1、1第 6 章第 2 节基因工程及其应用教学设计一、回归教材（一）阅读教材，完成下列问题：l完成下列表格原核细胞和真核细胞的基因结构比较基因的结构 原核细胞的基因结构 真核细胞的基因结构不同点 结构较简单，编码区 结构较复杂，编码区是 、 ，含有若干个 和 。相同点 都由编码区和非编码区构成，编码区上游的非编码区上都有 。2基因工程的概念： ，也叫基因拼接技术或 DNA 重组技术。3举例说出基因工程在医药卫生方面的应用生产基因工程药品：如 等。用于基因诊断：可利用 做探针诊断遗传病。开展基因治疗： 。在农牧业、食品 工业方面获得高产、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培育
2、出品质优良、体型巨大的转基因动物开辟新的食物来源（二）思考题：1人类基因组是指 。2人的单倍体基因组由 组成。3人类基因组计划是分析测定 ，绘制人类基因组的四张图，即 、 、 、 。4基因工程在在农牧业、食品 工业方面有哪些应用？5如何获得分解四种烃类的“超级细菌”？二、辨析教材中各种容易混淆的概念1 编码区和非编码区2内含子、外显子三、教材结论性语言归纳1基因操作的工具基因的剪刀是 。基因的针线是 。基因的运输工具是运载体。常见的运载体有 。条件是 。2基因操作的基本步骤 。常用的方法有 。2目的基因与运载体结合： 。 。 目的基因的 ： 。四、同步检测一、选择题1我国科学家在利用基因工程培
3、育抗虫棉的过程中，经提取目的基因、目的基因与运载体结合、将目的基因导入受体细胞这三个步骤后，在全部受体细胞中，能够摄入抗虫基因的受体细胞占 A全部 B大部分 C一半 D很少2质粒是基因工程最常用的运载体，它的主要特点是： 能自主复制 不能自主复制 结构很小 蛋白质 环状 RNA 环状 DNA 能“友好”地“借居”A B C D3下列含有内含子的生物是 A.大肠杆菌 B.青霉 C.放线菌 D.蓝藻4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5细胞内合成 RNA 聚合酶的场所是 A.细胞核 B.核区 C.核糖体 D.内质网6下列属于基因运载体所必须具有的条件是
4、 具有某些标志基因 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. 7细菌抗药性基因存在于 A核 DNA B质粒 CRNA D小的直线型 DNA8 （多选）目前常被使用的基因载体有 A质粒 B噬菌体 C染色体 D动、植物病毒9某科学工作者把兔子的血红蛋白的信使 RNA 加入到大肠杆菌的提取液中，在这个细胞的合成系统中能合成兔子的血红蛋白，这个事实说明A蛋白质合成是在核糖体上进行的 B各种生物共用一套遗传密码C兔子和大肠杆菌的基因发生了重组 D兔子的基因发生了突变10小麦根尖细胞基因分布在A.染色体，核糖体 B.染色体，叶绿体 C.染色体，线粒体 D.染
5、色体，线粒体，叶绿体11人类基因组是指人体 DNA 分子所携带的全部遗传信息。人类基因组计划就是分析测定人类基因组的核苷酸序列。其主要内容包括绘制人类基因的遗传图、物理图、序列图和转录图。工作艰巨可见一斑。科学家应对多少染色体进行分析A.46 条 B.24 条C.23 条 D.22 条12基因治疗是把健康的外源基因导入A.有基因缺陷的细胞中 B.有基因缺陷的染色体中C.有基因缺陷的细胞器中 D.有基因缺陷的 DNA 分子中13下列不属于获取目的基因的方法是A.“鸟枪法” B.转录法C.反转录法 D.根据已知氨基酸序列合成法14用“鸟枪法”提取目的基因的步骤为3用限制性内切酶将供体细胞 DNA
6、切成许多片段将许多 DNA 片段分别载入运载体选取目的基因片段插入运载体通过运载体转入不同的受体细胞让供体 DNA 片段在受体细胞内大量繁殖找出带有目的基因的细胞，并分离出目的基因A B C D15关于真核细胞基因结构的表达中，正确的是A.不同基因中外显子的碱基对在整个基因碱基对中所占比例很大B.外显子所含碱基对一般多于内含子C.内含子是不能转录，不能编码蛋白质的序列D.非编码区对基因的表达起调控作用16有关基因工程的叙述正确的是A.限制性内切酶只在获得目的基因时才用 B.重组质粒的形成在细胞内完成C.质粒都可以作为运载体 D.蛋白质的结构可为合成目的基因提供资料17细胞核基因与细胞质基因相比
