2018版高中生物 第四章 遺傳的分子基礎(chǔ) 第四節(jié) 基因突變和基因重組 第2課時(shí)教學(xué)案 蘇教版必修2

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1、 第2課時(shí)　基因工程及其應(yīng)用 [學(xué)習(xí)導(dǎo)航]　1.結(jié)合教材圖文，概述基因工程的基本原理和基本步驟。2.結(jié)合具體實(shí)例，了解基因工程的應(yīng)用及其安全性。 [重難點(diǎn)擊]　基因工程的基本原理和基本步驟。 科幻電影《蜘蛛俠》中的男主角意外被轉(zhuǎn)基因的蜘蛛咬傷，蜘蛛的基因整合到了他的基因上，并且在他體內(nèi)表達(dá)，從而使他成了具有特殊本領(lǐng)的超級(jí)英雄。 現(xiàn)實(shí)中，我們已經(jīng)運(yùn)用類似的技術(shù)來(lái)改造生物的性狀，獲得人們所需要的品種，這就是基因工程。 解決學(xué)生疑難點(diǎn)　_______________________________________________________________ 一、基因工程的原

2、理 1.基因工程的概念 (1)基因工程，又叫做DNA重組技術(shù)，是把在一個(gè)生物體內(nèi)分離得到或人工合成的目的基因?qū)肓硪粋€(gè)生物的細(xì)胞，定向地使后者獲得新的遺傳性狀或表達(dá)所需產(chǎn)物的技術(shù)。 (2)基因工程是把一種生物的某種基因轉(zhuǎn)移到另一種生物體的細(xì)胞內(nèi)，基因的結(jié)構(gòu)基本沒(méi)有變化，只是位置發(fā)生了變化，所以應(yīng)該屬于基因重組。 2.基因工程的基本工具 (1)限制性核酸內(nèi)切酶 限制性核酸內(nèi)切酶的作用特點(diǎn)是識(shí)別特定的核苷酸序列，并在特定的切點(diǎn)上切割DNA分子，形成許多DNA片段。 (2)DNA連接酶：連接同種限制酶切割后產(chǎn)生的DNA片段。 (3)運(yùn)載體 ①作用：將外源基因送入受體細(xì)胞。 ②

3、種類：質(zhì)粒、噬菌體和動(dòng)植物病毒等。質(zhì)粒存在于許多細(xì)菌以及酵母菌等生物細(xì)胞中，是擬核或細(xì)胞核外能夠自主復(fù)制的很小的環(huán)狀DNA分子。 3.基因工程的操作步驟 提取目的基因 ↓ ↓ 導(dǎo)入目的基因：主要是借鑒細(xì)菌或病毒侵染細(xì)胞的方法 ↓ 檢測(cè)與鑒定目的基因 ↓ 目的基因的表達(dá)：目的基因在受體細(xì)胞中表達(dá)，產(chǎn)生蛋白質(zhì) 下圖是利用基因工程技術(shù)生產(chǎn)人胰島素的操作過(guò)程示意圖，請(qǐng)據(jù)圖回答。 1.能否利用人的皮膚細(xì)胞進(jìn)行過(guò)程①？過(guò)程②需要的酶是哪一種？ 答案　不能，皮膚細(xì)胞中胰島素基因不表達(dá)；過(guò)程②是逆轉(zhuǎn)錄，需要逆轉(zhuǎn)錄酶。 2.如何將A和B連接成C？操作后的產(chǎn)物只有C嗎？

4、 答案　用同一種限制酶切割A(yù)和B，再加入DNA連接酶，才能形成C。操作后的產(chǎn)物除了C，還可能有A與A結(jié)合、B與B結(jié)合的產(chǎn)物。 3.如果要檢測(cè)D中是否含有C，通常如何檢測(cè)？ 答案　利用C上的標(biāo)記基因進(jìn)行檢測(cè)。 4.人的胰島素基因能夠在大腸桿菌細(xì)胞中表達(dá)的基礎(chǔ)是什么？ 答案　所有生物共用一套遺傳密碼。 5.該方法和誘變育種相比，有什么優(yōu)點(diǎn)？ 答案　可以定向地改造生物的遺傳性狀。 知識(shí)整合　胰島素基因只在胰島細(xì)胞中轉(zhuǎn)錄出mRNA；目的基因和運(yùn)載體結(jié)合時(shí)，通常用同一種限制酶切割，再加入DNA連接酶；操作后的產(chǎn)物也有目的基因和運(yùn)載體自我環(huán)化的產(chǎn)物?；蚬こ炭梢远ㄏ虻馗脑焐锏倪z傳性狀。

