優(yōu)化方案2016版高中生物 第六章 從雜交育種到基因工程 第2節(jié) 基因工程及其應(yīng)用學案 新人教版必修2

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1、 第2節(jié)　基因工程及其應(yīng)用 [學習導航] 1．概述基因工程的原理和應(yīng)用?！?.了解轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因食品的安全性。 一、基因工程的原理(閱讀教材P102～P103) 1．含義 2．操作工具 (1) (2) (3)運載體 ①作用：將外源基因?qū)胧荏w細胞。 ② ⊙點撥　①限制酶具有特異性，DNA連接酶能連接任意兩個DNA片斷，不具有特異性。 ②運載體與細胞膜中的載體不同。運載體是DNA分子，而膜載體是蛋白質(zhì)。 3．基因工程的步驟 (1)提取目的基因； (2)目的基因與運載體結(jié)合； (3)將目的基因?qū)胧荏w細胞； (4)目的基因的檢測與

2、鑒定。 二、基因工程的應(yīng)用及安全性(閱讀教材P104～P106) 1．基因工程與作物育種 (1)目的：獲得高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)和具有優(yōu)良品質(zhì)的農(nóng)作物，培育出具有各種抗逆性的作物新品種。 (2)實例：抗棉鈴蟲的轉(zhuǎn)基因抗蟲棉。 2．基因工程與藥物研制 (1)實例：用基因工程方法生產(chǎn)胰島素。 (2)過程：胰島素基因與大腸桿菌的DNA分子重組，并且在大腸桿菌體內(nèi)獲得成功的表達。 3．基因工程的安全性 判斷 (1)基因工程的原理是基因突變。(×) 分析：基因工程的原理是基因重組。 (2)基因工程能夠定向的改變生物的性狀。(√) 分析：基因工程可以向受體細胞中導入目的基因，讓其表達

3、，定向地改變生物的性狀。 (3)所有的限制酶都只能識別同一種特定的核苷酸序列。(×) 分析：一種限制酶只能識別一種特定的核苷酸序列。 (4)基因工程中的運載體只有質(zhì)粒。(×) 分析：基因工程中常見的運載體有質(zhì)粒、噬菌體和動植物病毒。 (5)只要目的基因進入了受體細胞就能成功實現(xiàn)表達。(×) 分析：目的基因進入受體細胞不一定能進行轉(zhuǎn)錄、翻譯。 (6)轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因食品都是不安全的。(×) 分析：對于轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因食品的安全性問題不能片面地一概而論。 主題一　基因工程的操作工具 1．結(jié)合下圖，探究以下問題： (1)①過程需要限制酶，②過程需要D

4、NA連接酶。 (2)限制性核酸內(nèi)切酶的作用特點是識別特定的核苷酸序列，并在特定的切點上切割DNA分子，形成2個黏性末端。 (3)同種限制酶切割不同DNA分子后形成的黏性末端是可以通過堿基互補配對連接起來的，但是脫氧核糖和磷酸之間的缺口要靠DNA連接酶進行連接。 2．結(jié)合下面大腸桿菌質(zhì)粒的分子結(jié)構(gòu)示意圖分析： 質(zhì)粒存在于許多細菌以及酵母菌等生物細胞中，是擬核或細胞核外能夠自主復(fù)制的很小的環(huán)狀DNA分子。上面的標記基因為抗生素抗性基因，其作用為用于目的基因是否導入受體細胞的檢測依據(jù)。同時還含有多個酶切位點，其作用是便于質(zhì)粒接入目的基因。 1．DNA連接酶與DNA聚合酶的比較 比

5、較項目 DNA連接酶 DNA聚合酶 不同點 作用對象 連接DNA片段 連接游離的脫氧核苷酸 作用條件 不需要模板 需要模板 相同點 作用部位 連接不同脫氧核苷酸之間的磷酸和脫氧核糖之間的磷酸二酯鍵 2.運載體應(yīng)具備的條件： (1)能在宿主細胞內(nèi)穩(wěn)定保存并大量復(fù)制——這是保證目的基因能在細胞分裂過程中復(fù)制并傳遞給子代細胞的基礎(chǔ)。 (2)有多個限制酶切點——這是運載體能夠接入多種目的基因所必備的條件。 (3)有標記基因——這是檢測目的基因是否導入受體細胞中的重要判斷依據(jù)。 1．如圖所示為一項重要生物技術(shù)的關(guān)鍵步驟，X是獲得外源基因并能夠表達的細胞。下列有關(guān)說法

