高中生物 一 基因工程学案 新人教版选修3

【目标导航】1.简述DNA重组技术所需三种基本工具的作用。2.认同基因工程的诞生和发展离不开理

论研窕和技术创新。

知识清单•

一、基因工程的概念

基因工程又叫做技术或技术，是指按照人们的愿望，进行严格的设计，并

通过体外和等技术，赋予生物以新的,从而创造出更符合人们需要

的新的和。

二、基因工程中的工具

1.限制性核酸内切酶

(1)简称：________。

(2)来源：主要是从中分离纯化而来的一类酶。

(3)种类：约4000种。

(4)功能：识别双链DNA分子某种；使每一条链中—的

____________断开。

(5)功能特点：识别序列和酶切位点的。

(6)酶切结果

①黏性末端：当限制酶在它识别序列的中心轴线两侧切开时(错切)，产生的是黏性末端。黏性末

端是指双链DNA被限制酶切开后，切口处的两个末端伸出的由若干核甘酸组成的单链。

②平末端：当限制酶在它识别序列的中心轴线处切开时(平切)产生的则是平末端。

2.DNA连接酶

(1)作用：将两个DNA分子片段“”起来，恢复被切开了的两个核甘酸之间

的。

(2)种类：和«

3.进入受体细胞的载体

(1)必备条件：①在宿主细胞中能一一下来并能大量__；②多个,

供外源DNA片段插入；③有一定的,便于筛选。

(2)常用载体一一质粒

质粒是一种的、结构、独立于细菌_______之外，并具有能力的

____________分子。

(3)最常用的质粒是的质粒，其中含有-

对点训练•]

知识点一正确理解基因工程的概念

1.下列关于基因工程的叙述，不正确的是()

A.基因工程的原理是基因重组

B.运用基因工程技术，可使生物发生定向变异

C.一种生物的基因转接到另一种生物的DNA分子上，属于基因工程的内容

D.是非同源染色体上非等位基因的自由组合

2.以下有关基因工程的叙述，正确的是（）

A.基因工程是细胞水平上的生物工程

B.基因工程的目的是获得目的基因表达的蛋白质产物

C.基因工程产生的变异属于人工诱变

D.基因工程育种的优点之一是可以定向地使生物产生可遗传的变异

知识点二限制性核酸内切酶和DNA连接酶

3.限制性核酸内切酶I的识别序列和切点是一G'GATCC—,限制性核酸内切酶H的识别序列和切点是

-'GATC-o在质粒上有醉I的一个切点，在目的基因的两侧各有1个酶n的切点。

（1）请画出质粒被限制性核酸内切酶I切割形成黏性末端的过程。

（2）请画出目的基因两侧被限制性核酸内切酶n切割形成黏性末端的过程。

（3）在DNA连接酶的作用下，上述两种不同限制酶切割后形成的黏性末端能否连接起来？为什么？

知识点三“分子运输车”一一载体

4.质粒之所以能做基因工程的载体，是由于它（）

A.含蛋白质，从而能完成生命活动

B.能够自我复制，从而保持连续性

C.是RNA,能够指导蛋白质的合成

D.具有环状结构，能够携带目的基因

5.如图为大肠杆菌及质粒载体的结构模式图，据图回答下列问题:

（Da代表的物质和质粒的化学本质相同，都是.，二者还具有其他共同点，如：

①,②（写出两条即可）。

（2）若质粒DNA分子的切割末端为二:GCGC，则与之连接的目的基因切割末端应为

;可使用把质粒和目的基因连接在一起。

（3）氨苇青霉素抗性基因在质粒DNA上称为，其作用是

（4）下列常在基因工程中用作载体的是()

A.苏云金芽抱杆菌抗虫基因

B.土壤农杆菌环状RNA分子

C.大肠杆菌的质粒

D.动物细胞的染色体

课后作业•]