7、，相同的是A.载体 B.数目 C.分离时机 D.随机分离18植物学家将胡萝卜的韧皮部细胞分离出来，将单个细胞放入特定培养基中培养，获得了许多完整的植株，这些植株的特点是A彼此性状极为相似 B都是单倍体植株C植株的变异频率较高 D都是纯合体植株19控制细菌合成抗生素的基因、控制放线菌主要性状的基因、控制病毒抗原特异性的基因依次在核区大型环状 DNA 质粒上 细胞染色体上 衣壳内核酸上A B C D 20基因工程中常作为基因的运载体的一组结构是A质粒、线粒体、噬菌体 B染色体、叶绿体、线粒体C质粒、噬菌体、动植物病毒 D细菌、噬菌体、动植物病毒21 科学家已能运用基因工程技术，让羊合成并分泌抗体。
8、相关叙述不正确的是A该技术将导致定向的变异B受精卵是理想的受体细胞C垂体分泌的催乳素能促进效应 B 细胞产生抗体D宜采用人工合成法获得目的基因22应用基因工程技术诊断疾病的过程中必须使用基因探针才能达到检测疾病的目的。这里的基因探针是指A人工合成的免疫球蛋白的 DNA 分子B人工合成的苯丙氨酸羟化酶的 DNA 分子C用放射性同位素或荧光分子等标记的蛋白质分子D用放射性同位素或荧光分子等标记的 DNA 分子23 “转基因动物”是指A含有可利用基因的动物 B基因组中插入外源基因的动物C本身具有抗体蛋白类的动物 D能表达基因信息的动物24在基因工程中用来修饰改造生物基因的工具是A限制酶和连接酶 B限
9、制酶和水解酶C限制酶和运载体 D连接酶和运载体251976 年，美国科学家首次将人的生长抑制素释放因子的基因转入大肠杆菌，并获得表达，这是人类第一次获得的转基因生物。此文中的“表达”是指该基因在大肠杆菌内4A能进行自我复制 B能进行转录 C能控制合成生长抑制素释放因子 D能合成人的生长激素二、简答题26昆虫学家用人工诱变的方法使昆虫产生基因突变，导致酯酶活性升高，该酶可催化分解有机磷农药。近年来已将控制酯酶合成的基因分离出来，通过生物工程技术将它导入细菌体内，并与细菌内的 DNA 分子结合起来。经过这样处理的细菌能进行分裂繁殖。根据以上资料回答：(1)人工诱变在生产实践中已经得到广泛应用，因为
10、它能提高_，通过人工选择获得_。(2)酯酶的化学本质是_，基因控制酯酶合成要经过_和_两个过程。(3)通过生物工程产生的细菌，其后代同样能分泌酯酶，这是由于_。(4)请你具体说出一向上述科研成果的实际应用。_。27糖尿病是一种常见病，且发病率有逐年增加的趋势，以致西方发达国家把它列为第三号“杀手” 。（1）目前对糖尿病型的治疗，大多采用激素疗法，这种激素是 A甲状腺激素 B胰岛素 C胰高血糖素 D性激素（2）在人体的胰腺内，产生这种激素的细胞群，称为_。（3）这种治疗用的激素过去主要从动物（如猪、牛）中得到。自 70 年代遗传工程（又称基因工程）发展起来以后，人们开始采用这种高新技术生产，其操
11、作的基本过程如下图所示：图中的质粒存在于细菌细胞内，从其分子结构看，可确定它是一种 。根据碱基配对的规律，在连接酶的作用下，把图中甲与乙拼接起来（即重组） ，若 a 段与 d 段的碱基序列分别是 AATTC 和 CTTAA，则 b 段与 c 段分别是 。细菌进行分裂后，其中被拼接的质粒也由一个变成二个，二个变成四个，质粒的这种增加方式在遗传学上称为 。目的是基因通过活动（即表达）后，能使细菌产生治疗糖尿病的激素。这是因为基因具有 合成的功能。它的过程包括_ 和 两个阶段。28全世界工业合成氮肥的氮只占固氮总量的 20%，绝大多数是通过生物固氮进行的。最常见的是生活在豆科植物根部的根瘤菌，能将大
