2019-2020学年高中生物 第1章 基因工程 第3课时 基因工程的应用学案 浙科版选修3

第3课时基因工程的应用

[学习目标] 1.举例说出基因工程在遗传育种、疾病治疗和生态环境保护方面的应用。2.举例说出基因治疗的基本原理(含义、概念)。3.活动：提出生活中的疑难问题，设计用基因工程技术解决的方案。

一、基因工程与遗传育种

1.转基因植物

(1)传统育种方法的不足：培育新品种所需时间较长，而且远缘亲本难以杂交。

(2)植物基因工程的优势：能打破远缘亲本杂交不亲和的障碍。

(3)培育成功的转基因农作物：抗除草剂的转基因烟草、番茄和马铃薯；抗植物病毒的转基因烟草、番茄、苜蓿和马铃薯；抗害虫的转基因棉、番茄、烟草、马铃薯、水稻和杨树；耐贮存的转基因番茄等。

2.转基因动物

(1)含义：转入了外源基因的动物。

(2)培育优点：省时、省力。

(3)转基因动物优良性状举例：

①生长速度加快的转基因鼠、鱼和猪。

②具有抗病能力的转基因鸡和牛等。

归纳总结传统杂交育种与基因工程育种的区别

项目传统杂交育种基因工程育种

原理基因重组异源DNA(基因)重组

处理方法杂交→自交→筛选。先通过两个具有不

同优良性状的纯种杂交得到F1，然后再

将F1自交，人工筛选获取所需品种

提取→重组→导入→筛选→表达。即提取目

的基因→形成重组DNA分子→重组DNA分子

导入受体细胞→筛选含有目的基因的受体

细胞→目的基因的表达

优点操作简便可以按人的意愿改造生物，克服远缘杂交不亲和的障碍，目的性强，科技含量高

缺点育种时间长技术复杂、操作繁琐

例1 如图是利用基因工程培育抗虫植物的示意图。以下相关叙述，正确的是( )

A.①、②的操作中使用了限制性核酸内切酶和DNA 聚合酶

B.③→④过程利用了膜的结构特性，显微镜下观察③细胞的Ti 质粒是筛选标志之一

C.应用DNA 探针技术，可检测④细胞中目的基因是否表达

D.一般情况下，⑤只要表现出抗虫性状，就表明植株发生了可遗传变异

答案 D

解析 ①、②的操作表示形成重组DNA 分子，该过程中使用了限制性核酸内切酶和DNA 连接酶，A 项错误；光学显微镜下无法观察到质粒，该基因工程可以利用个体水平进行鉴定，即植株的叶片是否具有抗虫效果，B 项错误；检测④细胞中目的基因是否表达需要利用抗原—抗体杂交技术或个体水平的检测，C 项错误；一般情况下，⑤只要表现出抗虫性状，就表明植株发生了可遗传变异，D 项正确。 特别提醒 有关转基因植物的5点提醒

(1)培育转基因植物应用的技术：转基因技术、植物组织培养技术。

(2)转基因植物的培育原理：基因重组、植物细胞的全能性。

(3)外源基因与Ti 质粒连接需要限制性核酸内切酶和DNA 连接酶。

(4)转基因植物的培育优点????? ①所需时间较短②克服远缘亲本难以杂交的缺陷

(5)传统育种方法的不足：培育新品种所需时间较长，而且远缘亲本难以杂交。

例2 (2018·杭州高二检测)植物甲具有极强的耐旱性，其耐旱性与某个基因有关。若从该植物中获得该耐旱基因，并将其转移到耐旱性低的植物乙中，有可能提高后者的耐旱性。回答下列问题：

(1)理论上，基因文库含有这种生物的________(填“全部”或“部分”)基因。

(2)若要从植物甲中获得耐旱基因，可首先建立该植物的基因组文库，再从中________出所需的____________。

(3)将耐旱基因导入农杆菌，并通过农杆菌转化法将其导入植物________的体细胞中，经过一系列的过程得到再生植株。要确认该耐旱基因是否在再生植株中正确表达，应检测此再生植株中该基因的____________，如果检测结果呈阳性，再在田间实验中检测植株的__________是否得到提高。

(4)假如用得到的二倍体转基因耐旱植株自交，子代中耐旱与不耐旱植株的数量比为3∶1时，则可推测该耐旱基因整合到了______________________(填“同源染色体的一条上”或“同源染色体的两条上”)。

答案(1)全部(2)筛选耐旱基因(3)乙表达产物耐旱性(4)同源染色体的一条上解析(1)基因文库含有生物的全部基因。(2)植物甲具有极强的耐旱性，其耐旱性与某个基因有关，若要从植物甲中获得耐旱基因，可首先建立该植物的基因组文库，然后再从中筛选出所需的耐旱基因。(3)若从植物甲中获得该耐旱基因，并将其转移到耐旱性低的植物乙中，通常采用的方法是农杆菌转化法。将耐旱基因导入植物乙的体细胞后，经过植物组织培养得到再生植株。要确认该耐旱基因是否在再生植株中正确表达，应检测该耐旱基因是否合成了相应的蛋白质，即检测此再生植株中该基因的表达产物，如果检测结果呈阳性，说明已经合成了相应的蛋白质，这时再进行个体生物学检测，即在田间实验中检测植株的耐旱性是否得到提高。(4)假如用得到的二倍体转基因耐旱植株自交，子代中耐旱与不耐旱植株的数量比为3∶1，符合基因的分离定律，说明得到的二倍体转基因耐旱植株为杂合子，因此可推测该耐旱基因整合到了同源染色体的一条上。

二、基因工程与疾病治疗、生态环境保护

1.基因工程药物

(1)来源：利用基因工程培育“工程菌”来生产的药品。

(2)几种药物比较

2.基因治疗

(1)概念：基因治疗是向目标细胞中引入正常功能的基因，以纠正或补偿基因的缺陷，达到治疗的目的。

(2)原理：正常基因导入病人体内细胞并且表达产物发挥作用。

(3)成功的首例：重度免疫缺陷症的临床基因治疗。治疗过程如下图：

s 克隆人体正常的腺苷

酸脱氨酶基因(ada)――→

转入

有缺陷的T淋巴细胞

↓培养、转化

患者的症状缓解←患者的骨髓组织注射T淋巴细胞可以产生

腺苷酸脱氨酶(ADA)

特别提醒必须将腺苷酸脱氨酶基因转入患者的T淋巴细胞而不能是其他的细胞。腺苷酸脱氨酶是人体免疫系统发挥正常功能所必需的，T淋巴细胞中具有这种酶(ADA)才能使患者的免疫功能得到修复。

3.基因工程的应用与生态环境保护(连线)

归纳总结归纳基因工程应用的7个易错点

(1)Bt毒蛋白基因控制合成的Bt毒蛋白并无毒性，进入昆虫消化道被分解为多肽后产生毒性。

(2)具有抗虫基因的作物并不能抗寒、抗旱和抵抗各种病虫害，因为基因具有特异性。

(3)动物基因工程主要是为了改善畜产品的品质，而不是为了产生体型巨大的个体。

(4)工程菌不能生产人类所需要的所有蛋白质：对于复杂的蛋白质，如干扰素属于糖蛋白，不能利用细菌生产，可以通过酵母菌等真核生物生产。因为酵母菌为真核细胞，有内质网和高尔基体等细胞器，可以对核糖体合成的多肽进行糖基化等加工处理，从而得到人类所需要的蛋白质。

(5)青霉素是青霉菌产生的，不是通过基因工程产生的。

(6)并非所有个体都可作为乳腺生物反应器。操作成功的应该是雌性个体，个体本身的繁殖速度、泌乳量、蛋白质含量等都是应该考虑的因素。

(7)基因治疗是将人的正常基因或有治疗作用的基因通过一定方式导入人体靶细胞，以正常基因产物掩盖有缺陷基因产物达到治疗疾病的目的。受体细胞一般为体细胞而不是受精卵，基因治疗后只有一部分细胞含有正常基因。基因治疗没有影响原有基因，所以细胞中两种基因同时存在。

例3据报道，深圳某生物制品公司将人的乙肝抗原基因导入酵母菌，生产出的乙型肝炎疫苗致使婴儿接种后发生疑似预防接种异常反应，并已出现死亡病例。下列关于此乙肝疫苗的说法正确的是( )

A.乙肝抗原基因可从酵母菌基因文库中获得

B.转基因酵母菌生产乙肝疫苗的理论基础之一是生物共用一套遗传密码

C.转基因过程中用到的质粒是一种类似于染色体上链状DNA的遗传物质

D.将乙肝抗原基因导入酵母菌时用氯化钙处理酵母菌，可增大细胞膜的通透性

答案 B

解析乙肝抗原基因应从乙肝病毒中获得，A错误；乙肝病毒的基因能在酵母菌中表达出乙肝病毒的蛋白质是因为生物共用一套遗传密码，B正确；质粒是位于细胞质中的环状DNA，C

错误；用氯化钙处理酵母菌，可增大细胞壁的通透性，D 错误。

例4 《人类基因治疗》报道，在美国佛罗里达大学基因治疗中心接受基因治疗的三名遗传性失明患者都重新获得了一定的视力，并且没有严重的副作用。基因治疗是指( )

A.把健康外源基因导入有基因缺陷的细胞中，达到治疗疾病的目的

B.对有缺陷的细胞进行修复，从而使其恢复正常，达到治疗疾病的目的

C.运用人工诱变方法，使有基因缺陷的细胞发生基因突变，从而恢复正常

D.运用基因工程技术，把有缺陷的基因切除，达到治疗疾病的目的

答案 A

解析 基因治疗只是将正常的基因导入病人体内，使该基因的表达产物发挥功能，从而达到治疗疾病的目的，而细胞中的缺陷基因并未修复，和正常基因同时存在，基因治疗也不是切除病变基因或诱发其突变，因而B 、C 、D 的说法都不符合基因治疗的概念。 方法技巧 基因治疗的原理和过程

