新人教版高中生物选修三：现代生物科技专题全册填空版学生预习学案

新人教版高中生物选修三：现代生物科技专题

全册填空版学生预习学案

专题1基因工程

1.1 DNA重组技术的基本工具

课前预习学案

一、预习目标

简述DNA重组技术所需的三种基本工具。

二、预习内容

1、基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，并通过______________和_______等技术，赋予生物以新的遗传特性，从而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______________。

2、培育转基因抗虫棉的操作过程至少需要三种工具，即_________________的“手术刀”、_______________________的“缝合针”、将体外重组好的DNA导入受体细胞的“_________”。

3、切割DNA的工具是________________，又称______。这类酶主要是从________中分离纯化而来的。它们能够________________________________________，并且使每一条链中特定部位的_________________的____________断开。DNA分子经过限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式——________和______。

4、将切割下来的DNA片段拼接成新的D NA分子，是靠____________来完成的。根据酶的来源不同，可以将这些酶分为两类：一类是从________中分离得到的，称为E·coliDNA连接酶；另一类是从T4噬菌体中分离出来的，称为_____________。这两类酶都可以恢复被限制酶切开了的____________________________。

5、质粒是一种裸露的、________、独立于细菌染色体（即拟核DNA）之外，并具有_________________的_______________分子。它有一个至多个______________，供外源DNA 片段插入其中。携带外源DNA的质粒进入受体细胞后，停留在细胞中进行________，或者整合到染色体DNA上，随染色体DNA____________。它还有特殊的____________，如抗四环素、氨苄青霉素等标记基因，供重组DNA的__________。在基因工程中所使用的运载体除质粒外，还有_________________、___________等。

三、提出疑惑

同学们，通过你的自主学习，你还有哪些疑惑，请把它填在下面的表格中

课内探究学案

一、学习目标及重难点

1、简述DNA重组技术所需的三种基本工具。

2、认同基因工程的诞生和发展离不开理论研究和技术创新。

学习重点：DNA重组技术所需的三种基本工具的作用。

学习难点：基因工程载体需要具备的条件。

二、学习过程

1、基因工程的概念

回答：什么是基因工程？

2、科技探索之路（基因工程是如何发展起来的？阅读课本P2—3页）

思考并回答：

（1）基因工程是在哪些学科的基础上发展起来的？

（2）哪些基础理论的突破催生了基因工程？

（3）哪些技术发明促进了基因工程的实施？

（4）你觉得，基因工程的诞生和发展能否离不开理论研究和技术创新？

3、限制性核酸内切酶——“分子手术刀”

思考并回答：

（1）从噬菌体侵染细菌的实验来看，细菌等单细胞原核生物容易受到自然界外源DNA 的入侵，那么这类原核生物之所以长期进化而不绝灭，有什么保护机制？由此可知，限制酶可以从哪些生物中分离出来？

（2）限制酶是如何切割DNA分子的？

（3）参考课本P4图1—2，指出限制酶能破坏那个磷酸二酯键。

（4）以EcoRI为例，画出限制酶切割后形成的末端。

4、DNA连接酶——“分子缝合针”

思考并回答：

（1）DNA连接酶是怎么分类的？

（2）DNA连接酶与DNA聚合酶是一回事儿吗？有哪些区别？

（3）E·coliDNA连接酶和T4DNA连接酶作用效果一样大吗？为什么？

5、基因进入受体细胞的载体——“分子运输车”

