1..下列对基因工程的理解，正确的是( )
①可按照人们的意愿，定向改造生物遗传特性的工程
②对基因进行人为删减或增添某些碱基
③是体外进行的人为的基因重组
④在实验室内，利用相关的酶和原料合成DNA
⑤主要技术为体外DNA重组技术和转基因技术
⑥在DNA分子水平上进行操作
A．①②③④⑤⑥ B．①③④⑤⑥
C．①③⑤⑥ D．①②③⑤⑥
解析：选C。基因工程是对现有基因的剪切和重组，并没有对基因进行改造，也不是要合成新的DNA。
2.(2012·成都七中高二检测)下列有关基因工程中限制性内切酶的描述，正确的是( )
A．限制性内切酶只能识别6个或8个脱氧核苷酸组成的序列
B．限制性内切酶的活性受温度的影响
C．限制性内切酶能识别和切割RNA
D．限制性内切酶只能从原核生物中提取
解析：选B。限制性内切酶能够识别并切割双链DNA上特定的核苷酸序列，多数限制性内切酶能够识别6个核苷酸组成的序列，少数可以识别4、5或者8个核苷酸组成的序列。限制性内切酶的化学本质是蛋白质，活性受温度影响。限制性内切酶主要从原核生物中获得，同时在某些真核生物细胞内也存在，例如酵母菌。
3.下列关于DNA连接酶的理解正确的是( )
A．其化学本质是蛋白质
B．DNA连接酶可以恢复DNA分子中的氢键
C．它不能被反复使用
D．在基因工程操作中可以用DNA聚合酶代替DNA连接酶
解析：选A。DNA连接酶的化学本质是蛋白质。它只可以恢复双链DNA片段间的磷酸二酯键，氢键是分子间的静电吸引力，不需要酶的催化形成。DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有DNA片段上，仅在DNA复制时使用。无论何种酶都是催化剂，不作为反应物，可被反复使用。
4.基因工程的运输工具——载体，必须具备的条件之一及理由是( )
A．能够在宿主细胞中稳定地保存下来并大量复制，以便提供大量的目的基因
B．具有多个限制酶切点，以便于目的基因的表达
C．具有某些标记基因，以便为目的基因的表达提供条件
D．能够在宿主细胞中复制并稳定保存，以便于进行筛选
解析：选A。本题考查载体必须具备的条件和理由，条件与理由必须相符。作为载体要携带目的基因进入受体细胞并使之表达，必须能够在宿主细胞内稳定地保存并大量复制，以便通过复制提供大量的目的基因，所以A项是正确的。载体要具有某些标记基因，是为了判断目的基因是否进入了受体细胞，从而进行受体细胞的筛选。载体要具有多个限制酶切点，则是为了便于与外源基因连接。
5.(2012·西安铁一中高二检测)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( )
实验推论
实验现象
在含青霉素培养基上生长情况
在含四环素培养基上生长情况
目的基因插入位置
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
解析：选B。目的基因插入a、b两处分别破坏了抗四环素基因、抗青霉素基因，则在含有四环素、青霉素的培养基上不能生长。
6.下表中列出了几种限制酶识别序列及其切割位点，图1、图2中箭头表示相关限制酶的酶切位点。请回答下列问题：
(1)一个图1所示的质粒分子经SmaⅠ切割前后，分别含有________个游离的磷酸基团。
(2)若对图中质粒进行改造，插入的SmaⅠ酶切位点越多，质粒的热稳定性越________。
(3)用图中的质粒和外源DNA构建重组质粒，不能使用SmaⅠ切割，原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)与只使用EcoRⅠ相比较，使用BamHⅠ和HindⅢ两种限制酶同时处理质粒、外源DNA优点在于可以防止___________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)为了获取重组质粒，将切割后的质粒与目的基因片段混合，并加入________酶。
(6)现使用BamHⅠ和HindⅢ两种限制酶同时处理质粒、外源DNA，并经拼接获得的重组质粒进行再次酶切，假设所用的酶均可将识别位点完全切开，请根据图1、2中标示的酶切位点及表所列的识别序列，对以下酶切结果作出判断。
①采用BamHⅠ和HindⅢ酶切，得到________种DNA片段。
②采用EcoRⅠ和HindⅢ酶切，得到________种DNA片段。
解析：(1)该质粒为环状DNA，经SmaⅠ切割前，不含有游离的磷酸基团，经SmaⅠ切割后形成平末端，含有2个游离的磷酸基团。
(2)SmaⅠ识别的是CCCGGG序列，在C与G之间切割，SmaⅠ酶切位点越多，也就是C—G碱基对越多，C与G之间的氢键(3个)比A与T之间的氢键(2个)数量多，其含量越多，质粒的热稳定性越高。
