(新人教版)2017-2018学年高中第六章从杂交育种到基因工程第2节基因工程及其应用课件必修2(生物)
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新人教版高中生物必修二：第6章-从杂交育种到基因工程-高效整合ppt课件
A.18＋XX
B. 18＋XY
C. 20＋XX
D.18＋XX或XY
9、根据遗传学原理，能迅速获得新品种的育种方法是
A.杂交育种
B.多倍体育种
C.单倍体育种
D.诱变育种
第6章 从杂交育种到基因工程
第2节 基因工程及其应用
基因工程：
即基因拼接技术或DNA重组技术。通俗的说，就 是按照人们的意愿，把一种生物的某种基因 提取出来，加以修饰改造，然后放到另一种 生物的细胞里，定向地改造生物的遗传性状。
3、基因的运载体
作用：将外源基因送入受体细胞
常用的运载体：质粒、噬菌体和动、植物 病毒等
• 作为运载体必须具备哪些条件？
1.能够在宿主细胞中复制并稳定地保存。 2.具多个限制酶切点，以便与外源基因连接。 3.对宿主细胞无毒害作用。 4.具有某些标记基因，便于进行筛选。
质粒： 拟核或细胞核外能够自我复制的很小的 环状DNA分子。
第六章《从杂交育种到基因工程》
第一节 《杂交育种与诱变育种》
一·古代人类的育种方式－－选择育种
原理：
利用生物的变异，通过长期选择，汰劣 留良，培养出优良品种。
缺点：
1·周期长 2·可以选择的范围有限
问题探讨：
设想你是一位玉米育种专家，遇到这样的情况：现 有纯合的粒多不抗黑粉病的小麦（DDTT）和粒少抗黑 粉病的小麦（ddtt），玉米粒多（D）对粒少（d）为 显性，不抗黑粉病（T）对抗黑粉病（t）为显性，你 用什么方法能把两个品种的优良性状结合在一起，又 能把双方的缺点都去掉，得到粒多抗黑粉病的优良品 种（DDtt）？将你的设想用遗传图解表示出来。
④诱变的方向难以掌握，突变体难以集中多 个理想性状
交育种
高中生物第6章从杂交育种到基因工程2基因工程及其应用课件新人教版必修2
12．科学家通过基因工程，成功培育出能抗棉铃虫的棉花植株—— 抗虫棉，其过程大致如下图所示：
(1)细菌的基因之所以能在棉花细胞内表达，产生抗性，其原因
是 它们共用一套遗传密码
。
(2)科学家预言，此种“转基因抗虫棉”独立种植若干代以后，将
出现不抗虫的植株，此现象来源于 基因突变
。
(3)利用基因工程技术培育抗虫棉，相比诱变育种和杂交育种，具
5．基因工程在操作过程中需要限制酶、DNA 连接酶、载体三种工 具。以下有关基本工具的叙述，正确的是( D )
A．所有限制酶的识别序列均由 6 个核苷酸组成 B．所有 DNA 连接酶均能连接黏性末端和平末端 C．真正被用作载体的质粒都是天然质粒 D．原核生物内的限制酶可切割入侵的 DNA 分子而保护自身
有目的性强和 克服远缘杂交不亲和性(或能有效地打破物种间的生殖隔离界限)
等突出的优点。
(4)有人担心种植上述转基因抗虫棉，它所携带的目的基因可以通
过花粉传递给近缘物种，造成“基因污染”，请提出你的解决方法：
将目的基因导入叶绿体或线粒体基因组中
。
解析：由题图可知，目的基因是苏云金芽孢杆菌的毒蛋白基因， 与 Ti 质粒重组后，利用农杆菌导入植物细胞产生了抗虫棉植株，这 种育种方式能克服远缘杂交不亲和性。不同生物共用一套遗传密码， 可用 DNA 分子杂交技术检测目的基因。
复习课件
高中生物第6章从杂交育种到基因工程2基因工程及其应用课件新人教版必 修2
2021/4/17
高中生物第6章从杂交育种到基因工程2基因工程及其应用 课件新人教版必修2
第2节 基因工程及其应用
课基前础预训练习
一、基因工程的原理 1．概念：
2．基因工程的操作工具：
人教版高中生物必修2第6章 从杂交育种到基因工程第2节 基因工程及其应用课件(9)
微生物生长迅速，容易控制，适于大规模工 业化生产。若将合成相应药物的基因导入微生物 细胞，让它们产生相应药物，能提高产量，降低 生产成本。
精品PPT
胰岛素从猪、牛等动物的胰 腺中提取，100Kg胰腺只能提取 4-5g的胰岛素，其产量之低和价 格之高可想而知。
将合成的胰岛素 基因导入大肠杆菌， 每2000L培养液就能 产生100g胰岛素！使 其价格降低了30%50%!