思考并回答：

（1）载体的作用是什么？为什么需要载体？把单独的DNA片段导入受体细胞不行吗？

（2）我们选用从霍乱弧菌中分离出来的质粒做载体，可以吗？为什么？

（3）我们能不能用肉眼直接观察到载体进入受体细胞？那如何鉴定呢？

（4）如果载体上没有限制酶切割位点，能否把目的基因运输进入受体细胞？

6、活动：模拟操作重组DNA分子

（分组进行；完成后小组之间进行交流）

三、反思总结

四、当堂检测

1、下图是基因工程主要技术环节的一个基本步骤，这一步需用到的工具是（）

A．DNA连接酶和解旋酶 B．DNA聚合酶和限制性核酸内切酶

C．限制性核酸内切酶和DNA连接酶 D．DNA聚合酶和RNA聚合酶

2、依右图有关基因工程的工具酶功能的叙述，不．正确的是（）

A.切断a处的酶为限制性核酸内切酶

B.连接a处的酶为DNA连接酶

C.切断b处的酶为解旋酶

D.切断b处的酶为限制性核酸内切酶

3、以下说法正确的是（） A．所有的限制酶只能识别同一种特定的核苷酸序列

B．质粒是基因工程中惟一的载体

C．载体必备的条件之一是：具有一个或多个限制酶切点，以便与外源基因连接

D．基因治疗主要是对有缺陷的细胞进行修复

4．、不

．．属于质粒被选为基因运载体的理由是（） A．能复制 B．有多个限制酶切点

C．具有标记基因 D．它是环状DNA

5、科学家选用的细菌质粒往往带有一个抗菌素抗性基因，该抗性基因的主要作用是（）

A．提高受体细胞在自然环境中的耐热性 B．有利于检测目的基因否导入受体细胞C．增加质粒分子的相对分子质量 D．便于与外源基因连接

课后练习与提高

1、限制酶是一种核酸切割酶，可辨识并切割DNA分子上特定的核苷酸碱基序列。下图为四种限制酶BamH I，EcoR I，HindⅢ以及BglⅡ的辨识序列。箭头表示每一种限制酶的特定切割部位，其中哪两种限制酶所切割出来的DNA片段末端可以互补黏合？其正确的末端互补序列为何？（）

A. BamH I和EcoR I；末端互补序列—AATT—

B. BamH I和HindⅢ；末端互补序列—GATC—

C. EcoR I和HindⅢ；末端互补序列—AATT—

D. BamH I和Bgl II；末端互补序列—GATC—

2、在基因工程中，把选出的目的基因（共1000个脱氧核苷酸对，其中腺嘌呤脱氧核苷酸460 个），放入DNA扩增仪中扩增4代，那么，在扩增仪中应放入胞嘧啶脱氧核苷酸的个数是（）A．540 个 B．7560个 C．8100 个 D．17280 个

3、基因工程是DNA 分子水平的操作，下列有关基因工程的叙述中，错误的是 ( )

A 、限制酶只用于切割获取目的基因

B 、载体与目的基因必须用同一种限制酶处理

C 、基因工程所用的工具酶是限制酶，DNA 连接酶

D 、带有目的基因的载体是否进入受体细胞需检测

4、下列关于DNA 连接酶的叙述中，正确的是 （ ）

A. DNA 连接酶连接的是两条链碱基对之间的氢键

B. DNA 连接酶连接的是黏性末端两条链主链上的磷酸和脱氧核糖

C. DNA 连接酶连接的是黏性末端两条链主链上的磷酸和核糖

D. 同一种DNA 连接酶可以切出不同的黏性末端

5、与“限制性内切酶”作用部位完全相同的酶是： （ ）

A ．反转录酶

B ．RNA 聚合酶

C ．DNA 连接

酶 D ．解旋酶

6、下列有关质粒的叙述，正确的是 （ ）

A ．质粒是广泛存在于细菌细胞中的一种颗粒状细胞器

B ．质粒是细菌细胞质中能自主复制的小型环状DNA 分子

C ．质粒只有在侵入宿主细胞后才能在宿主细胞内复制

D ．细菌质粒的复制过程一定是在宿主细胞外独立进行的

7、关于右图DNA 分子片段的说法正确的是 （ ）

A ．限制性内切酶可作用于①部位，解旋酶作用于③部位

B ．②处的碱基缺失导致染色体结构的变异

C ．把此DNA 放在含15N 的培养液中复

制2代，子代中含15N 的DNA 占3/4

D ．该DNA 的特异性表现在碱基种类和（A+T ）/（G+C ）的比例上

8、下列有关基因工程的叙述，正确的是： （ ）

A ．DNA 连接酶的作用是将两个黏性末端的碱基连接起来

B ．目的基因导入受体细胞后，受体细胞即发生基因突变

C ．目的基因与运载体结合的过程发生在细胞外

D ．常使用的运载体有大肠杆菌、噬菌体和动植物病毒等

9、限制酶在DNA 的任何部位都能将DNA 切开吗？以下是四种不同限制酶切割形成的DNA 片

A T T G C A T A T 15N 14

N … …

段：

(1) …CTGCA (2) …AC (3) GC…

…G …TG CG…（4）…G (5) G… (6) …GC

…CTTAA ACGTC……CG

(7) GT… (8)AATTC…

CA… G…

请用DNA连接酶将它们连接起来:

______和_____能连接成_________________________;

______和_____能连接成_________________________;

______和_____能连接成_________________________;

______和_____能连接成

_________________________。

10、下图是利用基因工程办法生

产人白细胞干扰素的基本过程图，

据图回答：

（1）①过程需要___________酶

的参与。

（2）②物质是从大肠杆菌分离出

的_________________。其化学本

质是________________，它必须

能在宿主细胞中

__________________________。

(3)③过程表明目的基因_____________

_________________________________。

1.2基因工程的基本操作程序

课前预习学案

一、预习目标

简述基因工程原理及基本操作程序。

二、预习内容

1、基因工程的基本操作程序主要包括四个步骤：_________________________、_____________________、_________________________、_____________________________。

2、目的基因的获取

目的基因可以从____________________________，也可以用_________________。目的基因主要是指____________________，也可以是一些____________________________。

获取目的基因的方法有以下几种：________________________、_____________________ __________、______________________________________。

3、基因表达载体的构建

基因工程的核心是___________________。一个基因表达载体的组成除了________外，还必须有______、______以及________等。

2、将目的基因导入受体细胞

转化是指___________________________________________________________。

将目的基因导入植物细胞采用最多的方法是______________，除此之外，还有________和______________等方法。 ______________是转基因动物中采用最多，也是最为有效的一种将目的基因导入动物细胞的方法。大肠杆菌细胞最常用的转化方法是：首先用_______处理细胞，使细胞处于一种___________________________________的生理状态，这种细胞称为__________。

3、目的基因的检测与鉴定

要检测转基因生物染色体的DNA上是否插入了目的基因，非常关键，检测方法是_______________________。以__________________________________________作为探针。要检测目的基因是否转录出了mRNA，检测方法是___________。检测目的基因是否翻译成蛋白质，方法是______________。除了上述分子检测外，有的还需要进行____________________的鉴定。

三、提出疑惑

同学们，通过你的自主学习，你还有哪些疑惑，请把它填在下面的表格中

课内探究学案

一、学习目标及重难点

1、简述基因工程原理及基本操作程序。

2、尝试设计某一转基因生物的研制过程。

学习重点：基因工程基本操作程序的四个步骤。

学习难点：（1）从基因文库中获取目的基因

（2）利用PCR技术扩增目的基因

二、学习过程

【温故】 1、什么是基因工程？

2、DNA重组技术的基本工具有哪些？

3、运载体需要具备哪些条件？

【知新】

1、目的基因的获取（想一想，为什么要有这一步？）

思考并回答：

（1）目的基因的获取方法有哪些？

（2）为什么要建立基因文库？怎么建立的？

（3）如何从基因文库中获取目的基因？

（4）为什么要建立cDNA文库？如何获取cDNA？

（5）PCR技术的原理是什么？

（6）如何获取引物？

（7）PCR技术扩增的过程是？

2、基因表达载体的构建

思考并回答：

（1）为什么要构建基因表达载体？单独的DNA片段能不能稳定遗传？

（2）基因表达载体的构成包括哪些元件？

（绘制基因表达载体的模式图）

（3）什么是启动子、终止子？他们位于哪里？有什么作用？

（4）为什么要有标记基因？它的作用是？

3、将目的基因导入受体细胞

（想一想，为什么要导入受体细胞？在外界能不能维持稳定和表达？）

思考并回答：

（1）什么是转化？

（2）将目的基因导入植物细胞的方法有哪些？最常用的方法是？哪些细胞可以作为受体细胞？（结合示意图，了解农杆菌转化法的基本过程）

（3）将目的基因导入动物细胞的基本操作程序是？要用到什么技术？哪些细胞可以作为受体细胞？

（4）早期的基因工程为什么选择原核生物作为受体细胞？

（5）大肠杆菌细胞最常用的转化方法是？

4、目的基因的检测与鉴定（为什么要检测和鉴定？）

思考并回答：

（1）目的基因的检测与鉴定可以从什么水平来做？

（2）核酸杂交技术基本过程是？什么是探针？

（3）如何检测目的基因是否翻译出蛋白质？

（4）如何从个体生物学水平鉴定转基因抗虫棉？

三、反思总结

四、当堂检测

1、基因工程的操作步骤：

①制备重组DNA分子

②转化受体细胞

③筛选出获得目的基因的受体细胞，培养受体细胞并诱导目的基因的表达

④获取目的基因

正确的操作顺序是（）A．③②④① B．②④①③ C．④①②③ D．③④①②

2、基因工程是在DNA分子水平上进行设计施工的，在基因操作的基本步骤中，不进行碱基互补配对的步骤是（）A．人工合成基因 B．制备重组DNA分子

C．转化受体细胞 D．目的基因的检测和表达

3、人的糖蛋白必须经内质网和高尔基体加工合成。通过转基因技术，可以使人的糖蛋白基因得以表达的受体细胞是（）A．大肠杆菌 B．酵母菌 C．T4噬菌体 D．质粒DNA