(3)据图1可知，SmaⅠ切割位点在抗生素抗性基因(标记基因)中，据图2可知，SmaⅠ切割位点在目的基因中，因此使用SmaⅠ切割会破坏质粒的抗性基因、外源DNA中的目的基因。
(4)用同一种限制酶处理质粒和外源DNA，再用DNA连接酶连接时，往往会有三种连接形式：目的基因—质粒、目的基因—目的基因(环化)、质粒—质粒(环化)，后两种是我们不需要的，因而要进行筛选。用两种限制酶处理质粒和外源DNA，因形成的末端不同可避免上述情况的发生。
(5)连接质粒与目的基因的工具酶是DNA连接酶。
(6)分析由BamHⅠ和HindⅢ两种限制酶同时处理质粒、外源DNA，并经拼接获得的重组质粒，这两种酶的识别序列仍然完整存在，如再用BamHⅠ和HindⅢ两种限制酶进行酶切时，可再度被切开，形成2种DNA片段；而EcoR Ⅰ 的识别序列在原质粒中存在并没有破坏，同时切下的目的基因中还存在1个EcoRⅠ的识别序列，因此在重组质粒中存在2个EcoRⅠ的识别序列，如用EcoRⅠ和HindⅢ酶切，可得到3种DNA片段。
答案：(1)0、2 (2)高
(3)SmaⅠ会破坏质粒的抗性基因和外源DNA中的目的基因
(4)质粒和含目的基因的外源DNA片段自身环化
(5)DNA连接 (6)2 3
1．限制性核酸内切酶能够识别双链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。
2．DNA连接酶能够将被限制酶切下来的DNA片段拼接成新的DNA分子。
3．在基因工程中使用的载体除质粒外，还有λ噬菌体的衍生物、动植物病毒等。
1.基因工程是一种新兴生物技术，实施该工程的最终目的是( )
A．定向提取生物体DNA分子
B．定向对DNA分子进行人工“剪切”
C．在生物体外对DNA分子进行改造
D．定向改造生物遗传性状
解析：选D。基因工程也称DNA重组技术，它是按照人类的意愿，将某种基因有计划地转移到另一种生物中去的新技术，故实施该工程的最终目的是定向改造生物的遗传性状。
2.如表列举了部分限制酶及其识别的核苷酸序列和切点，下列叙述错误的是( )
A.Apa Ⅰ 与PspOM Ⅰ识别的核苷酸序列相同，但两者切割DNA形成的黏性末端不同
B．不同限制酶可识别相同的核苷酸序列，同一种限制酶也可识别不同的核苷酸序列
C．BciT130 Ⅰ将其识别的核苷酸序列切开后，形成的黏性末端都能连接在一起
D．Eco72 Ⅰ切割的化学键和RNA聚合酶、DNA聚合酶催化合成的化学键相同
解析：选C。Apa Ⅰ与PspOM Ⅰ识别的序列都是，由于切点不同，形成的黏性末端也就不同，A正确；从表格信息可知，B正确；BciT130 Ⅰ可识别和序列，经切割后形成的黏性末端不能互连，C错误；Eco72 Ⅰ切割的是磷酸二酯键，RNA聚合酶、DNA聚合酶催化合成的也是磷酸二酯键，D正确。
3.(2012·北大附中高二检测)下列关于DNA连接酶的叙述正确的是( )
①催化相同黏性末端的DNA片段之间的连接
②催化不同黏性末端的DNA片段之间的连接
③催化两个黏性末端互补碱基间氢键的形成
④催化DNA分子两条链的脱氧核糖与磷酸之间磷酸二酯键的形成
A．①③ B．②④
C．②③ D．①④
解析：选D。在DNA重组技术中，两个DNA片段间必须有相同的黏性末端才能互补配对，进行结合；具有相同黏性末端的DNA分子连接时，DNA连接酶的作用是催化脱氧核苷酸链的脱氧核糖与磷酸之间磷酸二酯键的形成，即把“梯子”的“扶手”缝合起来。
4.关于磷酸二酯键的说法正确的是( )
A．只有目的基因中存在
B．只有质粒分子中存在
C．DNA单链或双链分子都存在
D．只存在于双链DNA分子中
解析：选C。在DNA的分子结构中，双链DNA分子的每一条链及单链DNA分子中相邻脱氧核苷酸之间是以磷酸二酯键相连的，故C正确。
5.两个具有相同黏性末端的DNA片段，在条件适宜时，经酶的作用合成一个重组DNA分子。该酶是( )
A．DNA连接酶 B．RNA聚合酶
C．DNA聚合酶 D．限制性内切酶
解析：选A。本题考查几种酶的作用。DNA连接酶可以连接两个DNA片段之间的磷酸二酯键形成一个DNA分子；RNA聚合酶可以催化单个游离的核糖核苷酸形成RNA；DNA聚合酶可以催化单个游离的脱氧核糖核苷酸形成DNA；限制性内切酶可以将DNA分子从特定的位点切割成两个DNA片段。
6.质粒是基因工程最常用的载体，下列关于质粒的说法正确的是( )
A．质粒在宿主细胞内都要整合到染色体DNA上
B．质粒是独立于细菌拟核DNA之外的小型细胞器
C．基因工程操作中的质粒一般都是经过人工改造的
D．质粒上碱基之间数量存在A＋G＝U＋C
解析：选C。基因工程使用的载体需有一至多个酶切位点，具有自我复制的能力，有标记基因，对受体细胞安全，且分子大小适合。而自然存在的质粒DNA分子并不完全具备上述条件，都要进行人工改造后才能用于基因工程操作。而质粒进入宿主细胞后不一定都要整合到染色体DNA上，如宿主细胞是细菌细胞则不需整合。质粒是小型环状双链DNA分子而不是细胞器，也不会有碱基U。
