封面与专题一

1 专题一专题一 班级班级 姓名姓名 2 夷陵中学高二生物选修夷陵中学高二生物选修 3 学案学案 专题专题 1 1DNA 重组技术的基本工具重组技术的基本工具 班级 姓名 设计人 王功元 使用时间 2014 年 2 月 日 课时数 1 环节一 知识构建环节一 知识构建 范围 P4 至 7 一 基因工程的原理 一 基因工程的原理 基因工程是指按照人们的愿望 进行严格的设计 通过体 外和 赋予生物以新的遗传特性 创造出更符合人们 需要的新的生物类型和生物产品 由于基因工程是在水平上进行设计 和施工的 因此又叫做 二 限制性核酸内切酶二 限制性核酸内切酶 1 切割 DNA 的工具是 又称 2 这类酶主要是从 生物中分离纯化出来的 在生物体内能将外来的 切 断 即能够限制异源 的侵入并使之失去活力 但对自己的 却无损害作 用 这样可以保持细胞原有的遗传信息 3 由于这种切割作用是在 分子内部进行的 故名限制性核酸内切酶 特 点是具有 性 即识别双链 DNA 分子的某种特定核苷酸序列 使特定部位的两个 核苷酸之间的 键断开 4 DNA 分子经限制酶切割产生的 DNA 片段 末端通常有两种形式 即和 三 三 DNADNA 连接酶连接酶 分子缝合针分子缝合针 作用 恢复被 切开的两个核苷酸之间的 键 根据 DNA 连接酶的来源不 同 可以将它分为两类 一类是从大肠杆菌中分离得到的 称为coliE DNA 连接酶 coliE DNA 连接酶只能将连接起来 不能将双 链 DNA 片段平末端之间进行连接 另一类是从分离出来的 称为 T4DNA 连接酶 T4DNA 连接酶既可以 缝合 双链 DNA 片段互补的 又可以 缝合 双链 DNA 片段的 但连接之间的 效率比较低 四 基因进入受体细胞的载体四 基因进入受体细胞的载体 分子运输车分子运输车 1 基因操作过程中使用载体两个目的 一是用它作为运载工具 将目的基因转移 到 细胞中去 二是利用它在宿主细胞内对 基因进行大量的复制 2 现在通常使用的载体是 它是一种相对分子质量较小 独立于 拟核 DNA 之外的环状 DNA 有些细菌和酵母菌具有质粒 3 质粒通过细菌间的接合由一个细菌向另一个细菌转移 可以复制 也可 整合细菌拟核 DNA 中 随着拟核 DNA 的复制而复制 4 其他载体还有和等 5 作为载体必须具备以下条件 能够在 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 基因 便于进行筛选 如对抗菌 素的抗性基因 产物具有颜色反应的基因等 环节二 合作探究环节二 合作探究 探究活动一 探究活动一 限制酶所识别的序列有什么特点 限制酶所识别的序列 无论是 6 个碱基还是 4 个碱基 都可以找到一条 线 中轴线两侧的双链 DNA 上的碱基是 排列的 3 探究活动二 探究活动二 基因工程的概念 探究活动三 探究活动三 DNA 连接酶与 DNA 聚合酶一样吗 为什么 探究活动四 探究活动四 想一想 具备什么条件才能充当分子运输车 环节三 达标演练环节三 达标演练 1 下列关于限制酶的说法正确的是 A 限制酶广泛存在于各种生物中 但微生物中少 B 一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列 C 不同的限制酶切割 DNA 后都会形成黏性末端 D 限制酶的作用部位是特定核苷酸形成的氢键 2 用 DNA 限制酶切割 DNA 时识别的核苷酸序列和切口是 A 一种限制酶只识别一种核苷酸序列 有专一性酶切位点 B 一种限制酶在 DNA 双链上识别的核苷酸序列不同 C 一种限制酶在 DNA 双链上识别的核苷酸序列相同 但酶切位点不同 D 一种限制酶在 DNA 双链上识别的核苷酸序列和酶切位点都不同 3 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 D 4 下表有关基因表达的选项中 不可能的是 基因表达的细胞表达产物 A 细菌抗虫蛋白基因抗虫棉叶肉细胞细菌抗虫蛋白 B 人酪氨酸酶基因正常人皮肤细胞人酪氨酸酶 C 动物胰岛素基因大肠杆菌工程菌细胞动物胰岛素 D 兔血红蛋白基因兔成熟红细胞兔血红蛋白 5 下列哪项叙述不是不是运载体必需条件 A 具有某些标记基因 B 决定宿主细胞的生存 C 能在宿主细胞中复制 D 有多个限制酶切点 6 在用基因工程技术构建抗除草剂的转基因烟草过程中 下列操作错误的是 A 用限制性核酸内切酶切割烟草茶叶病毒的核酸 B 用 DNA 连接酶连接经切割的抗除草剂基因和载体 C 将重组 DNA 分子导入原生质体 D 用含除草剂的培养基筛选转基因烟草细胞 7 下列叙述符合基因工程概念的是 A B 淋巴细胞与肿瘤细胞融合 杂交瘤细胞中含有 B 淋巴细胞中的抗体基因 B 将人的干扰素基因重组到质粒后导入大肠杆菌 获得能产生人干扰素的菌株 基因工程的别名 操作环境 操作对象 操作水平 基本过程剪切 拼接 导入 表达 结果人类需要的 产物 4 C 用紫外线照射青霉菌 使其 DNA 发生改变 通过筛选获得青霉素高产菌株 D 自然界中天然存在的噬菌体自行感染细菌后其 DNA 整合到细菌 DNA 上 8 下列关于基因工程的叙述 错误的是 A 目的基因和受体细胞均可来自动 植物或微生物 B 限制性核酸内切酶和 DNA 