1、名校名 推薦基因工程及其應(yīng)用一、基因工程的原理1基因工程的概念理解2基因工程的操作工具(1) “剪刀”與“針線”項目名稱作用“剪刀”限制性核酸內(nèi)切酶( 或限制酶 )識別特定的核苷酸序列， 并在特定的切點上切割 dna分子“針線”dna連接酶連接脫氧核糖和磷酸之間的缺口(2)3基因工程的操作步驟提取目的基因目的基因與運載體結(jié)合將目的基因?qū)胧荏w細胞目的基因的檢測與鑒定。二、基因工程的應(yīng)用及安全性1基因工程的應(yīng)用目的：培育出具有各種抗逆性的作物新品種作物(1) 實例：抗棉鈴蟲的轉(zhuǎn)基因抗蟲棉育種意義：減少了農(nóng)藥用量，保護環(huán)境實例：生產(chǎn)人的胰島素藥物(2) 過程：胰島素基因?qū)氪竽c桿菌內(nèi)，并在大腸研制

2、桿菌內(nèi)表達(3) 環(huán)境保護：利用轉(zhuǎn)基因細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)基因產(chǎn)物的安全性的兩種觀點(1) 轉(zhuǎn)基因生物與轉(zhuǎn)基因食品不安全，要嚴格控制。(2) 轉(zhuǎn)基因生物與轉(zhuǎn)基因食品是安全的，應(yīng)該大范圍推廣。1名校名 推薦一、基因工程的原理1閱讀教材p102 103 內(nèi)容，仔細觀察分析圖6 6，探究下列問題。(1) 基因工程中工具酶的作用 dna解旋酶和限制酶都作用于dna，試分析這兩種酶的作用部位相同嗎？提示：不相同。 dna解旋酶作用于堿基之間的氫鍵，而限制酶作用于磷酸與脫氧核糖之間的化學鍵，即磷酸二酯鍵。切割運載體和目的基因用同一種限制酶的原因

3、。提示：因為只有用同一種限制酶才能切割出相同的黏性末端，利于目的基因與運載體結(jié)合。限制酶和dna連接酶作用的位點相同嗎？提示：相同，均作用于磷酸二酯鍵。若用 dna連接酶將目的基因與運載體兩兩結(jié)合時，可能有哪些產(chǎn)物？提示： 產(chǎn)物可能有三種： 目的基因與目的基因結(jié)合、運載體與運載體結(jié)合、 目的基因與運載體結(jié)合。(2) 運載體的特點及其作用運載體與物質(zhì)跨膜運輸中的載體化學本質(zhì)相同嗎？提示：不相同。運載體是小的 dna分子，載體是蛋白質(zhì)?；蚬こ讨械倪\載體具有怎樣的特點？提示： a. 能夠在宿主細胞中穩(wěn)定保存并大量復制，以保證外源基因在宿主細胞內(nèi)長期穩(wěn)定存在并復制；b具有多個限制酶切點，以便與外源基

4、因連接；c具有某些標記基因，便于檢測運載體是否進入受體細胞。2判斷正誤(1) 基因工程能夠?qū)崿F(xiàn)不同物種之間基因的重新組合。 ( )(2) 基因工程的運載體本質(zhì)都是dna分子。 ( )(3) 所有的限制酶都只能識別同一種特定的核苷酸序列。 ( ) 二、基因工程的應(yīng)用及其安全性1轉(zhuǎn)基因技術(shù)已經(jīng)實現(xiàn)了將人的胰島素基因轉(zhuǎn)入細菌體內(nèi)，利用細菌生產(chǎn)人的胰島素，分析討論下列問題：(1) 試從基本單位、空間結(jié)構(gòu)和堿基配對方式三個方面分析運載體與目的基因結(jié)合成功的基礎(chǔ)。提示：基本單位相同：不同生物的 dna分子都是由脫氧核苷酸構(gòu)成的。空間結(jié)構(gòu)相同： 不同生物的 dna分子都是由兩條反向平行的脫氧核苷酸長鏈形成的

5、規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)。堿基配對方式相同：不同生物的dna分子中兩條鏈之間的堿基配對方式都是a 與 t配對， g與 c 配對。(2) 目的基因能夠在受體細胞中表達的基礎(chǔ)是什么？提示：所有生物共用一套遺傳密碼。2與雜交育種、誘變育種相比，基因工程育種的原理是什么？主要優(yōu)點有哪點？提示： 其原理與雜交育種相同， 是基因重組。 與雜交育種相比，基因工程育種的育種周期短并產(chǎn)生了新性狀；與誘變育種相比，基因工程育種能定向改造生物的遺傳性狀。2名校名 推薦1限制酶與dna解旋酶的比較(1) 相同點：作用機理都是破壞化學鍵。(2) 不同點作用部位：限制酶作用于磷酸二酯鍵，dna解旋酶作用于氫鍵。作用范圍：限制酶作