7.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
解析：选C。每一种限制性内切酶切割DNA后会留下特征性的黏性末端，同时一次切割后，会把DNA分割成两个片段，且不同的限制酶切割后的片段不一样，如果将题图中的三个切割位点自左至右依次标为甲、乙、丙，在甲处切，可产生两个片段，即a和右边的b＋c＋d段，如果只在乙处切，就有a＋b和c＋d段，如果只在丙处切，就有a＋b＋c和d段，在甲、乙两处同时切，就有a、b和c＋d段，在乙、丙处同时切，就有a＋b和c、d段，在甲、丙两处同时切，就有a、b＋c、d段三种片段，在甲、乙、丙三处同时切，就有a、b、c、d四种片段。所以本题应该选C。
8.一环状DNA分子，设其长度为1。限制性内切酶A在其上的切点位于0.0处；限制性内切酶B在其上的切点位于0.3处；限制性内切酶C的切点未知。但C单独切或与A或B同时切的结果如下表，请确定C在该环形DNA分子的切点应位于图中的( )
C单切
长度为0.8和0.2的两个片段
C与A同时切
长度为2个0.2和1个0.6的片段
C与B同时切
长度为2个0.1和1个0.8的片段
A.0.2和0.4处 B．0.4和0.6处
C．0.5和0.7处 D．0.6和0.9处
解析：选A。从C与A同时切，存在长度为2个0.2的片段，说明C切点在A切点两侧，从C与B同时切，存在长度为2个0.1的片段，说明C切点在B切点两侧，再分析两次切割的其他片段，可发现A项是正确的。
.(2012·雅礼中学高二检测)基因工程中，须使用特定的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—G↓GATCC—，限制酶Ⅱ的识别序列和切点是—↓GATC—。根据图示判断下列操作正确的是( )
A．目的基因和质粒均用限制酶Ⅱ切割
B．目的基因和质粒均用限制酶Ⅰ切割
C．质粒用限制酶Ⅱ切割，目的基因用限制酶Ⅰ切割
D．质粒用限制酶Ⅰ切割，目的基因用限制酶Ⅱ切割
解析：选D。首先把目的基因切下来要用到限制酶Ⅱ；如果再用限制酶Ⅱ切割质粒，则2个标记基因都被切开，标记基因将失去作用。而用限制酶Ⅰ切割质粒可保留一个标记基因，而产生的黏性末端和限制酶Ⅱ切割下来的目的基因可以互补配对。
(2012·安庆高二检测)下表关于基因工程中有关基因操作的名词及对应的内容，正确的组合是( )
A
B
C
D
供体
质粒
提供目的基因的生物
提供目的基因的生物
大肠杆菌等
手术刀
限制性核酸内切酶
DNA连接酶
限制性核酸内切酶
DNA连接酶
缝合针
DNA连接酶
限制性核酸内切酶
DNA连接酶
限制性核酸内切酶
载体
提供目的基因的生物
质粒
质粒
提供目的基因的生物
受体
大肠杆菌等
大肠杆菌等
大肠杆菌等
质粒
解析：选C。供体指的是提供目的基因的个体，受体是指接受目的基因的个体，基因的手术刀是限制性核酸内切酶，基因的缝合针是DNA连接酶，载体常用的是质粒，也常用动植物病毒。
.下图表示两种限制性核酸内切酶识别DNA分子的特定序列，并在特定位点对DNA进行切割的示意图，请回答以下问题：
(1)图中甲和乙代表______________________________________________________。
(2)EcoRⅠ、HpaⅠ代表________________________________________________。
(3)图中甲和乙经过相应操作均形成两个片段，切口的类型分别为________、________。甲中限制酶的切点是________之间，乙中限制酶的切点是________之间。
(4)由图解可以看出，限制酶的作用特点是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：从图解可以看出，甲和乙代表的是不同的DNA片段，在相应的限制酶(EcoRⅠ、HpaⅠ)的作用下，在特定的位点被剪切成两部分。前者是在识别序列的中心轴线两侧分别切开，形成的末端是黏性末端；后者是在识别序列的中心轴线处切开，形成的末端是平末端。
答案：(1)有特定脱氧核苷酸序列的DNA片段
(2)两种不同的限制酶 (3)黏性末端 平末端 G、A T、A (4)能识别双链DNA分子的特定脱氧核苷酸序列，并从特定的位点将DNA分子切开
.通过DNA重组技术使原有基因得以改造的动物称为转基因动物。运用这一技术使羊奶中含有人体蛋白质，如图表示了这一技术的基本过程，在该工程中所用的基因“剪刀”能识别的序列和切点是—G↓GATCC—，请回答：