原 理： 基因重组 操作水平：DNA分子水平
精品PPT
二、基因工程的工具
1、基因的 指“限制性核酸内切酶”
来源: 主要存在于微生物中
种类: 已发现的有200多种
特点: 一种限制酶只能识别一种特定的核苷
酸序列，并在特定切点切割DNA分子
作用于： 磷酸二酯键 精品PPT
专一性
限制性内切酶作用过程 如:EcoRI限制酶
是拟核或细胞核外能够自主复制的很小的环状
DNA分子。
精品PPT
三、基因工程操作的基本步骤
1、提取目的基因 如苏云金芽孢杆菌的抗虫基因，植物的抗病
基因、人的胰岛素基因等。 需要限制酶
精品PPT
2、目的基因与运载体结合
用与提取目的基因 同种限制酶切割质粒
↓
↓
↓
目的基因与运载
体的结合过程，实际
上是不同来源的基因
的缺口，不是碱 基间的氢键
3、基因的运载体
(1) 概念 (2)
① 能够在宿主细胞中复制并稳定地保存
条 件
② 有限制酶切点，以便与外源基因连接
③ 具有标记基因，便于进行筛选
（3）常用运载体
质粒、噬菌体和动、植物病毒等
精品PPT
(4) 共同特点
都有侵染或进入 宿主细胞的能力
精品PPT
胰岛素从猪、牛等动物的胰 腺中提取，100Kg胰腺只能提取 4-5g的胰岛素，其产量之低和价 格之高可想而知。
将合成的胰岛素 基因导入大肠杆菌， 每2000L培养液就能 产生100g胰岛素！使 其价格降低了30%50%!
原 理： 基因重组 操作水平：DNA分子水平
精品PPT
二、基因工程的工具
1、基因的 指“限制性核酸内切酶”
来源: 主要存在于微生物中
种类: 已发现的有200多种
特点: 一种限制酶只能识别一种特定的核苷
酸序列，并在特定切点切割DNA分子
作用于： 磷酸二酯键 精品PPT
专一性
限制性内切酶作用过程 如:EcoRI限制酶
是拟核或细胞核外能够自主复制的很小的环状
DNA分子。
精品PPT
三、基因工程操作的基本步骤
1、提取目的基因 如苏云金芽孢杆菌的抗虫基因，植物的抗病
基因、人的胰岛素基因等。 需要限制酶
精品PPT
2、目的基因与运载体结合
用与提取目的基因 同种限制酶切割质粒
↓
↓
↓
目的基因与运载
体的结合过程，实际
上是不同来源的基因
的缺口，不是碱 基间的氢键
3、基因的运载体
(1) 概念 (2)
① 能够在宿主细胞中复制并稳定地保存
条 件
② 有限制酶切点，以便与外源基因连接
③ 具有标记基因，便于进行筛选
（3）常用运载体
质粒、噬菌体和动、植物病毒等
精品PPT
(4) 共同特点
都有侵染或进入 宿主细胞的能力
高中生物 第六章 第2节 基因工程及其应用 新人教版必修2
(一)问题探讨 提示：此节“问题探讨”以基因工程菌的实例，引导学生 思考基因工程的原理。为启发学生思考，教师可引导学生回忆 前 面 学 过 的 遗 传 学 知 识 ， 如 不 同 生 物 的 DNA 在 结 构 上 的 统 一 性，几乎所有的生物都共用一套遗传密码等。 (二)练习 基础题 1．基因工程的操作通常包括以下4步：(1)获得目的基因 (外源基因)；(2)目的基因与运载体结合，形成重组DNA分子； (3) 将 重 组 DNA 分 子 导 入 受 体 细 胞 ； (4) 目 的 基 因 的 检 测 与 鉴 定。
二、基因工程的应用及转基因生物和转基因食品的安全性 1．基因工程的应用
实例
意义
作物育 抗棉铃虫的 种方面 __转__基__因__抗__虫__棉__
药物研 利用大肠杆菌生产 制方面 _胰__岛__素___
减少了_农__药__的__用__量___，降低 了生产成本，减少了 __农__药__对__环__境__的__污__染
高效率地生产高___质__量___、 低___成__本___的药品
环境保 利用转基因细菌
吸收环境中的重金属，分解
护方面 _降__解__有__毒__有__害__化__合_ 物 泄漏石油，处理工业废水
2.转基因生物和转基因食品的安全性 (1)两种观点： ①转基因生物和转基因食品不安全，要__严__格__控__制___； ②转基因生物和转基因食品是安全的，应该 ____大__范__围__推__广__________。 (2)我国的态度：十分重视转基因生物及其食品的安全性 问题。
b．在下图中标出剪切位点：
(2)基因的“针线” ①名称：___D_N_A_连__接__酶__________。 ②作用：连接___脱__氧__核__糖_____和___磷__酸___之间的缺口。 (3)基因的运载体 ①作用：将外源基因送入___受__体__细__胞_____。 ②种类：____质__粒______、噬菌体、动植物病毒等。 ③质粒 a．分布：__细__菌____及酵母菌等生物的细胞中。 b．特点：能够___自__主__复__制_____。 c．本质：环_状__D_N_A_分__子__________。 3．基因工程的步骤：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_。
2018学年高中生物必修2课件：第6章 第2节 从杂交育种到基因工程 基因工程及其应用
药物 研制
实例 过程
环境 保护
实例
内容 培育出具有各种 抗逆性 的作物新品种
抗棉铃虫 的转基因抗虫棉 减少了 农药的用量 ,还减少了农药对环境的污染
生产人的胰岛素 胰岛素基因与大肠杆菌的DNA分子 重组 ,并且在大肠 杆菌内获得成功的 表达 . 利用 转基因细菌 降解有毒有害的化合物,吸收环境 中的重金属,分解泄漏的石油,处理工业废水等
要点二 基因工程的操作步骤
教师参考 问题引领: 1.怎样运用基因工程工具完成基因工程的操作? 2.怎样检测与鉴定基因工程操作是否成功?
