1、第六章第 2 节 基因工程及其应用 课前预习学案 一、预习目标 预习基因工程及其应用，初步掌握基因工程的原理、工具及操作步骤。 二、预习内容 （一） 基因工程的原理 1. 基因工程的概念： 基因工程又叫 技术或 技术。通俗地说，就是按照人们的意 愿，把一种生物的 提取出来，加以 ，然后放到另一种 生物的细胞里， 地改造生物的 。 基因工程是在 上进行的 水平的设计施工，需要有专门的工具。 基因工程最基本的工具有：“ ”、 “ ”、 “ ”。 2.基因工程的工具： （1） 、基因的“剪刀”： 1)它指的是限制性 内切酶，简称为 ，正是伴随它的发现，以人类定 向改造生物遗传性状为目的的 才应运而生
2、。 2) 限制性内切酶主要存在于 中，限制性内切酶是不是就是一种？ 3) 限制性内切酶的特点是 a: ；b： 4)不同的限制性内切酶切割 DNA 的切点相同吗？ （2） 、基因的“针线”：_ 把两种来源不同的 DNA 用 同一种 限制酶来切割，然后让两者的黏性末端黏合起来，问： 1)两者的黏性末端能黏合起来遵循的原则是 。 2)DNA 连接酶的作用是 。 （3） 、基因的 ： 1)要将一个外源基因，送入受体细胞内，还需要有运输工具，这就是 2)通常使用的运载体有 、 和 等。 作为运载体必须具备以下条件：能够在宿主细胞中复制并稳定地保存；具有多个 限制酶切点，以便与外源基因连接；具有某些标记基
3、因，便于进行筛选，如大肠杆菌质 粒中含有 基因。 3)质粒它存在于 及 等生物中，是细胞染色体(有的细胞中没有染色 体)外能 的很小的环状 分子。 3. 基因工程的操作步骤： 1） 、提取 2） 、 与 结合，实际上就是不同来源的 DNA 的过程。 如果以质粒作为运载体，首先要用一定的 切割质粒，使质粒出现一个切口，露 出黏性末端。然后用 限制酶切断 ，使其产生相同的 。将 切下的目的基因的片段插入质粒的切口处，质粒的黏性末端与目的基因的黏性末端就会因 碱基互补配对而结合，再加入适量的 ，这样就形成了一个重组 DNA 分子。 3） 、将 导入 4） 、目的基因的表达和检测 基因的表达是指通过
4、和 合成 的过程。 （二） 、基因工程的应用 1、抗虫基因作物的使用，不仅减少了_，大大降低了生产成本，而且还减少 了_。 2、基因工程生产药品有_、_、_等。 3、目前关于转基因生物和转基因产品的安全性，有两种观点，一种观点是转因生物和 转基因食品不安全，_；另一种观点_。 课内探究学案 （一）基因工程的原理 1.基因工程育种与杂交育种、诱变育种相比，主要优点是什么？其原理是什么？ 2.限制酶有什么特点？ 3. 目的基因能否直接导入受体细胞？ 4切割运载体和目的基因往往是用同一种限制酶还是两种？ 5. 基因工程的操作步骤？ 三、反思总结 基因工程的别名 操作环境 操作对象 操作水平 操作工具
5、 基本过程 结果 四 、 当 堂 检 测 1要使目的基因与对应的载体重组，所需的两种酶是 限制酶 连接酶 解旋酶 还原酶 2基因工程的正确操作步骤是 使目的基因与运载体结合 将目的基因导入受体细胞 目的基因的表达和检测 提取目的基因 3科学家们经过多年努力，创立了一种新兴生物技术基因工程，实施该工程的最终目的 是 A定向提取生物体的 DNA 分子 B定向地对 DNA 分子进行“剪切” C在生物体外对 DNA 分子进行改造 D定向地改造生物的遗传性状 4下列哪项不是基因工程中经常使用的用来运载目的基因的载体 A细菌质粒 B噬菌体 C动植物病毒 D 细菌核区的 DNA 5有关基因工程的叙述中，错误
6、的是 ADNA 连接酶将黏性末端的碱基对连接起来 B限制性内切酶用于目的基因的获得 C目的基因须由运载体导入受体细胞 D人工合成目的基因不用限制性内切酶 6、不属于基因工程方法生产的药物是 A、干扰素 B、白细胞介素 C、青霉素 D、乙肝疫苗 7、下列哪一组生物都是通过基因工程方法培育成功的 A、转基因奶牛与无籽西瓜 B、超级小鼠与高产青霉菌 C、超级绵羊与无籽番茄 D、超级绵羊与抗虫棉 8、下列哪组均为基因工程技术中常用的基因运载工具？ A、大肠杆菌、噬菌体 B、蓝藻、质粒 C、动物病毒、噬菌体 D、线粒体、质粒 9、遗传工程技术中常用的质粒其本质是什么分子？一般取自何类生物？ A、蛋白质、
7、噬菌体 B、蛋白质、动物细胞 C、DNA、细菌细胞 D、DNA、植物细 胞 10、下列四条 DNA 分子中，彼此间具有黏性末端的一组是 A、 B、 C、 D、 11、基因工程的设计施工是在什么水平上进行的？ A、细胞 B、细胞器 C、分子 D、原子 12、下列属于基因运载体所必须具备的条件是 具有某些标记基因 具有环状的 DNA 分子 能够在宿主细胞内复制 具有多种限制性内切酶 A、 B、 C、 D、 13、在遗传工程技术中，限制性内切酶主要用于 A、目的基因的提取和导入 B、目的基因的提取和检测 C、目的基因与运载体的结合和导入 D、目的基因的提取和与运载体结合 14、基因工程中科学家常用细