6、不正確的是(　　) A．X是能合成胰島素的細菌細胞 B．質(zhì)粒具有多個標記基因和多個限制酶切點 C．外源基因與運載體的重組只需要DNA連接酶 D．該細菌的性狀被定向改造 解析：選C。根據(jù)圖示，重組質(zhì)粒導入的是細菌細胞，所以X是能合成胰島素的細菌細胞。質(zhì)粒作為運載體需要有多個限制酶切點以便轉(zhuǎn)運多種目的基因，同時具有標記基因以便檢測目的基因是否導入受體細胞內(nèi)?；蚺c運載體的重組需要限制酶和DNA連接酶?；蚬こ痰奶攸c是能夠定向改造生物的性狀。 2．下圖為DNA分子在不同酶的作用下所發(fā)生的變化，圖中依次表示限制性核酸內(nèi)切酶、DNA聚合酶、DNA連接酶、解旋酶作用的正確順序是(　　)

7、 A．①②③④ B．①②④③ C．①④②③ D．①④③② 解析：選C。限制性核酸內(nèi)切酶用于切割DNA片段；而與之作用相反的是DNA連接酶，用于連接DNA片段；DNA聚合酶用于DNA的復(fù)制過程，它需要模板；解旋酶會使DNA雙鏈解旋而分開，它作用于堿基對之間的氫鍵。 方法技巧 　根據(jù)作用部位判斷與DNA分子有關(guān)的酶 (1)斷開氫鍵的酶：解旋酶。 (2)斷開(相鄰核苷酸之間的)磷酸二酯鍵的酶：若結(jié)果生成若干DNA片段，可判定為限制酶；若生成其基本單位——核苷酸，可判定為DNA水解酶。 (3)生成(相鄰核苷酸之間的)磷酸二酯鍵的酶：若將兩個DNA片段連接在一起，可判定為DNA

8、連接酶；若作用于DNA復(fù)制的過程中，或?qū)⒂坞x的脫氧核苷酸連接到DNA鏈上，可判定為DNA聚合酶。 主題二　基因工程的操作步驟 結(jié)合下圖探究以下問題： 1．圖中①過程為提取目的基因，采用直接分離的方法，目的基因是指人們所需要的外源基因。 2．如圖中②過程屬于目的基因與運載體結(jié)合。 (1)從圖中可以看出，提取目的基因B和切開質(zhì)粒A所用的是同一種限制酶。 (2)DNA連接酶用于質(zhì)粒A與目的基因B的結(jié)合過程，形成重組DNA分子C。 3．圖中③過程屬于將目的基因?qū)胧荏w細胞，此過程不存在堿基互補配對。 4．目的基因的檢測與鑒定 (1)檢測：根據(jù)標記基因或分子雜交

9、技術(shù)檢測目的基因是否導入受體細胞。 (2)鑒定：受體細胞是否表現(xiàn)出特定性狀，如棉花抗蟲性狀的表現(xiàn)。 小組討論 (1)轉(zhuǎn)基因抗蟲棉有性繁殖產(chǎn)生的后代都具有抗蟲特性嗎？為什么？ 提示：不一定。因為性狀分離或變異，抗蟲棉的子代可能會失去抗蟲特性。, (2)基因工程中，為什么目的基因在不同物種中均能成功表達？ 提示：因為不同的生物體共用一套遺傳密碼，控制合成相同的蛋白質(zhì)。 基因工程的基本操作程序 1．提取目的基因。 2．目的基因與運載體結(jié)合，如圖： 3．將目的基因?qū)胧荏w細胞。 4．目的基因的檢測與鑒定。 3．由于乙肝病毒感染的宿主范圍很窄，僅限于人和靈長類動物，因

10、此無法用細胞培養(yǎng)的方法生產(chǎn)疫苗，但可用基因工程的方法進行生產(chǎn)，現(xiàn)已知乙肝病毒的核心蛋白和表面抗原蛋白的氨基酸序列，生產(chǎn)示意圖如下。下列相關(guān)說法不正確的是(　　) 乙肝病毒有關(guān)基因細菌大量生產(chǎn)疫苗 A．生產(chǎn)乙肝疫苗的過程也達到了定向改造細菌的目的 B．在①②過程中需要限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶 C．用于生產(chǎn)疫苗的目的基因為編碼核心蛋白的基因和表面抗原蛋白基因 D．這種轉(zhuǎn)基因的細菌一定是安全的，不用擔心其擴散到自然界 解析：選D。上述過程應(yīng)用了基因工程技術(shù)，能定向改造生物的遺傳性狀；在操作時要應(yīng)用限制酶來獲得目的基因，并用DNA連接酶使之與運載體結(jié)合；該過程的目的基因為表面抗原蛋白