5、 1.某科學(xué)家從細(xì)菌中分離出耐高溫淀粉酶(Amy)基因a，通過(guò)基因工程的方法，將基因a與運(yùn)載體結(jié)合后導(dǎo)入馬鈴薯植株中，經(jīng)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)Amy在成熟塊莖細(xì)胞中存在。結(jié)合圖形分析下列有關(guān)這一過(guò)程的敘述，不正確的是(　　) A.獲取基因a的限制酶的作用部位是圖中的① B.連接基因a與運(yùn)載體的DNA連接酶的作用部位是圖中的② C.基因a進(jìn)入馬鈴薯細(xì)胞后，可隨馬鈴薯DNA分子的復(fù)制而復(fù)制，傳給子代細(xì)胞 D.通過(guò)該技術(shù)人類實(shí)現(xiàn)了定向改造馬鈴薯的遺傳性狀 答案　B 解析　限制酶和DNA連接酶均作用于磷酸二酯鍵，即①處，二者作用相反，分別是打開(kāi)和連接該化學(xué)鍵；目的基因進(jìn)入受體細(xì)胞后，會(huì)隨著馬鈴薯

6、DNA分子的復(fù)制而復(fù)制，傳給子代細(xì)胞，使之產(chǎn)生定向變異，從而改變其遺傳性狀。 2.如圖所示為一項(xiàng)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(dá)的細(xì)胞。下列有關(guān)說(shuō)法不正確的是(　　) A.X是能合成胰島素的細(xì)菌細(xì)胞 B.質(zhì)粒具有標(biāo)記基因和多個(gè)限制酶切點(diǎn) C.外源基因與運(yùn)載體的重組只需要DNA連接酶 D.該細(xì)菌的性狀被定向改造 答案　C 解析　根據(jù)圖示，重組質(zhì)粒導(dǎo)入的是細(xì)菌細(xì)胞，所以X是能合成胰島素的細(xì)菌細(xì)胞，A正確；質(zhì)粒作為運(yùn)載體需要有多個(gè)限制酶切點(diǎn)以便轉(zhuǎn)運(yùn)多種目的基因，同時(shí)具有標(biāo)記基因以便檢測(cè)目的基因是否導(dǎo)入受體細(xì)胞內(nèi)，B正確；基因與運(yùn)載體的重組需要限制酶和DNA連接酶，

7、C錯(cuò)誤；基因工程的特點(diǎn)是能夠定向改造生物的性狀，D正確。 二、基因工程的應(yīng)用及其安全性 1.基因工程的應(yīng)用 (1)生產(chǎn)特殊蛋白質(zhì)如胰島素、生長(zhǎng)激素等。 (2)按照人們的意愿定向改造動(dòng)植物。 (3)運(yùn)用轉(zhuǎn)基因技術(shù)進(jìn)行環(huán)境保護(hù)。 2.轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因食品的安全性 1.你所知道的我國(guó)轉(zhuǎn)基因成果都有哪些？ 答案　我國(guó)科學(xué)家培育的轉(zhuǎn)基因豬、牛、雞、鯉魚(yú)等，還有大批具有抗蟲(chóng)、抗病、抗除草劑、抗逆等全新性狀的農(nóng)作物。 2.轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)玉米在環(huán)境保護(hù)上的重要作用是什么？此種轉(zhuǎn)基因玉米獨(dú)立種植若干代后是否會(huì)出現(xiàn)不抗蟲(chóng)的植株，為什么？ 答案　減少了農(nóng)藥使用對(duì)環(huán)境造成的污染。轉(zhuǎn)基因生