(1)基因治疗的原理

将正常基因或有治疗作用的基因通过一定方式导入靶细胞内，可以纠正基因缺陷而达到治疗疾病的目的。这种生物医学技术称为基因治疗。

(2)基因治疗的过程图解

????? 基因工程与遗传育种????? 转基因植物转基因动物基因工程与疾病治疗????? 基因工程药物：胰岛素、干扰素、乙型肝炎疫苗基因治疗：重度免疫缺陷症——ADA 基因发生了突变基因工程与生态环境保护

1.判断正误：

(1)转基因抗虫棉的抗虫效果的鉴定必须通过分子检测( )

(2)科学家培育出的抗害虫的转基因棉可以抵抗各种害虫( )

(3)转基因育种针对性强，可克服远缘杂交不亲和的障碍( )

(4)基因治疗就是用正常基因替换掉目标细胞中的缺陷基因( )

(5)基因治疗可以治疗各种疾病( )

(6)科学家已利用基因工程培育出能分解各种污染物的超级细菌( )

(7)大肠杆菌获得的能产生人生长激素的变异可以遗传( )

(8)转基因作物被动物食用后目的基因会转入动物体细胞中( )

(9)基因治疗已经在重度免疫缺陷症、B型血友病治疗方面取得了令人满意的成果，说明该技术已经成熟( )

答案(1)×(2)×(3)√(4)×(5)×(6)×(7)√(8)×(9)×

2.目前人类利用基因工程的方法成功培育出转基因抗虫棉，以下说法正确的是( )

A.抗虫基因与质粒结合后直接进入棉花的叶肉细胞表达

B.抗虫基因导入棉花叶肉细胞后，可通过传粉、受精的方法，使抗虫性状遗传下去

C.标记基因的作用是鉴别受体细胞中是否含有目的基因

D.转基因抗虫棉经过种植，棉铃虫不会产生抗性，这样可以有效消灭棉铃虫

答案 C

解析抗虫基因与质粒结合后需用农杆菌转化法导入棉花的叶肉细胞，不能直接进入棉花的叶肉细胞表达，A项错误；叶肉细胞是体细胞，其基因不能通过有性生殖进行遗传，可以通过植物组织培养技术，使抗虫性状遗传下去，B项错误；构建好的重组DNA分子中必须含有标记基因，以便于确定目的基因是否进入受体细胞内，C项正确；棉铃虫抗性的产生是基因突变的结果，但抗虫棉的自然选择会使棉铃虫的抗性基因频率升高，D项错误。

3.北极比目鱼中有抗冻基因，其编码的抗冻蛋白具有11个氨基酸的重复序列，该序列重复次数越多，抗冻能力越强。下图是获取转基因抗冻番茄植株的过程示意图，有关叙述正确的是( )

A.过程①获取的目的基因，可用于基因工程和比目鱼基因组测序

B.将多个抗冻基因编码区依次相连成能表达的新基因，不能得到抗冻性增强的抗冻蛋白

C.过程②构建的重组质粒缺乏标记基因，需要转入农杆菌才能进行筛选

D.应用DNA探针技术，可以检测转基因抗冻番茄植株中目的基因的存在及其完全表达

答案 B

解析图中①是获取目的基因的过程，获取的目的基因可用于基因工程，但不能用于比目鱼基因组测序，A错误；将多个抗冻基因编码区相连形成的能表达的新基因不再是抗冻基因，所以不能得到抗冻性增强的抗冻蛋白，B正确；②是重组DNA分子的构建过程，重组DNA分子通常由启动子、目的基因、终止子和标记基因构成，其中标记基因的作用是筛选重组质粒，利用农杆菌转化法只能将质粒导入受体细胞，不能对重组质粒进行筛选，C错误；利用DNA 探针技术检测目的基因是否导入受体细胞，利用抗原—抗体杂交技术检测目的基因是否表达，D错误。

4.(2019·湖州高二检测)单纯疱疹病毒胸苷激酶(HSV－TK)基因是最常用的“自杀”基因，其编码的胸苷激酶将原先对细胞无毒或毒性较低的药物前体，转化为毒性较强的活性药物，以达到杀死肿瘤细胞的目的。如图所示为HSV－TK基因导致的“自杀”原理，下列分析错误的是( )

A.肿瘤细胞的形成是原癌基因选择性表达的结果

B.肿瘤细胞的“自杀”现象属于细胞凋亡

C.“自杀”基因的成功表达对邻近肿瘤细胞有毒害作用

D.向肿瘤细胞中导入HSV－TK的治疗方法属于基因治疗

答案 A

解析肿瘤细胞的形成是原癌基因和抑癌基因发生突变的结果，A错误；肿瘤细胞的“自杀”是由于导入的HSV－TK基因编码的胸苷激酶将原先对细胞无毒或毒性较低的药物前体转化为强毒性的活性药物，所以该现象属于细胞凋亡，B正确；“自杀”基因的成功表达也会导致邻近肿瘤细胞死亡，即对邻近肿瘤细胞有毒害作用，C正确；向肿瘤细胞中导入HSV－TK的治疗方法属于基因治疗，D正确。

5.(2018·浙江五校联考)请回答下列有关基因工程方面的问题：

(1)科学家以卡那霉素抗性基因为标记基因，将来自加州月桂的硫酯酶编码基因(te)转入双低油菜品种中，获得了高油酸和高豆蔻酸转基因油菜新品种。在获取硫酯酶编码基因(te)的过程中，常使用____________________对供体的核酸分子进行特异性切割。为了提高重组DNA

分子导入细菌的概率，一般常用________处理。最终的受体细胞表达产生________，标志着转基因育种初步成功。

(2)下列关于基因工程的叙述正确的是( )

A.标记基因在受体细胞中的表达标志转基因育种成功

B.限制性核酸内切酶、DNA连接酶及载体是基因工程中常用的工具酶

C.卡那霉素抗性基因的表达提高了目的基因的导入概率

D.虽然目的基因来源于自然界，但依然存在安全性问题

答案(1)限制性核酸内切酶氯化钙硫酯酶(2)D

解析(1)获取目的基因(硫酯酶编码基因)，需用限制性核酸内切酶对含有目的基因的DNA 片段进行酶切。重组DNA分子导入细菌时，一般用氯化钙处理细菌，以增加细胞壁的通透性，提高重组DNA分子导入细菌的概率。基因工程完成的标志是获得目的基因产物，因此对于本题而言，获得硫酯酶即标志着转基因育种初步成功。(2)标记基因(如卡那霉素抗性基因)用于筛选含有目的基因的受体细胞，目的基因在受体细胞中表达才标志着转基因育种成功，A、C 错误；限制性核酸内切酶、DNA连接酶是基因工程中常用的工具酶，载体是基因工程的工具，不是工具酶，B错误；转基因食品可能会造成过敏、基因污染等，因此依然存在安全性问题，D正确。

题组一基因工程与遗传育种

1.有关基因工程的成果及应用的说法中，正确的是( )

A.用基因工程方法培育的抗虫植物也能抗病毒

B.基因工程在畜牧业上的应用主要是培育体型巨大、品质优良的动物

C.基因工程在农业上的应用主要是培育高产、稳产、品质优良和具有抗逆性的农作物

D.目前，在发达国家，基因治疗已用于临床实践

答案 C

解析运用基因工程方法培育的抗虫植物只能防御害虫，不能抵抗病毒，A错误；基因工程在畜牧业上应用的主要目的是用于改善畜牧产品的品质，B错误；基因治疗目前处于初期的临床试验阶段，D错误。

2.我国科学家已成功运用基因工程技术，将苏云金芽孢杆菌的抗虫基因导入棉花细胞并表达，培育出了抗虫棉。下列有关叙述错误的是( )

A.抗虫基因在棉花细胞的表达要依赖于碱基互补配对原则

B.重组DNA分子中一个碱基对改变，不一定导致毒蛋白的毒性丧失

C.抗虫棉的抗虫基因可通过花粉传递至近缘作物，从而造成基因污染

D.转基因棉花是否具有抗虫特性是通过检测棉花对抗生素抗性来确定的

答案 D

解析抗虫基因在棉花植株内的表达是转录和翻译过程，转录和翻译都涉及碱基互补配对原则，A正确；重组DNA分子中一个碱基对改变，不一定导致毒蛋白的毒性丧失，因为基因突变不一定导致生物性状的改变，B正确；抗虫基因可通过花粉传递给近缘作物，造成基因污染，C正确；检测转基因棉花是否具有抗虫特性，一般用该棉花的叶片饲喂棉铃虫，看棉铃虫是否死亡，D错误。

3.在应用农杆菌侵染植物叶片获得耐旱基因植株的实验步骤中，不需要的是( )

A.将耐旱基因导入农杆菌并通过农杆菌侵染植物叶片细胞

B.利用标记基因和选择培养基的作用筛选导入耐旱基因的细胞

C.显微镜观察目的基因是否正常表达

D.将转基因幼苗在干旱环境中栽培以检验植株的耐旱性

答案 C

解析应用农杆菌侵染植物叶片获得耐旱基因植株，需要将耐旱基因导入农杆菌并通过农杆菌侵染植物叶片细胞；利用标记基因和选择培养基的作用筛选导入耐旱基因的细胞；目的基因的表达属于分子水平的变化，用显微镜观察不到；将转基因幼苗在干旱环境中栽培，在个体水平上检验植株的耐旱性。

题组二基因工程与疾病治疗

4.腺苷酸脱氨酶(ADA)基因缺陷症是一种免疫缺陷病，对患者采用基因治疗的方法是取出患者的T淋巴细胞，进行体外培养时转入正常ADA基因，再将这些T淋巴细胞注入患者体内，使其免疫功能增强，能正常生活。下列有关叙述中，不正确的是( )