6、用于特定的核苷酸序列和特定的切點， dna解旋酶作用于所有的dna分子。2基因工程操作中的兩個注意點(1) 切割目的基因和運載體時，一般用同一種限制酶，使目的基因和運載體產(chǎn)生相同的黏性末端，達到目的基因與運載體結(jié)合的目的。(2) 目的基因?qū)胧荏w細胞并非標志著基因工程的成功，只有目的基因在受體細胞中表達才說明基因工程的成功。3基因工程育種的優(yōu)點(1) 目的性強，能定向改造生物性狀。(2) 育種周期短。(3) 能克服遠緣雜交不親和的障礙。4有性生殖和基因工程中基因重組的區(qū)別(1)有性生殖：基因重組自然發(fā)生 同一物種的不同基因重新組合。(2)基因工程：基因重組人為發(fā)生 不同物種間的不同基因的重組。

7、 例 1某科學家從細菌中分離出耐高溫淀粉酶(amy) 基因 a，通過基因工程的方法，將基因 a 與運載體結(jié)合后導入馬鈴薯植株中，經(jīng)檢測發(fā)現(xiàn)amy在成熟塊莖細胞中存在。結(jié)合圖形分析下列有關(guān)這一過程的敘述，不正確的是()a獲取基因a 的限制酶其作用部位是圖中的b連接基因a 與運載體的dna連接酶其作用部位是圖中的c基因 a 進入馬鈴薯細胞后，可隨馬鈴薯dna分子的復制而復制，傳給子代細胞d通過該技術(shù)人類實現(xiàn)了定向改造馬鈴薯的遺傳性狀 解析 限制酶和 dna連接酶均作用于磷酸二酯鍵， 即處， 二者作用相反， 分別是打開和連接該化學鍵； 目的基因進入受體細胞后， 會隨著馬鈴薯 dna分子的復制而復制，

8、 傳給子代細胞，使之產(chǎn)生定向變異，從而改變其遺傳性狀。 答案 b限制酶、 dna連接酶和 dna聚合酶的區(qū)別3名校名 推薦 例 2酵母菌的維生素、蛋白質(zhì)含量高，可用于生產(chǎn)食品和藥品等。科學家將大麥細胞中的 ltp1 基因植入啤酒酵母菌中， 獲得的啤酒酵母菌可產(chǎn)生 ltp1 蛋白，并釀出泡沫豐富的啤酒?；镜牟僮鬟^程如圖所示：(1) 該技術(shù)定向改變了酵母菌的性狀，這在可遺傳變異的來源中屬于_。(2) 本操作中為了將 ltp1基因?qū)虢湍妇毎麅?nèi)，所用的運載體是_。(3) 要使運載體與 ltp1 基因連接，首先應(yīng)使用 _進行切割。(4) 切割完成后，利用 _將運載體與 ltp1 基因連接。(5)

9、飲用轉(zhuǎn)基因的酵母菌釀造的啤酒安全嗎？ 研析 本題以過程圖為信息載體， 考查基因工程的應(yīng)用及安全性問題。 具體解題過程如下： 審 提取信息圖中 a 表示目的基因的獲取， b 是來自大腸桿菌的質(zhì)粒， c 是重組質(zhì)粒；目的基因插入抗四環(huán)素基因內(nèi)部。 聯(lián) 聯(lián)系基礎(chǔ)：基因工程可使原本不屬于同一物種的基因組合在一起， 從而使轉(zhuǎn)基因生物產(chǎn)生特定的性狀，其原理屬于基因重組。：重組質(zhì)粒形成前，需用限制酶切割目的基因和質(zhì)粒，得到相同的黏性末端，再用dna連接酶連接。 答 規(guī)范解答設(shè)問 (5) 答案是開放的，只要為自己的觀點答出合理的理由即可。 答案 (1) 基因重組(2) 質(zhì)粒(3) 限制酶 ( 限制性核酸內(nèi)切酶

10、)(4)dna 連接酶(5) 反對觀點：不安全，轉(zhuǎn)基因食品可能會損傷人體的消化系統(tǒng)，破壞人體免疫系統(tǒng)。贊成觀點： 安全，轉(zhuǎn)基因食品與非轉(zhuǎn)基因食品成分相同，毒性分析不對人體健康產(chǎn)生影響。( 目前還未找到不安全的證據(jù)，回答上述兩種觀點之一即可) 課堂歸納 網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建 4名校名 推薦填充：提取目的基因目的基因與運載體結(jié)合將目的基因?qū)胧荏w細胞目的基因的檢測與鑒定限制酶dna連接酶運載體基因重組 關(guān)鍵語句 1基因工程的原理是基因重組。2基因工程的操作工具有限制酶、dna連接酶和運載體。3限制酶具有特異性，能識別特定的核苷酸序列，并在特定位點上切割dna分子。4 dna連接酶的作用是將目的基因和運載體連接

