學(xué)習(xí)導(dǎo)航
1.學(xué)習(xí)目標(biāo)
（1）簡述基因工程的基本原理。
（2）舉例說出基因工程在農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥等領(lǐng)域的應(yīng)用。
（3）關(guān)注轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因食品的安全性。
2.學(xué)習(xí)建議
（1）本節(jié)學(xué)習(xí)的重點(diǎn)是基因工程的基本原理和大致過程。在理解基因工程的基本原理的基礎(chǔ)上，記住限制酶和質(zhì)粒的特點(diǎn)以及基因工程的操作過程：用“工具”對目的基因進(jìn)行“提、剪、拼、接、導(dǎo)、檢”。從而進(jìn)一步明確基因工程就是按照人們的意愿，把一種生物的基因提取出來，加以修飾改造，然后放到另一種生物的細(xì)胞里，定向地改造生物的遺傳性狀。
（2）對幾種常用育種方法進(jìn)行列表比較，總結(jié)從雜交育種到基因工程發(fā)展的歷程（見下表）。
育種方法
處理方法
原理
優(yōu)缺點(diǎn)
實(shí)例
雜交育種
通過雜交使親本優(yōu)良性狀組合或互換后連鎖在同一品種上基因重組
優(yōu)點(diǎn)：可獲優(yōu)良性狀新品種缺點(diǎn)：育種年限長 小麥矮稈、抗病新品種的培育
誘變育種
物理（射線照射、激光處理）或化學(xué)（用秋水仙素、硫酸乙二酯）方法處理動植物、微生物基因突變
優(yōu)點(diǎn)：加快育種進(jìn)程，大幅度改變某些性狀。缺點(diǎn)：有利個體不多，需大量處理供試材料 青霉菌高產(chǎn)菌株的培育單倍體育種
花藥離體培養(yǎng)后用秋水仙素處理染色體變異
明顯縮短育種年限，可獲純優(yōu)良品種 普通小麥花藥離體培養(yǎng)多倍體育種
親本（幼苗或種子）體細(xì)胞染色體數(shù)目加倍、染色體數(shù)加倍的配子、多倍體染色體變異
優(yōu)點(diǎn)：植株莖稈粗壯，果實(shí)、種子大，營養(yǎng)物質(zhì)含量高。缺點(diǎn)：發(fā)育延遲、結(jié)實(shí)率低 無子西瓜、含糖量高的甜菜基因工程育種
將一種生物特定基因轉(zhuǎn)移到另一種生物細(xì)胞內(nèi)基因重組
優(yōu)點(diǎn)：定向地改造生物的遺傳性狀 抗蟲棉
（3）在了解基因工程各種應(yīng)用的基礎(chǔ)上，理解基因工程應(yīng)用的利與弊。并搜集有關(guān)資料，進(jìn)行思考，以分析、想像、推斷和辯論相結(jié)合的方法，圍繞基因工程的利與弊，分析討論是否需要關(guān)注轉(zhuǎn)基因食品和轉(zhuǎn)基因生物。
自我測評
一、選擇題
1.下列有關(guān)基因工程的敘述中，正確的是（ ）。
A.基因工程常以抗菌素抗性基因?yàn)槟康幕?/p>
B.細(xì)菌質(zhì)粒是基因工程常用的運(yùn)載體
C.通常用一種限制性內(nèi)切酶處理含目的基因的DNA，用另一種限制性內(nèi)切酶處理運(yùn)載體DNA
D.為育成抗除草劑的作物新品種，導(dǎo)入抗除草劑基因時只能以受精卵為受體
2.下列有關(guān)質(zhì)粒的敘述中，正確的是（ ）。
A.質(zhì)粒是廣泛存在于細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)的一種顆粒狀細(xì)胞器
B.質(zhì)粒是僅存于細(xì)菌細(xì)胞中能自我復(fù)制的小型環(huán)狀DNA分子
C.質(zhì)粒只有在侵入宿主細(xì)胞后才能復(fù)制
D.質(zhì)粒的復(fù)制過程一定是在宿主細(xì)胞外獨(dú)立地進(jìn)行