8、物獨(dú)立種植若干代后，也會(huì)出現(xiàn)不抗蟲(chóng)的植株，因?yàn)橛衩酌?玉米植株上的一種害蟲(chóng))可能會(huì)發(fā)生基因突變，基因突變是不定向的，突變后的玉米螟可能對(duì)蘇云金芽孢桿菌殺蟲(chóng)晶體蛋白不敏感。 3.轉(zhuǎn)基因成果令人嘆為觀止，下列不是轉(zhuǎn)基因成果的一項(xiàng)是(　　) A.抗蟲(chóng)棉花 B.能清除石油污染的假單胞桿菌 C.我國(guó)奶牛的主要品種——中國(guó)荷斯坦奶牛 D.抗除草劑玉米 答案　C 解析　轉(zhuǎn)基因生物是指運(yùn)用基因工程操作程序，即通過(guò)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、目的基因的檢測(cè)與鑒定等獲得的含有外源基因的生物。轉(zhuǎn)基因生物包括轉(zhuǎn)基因植物、轉(zhuǎn)基因動(dòng)物和轉(zhuǎn)基因微生物?？瓜x(chóng)棉花、能清除石油污

9、染的假單胞桿菌、抗除草劑玉米都屬于轉(zhuǎn)基因成果。我國(guó)奶牛的主要品種中國(guó)荷斯坦奶牛，是雜交育種技術(shù)的結(jié)果。 4.下列關(guān)于基因工程及轉(zhuǎn)基因食品的安全性的敘述，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.通過(guò)轉(zhuǎn)基因技術(shù)可獲得抗蟲(chóng)糧食作物，從而增加糧食產(chǎn)量，減少農(nóng)藥使用 C.通常用一種限制性核酸內(nèi)切酶處理含目的基因的DNA，用另一種限制性核酸內(nèi)切酶處理運(yùn)載體DNA D.若轉(zhuǎn)入甘蔗中的外源基因來(lái)源于自然界，則生產(chǎn)出來(lái)的甘蔗不存在安全性問(wèn)題 答案　B 解析　基因工程常以抗生素抗性基因作為標(biāo)記基因；在基因工程的實(shí)驗(yàn)操作中一定要注意用同一種限制性核酸內(nèi)切酶來(lái)處理含目的基因的D

10、NA和運(yùn)載體DNA，使它們產(chǎn)生相同的黏性末端；若轉(zhuǎn)基因甘蔗中的外源基因來(lái)源于自然界，則仍可能存在食品安全、環(huán)境安全等安全性問(wèn)題。 1.科學(xué)家們經(jīng)過(guò)多年的努力創(chuàng)立了一種新興生物技術(shù)——基因工程，實(shí)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(duì)DNA分子進(jìn)行人工“剪切” C.在生物體外對(duì)DNA分子進(jìn)行改造 D.定向地改造生物的遺傳性狀 答案　D 解析　基因工程就是通過(guò)對(duì)生物體的基因進(jìn)行修飾改造，使之按照人們的意愿表現(xiàn)出人們所需要的性狀，產(chǎn)生人類所需要的基因產(chǎn)物，可見(jiàn)基因工程的目的是定向改造生物的遺傳性狀。 2.如圖是基因工程主要技術(shù)環(huán)節(jié)的一個(gè)基本

11、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 答案　C 解析　如圖所示為目的基因與運(yùn)載體結(jié)合過(guò)程，需要基因的“剪刀”——限制性核酸內(nèi)切酶和基因的“針線”——DNA連接酶。此過(guò)程不涉及DNA復(fù)制，不需要DNA聚合酶和解旋酶。 3.一旦禽流感病毒與人類病毒重組，從理論上講，就有可能在人與人之間傳播該疾病。屆時(shí)，這種病毒就會(huì)成為人類病毒。這里所說(shuō)的重組與下列哪項(xiàng)本質(zhì)相同(　　) A.基因工程 B.太空育種 C.單倍體育種 D.多倍體育種 答案　