1.操作图示
2.步骤解读 (1)提取目的基因 如图中a过程,获取目的基因的方法为直接分离的方法。 (2)目的基因与运载体结合 ①图中b表示的是目的基因与运载体的结合。 ②工具: 限制酶:图中EcoRⅠ这种限制酶所识别的序列是GAATTC,切点位于G与A之间;从图 中能够看出提取目的基因B和切开质粒A所用的是同一种限制酶。 DNA连接酶:此酶用于质粒A与目的基因B的结合过程,形成重组DNA分子C。 (3)将目的基因导入受体细胞 图中c过程表示将目的基因导入受体细胞中,此过程不存在碱基互补配对;有可能 将目的基因导入受体细胞的染色体DNA上,目的基因将在宿主细胞中复制和表达。 (4)目的基因的检测与鉴定 ①检测:根据标记基因或分子杂交技术检测目的基因是否导入受体细胞。 ②鉴定:受体细胞是否表现出特定性状,如棉花抗虫性状的表现。
、
将目的基因导入受体 细胞、
。
(2)要使运载体与该抗虫基因连接,A 过程中首先应使用
进行切割。假如
运载体被切割后,得 到的分子末端序列为
,则能与该运载体连接 的抗虫基因分
子的末端是( )
A.
B.
高中生物综合学习 第6章 从杂交育种到基因工程 新课标 人教版 必修2
抑制细胞分裂中纺锤体的形成，使染色体的数目加倍后不能形成两个细胞。
诱导精子直接成植株，再用秋水仙素加倍成纯合子。
优缺点
方法简单，容易操作，不能创造新的基因，育种进程缓慢，过程烦琐。
能提高变异的频率，大副度的改良某些性状，变异性状较稳定，可加速育种进程。
有利的少，需要大量处理供试材料，诱发突变的方向难以掌握，突变体难以集中多个理想性状
器官较大，营养物质含量高。
发育延迟，结实率底。
自交后代不发生性状分离，可缩短育种年限（2年）。
方法复杂，成活率底。
实例
小麦高（易倒伏）抗锈病的纯种与矮茎（抗倒伏）易染病的纯种进行杂交，培育出矮茎抗锈病小麦品种。
青霉素经X射线、紫外线照射以及综合处理，培育出青霉素产量很高的菌种。
三倍体无子西瓜、八倍体小黑麦
抗病植株的育成。
第2节基因工程及其应用
知识点：
1、概念：按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里，定向地改造生物的遗传性状。
2、工具：
基因的“剪刀”：限制性内切酶
基因的“针线”：DNA连接酶
基因的“运载工具”：运载体
基因操作的基本步骤：1、提取目的基因。2、目的基因与运载体结合（以质粒为运载体）。3、将目的基因导入受体细胞。
综合学习第6章从杂交育种到基因工程
第1节杂交育种与诱导育种
知识点：四种育种比较
杂交育种
诱变育种
多物理、化学因素处理生物
用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗
花药离体培养
原理
通过基因重组，把两个亲本的优良性状组合在同一个后代中，从而产生符合要求的新类型
用人工方法诱发基因突变，产生新性状，创造新品种或新类型。
诱导精子直接成植株，再用秋水仙素加倍成纯合子。
优缺点
方法简单，容易操作，不能创造新的基因，育种进程缓慢，过程烦琐。
能提高变异的频率，大副度的改良某些性状，变异性状较稳定，可加速育种进程。
有利的少，需要大量处理供试材料，诱发突变的方向难以掌握，突变体难以集中多个理想性状
器官较大，营养物质含量高。
发育延迟，结实率底。
自交后代不发生性状分离，可缩短育种年限（2年）。
方法复杂，成活率底。
实例
小麦高（易倒伏）抗锈病的纯种与矮茎（抗倒伏）易染病的纯种进行杂交，培育出矮茎抗锈病小麦品种。
青霉素经X射线、紫外线照射以及综合处理，培育出青霉素产量很高的菌种。
三倍体无子西瓜、八倍体小黑麦
抗病植株的育成。
第2节基因工程及其应用
知识点：
1、概念：按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里，定向地改造生物的遗传性状。
2、工具：
基因的“剪刀”：限制性内切酶
基因的“针线”：DNA连接酶
基因的“运载工具”：运载体
基因操作的基本步骤：1、提取目的基因。2、目的基因与运载体结合（以质粒为运载体）。3、将目的基因导入受体细胞。
综合学习第6章从杂交育种到基因工程
第1节杂交育种与诱导育种
知识点：四种育种比较
杂交育种
诱变育种
多物理、化学因素处理生物
用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗
花药离体培养
原理
通过基因重组，把两个亲本的优良性状组合在同一个后代中，从而产生符合要求的新类型