3.科學(xué)家們經(jīng)過多年的努力，創(chuàng)立了一種新興的生物技術(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DNA分子 B.定向?qū)NA分子進(jìn)行人工“剪切”
C.定向改造生物的遺傳性狀 D.在生物體外對DNA分子進(jìn)行改造
4.采用基因工程的方法培育抗蟲棉，下列導(dǎo)入目的基因的做法中，正確的是( )。
①將毒素蛋白注射到棉受精卵中 ②將編碼毒素蛋白的DNA序列注射到棉受精卵中
③將編碼毒素蛋白的DNA序列，與質(zhì)粒重組，導(dǎo)入細(xì)菌，用該細(xì)菌感染棉的體細(xì)胞，再進(jìn)行組織培養(yǎng) ④將編碼毒素蛋白的DNA序列，與細(xì)菌質(zhì)粒重組，注射到棉的子房并進(jìn)入受精卵
A.①② B.②③ C.③④ D.①④
5.1976年，人類首次獲得轉(zhuǎn)基因生物，即將人的生長抑制素因子的基因轉(zhuǎn)入大腸桿菌，并獲得表達(dá)。這里的表達(dá)是指該基因在大腸桿菌內(nèi)（ ）。
A.能進(jìn)行DNA復(fù)制 B.能進(jìn)行轉(zhuǎn)錄和翻譯
C.能合成生長抑制素因子 D.能合成人的生長激素
6.要將目的基因與運(yùn)載體連接起來，在基因操作中應(yīng)選用（ ）。
A.只需DNA連接酶 B.同一種限制酶和DNA連接酶
C.只需限制酶 D.不同的限制酶和DNA連接酶
7.我國科學(xué)工作者培育成的抗棉鈴蟲的轉(zhuǎn)基因抗蟲棉，其抗蟲基因來源于（ ）。
A.普通棉的突變基因 B.棉鈴蟲變異形成的致死基因
C.寄生在棉鈴蟲體內(nèi)的線蟲基因 D.蘇云金芽孢桿菌中的抗蟲基因
8.實(shí)施基因工程第一步的一種方法是把所需的基因從供體細(xì)胞內(nèi)分離出來，這要利用限制性內(nèi)切酶。從大腸桿菌中提取的一種限制性內(nèi)切酶EcorI，能識別DNA分子中的GAATTC序列，切點(diǎn)在G與A之間。這是應(yīng)用了酶的（ ）。
A.高效性 B.專一性 C.多樣性 D.催化活性受外界條件影響
9.基因工程中常采用細(xì)菌、酵母菌等微生物作為受體細(xì)胞，原因是（ ）。
A.結(jié)構(gòu)簡單，操作方便 B.繁殖速度快
C.遺傳物質(zhì)含量少 D.性狀穩(wěn)定，變異少
10.下列各項(xiàng)中，說明目的基因完成了表達(dá)的是（ ）。
A.棉株中含有殺蟲蛋白基因 B.大腸桿菌中具有胰島素基因
C.酵母菌中產(chǎn)生了干擾素 D.抗病毒基因?qū)胪炼辜?xì)胞中
11.下列黏性末端屬于同一種限制酶切割而成的是（ ）。
A.①② B.①③ C.①④ D.②③
12.上海醫(yī)學(xué)遺傳研究所成功培育出第一頭攜帶白蛋白的轉(zhuǎn)基因牛，他們還研究出一種可大大提高基因表達(dá)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30多倍。“轉(zhuǎn)基因動物”是指（ ）。
A.提供基因的動物 B.基因組中增加外源基因的動物
C.能產(chǎn)生白蛋白的動物 D.能表達(dá)基因信息的動物
13.下列關(guān)于限制酶的說法中，不正確的是（ ）。
A.限制酶廣泛存在于各種生物中，微生物中很少分布
B.一種限制酶只能識別一種特定的核苷酸序列
C.不同的限制酶切割DNA的切點(diǎn)不同
D.限制酶的作用是用來提取目的基因
14.下列各項(xiàng)中，與基因工程無關(guān)的是（ ）。
A.選擇“工程菌”來生產(chǎn)胰島素B.培育轉(zhuǎn)基因抗蟲棉
C.人工誘導(dǎo)多倍體D 高二.利用DNA探針檢測飲用水是否含有病毒
15.基因工程是在DNA分子水平上進(jìn)行設(shè)計施工的，在基因操作的基本步驟中，不進(jìn)行堿基互補(bǔ)配對的步驟是（ ）。