12、A 解析　不同類型的病毒重組實(shí)質(zhì)是病毒間的基因轉(zhuǎn)移和拼接，與基因工程本質(zhì)是相同的，都是基因重組，只是基因工程是人為操作的，病毒之間的基因重組是自發(fā)的。 4.下列關(guān)于轉(zhuǎn)基因生物與環(huán)境安全的敘述，錯(cuò)誤的是(　　) A.重組的微生物在降解污染物的過(guò)程中可產(chǎn)生二次污染 B.種植抗蟲(chóng)棉可以減少農(nóng)藥的使用量，對(duì)環(huán)境沒(méi)有任何負(fù)面影響 C.如果轉(zhuǎn)基因花粉中含有毒蛋白或過(guò)敏蛋白，可能會(huì)通過(guò)食物鏈傳遞到人體內(nèi) D.轉(zhuǎn)基因生物有可能對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和人類的生活環(huán)境造成破壞 答案　B 解析　種植抗蟲(chóng)棉雖然可以減少農(nóng)藥的使用量，但由于抗蟲(chóng)害的轉(zhuǎn)基因作物的長(zhǎng)期大量種植，會(huì)使目標(biāo)害蟲(chóng)發(fā)生群體改變，產(chǎn)生抗性

13、，更難殺滅。 5.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(xué)家將大麥細(xì)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。基本的操作過(guò)程如下： (1)該技術(shù)定向改變了酵母菌的性狀，這在可遺傳的變異的來(lái)源中屬于____________。 (2)本操作中為了將LTP1基因?qū)虢湍妇?xì)胞內(nèi)，所用的運(yùn)載體是____________。 (3)要使運(yùn)載體與LTP1基因連接，首先應(yīng)使用____________進(jìn)行切割。 (4)切割完成后，利用____________將運(yùn)載體與LTP1基因連接。 答案　(1)基因重組　(2)質(zhì)?！?3)

14、同一種限制酶　 (4)DNA連接酶 解析　(1)基因工程能克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙，使原本不在一起的基因組合到一起，使生物具有特定性狀，其原理為基因重組。(2)運(yùn)載體是取自大腸桿菌的質(zhì)粒(見(jiàn)圖)。(3)(4)基因工程中的“剪刀”為限制酶，兩個(gè)序列相同、能互補(bǔ)配對(duì)的黏性末端可用DNA連接酶“縫合”。 課時(shí)作業(yè) [學(xué)考達(dá)標(biāo)] 1.下圖表示限制酶切割某DNA分子的過(guò)程，從圖中可知，該限制酶能識(shí)別的堿基序列及切點(diǎn)是(　　) A.CTTAAG，切點(diǎn)在C和T之間 B.CTTAAG，切點(diǎn)在T和A之間 C.GAATTC，切點(diǎn)在G和A之間 D.GAATTC，切點(diǎn)在C和T之間 答案　C

15、解析　一種限制酶只能識(shí)別某種特定的核苷酸序列，并在特定的位點(diǎn)上切割DNA分子。該限制酶能專一性識(shí)別GAATTC的序列，并在G和A之間將這段序列切開(kāi)。 2.下列關(guān)于限制酶和DNA連接酶的理解，正確的是(　　) A.其化學(xué)本質(zhì)都是蛋白質(zhì) B.DNA連接酶可以恢復(fù)DNA分子中的氫鍵 C.它們不能被反復(fù)使用 D.在基因工程操作中可以用DNA聚合酶代替DNA連接酶 答案　A 解析　限制酶與DNA連接酶的化學(xué)本質(zhì)都是蛋白質(zhì)；DNA連接酶連接的是兩個(gè)DNA片段間相鄰兩個(gè)堿基間的磷酸二酯鍵；酶在化學(xué)反應(yīng)前后其數(shù)量、性質(zhì)、功能均不發(fā)生改變，因此可以反復(fù)利用；DNA聚合酶是在細(xì)胞內(nèi)DNA分子復(fù)制時(shí)發(fā)