连接酶是两类常用的工具酶 C 人胰岛素原基因在大肠杆菌中表达的胰岛素原无生物活性 D 载体上的抗性基因有利于筛选含重组 DNA 的细胞和促进目的基因的表达 9 钱永健先生因在研究绿色荧光蛋白方面的杰出成就而获 2008 年诺贝尔奖 在某种生物中检测不到绿色荧光 将水母绿色荧光蛋白基因转入该生物体内后 结果 可以检测到绿色荧光 由此可知 A 该生物的基因型是杂合的 B 该生物与水母有很近的亲缘关系 C 绿色荧光蛋白基因在该生物体内得到了表达 D 改变绿色荧光蛋白基因的 1 个核苷酸对 就不能检测到绿色 荧光 10 科学家运用基因工程技术将人胰岛素基因与大肠杆菌的 质粒 DNA 分子重组 并且在大肠杆菌体内获得成功表达 图示 a 处 为胰岛素基因与大肠杆菌质粒 DNA 结合的位置 它们彼此能结合的 依据是 A 基因自由组合定律B 半保留复制原则 C 基因分离定律D 碱基互补配对原则 1111 转基因抗病香蕉的培育过程如图所示 质粒上有 Pst Sma EcoR Apa 等四种限制酶切割位点 请回答 1 构建含抗病基因的表达载体 A 时 应选用限制酶 对 进行切割 2 培养板中的卡那霉素会抑制香蕉愈伤组织细胞的生长 欲利用该培养筛选已导入 抗病基因的香蕉细胞 应使基因表达载体 A 中含有 作为标记基因 3 香蕉组织细胞具有 因此 可以利用组织培养技术将导入抗病 基因的香蕉组织细胞培育成植株 图中 依次表示组织培养过程中香蕉组织细胞 的 12 将动物致病菌的抗原基因导入马铃薯制成植物疫苗 饲喂转基因马铃薯可使动物 获得免疫力 以下是与植物疫苗制备过程相关的图和表 请根据以上图表回答下列问题 1 在采用常规 PCR 方法扩增目的基因的过程中 使用的 DNA 聚合酶不同于一般生 物体内的 DNA 聚合酶 其最主要的特点是 2 PCR 过程中退火 复性 温度必须根据引物的碱基数量和种类来设定 表 1 为根 据模板设计的两对引物序列 图 2 为引物对与模板结合示意图 请判断哪一对引物可 采用较高的退火温度 3 图 1 步骤 所用的 DNA 连接酶对所连接的 DNA 两端碱基序列是否有专一性要 求 4 为将外源基因转入马铃薯 图 1 步骤 转基因所用的细菌 B 通常为 5 5 对符合设计要求的重组质粒 T 进行酶切 假设所用的酶均可将识别位点完全切开 请根据图 1 中标示的酶切位点和表 2 所列的识别序列 对以下酶切结果作出判断 采用 EcoR 和 Pst 酶切 得到 种 DNA 片断 采用 EcoR 和 Sma 酶切 得到 种 DNA 片断 13 为扩大可耕地面积 增加粮食产量 黄河三角洲等盐碱地的开发利用备受关 注 我国科学家应用耐盐基因培育出了耐盐水稻新品系 1 获得耐盐基因后 构建重组 DNA 分子所用的限制性内切酶作用于图中的 处 DNA 连接酶作用于 处 填 a 或 b 2 将重组 DNA 分子导入水稻受体细胞的常用方法有农杆菌转化法和 法 3 由导入目的基因的水稻细胞培养成植株需要利用 技术 该技 术的 核心是 和 4 为了确定耐盐转基因水稻是否培育成功 既要用放射性同位素标记的 作探针进行分子杂交检测 又要用 方法从个体水平鉴定水稻植株的耐盐性 6 夷陵中学高二生物选修夷陵中学高二生物选修 3 学案学案 专题专题 1 2 基因工程的基本操作程序之一基因工程的基本操作程序之一 班级 姓名 设计人 王功元 使用时间 2011 年 2 月 日 课时数 1 环节一 知识构建环节一 知识构建 范围 P8 至 11 1 基因的结构 依基因的 功能分析 原核基因真核基因 相同点1 都有 区和 区 非编码区具有调节遗传信息表达的 序列 如编码区上游有启动子是与 的结合位点 编码区 下游终止子具有有转录终点的的序列 2 编码区与编码 有关 不同点1 编码区是 的 不存 在内含子和外显子 2 编码区都能编码 非编码序列就是非编码区 3 结构简单 1 编码区是间隔的 不连续的 有 和 之分 2 只有外显子部分能够编码 3 内含子具有某种调控作用 非编码 序列包括内含子和非编码区 4 结构复杂 2 基因工程操作的四个步骤是 第一步 第 二步 第三步 第四步 3 目的基因主要是指编码 的基因 也可以是一些具有 作用 的因子 基本途径包括从 中分离出来和 法 具体 方法包括从 获取 鸟枪法 用 技术扩增获取和用 合成仪直接人工合成 人工合成法包括 法和逆翻译法 化学合成法 反转 录法往往需要借助 技术扩增目的基因 这个过程在 仪中自动完成 化学合成法适合基因比较 核苷酸序列又已知的目的基因 用 合 成仪直接人合成 4 如果目的基因的序列完全 就需要构建基因文库 基因文库即将含有某种生物 不同基因的许多 需用 酶处理供体细胞的 DNA 导入受体菌 的群体中储存 导入前这些 DNA 片段需与 连接 需用 酶 各个受体 菌分别含有这种生物的不同的基因 基因文库包括两种 基因组文库含有一种生物的 基因 部分基因文库只包含了一种生物的 基因 如 文库 通过培养含有 某种生物基因的细胞群体储存有这种生物的遗传信息即基因文库 在需要时即可依据 目的基因的有关信息采取一定手段获取 5 PCR 是 的缩写 这项技术由 1988 年发明 其原理是 使其呈指数增长 前提是要有一段已经的 如 mRNA 反转录的 cDNA 或 逆翻译推知的 DNA 序列 然后合成这一序列的 