学年高中生物第章从杂交育种到基因工程第节基因工程及其应用学案新人教版必修.doc
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1、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平安性。知识点一基因工程的原理学生用书P73阅读教材P102P1031含义2操作工具(3)运载体作用:将外源基因导入受体细胞。3基因工程的步骤(1)提取目的基因;(2)目的基因与运载体结合;(3)将目的基因导入受体细胞;(4)目的基因的检测与鉴定。1限制酶与DNA连接酶的关系2限制酶、DNA连接酶和DNA聚合酶的区别不同点相同点作用作用特点限制酶切割具有特异性作用目标均为磷酸二酯键DNA连接酶连接无特异性,将DNA片段连接成DNA分子DNA聚合酶将单个的脱氧核苷酸连接成DNA片段3.运载体应具备的条件
2、(1)能在宿主细胞内稳定保存并大量复制保证目的基因能在细胞分裂过程中复制并传递给子细胞。(2)有多个限制酶切点运载体能够接入多种目的基因所必备的条件。(3)有标记基因检测目的基因是否导入受体细胞中的重要判断依据。4基因工程的操作步骤(1)获取目的基因、切割运载体需要用同一种限制酶,目的是产生相同的末端。(2)将目的基因导入受体细胞,没有涉及碱基互补配对。1结合以下图判断,以下有关基因工程中工具酶的功能的表达,正确的选项是()A切断a处的酶简称内切酶,被称为基因的“剪刀B连接a处的酶为DNA聚合酶,被称为基因的“针线CRNA聚合酶可通过识别基因中的特定碱基序列与DNA分子结合DDNA连接酶的作用
3、点是b处解析:选C。切断a处的是被称为基因的“剪刀的限制性核酸内切酶,应简称为限制酶而不是内切酶,A项错误;连接a处的被称为基因的“针线的是DNA连接酶,不是DNA聚合酶,B项错误;b处为碱基对内的氢键,切断b处的是解旋酶,但b处的连接是通过碱基互补配对实现的,DNA连接酶的作用点是a处而非b处,D项错误。2(2022郑州高一检测)以下图表示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。以下有关说法不正确的选项是()AX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:选C。根据题图可知,重组质
4、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。知识点二基因工程的应用及平安性学生用书P74阅读教材P104P1061基因工程与作物育种(1)目的:获得高产、稳产和具有优良品质的农作物,培育出具有各种抗逆性的作物新品种。(2)实例:抗棉铃虫的转基因抗虫棉。2基因工程与药物研制(1)实例:用基因工程的方法生产胰岛素。(2)过程:胰岛素基因与大肠杆菌的DNA分子重组,并且在大肠杆菌体内获得成功的表达。3基
5、因工程的平安性基因工程成果的三点提醒(1)转基因抗虫植物不会受到害虫的侵害,仍会受到细菌、真菌或病毒等病原体的侵害,种植过程中需要使用一定量的农药。(2)转基因抗虫植物与转基因抗病植物不同,植物病症一般是由细菌或真菌引起的。(3)转基因抗虫植物与转基因抗病植物种植一段时间后,害虫或病原体可能对它们产生抗性。1(2022松原高一检测)以下各项不属于基因工程的应用的是()A转基因抗虫棉的培育成功B利用DNA探针检测饮用水中有无病毒C利用工程菌生产胰岛素D将甲植物的叶绿体移入乙植物,使光合效率提高解析:选D。将甲植物的叶绿体移入乙植物,移入的是细胞器而非基因,故不属于基因工程的应用范畴。2以下图是应
6、用基因工程技术获得转基因动物和植物的过程,以下相关表达不正确的选项是()A通过过程形成重组质粒只需要两种工具B是重组质粒导入受体细胞的过程C通过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通过过程培育的抗虫棉需要检测抗虫效果解析:选A。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。核心知识小结要点回眸标准答题 基因工程的原理是基因重组。 基因工程的操作工具有限制酶、DNA连接酶和运载体。 限制性核酸内切酶具有特异性,能识别特定的核苷酸序列,并在特定位点上切割DNA分子。 DNA连接酶的作用是将目的基因和运载体连接成重组DNA分子。 常用的运载体有质粒、噬菌体和