用人工方法诱发基因突变，产生新性状，创造新品种或新类型。
2017_2018学年高中生物第六章从杂交育种到基因工程第2节基因工程及其应用课件新人教版必修
减少农药
使用
C.通常用一种限制性核酸内切酶处理含目的基因的DNA，用另
一种限制
性核酸内切酶处理运载体DNA
D.若转入甘蔗中的外源基因来源于自然界，则生产出来的甘蔗
不存在安
全性问题
解答
课堂小 结
作物 药物 环境 育种 研制 保护
运 载体
受体 细胞
检 测与 鉴定
限制酶 DNA连接酶
运载体
当堂检 测
1.科学家们经过多年的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分子进行人工“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
12345
解答
5.酵母菌的维生素、蛋白质含量高，可用于生产食品和药品等。 科学家将大麦细胞中的LTP1基因植入啤酒酵母菌中，获得的啤 酒酵母菌可产生LTP1蛋白，并酿出泡沫丰富的啤酒。基本的操 作过程如下：
(1)该技术定向改变了酵母菌的性状，这在可遗传的变异的来源 中基属因于重_组________。
及酵母菌等生物细胞中，是拟核或细胞核外能够 自主复制
小的环状DNA分子。上面通常含有的抗性基因可以作为 标记基因
用于目的基因导入受体细胞的检测依据。
的很
3.基因工程的操作步骤 提取目的基因——目的基因：人所们需要 ↓
的特定基因
用某种限制酶切割质粒
用同一种限制酶切割目的基因 目的基因与运载体结合加入DNA连接酶
解析 基因工程中的“剪刀”为限制酶，两个序列相同、能互 补配对的黏性末端可用DNA连接酶“缝合”。
12345
解答
感谢下 载
大范围推广
安全性
Байду номын сангаас
2018学年高中生物必修二课件 第六章 从杂交育种到基因工程 第6章-第2节
实例
生产人的胰岛素
药物
研制 过程 _胰__岛__素__基因与大肠杆菌的 DNA 分子重组，并在大肠 杆菌内获得成功的__表__达___
环境
利用__转__基__因__细__菌____降解有毒有害的化合物，吸收环
实例
保护
境中的重金属，分解泄漏的石油，处理工业废水等
(2)安全性：
[合作探讨] 探讨 1：若用 DNA 连接酶将目的基因与运载体两两结合时，可能有 哪些产物？
【解析】 上述过程应用了基因工程技术，能定向改造生物的遗传 性状；在操作时要应用限制酶来获得目的基因，并用 DNA 连接酶使之 与运载体结合；该过程的目的基因为表面抗原蛋白基因和编码核心蛋白 的基因；转基因生物的安全性还存在争议。无法判断其安全性，应避免 其扩散进入自然界。
【答案】 D
2．下图是应用基因工程技术获得转基因动物和植物的过程，相关叙 述不正确的是 ( ) 【导学号：10090154】
3．某科学家从细菌中分离出耐高温淀粉酶(Amy)基因 a，通过基因 工程的方法，将基因 a 与运载体结合后导入马铃薯植株中，经检测发现 Amy 在成熟块茎细胞中存在。结合图形分析下列有关这一过程的叙述， 不正确的是( ) 【导学号：10090155】
A．获取基因 a 的限制酶其作用部位是图中的① B．连接基因 a 与运载体的 DNA 连接酶其作用部位是图中的② C．基因 a 进入马铃薯细胞后，可随马铃薯 DNA 分子的复制而复制， 传给子代细胞 D．通过该技术人类实现了定向改造马铃薯的遗传性状
1．如图所示为一项重要生物技术的关键步骤，X 是获得外源基因并 能够表达的细胞。下列有关说法不正确的是( )
A．X 是能合成胰岛素的细菌细胞 B．质粒具有多个标记基因和多个限制酶切点 C．外源基因与运载体的重组只需要 DNA 连接酶 D．该细菌的性状被定向改造 【解析】 根据图示，重组质粒导入的是细菌细胞，所以 X 是能合 成胰岛素的细菌细胞。质粒作为运载体需要有多个限制酶切点以便转运 多种目的基因，同时具有标记基因以便检测目的基因是否导入受体细胞 内。基因与运载体的重组需要限制酶和 DNA 连接酶。基因工程的特点 是能够定向改造生物的性状。 【答案】 C
第6章 从杂交育种到基因工程(教案)(精编文档).doc
【最新整理，下载后即可编辑】【最新整理，下载后即可编辑】第6章 从杂交育种到基因工程第1节 杂交育种与诱变育种【课标定位】 1.理解杂交育种和诱变育种的原理。
2.了解杂交育种和诱变育种的优点和局限性。