11、成重組dna分子。5常用的運載體有質(zhì)粒、噬菌體和動植物病毒等。6基因工程的四個步驟是：提取目的基因、目的基因與運載體結(jié)合、將目的基因?qū)胧荏w細胞、目的基因的檢測與鑒定。知識點一、基因工程操作的工具1下列有關(guān)基因工程中限制酶的描述，錯誤的是()a一種限制酶只能識別一種特定的脫氧核苷酸序列b限制酶的活性受溫度影響c限制酶能識別和切割rnad限制酶可從原核生物中提取解析：選 c限制酶只能識別和切割dna，不能識別和切割rna。2質(zhì)粒是基因工程中最常用的運載體，下列有關(guān)質(zhì)粒的說法正確的是()a質(zhì)粒不僅存在于細菌中，某些病毒也具有b細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))

12、 外的細胞質(zhì)基質(zhì)中d質(zhì)粒是基因工程中的重要工具酶之一解析：選 c質(zhì)粒存在于許多細菌以及酵母菌等生物中，是擬核或細胞核外能夠自主復制的很小的環(huán)狀 dna分子，在病毒、 動植物細胞中是不存在的； 細菌的基因除少部分在質(zhì)粒上外，大部分在擬核中的 dna分子上。3下列黏性末端由同一種限制酶切割而成的是()5名校名 推薦ab cd解析：選 b 同一種限制酶切割出的黏性末端應(yīng)是互補的，而且兩者的序列相同，是互補的，切點都是在 g與 a 之間，識別序列為 gaattc。4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b dna連接酶可以連接a 處c解旋酶可以使b 處解開d dna連接酶可

13、以連接b 處解析：選 d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。5基因工程是在dna分子水平上進行設(shè)計施工的。在基因操作的基本步驟中，不進行堿基互補配對的是()a人工合成目的基因b目的基因與運載體結(jié)合c將目的基因?qū)胧荏w細胞d目的基因的檢測和表達解析：選 c 合成目的基因及其與運載體的結(jié)合都進行堿基互補配對，目的基因的檢測實質(zhì)上是標記基因的表達，也進行堿基互補配對，與目的基因的表達原理相同。知識點二、基因工程操作的基本步驟及應(yīng)用6通過 dna重組技術(shù)使原有基因得以改造的動物稱為轉(zhuǎn)基因動物。運用這一技術(shù)可使羊奶中含有人體蛋白質(zhì)， 如圖表示這一技術(shù)的基本

14、過程， 在該工程中所用的基因“剪刀”能識別的序列和切點是 g gatcc，請回答：(1) 從羊染色體中“剪下”羊蛋白質(zhì)基因的酶是_，人體蛋白質(zhì)基因“插入”后連接在羊體細胞染色體中需要的酶是_。(2) 人 體 蛋 白 質(zhì) 基 因 之 所 以 能 連 接 到 羊 的 染 色 體 dna 中 ， 原 因 是_ ，人體蛋白質(zhì)基因?qū)胙蚣毎麜r常用的工具是_ 。(3) 此過程中目的基因的檢測與表達中的表達是指_ 。(4) 你認為此類羊產(chǎn)的奶安全可靠嗎？理由是什么？_6名校名 推薦_ 。解析： (1) 剪取目的基因的酶是限制酶，將不同的dna片段連接起來的酶是dna連接酶。(2) 不同生物的 dna化學組成

15、和空間結(jié)構(gòu)相同，即具有相同的物質(zhì)基礎(chǔ)和結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。目的基因?qū)胧荏w細胞需先與運載體結(jié)合，最常用的運載體是質(zhì)粒，也可以用動物病毒的dna。(3)基因的表達是指基因通過控制蛋白質(zhì)的合成來控制生物的性狀，即通過轉(zhuǎn)錄和翻譯過程合成相應(yīng)的蛋白質(zhì)。(4) 為開放性問題，理由與觀點相對應(yīng)即可。答案： (1) 限制酶dna 連接酶(2) 具有相同的物質(zhì)基礎(chǔ)和結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)( 有互補的堿基序列)細菌質(zhì)?；虿《?3) 人體蛋白質(zhì)基因在羊體細胞內(nèi)控制合成人體蛋白質(zhì)(4) 安全，因為目的基因?qū)胧荏w細胞后沒有改變，控制合成的人奶蛋白質(zhì)成分沒有改變( 或不安全，因為目的基因?qū)胧荏w細胞后， 可能由于羊細胞中某些成分的影響， 合