过程是 目的基因 DNA 变性后解链成为 引物与单链相应互补序列结合 然后在 酶作用下进 行延伸 如此重复循环 PCR 技术的条件包括 模板即 原料和能量即 四种脱氧核苷三磷酸即 具有热稳性的 酶 引 物即一对 的起始段互补的寡核苷酸序列 温度条件的控制 加热至 冷却至 加热至 7 环节二 合作探究环节二 合作探究 探究活动一 探究活动一 概念区别 编码区与编码序列 非编码区与非编码序列 遗传信息与遗传密码子 终止子与终止密码 启动子与起始密码 基因文库 基因组文库 部分基因文库 CDNA 文库 目的基因 标记基因 DNA 连接酶 DNA 聚合酶 RNA 聚合酶 逆转录酶 探究活动二 探究活动二 基因组文库 1 为什么要构建基因文库 直接从含有目的基因的生物体提取不行吗 2 怎样构建基因组文库 3 怎样构建 CDNA 文库 探究活动三 探究活动三 目的基因的人工合成 1 描述反转录法的过程 逆转录 合成 mRNA 单链 DNA 双链 DNA 2 简述逆翻译法 化学合成法 的过程 根据已知的蛋白质的 序列 推测出相应的 序列 推测出结构基因 的核苷酸序列 再通过化学方法合成目的基因 环节三 达标演练环节三 达标演练 1 以下说法正确的是 A 终止子是转录终止的信号 与编码区编码终止密码碱基序列相同 B 基因的非编码区通常不起什么作用 C 启动子的作用是阻碍 RNA 聚合酶的移动 并使其从 DNA 模板链上脱离下来 D 在真核细胞的基因结构中 编码区也含有不能编码蛋白质的序列 2 下列关于基因结构的认识中 正确的是 A 水稻细胞基因的编码区中存在非编码序列 B 大豆细胞基因结构中内含子存在于编码区 是能够编码蛋白质的序列 C 大肠杆菌基因中与 RNA 聚合酶结合位点位于编码区的下游 D 乳酸菌与酵母菌基因结构中都存在外显子和内含子 3 下列有关 RNA 聚合酶的叙述中不正确的是 A 基因编码区的下游有 RNA 聚合酶的结合位点 B RNA 聚合酶的作用是催化 DNA 转录为 RNA C RNA 聚合酶能识别调控序列中的结合位点 并与其结合 D 转录完毕后 RNA 链释放出来 RNA 聚合酶也从模板链上脱落下来 4 下图为原核细胞中转录 翻译的示意图 据图判断 下列判断中正确的是 图中表示 4 条多肽链正在合成 转录尚未结束 翻译即已开始 多个核糖体共同完成一条多肽链的翻译 一个基因在短时间内可表达出多条多肽链 原核细胞中的转录和翻译在时间和空间上没有隔开 A 有两项正确 B 有三项正确 C 有四项正确 D 有五项正确 5 mRNA 上的终止密码子不编码氨基酸 8 与之相对应的 DNA 片段位于 A 编码区下游的非编码区中 B 基因编码区最末端的内含子中 C 基因编码区内 D 基因的最末端 6 下图为一个真核基因的结构示意图 根据图中所示 对该基因特点叙述正 确的是 A 非编码区是外显子 编码区是内含子 B 非编码区对该基因转录不发挥作 用 C 编码区是不连续的 D 有三个外显子和四个内含子 7 原核细胞的基因结构和真核细胞基因结构的不同之处是 A 原核细胞的基因结构没有编码区 B 原核细胞的基因结构没有调控遗传信息表达的核苷酸序列 C 原核细胞的基因结构没有 RNA 聚合酶的结合点 D 原核细胞的基因结构中没有外显子和内含子之分 8 用 鸟枪法 提取目的基因的步骤为 用特定的限制性内切酶将供体细胞的 DNA 切成许多片段 将许多 DNA 片段分别载入运载体 通过运载体分别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 D 9 用反转录法合成目的基因的方法中需要的条件有 DNA 的一条链为模板 mRNA 为模板 四种脱氧核苷酸 四种核糖核苷酸 转录酶 逆转录酶 A B C D 10 酶是生物体内具有催化作用的一类有机物 下列有关不同酶作用的叙述 正确的是 A DNA 连接酶能使不同脱氧核苷酸的脱氧核糖与含氮碱基连接起来 B RNA 聚合酶能与信使 RNA 的特定位点结合 催化遗传信息的转录 C 一种 DNA 限制酶能识别多种核苷酸序列 切割出多种目的基因 D 胰蛋白酶能作用于离体的动物组织 使其分散成单个细胞 11 下列叙述符合基因工程概念的是 A B 淋巴细胞与肿瘤细胞融合 杂交瘤细胞中含有 B 淋巴细胞中的抗体基因 B 将人的干扰素基因重组到质粒后导入大肠杆菌 获得能产生人干扰素的菌株 C 用紫外线照射青霉菌 使其 DNA 发生改变 通过筛选获得青霉素高产菌株 D 自然界中天然存在的噬菌体自行感染细菌后其 DNA 整合到细菌 DNA 上 12 新技术的建立和应用对生物学发展至关重要 下列技术 或仪器 与应 用匹配正确的是 A PCR 技术 扩增蛋白质 B 杂交瘤技术 制备单克隆抗体 C 光学显微镜 观察叶绿体的基粒 D 花粉离体培养 培育单倍体植物 1313 金茶花是中国特有的观赏品种 但易得枯萎病 降低观赏价值 科学家在某种植 物中找到了抗枯萎病的基因 用转基因方法培育出了抗枯萎病的新品种 请据图 l 一 9 回答 1 将 连接到 上并形成 常用的酶有 2 与 上的某种抗药性基因在结构上的最大区别是 3 经检 测 被 侵染的茶花叶片细胞具备了抗病性 这说明 已经 4 通过转基因方法得的抗病金茶花 将来产生的配子中是否一定含有抗病基因 9 1414 