精品2019版高中生物 第六章 从杂交育种到基因工程 第2节 基因工

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推 荐 下 载 第2节 基因工程及其应用

1．概述基因工程的原理和应用。(重、难点)

2．了解转基因生物和转基因食品的安全性。

1．基因工程的概念

2．基因工程的操作工具

(1)“剪刀”和“针线”：

(2)①作用：将外源基因送入受体细胞。

[合作探讨]

探讨1：Eco RI 限制酶只能识别GAATTC 的序列，并在G 和A 之间将这段序列切开，产生黏性末端，请写出切割后产生的黏性末端。

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提示：G AATTC

CTTAA G

探讨2：不同的限制酶切割形成的黏性末端一定不能连接在一起吗？为什么？

提示：不一定。例如，限制酶1的识别序列和切点分别是GGATCC 在G 和G 之间切开，限制酶2的识别序列和切点分别是GATC 在G 之前切开，两者形成的黏性末端是可以互补配对并连接在一起的。

探讨3：下图表示一段DNA 序列，请确定限制酶和DNA 连接酶的作用部位。

提示：限制酶和DNA 连接酶均作用于b 部位。

[思维升华]

1．工具酶的作用比较

(1)限制酶与DNA 连接酶的比较：

(2)

【特别提醒】 (1)氢键的断裂和重新形成与限制酶和DNA 连接酶无关，氢键的形成不需要酶的作用。

(2)DNA 连接酶无识别的特异性，能恢复两核苷酸间的磷酸二酯键，将两个DNA 片段连接起来。

2．运载体具备的条件

(1)能在宿主细胞内稳定保存并大量复制——这是保证目的基因能在细胞分裂过程中复制并传递给子细胞的基础。

(2)有多个限制酶切点——这是运载体能够接入多种目的基因所必备的条件。

(3)有标记基因——这是检测目的基因是否导入受体细胞中的重要判断依据。

1．如图所示为一项重要生物技术的关键步骤，X 是获得外源基因并能够表达的细胞。下列有关说法不正确的是

( )

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A ．X 是能合成胰岛素的细菌细胞

B ．质粒具有多个标记基因和多个限制酶切点

C ．外源基因与运载体的重组只需要DNA 连接酶

D ．该细菌的性状被定向改造

【解析】 根据图示，重组质粒导入的是细菌细胞，所以X 是能合成胰岛素的细菌细胞。质粒作为运载体需要有多个限制酶切点以便转运多种目的基因，同时具有标记基因以便检测目的基因是否导入受体细胞内。基因与运载体的重组需要限制酶和DNA 连接酶。基因工程的特点是能够定向改造生物的性状。

【答案】 C

2．下图为DNA 分子在不同酶的作用下所发生的变化，图中依次表示限制性核酸内切酶、DNA 聚合酶、DNA 连接酶、解旋酶作用的正确顺序是( )

【导学号：10090153】

A ．①②③④

B ．①②④③

C ．①④②③

D ．①④③②

【解析】 限制性核酸内切酶用于切割DNA 片段；而与之作用相反的是DNA 连接酶，用于连接DNA 片段；DNA 聚合酶用于DNA 的复制过程，它需要模板；解旋酶会使DNA 双链解旋而分开，它作用于碱基对之间的氢键。

【答案】 C

1．基本操作步骤

2．应用及安全性

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推 荐 下 载 (1)应用：

[合作探讨]

探讨1：若用DNA 连接酶将目的基因与运载体两两结合时，可能有哪些产物？

提示：目的基因—目的基因、目的基因—运载体、运载体—运载体。

探讨2：将目的基因与运载体结合时为什么用同一种限制酶对两者进行切割？两者结合的原理是什么？

提示：用同一种限制酶切割形成的是同一种黏性末端。可以通过碱基互补配对的形式结合到一起，并用DNA 连接酶将其“缝合”。

探讨3：转基因抗虫棉有性繁殖产生的后代都具有抗虫特性吗？为什么？

提示：不一定。因为性状分离或变异的原因，抗虫棉的子代可能会失去抗虫特性。

探讨4：基因工程中，为什么目的基因在不同物种中拼接后均能成功表达？

提示：不同的生物体共用一套遗传密码。

[思维升华]