16、成的蛋白質(zhì)成分發(fā)生一定的改變 )( 時間： 30 分鐘；滿分：50 分 )一、選擇題 ( 每小題 4 分，共 32 分)1基因工程技術(shù)也稱為dna重組技術(shù)，其實施必須具備的四個必要條件是()a目的基因、限制酶、運載體、體細胞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、受體細胞d工具酶、目的基因、運載體、受體細胞解析：選 d 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載體結(jié)合，并導入受體細胞，所以基因工程必須具備的四個必要條件是工具酶、目的基因、運載體和受體細胞。2下列屬于基因工程酶的是()限制酶dna水解酶dna聚合酶 dna連接酶

17、rna聚合酶解旋酶abcd解析：選 a基因工程過程中，需用限制酶切割目的基因所在的dna分子和運載體，形成相同的黏性末端，并用dna連接酶將目的基因與運載體結(jié)合形成重組dna分子。3下列有關(guān)育種的說法，正確的是()a通過雜交育種可獲得農(nóng)作物新品種b誘變育種只適用于對微生物菌株的選育c無子番茄通常是用多倍體育種方式獲得d通過基因工程育種無法獲得抗逆性強的新品種解析：選 a誘變育種對真、 原核生物都適用； 無子番茄通常是用生長素處理而獲得的。4如圖為dna分子在不同酶的作用下所發(fā)生的變化，圖中依次表示限制酶、dna聚合酶、 dna連接酶、解旋酶作用的正確順序是()abcd解析：選c限制酶的作用是切

18、割磷酸二酯鍵( ) ；dna聚合酶的作用是在有模板的條件下催化合成dna子鏈，形成新的dna分子 ( ) ； dna連接酶的作用是連接磷酸二酯鍵，即將 2 個 dna分子片段末端的缺口縫合起來( ) ；解旋酶的作用是使雙鏈dna解旋 ( ) 。7名校名 推薦5如圖是基因工程主要技術(shù)環(huán)節(jié)的一個基本步驟，這一步驟需用到的工具是()a dna連接酶和解旋酶b dna聚合酶和限制酶c限制酶和dna連接酶d dna聚合酶和rna聚合酶解析：選 c該步驟是基因工程的第二步目的基因與運載體結(jié)合。切割質(zhì)粒要用限制酶，目的基因與切割后的質(zhì)粒結(jié)合要用dna連接酶。6下列高科技成果中，根據(jù)基因重組原理進行的是()利

19、用雜交技術(shù)培育出超級水稻通過返回式衛(wèi)星搭載種子培育出太空椒通過體細胞克隆技術(shù)培養(yǎng)出克隆牛將蘇云金芽孢桿菌的某些基因移植到棉花體內(nèi)，培育出抗蟲棉將健康人的正?；蛑踩氩∪梭w內(nèi)治療基因病abcd解析：選 c通過返回式衛(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；通過體細胞克隆技術(shù)培養(yǎng)出克隆牛屬于無性生殖，原理是細胞核的全能性。7育種的方法有雜交育種、單倍體育種、誘變育種、多倍體育種、基因工程育種等，下面對這五種育種的說法正確的是()a涉及的原理有：基因突變、基因重組、染色體變異b都不可能產(chǎn)生定向的可遺傳變異c都在細胞水平上進行操作d都不能通過產(chǎn)生新基因從而產(chǎn)生新性狀解析：選 a 雜交育種

20、和基因工程育種的原理為基因重組，單倍體育種、多倍體育種的原理為染色體變異，誘變育種的原理為基因突變。8下列關(guān)于基因工程的敘述，錯誤的是()a目的基因和受體細胞均可來自動植物或微生物b限制酶和dna連接酶是兩類常用的工具酶c人胰島素原基因在大腸桿菌中表達的胰島素原無生物活性d運載體中的抗性基因有利于篩選含重組dna的細胞和促進目的基因的表達解析：選 d根據(jù)基因工程的目的不同，目的基因和受體細胞均可來自動植物或微生物；基因工程中常用的工具酶有限制酶和dna連接酶； 大腸桿菌為原核生物，不含有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體等細胞器，不能對蛋白質(zhì)進行加工，其合成的胰島素原無生物活性。運載體中的抗性基因為標記基因，其作用是有利于篩選含重組dna的細胞，但不能促進目的基因的表達。二、非選擇題( 共