【教材回归】 一、杂交育种 （一）杂交育种的实例——以高产抗病小麦品种的选育为例（二）杂交育种的概念 将同一物种两个或多个品种的优良性状通过交配集中在一起，再经过选择和培育获得生物新品种的方法叫做杂交育种。
（三）杂交育种的原理 杂交育种依据的遗传学原理是基因重组。
（四）杂交育种的过程 选择同一物种具有不同优良性状的亲本杂交得F 1，F 1自交或杂交得F 2，从F 2中选择具有所需优良性状的个体。
（五）杂交育种的优缺点 1.杂交育种的优点 可将同一物种不同品种的优良性状集中在一个个体上，而且操作简便。
2.杂交育种的缺点 （1）只能利用已有基因的重组，产生新的基因型，不能产生新的基因，因而杂交育种只能出现新的性状组合，而不会出现新的性状。
（2）由于杂交过程中会出现性状分离现象，因而育种进程缓慢，所需时间较长。
（3）亲本的选择范围比较局限：亲本的选择一般限制在同种生物范围之内，而且只适用于进行有性生殖的生物。
（六）杂交育种的应用 P高产不抗病小麦 × 低产抗病小麦 F 1F2新的优良品种绵阳外国语学校 高中生物备课组【最新整理，下载后即可编辑】在农业生产中，杂交育种是改良作物品质，提高农作物单位面积产量的常规方法，同时也可用于家畜和家禽的育种。
二、诱变育种 （一）诱变育种的原理 诱变育种依据的遗传学原理是基因突变。
（二）诱变育种的方法 利用物理因素（如X 射线、γ射线、紫外线、激光等）或化学因素（如亚硝酸、硫酸二乙酯等）来处理生物，使生物发生基因突变。
（三）诱变育种的优缺点 诱变育种最突出的优点在于：可以提高突变率，加速育种进程，在较短时间内获得更多的优良变异类型。
但是，有利变异不多，需大量处理供应材料并且具有盲目性。
高中生物 第六章 从杂交育种到基因工程 6.2 基因工程及其应用课件 新人教版必修2.pptx
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3．基因工程的操作步骤 提取目的基因——目的基因：人们所需要的特定基因
↓
↓ 将目的基因导入受体细胞：主要是借鉴细菌或病毒侵染细胞 的方法
6
↓
7
1．DNA 解旋酶和限制酶都作用于 DNA，试分析这两种酶的作 用部位相同吗？
答案：不相同。DNA 解旋酶作用于碱基之间的氢键，而限制 酶作用于磷酸与脱氧核糖之间的化学键，即磷酸二酯键。
18
解析：根据图示，重组质粒导入的是细菌细胞，所以 X 是能合 成胰岛素的细菌细胞。质粒作为运载体需要有多个限制酶切点以便 转运多种目的基因，同时具有标记基因以便检测目的基因是否成功 导入受体细胞内。基因与运载体的重组需要限制酶和 DNA 连接酶。 基因工程的特点是能够定向改造生物的性状。
答案：C
点 作用条件 不需要模板
需要模板
相同点
作用部位Biblioteka 连接不同脱氧核苷酸的磷酸和脱氧核 糖之间的磷酸二酯键
13
2.运载体应具备的条件 (1)能在宿主细胞内稳定保存并大量复制——这是保证目的基 因能在细胞分裂过程中复制并传递给子代细胞的基础。 (2)有多个限制酶切点——这是运载体能够接入多种目的基因 所必备的条件。 (3)有标记基因——这是检测目的基因是否导入受体细胞中的 重要判断依据。
3
自主 互动 探究 探究点一 基因工程的原理
1．基因工程的概念 (1)基因工程，又叫做基因拼接技术或 DNA 重组技术。通俗地 说，就是按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取出来，加以 修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里，定向地改造生物的遗传 性状。 (2)基因工程是把一种生物的某种基因转移到另一种生物体的 细胞内，基因的结构基本没有变化，只是位置发生了变化，所以应 该属于基因重组。
3．基因工程的操作步骤 提取目的基因——目的基因：人们所需要的特定基因
↓
↓ 将目的基因导入受体细胞：主要是借鉴细菌或病毒侵染细胞 的方法
6
↓
7
1．DNA 解旋酶和限制酶都作用于 DNA，试分析这两种酶的作 用部位相同吗？
答案：不相同。DNA 解旋酶作用于碱基之间的氢键，而限制 酶作用于磷酸与脱氧核糖之间的化学键，即磷酸二酯键。
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解析：根据图示，重组质粒导入的是细菌细胞，所以 X 是能合 成胰岛素的细菌细胞。质粒作为运载体需要有多个限制酶切点以便 转运多种目的基因，同时具有标记基因以便检测目的基因是否成功 导入受体细胞内。基因与运载体的重组需要限制酶和 DNA 连接酶。 基因工程的特点是能够定向改造生物的性状。