16、揮作用的，不能替代DNA連接酶。 3.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(shuō)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，存在于擬核或細(xì)胞核(區(qū))外的細(xì)胞質(zhì)中 D.質(zhì)粒是基因工程中的重要工具酶之一 答案　C 解析　質(zhì)粒存在于許多細(xì)菌以及酵母菌等生物中，是擬核或細(xì)胞核外能夠自主復(fù)制的很小的環(huán)狀DNA分子，在病毒、動(dòng)植物細(xì)胞中是不存在的，故A錯(cuò)誤；細(xì)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，故B錯(cuò)誤；質(zhì)粒是基因工程中的主要運(yùn)載體，故D錯(cuò)誤。 4.科學(xué)家運(yùn)用基因工程技術(shù)將人胰島素基因與

17、大腸桿菌的質(zhì)粒DNA分子重組，并且在大腸桿菌體內(nèi)獲得成功表達(dá)。圖示a處為胰島素基因與大腸桿菌質(zhì)粒DNA結(jié)合的位置，它們彼此能結(jié)合的依據(jù)是(　　) A.基因自由組合定律 B.半保留復(fù)制原則 C.基因分離定律 D.堿基互補(bǔ)配對(duì)原則 答案　D 解析　用限制酶切割人的DNA分子，獲得胰島素基因，用同一種限制酶切割質(zhì)粒，產(chǎn)生相同的黏性末端，它們通過(guò)堿基互補(bǔ)配對(duì)形成重組DNA分子。 5.基因工程的正確操作步驟是(　　) ①目的基因與運(yùn)載體相結(jié)合?、趯⒛康幕?qū)胧荏w細(xì)胞　③目的基因的檢測(cè)與鑒定?、芴崛∧康幕? A.③④②① B.②④①③ C.④①②③ D.③④①② 答案　

18、C 解析　基因工程技術(shù)操作的四個(gè)步驟是：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；目的基因的檢測(cè)與鑒定。 6.美國(guó)科學(xué)家在研究生長(zhǎng)在墨西哥某地的野生玉米后發(fā)現(xiàn)，這種玉米含有包括蘇云金芽孢桿菌(一種產(chǎn)生抗蟲(chóng)毒蛋白的細(xì)菌)基因在內(nèi)的轉(zhuǎn)基因作物的基因，由此可見(jiàn)： ①轉(zhuǎn)基因作物的基因可傳播到野生植物中?、谵D(zhuǎn)基因作物可對(duì)天然植物的遺傳多樣性構(gòu)成威脅?、蹫榉乐够蛭廴?，應(yīng)當(dāng)禁止轉(zhuǎn)基因作物的研究　④自然雜交過(guò)程實(shí)質(zhì)是一個(gè)長(zhǎng)期的轉(zhuǎn)基因過(guò)程，兩者沒(méi)有任何區(qū)別 其中正確的說(shuō)法是(　　) A.①②③④ B.③ C.①② D.① 答案　C 解析　根據(jù)題意可知：轉(zhuǎn)基因植物的基因

19、傳播到野生植物中，這樣會(huì)對(duì)植物的遺傳多樣性構(gòu)成威脅。自然雜交是通過(guò)受粉的方式實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)基因過(guò)程，與轉(zhuǎn)基因技術(shù)中通過(guò)重組運(yùn)載體實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)基因過(guò)程有一定區(qū)別。 [高考提能] 7.水母發(fā)光蛋白由236個(gè)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(biāo)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(xì)胞 B.使目的基因容易被檢測(cè)出來(lái) C.促使目的基因在受體細(xì)胞內(nèi)復(fù)制 D.使目的基因容易成功表達(dá) 答案　B 解析　該發(fā)光蛋白的作用是使目的基因容易被檢測(cè)出來(lái)，從而確認(rèn)目的基因是否已經(jīng)成功導(dǎo)入受體細(xì)胞中

20、。 8.下列關(guān)于基因工程的敘述，錯(cuò)誤的是(　　) A.目的基因和受體細(xì)胞均可來(lái)自動(dòng)物、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(dá)的胰島素原無(wú)生物活性 D.運(yùn)載體上的抗性基因有利于篩選含重組DNA的細(xì)胞和促進(jìn)目的基因的表達(dá) 答案　D 解析　基因工程中目的基因和受體細(xì)胞均可來(lái)自動(dòng)物、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(dá)的胰島素原無(wú)生物活性，只有經(jīng)過(guò)一定處理后，才能有生物活性；載體上的抗性基因主要是有利于篩選含重組DNA的細(xì)胞，不能促進(jìn)目的基因的表達(dá)，所以D錯(cuò)誤。 9.基