A.正常ADA基因替换了患者的缺陷基因

B.正常ADA基因通过控制ADA的合成来影响免疫功能

C.淋巴细胞需在体外扩增后再注射入患者体内

D.腺苷酸脱氨酶(ADA)基因缺陷症属于先天性免疫缺陷病

答案 A

解析基因治疗是将正常的基因导入到有基因缺陷的细胞中，正常的ADA基因可以控制合成正常的ADA来影响免疫功能，B正确；为获得大量含ADA正常基因的T淋巴细胞，需在体外扩增后再注入患者体内，C正确；腺苷酸脱氨酶(ADA)基因缺陷症是先天性免疫缺陷病，D正确。

5.科学家设法将生长激素基因导入其他生物体(细胞)内，从而获取大量的生长激素，应用于侏儒症的早期治疗。部分过程如图所示，下列分析错误的是( )

A.人的生长激素mRNA只能从人的垂体细胞中提取

B.过程①需要逆转录酶的参与

C.过程②之前常用同一种限制性核酸内切酶处理目的基因和质粒

D.人的生长激素基因可以导入其他生物细胞内，说明生物之间共用一套遗传密码

答案 D

解析基因表达具有选择性，一般情况下，人体的每个细胞中都含有生长激素基因，但只能在垂体细胞中表达出相应的mRNA和生长激素，A正确；过程①是以人的生长激素mRNA为模板，在逆转录酶的催化下，合成生长激素基因，B正确；过程②之前常用同一种限制性核酸内切酶处理目的基因和质粒，使它们产生相同的粘性末端，从而可以用DNA连接酶连接它们形成重组DNA分子，C正确；人的生长激素基因可以在其他生物细胞内表达出人的生长激素，说明生物之间共用一套遗传密码，D错误。

6.下列关于基因治疗的说法正确的是( )

A.基因治疗只能治疗一些传染病，如艾滋病

B.基因治疗的主要方法是让患者口服一些健康的外源基因

C.基因治疗的主要原理是引入健康基因并使之表达

D.基因治疗对心脑血管疾病和肿瘤等疾病的防治已取得重大突破

答案 C

解析基因治疗是指将健康基因导入有缺陷的细胞内，使该基因的表达产物发挥功能，从而达到治疗疾病的目的；目前，基因治疗的技术还不成熟，基因治疗还处在初级阶段，A、B、D 错误，C正确。

题组三基因工程与生态环境保护

7.美国农业部指导农民在种植转基因农作物时，要求农民在转基因农作物的行间种植一些普通的非转基因农作物，供害虫取食，这种做法的主要目的是( )

A.保护物种多样性

B.保护害虫的天敌

C.减缓害虫抗性基因频率增加的速率

D.维持农田生态系统中的能量流动

答案 C

解析由于非转基因农作物可供害虫取食，则抗转基因农作物害虫的数量增加较慢，可以减缓害虫抗性基因频率增加的速率，C正确。

8.科学家运用转基因技术，将苏云金芽孢杆菌的抗虫基因DXT转移到大白菜细胞中，培育出抗虫效果很好的优质大白菜，减少了农药的使用量，减轻了农药对环境的污染。下列说法正确的是( )

A.用苏云金芽孢杆菌直接感染大白菜就可得到转基因大白菜

B.DXT基因能在大白菜细胞中正常表达

C.转基因大白菜培育的过程中，可以用灭活的病毒作为载体

D.转基因大白菜能抵抗各种病虫害

答案 B

解析由于生物间存在生殖隔离，细菌感染时并不会把遗传物质传递给受感染生物，A错误；将抗虫基因DXT转移到大白菜细胞中，培育出抗虫效果很好的优质大白菜，说明DXT基因在大白菜细胞中得到了正常表达，B正确；在转基因植物培育过程中，载体常用土壤农杆菌的Ti质粒，C错误；苏云金芽孢杆菌的抗虫基因编码的蛋白质具有毒杀鳞翅目、双翅目、鞘翅目等昆虫的特性，并不能抵抗各种病虫害，D错误。

9.(2019·浙江模拟)科学家利用生物技术将人的生长激素基因导入小鼠受精卵的细胞核中，经培育获得一种转基因小鼠，其膀胱上皮细胞可以合成人的生长激素并分泌到尿液中，在医学研究及相关疾病治疗方面都具有重要意义。下列有关叙述错误的是( )

A.选择受精卵作为外源基因的受体细胞是因为这种细胞具有全能性

B.采用DNA分子杂交技术可检测外源基因在小鼠细胞内是否成功表达

C.人的生长激素基因能在小鼠细胞内表达，说明遗传密码在不同种生物中可以通用

D.将转基因小鼠体细胞进行核移植(克隆)，可以获得多个具有外源基因的后代

答案 B

解析选择受精卵作为外源基因的受体细胞是因为这种细胞具有全能性，A项正确；采用DNA 分子杂交技术可检测转基因生物的DNA上是否插入了目的基因，但不能检测外源基因在小鼠细胞内是否成功表达，B项错误；人的生长激素基因能在小鼠细胞内表达，说明遗传密码在不同种生物中可以通用，C项正确；将转基因小鼠体细胞进行核移植(克隆)，可以获得多个具有外源基因的后代，D项正确。

10.(2018·温州高二检测)科学家在河南华溪蟹中找到了金属硫蛋白基因，并以质粒为载体，采用转基因方法培育出了汞吸收能力极强的转基因烟草。下列有关该烟草培育的说法正确的是( )

A.金属硫蛋白基因需要插入质粒上，才能转移到受体细胞中

B.为培育出转基因烟草植株，应选择的受体细胞一定是烟草的受精卵

C.同种限制性核酸内切酶既可以切割目的基因又可以切割质粒，因此不具有专一性

D.转基因烟草与原烟草相比基因组成发生变化，导致两者出现生殖隔离

答案 A

解析质粒为基因工程中的载体，目的基因必须借助载体才能导入受体细胞，A正确；将目的基因导入植物细胞，可以选择体细胞，B错误；限制性核酸内切酶能识别特定的核苷酸序列，目的基因与质粒具备相同的核苷酸序列，因此具有专一性，C错误；转基因烟草与原烟草相比基因组成发生变化，但不一定会出现生殖隔离，只有当两者不能杂交或杂交不能产生可育后代，才会出现生殖隔离，D错误。

11.(2018·嘉兴一中适应改编)应用生物工程技术获得人们需要的新品种，请据图回答下列问题：

(1)基因工程的核心是________________，基本原理是让人们感兴趣的基因在宿主细胞中________________________________________________________________________。

(2)在a过程使用的工具酶有________。

A.胰蛋白酶和DNA连接酶

B.质粒与DNA连接酶

C.限制性核酸内切酶和DNA连接酶

D.限制性核酸内切酶和胰蛋白酶

(3)b过程常采用____________法。

(4)下列相关叙述正确的是________。

A.过程e通常需要用氯化钙处理以增加棉花细胞壁的通透性

B.过程f需要采用植物组织培养技术

C.抗虫基因一旦整合到棉花细胞的染色体上就能正常表达

D.检测抗虫棉是否出现抗虫性状可检测是否出现了相应的mRNA

答案(1)形成重组DNA分子稳定和高效地表达(2)C (3)显微注射(4)B

解析(1)基因工程的核心是形成重组DNA分子，基本原理是让人们感兴趣的基因在宿主细胞中稳定和高效地表达。(2)a过程表示形成重组DNA分子的过程，该过程需要利用限制性核酸内切酶获得目的基因，并对质粒进行切割形成相同的粘性末端，然后在DNA连接酶的作用下形成重组DNA分子，C项符合题意。(3)b过程表示将重组DNA分子导入受精卵，一般采用的方法为显微注射法。(4)过程e表示将重组DNA分子导入植物细胞，不需要用氯化钙处理，导

入微生物细胞时，需要用氯化钙处理微生物细胞以增加细胞壁的通透性，A错误；过程f表示将植物细胞培养成植株，采用植物组织培养技术，B正确；抗虫基因整合到棉花细胞的染色体上，还受到细胞内各种因素的影响，不一定能正常表达，C错误；检测抗虫棉是否出现抗虫性状，一般采用接种害虫的方法，若害虫取食棉花叶片后死亡，说明抗虫棉表现出抗虫性状，反之未出现抗虫性状，D错误。

12.(2018·金华高二检测)为增加油菜种子的含油量，研究人员尝试将酶D基因与位于叶绿体膜上的转运肽基因相连，导入油菜细胞并获得了转基因油菜品种：

(1)研究人员依据基因的已知序列设计引物，采用________技术从陆地棉基因文库中获取酶D 基因，从拟南芥基因文库中获取转运肽基因，三种限制性核酸内切酶(ClaⅠ、SacⅠ、XbaⅠ)的切割位点如图甲所示，则用__________和__________酶处理两个基因后，可得到________端与________端(填图中字母)相连的融合基因。

(2)将上述融合基因插入图乙所示Ti质粒的T－DNA中，构建________________并导入农杆菌中。将获得的农杆菌接种在含__________的固体培养基上培养得到含融合基因的单菌落，再利用液体培养基培养，可以得到用于转化的浸染液。

(3)剪取油菜的叶片放入浸染液中一段时间，此过程的目的是____________________________ ____________________________________________。

(4)用________________技术可检测转基因油菜的染色体DNA上是否插入了目的基因，用__________________技术可检测转基因油菜植株中的目的基因是否翻译成蛋白质。

答案(1)PCR ClaⅠDNA连接 A D (2)重组DNA分子四环素(3)利用农杆菌将融合基因导入油菜细胞(4)DNA分子杂交抗原—抗体杂交

解析(1)研究人员依据基因的已知序列设计引物，采用PCR技术从陆地棉基因文库中获取酶D基因，从拟南芥基因文库中获取转运肽基因。可以用ClaⅠ限制性核酸内切酶和DNA连接酶处理两个基因后，得到A、D端相连的融合基因。

(2)将融合基因插入图乙所示Ti质粒的T－DNA中，构建重组DNA分子并导入农杆菌中。将获得的农杆菌接种在含四环素的固体培养基上培养得到含融合基因的单菌落，再利用液体培养