A.人工合成目的基因 B.目的基因與運(yùn)載體結(jié)合
C.將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞 D.目的基因的檢測和表達(dá)
二、非選擇題
16.下圖為表示從蘇云金桿菌分離出來的殺蟲晶體蛋白基因(簡稱Bt基因)及形成轉(zhuǎn)基因抗蟲植物的圖解。請根據(jù)圖回答下面的問題。
（1）在下列含有ATP、有關(guān)的酶的試管中，大量而快捷獲取Bt基因最佳方案是（ ）。
（2）寫出b過程的表達(dá)式： 。
（3）由于不同的Bt菌株產(chǎn)生的晶體蛋白質(zhì)不同，其根本原因是由于組成不同菌株DNA的（ ）。
A.脫氧核苷酸種類不同 B.空間結(jié)構(gòu)不同
C.脫氧核苷酸排列順序不同 D.合成方式不同
（4）活化的毒性物質(zhì)應(yīng)是一種 分子，活化的毒性物質(zhì)全部或部分嵌合于昆蟲的細(xì)胞膜上，使細(xì)胞膜產(chǎn)生孔道，導(dǎo)致細(xì)胞由于 平衡的破壞而破裂。
（5）任何科學(xué)技術(shù)都是雙刃劍，談?wù)勣D(zhuǎn)基因技術(shù)的利與弊：
17.右圖是將人的生長激素基因?qū)爰?xì)菌D細(xì)胞內(nèi)，產(chǎn)生“工程菌”的示意圖。所用的基因運(yùn)載體為質(zhì)粒A。若已知細(xì)菌D細(xì)胞內(nèi)不含質(zhì)粒A，也不含質(zhì)粒A上的基因，質(zhì)粒A導(dǎo)入細(xì)菌后能正常表達(dá)。
(1)圖中利用A和B產(chǎn)生的C稱 ，它通常在體外完成，完成此過程使用的工具酶有 。
(2)目前將C導(dǎo)入細(xì)菌的效率不高，在導(dǎo)入前一般要用 處理細(xì)菌，以增大細(xì)菌細(xì)胞壁的通透性。
(3)在導(dǎo)入完成后得到的細(xì)菌，實(shí)際上有的根本沒有導(dǎo)入質(zhì)粒，有的導(dǎo)入了普通質(zhì)粒，只有少數(shù)導(dǎo)入的是C。所以在基因工程的操作步驟中必須要有 步驟。根據(jù)目的基因在質(zhì)粒中插入的位置，完成此步驟的最好方法是 。
(4)若將C導(dǎo)入細(xì)菌D后，目的基因在“工程菌”中表達(dá)成功的標(biāo)志是 。
(5)通過基因工程獲得的工程菌D表現(xiàn)出一定的變異性，這種變異屬于 ，試談?wù)劵蚬こ痰膬?yōu)點(diǎn):
。
參考答案
一、選擇題
1.B 2.C 3.C 4.C 5.C 6.B 7.D 8.B 9.B 10.C 11.B 12.B 13.A 14.C 15.C
二、非選擇題
16.（1）D
（2）
（3）C（4）多肽 滲透（5）此題為開放型，答案合理即可。提示：利：通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)創(chuàng)造抗病、抗蟲、抗旱、抗除草劑、抗污染的植物新品種；轉(zhuǎn)基因動物為人類器官移植提供廣闊的前景。弊：制造超級雜草、超級細(xì)菌，轉(zhuǎn)基因動物、轉(zhuǎn)基因植物的出現(xiàn)引發(fā)物種入侵，有可能破壞原有的生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定。
17.(1)重組質(zhì)粒(重組DNA)DNA限制性內(nèi)切酶、DNA連接酶(2)CaCl2
(3)目的基因的檢測和表達(dá)選擇對氨芐青霉素敏感的細(xì)菌(4)“工程菌”能合成生長激素(5)基因重組 基因工程實(shí)現(xiàn)了生物定向變異，克服了不同物種之間遠(yuǎn)緣雜交不親和性
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