4、下列关于基因工程的叙述，正确的是：（）A．基因工程经常以抗菌素抗性基因为目的基因

B．细菌质粒是基因工程常用的运载体

C．通常用一种限制性内切酶处理含目的基因的DNA，用另一种处理运载体DNA

D．为育成抗除草剂的作物新品种，导入抗除草剂基因时只能以受精卵为受体

5、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，请据图作答。

三、能否利用人的皮肤细胞来完成①过程？为什么？

。

（2）过程②必需的酶是酶，过程③必需的酶是酶。

（3）与人体细胞中胰岛素基因相比，通过②过程获得的目的基因不含有非编码区

和。

（4）若A中共有a个碱基对，其中鸟嘌呤有b个，则③④⑤过程连续进行4次，至少需要提供胸腺嘧啶个。

（5）在利用AB获得C的过程中，必须用切割A和B，使它们产生，再加入，才可形成C。

（6）为使过程⑧更易进行，可用（药剂）处理D。

课后练习与提高

1、1976年，美国的H.Boyer教授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（）A．能进行DN A复制 B．能进行转录和翻译

C．能控制合成抑制生长素释放因子 D．能合成人的生长激素

2、科学家通过基因工程的方法，能使马铃薯块茎含有人奶主要蛋白。以下有关基因工程的叙述，错误的是（）A．采用反转录的方法得到的目的基因有内含子

B．基因非编码区对于目的基因在块茎细胞中的表达是不可缺少的

C．马铃薯的叶肉细胞可作为受体细胞

D．用同一种限制酶，分别处理质粒和含目的基因的DNA，可产生相同的黏性末端，进而形成重组DNA分子

3、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物、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

4、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

5、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

6、已知某种限制性内切酶在一线性DNA分子上有3个酶切位点，如图中箭头所指，如果该

线性DNA分子在3个酶切位点上都被该酶切断，则会产生a、b、c、d四种不同长度的DNA片段。现在多个上述线性DNA分子，若在每个DNA分子上至少有1个酶切位点被该酶切断，则从理论上讲，经该酶切后，这些线性DNA分子最多能产生长度不同的DNA片段种类数是（）

A．3 B．4 C．9 D．12

7、图为某种质粒表达载体简图，小箭头所指分别为限制性内切酶EcoRI、BamHI的酶切位点，ampR为青霉素抗性基因，tctR为四环素抗性基因，P为启动因子，T为终止子，ori为复制原点。已知目的基因的两端分别有包括EcoRI、BamHI在内的多种酶的酶切位点。

（3）将含有目的基因的DNA与质粒表达载体分别用EcoRI酶切，酶切产物用DNA连接酶进行连接后，其中由两个DNA片段之间连接形成的产物有___________________、 _______、________________________三种。若要从这些连接产物中分离出重组质粒，需要对这些连接产物进行。

（2）用上述3种连接产物与无任何抗药性的原核宿主细胞进行转化实验。之后将这些宿主细胞接种到含四环素的培养基中，能生长的原核宿主细胞所含有的连接产物是；若接种到含青霉素的培养基中，能生长的原核宿主细胞所含有的连接产物是。

（3）目的基因表达时，RNA聚合酶识别和结合的位点是，其合成的产物是。

（4）在上述实验中，为了防止目的基因和质粒表达载体在酶切后产生的末端发生任意连接，酶切时应选用的酶是。

8、人体细胞内含有抑制癌症发生的p53基因，生物技术可对此类基因的变化进行检测。

(1)目的基因的获取方法通常包括__________________和__________________。

(2)上图表示从正常人和患者体内获取的p53基因的部分区域。与正常人相比，患者在该区域的碱基会发生改变，在上图中用方框圈出发生改变的碱基对；这种变异被称为

____________________。

(3)已知限制酶E识别序列为CCGG，若用限制酶E分别完全切割正常人和患者的p53基因部分区域(见上图)，那么正常人的会被切成______个片段；而患者的则被切割成长度为______对碱基和______对碱基的两种片段。

(4)如果某人的p53基因部分区域经限制酶E完全切割后，共出现170、220、290和460碱基对的四种片段，那么该人的基因型是________(以P+表示正常基因，P-表示异常基因)。