12、气中游离的氮，经过固氮酶的作用生成氮的化合物，以利于植物的利用，而豆科植物为根瘤菌提供营养。（1）根瘤菌和豆科植物的关系在生物上称为 。（2）根瘤菌之所以能进行固氮作用，是因为它有独特的固氮酶，而根本原因是它有独特的 。（3）日本科学家把固氮基因转移到水稻根系微生物物中，通过指导合成固氮所需要的 黏性末端 R 基因质粒细菌细胞核人的细胞细菌接受重组后的质粒一段DNA人的胰岛素基因重组DNA ac两个片段接在一起质粒在特定位置 上被酶切开人的 DNA 被内切酶切成许多片段带有重组质粒的细菌大量繁殖造成能产生人胰岛素的克隆5，进而起到固氮作用，从而降低了水稻的需氮量的 1/5，减少氮肥的使用量。而
13、更为理想的是把固氮基因重组到稻、麦等经济作用的细胞中，建立“植物的小化肥厂” ，让植物本身直接固氮，这样可以免施氮肥。如果这种重组实现的话，那么固氮基因最终实现表达的遗传信息转移的途径是 。（4）这种生物固氮和工业合成氨比较，这是在 条件下进行的，从而节省了大量的器材、设备和能源。参考答案：1D 在基因工程中，经提取目的基因、目的基因与运载体结合、将目的基因导入受体细胞这三个步骤后，在全部受体细胞中，真正能够摄入重组 DNA 分子的受体细胞是很少的。2C 质粒是基因工程最常用的运载体，它的主要特点是：能自主复制、结构很小、环状 DNA、能“友好”地“借居”在受体细胞中。3B 内含子存在于真核生
14、物中。 4C 基因工程的设计施工是在分子水平上进行的。 5C 细胞内合成 RNA 聚合酶的场所是核糖体。6C 基因运载体所必须具有的条件是：具有某些标志基因；能够在宿主细胞内复制；具有多种限制酶切位点。7B 细菌抗药性基因存在于质粒中。8ABD 目前常被使用的基因载体有质粒、噬菌体和动、植物病毒。9B 生物界共用一套遗传密码。10C 小麦根尖细胞中不含叶绿体，所以基因分布在染色体和线粒体上。11B 人类基因组计划应对人体的 22 条常染色体和 X 和 Y 两条性染色体进行分析。12B 基因治疗是把健康的外源基因导入有基因缺陷的细胞中。13B 获取目的基因的方法有两条：一是直接分离基因，另一中方
15、法是人工合成。直接分离基因也就是“鸟枪法” ；人工合成基因又有两种方法逆转录法和根据已知的氨基酸序列合成基因。所谓转录是指以 DNA 分子合成信使 RNA 的过程，此过程不能获得基因。14B “鸟枪法”是直接分离目的基因最常用的方法。15D 真核细胞基因结构的非编码区对基因的表达起调控作用。 16D 基因工程中蛋白质的结构可为合成目的基因提供资料。17D 细胞核基因与细胞质基因相比，不同的是载体、数目和分离时机。 18A 这些植株遗传物质相同，所以彼此性状极为相似。19D 控制细菌合成抗生素的基因位于质粒上，控制放线菌主要性状的基因位于核区的 DNA，控制病毒抗原特异性的基因位于衣壳内核酸上。
16、20C 基因工程中常用的运载体是质粒、噬菌体、动植物病毒的 DNA。21C 垂体分泌的催乳素能促进乳汁的分泌，对生长和生殖有调节作用。22D 基因探针是用放射性同位素或荧光分子等标记的 DNA 分子。基因探针用于基因诊断，利用 DNA 分子杂交原理，可以鉴定被检测标本上的遗传信息。23B “转基因动物”是指基因组中导入外源基因的动物。24A 基因工程中“剪刀”和“针线”是限制内切酶和 DNA 连接酶。25C “表达”是指基因能控制合成有关的蛋白质。26提示 基因控制蛋白质的合成是通过转录的翻译实现的。基因工程可以对生物的遗传性状进行人工改造。基因的主要功能是通过复制在亲代与子代之间传递遗传信息
17、和通过控制蛋白质的合成表达遗传信息。参考答案：（1）基因突变频率 人们所需要的突变性状（2）蛋白质 转录 翻译（3）控制酯酶合成的基因，随着细菌 DNA 分子的复制而复制，并在后代中表达（4）用于降解水中的有机磷农药27提示 糖尿病是因为缺乏胰岛 B 细胞分泌的胰岛素，胰岛素属于蛋白质。质粒的化学本质是 DNA。基因控制蛋白质的合成，包括转录和翻译两个过程。6参考答案：（1）B （2）胰岛 （3）DNA 分子；TTAAG 和 GAATT 半保留复制；蛋白质； 转录； 翻译28提示 根瘤菌和豆科植物的关系在生物上称为互利共生，根瘤菌之所以能进行固氮作用根本原因是它有独特的固氮基因。基因控制蛋白质合成包括转录和翻译两个过程。酶是生物催化剂所需条件比较温和。参考答案：（1）互利共生 （2）固氮基因 （3）酶；固氮基因 转录 mRNA 翻译 固氮酶 （4）常温、常压