(1)从羊染色体中“剪下”羊蛋白质基因的酶是________。人体蛋白质基因“插入”后连接在羊体细胞染色体中时需要的酶是________。
(2)请画出质粒被切割形成黏性末端的过程图。
—G↓GATC C—
—C CTAG↑G—
(3)人体蛋白质基因之所以能“插入”到羊的染色体内，原因是
________________________________________________________________________，
“插入”时用的工具是________________，其种类有
________________________________________________________________________。
答案：(1)限制性核酸内切酶 DNA连接酶
(2)
(3)基因的结构是相同的 载体 质粒、动植物病毒、λ噬菌体的衍生物
(2012·合肥一中高二检测)胰岛素是治疗糖尿病的重要药物，如图是基因工程技术生产胰岛素的操作过程示意图，请据图回答：
(1)完成过程②、③必需的酶分别是________、________。
(2)在利用A、B获得C的过程中，必须用________切割A和B，使它们产生相同的________，再加入________，才可形成C。
(3)取自大肠杆菌的物质B，在基因工程中起________作用，必须具备的条件是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________(至少两个)。
解析：(1)过程②为由单链RNA到双链DNA的过程，为逆转录，需要逆转录酶的催化。过程③是DNA由双链解旋变成单链，这个过程需要解旋酶。
(2)A为目的基因，B为质粒，只有用同一种限制酶切出相同的黏性末端，然后在DNA连接酶的作用下才能相互结合。
(3)从大肠杆菌中提取的B为质粒，在基因工程中可以起到载体的作用，必须具备的条件是具有标记基因和一至多个限制酶切割位点、能够在宿主细胞中复制并稳定保存。
答案：(1)逆转录酶 解旋酶
(2)同一种限制酶 黏性末端 DNA连接酶
(3)载体 具有标记基因和一至多个限制酶切割位点、能够在宿主细胞中复制并稳定保存(至少写出两个)
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
A．①②③④ B．①②③
C．①②④ D．②③
解析：选D。本题考查目的基因的获取方法。PCR利用的是DNA双链复制原理，即将双链DNA之间的氢键打开，变成单链DNA，作为聚合反应的模板。反转录法则是以目的基因转录成的信使RNA为模板，在逆转录酶的作用下，先反转录形成互补的单链DNA，再合成双链的DNA。①④则均不需要模板。
2.下图表示一项重要生物技术的关键步骤，字母X可能代表( )
A．不能合成胰岛素的细菌细胞
B．能合成抗体的人类细胞
C．能合成胰岛素的细菌细胞
D．不能合成抗生素的人类细胞
解析：选C。此题中目的基因是人胰岛素基因，受体细胞是细菌，通过载体将目的基因导入受体细胞后，带有人胰岛素基因的细菌在分裂繁殖过程中可能会产生人的胰岛素。
3.下列关于目的基因导入受体细胞的描述不正确的是( )
A．基因枪法导入植物体细胞的方法比较经济有效
B．显微注射技术是转基因动物中采用最多的方法
C．大肠杆菌最常用的转化方法是：使细胞的生理状态发生改变
D．农杆菌转化法是将目的基因导入植物细胞最常用的方法
解析：选A。不同生物目的基因导入的方法不同，每种方法都有利有弊。目的基因导入植物细胞常用的方法是农杆菌转化法，该方法比较经济有效，还有基因枪法和花粉管通道法；目的基因导入动物细胞常用的方法是显微注射法；大肠杆菌细胞最常用的转化方法就是用钙离子处理细胞，使细胞的生理状态发生改变，完成转化过程。
4.α1?抗胰蛋白酶缺乏症是北美常见的一种单基因遗传病，患者成年后会出现肺气肿及其他疾病，严重者甚至死亡。利用基因工程技术将控制该酶合成的基因导入羊的受精卵，最终培育出能在乳腺细胞表达人α1?抗胰蛋白酶的转基因羊，从而更容易获得这种酶。
下列关于该过程的叙述中错误的是( )
A．载体上绿色荧光蛋白基因(GFP)的作用是便于筛选含有目的基因的受体细胞
B．将目的基因导入羊膀胱细胞中，将会更加容易得到α1?抗胰蛋白酶
C．培养出的转基因羊的所有细胞中都含有该目的基因，故该羊有性生殖产生的后代也都能产生α1?抗胰蛋白酶
D．目的基因与载体重组过程需要DNA连接酶的催化作用
答案：C
5.(原创)棉花产业在我国国民经济发展中占有举足轻重的地位，为了抵抗虫害，我国育成了拥有自主知识产权的转基因抗虫棉，棉田生态环境得到改善。在判断抗虫基因是否成功转入棉花基因组的方法中，属于分子检测的是(多选)( )
A．通过观察害虫吃棉叶是否死亡
B．检测目的基因片段与DNA探针能否形成杂交带
C．检测目的基因转录形成的mRNA与DNA探针能否形成杂交带