8、菌、酵母菌等微生物作为受体细胞，原因是 T A G G G G T A C C T T T A C C A、结构简单、操作方便 B、繁殖速度快 C、遗传物质含量少、简单 D、性状稳定、变异少 15、1976 年，美国的 H.Boyer 首次将人的生长抑制素释放因子的基因转移到大肠杆菌，并 获得了表达，此文中的“表达”是指该基因在大肠杆菌细胞内 A、能进行 DNA 复制 B、能传递给细菌后代 C、能合成生长抑制素释放因子 D、能合成人的生长素 16、苏云金芽孢杆菌的抗虫基因能在棉花的叶肉细胞中准确地表达出来主要是因为 A、 目的基因能在植物体细胞核中进行复制 B、不同生物具有相同的一套遗传 信息
9、 C、目的基因与棉花 DNA 的基本结构相同 D、不同生物共用一套遗传密码 17、不属于基因工程方法生产的药物是 A、干扰素 B、白细胞介素 C、青霉素 D、乙肝疫苗 18、下列哪一组生物都是通过基因工程方法培育成功的 A、转基因奶牛与无籽西瓜 B、超级小鼠与高产青霉菌 C、超级绵羊与无籽番茄 D、超级绵羊与抗虫棉 19、1982 年，科学家将人的生长激素基因和牛的生长激素基因分别注射到小白鼠的受精卵 中，得到体型巨大的“超级小鼠” ，此项研究遵循的原理是 A、DNA RNA 蛋白质 B、RNA DNA 蛋白质 C、DNA 蛋白质 RNA D 、RNA 蛋白质 DNA 20、下列何种技术能有效
10、地打破物种的界限，定向地改造生物的遗传性状，培育新的农作 物优良品种？ A、基因工程技术 B、诱变育种技术 C、杂交育种技术 D、组织培养技 术 21中国青年科学家陈大炬成功地把人的抗病毒干扰素基因“嫁接”到烟草的 DNA 分子上， 使烟草获得了抗病毒的能力，试分析回答： (1)人的基因之所以能接到植物体上，原因是_ (2)烟草具有抗病毒能力，说明烟草体内产生了_ 。 (3)不同生物间的基因移植成功，说明生物共有一套_ ，从进化的角度来看，这 些生物具有_。 (4)烟草 DNA 分子被“嫁接”上或“切割”掉某个基因，实际上并不影响遗传信息的表达 功能。这说明_。 22. 随着科学技术的发展 化
11、学农药的产量和品种逐年增加。但害虫的抗药性也在不断增 强 对农作物危害仍然严重 如近年来 棉铃虫在我国大面积爆发成灾 造成经济损失每 年达 100 亿元以上。针对这一情况 科学家开展了“转基因抗虫棉”的科技攻关研究 成 功地将抗虫基因导入棉花细胞中 得到的棉花新品种对棉铃虫的毒杀效果高达 80%以上。 请据此回答下列问题 1 “转基因抗虫棉”抗害虫的遗传信息传递过程可以表示为_。 2该项科技成果在环境保护上的重要作用是 。 3科学家们预言 此种“转基因抗虫棉”在独立种植若干代以后也将出现不抗虫的植株， 此现象来源于_。 4来自细菌的抗虫基因能连接到棉花细胞中的 DNA 分子上 原因是_。 5细
12、菌的抗虫基因能在棉花细胞内成功的表达 使棉花产生新性状。这种变异的原理属于 。这种成功的表达也说明_。 参考答案一、课前预习学案 （一） 基因工程的原理 1. 基因工程的概念：基因拼接 DNA 重组 某种基因 修饰改造 定向 生物的遗传性 状 2. 基因工程的工具 ：限制性核酸内切酶（限制酶） DNA 连接酶 运载体 质粒 噬 菌体 动植物病毒 3. 基因工程的操作步骤：提取目的基因 运载体 受体细胞 检测 鉴定 （二） 、基因工程的应用 1.农药的用量 农药对环境的污染 2.胰岛素 干扰素 乙肝疫苗 3.要严格控制 转因生物和转基因食品是安全的，应该大范围推广 二、课内探究学案（一）基因工程
13、的原理 1.目的性强，育种周期短，克服远缘杂交不亲的障碍 2.一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸系列，并在特定的切点上切割 DNA 分子。 3.不能 4.同一种 5. 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。 反思总结 基因工程的别名 基因拼接技术或 DNA 重组技术 操作环境 生物体外 操作对象 DNA 或基因 操作水平 DNA 分子水平 操作工具 限制性核酸内切酶、DNA 连接酶、运载体 当堂检测 1.A 2.C 3.D 4.D 5.A 6.C 7.D 21. (1)人与植物的基因化学组成和结构是相同的 (2)抗病毒干扰素 (3)遗传密码 共同的原始祖先 (4)基因是遗传物质结构和功能的基本单位 22 答案 1 DNA(基因) RNA蛋白质 2 减轻农药对环境的污染 保持生态平衡 3 基因突变 4 遗传物质化学组成相同 都遵循碱基互补配对原则 5 基因重组 生物界共用一套遗传密码 基本过程 （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）目的基因的表达和检测 结果 人类需要的基因产物