【基础落实】

1.人们将苏云金芽抱杆菌中的抗虫基因导入棉花细胞中培育成为抗虫棉，这个过程中所利用的主要

原理是（）

A.基因突变B.基因重组C.基因工程D.染色体变异

2.下列有关限制酶知识的叙述，错误的是（）

A.产生于细胞内，同时可以在细胞外起作用

B.一种限制酶可以识别多种特定的核甘酸序列

C.限制酶作用于两个核甘酸之间的磷酸二酯键

D.微生物中的限制酶对自身DNA无损害作用

3.属于“分子缝合针”的是（）

①后。co/TDNA连接酶②TDNA连接酶③DNA聚合酶④解旋酶⑤RNA聚合酶

A.①②③B.①②C.①②⑤D.②④

4.限制性核酸内切酶EccRI对DNA的识别序列是GAATTC,当用它处理环状DNA分子时，可形成

)

A.两端相同的线性DNA,有黏性末端

B.两端相同的线性DNA,无黏性末端

C.两端不同的线性DNA,一端有黏性末端，一端无黏性末端

D.两种末端无法判断

5.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DNA连接酶B.限制酶和DNA水解酶

C.限制酶和载体D.连接醐和载体

6.如图为DNA分子在不同酶的作用下所发生的变化，图中依次表示限制性核酸内切酶、，DNA聚合酶、

DNA连接酶、解旋酶作用的正确顺序是()

①—►②—►■

A.①②③④B.①②④③

C.①④②③D.①④③②

【能力提升】

7.下列关于基因工程的叙述，错误的是()

A.目的基因由载体导入受体细胞

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

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。如果将绿色荧光

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.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。下列有关这一过程的叙述不正确的是

()

—G—A-A—T—T一C—

I®IIIII

—C―T—T——A—A—G——

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

题号123456789

答案

10.请根据下面的实验原理和材料用具，设计实验探究质粒的抗生素基因所控制的抗菌类别。

实验原理：作为载体的质粒须有标记基因，这一标记基因可以是抗生素抗性基因，故有抗生素抗性基

因的细菌，其质粒可以选作为载体(抗生素抗性基因一般位于质粒上)。

材料用具：青霉素溶液、10万单位/mL的四环素溶液、菌种、灭菌的含有细菌培养基的培养皿、酒精

灯、接种环、一次性注射器、蒸储水、恒温箱等。

(1)方法步骤：

第一步：取三个含细菌培养基的培养皿，编号1、2、3,在酒精灯旁，用三支注射器分别注入1毫升

的蒸储水、青霉素溶液和四环素溶液，并使之在整个培养皿表面均匀分布；

第二步：;

第三步：将接种后的三个培养皿放入37℃恒温箱中培养24小时。

(2)预期结果及结论：

①若1号培养皿中细菌正常生长，2、3号培养皿中细菌不能存活，说明该细菌质粒既无青霉素抗性基

因，也无四环素抗性基因；

②___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________,

③___________________________________________________________________________

④___________________________________________________________________________

⑶设置1号培养皿的目的是进行—

【综合拓展】

11.基因工程中，需使用限制酶切割目的基因和质粒，便于重组和筛选。已知限制酶I的识别序列和

切点是一GJGATCC一，限制酶II的识别序列和切点是一‘GATC一。

GGATCC目的基因GATC

]IIIIIIIIll「IlliI

CCTAGGCTAG

注:Ge〃eI和II表ZK两种标记基因

Q表示限制悔仅有的识别序列放大

(1)根据已知条件和图回答:

①上述质粒用限制酶切割，目的基因用限制酶切割。

②将切下的目的基因片段插入质粒的切口处，还要加入适量的。

③请指出质粒上至少要有一个标记基因的理由：

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________O

(2)不同生物的基因可以拼接的结构基础是一

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________O

(3)大肠杆菌是首先成功表达外源基因的宿主菌，但不能表达结构复杂的蛋白质，哺乳类细胞、昆虫

细胞表达系统虽然能表达结构复杂的哺乳类细胞蛋白，但操作复杂，表达水平低，不易推广使用。基因工

程中常选用酵母菌作为受体细胞，请从细胞结构等方面分析用酵母菌作受体细胞能克服上述不足的理由：

答案知识清单

一、基因拼接DNA重组DNA重组转基因遗传特性生物类型生物产品

二、1.(1)限制酶(2)原核生物(4)特定核甘酸序列特定部位的两个核甘酸之间磷酸二酯键

⑸专一性2.(1)缝合限制能磷酸二酯键(2)£・co〃DNA连接酶ZDNA连接酶3.(1)①保存复

制②限制酶单一切点③标记基因(2)裸露简单拟核DNA自我复制,双链环状DNA(3)大肠杆

菌抗生素抗性基因

对点训练

1.D［基因工程实现了将一种生物的基因与另一种生物的基因组合到同一个体中的愿望，所以这是

一种基因重组现象。基因工程是两种生物间的基因重组，而非同源染色体上非等位基因的自由组合仅限于

一种生物的一个个体减数分裂过程中。］

知识链接基因工程的概念理解

(1)操作环境：体外一一关键步骤“基因表达载体的构建”的环境。

(2)优点

①与杂交育种相比：克服了远缘杂交不亲和的障碍。

②与诱变育种相比：定向改造生物性状。

(3)操作水平：分子水平。

(4)原理：基因重组。

(5)本质：甲(供体：提供目的基因)处乙(受体：表达目的基因)，即基因未变，合成蛋白质未变，

只是合成场所的转移。

2.D［基因工程是在分子水平上，对DNA进行设计和施工，按照人们的意愿定向地改造生物性状，

创造出符合人们需要的生物类型或生物产品，基本原理应为基因重组。］

知识链接1.不同基因拼接为重组DNA的理论基础

(DDNA分子的基本单位相同，都是由脱氧核甘酸构成的。

(2)空间结构相同，不同生物的DNA分子，都是由两条反向平行的脱氧核甘酸长链形成的规则的双螺

旋结构。

(3)碱基配对方式相同，不同生物的DNA分子中，两条链之间的碱基配对方式均是A与T配对，G与C

配对。

2.外源基因在受体细胞内表达的理论基础

(1)基因是控制生物性状的独立遗传单位。

(2)遗传信息的传递都遵循中心法则阐述的信息流动方向。

(3)生物界共用一套遗传密码。

3.(1)

用限制性核酸

一GGATCC-内切醐I切割GATCC—

-CCTAGfG--CCTAGG-

⑵

目的基因用限制性核酸

-*GATC—……-IGATC-内切一口切割

—CTAGf———CTAGt--

目的基因

GATC—……—GATC—

-CTAG_......_CTAG_

(3)能。因为上述两种不同限制酶切割后形成的黏性末端是相同的。

解析限制酶具有专一性，即一种限制酶只能识别一种特定的核甘酸序列并从特定的切点将DNA分子

切开。被限制前切开的DNA两条单链切口，如果各含有几个伸出的、可互补配对的核甘酸，这种切口就是

黏性末端。两个黏性末端之间，只要切口处伸出的核甘酸间互补，就能在DNA连接酶的作用下连接起来。

虽然限制酶I和限制酶II识别的序列和切点不完全相同，但是形成的黏性末端是相同的，存在着互补关系,

因此在DNA连接酶的作用下是可以连接起来的。

知识链接1.限制性核酸内切酶

(1)作用特点：具有专一性，表现在两个方面

①识别双链DNA中特定核昔酸序列。

②切割特定序列中的特定位点，特定序列表现为中心对称，如比。RI酶的切割序列(如下图):

"G"AATTC

I

CTTAAG

(黏性末端)（黏性末端）

⑵作用结果：产生黏性末端或平末端

①黏性末端：是限制酶在识别序列的中心轴线两侧将DNA的两条链分别切开形成的，如下图所示:

_____________

GAA：TTCGAATTC

I—l-M±I*-I

CT布ANGCTTAAG

!

中心轴线’

②平末端：是限制酶在识别序列的中心轴线处切开形成的。如下图所示

CCC;GGGCCCGGG

IIIHIl--illlll

GGGCCCGGGCCC

中心:轴线

2.DNA连接酶

常用的DNA连接酶

(来源：大肠杆菌

E•coliDNA连接酶

I作用特点：只连接黏性末端

(来源:T4噬菌体

4接酶］作用特点:连接黏性末端和平末端

4.B［质粒存在于细菌和酵母菌等微生物中，是一种很小的环状DNA,其上有标记基因，便于在受体

细胞中检测。质粒在受体细胞中，能随受体细胞DNA复制而复制，进行目的基因的扩增和表达。］

思路导引解答本题的关键是：①理解并灵活应用质粒的定义，②掌握载体需具备的条件。然后根据

质粒的特点做出判断。

知识链接基因进入受体细胞的载体一一“分子运输车”