基培养，可以得到用于转化的浸染液。

(3)剪取油菜的叶片放入浸染液中一段时间，此过程的目的是利用农杆菌将融合基因导入油菜细胞，进一步筛选后获得转基因油菜。

(4)用DNA分子杂交技术可检测转基因油菜的染色体DNA上是否插入了目的基因，用抗原—抗体杂交技术可检测转基因油菜植株中的目的基因是否成功表达出相关的蛋白质。

13.如图所示为人体正常红细胞和镰刀形细胞贫血症患者红细胞形态及镰刀形细胞贫血症的基因治疗过程。请回答以下问题：

(1)________图细胞为镰刀形细胞贫血症的红细胞。这种病是由____________造成的。

(2)图中A为______________________________，D为______________。

(3)写出图中过程的操作内容：

①________________________________________________________________________；

②用携带正常基因的载体(病毒)侵染造血干细胞；

③________________________________________________________________________；

④________________________________________________________________________。

(4)该方法属于________(填“体内”或“体外”)基因治疗，其特点是________________________________________________________________________。

(5)患者身体康复后，所生子女是否会携带镰刀形细胞贫血症基因？请说明理由。

答案(1)乙基因突变(2)合成血红蛋白的正常基因(或目的基因) 造血干细胞(3)①将正常基因插入载体中③将载体(携带正常基因)导入造血干细胞染色体上④将经过改造的造血干细胞输入患者骨髓中并产生正常的血细胞(4)体外操作复杂但效果较为可靠(5)如果该患者的镰刀形细胞贫血症是由于个体发育的受精卵时期基因突变引起的，子女会携带该致病基因；如果患者的镰刀形细胞贫血症是由于个体发育过程中后天基因突变引起的，其生殖细胞中不含致病基因，因此，不管是否经过基因治疗，子女都不含该致病基因。

解析(1)由于基因突变使红细胞形态上成为镰刀状而易破碎，故图甲是正常红细胞，图乙是镰刀形细胞。(2)在基因治疗过程中，A为目的基因，可以与载体结合后导入受体细胞中；D 作为受体细胞应是具有持续分裂能力的造血干细胞。(3)(4)基因治疗过程有四个步骤；其中③为将基因表达载体导入受体细胞D的染色体上，④为将具有正常功能的造血干细胞转移至体内，由此可知，此过程为体外基因治疗。(5)基因突变若发生在体细胞内一般不遗传给后代，

若发生在生殖细胞中可能遗传给后代。

14.在菲律宾首都马尼拉郊外的一片稻田里，一种被称为“金色大米”的转基因水稻已经悄然收获。这种转基因大米可以帮助人们补充每天必需的维生素A。由于含有可以生成维生素A 的β—胡萝卜素，它呈现金黄色泽，故称“金色大米”。“金色大米”的培育流程如图所示，请回答下列问题(已知限制性核酸内切酶Ⅰ的识别序列和切点是—G↓GATCC—，限制性核酸内切酶Ⅱ的识别序列和切点是—↓GATC—)：

(1)培育“金色大米”的基因工程操作五步曲中，其核心是________________________，通过该操作形成了图中的________(填字母)。

(2)在构建c的过程中质粒用____________________(填“限制性核酸内切酶Ⅰ”或“限制性核酸内切酶Ⅱ”)进行了切割。检验重组载体导入能否成功，需要利用________作为标记基因。

(3)为在短时间内大量获得目的基因，可用__________扩增的方法，其原理是________________________。

(4)除植物基因工程硕果累累之外。在动物基因工程、基因工程药物和基因治疗等方面也取得了显著成果，请列举出至少两方面的应用_________________________________________。答案(1)重组DNA分子的构建 c (2)限制性核酸内切酶Ⅰ基因Ⅰ(3)PCR技术DNA 双链复制

(4)乳腺生物反应器；体外基因治疗复合型免疫缺陷症

解析(1)基因工程的核心步骤是重组DNA分子的构建，构建成的重组DNA分子可用图中c 表示。(2)据图可知，限制性核酸内切酶Ⅰ的识别序列中包含了限制性核酸内切酶Ⅱ的识别序列，若使用限制性核酸内切酶Ⅱ对质粒进行切割，则基因Ⅰ和基因Ⅱ都会被破坏，因此应使用限制性核酸内切酶Ⅰ切割质粒。此时基因Ⅰ结构完整，可作为标记基因。(3)PCR技术是一项在生物体外复制特定DNA片段的核酸合成技术，其依据的原理是DNA双链复制。(4)考查基因工程应用的相关实例，答案合理即可。

高中生物高考题分类题基因工程

知识点一基因工程的概念 基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，并通过体外DNA重组和转基因等技术，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DNA分子水平上进行设计和施工的，因此又叫做DNA重组技术。 注意：对本概念应从以下几个方面理解： 知识点二基因工程的基本工具 1.限制性核酸内切酶——“分子手术刀” (1)限制性内切酶的来源：主要是从原核生物中分离纯化来的。 (2)限制性内切酶的作用：能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，并能将每一条链上特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键切开。 (3)限制性内切酶的切割方式及结果：①在中心轴线两侧将DNA切开，切口是黏性末端。②沿着中心轴线切开DNA，切口是平末端。 2.DNA连接酶——“分子缝合针” (1)来源：大肠杆菌、T4噬菌体 (2)DNA连接酶的种类：E.coliDNA连接酶和T4DNA连接酶。 (3)作用及作用部位：E.coliDNA连接酶作用于黏性末端被切开的磷酸二酯键，T4DNA 连接酶作用于黏性末端和平末端被切开的磷酸二酯键。 注意：比较有关的DNA酶 (1)DNA水解酶：能够将DNA水解成四种脱氧核苷酸，彻底水解成磷酸、脱氧核糖和含氮碱基 (2)DNA解旋酶：能够将DNA或DNA的某一段解成两条长链，作用的部位是碱基和碱基之间的氢键。注意：使DNA解成两条长链的方法除用解旋酶以外，在适当的高温(如94℃)、重金属盐的作用下，也可使DNA解旋。(3)DNA聚合酶：能将单个的核苷酸通过磷酸二酯键连接成DNA长链。 (4)DNA连接酶：是通过磷酸二酯键连接双链DNA的缺口。注意比较DNA聚合酶和DNA连接酶的异同点。 3.基因进入受体细胞的载体——“分子运输车”

基因工程和细胞工程

第一讲基因工程和细胞工程 1．(2014·广东卷，25)(双选)利用基因工程技术生产羧酸酯酶(CarE)制剂的流程如图所示，下列叙述正确的是( ) A．过程①需使用逆转录酶 B．过程②需使用解旋酶和PCR获取目的基因 C．过程③使用的感受态细胞可用NaCl溶液制备 D．过程④可利用DNA分子杂交鉴定目的基因是否已导入受体细胞 解析：过程①是以mRNA为模板合成DNA的过程，即逆转录过程，需要逆转录酶的催化，A正确；过程②表示利用PCR扩增目的基因，在PCR过程中，不需要解旋酶，是通过控制温度来达到解旋的目的，B错误；利用氯化钙处理大肠杆菌，使之成为感受态细胞。C错误；检测目的基因是否成功导入受体细胞的染色体DNA中，可以采用DNA分子杂交技术，D正确。 答案：AD 2．(2014·浙江卷，3)下列关于动物细胞培养的叙述，正确的是( ) A．连续细胞系的细胞大多具有二倍体核型 B．某些癌细胞在合适条件下能逆转为正常细胞 C．由多个祖细胞培养形成的细胞群为一个克隆 D．未经克隆化培养的细胞系细胞具有相同的性状 解析：连续细胞系的细胞其核型已发生改变；一个祖细胞培养形成的细胞群才为一个克隆；未经克隆化培养的细胞系细胞可能是不同细胞分裂形成的，其性状可能不同。 答案：B

3．(2014·重庆卷，4)如图是利用基因工程培育抗虫植物的示意图。以下相关叙述，正确的是( ) A．②的构建需要限制性核酸内切酶和DNA聚合酶参与 B．③侵染植物细胞后，重组Ti质粒整合到④的染色体上 C．④的染色体上若含抗虫基因，则⑤就表现出抗虫性状 D．⑤只要表现出抗虫性状就表明植株发生了可遗传变异 解析：构建载体需要限制酶和DNA连接酶，A错误；③侵染植物细胞后，重组Ti质粒上的T－DNA整合到④的染色体上，B错误；染色体上含有目的基因，但目的基因也可能不能转录或者不能翻译，或者表达的蛋白质不具有生物活性，C错误；植株表现出抗虫性状，说明含有目的基因，属于基因重组，为可遗传变异，D正确。 答案：D 4．(2014·江苏卷，23改编)下列关于基因工程技术的叙述，正确的是( ) A．切割质粒的限制性核酸内切酶均特异性地识别6个核苷酸序列 B．PCR反应中温度的周期性改变是为了DNA聚合酶催化不同的反应 C．载体质粒通常采用抗生素合成基因作为筛选标记基因 D．抗虫基因即使成功地插入到植物细胞染色体上也未必能正常表达 解析：限制性核酸内切酶大多是特异性识别6个核苷酸序列，但也有识别序列由4、5或8个核苷酸组成的，A错误；PCR中耐高温的DNA聚合酶只是在延伸阶段发挥催化作用，B 项错误；载体质粒上抗生素抗性基因可作为标记基因，供重组DNA的鉴定和选择，不是抗生素合成基因，C错误；目的基因导入了受体细胞不一定就都能正常表达，D正确。 答案：D 5．(2014·广东卷，29)铁皮石斛是我国名贵中药，生物碱是其有效成分之一，应用组

高中生物技术与生物工程基因工程和蛋白质工程第1节基因工程的原理学案

第一章基因工程和蛋白质工程 第一节基因工程的原理 1．简述基因工程的诞生。 2．简述基因工程的原理及技术。(重点) 3．尝试DNA的提取与鉴定。(难点) 1．诞生历程 2. (1)核酸限制性内切酶——“基因手术刀” (2)DNA连接酶——“基因缝纫针” ①作用：将两个DNA片段连接起来，修复被限制性内切酶切开的切口，拼接成新的DNA 分子。 ②种类：T4DNA连接酶(把限制性内切酶切开的黏性末端的缝隙“缝合”起来)。 (3)载体——“分子运输车” ①载体的特点 ⅰ.外源DNA的插入不影响载体在宿主细胞内的自我复制。 ⅱ.有适宜的限制性内切酶酶切位点，最好是对多种限制性内切酶有单一切点。 ⅲ.具有某些标记基因。 ⅳ.载体应对受体细胞无害。