11、基因和編碼核心蛋白的基因；轉(zhuǎn)基因生物的安全性還存在爭議。無法判斷其安全性，應(yīng)避免其擴散進入自然界。 4．下圖是應(yīng)用基因工程技術(shù)獲得轉(zhuǎn)基因動物和植物的過程，相關(guān)敘述不正確的是(　　) A．通過①過程形成重組質(zhì)粒只需要兩種工具 B．②是重組質(zhì)粒導入受體細胞的過程 C．通過③過程產(chǎn)生的轉(zhuǎn)基因牛的細胞中都含有人的生長激素基因 D．通過④⑤過程培育的抗蟲棉需要檢測抗蟲效果 解析：選A。①是目的基因與運載體結(jié)合的過程，既需要限制酶和DNA連接酶，也需要載體質(zhì)粒。 ————————————[核心知識小結(jié)]———————————— [網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建] [關(guān)鍵語句] 1．基因工

12、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．限制性核酸內(nèi)切酶具有特異性，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。 [隨堂檢測] 知識點一　基因工程概念及操作工具 1．以下有關(guān)基因工程的敘述，正確的是(　　) A．基因工程是細胞水平上的生物工程 B．基因工程的產(chǎn)物對人類都是有益的 C．基

13、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)點之一是目的性強 解析：選D。基因工程是在生物體外，通過對DNA分子進行人工“剪切”和“拼接”，對生物的基因進行改造(目的性強)和重新組合(基因重組)，然后導入受體細胞內(nèi)進行復(fù)制，使重組基因在受體細胞內(nèi)表達，產(chǎn)生出人類所需要的基因產(chǎn)物和新的生物類型，但并不是所有的基因工程產(chǎn)物對人類都是有益的。 2．下圖為DNA分子的某一片段，其中①②③分別表示某種酶的作用部位，則相應(yīng)的酶依次是(　　) A．DNA連接酶、限制酶、解旋酶 B．限制酶、解旋酶、DNA連接酶 C．解旋酶、限制酶、DNA連接酶 D．限制酶、DNA連接酶、解旋酶 解析

14、：選C。使堿基對內(nèi)氫鍵斷裂的是解旋酶；限制酶將特定部位的相鄰兩脫氧核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷開；連接DNA片段間磷酸二酯鍵的是DNA連接酶。 3．(2015·長沙高一檢測)下列有關(guān)基因工程中運載體的說法，正確的是(　　) A．在進行基因工程的操作中，作為運載體的質(zhì)粒都是天然質(zhì)粒 B．所有的質(zhì)粒都可以作為基因工程的運載體 C．質(zhì)粒是一種獨立于細菌擬核DNA外的鏈狀DNA分子 D．作為運載體的質(zhì)粒DNA分子上應(yīng)有對重組DNA分子進行鑒定和選擇的標記基因 解析：選D。作為運載體的質(zhì)粒，都是經(jīng)過修飾的質(zhì)粒；并不是所有質(zhì)粒都能作為運載體，能作為運載體的質(zhì)粒必須具備一定的條件；質(zhì)粒是環(huán)狀DNA分

15、子。 知識點二　基因工程的操作過程 4．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．限制性核酸內(nèi)切酶和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．運載體上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?；蚬こ讨心康幕蚝褪荏w細胞均可來自動植物或微生物；常用的工具酶是限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶；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，只有經(jīng)過一定的物質(zhì)激活以后，才能有生物活性。運載體上的抗性基因主要是有利于篩選含重組DNA的細胞，不能促進目的基因