答案：C
点 作用条件 不需要模板
需要模板
相同点
作用部位Biblioteka 连接不同脱氧核苷酸的磷酸和脱氧核 糖之间的磷酸二酯键
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2.运载体应具备的条件 (1)能在宿主细胞内稳定保存并大量复制——这是保证目的基 因能在细胞分裂过程中复制并传递给子代细胞的基础。 (2)有多个限制酶切点——这是运载体能够接入多种目的基因 所必备的条件。 (3)有标记基因——这是检测目的基因是否导入受体细胞中的 重要判断依据。
3
自主 互动 探究 探究点一 基因工程的原理
1．基因工程的概念 (1)基因工程，又叫做基因拼接技术或 DNA 重组技术。通俗地 说，就是按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取出来，加以 修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里，定向地改造生物的遗传 性状。 (2)基因工程是把一种生物的某种基因转移到另一种生物体的 细胞内，基因的结构基本没有变化，只是位置发生了变化，所以应 该属于基因重组。
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目的基因的检测与鉴定 判断目的基因是否导入受体细胞
表达：受体细胞表现出特定的性状，如棉
花抗虫性状的表现
问题探究
下图是利用基因工程技术生产人胰岛素的操作过程示意图，请据图回答。
1.能否利用人的皮肤细胞进行过程①？过程②特别需要的酶是哪一种？ 答案 不能，皮肤细胞中胰岛素基因不表达；过程②是逆转录，需要逆
1.基因工程的应用
(1)基因工程与作物育种
①目的：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。
②实例： 抗棉铃虫 的转基因抗虫棉。
③意义：抗虫基因作物的使用，不仅减少了 农药的用量，大大降低了生
产成本，而且还减少了农药对环境的污染。
(2)基因工程与药物研制 ①实例：用基因工程方法生产胰岛素。 ②过程：胰岛素基因与大肠杆菌的DNA分子 重组 ，并且在大肠杆菌内获 得成功的 表达 。 (3)基因工程与环境保护 实例：利用转基因细菌降解有毒有害的化合物 ，吸收环境中的重金属， 分解泄漏的石油、处理工业废水等。
D.抗除草剂玉米
解析
答案
4.下列关于基因工程及转基因食品的安全性的叙述，正确的是 A.基因工程经常以抗生素抗性基因作为目的基因 B.通过转基因技术可获得抗虫粮食作物，从而增加粮食产量，减少农药 使用 C.通常用一种限制性核酸内切酶处理含目的基因的DNA，用另一种限制 性核酸内切酶处理运载体DNA D.若转入甘蔗中的外源基因来源于自然界，则生产出来的甘蔗不存在安 全性问题
拓展应用
1.某科学家从细菌中分离出耐高温淀粉酶(Amy)基因a，通过基因工程的方 法，将基因a与运载体结合后导入马铃薯植株中，经检测发现Amy在成熟 块茎细胞中存在。结合图形分析下列有关这一过程的叙述，不正确的是
A.获取基因a的限制酶的作用部位是图中的① B.连接基因a与运载体的DNA连接酶的作用部位是图中的② C.基因a进入马铃薯细胞后，可随马铃薯DNA分子的复制而复制，传给子 代细胞 D.通过该技术人类实现了定向改造马铃薯的遗传性状
后，也会出现不抗虫的植株，因为玉米螟(玉米植株上的一种害虫 )可能
会发生基因突变，基因突变是不定向的，突变后的玉米螟可能对苏云金
芽孢杆菌杀虫晶体蛋白不敏感。
答案
拓展应用
3.转基因成果令人叹为观止，下列不是转基因成果的一项是
A.抗虫棉花
B.能清除石油污染的假单胞杆菌
C.我国奶牛的主要品种——中国荷斯坦奶牛
第6章 从杂交育种到基因工程
第2节 基因工程及其应用
学习导航 1.结合教材图文，概述基因工程的基本原理和基本步骤。 2.结合具体实例，了解基因工程的应用及其安全性。 重难点击 基因工程的基本原理和基本步骤。
课堂导入
科幻电影《蜘蛛侠》中的男主角意外被转基因的蜘蛛咬伤，蜘蛛的基因整
合到了他的基因上，并且在他体内表达，从而使他成了具有特殊本领的超
级英雄。
现实中，我们已经运用类似的技术来改造生物的性状，获得人们所需要的
品种，这就是基因工程。
内容索引
一、基因工程的原理
二、基因工程的应用及其安全性 当堂检测
一、基因工程的原理
基础梳理