②载体的种类： ⅰ.质粒：它是细菌中独立于细菌DNA之外的小型环状DNA分子。 ⅱ.噬菌体或其他一些病毒。 [合作探讨] 探讨1：下图表示限制性内切酶切割某DNA分子的过程，从下图中可知，该限制性内切酶能识别的碱基序列及其切割位点是什么？ 提示：GAATTC，切点在G和A之间。 探讨2：结合DNA复制的过程分析，限制性内切酶和DNA解旋酶的作用部位有何不同？ 提示：限制性内切酶作用于磷酸和脱氧核糖之间的磷酸二酯键，DNA解旋酶作用于两个碱基之间的氢键。 探讨3：如图，两个核酸片段在适宜条件下，经X酶的催化作用，发生了下述变化，则X酶是什么？ 提示：DNA连接酶。 [思维升华] 1．核酸限制性内切酶 (1)来源和种类 切割DNA的工具是核酸限制性内切酶，又叫限制酶，这类酶主要是从原核生物中分离纯化出来的。迄今已分离出的约有4 000种。 (2)作用 限制酶能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开。 (3)识别序列的组成 一般由6个核苷酸组成，少数由4、5或8个核苷酸组成。 (4)作用结果 当限制酶在它识别序列的中心轴线两侧将DNA的两条链分别切开时，产生的是黏性末端；而当限制酶在它识别序列的中心轴线处切开时，产生的则是平末端。

高中生物选修三基因工程知识点

高中生物选修三基因工程知识点 基因工程：是指按照人们的愿望，进行严格的设计，通过体外DNA重组和转基因技术，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。基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，又叫做DNA重组技术。 （一）基因工程的基本工具 1.“分子手术刀”——限制性核酸内切酶（限制酶） （1）来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的。 （2）功能：能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开，因此具有专一性。 （3）结果： 经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式：黏性末端和平末端。 2.“分子缝合针”——DNA连接酶 （1）两种DNA连接酶（E·coliDNA连接酶和T4-DNA连接酶）的比较： ①相同点：都缝合磷酸二酯键。 ②区别：E·coliDNA连接酶来源于大肠杆菌，只能将双链DNA片段互补的黏性末端之间的磷酸二酯键连接起来；而T4DNA连接酶能缝合两种末端，但连接平末端的之间的效率较低。 （2）与DNA聚合酶作用的异同：

（2）目的：获取大量的目的基因 （3）原理：DNA双链复制 （4）过程： 第一步：加热至90～95℃DNA解链为单链； 第二步：冷却到55～60℃，引物与两条单链DNA结合； 第三步：加热至70～75℃，热稳定DNA聚合酶从引物起始进行互补链的合成。 （5）特点：指数(2^n)形式扩增 第二步：基因表达载体的构建(核心) 1.目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传至下一代，使目的基因能够表达和发挥作用。 2.组成：目的基因＋启动子＋终止子＋标记基因 （1）启动子：是一段有特殊结构的DNA片段，位于基因的首端，是RNA 聚合酶识别和结合的部位，能驱动基因转录出mRNA，最终获得所需的蛋白质。 （2）终止子：也是一段有特殊结构的DNA片段，位于基因的尾端。（3）标记基因的作用：是为了鉴定受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来。常用的标记基因是抗生素基因。 第三步：将目的基因导入受体细胞 1.转化的概念：是目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程。 2.常用的转化方法：

基因工程(现代生物技术)应用前景与发展

基因工程的发展现状及前景 摘要： 从20世纪70年代初发展起来的基因工程技术，经过30多年来的进步与发展，已成为生物技术的核心内容。许多科学家预言，生物学将成为21世纪最重要的学科，基因工程及相关领域的产业将成为21世纪的主导产业之一近年来随着生物工程技术的发展，许多基因工程抗体陆续问世。基因工程研究和应用范围涉及农业、工业、医药、能源、环保等许多领域。 关键字： 基因工程；基因工程抗体；前景；现状；发展 一、基因工程介绍 1、基本定义 生物学家于20世纪50年代发现了DNA的双螺旋结构，从微观层面更进一步认识了人类及其他生物遗传的物质载体，这是人类在生物研究方面的一次重大突破。60年代以后，科学家开始破译生物遗传基因的遗传密码，简单地说，就是将控制生物遗传特征的每一种基因的核苷酸排列顺序弄清楚。在搞清楚某些单个基因的核苷酸排列顺序基础上，进而进行有计划、大规模地对人类、水稻等重要生物体的全部基因图谱进行测序和诠释。美国从1991年起，准备用15年时间完成人体基因组测序计划。[5] 基因工程（Genetic engineering）原称遗传工程。从狭义上讲，基因工程是指将一种或多种生物体（供体）的基因与载体在体外进行拼接重组，然后转入另一种生物体（受体）内，使之按照人们的意愿遗传并表达出新的性状。因此，供体、受体和载体称为基因工程的三大要素，其中相对于受体而言，来自供体的基因属于外源基因。除了少数RNA病毒外，几乎所有生物的基因都存在于DNA 结构中，而用于外源基因重组拼接的载体也都是DNA分子，因此基因工程亦称为重组DNA技术（DNA recombination）。另外，DNA重组分子大都需在受体细胞中

高中生物选修三基因工程主要知识点

高中生物选修三基因工程主要知识点（1.1、1.2） 一、基因工程：按照人们的意愿，进行严格的设计，并通过体外DNA重组和转基因等技术，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。 一、基因工程的三大工具：限制性核酸内切酶—“分子手术刀”；DNA连接酶—“分子缝合针”；基因进入受体细胞的载体—“分子运输车”。 二、限制性核酸内切酶的特点：能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，并且是每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键。 三、限制酶识别序列的特点：反向对称，重复排列。 四、限制酶在原核生物中的作用：切割外源DNA，保护细菌细胞。 五、为什么限制酶不剪切原核生物自身的DNA分子？原核生物本身不含相应特异性序列；对DNA分子进行甲基化修饰。 六、两种常见的DNA连接酶：E〃coli DNA连接酶：源自大肠杆菌，只连接黏性末端；T4DNA连接酶：提取自T4噬菌体，两种末端均可连接，连接平末端效率低。 七、DNA连接酶和DNA聚合酶的相同点：都是蛋白质；都能生成3'磷酸二酯键。不同：前者在两个片段之间形成3'磷酸二酯键，后者只能将单个核苷酸连接到已有片段上；前者不需要模版，后者需要。 八、载体需要满足的条件：有一到多个限制酶切点；对受体细胞无害；导入基因能在受体细胞内复制和表达；有某些标记基因；分子大小合适。 九、质粒：一种裸露的、结构简单、独立于细菌拟核DNA之外，并具有自我复制能力的很小的双链环状DNA分子。 十、标记基因的作用：鉴别受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来。 十一、三类载体：质粒；λ噬菌体的衍生物；动植物病毒。 十二、获取目的基因的方法：说法一：从自然界已有的物种中分体（鸟枪法、反转录法）、用人工的方法合成；说法二：从基因文库中获取（鸟枪法、反转录法）、利用PCR技术合成、用化学方法人工合成。 十三、基因库：一个物种中全部个体的全部基因的总和；基因文库：将含有某种生物不同基因的许多DNA片段，导入受体菌的群体中储存，个个受体菌分别含有这种生物的不同的基因；基因组文库：含有某种生物全部基因的基因文库；部分基因文库：只含有一种生物部分基因的基因文库；cDNA文库：用某种生物发育的某个时期的mRNA反转录产生的多种互补DNA片段，与载体连接后储存在一个受体菌群中。 十四、 文库类型cDNA文库基因组文库 文库大小小大 启动子无有 内含子无有 基因多少某种生物的部分基因某种生物的全部基因 物种间基因交流可以部分基因可以 十五、人工合成目的基因的两个条件：基因比较小；核苷酸序列已知。 十六、目的基因：主要是指编码蛋白质的基因，也可以使一些具有调控作用的因

基因工程和细胞工程

基因工程和细胞工程 一、单选题 1．如图是基因工程主要技术环节的一个基本步骤，这一步骤需要用到的工具是 A. DNA连接酶和解旋酶 B. DNA聚合酶和限制酶 C. 限制酶和DNA连接酶 D. DNA聚合酶和RNA聚合酶 【答案】C 【解析】图示表示基因表达载体的构建过程，该过程首先需要用限制酶切割含有目的基因的外源DNA分子和质粒，其次还需要用DNA连接酶将目的基因和质粒连接形成重组质粒，故选C。 2．下面关于植物细胞工程的叙述,正确的是（） A．叶肉细胞已经高度分化,无法表现出全能性 B．叶肉细胞经再分化过程可形成愈伤组织 C．融合植物叶肉细胞时,应先去掉细胞膜 D．叶肉细胞离体培养时,可以表现出全能性 【答案】D 【解析】 试题分析：叶肉细胞已经高度分化，但在体外培养的条件下也能表现出全能性，A错误；叶肉细胞经脱分化过程可形成愈伤组织，B错误；融合植物叶肉细胞时，应先去掉细胞壁，C错误；叶肉细胞离体培养时，可以表现出全能性，形成完整植株，D正确 考点：本题考查植物组织培养的相关知识，要求考生识记植物组织培养的原理、过程、条件等基础知识，掌握植物细胞具有全能性的原因，能结合所学的知识准确判断各选项。 3．如图为白菜一甘蓝杂种植株的培育过程。下列说法正确的是（） A．图示白菜一甘蓝植株不能结籽 B．愈伤组织的代谢类型是自养需氧型 C．上述过程中包含着有丝分裂、细胞分化和减数分裂