D．检测目的基因表达产物蛋白质能否与特定抗体形成杂交带
解析：选BCD。A项属于个体生物学水平的鉴定，不是分子检测。B、C两项为分子检测，利用DNA分子杂交技术，观察目的基因及目的基因转录形成的mRNA能否与DNA探针进行杂交，形成杂交带；D项也为分子检测内容，利用抗原—抗体杂交的原理，检测基因表达产物能否与特定抗体形成杂交带。
6.(2012·吉林师大附中高二检测)下面是一项“利用转基因番茄生产人胰岛素的方法”的专利摘要，请回答：本发明利用转基因番茄作为生物反应器生产人胰岛素。所用的人胰岛素基因是依据植物“偏爱”的密码子来设计所含的密码子，通过人工合成若干DNA片段，拼接而成，并且在胰岛素—COOH端加上KDEL内质网滞留序列，避免胰岛素在植物细胞中的降解。将该基因置于CaMV35S启动子和果实专一性启动子2A12的驱动之下通过农杆菌介导的方法转入番茄中，在番茄的果实中表达人胰岛素。
(1)本专利是采用________的方法获得目的基因的。获得的人胰岛素基因与人体细胞中胰岛素基因的碱基序列不同，但两者所编码的蛋白质中氨基酸序列相同，原因是______________________。要想在体外获得大量该目的基因的片段，可以采用________技术。
(2)根据上述摘要，转基因操作时所用的载体是________。构建的基因表达载体中不会含有________(从下列选项中选择)。
①目的基因 ②CaMV35S启动子 ③果实专一性启动子2A12 ④引物 ⑤标记基因 ⑥内含子滞留序列 ⑦终止密码子 ⑧终止子
(3)如果要检测在受体细胞中是否存在目的基因可采用________技术。该技术中使用的基因探针也可以用来检测__________________。
解析：由题意可知，所用的人胰岛素基因是依据植物“偏爱”的密码子来设计所含的密码子，通过人工合成若干DNA片段，拼接而成，所以本专利是采用人工合成方法获得目的基因的。获得的人胰岛素基因与人体细胞中胰岛素基因的碱基序列不同，但两者所编码的蛋白质中氨基酸序列相同，原因是密码子具有简并性，基因序列不同，蛋白质可以相同。基因表达载体组分比较多，主要是以下几个：目的基因、CaMV35S启动子、果实专一性启动子2A12、标记基因、终止子。如果要检测在受体细胞中是否存在目的基因可采用DNA分子杂交技术。该技术中使用的基因探针也可以用来检测目的基因是否转录出mRNA。
答案：(1)人工合成 密码子具有简并性，基因序列不同，蛋白质可以相同 PCR
(2)农杆菌的Ti质粒 ④⑥⑦
(3)DNA分子杂交 目的基因是否转录出mRNA
1．获取目的基因的常用方法有：从基因文库中获取目的基因和利用PCR技术扩增目的基因。
2．基因表达载体的构建是实施基因工程的第二步，也是基因工程的核心。
3．一个基因表达载体的组成，除了目的基因外，还必须有启动子、终止子以及标记基因。
4．将目的基因导入植物细胞采用最多的方法是农杆菌转化法。
5．显微注射技术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。
6．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，只有通过检测与鉴定才能知道。这是基因工程的第四步工作。
1..基因工程的基本操作程序是：①使目的基因与运载体相结合 ②将目的基因导入受体细胞 ③检测目的基因的表达是否符合特定性状要求 ④提取目的基因
正确的操作顺序是( )
A．③②④① B．②④①③
C．④①②③ D．③④①②
解析：选C。基因工程的主要操作步骤顺序是：目的基因的获取→基因表达载体的构建→将目的基因导入受体细胞→目的基因的检测和鉴定。
2.下列有关PCR技术的说法，不正确的是( )
A．PCR是一项在生物体外复制特定的DNA片段的核酸合成技术
B．PCR技术的原理是DNA双链复制
C．利用PCR技术获取目的基因的前提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列
D．PCR扩增中必须有解旋酶才能解开双链DNA
解析：选D。PCR是利用DNA双链复制的原理，将基因的核苷酸序列不断地加以复制，使其数量呈指数方式增加。利用PCR技术获取目的基因的前提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列，以便根据这一序列合成引物。扩增的过程是：目的基因DNA受热变性后解链为单链，引物与单链相应互补序列结合，然后在DNA聚合酶作用下进行延伸，如此重复循环多次。
3.(2012·扬州中学高二检测)在遗传研究中，常用信使RNA进行基因的克隆(即形成许多完全相同的DNA)来获取目的基因，这种快速克隆基因的步骤依次是( )
①DNA复制 ②转录 ③逆转录 ④翻译