21、因工程技術(shù)在農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥等領(lǐng)域中得到廣泛的應(yīng)用，下列關(guān)于基因工程成果的敘述中，錯(cuò)誤的是(　　) A.在農(nóng)業(yè)上主要是培育高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、品質(zhì)優(yōu)良和具有抗逆性的農(nóng)作物 B.在醫(yī)藥衛(wèi)生方面，主要用于生產(chǎn)藥品和診斷治療疾病 C.在畜牧養(yǎng)殖業(yè)方面培育了體型巨大，品質(zhì)優(yōu)良的動(dòng)物 D.在環(huán)境保護(hù)方面主要用于環(huán)境監(jiān)測(cè)和對(duì)環(huán)境的凈化 答案　C 解析　基因工程技術(shù)在畜牧業(yè)上的主要目的是能生產(chǎn)人們所需要的各種品質(zhì)優(yōu)良的動(dòng)物，如具有抗病能力、高產(chǎn)仔率、高產(chǎn)奶率等，而不是要求體型巨大。 10.某農(nóng)業(yè)研究所將蘇云金芽孢桿菌的抗蟲(chóng)基因(Bt)導(dǎo)入棉花細(xì)胞，篩選出Bt基因成功整合到染色體上的抗蟲(chóng)植株，假定Bt基因都能

22、正常表達(dá)。某些抗蟲(chóng)植株體細(xì)胞含兩個(gè)Bt基因，這兩個(gè)基因在染色體上的整合情況有下圖所示的三種類型，黑點(diǎn)表示Bt基因的整合位點(diǎn)。讓這些含兩個(gè)Bt基因抗蟲(chóng)的植株自交，正常情況下后代不可能出現(xiàn)含四個(gè)抗蟲(chóng)基因的個(gè)體是(　　) A.甲 B.乙 C.丙 D.甲、乙、丙 答案　A 解析　甲的兩個(gè)Bt基因位于一對(duì)同源染色體上，減數(shù)分裂時(shí)，同源染色體分離，每一個(gè)生殖細(xì)胞中只有一個(gè)Bt基因，所以后代不可能出現(xiàn)含四個(gè)抗蟲(chóng)基因的個(gè)體。乙、丙均可能產(chǎn)生含兩個(gè)Bt基因的生殖細(xì)胞，所以有可能出現(xiàn)含四個(gè)抗蟲(chóng)基因的個(gè)體。 11.棉鈴蟲(chóng)是一種嚴(yán)重危害棉花的害蟲(chóng)。我國(guó)科學(xué)工作者發(fā)現(xiàn)一種生活在棉鈴蟲(chóng)消化道內(nèi)的蘇云金芽

23、孢桿菌能分泌一種毒蛋白使棉鈴蟲(chóng)致死，而這種毒蛋白對(duì)人畜無(wú)害。通過(guò)基因工程方法，我國(guó)已將毒蛋白基因轉(zhuǎn)入棉花植株并成功表達(dá)。由于棉鈴蟲(chóng)吃了這種轉(zhuǎn)基因棉花的植株后就會(huì)死亡，所以該棉花新品種在1998年推廣后，已取得了很好的經(jīng)濟(jì)效益。請(qǐng)根據(jù)上述材料回答下列問(wèn)題： (1)毒蛋白對(duì)人畜無(wú)害，但能使棉鈴蟲(chóng)致死，從蛋白質(zhì)特性來(lái)看，是因?yàn)榈鞍踪|(zhì)具有_________。 (2)利用蘇云金芽孢桿菌防治棉鈴蟲(chóng)屬于生物防治，它突出的優(yōu)點(diǎn)是_____________________。 (3)轉(zhuǎn)基因棉花的抗蟲(chóng)變異來(lái)源屬于可遺傳變異類型中的________________。 (4)從蘇云金芽孢桿菌中切割抗蟲(chóng)基因所用的