最常用载体:质粒(其本质是小型环状DNA,

不是细胞器)

)其他载体:入噬菌体的衍生物、动植物病毒等

(2)功能：将目的基因导入受体细胞。

(3)应具备条件

①能在宿主细胞内稳定保存并大量复制；

②有一个至多个限制酶的切割位点，以便于外源基因连接;

③有特殊的遗传标记基因，供重组DNA的检测和鉴定。

5.(DDNA①能够自我复制②具有遗传效应

(2)CGCG［二DNA连接酶

(3)标记基因供重组DNA的鉴定和选择(4)C

解析本题通过质粒结构的模式图考查质粒的功能和特点，分析如下:

归纳提升(1)一般来说，天然载体往往不能满足人类的所有要求，因此人们根据不同的目的和需要,

对某些天然的载体进行人工改造。

(2)常见的标记基因有抗生素抗性基因、产生特定颜色的表达产物基因、发光基因等。

(3)作为载体必须具有一个至多个限制酶切点，而且每种酶的切点最好只有一个。因为某种限制酶只

能识别单一切点，若载体上有一个以上的酶切点，则切割重组后可能丢失某些片段，若丢失的片段含复制

起点区，则进入受体细胞后便不能自主复制。一个载体若只有某种限制酶的一个切点，则酶切后既能把环

打开接纳外源DNA片段，又不会丢失自己的片段。

(4)注意与细胞膜上载体的区别，两者的化学本质和作用都不相同。

(5)质粒能自我复制，既可在自身细胞、受体细胞内，也可在体外。

课后作业

1.B［将苏云金芽泡杆菌的抗虫基因导入棉花细胞中，通过DNA转录、翻译合成特定的蛋白质，表

现出特定的性状。此题易错选Co基因工程是一种技术手段，而不是生物学原理，抗虫棉的培育利用的是

基因工程这一技术手段使基因发生重组。］

2.B［微生物中限制酶被提取出来之后，可以在细胞外起作用，进行DNA的切割，例如基因工程中

的限制酶的应用就是在细胞外进行的。限制酶作用于两个核甘酸之间的磷酸二酯健，每种限制酶只能识别

一种特定的核甘酸序列。］

3.B［“分子缝合针”是指DNA连接酶。］

4.A［不同限制性核酸内切酶切割位点是不相同的，DNA分子经限制酶切割产生的DNA片段末端通常

有两种形式，即黏性末端和平末端。如果是限制的&'或1,则在它识别序列的中心轴线两侧进行切割，产

生黏性末端；如果是限制酶的al,则在它识别序列的中心轴线处切割，产生的是平末端。］

5.A［解答本题的关键是“修饰、改造"二词。限制性核酸内切酶(即限制酶)是剪切基因的“剪刀”，

DNA连接酶是将DNA末端之间的缝隙“缝合”起来的“分子缝合针”。所以修饰改造工具是限制酶和DNA

连接酶。］

6.C［限制性核酸内切酶、DNA聚合酶、DNA连接酶三者均作用于磷酸二酯键处，限制性核酸内切酶

使键断开，而DNA聚合酶连接的是单个脱氧核甘酸，DNA连接酶作用于DNA片段，解旋酶作用于氢键，使

DNA双链打开，形成DNA单链。］

7.D［载体上的抗性基因有利于筛选含重组DNA的细胞，但由于它和目的基因是相互独立的，不能

促进目的基因的表达。］

8.C［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，将该融合基因转入真核

生物细胞内，表达出的蛋白质带有绿色荧光，从而可以追踪目的基因编码的蛋白质在细胞内的分布。］

9.B［限制酶和DNA连接酶的作用部位都位于①，但两者作用相反，载体具有在宿主细胞中复制的

能力，与目的基因结合后，目的基因也会在宿主细胞中一起复制。基因工程的目的就是定向改造生物的遗

传性状。］

10.(1)第二步：将接种环在酒精灯上灼烧，并在酒精灯火焰旁对三个培养皿接种

(2)②若仅1、2号中细菌存活，3号中细菌死亡，说明该细菌质粒上有青霉素抗性基因，无四环素抗

性基因

③若仅1、3号中细菌存活，2号细菌死亡，说明该细菌质粒上无青霉素抗性基因，有四环素抗性基因

④若1、2、3号中细菌都存活，说明该细菌质粒上既有青霉素抗性基因，又有四环素抗性基因

(3)对照

解析本实验的目的是探究细菌质粒上的抗性基因。1号培养皿中未加抗生素，不管细菌质粒上有无