下图表示从苏云金芽孢杆菌分离出来的杀虫晶体蛋白质基因 简称 Bt 基因 及形成 转 基因抗虫植物的图解 请回答 1 在下列含有 ATP 和有关的酶的试管 中 大量而快捷地获取 Bt 基因的最佳方案是 下图中 2 写出 b 过程表达式 3 活化的毒性物质应是一种 分子 活化的毒性物质全部或部分嵌合于昆虫的细 胞膜上 使细胞膜产生孔道 导致细胞由于平衡的破坏而破裂 4 我国在 863 计划资助下开展 Bt 抗虫棉育种等研究 这将对 和 农业可持续发展产生巨大影响 15 下图为人 珠蛋白基因与其 mRNA 杂交的示意图 表示基因的不同功能 区 据图回答 1 上述分子杂交的原理是 细胞中 珠蛋白基因编 码区不能翻译的序列是 填写图中序号 2 细胞中 珠蛋白基因开始转录 识别和结合 中调控序列的酶是 3 若一个卵原细胞的一条染色体上 珠蛋白基因基因的编码区中一个 A 替换成 T 则由该卵原细胞产生的卵细胞携带该突变基因的概率是 珠蛋白基因 DNA 单链 mRNA 10 4 上述突变基因的两个携带者婚配 其后代中含该突变基因的概率是 夷陵中学高二生物选修夷陵中学高二生物选修 3 学案学案 专题专题 1 2 基因工程的基本操作程序之二基因工程的基本操作程序之二 班级 姓名 设计人 王功元 使用时间 2014 年 2 月 日 课时数 1 环节一 知识构建环节一 知识构建 范围 P11 至 13 1 基因工程的核心是 这也是实施基因工程的第 步 其目的是 使目的基因在 细胞中 存在 并且可以 下一代 同 时使目的基因能够 和发挥作用 2 一个基因表达载体的组成 除了 外 还必须有 以及 启动子是一段有特殊结构的 DNA 片段位于基因的 端 它是 酶识别和结合的部位 终止子位于基因的 端 其作用是 在所需地方停下来 标记基因的作用是为了鉴别受体细胞是否含有 并把 这种细胞筛选出来 3 表达载体构建过程 用一定的 切割质粒 使其出现一个切口 露出 用 切断目的基因 使其产生 将切下的目的基因片 段插入质粒的 处 再加入适量 形成了一个重组 DNA 分子 重组 质粒 目的基因与运载体的结合过程 实际上是不同来源的基因进行 的过程 4 目的基因进入 内 并且在 受体细胞内维持 和 的过程叫 常用的受体细胞 将目的基 因导入受体细胞的原理主要是借鉴细菌或病毒侵染细胞的途径等 将目的基因导入植 物细胞的方法有 其中最 常用的方法是 土壤农杆菌是一种在 中生活的微生 物 自然条件下感染 植物和 植物 而对大多数 植物没 有感染能力 当植物受到损伤时 伤口处的细胞会分泌大量的 化合物 吸引农 杆菌移向这些细胞 这时农杆菌中 上的 可转移的 DNA 可转移至受体细胞 并整合到受体细胞 的 DNAH 这种转基因的体细胞再通 过 生成转基因植物 5 将目的基因导入动物细胞采用最多的是 技术 这种受体细胞通常是雌 性动物 可以在 受精 也可以在 受精 注射了目的基 因的 经 培养后再移植至雌性动物的输卵管或子宫发育 成转基因动物 6 原核生物具有的特点是 多为 细胞 相对较少 早期基 因工程常用原核生物作为受体细胞 其常用的是 菌 首先用 处理细菌 细胞 使细胞处于一种能吸收周围环境 DNA 分子的生活状态称为 再将 分子溶于 中与 细胞混合 在一定的 下促进感受态细胞 11 吸收 DNA 分子完成转化过程 环节二 合作探究环节二 合作探究 探究活动一 基因表达转体的构建探究活动一 基因表达转体的构建 1 描述基因表达载体的组成条件 2 描述基因表达载体的构建过程 3 作为基因工程表达载体 只需含有目的基因就可以完成任务吗 为什么 不可以 因为目的基因在表达载体中得到表达并发挥作用 还需要有其他控制元件 如启动 子 终止子和标记基因等 必须构建上述元件的主要理由是 1 生物之间进行基因交流 只有使用受体生物自身基因的启动子才能比较有利于基因的表达 2 通过 cDNA 文库获得的目的基因没有启动子 只将编码序列导入受体生物中无法转录 3 目的基因是否导入受体生物中需要有筛选标记 4 为了增强目的基因的表达水平 往往还要增加一些其他调控元件 如增强子等 5 有时需要确定目的基因表达的产物存在于细胞的什么部位 往往要加上可以标识存在部位的 基因 或做成目的基因与标识基因的融合基因 如绿色荧光蛋白基因等 探究活动二 将目的基因导入受体细胞探究活动二 将目的基因导入受体细胞 1 描述农杆菌转化法的过程 2 描述基因枪法 花粉管通道法的过程 3 描述显微注射法的操作程序 4 描述将目的基因导入原核细细胞的转化过程 5 将目的基因的生物所有 DNA 直接导入受体细胞不是更简便吗 这么做结果会怎样 有人采用总 DNA 注射法进行遗传转化 即将一个生物中的总 DNA 提取出来 通过注射或花粉管 通道法导入受体植物 没有进行表达载体的构建 这种方法针对性差 完全靠运气 也无法确定什么 基因导入了受体植物 此法目前争议颇多 严格来讲不算基因工程 6 根据农杆菌可将目的基因导入双子叶植物的机理 你能分析出不能导入单子叶植物 的原因吗 若将一个抗病基因导入小麦中 理论上讲你应该怎样做 双子叶植物受到土杆农杆菌侵染后会合成大量酚类化合物吸引农杆菌移向这些细胞 而单子叶 植物不能合成这些酚类化合物 做法有 要选择合适的农杆菌菌株 因为不是所有的农杆菌菌株都 可以侵染单子叶植物 要加趋化和诱导的物质 一般为乙酰丁香酮等 