A．③②① B．③①
C．②①④ D．③①④
答案：B
4.目的基因与运载体结合所需的条件是( )
①同一种限制酶 ②具有标记基因的质粒 ③RNA聚合酶 ④目的基因 ⑤DNA连接酶 ⑥四种脱氧核苷酸 ⑦ATP
A．①②③④⑤⑥⑦ B．①②④⑤⑥⑦
C．①②③④⑤ D．①⑤⑦
解析：选D。用同一种限制酶对目的基因和作为运载体的质粒进行切割切出的末端相同，以便于用DNA连接酶连接，此过程需消耗ATP。
5.(2012·江西南昌二中高二质检)科学家在培育抗虫棉时，经过了许多复杂的过程和不懈的努力，才获得成功。起初把苏云金芽孢杆菌的抗虫基因插入载体质粒中，再导入棉花的受精卵中，结果抗虫基因在棉花体内没有表达。然后在插入抗虫基因的质粒中插入启动子(抗虫基因首端)，导入棉花受精卵，长成的棉花植株还是没有抗虫能力。科学家又在有启动子、抗虫基因的质粒中插入终止子(抗虫基因末端)，导入棉花受精卵，结果长成的植株有了抗虫能力。那么作为重组的载体应具备的结构是( )
A．目的基因、启动子
B．目的基因、终止子
C．目的基因、启动子、终止子
D．目的基因、启动子、终止子、标记基因
解析：选D。一个基因表达载体的组成，除了目的基因外，还必须有启动子、终止子以及标记基因等。有了启动子，RNA聚合酶与启动子结合驱动基因转录出mRNA。终止子在目的基因的尾端，作用是终止转录。标记基因是为了鉴别受体细胞中是否有目的基因。
6.在基因工程技术中，需要用氯化钙处理的环节是( )
A．目的基因的提取和导入
B．目的基因与载体结合
C．将目的基因导入受体细胞
D．目的基因的表达
解析：选C。用人工的方法将体外重组的DNA分子转移到受体细胞，主要是借鉴细菌或病毒侵染细胞的途径。例如，如果载体是质粒，受体细胞是细菌，一般是将细菌用氯化钙处理，以增大细菌细胞壁的通透性，使含有目的基因的重组DNA分子进入受体细胞，目的基因导入受体细胞后，就可以随着受体细胞的复制而复制。
7.在受体细胞中能检测出目的基因是由于( )
A．质粒与目的基因重组后能够复制
B．目的基因上具有标记基因
C．质粒上具有某些标记基因
D．以上都不正确
解析：选C。载体必须具备标记基因，以供目的基因的检测与鉴定。
8.我国中科院上海生化所合成了一种具有镇痛作用而又不会像吗啡那样使病人上瘾的药物——脑啡肽多糖(类似于人体中的糖蛋白)。在人体细胞中糖蛋白必须经过内质网和高尔基体的进一步加工才能形成。如果要采用基因工程和发酵工程技术让微生物来生产脑啡肽多糖，应该用下列哪种微生物作受体细胞( )
A．大肠杆菌 B．酵母菌
C．T4噬菌体 D．大肠杆菌质粒
解析：选B。脑啡肽多糖的化学本质类似于人体中的糖蛋白。从题中可以看出，糖蛋白的合成必须经过内质网和高尔基体的进一步加工，内质网和高尔基体只存在于真核生物的细胞内，大肠杆菌是原核生物，只有核糖体，没有内质网和高尔基体，T4噬菌体属于病毒，没有细胞结构，自己不能合成蛋白质；酵母菌是真核生物，其细胞中有内质网和核糖体，可以合成糖蛋白。
9.(2012·西安铁一中高二检测)下列哪项表述说明了目的基因在分子水平上表达成功( )
A．用DNA探针检测目的基因出现杂交带
B．用DNA探针检测mRNA出现杂交带
C．用抗原—抗体杂交检测蛋白质出现杂交带
D．以上都不能说明
解析：选C。目的基因表达成功需从两个方面检测：一是分子水平检测。包括检测转基因生物染色体DNA上是否插入了目的基因，检测目的基因是否转录出mRNA，检测目的基因是否翻译成蛋白质。二是个体水平检测。如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接种实验。
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、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
解析：选D。基因工程中目的基因和受体细胞均可来自动、植物或微生物；常用的工具酶是限制性核酸内切酶和DNA连接酶；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，只有经过一定的物质激活以后，才有生物活性；载体上的抗性基因主要是有利于筛选含重组DNA的细胞，不能促进目的基因的表达。所以D错误。
.水稻种子中70%的磷以植酸形式存在。植酸易同铁、钙等金属离子或蛋白质结合排出体外，是多种动物的抗营养因子，同时，排出的大量磷进入水体易引起水华。为从根本上解决水稻中的高植酸问题，可将植酸酶基因导入水稻，培育低植酸转基因水稻品种。下图是获取植酸酶基因的流程。
据图回答：
(1)图中基因组文库________(填“小于”“等于”“大于”)cDNA文库。
(2)B过程需要的酶是___________________________________________________________；