16、的表達，所以D錯誤。 5．水母發(fā)光蛋白由236個氨基酸構(gòu)成，其中Asp(天冬氨酸)、Gly(甘氨酸)、Ser(絲氨酸)構(gòu)成發(fā)光環(huán)，現(xiàn)已將這種蛋白質(zhì)的基因作為生物轉(zhuǎn)基因的標記，在轉(zhuǎn)基因技術(shù)中，這種蛋白質(zhì)的作用是(　　) A．促使目的基因?qū)胧荏w細胞 B．使目的基因容易被檢測出來 C．促使目的基因在受體細胞內(nèi)復(fù)制 D．使目的基因容易成功表達 解析：選B。該發(fā)光蛋白的作用是使目的基因容易被檢測出來，從而確認目的基因是否已經(jīng)成功導入受體細胞中。 6．干擾素是一種糖蛋白，過去從人的白細胞中提取，產(chǎn)量很低。我國的科研人員成功運用基因工程技術(shù)提高了其產(chǎn)量，如圖為其原理過程圖。請據(jù)圖回答下面的問

17、題： (1)圖中①過程叫________________________________________________________________________。 (2)圖中②物質(zhì)的化學本質(zhì)是________________________________________________________________________， 它作為運載體，必須具備的特點是________________________________________________________________________ ________________________________

18、________________________________________(寫出任意兩點)。 (3)該過程中，供體細胞是________________，受體細胞是________(填字母)，重組DNA分子是________(填序號)，在形成③的過程中需要________________________________________________________________________。 答案：(1)提取目的基因 (2)雙鏈環(huán)狀DNA分子(或DNA分子)　具有一個或多個限制酶切割位點，在細胞中能夠自我復(fù)制，有特殊的標記基因等 (3)人的體細胞　b?、邸∠拗泼负虳NA連

19、接酶 [課時作業(yè)] 1．科學家們經(jīng)過多年的努力，創(chuàng)立了一種新興生物技術(shù)——基因工程，實施該工程的最終目的是(　　) A．定向提取生物體的DNA分子 B．定向地對DNA分子進行人工“剪切” C．定向地改造生物的遺傳性狀 D．在生物體外對DNA分子進行改造 解析：選C。根據(jù)基因工程的概念可知，實施該工程的最終目的是定向地改造生物的遺傳性狀。 2．DNA整合到細胞染色體上的過程，屬于(　　) A．基因突變 B．基因重組 C．基因分離 D．染色體變異 解析：選B?；蚴怯羞z傳效應(yīng)的DNA片段，染色體由DNA和蛋白質(zhì)組成，DNA整合到細胞染色體上，實現(xiàn)了DNA上的基因與

20、細胞內(nèi)染色體DNA上基因的重組，因此屬于基因重組。 3．基因工程中，切割運載體和含有目的基因的DNA片段時，需使用(　　) A．同種限制酶 B．兩種限制酶 C．同種DNA連接酶 D．兩種DNA連接酶 解析：選A。用同種限制酶切割運載體和含有目的基因的DNA片段，可以使兩者產(chǎn)生相同的黏性末端，可通過互補堿基的配對結(jié)合起來，再用DNA連接酶使兩條鏈上的缺口結(jié)合，就形成一個完整的重組DNA。 4．結(jié)合下圖判斷，有關(guān)基因工程中工具酶的功能的敘述，正確的是(　　) A．切斷a處的酶簡稱內(nèi)切酶，被稱為基因的“剪刀” B．連接a處的酶為DNA聚合酶，被稱為基因的“針線” C．RN

21、A聚合酶可通過識別基因中的特定堿基序列與DNA分子結(jié)合 D．DNA連接酶的作用點是b處 解析：選C。切斷a處的是被稱為基因的“剪刀”的限制性核酸內(nèi)切酶，應(yīng)簡稱為限制酶而不是內(nèi)切酶，A項錯誤；連接a處的被稱為基因的“針線”的是DNA連接酶，不是DNA聚合酶，B項錯誤；b處為堿基對內(nèi)的氫鍵，切斷b處的是解旋酶，但b處的連接是通過堿基互補配對實現(xiàn)的，DNA連接酶的作用點是a處而非b處，D項錯誤。 5．(2015·濟南高一檢測)在下列基因操作的四個基本步驟中，不需要進行堿基互補配對的步驟是(　　) A．人工合成目的基因 B．將目的基因?qū)胧荏w細胞 C．目的基因與運載體結(jié)合 D．目的基因的