1.3 基因工程的应用

课前预习学案

一、预习目标

1.举例说出基因工程应用及取得的丰硕成果。

2.关注基因工程的进展。

3.认同基因工程的应用促进生产力的提高

二、预习内容

选修3 P17—P24

阅读课本填表

转基因生物与目的基因的关系

抗真菌立枯丝核菌的烟草

三、提出疑惑

同学们，通过你的自主学习，你还有哪些疑惑，请把它填在下面的表格中

课内探究学案

一、学习目标

1.举例说出基因工程应用及取得的丰硕成果。

2.关注基因工程的进展。

3.认同基因工程的应用促进生产力的提高

二、学习重难点

1.重点：基因工程在农业和医疗等方面的应用

2难点：基因治疗

三、学习过程

Ⅰ、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。

Ⅱ、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+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

1．来源：转基因。

2．成果：人胰岛素、细胞因子、抗体、疫苗、激素等。

Ⅲ、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。

2．成果：将腺苷脱氢酶基因导入患者的淋巴细胞。

四、当堂检测

1、利用外源基因在受体细胞中表达，可生产人类所需要的产品。下列各项中能说明目的基因完成了在受体细胞中表达的是

A．棉花二倍体细胞中检测到细菌的抗虫基因B．大肠杆菌中检测到人胰岛素基因及其mRNA C．山羊乳腺细胞中检测到人生长激素DNA序列 D．酵母菌细胞中提取到人干扰素蛋白

2、现有一长度为1000碱基对(by）的DNA分子，用限制性核酸内切酶Eco R1酶切后得到的DNA分子仍是1000 by，用Kpn1单独酶切得到400 by和600 by两种长度的DNA分子，用EcoRI、Kpnl同时酶切后得到200 by和600 by两种长度的DNA分子。该DNA分子的酶切图谱正确的是

3、（2008理综全国卷Ⅰ）4．已知某种限制性内切酶在一线性DNA分子上有3个酶切位点，

如图中箭头所指。如果在该线性DNA分子在3个酶切位

点上都被该酶切断，则会产生a、b、c、d四种不同长

度的DNA片段。现有多个上述线性DNA分子，若在每个

DNA分子上至少有1个酶切位点被该酶切断，则从理论上讲，经该酶酶切后，这些线性DNA 分子最多能产生长度不同的DNA片段种类数是

A．3 B．4 C．9 D．12

4、科学家通过基因工程的方法，能使马铃薯块茎含有人奶主要蛋白，以下有关该基因工程的叙述，错误的是（）

A、采用反转录的方法得到的目的基因有内含子

B、基因非编码区对于目的基因在块茎中的表达是不可缺少的

C、马铃薯的叶肉细胞可作为受体细胞

D、用同一种限制酶，分别处理质粒和含目的基因的DNA，可产生黏性末端而形成重组DNA 分子

5、科学家在基因工程技术中常采用细菌、酵母菌等微生物作为受体细胞，主要原因是（）

A、繁殖速度快

B、结构简单、操作方便

C、遗传物质含量少

D、性状稳定、变异少

6、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、B t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

7、在1990年，医生对一位因缺乏腺苷脱氨酶基因而患先天性体液免疫缺陷病的美国女孩进行治疗。采用的方法是首先将患者的白细胞取出作体外培养，然后用某种病毒将正常腺苷脱氨酶基因转入人工培养的白细胞中，再将这些转基因白细胞回输到患者的体内，经过多次治疗，患者的免疫功能趋于正常。

（1）该病治疗运用了基因工程技术，在这个实例中运载体是，目的基因是，目的基因的受体细胞是。

（2）将转基因白细胞多次回输到患者体内后，免疫能力趋于正常是由于产生了，产生这种物质的两个基本步骤是和。

（3）人的腺苷脱氨酶基因与胰岛素基因相比，其主要差别是；与大肠杆菌基因相比，其主要特点是。

（4）该病的治疗方法属于基因工程运用中的。这种治疗方法的原理是。

课后练习与提高

1、天然酿酒酵母菌通常缺乏分解淀粉的酶类，用作发酵原料的淀粉需经一系列复杂的转化过程才能被利用。研究者从某丝状真菌中获取淀粉酶基因并转人酿酒酵母菌，获得的酿酒酵母工程菌可直接利用淀粉产生酒精。请回答下列问题：

（1）将淀粉酶基因切割下来所用的工具是，用将淀粉酶基因与载体拼接成新的DNA分子，下一步将该DNA分子，以完成工程菌的构建。

（2）若要鉴定淀粉酶基因是否插人酿酒酵母菌，可采用的检测方法是；若要鉴定淀粉酶基因是否翻译成淀粉酶，可采用检测。将该工程菌接种在含淀粉的固体平板培养基上，培养一定时间后，加入碘液，工程菌周围出现透明圈，请解释该现象发生的原因。

（3）如何进一步鉴定不同的转基因工程菌菌株利用淀粉能力的大小?