A、C过程中________(填“可以”“不可以”)使用同一种探针筛选含目的基因的菌株。
(3)目的基因Ⅰ和Ⅱ除从构建的文库中分离外，还可以分别利用图中________和________为模板直接进行PCR扩增，该过程中所用酶的显著特点是
________________________________________________________________________。
解析：本题考查目的基因的获得方法及PCR技术，只要对教材知识熟悉，结合图示较易作答。
答案：(1)大于
(2)逆转录酶 可以
(3)DNA cDNA 耐高温
.请据图回答下列问题：
(1)基因工程的核心步骤是______________________________________________________。
(2)利用________________技术可以获得大量的目的基因。该技术利用________的原理，将基因的核苷酸序列不断加以复制，使其数量呈指数增长。
(3)图中________位于基因的首端，是________识别和结合的部位。抗生素抗性基因的作用是作为________，用于鉴别受体细胞中是否导入了目的基因。
解析：本题考查基因表达载体的组成及其构建。基因工程的核心步骤是基因表达载体的构建；目的基因的获取方法很多，其中PCR技术能迅速获得大量目的基因，其依据的原理是DNA复制原理；基因表达载体必须包含目的基因、启动子、标记基因、终止子，其中启动子位于基因的首端，是RNA聚合酶识别和结合的部位，驱动基因转录为mRNA，抗生素抗性基因作为标记基因用于鉴别受体细胞中是否含有目的基因。
答案：(1)基因表达载体的构建 (2)PCR DNA复制
(3)启动子 RNA聚合酶 标记基因
.科学家将动物体内能够合成胰岛素的基因与大肠杆菌的DNA分子重组，并且在大肠杆菌体内表达成功。请根据图回答问题：
(1)此图表示的是采取__________合成基因的方法获取________________________基因的过程。
(2)图中①DNA是以________________为模板，________形成单链DNA，在酶的作用下合成双链DNA，从而获得了所需要的基因。
(3)图中③代表________DNA，含________基因。
(4)图中④表示________________________________________________________________。
解析：本题是对基因工程操作程序的考查。操作时，首先要获取目的基因，然后让目的基因与载体结合构建成重组DNA分子，再通过一定方法把重组DNA分子导入受体细胞使其扩增和表达。
答案：(1)人工 胰岛素原目的 (2)胰岛素原信使RNA 逆转录 (3)重组 胰岛素原 (4)将重组DNA分子导入受体细胞
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1..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，培育出抗虫的转基因油菜品种，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。根据以上的信息，下列叙述正确的是( )
A．Bt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Bt基因在其体内得以表达的结果。
D．转基因抗虫油菜产生的杀虫蛋白是无机物
解析：选C。Bt基因也被称为Bt毒蛋白基因，在该基因指导下表达出的蛋白质对害虫有毒害作用，能够杀死害虫，但对哺乳动物无害。该基因来自苏云金芽孢杆菌。把该基因通过基因工程手段导入植物体内可培育成抗虫植物，减少农药的使用量，既增加了农作物产量，也保护了环境。
2.科学家利用基因工程培育出了耐盐的转基因水稻新品系。下列有关叙述错误的是( )
A．获得目的基因需用限制性核酸内切酶和DNA连接酶
B．可通过农杆菌的感染以实现重组质粒导入受体细胞
C．含耐盐基因的水稻细胞经植物组织培养可获得植株
D．可用较高浓度的盐水浇灌以鉴定水稻植株的耐盐性
解析：选A。获得目的基因只需要限制性核酸内切酶，无需DNA连接酶，如果导入受体细胞DNA分子上则需要相应的DNA连接酶。
3.(2012·江西丽水高二检测)采用基因工程技术将人凝血因子基因导入山羊受精卵，培育出转基因羊。但是，人凝血因子只存在于该转基因羊的乳汁中。以下有关叙述，正确的是( )
A．人体细胞中凝血因子基因编码区的碱基对数目，等于凝血因子氨基酸数目的3倍
B．可用显微注射技术将含有人凝血因子基因的重组DNA分子导入羊的受精卵
C．在该转基因羊中，人凝血因子基因存在于乳腺细胞，而不存在于其他体细胞中