22、檢測與鑒定 解析：選B。用人工方法使體外重組的DNA分子轉(zhuǎn)移到受體細胞，主要借助于細胞膜的流動性，此過程中不需要堿基互補配對。 6．上海醫(yī)學研究所成功培育出第一頭攜帶人白蛋白基因的轉(zhuǎn)基因牛。他們還研究出一種可大大提高基因表達水平的新方法，使轉(zhuǎn)基因動物乳汁中的藥物蛋白含量提高了30多倍。以下與此有關(guān)的敘述中，正確的是(　　) A．“轉(zhuǎn)基因動物”是指體細胞中出現(xiàn)了新基因的動物 B．“提高基因表達水平”是指設(shè)法使牛的乳腺細胞中含有更多的人白蛋白基因 C．只在轉(zhuǎn)基因牛乳汁中才能獲取人白蛋白，是因為人白蛋白基因只在牛乳腺細胞中是純合的 D．轉(zhuǎn)基因牛的肌肉細胞中也有人白蛋白基因，但不發(fā)生轉(zhuǎn)錄、

23、翻譯，故不合成人白蛋白 解析：選D。轉(zhuǎn)基因動物的受體細胞一般是受精卵，所以含有轉(zhuǎn)基因的受精卵在形成個體時，所有細胞都會含有轉(zhuǎn)入的基因；但在機體發(fā)育過程中，基因要進行選擇性表達。 7．下列關(guān)于基因工程的敘述，不正確的是(　　) A．基因工程常以抗生素抗性基因作為目的基因 B．DNA連接酶和限制酶是構(gòu)建重組質(zhì)粒必需的工具酶 C．通常用同一種限制酶處理含有目的基因的DNA和運載體DNA D．為育成抗除草劑的作物新品種，導入抗除草劑基因時可以以受精卵或體細胞作為受體 解析：選A?；蚬こ讨锌股乜剐曰蛞话阕鳛闃擞浕?；在一般情況下用同一種限制酶剪切目的基因和運載體，切出相同的黏性末端有

24、利于堿基互補配對；導入抗除草劑基因時常以受精卵作為受體，但由于植物體細胞的全能性較高，所以也可以用體細胞作為受體。 8．人的糖蛋白必須經(jīng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體進一步加工合成，通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)，可以使人的糖蛋白基因得以表達的受體細胞是(　　) A．大腸桿菌 B．酵母菌 C．T4噬菌體 D．質(zhì)粒DNA 解析：選B。人的糖蛋白必須經(jīng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體進一步加工合成，故受體細胞內(nèi)應(yīng)有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體，題干中只有酵母菌符合此條件。 9．下列關(guān)于基因工程技術(shù)的敘述，不正確的是(　　) A．重組DNA技術(shù)所用的工具酶是限制酶、DNA連接酶和運載體 B．某限制酶能識別GAATTC序列并在G和A之

25、間切開利用了酶的專一性 C．選用細菌作為重組質(zhì)粒的受體細胞是因為細菌繁殖快 D．成功將抗蟲基因?qū)朊藁ê螽a(chǎn)生的變異屬于基因重組 解析：選A。重組DNA技術(shù)所用的工具酶是限制酶和DNA連接酶，運載體不是工具酶。 10．在用基因工程技術(shù)構(gòu)建抗除草劑的轉(zhuǎn)基因煙草過程中，下列操作錯誤的是(　　) A．用限制酶切割煙草花葉病毒的核酸 B．用DNA連接酶連接經(jīng)切割的抗除草劑基因和運載體 C．將重組DNA分子導入煙草原生質(zhì)體 D．用含除草劑的培養(yǎng)基篩選轉(zhuǎn)基因煙草細胞 解析：選A。構(gòu)建重組DNA分子時，需用同種限制酶切割目的基因和運載體，再用DNA連接酶連接形成重組DNA分子，而煙草花葉病毒

26、的遺傳物質(zhì)是RNA，所以A項錯誤。重組DNA分子形成后要導入受體細胞(若是植物細胞，則可導入其原生質(zhì)體)，若導入的受體細胞是體細胞，經(jīng)組織培養(yǎng)可獲得轉(zhuǎn)基因植物。目的基因為抗除草劑基因，所以未成功導入目的基因的細胞不具有抗除草劑的能力，可用含除草劑的培養(yǎng)基篩選轉(zhuǎn)基因煙草細胞。 11．你認為支持基因工程技術(shù)的理論有(　　) ①遺傳密碼的通用性?、诓煌蚩瑟毩⒈磉_?、鄄煌虮磉_可互相影響?、蹹NA作為遺傳物質(zhì)能夠嚴格地自我復(fù)制 A．①②④ B．②③④ C．①③ D．①④ 解析：選A。轉(zhuǎn)基因之所以在不同種生物間可以進行是因為：遺傳密碼的通用性——同一基因在不同生物中表達產(chǎn)生的蛋