1.基因工程的概念 (1)基因工程，又叫做基因拼接技术或 DNA重组 技术。通俗地说，就是按 照 人们的意愿 ，把一种生物的某种基因提取出来，加以 修饰改造 ， 然 后放到另一种生物的细胞里， 定向 地改造生物的遗传性状。 (2)基因工程是把一种生物的某种基因转移到另一种生物体的细胞内，基 因的结构基本没有变化，只是位置发生了变化，所以应该属于 。
答案 所有生物共用一套遗传密码。
5.该方法和诱变育种相比，有什么优点？ 答案 可以定向地改造生物的遗传性状。
答案
知识 整合
胰岛素基因只在胰岛细胞中转录出 mRNA ；目的基因和运载体结合时， 通常用同一种限制酶切割，再加入DNA连接酶；操作后的产物也有目 的基因和运载体自我环化的产物。基因工程可以定向地改造生物的遗 传性状。
基因重组
2.基因工程的基本工具
(1)限制性核酸内切酶
特定的切 限制性核酸内切酶的作用特点是识别 特定的核苷酸 序列，并在________
点 上切割DNA分子。 ___
(2)DNA连接酶
连接黏性末端或平末端 脱氧核糖 和 磷酸 之间的缺口。
(3)运载体 ①作用：将外源基因送入受体细胞 。 ②种类：质粒、 噬菌体 和动植物病毒等。质粒存在于许多细菌以及酵母 菌等生物细胞中，是拟核或细胞核外能够自主复制 的很小的环状 DNA 分 子。上面通常含有的抗性基因可以作为标记基因 用于目的基因导入受体 细胞的检测依据。
解析 答案
2.如图所示为一项重要生物技术的关键步骤， X 是获得外源基因并能够 表达的细胞。下列有关说法不正确的是
A.X是能合成胰岛素的细菌细胞
B.质粒具有标记基因和多个限制酶切点
C.外源基因与运载体的重组只需要DNA连接酶
D.该细菌的性状被定向改造
解析 答案
二、基因工程的应用及其安全性
基础梳理
2.转基因生物和转基因食品的安全性 严格控制 大范围推广
安全性
问题探究
1.你所知道的我国转基因成果都有哪些？
答案
我国科学家培育的转基因猪、牛、鸡、鲤鱼等，还有大批具有抗
虫、抗病、抗除草剂、抗逆等全新性状的农作物。 2.转基因抗虫玉米在环境保护上的重要作用是什么？此种转基因玉米独 立种植若干代后是否会出现不抗虫的植株，为什么？ 答案 减少了农药使用对环境造成的污染。转基因生物独立种植若干代
3.基因工程的操作步骤 提取目的基因——目的基因：人们 所需要 的特定基因 ↓
用某种限制酶切割质粒
目的基因与运载体结合 用同一种限制酶切割目的基因
加入DNA连接酶
质粒和目的基因结合形成重组DNA分子
↓
将目的基因导入受体细胞：主要是借鉴 细菌 或 病毒 侵染细胞的方法
↓
检测：根据受体细胞中是否具有标记基因，
转录酶。
答案
2.如何将A和B连接成C？操作后的产物只有C吗？
答案 用同一种限制酶切割A和B，再加入DNA连接酶，才能形成C。操
作后的产物除了C，还可能有A与A结合、B与B结合的产物。
3.如果要检测D中是否含有C，通常如何检测？
答案 利用C上的标记基因进行检测。
答案
4.人的胰岛素基因能够在大肠杆菌细胞中表达的基础是什么？
表达：受体细胞表现出特定的性状，如棉
花抗虫性状的表现
问题探究
下图是利用基因工程技术生产人胰岛素的操作过程示意图，请据图回答。
1.能否利用人的皮肤细胞进行过程①？过程②特别需要的酶是哪一种？ 答案 不能，皮肤细胞中胰岛素基因不表达；过程②是逆转录，需要逆
1.基因工程的应用
(1)基因工程与作物育种
①目的：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。
②实例： 抗棉铃虫 的转基因抗虫棉。
③意义：抗虫基因作物的使用，不仅减少了 农药的用量，大大降低了生
产成本，而且还减少了农药对环境的污染。
(2)基因工程与药物研制 ①实例：用基因工程方法生产胰岛素。 ②过程：胰岛素基因与大肠杆菌的DNA分子 重组 ，并且在大肠杆菌内获 得成功的 表达 。 (3)基因工程与环境保护 实例：利用转基因细菌降解有毒有害的化合物 ，吸收环境中的重金属， 分解泄漏的石油、处理工业废水等。
D.抗除草剂玉米
解析
答案
4.下列关于基因工程及转基因食品的安全性的叙述，正确的是 A.基因工程经常以抗生素抗性基因作为目的基因 B.通过转基因技术可获得抗虫粮食作物，从而增加粮食产量，减少农药 使用 C.通常用一种限制性核酸内切酶处理含目的基因的DNA，用另一种限制 性核酸内切酶处理运载体DNA D.若转入甘蔗中的外源基因来源于自然界，则生产出来的甘蔗不存在安 全性问题
拓展应用