D．白菜一甘蓝杂种植株具有的性状是基因选择性表达的结果 【答案】D 【解析】白菜和甘蓝都是二倍体，它们的体细胞杂交后培育的“白菜-甘蓝”杂种植株中2个染色体组来自白菜，2个染色体组来自甘蓝，因为“白菜-甘蓝”属于异源四倍体，是可育的，能产籽，故A错误；愈伤组织是一种高度液泡化的呈无定型状态的薄壁细胞，不能进行光合作用产生有机物，因此愈伤组织的代谢类型是异养需氧型，故B错误；上述过程包括去壁、原生质体融合、植物组织培养等过程，其结果是形成“白菜-甘蓝”幼苗，并未发育到性成熟个体，因此整个过程中有有丝分裂和细胞分化，没有减数分裂过程，故C错误；任何性状都是基因选择性表达的结果，故D正确． 【考点定位】植物体细胞杂交的应用 【名师点睛】据图分析，植物细胞壁的成分是纤维素和果胶，去壁所用的是纤维素酶和果胶酶；原生质体融合所用的方法有物理法和化学法．物理法包括离心、振动、电激等，化学法一般是用聚乙二醇；再生细胞壁形成杂种细胞；脱分化形成愈伤组织，再分化形成“白菜一甘蓝”幼苗． 4．下列有关细胞工程的叙述中正确的一项是（） A．克隆不是无性繁殖 B．用体细胞克隆动物是通过核移植实现的 C．灭活病毒通过溶解磷脂双分子层诱导动物细胞融合 D．动物细胞培养与植物组织培养所用的培养基成分一样 【答案】B 【解析】 试题分析：克隆属于无性繁殖，故A错误。用体细胞克隆动物必须通过核移植才能实现，故B正确。灭活病毒诱导动物细胞融合不是溶解磷脂双分子层而是通过改变膜脂分子排列实现的，故C错误。动物细胞培养液通常需要加入血清，植物组织培养通常需要加入植物激素，故D错误。 考点：本题考查细胞工程相关知识，意在考察考生对知识点的识记理解掌握程度。5．以下哪种物质不可以用于植物细胞的诱导融合剂（） A．PEG B．灭活的病毒 C．离心 D．振动电激 【答案】B 【解析】 试题分析：灭活的病毒是动物细胞工程的诱导剂，不能用于植物细胞工程，故选B。 考点：本题考查植物细胞工程等相关知识，意在考察考生对知识点的识记理解掌握程度。6．下列有关植物细胞工程的叙述，正确的是（） A．在植物组织培养过程中，细胞的遗传物质一般都发生改变 B．植物细胞只要在离体状态下即可表现出全能性 C．植物组织培养过程中始终要保持适宜的光照 D．植物耐盐突变体可通过添加适量NaCl 的培养基培养筛选而获得 【答案】D 【解析】 试题分析：在植物组织培养过程中，细胞的遗传物质一般不发生改变，A错误；植物细胞的全能性指离体的组织器官的经过培养，发育成完整个体的潜能，B错误；植物组织培养过程中开始是要避光，C错误；植物耐盐突变体可通过添加适量NaCl 的培养基培养筛选而获得，D正确；答案是D。 考点：本题考查植物细胞工程的相关知识，意在考查考生理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系的能力。 7．植物组织培养的过程可以归纳为：①? ?再分化③→④；对此叙述有错误的 ?→ ?→ ?脱分化②? 是( ) A．②→③的再分化过程中，培养基中需要添加细胞分裂素与生长素

生物 选修三 基因工程

高中生物选修3第一章基因工程习题 一．单选题：每小题只有一个选项最符合题意。 1．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 2．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 3．限制性内切酶的作用实际上就是把DNA上某些化学键打断，一种能对GAATTC专一识别的限制酶，打断的化学键是：（） A．G与A之间的键 B．G与C之间的键 C．A与T之间的键 D．磷酸与脱氧核糖之间的键 4．下面图中a、b、c、d代表的结构正确的是：（） A．a—质粒RNA B．b—限制性外切酶 C．c—RNA聚合酶D．d—外源基因 5．苏云金芽孢杆菌的抗虫基因导入棉花细胞是否已表达，其检测方法是：（）A．是否有抗生素抗性 B．是否能检测到标记基因 C．是否有相应的性状 D．是否能分离到目的基因 6．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 ①该技术将导致定向变异②DNA连接酶把目的基因与运载体黏性末端的碱基对连接起来③蛋白质中的氨基酸序列可为合成目的基因提供资料④受精卵是理想的受体A．①②③④ B．①③④Ｃ．②③④Ｄ．①②④ 7．随着转基因技术的发展,基因污染也逐渐产生。下列有关基因污染的说法不正确的是：（）A．转基因作物可通过花粉扩散到它的近亲作物上，从而污染生物基因库 B．杂草、害虫从它的近亲获得抗性基因，可能破坏生态系统的稳定性 C．基因污染是一种不能增殖的污染 D．基因污染较难清除 8．美国农业部指导农民在种植转基因农作物时，要求农民在转基因农作物的行间种植一些普通的非转基因农作物，供害虫取食，这种做法的主要目的是：（） A．保护物种多样性 B．保护害虫的天敌

基因工程和细胞工程测试题(附答案,可用于考试)

5 高二生物《基因工程和细胞工程》测试题姓名班级 （时间：90分钟分数：100分） 一．选择题（本大题包括25题，每题2分，共50分。每题只有一个选项符合题意。） 1．以下说法正确的是（） A.所有的限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列 B．质粒是基因工程中惟一的运载体 C．运载体必须具备的条件之一是：具有多个限制酶切点，以便与外源基因连接D．质粒是广泛存在于细菌细胞中的一种颗粒状细胞器 2．植物体细胞杂交与动物细胞工程中所用技术与原理不．相符的是（） A．纤维素酶、果胶酶处理和胰蛋白酶处理——酶的专一性 B．植物组织培养和动物细胞培养——细胞的全能性 C．植物体细胞杂交和动物细胞融合——生物膜的流动性 D．紫草细胞培养和杂交瘤细胞的培养——细胞分裂 3．有关基因工程的叙述正确的是（） A.限制性内切酶只在获得目的基因时才用 B.重组质粒的形成在细胞内完成 C.质粒都可作运载体 D.蛋白质的结构可为合成目的基因提供资料 4．能克服远缘杂交障碍培育农作物新品种的技术是（） A.基因工程 B.组织培养 C.诱变育种 D.杂交育种 5．下列关于动物细胞培养的叙述，正确的是( ) A．培养人的效应T细胞能产生单克隆抗体 B．培养人的B细胞能够无限地增殖 C．人的成熟红细胞经过培养能形成细胞株 D．用胰蛋白酶处理肝组织可获得单个肝细胞 6．PCR技术扩增DNA,需要的条件是( ) ①目的基因②引物③四种脱氧核苷酸 ④DNA聚合酶等⑤mRNA⑥核糖体 A、①②③④ B、②③④⑤ C、①③④⑤ D、①②③⑥ 7．以下对DNA的描述，错误的是（） A.人的正常T淋巴细胞中含有人体全部遗传信息 B.同种生物个体间DNA完全相同 C.DNA的基本功能是遗传信息的复制与表达 D.一个DNA分子可以控制多个性状 8. 蛋白质工程中直接需要进行操作的对象是（） A.氨基酸结构 B.蛋白质空间结构 C.肽链结构 D.基因结构 9．细胞工程的发展所依赖的理论基础是（） A.DNA双螺旋结构模型的建立 B.遗传密码的确立及其通用性的发现 C.生物体细胞全能性的证明 D.遗传信息传递的“中心法则”的发现 10．下列不是基因工程中的目的基因的检测手段的是：（） A.分子杂交技术 B.抗原—抗体杂交 C.抗虫或抗病的接种 D.基因枪法 11．在以下4种细胞工程技术中，培育出的新个体中，体内遗传物质均来自一个亲本的是（） A.植物组织培养 B. 单克隆抗体 C. 植物体细胞杂交 D.细胞核移植 12．动物细胞融合与植物细胞融合相比特有的是（） A.基本原理相同 B.诱导融合的方法类 C.原生质体融合 D.可用灭活的病毒作诱导剂 13．下列哪一项属于克隆（） A．将鸡的某个DNA片段整合到小鼠的DNA分子中 B．将抗药菌的某基因引入草履虫的细胞内 C．将鼠骨髓细胞与经过免疫的脾细胞融合成杂交瘤细胞