27、白質(zhì)(或性狀)相同；不同基因表達的獨立性——在不同生物中基因的表達不受其他基因的影響；DNA自我復(fù)制的嚴格性——從而保證遺傳的穩(wěn)定性。 12．抗逆轉(zhuǎn)基因作物的培育與推廣帶來的巨大社會效益是(　　) ①在一定程度上使作物擺脫了土壤和氣候條件的限制 ②減少化學農(nóng)藥對環(huán)境的污染和對人畜的危害?、蹨p少了化肥的制造和使用量，有利于環(huán)境保護?、苁沟米魑镌诓涣辑h(huán)境下更好地生長，提高產(chǎn)量 A．①②③ B．①②④ C．①③④ D．②③④ 解析：選B。抗逆轉(zhuǎn)基因作物體內(nèi)含有抵抗不良環(huán)境條件的基因，如抗病毒、抗蟲、抗鹽堿、抗除草劑、抗低溫等基因，但抗逆轉(zhuǎn)基因作物的生長仍然需要從土壤中吸收必需的

28、無機鹽成分，缺少了必需的無機鹽成分，任何作物都不能正常生長發(fā)育，所以不能減少化肥的制造和使用量。 13．中國青年科學家成功地把人的抗病毒干擾素基因“嫁接”到煙草的DNA分子上，使煙草獲得了抗病毒的能力。試分析回答： (1)抗病毒煙草的培育應(yīng)用了____________技術(shù)。 (2)煙草具有抗病毒能力，說明煙草體內(nèi)產(chǎn)生了________________。 (3)煙草DNA分子被“嫁接”上或“切割”掉某個基因，但并不影響該基因的表達，從基因功能角度考慮，說明___________________________________________________________________

29、_____ ________________________________________________________________________。 答案：(1)基因工程 (2)抗病毒干擾素 (3)基因是遺傳物質(zhì)的基本單位 14．科學家通過基因工程，成功培育出能抗棉鈴蟲的棉花植株——抗蟲棉，其過程大致如圖所示： (1)目的基因能否在棉株體內(nèi)穩(wěn)定維持和表達其遺傳特性的關(guān)鍵是目的基因是否插入受體細胞染色體DNA上，這需要通過檢測才能知道，檢測采用的最好方法是 ________________________________________________________

30、________________。 (2)科學家預(yù)言，此種“轉(zhuǎn)基因抗蟲棉”獨立種植若干代以后，將出現(xiàn)不抗蟲的植株，此現(xiàn)象來源于__________。 (3)利用基因工程技術(shù)培育抗蟲棉，相比誘變育種和雜交育種，具有目的性強和________________等突出的優(yōu)點。 (4)有人擔心種植上述轉(zhuǎn)基因抗蟲棉，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”，請?zhí)岢瞿愕慕鉀Q方法：________________________________________________________________________ ____________________________

31、____________________________________________。 解析：由題圖可知，目的基因是蘇云金芽孢桿菌的毒蛋白基因，與Ti質(zhì)粒重組后，利用農(nóng)桿菌導入植物細胞產(chǎn)生了抗蟲棉植株。這種育種方式能克服遠緣雜交不親和性，可用DNA分子雜交技術(shù)檢測目的基因是否整合到受體細胞染色體上。 答案：(1)DNA分子雜交技術(shù) (2)基因突變 (3)克服遠緣雜交不親和性(或能有效地打破物種間的生殖隔離界限) (4)將目的基因?qū)肴~綠體或線粒體基因組中 15．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

32、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—，請回答下列問題： (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

33、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？ ________________________________________________________________________ ___________________________________

34、_____________________________________。 解析：(1)剪切獲取目的基因的酶是限制性核酸內(nèi)切酶，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化學組成和空間結(jié)構(gòu)相同，即都具有相同的物質(zhì)基礎(chǔ)和結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。目的基因?qū)胧荏w細胞需要先與運載體結(jié)合，最常用的運載體是質(zhì)粒，也可以用病毒。(3)基因的表達是指基因通過轉(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)限制性核酸內(nèi)切酶　DNA連接酶 (2)具有相同的物質(zhì)基礎(chǔ)和結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)　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，控制合成的人體蛋白質(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，合成的蛋白質(zhì)成分發(fā)生一定的改變) 11