24、工具是__________________，其特點(diǎn)是________ __________________________________________。 (5)進(jìn)行基因工程操作一般要經(jīng)過(guò)的四個(gè)步驟是______________、________________、________________、______________。 (6)“毒蛋白基因轉(zhuǎn)入棉花植株內(nèi)并成功表達(dá)”的含義是____________________。 答案　(1)特異性　(2)不用農(nóng)藥或減少農(nóng)藥用量，減少環(huán)境的污染　(3)基因重組　(4)限制酶　一種限制酶只能識(shí)別某種特定的核苷酸序列，并在特定的位點(diǎn)上切割DNA分

25、子　(5)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(導(dǎo)入目的基因)　目的基因的檢測(cè)與鑒定　(6)棉花植株產(chǎn)生了蘇云金芽孢桿菌的毒蛋白 解析　每種蛋白質(zhì)分子往往都有特定的結(jié)構(gòu)和功能，具有特異性。區(qū)別于化學(xué)防治，生物防治的優(yōu)點(diǎn)是可以減少農(nóng)藥的用量，減少對(duì)環(huán)境的污染。轉(zhuǎn)基因技術(shù)的原理是基因重組。所謂基因的表達(dá)就是目的基因在受體細(xì)胞內(nèi)通過(guò)轉(zhuǎn)錄和翻譯合成蛋白質(zhì)的過(guò)程。 12.干擾素是一種糖蛋白，過(guò)去從人的血液中的白細(xì)胞中提取，產(chǎn)量很低。我國(guó)的科研人員侯云院士等一批人，成功運(yùn)用基因工程技術(shù)提高了其產(chǎn)量，如圖為其原理過(guò)程圖。請(qǐng)據(jù)圖回答下面的問(wèn)題： (1)圖中①過(guò)程叫做______

26、________。 (2)圖中③物質(zhì)的化學(xué)本質(zhì)是______________，它之所以能作為運(yùn)載體，必須具備的特點(diǎn)是________________________________________(寫(xiě)出任兩點(diǎn))。 (3)切割②和③過(guò)程所需的酶一般是相同的，其原因是________________________________。 (4)該過(guò)程中，供體細(xì)胞是______________，受體細(xì)胞是______(填字母)，重組DNA分子是______(填序號(hào))。 (5)大腸桿菌等微生物是基因工程最常用的實(shí)驗(yàn)材料，這是因?yàn)開(kāi)____________________。 (6)人的干擾素基因能

27、在大腸桿菌內(nèi)表達(dá)，其根本原因是________________________________ _______________________________________________。 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(gè)至多個(gè)限制酶切割位點(diǎn)，在細(xì)胞中能夠自主復(fù)制，有特殊的標(biāo)記基因等　(3)為了產(chǎn)生相同的黏性末端　(4)人的體細(xì)胞　b　④　(5)大腸桿菌結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、繁殖快，其內(nèi)的遺傳物質(zhì)少(任寫(xiě)兩點(diǎn)即可)　(6)它們共用一套遺傳密碼子 解析　圖中①②為目的基因的提取過(guò)程，采用的方法為酶切法；圖中③為從大腸桿菌中提取的質(zhì)粒；④表示重組DNA分子

28、；切割②和③過(guò)程所需的酶為限制酶，所用的酶相同，產(chǎn)生的黏性末端也相同，便于構(gòu)建重組DNA分子。在該過(guò)程中，供體細(xì)胞是人的體細(xì)胞，受體細(xì)胞是大腸桿菌b，選擇大腸桿菌作為受體細(xì)胞是因?yàn)槠浞敝晨?、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，其內(nèi)的遺傳物質(zhì)少。人的基因能在大腸桿菌中表達(dá)是由于它們共用一套遺傳密碼子。 13.通過(guò)DNA重組技術(shù)使原有基因得以改造的動(dòng)物稱為轉(zhuǎn)基因動(dòng)物。運(yùn)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)的基本過(guò)程，在該工程中所用的基因“剪刀”能識(shí)別的序列和切點(diǎn)是—GATCC—，請(qǐng)據(jù)圖回答下列問(wèn)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