目的是使农杆菌向植物组织 的受伤部位靠拢 趋化性 和激活农杆菌的 Vir 区 诱导 的基因 使 T DNA 转移并插入到染色体 DNA 上 环节三 达标演练环节三 达标演练 1 工程菌 是指 A 用物理或化学方法诱发菌类自身某些基因得到高效表达的菌类细胞株系 B 用遗传工程的方法 把相同种类不同株系的菌类通过杂交得到的新细胞株系 C 用基因工程的方法 使外源基因得到高效表达的菌类细胞株系 D 从自然界中选择出的能迅速增殖的菌类 2 根据 mRNA 的信息推出并获取目的基因的方法是 12 A 用 DNA 探针测出目的基因 B 用 mRNA 探针测出目的基因 C 用 mRNA 反转录形成目的基因 D 用 PCR 技术扩增 mRNA 3 转基因抗虫棉的生产过程中不需要用到的工具是 A 限制性内切酶 B DNA 连接酶 C 质粒 D 植物病毒 4 转基因动物的培育过程中不涉及到的技术是 A 显微注重技术 B 动物细胞融合技术 C 胚胎培养技术 D 胚胎移植技术 5 在已知序列信息的情况下 获取目的基因的最方便方法是 A 化学合成法 B 基因组文库法 C CDNA 文库法 D 聚合酶链反应 6 1993 年 我国科学工作者培育成的抗棉铃虫的转基因抗虫棉 其抗虫基因 来源于 A 普通棉花的基因突变 B 棉铃虫变异形成的致死基因 C 寄生在棉铃虫体内的线虫 D 苏云金芽孢杆菌体内的毒蛋白基因 7 转基因动物转基因时的受体细胞是 A 受精卵 B 精细胞 C 卵细胞 D 体细胞 8 不属于目的基因与运载体结合过程的是 A 有一定的限制酶切割质粒露出黏性末端 B 用同种限制酶切割目的基因露出黏性末端 C 将切下的目的基因的片段插入到质粒切口处 D 将重组 DNA 导入受体细胞中进行扩增 9 在 DNA 测序工作中 需要将某些限制性核酸内切酶的限制位点在 DNA 上定位 使其成为 DNA 分子中的物理参照点 这项工作叫做 限制酶图谱的构建 假设有以下 一项实验 用限制酶 Hind BamHI 和二者的混合物分别降解一个 4 kb 1 kb 即 1 千 个碱基对 大小的线性 DNA 分子 降解产物分别进行凝胶电泳 在电场的作用下 降解 产物分开 如下图所示 据此分析 这两种限制性核酸内切酶在该 DNA 分子上的限制 位点数目是 A Hind 1 个 BamHI 2 个 B Hind 2 个 BamHI 3 个 C Hind 2 个 BamHI 1 个 D Hind 和 BamHI 各有 2 个 10 PCR 技术的原理类似于细胞内 DNA 的复制 短时间内就可以在体外将目的 基因扩增放大几百万倍 下列关于 PCR 技术的推测 不可能的是 A PCR 技术在短时间内将目的基因放大几百万倍 对基因工程中的操作有极大帮助 B 用 PCR 技术扩增目的基因 需要模板 原料 酶和能量等条件 C 用 PCR 技术扩增目的基因 也遵循碱基互补配对原则 D 如果目的基因共 1000 个脱氧核苷酸对 其中腺嘌呤脱氧核苷酸 460 个 用 PCR 技 术扩增 4 代 需要 8640 个胞嘧啶脱氧核苷酸 1111 已知甲种农作物因受到乙种昆虫危害而减产 乙种昆虫食用某种原核生物分 泌的丙种蛋白质后死亡 因此 可将丙种蛋白质基因转入到甲种农作物体内 使甲种 农作物获得抗乙种昆虫危害的能力 回答下列问题 1 为了获得丙中蛋白质的基因 在已知丙种蛋白质氨基酸序列的基础上 推测 出丙中蛋白质的 序列 据此可利用 方法合成目的基因 获得丙中蛋 白质的基因还可用 方法 2 在利用上述丙中蛋白质基因和质粒载体构建重组质粒的过程中 常需使用 13 酶和 3 将含有重组质粒的农杆菌与甲种农作物的愈伤组织共培养 筛选出含有丙种 蛋白质的愈伤组织 由该愈伤组织培养成的再生植株可抵抗 的危害 4 若用含有重组质粒的农杆菌直接感染甲种农作物植株叶片伤口 则该植株的 种子 填 含有 或 不含 丙种蛋白质基因 1212 人的血清蛋白在临床上需求量很大 它通常是从人的血液中提取出来而获得的 由于艾滋病病毒等人类感染性病原体造成的威胁与日俱增 使人们对血制品顾虑重重 而基因工程技术的应用 使人类可以从动物体内获得大量的安全优质的血清蛋白 其 操作过程主要是将人类血清蛋白基因与病毒 DNA 构成重组 DNA 然后通过显微注射技 术将重组 DNA 转移到奶牛的受精卵中 最后可从该受精卵发育成的雌牛的乳汁中分离 出人们所需要的血 清蛋白 试分析回答下列问题 1 临床上病人血清蛋白 往往造成组织水肿 其主要原因是 2 基因工程中所需的人类血清蛋白基因一般是用 方法得到的 3 重组 DNA 的产生过程 一般先后要用到以下两种工具酶 4 人的血清蛋白基因能在奶牛内表达成功 说明人体与奶牛细胞共用了一套相同的 这个事实也是 在分子生物学上的一个证据 13 科学家通过基因工程方法 将苏云金芽孢杆菌的 Bt 毒蛋白基因转入普通棉株细胞 内 并成功实现了表达 从而培育出了能抗棉铃虫的棉花植株一抗虫棉 其过程大致 如图 1 10 所示 1 基因工程的操作程序主要包括 的四个步骤是 2 Ti 质粒是农杆菌中的一种质 粒 其上有 T DNA 把目的基因 插入 Ti 质粒的 T DNA 中是利用 T DNA 的 特点 3 Bt 毒蛋白基因转入普通棉株细胞内并成功实现表达的过程 在基因工程中称为 4 将目的基因导人受体细胞的方法有很多种 