抗生素基因，该培养皿中的细菌都能存活，所以是起对照作用的：2号培养皿中加入了青霉素，只有细菌

质粒上有抗青霉素的基因，其中的细菌才能存活，否则，其中的细菌就会死亡；3号培养皿中加入了四环

素，只有细菌质粒上有抗四环素的基因，其中的细菌才能存活，否则，就会被四环素杀死。注意预测结果

时考虑问题要全面，几种可能的情况都应该考虑到，而且每种可能结果要和相应的结论对应起来。

11.(1)①III②DNA连接酶③检测重组质粒(或目的基因)是否导入受体细胞

(2)DNA结构基本相同(其他合理答案均可)

(3)①单细胞真核生物，含有加工、修饰蛋白质的内质网和高尔基体；②繁殖速度快，能很快得到大

量的目的基因；③培养成本低；④容易培养

解析要形成重组质粒，质粒只能出现一个切口，并且至少保留一个标记基因，因湍益序列在GeneW

上，因此用限制醐I切割，保留Ge〃el标记基因；目的基因必须切割两次，切割后产生的黏性末端能与质

粒的黏性末端互补，湍靛序列中有酶11的切割序列，因此用酶n,产生的末端互补。

第2课时基因工程的基本操作程序

【目标导航】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。

知识清单•

一、基因工程的基本操作程序

1.的获取。

2.的构建。

3.将目的基因导入。

4.目的基因的与鉴定。

二、目的基因的获取

1.目的基因：主要是指编码蛋白质的，也可以是一些具有。

2.基因文库

(1)基因文库的含义：将含有某种生物不同基因的许多导入的群体中储存,

各个受体菌分别含有这种生物的不同的基因，称为基因文库。

基因文［基因组文库：含有一种生物的_______基因

库的种类1部分基因文库：含有一种生物的基因

3.获取目的基因的方法

(1)从基因文库中获取目的基因

「a.基因的______—序列

b.基因的功能

目的基因的

C.基因在_上的位置

获取依据

d.基因的______—产物mRNA

1e.基因的______

—产物蛋白质

(2)利用PCR技术扩增目的基因

①PCR的含义：是一项在生物体外特定DNA片段的核酸合成技术。

②过程：目的基因受热形成,与结合，在________的作用下延伸形成DNA。

③方式：指数扩增=2"(〃为扩增循环的次数)。

(3)人工合成法：若较小，序列已知，可以人工合成。

三、基因表达载体的构建

I■位置：基因的

启动子,功能：是识别和结合的部位，

1.组成＜―驱动基因转录出

［位置：基因的

［功能：终止

、标记基因：受体细胞中是否含有

2.功能：(1)使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以给下一代；

(2)使目的基因_______和发挥作用。

四、将目的基因导入受体细胞

1.转化：-进入受体细胞内，并且在受体细胞内——和——的过程。

2.导入植物细胞

(1)方法：、基因枪法、O

(2)农杆菌特点

①易感染和。

②Ti质粒上的可转移至受体细胞，并且整合到受体细胞____________上。

3.导入动物细胞

(1)常用方法：技术。

(2)常用受体细胞：o

4.导入微生物细胞

(1)原核生物特点：、多为、遗传物质相对等。

(2)对受体细胞的常用处理方法：用处理细胞，使细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分

子的生理状态(这种细胞称为)。

五、目的基因的检测与鉴定

"［■①检测转基因生物的上的目

分子水平-----1的基因

技术

1.上的检测«-i②检测目的基因是否转录

与鉴定抗原一抗体杂交技术：用于检测目的基因是否

＜翻译________

2.个体生物学水平上的检测与鉴定：

如一个抗虫或抗病的目的基因导入植物细胞后，是否赋予了植物抗虫或抗病特性，需,要做抗虫或

抗病的。

对点训练•

知识点一目的基因获取的几种方法

1.有关目的基因的获取和基因文库的理解，不正确的是)