29、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?xì)胞時(shí)常用的工具是________________________。 (3)此過(guò)程中目的基因的檢測(cè)與表達(dá)中的表達(dá)是指______________________________。 (4)你認(rèn)為此類羊產(chǎn)的奶安全可靠嗎？理由是什么？ ________________________________________________________________________ ________

30、________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 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)(有互補(bǔ)的堿基序列)　 細(xì)菌質(zhì)?；虿《? (3)人體蛋白質(zhì)基因在羊體細(xì)胞內(nèi)控制合成人體蛋白質(zhì) (4)安全，因?yàn)槟康幕驅(qū)胧荏w細(xì)胞后沒(méi)有改變，控制合成的人體蛋白質(zhì)成分沒(méi)有改變(或不安全，因?yàn)槟康幕驅(qū)胧荏w細(xì)胞后，可能由于羊細(xì)胞中某些成

31、分的影響，合成的蛋白質(zhì)成分會(huì)發(fā)生一定的改變) 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(lái)的酶是DNA連接酶。(2)不同生物的DNA化學(xué)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(xì)胞需要先與運(yùn)載體結(jié)合，最常用的運(yùn)載體是質(zhì)粒，也可以用病毒。(3)基因的表達(dá)是指基因通過(guò)轉(zhuǎn)錄和翻譯過(guò)程合成相應(yīng)的蛋白質(zhì)。(4)為開(kāi)放性問(wèn)題，理由與觀點(diǎn)相對(duì)應(yīng)即可。 [真題體驗(yàn)] 14.(2013·江蘇，25)現(xiàn)有小麥種質(zhì)資源包括：①高產(chǎn)、感??；②低產(chǎn)、抗??；③高產(chǎn)、晚熟等品種。為滿足不同地區(qū)及不同環(huán)境條件下的栽培需求，育種專家要培育3類品種：a.高產(chǎn)、

32、抗??；b.高產(chǎn)、早熟；c.高產(chǎn)、抗旱。下述育種方法可行的是(多選)(　　) A.利用①、③品種間雜交篩選獲得a B.對(duì)品種③進(jìn)行染色體加倍處理篩選獲得b C.a、b和c的培育均可采用誘變育種方法 D.用轉(zhuǎn)基因技術(shù)將外源抗旱基因?qū)擘壑蝎@得c 答案　CD 解析　利用①、②品種間雜交后篩選可獲得a，A錯(cuò)誤；染色體加倍并不改變?cè)械幕?，只有通過(guò)誘變育種，可由③選育出b，B錯(cuò)誤；誘變育種和轉(zhuǎn)基因技術(shù)均可獲得原品種不具有的新性狀，C、D正確。 15.(2015·重慶，6)下列有關(guān)人胰島素基因表達(dá)載體的敘述，正確的是(　　) A.表達(dá)載體中的胰島素基因可通過(guò)人肝細(xì)胞mRNA逆轉(zhuǎn)錄獲得 B.表達(dá)載體的復(fù)制和胰島素基因的表達(dá)均啟動(dòng)于復(fù)制原(起)點(diǎn) C.借助抗生素抗性基因可將含胰島素基因的受體細(xì)胞篩選出來(lái) D.啟動(dòng)子和終止密碼子均在胰島素基因的轉(zhuǎn)錄中起作用 答案　C 解析　人肝細(xì)胞不能合成胰島素，則人肝細(xì)胞中不含有胰島素的mRNA，不能通過(guò)逆轉(zhuǎn)錄獲得人胰島素基因，A錯(cuò)誤；表達(dá)載體的復(fù)制啟動(dòng)于復(fù)制起點(diǎn)，胰島素基因的表達(dá)啟動(dòng)于啟動(dòng)子，B錯(cuò)誤；抗生素抗性基因是標(biāo)記基因，可用于篩選含胰島素基因的受體細(xì)胞，C正確；啟動(dòng)子在轉(zhuǎn)錄過(guò)程中起作用，終止密碼子在翻譯過(guò)程中起作用，D錯(cuò)誤。 13