该题中涉及的是 5 目的基因能否在棉株体内稳定维持和表达其遗传特性的关键是 这需要通过检测才能知道 检测采用的方法是 14 夷陵中学高二生物选修夷陵中学高二生物选修 3 学案学案 专题专题 1 2 基因工程的基本操作程序之三基因工程的基本操作程序之三 班级 姓名 设计人 王功元 使用时间 2014 年 3 月 日 课时数 1 环节一 知识构建环节一 知识构建 范围 P13 至 15 1 基因工程的第四步是 也是检查基因工程是否 的一步 2 在分子水平上进行检测的方法有 检测转基因生物 上是否插入 了目的基因 方法是 检测目的基因是否转录出了 方法是 检测目的基因是否翻译成 方法是 3 3 个体水平上的鉴定方法是 实验 感染法 如 鉴定 鉴定 活性鉴定等 环节二 合作探究环节二 合作探究 探究活动一 目的基因的检测与鉴定探究活动一 目的基因的检测与鉴定 1 介绍目的基因检测与鉴定方法 2 分析 DNA 分子杂交的原理 方 法与过程 采用一定的技术手段 将两种生物的 DNA 分子的单链放在一起 如果这两个单链具有互补的碱基序列 那么 互补的碱基序列就会结合在一起 形成杂合双链区 在没有互补碱基序列的部位 仍然是两条 游离的单链 3 分析抗原抗体杂交的原理 方法与过程 原理是利用抗原与抗体特异性结合的特性 将某种基因产物 蛋白质作为抗原 注入到动物体 内诱导产生相应的抗体 然后制备成单克隆抗体 也可直接分离纯化 通过这种单克隆抗体检验转 基因生物的目的基因是否表达相应的蛋白质 探究活动二 探究活动二 P15 思考与讨论续 1 利用大肠杆菌可以生产出人的胰岛素 联系前面有关细胞器功能的知识 结合基因 工程操作程序的基本思路 思考一下 若要生产人的糖蛋白 可以用大肠杆菌吗 有些蛋白质肽链上有共价结合的糖链 这些糖链是在内质网和高尔基复合体上加工完成的 内质 网和高尔基复合体存在于真核细胞中 大肠杆菌不存在这两种细胞器 因此 在大肠杆菌中生产这种 糖蛋白是不可能的 2 珠蛋白是动物血红蛋白的重要组成成分 当它的成分异常时 动物有可能患某 种疾病 如镰刀形细胞贫血症 假如让你用基因工程的方法 使大肠杆菌生产出鼠的 珠蛋白 想一想 应如何进行设计 15 1 从小鼠中克隆出 珠蛋白基因的编码序列 cDNA 2 将 cDNA 前接上在大肠杆菌中可以适用的启动子 另外加上抗四环素的基因 构建成一个表达载 体 3 将表达载体导入无四环素抗性的大肠杆菌中 然后在含有四环素的培养基上培养大肠杆菌 如 果表达载体未进入大肠杆菌中 大肠杆菌会因不含有抗四环素基因而死掉 如果培养基上长出大肠杆 菌菌落 则表明 珠蛋白基因已进入其中 4 培养进入了 珠蛋白基因的大肠杆菌 收集菌体 破碎后从中提取 珠蛋白 探究活动三 探究活动三 基因工程操作程序小结 环节三 达标演练环节三 达标演练 1 在基因表达载体的构建中 下列说法不正确的是 一个表达载体的组成包括目的基因 启动子 终止子 有了启动子才能驱动基因转录出 mRNA 终止子的作用是使转录在所需要的地方停止 所有基因表达载体的构建是完全相同的 A B C D 2 生产上培育无子番茄 青霉素高产菌株 杂交培育矮秆抗锈病小麦 抗虫 棉的培育原理依次是 生长素促进果实发育 染色体变异 基因重组 基 因突变 基因工程 A B C D 3 在已知某小片段基因碱基序列的情况下 获得该基因的最佳方法是 A 以 4 种脱氧核苷酸为原料人工合成 B 用 mRNA 为模板逆转录合成 DNA C DNA 片段转入受体细胞中 再进一步筛选 D 由蛋白质的氨基酸序列推测 mRNA 4 PCR 技术扩增 DNA 需要的条件是 目的基因 引物 四种脱氧核苷酸 DNA 聚合酶等 mRNA 核糖体 A B C D 5 下列技术依据 DNA 分子杂交原理的是 用 DNA 分子探针诊断疾病 B 淋巴细胞与骨髓瘤细胞杂交 目的基因与载体结 基因工程操 作程序 目的基因的获取 基因表达载体的构建 目的基因导入受体细胞 目的基因的检测与鉴定 从基因文库中获取 利用 PCR 技术扩增 利用 DNA 合成仪合成 基因组文库 CDNA 文库 原理 过程 构建目的 构建零件及其作用 导入植物细胞方法 导入动物细胞方法 导入微生物细胞方法 农杆菌转化法 其他方法 显微注射法 感受态细胞 分子水平的检测 个体水平的鉴定 检测目的基因稳定存在 检测目的基因转录 MRNA 检测目的基因表达蛋白质 接种实验 感染法 16 合形成重组 DNA 分子 快速灵敏地检测饮用水中病毒的含量 A B C D 6 下列关于转基因植物的叙述 正确的是 A 转入到油菜的抗除草剂基因 可能通过花粉传入环境中 B 转抗虫基因的植物不会导致昆虫群体抗性基因频率增加 C 动物的生长激素基因转人植物后不能表达 D 如转基因植物的外源基因来源于自然界 则不存在安全性问题 7 获取目的基因的方法有多种 下列不属于目的基因获取的常用方法的是 A 从基因组文库中获取 B 从 cDNA 文库中获取 C 从含目的基因生物细胞中获取 D 利用 PCR 技术获取 8 2008 年诺贝尔化学奖授予了 发现和发展了水母绿色荧光蛋白 的三位科 学家 将绿色荧光蛋白基因的片段与目的基因连接起来组成一个融合基因 再将该融 合基因转入真核生物细胞内 表达出的蛋白质就会带有绿色荧光 绿色荧光蛋白在该 研究中的主要作用是 A 