1．基因工程的步骤

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2．基因工程成功的基础

1．由于乙肝病毒感染的宿主范围很窄，仅限于人和灵长类动物，因此无法用细胞培养的方法生产疫苗，但可

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推 荐 下 载 用基因工程的方法进行生产，现已知乙肝病毒的核心蛋白和表面抗原蛋白的氨基酸序列，生产示意图如下。下列相关说法不正确的是 ( )

乙肝病毒――→①分离有关基因――→②导入细菌――→③

发酵

大量生产疫苗

A ．生产乙肝疫苗的过程也达到了定向改造细菌的目的

B ．在①②过程中需要限制性核酸内切酶和DNA 连接酶

C ．用于生产疫苗的目的基因为编码核心蛋白的基因和表面抗原蛋白基因

D ．这种转基因的细菌一定是安全的，不用担心其扩散到自然界

【解析】 上述过程应用了基因工程技术，能定向改造生物的遗传性状；在操作时要应用限制酶来获得目的基因，并用DNA 连接酶使之与运载体结合；该过程的目的基因为表面抗原蛋白基因和编码核心蛋白的基因；转基因生物的安全性还存在争议，无法判断其安全性，应避免其扩散进入自然界。

【答案】 D

2．下图是应用基因工程技术获得转基因动物和植物的过程，相关叙述不正确的是 ( )

【导学号：10090154】

A ．通过①过程形成重组质粒只需要两种工具

B ．②是重组质粒导入受体细胞的过程

C ．通过③过程产生的转基因牛的细胞中都含有人的生长激素基因

D ．通过④⑤过程培育的抗虫棉需要检测抗虫效果

【解析】 ①是目的基因与运载体结合的过程，既需要限制酶和DNA 连接酶，也需要载体质粒。

【答案】

A

1．下列高科技成果中，根据基因重组原理进行的是( )

①利用杂交技术培育出超级水稻 ②通过返回式卫星搭载种子培育出太空椒 ③通过体细胞克隆技术培养出克隆牛 ④将苏云金杆菌的某些基因移植到棉花体内，培育出抗虫棉 ⑤将健康人的正常基因植入病人体内治疗基因病 ⑥用一定浓度的生长素处理，获得无子番茄

A ．①③⑤

B ．①②④

C ．①④⑤

D ．①②⑥

【解析】 通过返回式卫星搭载种子培育出太空椒属于太空育种，其原理为基因突变；通过体细胞克隆技术培养出克隆牛属于无性生殖，应用的原理是细胞核的全能性；用一定浓度的生长素处理，获得无子番茄应用的是生长

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推 荐 下 载 素的生理作用。

【答案】 C

2．据图所示，有关工具酶功能的叙述不正确的是(

)

A ．限制酶可以切断a 处

B ．DNA 连接酶可以连接a 处

C ．解旋酶可以使b 处解开

D ．DNA 连接酶可以连接b 处

【解析】 限制酶和DNA 连接酶作用的部位是磷酸二酯键即a 处，解旋酶作用的部位是氢键即b 处。

【答案】 D

3．某科学家从细菌中分离出耐高温淀粉酶(Amy)基因a ，通过基因工程的方法，将基因a 与运载体结合后导入马铃薯植株中，经检测发现Amy 在成熟块茎细胞中存在。结合图形分析下列有关这一过程的叙述，不正确的是( )

【导学号：10090155】

A ．获取基因a 的限制酶其作用部位是图中的①

B ．连接基因a 与运载体的DNA 连接酶其作用 …… 此处隐藏：2290字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……