A.目的基因可以从自然界中分离，也可以人工合成

B.目的基因主要指编码蛋白质的结构基因

C.基因文库就是基因组文库

D.cDNA文库只含有某种生物的一部分基因

2.下列属于PCR技术所需条件的是()

①单链的核甘酸序列引物②目的基因所在的DNA片段③脱氧核甘酸④核糖核甘酸⑤DNA

连接酶⑥DNA聚合酶⑦DNA限制酶

A.①②③⑤B.①②③©

C.①②③⑤⑦D.①②④⑤⑦

知识点二基因表达载体的构建和目的基因的导入

3.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花叶病毒的核酸

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分子导入烟草原生质体

D.用含除草剂的培养基筛选转基因烟草细胞

4.下图为某种质粒表达载体的简图，小箭头所指分别为限制性核酸内切酶及或T、Ba册I的酶切位

点，为青霉素抗性基因，加卢为四环素抗性基因，P为启动子，T为终止子，。方为复制原点。已知目

的基因的两端分别有包括发”RI、BaMI在内的多种酶的醐切位点。

据图回答：

(1)将含有目的基因的DNA与质粒分别用EcoRI酶切，前切产物用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一、一、

_________________________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。

知识点三目的基因的检测与鉴定

5.目的基因导入受体细胞后，是否可以稳定维持和表达其遗传特性，只有通过鉴定和检测才能知道。

下列属于目的基因检测和鉴定的是()

①检测受体细胞是否有目的基因②检测受体细胞是否有致病基因③检测目的基因是否转录

mRNA④检测目的基因是否翻译蛋白质

A.①②③B.②③④

C.①③④D.①②④

知识点四知识整合一一基因工程操作的全过程

6.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。图中知产表示四环素抗性基因，a如口

表示氨茉青霉素抗性基因，及血H、0"411、物al直线所示为三种限制酶的酶切位点。

据图回答:

启动子

I

Hindm/重组、①|供体牛犀丽慢」雌性转含人乳铁

复制原点LgU

受精卵胚胎基因牛蛋白乳汁

BamW1SmaiHindJSl生

]................u

人乳铁蛋白基因

(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表达的调控序列是(填字母代号)。

A.启动子B.te^

C.复制原点D.amp

(3)过程①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)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.抗原一抗体杂交D.PCR

7.如图是利用基因工程技术生产人胰岛素的操作过程，请据图作答：

重复进行⑤

人静湍.小.默.媛大量的A

9^皿叱吏人胰岛素

大肠杆菌BCD&C>)~^人胰岛素

(1)图中基因工程的基本过程可以概括为“四步曲”：

(2)能否利用人的皮肤细胞来完成①过程？为什么？

(3)过程②必需的酶是酶，过程③必需的酶是随。

(4)若A中共有a个碱基对，其中鸟噤吟有6个，则③④⑤过程连续进行4次，至少需提供胸腺喘咤

________个。

(5)在利用A、B获得C的过程中，必须用切割A和B,使它们产生,

再加入______________，一才可形成C»

(6)为使过程⑧更易进行，可用(药剂)处理D。

课后作业•

【基础落实】

1.下列获取目的基因的方法中需要模板链的是()

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③反转录法

④通过DNA合成仪利用化学方法人工合成目的基因

A.①②③④B.①②③

C.②③④D.②③

2.采用基因工程的方法培育抗虫棉，下列导入目的基因的方法正确的是()

①将毒素蛋白注射到棉受精卵中

②将编码毒素蛋白的DNA序列注射到棉受精卵中

③将编码毒素蛋白的DNA序列与质粒重组，导入农杆菌，用该细菌感染棉的体细胞，再进行组织

④将编码毒素蛋白的DNA序列与细菌质粒重组，借助花粉管通道进入受精卵

A.①②B.③④C.②③D.①④

3.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

Ar.人工合成目的基因

B.目的基因与载体结合

C.将目的基因导入受体细胞

D.目的基因的检测和表达

4.研究人员想将生长激素基因通过质粒导入大肠杆菌细胞内，以表达产生生长激素。已知质粒中存

在两个抗性基因：A是抗链霉素基因，B是抗氨茉青霉素基因，且目的基因不插入基因A、B中，而大肠杆

菌不带任何抗性基因，则筛选获得“工程菌”的培养基中的抗生素首先应该

)