追踪目的基因在细胞内的复制过程 B 追踪目的基因插入到染色体上的位置 C 追踪目的基因编码的蛋白质在细胞内的分布 D 追踪目的基因编码的蛋白质的空间结构 9 钱永健先生因在研究绿色荧光蛋白方面的杰出成就而获 2008 年诺贝尔奖 在某种生物中检测不到绿色荧光 将水母绿色荧光蛋白基因转入该生物体内后 结 果可以检测到绿色荧光 由此可知 A 该生物的基因型是杂合的 B 该生物与水母有很近的亲缘关系 C 绿色荧光蛋白基因在该生物体内得到了表达 D 改变绿色荧光蛋白基因的 1 个核苷酸对 就不能检测到绿色荧光 10 科学家运用基因工程技术 让羊合成并分泌抗体 相关叙述不正确的是 A 该技术将导致不定向的变异 B 受精卵是理想的受体细胞 C 宜采用 PCR 技术扩增目的基因 D 用抗原抗体杂交法鉴定转基因羊是否分泌抗 体 1111 红细胞生成素 EPO 是体内促进红细胞生成的一种糖蛋白 可用于治疗肾衰性 贫血等疾病由于天然 EP0 来源极为有限 目前临床使用的红细胞生成素主要来自于基 因工程技术生产的重组人红细胞生成素 rhEPO 期间要生产流程如右图 1 图中 所指的是 技术 2 图中 所指的物质是 所指的物质是 3 培养重组 CHO 细胞时 为便于清除代 谢产物 防止细胞严物积累对细胞自身造成危害 应定期更换 4 检测 rhEPO 外活性需用抗 rhEPO 单克 隆抗体 分泌单克隆抗体的 细 胞 可由 rhEPO 免疫过的小鼠 B 淋巴细胞与小鼠 骨髓瘤细胞融合而成 1212 下图是培育表达人乳铁蛋白的乳腺生物反应 器的技术路线 图中 tetR表示四环素抗性基因 ampR表示氨苄青霉素抗性基因 BamHI HindIII SmaI 直线所示为三种限制酶的 酶切位点 据图回答 1 图中将人乳铁蛋白基因插入载体 需用 限制酶同时酶切载体和人乳铁蛋白基因 筛选含 有重组载体的大肠杆菌首先需要在含 的培养基上进行 2 能使人乳铁蛋白基因在乳腺细胞中特异性 17 表达的调控序列是 填字母代号 A 启动子 B tetR C 复制原点 D ampR 3 过程 可采用的操作方法是 填字母代号 A 农杆菌转化 B 大肠杆菌转化 C 显微注射 D 细胞融合 4 过程 可采用的生物技术是 5 对早期胚胎进行切割 经过程 可获得多个新个体 这利用了细胞的 性 Ks5u co 6 为检测人乳铁蛋白是否成功表达 可采用 填字母代号 技术 A 核酸分子杂交 B 基因序列分析 C 抗原 抗体杂交 D PCR 13 图 1 表示含有目的基因 D 的 DNA 片段长度 bp 即碱基对 和部分碱基序列 图 2 表示一种质粒的结构和部分碱基序列 现有 Msp BamH Mbo Sma 4 种限制性核酸内切酶切割的碱基序列和酶切位点分别为 C CGG G GATCC GATC CCC GGG 请回答下列问题 1 图 1 的一条脱氧核苷酸链中相邻两个碱基之间依次由 连接 2 若用限制酶 Sma 完全切割图 1 中 DNA 片段 产生的末端是 末端 其产物长度为 3 若图 1 中虚线方框内的碱基对被 T A 碱基对替换 那么基因 D 就突变为基因 d 从杂合子分离出图 1 及其对应的 DNA 片段 用限制酶 Sma 完全切割 产物中共 有 种不同 DNA 片段 4 若将图 2 中质粒和目的基因 D 通过同种限制酶处理后进行 形成重组质粒 那 么应选用的限制酶是 在导入重组质粒后 为了筛选出含重组质粒的大肠 杆菌 一般需要用添加 的培养基进行培养 经检测 部分含有重组质粒的 18 大肠杆菌菌株中目的基因 D 不能正确表达 其最可能的原因是 夷陵中学高二生物选修夷陵中学高二生物选修 3 学案学案 专题专题 1 3 基因工程的应用基因工程的应用 班级 姓名 设计人 王功元 使用时间 2014 年 3 月 日 课时数 1 环节一 知识构建环节一 知识构建 范围 P17 至 24 一 植物基因工程的成果 植物基因工程技术主要用于提高农作物的 能力 以及改良农作物的 和利用植物生产 等方面 一 抗虫转基因植物 1 杀虫基因种类 Bt 毒蛋白基因 抑制剂基因 抑制剂 基因 植物凝集素基因等 2 成果 抗虫植物 棉 玉米 马铃薯 番茄等 二 抗病转基因植物 1 植物的病原微生物 真菌和细菌等 2 抗病基因种类 1 抗病毒基因 病毒基因和病毒的复制酶基因 2 抗真菌基因 基因和抗毒素合成基因 3 成果 烟草花叶病毒的转基因烟草和抗病毒的转基因小麦 甜椒 番茄等 三 抗逆转基因植物 1 抗逆基因 调节细胞基因使作物抗碱 抗旱 鱼的抗冻蛋白基因 使作物耐寒 抗除草剂基因 使作物抗除草剂 2 成果 烟草 大豆 番茄 玉米等 四 转基因改良植物品质 1 优良基因 必需氨基酸的蛋白质编码基因 控制番茄果实成熟的基因和植物花 青素代谢有关的基因 2 成果 转基因玉米 转基因延熟番茄和转基因矮牵牛 二 动物基因工程的成果 一 提高动物的生长速度 1 生长基因 外源基因 2 成果 转基因绵羊 转基因鲤鱼 二 改善畜产品的品质 1 优良基因 肠乳糖酶基因 2 成果 转基因牛含量少 三 转基因动物生产药物 1 基因来源 药用基因 蛋白基因的启动子 2 成果 乳腺生物反应器 四 转基因动物作器官移植的供体 1 器官供体 抑制或除去抗原决定基因 2 成果 利用克隆技术培育没有免疫排斥反应的猪器官 五 基因工程药物 19 