7、动植物病毒等。 基因工程的四个步骤是:提取目的基因、目的基因与运载体结合、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定。 基因工程在医药卫生、农牧业、食品工业、环境保护等方面具有美好的应用前景。学生用书P75拓宽教材1(必修2 P102图63改编)从大肠杆菌中提取的一种限制酶EcoR,能识别并切割DNA分子中的GAATTC序列,切点在G与A之间。这是应用了酶的()A高效性B专一性C多样性D催化活性受外界条件影响答案:B2(必修2 P103图65改编)比拟大肠杆菌与酵母菌的DNA:拟核或细胞核内DNA分子数形态是否与蛋白质结合染色体大肠杆菌_环状_无酵母菌多个_是_答案:1个否链状有精练好题3(
8、2022石家庄二中高一月考)科学家用纳米技术制造出一种“生物导弹,可以携带DNA分子,把它注射入组织中,可以通过内吞作用进入细胞内,DNA被释放出来,进入到细胞核内,最终整合到细胞染色体中,成为细胞基因组的一局部,DNA整合到细胞染色体中的过程,属于()A基因突变B基因重组C基因互换 D染色体变异解析:选B。基因突变具有不定向性,可以使一个基因变成它的等位基因,但不会实现基因之间的重新组合,A错误;根据题意可知,该技术中,DNA整合到细胞染色体上,并与染色体DNA重组形成重组DNA,属于基因重组,B正确;基因互换是两个基因互换位置,不会导致外源基因整合到细胞染色体上,C错误;染色体变异包括染色
9、体结构和数目的变异,D错误。4要使目的基因与对应的运载体进行重组,所需要的两种酶是()限制酶DNA连接酶解旋酶复原酶A BC D解析:选A。先用限制酶分别处理目的基因和运载体,将切下的目的基因的片段插入质粒切口处,再用DNA连接酶将处理好的目的基因和运载体连接好,就完成了基因的重组。5以下关于基因工程的表达,正确的选项是()A限制性核酸内切酶和DNA连接酶的作用部位相同,都是氢键B作为运载体的质粒,其核DNA分子上应有对重组DNA分子进行鉴定和选择的标记基因C通过基因工程制备转基因植物,可以选叶肉细胞作为基因工程的受体细胞D人体胰岛素基因通过基因工程技术转入大肠杆菌以后,遗传信息的传递和表达不
10、再遵循中心法那么解析:选C。限制性核酸内切酶和DNA连接酶的作用部位都是磷酸二酯键,A错误;基因工程中常用的载体是质粒,质粒存在于细菌和真菌细胞中,是一种独立于核DNA之外而自主复制的环状DNA分子,所以质粒不属于核基因,B错误;植物体细胞具有全能性,所以可以选择叶肉细胞作为基因工程的受体细胞,C正确;人的胰岛素基因在大肠杆菌体内表达时,遗传信息的传递和表达仍遵循中心法那么,D错误。6(2022河北乐清一中期中)为了防止转基因作物的目的基因通过花粉转移到自然界中的其他植物体内,科学家设法将目的基因整合到受体细胞的叶绿体基因组中,其原因是()A叶绿体基因组不会进入到生殖细胞中B植物杂交的后代不会
11、出现一定的性状别离比C转基因植物中的质基因与其他植物间不能通过花粉发生基因交流D转基因植物与其他植物间不能通过花粉发生基因交流答案:C7(2022济南高一质检)酵母菌可用于生产食品和药品等。科学家将大麦细胞中的LTP1基因植入啤酒酵母菌中,获得的啤酒酵母菌可产生LTP1蛋白,并酿出泡沫丰富的啤酒。其根本的操作过程如以下图所示(忽略各结构的大小比例),请答复以下问题:(1)该技术定向改变了酵母菌的性状,这在可遗传变异的来源中属于_。(2)本操作中为了将LTP1基因导入酵母菌细胞内,所用的运载体是_。(3)要使运载体与LTP1基因连接,首先应使用_进行切割。切割完成后,利用_将运载体与LTP1基因
12、连接。(4)运用转基因酵母菌酿造的啤酒平安吗?解析:(1)基因工程能克服远缘杂交不亲和的障碍,使原本不在一起的基因组合到一起,使生物具有特定性状,其原理为基因重组。(2)由题图可知,本操作中的运载体是取自大肠杆菌的质粒。(3)基因工程中的“剪刀为限制酶。两个序列相同、能互补配对的黏性末端可用DNA连接酶“缝合。(4)可以从正、反两个角度考虑,转基因食品可能影响人体消化系统和免疫系统,也可能不影响人体健康,目前还未找到不平安的证据(合理即可)。答案:(1)基因重组(2)质粒(3)限制酶DNA连接酶(4)反对观点:不平安,转基因食品可能会损伤人体的消化系统,破坏人体的免疫系统。赞成观点:平安,转基
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