基因工程与微生物

基因工程与微生物 基因工程（genetic engineering）又称基因拼接技术和DNA重组技术，是以分子遗传学为理论基础，以分子生物学和微生物学的现代方法为手段，将不同来源的基因按预先设计的蓝图，在体外构建杂种DNA分子，然后导入活细胞，以改变生物原有的遗传特性、获得新品种、生产新产品。基因工程技术为基因的结构和功能的研究提供了有力的手段。 一、基因工程的概况 基因工程是生物工程的一个重要分支，它和细胞工程、酶工程、蛋白质工程和微生物工程共同组成了生物工程。所谓基因工程（genetic engineering)是在分子水平上对基因进行操作的复杂技术。是将外源基因通过体外重组后导入受体细胞内，使这个基因能在受体细胞内复制、转录、翻译表达的操作。它是用人为的方法将所需要的某一供体生物的遗传物质——DNA大分子提取出来，在离体条件下用适当的工具酶进行切割后，把它与作为载体的DNA分子连接起来，然后与载体一起导入某一更易生长、繁殖的受体细胞中，以让外源物质在其中“安家落户”，进行正常的复制和表达，从而获得新物种的一种崭新技术。它克服了远缘杂交的不亲和障碍。 1974年，波兰遗传学家斯吉巴尔斯基（Waclaw Szybalski）称基因重组技术为合成生物学概念，1978年，诺贝尔生医奖颁给发现DNA 限制酶的纳森斯（Daniel Nathans）、亚伯（Werner Arber）与史密斯（Hamilton Smith）时，斯吉巴尔斯基在《基因》期刊中写道：限制酶将带领我们进入合成生物学的新时代。2000年，国际上重新提出合成生物学概念，并定义为基于系统生物学原理的基因工程 二、基因工程的基本步骤 （1）提取目的基因 获取目的基因是实施基因工程的第一步。如植物的抗病（抗病毒抗细菌）基因，种子的贮藏蛋白的基因，以及人的胰岛素基因干扰素基因等，都是目的基因。 要从浩瀚的“基因海洋”中获得特定的目的基因，是十分不易的。科学家们经过不懈地探索，想出了许多办法，其中主要有两条途径：一条是从供体细胞的DNA中直接分离基因；另一条是人工合成基因。 直接分离基因最常用的方法是“鸟枪法”，又叫“散弹射击法”。鸟枪法的具体做法是：用限制酶将供体细胞中的DNA切成许多片段，将这些片段分别载入运载体，然后通过运载体分别转入不同的受体细胞，让供体细胞提供的DNA（即外源DNA）的所有片段分别在各个受体细胞中大量复制（在遗传学中叫做扩增），从中找出含有目的基因的细胞，再用一定的方法把带有目的基因的DNA片段分离出来。如许多抗虫抗病毒的基因都可以用上述方法获得。 用鸟枪法获得目的基因的优点是操作简便，缺点是工作量大，具有一定的盲目性。又由于真核细胞的基因含有不表达的DNA片段，一般使用人工合成的方法。 目前人工合成基因的方法主要有两条。一条途径是以目的基因转录成的信使RNA 为模版，反转录成互补的单链DNA，然后在酶的作用下合成双链DNA，从而获得所需要的基因。另一条途径是根据已知的蛋白质的氨基酸序列，推测出相应的信使RNA序列，然后按照碱基互补配对的原则，推测出它的基因的核苷酸序列，再通过化学方法，

(完整版)高中生物基因工程试题

(完整版)高中生物基 因工程试题 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN

阶段质量检测(一) 基因工程 (时间：45分钟，满分：100分) 一、选择题(每小题3分，共45分) 1．下列有关基因工程技术的叙述，正确的是() A．重组DNA技术所用的工具酶是限制酶、连接酶和载体 B．所有的限制酶都只能识别同一种特定的核苷酸序列 C．只要是细菌中的质粒都可以直接作为基因工程中的载体 D．载体必须具备的条件之一是有多个限制酶切割位点，以便与外源基因进行连接2．(浙江高考)天然的玫瑰没有蓝色花，这是由于缺少控制蓝色色素合成的基因B，而开蓝色花的矮牵牛中存在序列已知的基因B。现用基因工程技术培育蓝玫瑰，下列操作正确的是() A．提取矮牵牛蓝色花的mRNA，经逆转录获得互补的DNA，再扩增基因B B．利用限制性核酸内切酶从开蓝色花矮牵牛的基因文库中获取基因B C．利用DNA聚合酶将基因B与质粒连接后导入玫瑰细胞 D．将基因B直接导入大肠杆菌，然后感染并转入玫瑰细胞 3．日本下村修、美国沙尔菲和钱永健因在发现绿色荧光蛋白(GFP)等研究方面做出突出贡献，获得2008年度诺贝尔化学奖。GFP在紫外光的照射下会发出绿色荧光。依据GFP 的特性，你认为该蛋白在生物工程中的应用价值是( ) A．作为标记基因，研究基因的表达 B．作为标记蛋白，研究细胞的转移 C．注入肌肉细胞，繁殖发光小白鼠 D．标记噬菌体外壳，示踪DNA路径 4．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 C．质粒只有在侵入宿主细胞后，才能在宿主细胞内复制 D．基因工程中常用的载体除了质粒外，还有核DNA、动植物病毒以及λ噬菌体的衍生物 5．下列有关基因工程的叙述正确的是( ) A．用同种限制性核酸内切酶切割载体与含目的基因的DNA片段可获得相同的黏性末端B．以蛋白质的氨基酸序列为依据合成的目的基因与原基因的碱基序列相同 C．检测到受体细胞中含有目的基因就标志着基因工程育种已经成功 D．质粒上抗生素的抗性基因有利于质粒与外源基因连接 6．下列有关基因工程和蛋白质工程步骤的叙述不．正确的是( )

基因工程和细胞工程

专题八现代生物科技专题 第一讲基因工程和细胞工程 1.(2012·浙江卷，1)用动、植物成体的体细胞进行离体培养，下列叙述正确的是() A．都需要用CO2培养箱 B．都需要用液体培养基 C．都要在无菌条件下进行 D．都可体现细胞的全能性 2．下列关于运用植物组织培养技术产生新个体的叙述，错误的是() A．属于无性生殖 B．主要理论依据是植物细胞具有全能性 C．培养过程中由于人工培养基含大量营养，不需光照就能发育成完整植株 D．人工培养基中含植物生长发育所需的全部营养物质，包括矿质元素、糖、维生素等3．(2012·安徽卷，4)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 4．限制酶是一种核酸内切酶，可识别并切割DNA分子上特定的核苷酸序列。下图为四种限制酶Bam HⅠ、EcoRⅠ、HindⅢ和BglⅡ的识别序列和切割位点： 切割出来的DNA黏性末端可以互补配对的是() A．Bam HⅠ和EcoRⅠ B．Bam HⅠ和HindⅢ C．Bam HⅠ和BglⅡ D．EcoRⅠ和HindⅢ 5．对于不同的生物，将重组基因导入受体细胞的方法有差异，下列方法不合适的是 () A．以质粒为运载体，利用大肠杆菌生产人的胰岛素时，可用氯化钙处理大肠杆菌B．以噬菌体为运载体，利用大肠杆菌生产人的凝血因子时，可使其直接侵染大肠杆菌C．以质粒为运载体，利用转基因羊生产人的乳铁蛋白时，可用显微注射技术将重组基因导入受精卵

高中生物选修3第一章基因工程习题及答案word版本

第Ⅱ卷非选择题 三．非选择题： 29．（7分）SARS 病毒能引起非典型肺炎，医生在治疗实践中发现，非典病人治愈后，其血清可用于治疗其他非典病人。有三位科学家分别从三个不同的方面进行了研究，其研究的方向如下图所示。请根据下图回答： SARS 病毒 [丙的研究] 抽取血清 蛋白质X [乙的研究] 注射 注射 灭活或 培养 非典病人B 治愈的病人B 非典病人D 减毒处理 动物实验 健康人C 健康人C 健康人C 治愈的病人D （1）从免疫学的角度看，SARS 病毒对于人来讲属于 ，治愈的病人A 的血清中因为含有 ，所以可用来治疗“非典”病人B 。 （2）甲的研究中，所合成或生产的蛋白质X 是 ，它可以通过化学的方法合成，也可以通过生物学方法—— 技术生产。 （3）乙的研究目的主要是制造出 以保护易感人群。图中使健康人C 获得抵抗“非典”病毒能力的过程，属于免疫学应用中的 免疫。 （4）图中丙主要研究不同国家和地区SARS 病毒的异同，再按照免疫学原理，为研究一种或多种 提供科学依据。 30．（8分）聚合酶链式反应(PCR 技术)是在实验室中以少量样品DNA 制备大量DNA 的生化技术，反应系统中包括微量样品DNA 、DNA 聚合酶、引物、足量的4种脱氧核苷酸及ATP 等。反应中新合成的DNA 又可以作为下一轮反应的模板，故DNA 数以指数方式扩增，其简要过程如右图所示。 （1）某个DNA 样品有1000个脱氧核苷酸，已知它的一条单链上碱基A:G:T:C=1:2:3:4，则经过PCR 仪五次循环后，将产生 个DNA 分子，其中需要提供胸腺嘧啶脱氧核苷酸的数量至少是 个。 （2）分别以不同生物的DNA 样品为模板合成的各个新DNA 之间存在差异，这些差异是 。 （3）请指出PCR 技术与转录过程的三个不同之处： ① 。 ② 。 循环重复 [甲的研究] 用激素等治疗 非典病人A 治愈的病人A 健康人合成或生产 其他辅助治疗 接种 提纯、

高中生物基因工程试题

阶段质量检测（一）基因工程 （时间：45分钟，满分：100分） 一、选择题（每小题3分，共45分） 1 ?下列有关基因工程技术的叙述，正确的是（） A. 重组DNA技术所用的工具酶是限制酶、连接酶和载体 B. 所有的限制酶都只能识别同一种特定的核苷酸序列 C. 只要是细菌中的质粒都可以直接作为基因工程中的载体 D. 载体必须具备的条件之一是有多个限制酶切割位点，以便与外源基因进行连接 2. （浙江高考）天然的玫瑰没有蓝色花，这是由于缺少控制蓝色色素合成的基因B,而 开蓝色花的矮牵牛中存在序列已知的基因B。现用基因工程技术培育蓝玫瑰，下列操作正确 的是（） A. 提取矮牵牛蓝色花的mRNA经逆转录获得互补的DNA再扩增基因B B. 利用限制性核酸内切酶从开蓝色花矮牵牛的基因文库中获取基因B C. 利用DNA聚合酶将基因B与质粒连接后导入玫瑰细胞 D. 将基因B直接导入大肠杆菌，然后感染并转入玫瑰细胞 3. 日本下村修、美国沙尔菲和钱永健因在发现绿色荧光蛋白（GFP）等研究方面做出突出贡献，获得2008年度诺贝尔化学奖。GFP在紫外光的照射下会发出绿色荧光。依据GFP的特性，你认为该蛋白在生物工程中的应用价值是（） A. 作为标记基因，研究基因的表达 B. 作为标记蛋白，研究细胞的转移 C. 注入肌肉细胞，繁殖发光小白鼠 D. 标记噬菌体外壳，示踪DNA路径 4. 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 C. 质粒只有在侵入宿主细胞后，才能在宿主细胞内复制 D. 基因工程中常用的载体除了质粒外，还有核 DNA动植物病毒以及入噬菌体的衍生物