1 来源 转基因 2 成果 人胰岛素 细胞因子 抗体 疫苗 激素等 3 干扰素 是病毒侵入细胞后产生的一种糖蛋白 干扰素几乎能抵抗所有病毒引 起的感染 是一种抗病毒的特效药 此外干扰素对治疗某些癌症和白血病也有一定 疗效 三 基因治疗 1 概念 把导入病人体内 使该基因的表达产物发挥功能 从而 达到治疗疾病的目的 这是治疗 病的最有效手段 种类包括 基因治疗 即从病人体内获得某种细胞如 T 淋巴细胞 进行 体外完成 再筛选成功 转移的细胞 培养 最后重新导入患者体内 基因治疗 直接向人体 组织细胞中转移基因的治疗方法 用于基因治疗的基因种类有三种 基因 基因 基因 2 成果 将腺苷脱氢酶基因导入患者的淋巴细胞 目前都处于初期临床试验阶段 四 基因芯片 也叫 芯片或 DNA 微阵列 通过 技术 将数以百万计特定序列 DNA 片段 基因探针 有规律排列于 2cm2 硅片 玻片等支持物上 用以 的检测 工作 基因芯片用途广泛 基因测序 寻找目的基因 对基因序列进行分析 基因诊断等 基因芯片进行基因诊断的优点 不仅用于早期诊断 还可同时诊断多个病人多种疾病 从 水平了解疾病等 环节二 合作与探究环节二 合作与探究 探究活动一 探究活动一 尝试描述转基因抗虫棉的培育过程 探究活动二 探究活动二 尝试描述用转基因羊生产人 抗胰蛋白酶的过程 乳腺生物反应器 探究活动三 探究活动三 尝试用工程菌生产抗体的过程 探究活动四 探究活动四 尝试用基因治疗的方式治疗复合型免疫缺陷症的过程 环节三 反馈与评价环节三 反馈与评价 1 美国科学家运用基因工程的方法得到体型巨大的 超级小鼠 运用的方法 是 A 把牛的生长激素基因和人的生长激素基因分别注入到小白鼠体内 B 把牛的生长激素基因和人的生长激素基因分别注入到小白鼠的受精卵中 C 把植物细胞分裂素基因和生长素基因分别注入到小白鼠的受精卵中 D 把人的生长激素基因和牛的生长激素基因分别注入到小白鼠的卵细胞中 2 2003 年在中国大地上最惨烈的事件就是 非典 的侵袭 非典 与 发 热 疑似 混杂在一起 让医生难以区分 我国科学工作者 日夜奋战 利用基因 工程迅速研制出 非典 诊断盒 其作用及机理是 A 治疗 非典 利用的是抗原抗体反应 B 诊断 非典 利用的是 DNA 分子杂交原理 C 诊断 非典 利用的是抗原抗体反应 D 治疗 非典 利用的是 DNA 分子杂交原理 3 下列关于基因工程应用的叙述 正确的是 A 基因治疗就是把缺陷基因诱变成正常基因 20 B 基因诊断的基本原理是 DNA 分子杂交 C 一种基因探针能检测水体中的各种病毒 D 原核基因不能用来进行真核生物的遗传改良 4 上海医学研究所成功培育出第一头携带人蛋白基因的转基因牛 他们还研 究出一种可大大提高基因表达水平的新方法 使转基因动物乳汁中的药用蛋白含量高 出 30 多倍 以下与此有关的叙述中正确的是 A 转基因动物是指体细胞中出现了新基因的动物 B 提高基因表达水平是指设法使牛的乳腺细胞中含有更多的人蛋白基因 C 只在转基因牛乳汁中才能获取人白蛋白 是因为人白蛋白基因只在牛乳腺细胞中是 纯和的 D 转基因牛的肌肉细胞中也有人白蛋白基因 但不发生转录 翻译 故不合成人白蛋 白 5 科学家已能运用基因工程技术 让羊合成并由乳腺分泌抗体 相关叙述中 正确的是 该技术将导致定向变异 DNA 连接酶把目的基因与运载体黏性末端的碱基对 连接起来 蛋白质中的氨基酸序列可为合成目的基因提供资料 受精卵是理想的受 体 A B C D 6 抗病毒转基因植物成功表达后 以下说法正确的是 A 抗病毒转基因植物 可以抵抗所有病毒 B 抗病毒转基因植物 对病毒的抗性具有局限性或特异性 C 抗病毒转基因植物可以抗害虫 D 抗病毒转基因植物可以稳定遗传 不会变异 7 运用现代生物技术的育种方法 将抗菜青虫的 Bt 基因转移到优质油菜 中 培育出转基因抗虫的油菜品种 这一品种在生长过程中能产生特异的杀虫蛋白 对菜青虫有显著抗性 能大大减轻菜青虫对油菜的危害 提高油菜产量 减少农药使 用 保护农业生态环境 根据以上信息 下列叙述正确的是 A Bt 基因的化学成分是蛋白质 B Bt 基因中有菜青虫的遗传物 质 C 转基因抗虫油菜能产生杀虫蛋白是由于具有 Bt 基因 D 转基因抗虫油菜产生 的杀虫蛋白是无机物 8 基因治疗是人类疾病治疗的一种崭新手段 下列有关叙述中不正确的是 A 基因治疗可使人类遗传病得到根治 B 基因治疗是一种利用基因工程产品治疗人类疾病的方法 C 以正常基因替换致病基因属于基因治疗的一种方法 D 基因治疗的靶细胞可以是体细胞和生殖细胞 9 干扰素是治疗癌症的重要药物 它必须从血液中提取 每升人血中只能提 取 0 5 g 所以价格昂贵 美国加利福尼亚的某生物制品公司用如下方法生产干扰素 如下图所示 从上述方式中可以看出该公司生产干扰素运用的方法是 A 个体间的杂交 B 基因工程C 细胞融合 D 器官移植 10 基因芯片技术是最近几年才发展起来的崭新技术 涉及生命科学 信息学 微电子学 材料学等众多的学科 固定在芯片上的各个探针是已知的单链 DNA 分子 而待测 DNA 分子被用同位素或能发光的物质标记 如果这些待测的 DNA 分子中正好 21 有能与芯片上的 DNA 配对的 它们就会结合起来 并在结合的位置发出荧光或者射线 出现 反应信号 下列说法错