A.仅有链霉素

B.仅有氨革青霉素

C.同时有链霉素和氨茶青霉素

D.无链霉素和氨茉青霉素

5.如图为表达载体的模式图，若结构X是表达载体所必需的，则X最可能是（）

X插入基因

表达载体

终止子

复制原点

抗生素毡因

A.氨茉青霉素抗性基因B.启动子

C.限制酶D.DNA连接酶

【能力提升】

6.质粒是基因工程中最常用的载体，它存在于许多细菌体内，某细菌质粒上的标记基因如图所示,

通过标记基因可以推知外源基因（目的基因）是否转移成功。外源基因插入的位置不同，细菌在培养基上的

生长情况也不同，如图所示外源基因在质粒中可插入的位置有a、b、c点。某同学根据实验现象对其插入

的位点进行分析，其中分析正确的是（）

■抗青霉素基因

三抗四环素基因

实验现象实验推论

在含四环

在含青霉素培养素培养基

目的基因插入的位置

基上的生长情况上的生长

情况

A能生长能生长a

B不能生长能生长b

C能生长不能生长c

D不能生长不能生长c

7.如图表示基因工程中获取水稻某目的基因的不同方法。相关叙述中正确的是（）

方法a方法b方法c

"mRNA

till[IIIIIIillI-核甘酸，酶,ATP等

'TTlliii，iill，，，i

.....illIIIIDN

-1IIiill!iMb/T\IIIIilllIlliXft$ZTTTTn

111111111111IlIlli

A.这三种方法都用到酶，都是在体外进行

B.①②③碱基对的排列顺序均相同

C.①②③片段均不含内含子，但含非编码区

D.方法a不遵循中心法则

8.人们试图利用基因工程的方法，用乙种生物生产甲种生物的一种蛋白质。生产流程是：甲生物的

蛋白质一HIRNAL目的基因工与质粒DNA重组且导入乙细胞工获得甲生物的蛋白质，下列说法

正确的是()

A.①过程需要的酶是反转录酶，原料是A、U、G、C

B.②要用限制酶切断质粒DNA,再用DNA连接酶将目的基因与质粒连接在一起

C.如果受体细胞是细菌，可以选用枯草杆菌、炭疽杆菌等

D.④过程中用的原料不含有A、U、G、C

题号12345678

答案

9.通过基因工程的方法，科学家采用花粉管通道法将毒蛋白基因转入棉花植株并获得成功表达。棉铃

虫吃了这种转基因棉花的植株后就会死亡。花粉管通道法是指：利用植物花粉萌发时形成的花粉管通道将

毒蛋白基因送入胚囊，进而导入尚不具备细胞壁的合子或早期胚体细胞中，借助天然的种胚系统，形成含

有目的基因的种胚。请回答下列问题：

(1)下列所示的黏性末端是由种限制性核酸内切酶作用产生的。

(2)利用花粉管通道法将毒蛋白基因导入棉花细胞，此过程是基因工程操作步骤中的第三步，即

o获取目的基因时，如果基因比较小，核昔酸序列又已知，则可以通过DNA合成仪用

化学方法直接«

(3)该目的基因在导入受体细胞前需要与载体结合，目前经常使用的载体是。

(4)基因工程操作的第四步是目的基因的检测与鉴定，其中分子水平的检测又分三步：首先要检测转

基因生物的DNA上是否插入了目的基因，采用的技术是；其次还要检测

,方法同样是采用分子杂交技术；最后检测，方法是

________杂交。

10.科学家通过基因工程的方法，将苏云金芽抱杆菌的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一一抗虫棉。其过程大致如图所示，请分析回答:

(l)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一

DNA的特点.

(2)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。

(3)将目的基因导入受体细胞的方法有很多种，该题中涉及的是._______。

(4)目的基因能