1.某科学家从细菌中分离出耐高温淀粉酶(Amy)基因a，通过基因工程的方 法，将基因a与运载体结合后导入马铃薯植株中，经检测发现Amy在成熟 块茎细胞中存在。结合图形分析下列有关这一过程的叙述，不正确的是
A.获取基因a的限制酶的作用部位是图中的① B.连接基因a与运载体的DNA连接酶的作用部位是图中的② C.基因a进入马铃薯细胞后，可随马铃薯DNA分子的复制而复制，传给子 代细胞 D.通过该技术人类实现了定向改造马铃薯的遗传性状
后，也会出现不抗虫的植株，因为玉米螟(玉米植株上的一种害虫 )可能
会发生基因突变，基因突变是不定向的，突变后的玉米螟可能对苏云金
芽孢杆菌杀虫晶体蛋白不敏感。
答案
拓展应用
3.转基因成果令人叹为观止，下列不是转基因成果的一项是
A.抗虫棉花
B.能清除石油污染的假单胞杆菌
C.我国奶牛的主要品种——中国荷斯坦奶牛
第6章 从杂交育种到基因工程
第2节 基因工程及其应用
学习导航 1.结合教材图文，概述基因工程的基本原理和基本步骤。 2.结合具体实例，了解基因工程的应用及其安全性。 重难点击 基因工程的基本原理和基本步骤。
课堂导入
科幻电影《蜘蛛侠》中的男主角意外被转基因的蜘蛛咬伤，蜘蛛的基因整
合到了他的基因上，并且在他体内表达，从而使他成了具有特殊本领的超
级英雄。
现实中，我们已经运用类似的技术来改造生物的性状，获得人们所需要的
品种，这就是基因工程。
内容索引
一、基因工程的原理
二、基因工程的应用及其安全性 当堂检测
一、基因工程的原理
基础梳理
1.基因工程的概念 (1)基因工程，又叫做基因拼接技术或 DNA重组 技术。通俗地说，就是按 照 人们的意愿 ，把一种生物的某种基因提取出来，加以 修饰改造 ， 然 后放到另一种生物的细胞里， 定向 地改造生物的遗传性状。 (2)基因工程是把一种生物的某种基因转移到另一种生物体的细胞内，基 因的结构基本没有变化，只是位置发生了变化，所以应该属于 。
答案 所有生物共用一套遗传密码。
5.该方法和诱变育种相比，有什么优点？ 答案 可以定向地改造生物的遗传性状。
答案
知识 整合
胰岛素基因只在胰岛细胞中转录出 mRNA ；目的基因和运载体结合时， 通常用同一种限制酶切割，再加入DNA连接酶；操作后的产物也有目 的基因和运载体自我环化的产物。基因工程可以定向地改造生物的遗 传性状。
基因重组
2.基因工程的基本工具
(1)限制性核酸内切酶
特定的切 限制性核酸内切酶的作用特点是识别 特定的核苷酸 序列，并在________
点 上切割DNA分子。 ___
(2)DNA连接酶
连接黏性末端或平末端 脱氧核糖 和 磷酸 之间的缺口。
(3)运载体 ①作用：将外源基因送入受体细胞 。 ②种类：质粒、 噬菌体 和动植物病毒等。质粒存在于许多细菌以及酵母 菌等生物细胞中，是拟核或细胞核外能够自主复制 的很小的环状 DNA 分 子。上面通常含有的抗性基因可以作为标记基因 用于目的基因导入受体 细胞的检测依据。
解析 答案
2.如图所示为一项重要生物技术的关键步骤， X 是获得外源基因并能够 表达的细胞。下列有关说法不正确的是
A.X是能合成胰岛素的细菌细胞
B.质粒具有标记基因和多个限制酶切点
C.外源基因与运载体的重组只需要DNA连接酶
D.该细菌的性状被定向改造
解析 答案
二、基因工程的应用及其安全性
基础梳理
2.转基因生物和转基因食品的安全性 严格控制 大范围推广
安全性
问题探究
1.你所知道的我国转基因成果都有哪些？
答案
我国科学家培育的转基因猪、牛、鸡、鲤鱼等，还有大批具有抗
虫、抗病、抗除草剂、抗逆等全新性状的农作物。 2.转基因抗虫玉米在环境保护上的重要作用是什么？此种转基因玉米独 立种植若干代后是否会出现不抗虫的植株，为什么？ 答案 减少了农药使用对环境造成的污染。转基因生物独立种植若干代
3.基因工程的操作步骤 提取目的基因——目的基因：人们 所需要 的特定基因 ↓
用某种限制酶切割质粒
目的基因与运载体结合 用同一种限制酶切割目的基因
加入DNA连接酶
质粒和目的基因结合形成重组DNA分子
↓
将目的基因导入受体细胞：主要是借鉴 细菌 或 病毒 侵染细胞的方法
↓
检测：根据受体细胞中是否具有标记基因，
转录酶。
答案
2.如何将A和B连接成C？操作后的产物只有C吗？
答案 用同一种限制酶切割A和B，再加入DNA连接酶，才能形成C。操
作后的产物除了C，还可能有A与A结合、B与B结合的产物。
3.如果要检测D中是否含有C，通常如何检测？
答案 利用C上的标记基因进行检测。
答案
4.人的胰岛素基因能够在大肠杆菌细胞中表达的基础是什么？