，正確的是()A．基因工程是細(xì)胞水平上的生物工程B．基因工程的產(chǎn)物對(duì)人類都是有益的C．基因工程產(chǎn)生的變異屬于人工誘變D．基因工程育種的優(yōu)點(diǎn)之一是目的性強(qiáng)5．如圖是基因工程主要技術(shù)環(huán)節(jié)的一個(gè)基本步驟，這一步驟需用到的工具是()A．DNA連接酶和解旋酶B．DNA聚合酶和限制性核酸內(nèi)切酶C．限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶D．DNA聚合酶和RNA聚合酶6.為了知道蘇云金芽孢桿菌的抗蟲基因?qū)朊藁?xì)胞是否已表達(dá)，最佳的檢測(cè)方法是()A．是否有抗生素抗性B．是否有目的基因的產(chǎn)物C．是否能分離到目的基因D．是否有相應(yīng)的性狀8.質(zhì)粒是基因工程最常用的運(yùn)載體，下列有關(guān)質(zhì)粒的說法正確的是()A．質(zhì)粒不僅存在于細(xì)菌中，某些病毒也具有B．細(xì)菌的基因只存在于質(zhì)粒上C．質(zhì)粒為小型環(huán)狀DNA分子，存在于核(區(qū))外的細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中D．質(zhì)粒是基因工程中的重要工具酶之一9.昆蟲學(xué)家用人工誘變的方法使昆蟲產(chǎn)生基因突變，導(dǎo)致酯酶活性升高，該酶可催化分解有機(jī)磷農(nóng)藥。近年來已將控制酯酶合成的基因分離出來，通過生物工程技術(shù)導(dǎo)入細(xì)菌體內(nèi)，并與細(xì)菌內(nèi)DNA分子結(jié)合起來。經(jīng)過這樣處理的細(xì)菌能分裂繁殖。請(qǐng)根據(jù)上述資料回答：(1)人工誘變?cè)谏a(chǎn)實(shí)踐中已得到廣泛應(yīng)用，因?yàn)樗芴岣達(dá)________，通過人工選擇獲得___________(2)酯酶的化學(xué)本質(zhì)是_______________，基因控制酯酶合成要經(jīng)過__________和_______兩個(gè)過程。(3)通過生物工程產(chǎn)生的細(xì)菌，其后代同樣能分泌酶，這是由于___________。.(4)請(qǐng)你說出一項(xiàng)上述科研成果的實(shí)際應(yīng)用______。10.人們?cè)噲D利用基因工程的方法，用乙種生物生產(chǎn)甲種生物的一種蛋白質(zhì)，請(qǐng)根據(jù)下面的示意圖回答下列問題。獲得甲生物合成該蛋白質(zhì)的信使RNAeq\o(→,\s\up7(①))目的基因eq\o(→,\s\up7(②))與質(zhì)粒DNA重組eq\o(→,\s\up7(③))導(dǎo)入乙生物細(xì)胞eq\o(→,\s\up7(④))獲得甲生物的蛋白質(zhì)(1)①操作過程需要加入的四種核苷酸是_____________________________。(2)質(zhì)粒是常用的運(yùn)載體，它存在于許多細(xì)菌及酵母菌等生物中。它常含有________基因，這種基因有助于對(duì)受體細(xì)胞是否導(dǎo)入了目的基因進(jìn)行檢測(cè)。②過程首先要用________酶切斷質(zhì)粒DNA，再用________酶將目的基因與質(zhì)粒DNA連接重組在一起。(3)在②操作過程中，若目的基因的黏性末端為，則其運(yùn)載體(質(zhì)粒)與之相對(duì)應(yīng)的黏性末端是____________。(4)經(jīng)過③過程導(dǎo)入受體細(xì)胞的質(zhì)粒是否能夠自主復(fù)制？____________?！就卣寡由臁侩s交育種誘變育種多倍體育種單倍體育種基因工程育種原理基因重組基因突變?nèi)旧w變異染色體變異基因重組常用方法雜交→自交→選種→自交輻射誘變，激光誘變，作物空間技術(shù)育種用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗花藥離體培養(yǎng)，秋水仙素處理萌提取目的基因→目的基因與運(yùn)載體結(jié)合→將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞→目的基因的表達(dá)與檢測(cè)→篩選獲得優(yōu)良個(gè)體優(yōu)點(diǎn)將不同個(gè)體的優(yōu)良性狀，集中于同一個(gè)體上從而產(chǎn)生符合要求的新類型提高變異頻率，加速育種過程，或大幅度改良某些性狀，創(chuàng)造新品種或新類型器官較大，營養(yǎng)物質(zhì)含量高自交后代不發(fā)生性狀分離，可明顯縮短育種年限目的性強(qiáng)，育種周期短；克服了遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙缺點(diǎn)雜交后代會(huì)出現(xiàn)性狀分離，育種