（4）微生物在基因工程领域中有哪些重要作用?

2、（8分）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）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。

3、以重组DNA技术为核心的基因工程正在改变着人类的生活。请回答下列问题。

（1）获得目的基因的方法通常包括和。

（2）切割和连接DNA分子所使用的酶分别是和。

（3）运送目的基因进入受体细胞的载体一般选用病毒或，后者的形状成。（4）由于重组DNA分子成功导入受体细胞的频率，所以在转化后通常需要进行操作。

（5）将人胰岛素基因分别导入大肠杆菌与酵母菌，从两者中生产的胰岛素在功能和序列上是相同的。

4、（8分）[生物-现代生物科技专题]

继哺乳动物乳腺生物反应器研发成功后，膀胱生物反应器的研究也取得了一定进展。最近，科学家培育出一种转基因小鼠，其膀胱上皮细胞可以合成人的生长激素并分泌到尿液中。请回答：

（1）将人的生长激素基因导入小鼠受体细胞，常用方法是。

（2）进行基因转移时，通常要将外源基因转入中，原因是。（3）通常采用技术检测外源基因是否插入了小鼠的基因组。

（4）在研制膀胱生物反应器时，应使外源基因在小鼠的细胞中特异表达。

5、（14分）在培育转基因植物的研究中，卡那霉素抗性基因（kan）常作为标记基因，只有含卡那霉素抗性基因的细胞才能在卡那霉素培养基上生长。下图为获得抗虫棉的技术流程。

请据图回答：

（1）A过程需要的酶有_______________________________________________。

（2）B过程及其结果体现了质粒作为运载体必须具备的两个条件是____________________ ____________________________________________________________。

（3）C过程的培养基除含有必要营养物质、琼脂和激素外，还必须加入________________。（4）如果利用DNA分子杂交原理对再生植株进行检测，D过程应该用________________

________________________________________________作为探针。

（5）科学家发现转基因植株的卡那霉素抗性基因的传递符合孟德尔遗传规律。

①将转基因植株与________________________杂交，其后代中抗卡那霉素型与卡那霉素敏感型的数量比为1：1。

②若该转基因植株自交，则其后代中抗卡那霉素型与卡那霉素敏感型的数量比为________。

③若将该转基因植株的花药在卡那霉素培养基上作离体培养，则获得的再生植株群体中抗卡那霉素型植株占____________%。

6、（2007年江苏卷第42题B题）很久以前科学家在土壤中发现了某种细菌能制造对昆虫有毒的蛋白质，当时许多人就想把编码这一蛋白质的基因（抗虫基因）转移到农作物中，以降低昆虫对农作物造成的危害。20世纪90年代，美国科学家采用基因工程技术首次培育出抗虫玉米新品种。下图为这一转基因玉米的主要培育过程。

（1）获得特定目的基因的途径除了从该细菌中直接分离抗虫基因外，还可以____________ 。将目的基因与运载体结合时必须用________酶和DNA连接酶。在基因工程中，常用的运载体有_______等，而作为运载体必须具备相应的条件，例如，应具有____________ 以便进行

筛选。

（2）由转基因玉米细胞经过 __________形成愈伤组织，然后发育成胚状体和试管苗。若要制备转基因玉米的人工种子，可选择上述实验过程中的__________再包裹合适的__________等。

解析：这是一道典型的基础题，主要对教材上基因工程的基本知识进行考查，涉及基本方法、基本工具、基本概念、基本原理、基本过程等，同时还联系了植物细胞工程中的植物组织培养的相关知识，熟记了教材中的内容，即可正确解答本题。

7、（2008年江苏卷第32题）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③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⑥转基因所用的细菌B通常为 __________。（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。

①采用EcoRⅠ和PstⅠ酶切，得到 _________种DNA片断。

②采用EcoRⅠ和SmaⅠ酶切，得到 ________ 种DNA片断。

1.4蛋白质工程的崛起

课前预习学案

一、预习目标

1、简述蛋白质工程的实质及基因工程生产的蛋白质种类。

2、解释蛋白质工程的基本原理及基本途径。

3、分析蛋白质工程将来的发展前景。

二、预习内容