高中生物专题复习：基因工程和细胞工程

基因工程和细胞工程 1．为增加油菜种子的含油量,科研人员将酶D基因与位于叶绿体膜上的转运肽基因相连,导入油菜细胞并获得了转基因油菜品种。 (1)研究人员采用PCR技术获取酶D基因和转运肽基因,该技术是利用________的原理,使相应基因呈指数增加。所含三种限制酶(XbaⅠ、ClaⅠ、SacⅠ)的切点如图所示,则用________和________处理两个基因后,可得到酶D基因和转运肽基因的融合基因。 (2)将上述融合基因插入上图所示Ti质粒的________中,构建基因表达载体并导入农杆菌中。为了获得含融合基因的单菌落,应进行的操作是______________________________。 随后再利用液体培养基将该单菌落菌株振荡培养,可以得到用于转化的侵染液。 (3)剪取油菜的叶片放入侵染液中一段时间的目的是_____________________________, 进一步筛选后获得转基因油菜细胞,提取上述转基因油菜的mRNA,在逆转录酶的作用下获得cDNA,再依据________的DNA片段设计引物进行扩增,对扩增结果进行检测,可判断融合基因是否完成________。最后采用抗原—抗体杂交法可检测转基因油菜植株中的融合基因是否成功表达。 答案：(1)DNA双链复制ClaⅠDNA连接酶 (2)T-DNA将获得的农杆菌接种在含四环素的固体培养基上培养 (3)利用农杆菌将融合基因导入油菜细胞融合基因转录 2．人外周血单核细胞能合成白细胞介素2(IL?2)。该蛋白可增强机体免疫功能,但在体内易被降解。研究人员将IL?2基因与人血清白蛋白(HSA)基因拼接成一个融合基因,在酵母菌中表达出具有IL?2生理功能且不易降解的IL?2?HSA融合蛋白,技术流程如图。请回答： (1)图中③过程的模板是________,表达载体1中的位点________应为限制酶BglⅡ的识别位点,才能成功构建表达载体2。 (2)表达载体2导入酵母菌后,融合基因转录出的mRNA中,与IL?2蛋白对应的碱基序列不能含有

高三生物知识点归纳：基因工程及其应用

高三生物知识点归纳：基因工程及其应用 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。 高考生物知识点归纳 2.原理基因重组 3.工具： A.基因的”剪刀”：限制性内切酶 ①分布：主要在微生物中。 ②作用特点：特异性，即识别特定核苷酸序列，切割特定切点。 ③结果：产生黏性未端(碱基互补配对)。 B.基因的”针线”：DNA连接酶 ①连接的部位：磷酸二酯键，不是氢键。 ②结果：两个相同的黏性未端的连接。 C.基因的”运载工具”：运载体 ①作用：将外源基因送入受体细胞。 ②具备的条件：a、能在宿主细胞内复制并稳定地保存。b、具有多个限制酶切点。 c、有某些标记基因。 ③种类：质粒、噬菌体和动植物病毒。 ④质粒的特点：质粒是基因工程中最常用的运载体。 4.基因操作的基本步骤： ①提取目的基因：人们所需要的特定基因，如人的胰岛素基因、抗虫基因、抗病基因、干扰素基因等 ②目的基因与运载体结合(以质粒为运载体)：用同一种限制酶分别切割目的基

因和质粒DNA(运载体)，使其产生相同的黏性末端，将切割下的目的基因与切割后的质粒混合，并加入适量的DNA连接酶，使之形成重组DNA分子(重组质粒) ③将目的基因导入受体细胞常用的受体细胞：大肠杆菌、枯草杆菌、土壤农杆菌、酵母菌、动植物细胞 ④目的基因检测与表达 检测方法如：质粒中有抗菌素抗性基因的大肠杆菌细胞放入到相应的抗菌素中，如果正常生长，说明细胞中含有重组质粒。 表达：受体细胞表现出特定性状，说明目的基因完成了表达过程。如：抗虫棉基因导入棉细胞后，棉铃虫食用棉的叶片时被杀死;胰岛素基因导入大肠杆菌后能合成出胰岛素等。

基因工程与细胞工程

基因工程的概念 基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，通过体外DNA重组和转基因技术，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。基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，又叫做DNA 重组技术。 （一）基因工程的基本工具 1.“分子手术刀”——限制性核酸内切酶（限制酶） （1）来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的。 （2）功能：能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开，因此具有专一性。 （3）结果：经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式：黏性末端和平末端。 2.“分子缝合针”——DNA连接酶 (1)两种DNA连接酶（E·coliDNA连接酶和T4-DNA连接酶）的比较： ①相同点：都缝合磷酸二酯键。 ②区别：E·coliDNA连接酶来源于大肠杆菌，只能将双链DNA片段互补的黏性末端之间的磷酸二酯键连接起来； 而T4DNA连接酶能缝合两种末端，但连接平末端的之间的效率较低。 (2)与DNA聚合酶作用的异同: DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有的核苷酸片段的末端，形成磷酸二酯键。DNA连接酶是连接两个DNA片段的末端，形成磷酸二酯键。 DNA连接酶DNA聚合酶 不同点连接的DNA 双链单链 模板不要模板要模板 连接的对象2个DNA片段单个脱氧核苷酸加到已存在的单链DNA片段上相同点作用实质形成磷酸二酯键 化学本质蛋白质 3.“分子运输车”——载体 （1）载体具备的条件：①能在受体细胞中复制并稳定保存。 ②具有一至多个限制酶切点，供外源DNA片段插入。 ③具有标记基因，供重组DNA的鉴定和选择。 （2）最常用的载体是质粒,它是一种裸露的、结构简单的、独立于细菌染色体之外，并具有自我复制能力的双链环状DNA分子。 （3）其它载体：λ噬菌体的衍生物、动植物病毒 (二)基因工程的基本操作程序 第一步：目的基因的获取 1.目的基因是指：编码蛋白质的结构基因。 2.原核基因采取直接分离获得，真核基因是人工合成。人工合成目的基因的常用方法有反转录法_和化学合成法_。 3.PCR技术扩增目的基因 （1）PCR的含义：是一项在生物体外复制特定DNA片段的核酸合成技术。 （2）目的：获取大量的目的基因 （3）原理：DNA双链复制 （4）过程：第一步：加热至90～95℃DNA解链为单链； 第二步：冷却到55～60℃，引物与两条单链DNA结合； 第三步：加热至70～75℃，热稳定DNA聚合酶从引物起始进行互补链的合成。 （5）特点：指数(2n)形式扩增 第二步：基因表达载体的构建(核心) 1.目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传至下一代，使目的基因能够表达和发挥作用。 2.组成：目的基因＋启动子＋终止子＋标记基因 （1）启动子：是一段有特殊结构的DNA片段，位于基因的首端，是RNA聚合酶识别和结合的部位，能驱动基因转录出mRNA，最终获得所需的蛋白质。 （2）终止子：也是一段有特殊结构的DNA片段，位于基因的尾端。

试述基因及基因工程技术与人类生存与发展之间的关系

试述基因及基因工程技术与人类生存与发展之间的关系 学院：物理科学与工程技术学院姓名：学号： 摘要： 科学界预言，21世纪是一个基因工程世纪。基因工程是在分子水平对生物遗传作人为干预，要认识它，我们先从生物工程谈起：生物工程又称生物技术，是一门应用现代生命科学原理和信息及化工等技术，利用活细胞或其产生的酶来对廉价原材料进行不同程度的加工，提供大量有用产品的综合性工程技术。 生物工程的基础是现代生命科学、技术科学和信息科学。生物工程的主要产品是为社会提供大量优质发酵产品，例如生化药物、化工原料、能源、生物防治剂以及食品和饮料，还可以为人类提供治理环境、提取金属、临床诊断、基因治疗和改良农作物品种等社会服务。这对我们人类社会一切生物的生存与发展将会带来巨大的影响。 关键字：基因工程，转基因，安全性，人类健康。 1 基因工程 1.1 定义 基因工程（genetic engineering;gene engineering）又名重组脱氧核糖核酸技术(recombinant DNA technique) ，狭义的基因工程仅指用体外重组DNA技术去获得新的重组基因；广义的基因工程则指按人们意愿设计，通过改造基因或基因组而改变生物的遗传特性。如用重组DNA技术，将外源基因转入大肠杆菌中表达，使大肠杆菌能够生产人所需要的产品；将外源基因转入动物，构建具有新遗传特性的转基因动物；用基因敲除手段，获得有遗传缺陷的动物等。 1.2 发展 1866年，奥地利遗传学家孟德尔神父发现生物的遗传基因规律；1868年，瑞士生物学家弗里德里希发现细胞核内存有酸性和蛋白质两个部分。酸性部分就是后来的所谓的DNA；1882年，德国胚胎学家瓦尔特弗莱明在研究蝾螈细胞时发现细胞核内的包含有大量的分裂的线状物体，也就是后来的染色体；1944年，美国科研人员证明DNA是大多数有机体的遗传原料，而不是蛋白质；1953年，美国生化学家华森和英国物理学家克里克宣布他们发现了DNA的双螺旋结果，奠下了基因工程的基础；1980年，第一只经过基因改造的老鼠诞生；1996年，第一只克隆羊诞生；1999年，美国科学家破解了人类第22组基因排序列图；未来的计划是可以根据基因图有针对性地对有关病症下药。 2 基因工程应用 2.1 农牧业、食品工业 运用基因工程技术，不但可以培养优质、高产、抗性好的农作物及畜、禽新品种，还可以培养出具有特殊用途的动、植物。 2.1.1转基因鱼 生长快、耐不良环境、肉质好的转基因鱼（中国）。 2.1.2.转基因牛 乳汁中含有人生长激素的转基因牛（阿根廷）。 2.1.3转黄瓜抗青枯病基因的甜椒 2.1.4转鱼抗寒基因的番茄 2.1.5转黄瓜抗青枯病基因的马铃薯