D．人凝血因子基因开始转录后，DNA连接酶以DNA分子的一条链为模板合成mRNA
解析：选B。由于真核细胞中基因编码区的内含子不被表达，因此，基因中编码区碱基对数比所控制合成的蛋白质氨基酸数的3倍还要多；由于动物细胞的受精卵具有全能性，因此是动物基因工程的理想受体细胞，导入的方法是显微注射法；构建基因表达载体时其启动子为乳腺细胞基因的启动子，那么，只有在乳腺细胞中才能表达，虽然所有体细胞中均含有目的基因。
4.利用细菌大量生产人类胰岛素，下列叙述错误的是( )
A．用适当的酶对载体与人类胰岛素基因进行切割与连接
B．用适当的化学物质处理受体细菌表面，将重组DNA导入受体细菌
C．细菌获得的新性状不能遗传
D．重组DNA必须能在受体细菌内进行复制与转录，并合成人类胰岛素
解析：选C。利用基因工程生产工程菌实现了基因重组，产生了可遗传的变异。
5.(2012·北京海淀区高二检测)关于应用基因工程治疗人类遗传病的叙述，不正确的是( )
A．基因治疗可以有效地改善患者的生理状况，其操作对象是基因
B．进行基因治疗时，基因的受体细胞是受精卵
C．基因治疗并不是对患者体内细胞的缺陷基因改造
D．基因治疗时可只对患者部分细胞输入正常基因
答案：B
6.干扰素是治疗癌症的药物，成分是一种糖蛋白，它必须从血液中提取，每升人血只能提取0.05 μg，所以价格昂贵。现在美国加利福尼亚的基因公司用如图的方式生产干扰素，试分析原理和优点。
(1)从人的淋巴细胞中取出________，使它同质粒相结合，然后移植到酵母菌体内，让酵母菌________________________________________________________________________
________。
(2)酵母菌能用________方式繁殖，速度很快，能大量生产________，不但提高了产量，也降低了成本。
(3)有人尝试将干扰素基因与大肠杆菌的质粒重组，转入大肠杆菌体内后，形成“工程菌”，此种操作能制备到有活性的干扰素吗？________请说明理由：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)中国青年科学家陈炬成功地把人的干扰素基因移植到烟草的DNA分子上，使烟草获得了抗病毒的能力，试分析：
①人的基因之所以能接到植物体内，其物质基础是
________________________________________________________________________
________。
②烟草有了抗病能力，这表明烟草体内产生了________。这个事实说明，人和植物共用一套________________，蛋白质合成方式______________________________________________。
解析：(1)通过基因工程构建“工程菌”，方法是：从淋巴细胞中取出干扰素基因，与质粒结合形成重组质粒，并通过相应的检测与鉴定得到相应的酵母菌，然后通过培养该酵母菌，使之合成大量干扰素。(2)酵母菌能进行出芽生殖，迅速繁殖菌体，同时也能大量产生干扰素。(3)由于大肠杆菌是原核生物，无内质网、高尔基体等细胞器，无法合成糖蛋白，因此不能用来制备有活性的干扰素。(4)基因工程的理论基础：由于不同生物的DNA结构基本相同，不同生物能进行基因的移接；同时由于所有生物共用一套遗传密码，因此蛋白质合成方式相同，烟草体内可以产生干扰素。
答案：(1)干扰素基因 合成干扰素
(2)出芽生殖 干扰素
(3)不能 大肠杆菌是原核生物，无内质网、高尔基体等细胞器，无法合成糖蛋白
(4)①DNA结构基本相同
②干扰素 遗传密码 基本相同
1．植物基因工程技术主要用于提高农作物的抗逆能力(如抗除草剂、抗虫、抗病、抗干旱和抗盐碱等)，改良农作物的品质和利用植物生产药物等方面。
2．动物基因工程技术可以提高动物的生长速度、改善畜产品的品质，用转基因动物生产药物，还可以用转基因动物作器官移植的供体。
3．利用转基因的工程菌生产的药物包括细胞因子、抗体、疫苗、激素等。
4．基因治疗是把正常基因导入病人体内，使该基因的表达产物发挥功能，从而达到治疗疾病的目的，是治疗遗传病最有效的手段。
5．基因治疗包括体外基因治疗和体内基因治疗。
1..下列关于基因工程成果的概述，不正确的是( )
A．医药卫生方面，主要用于诊断治疗疾病
B．在农业上主要是培育高产、稳产、品质优良和具有抗性的农作物
C．在畜牧养殖业上培育出了体型巨大、品质优良的动物
D．在环境保护方面主要用于环境监测和对污染环境的净化
解析：选A。基因工程在医药卫生方面的应用，主要是用于生产药物，基因治疗现在处于临床试验阶段。
2.下列关于基因工程的应用，说法正确的是( )
A．我国转基因抗虫棉是转入了植物凝集素基因培育出来的
B．可用于转基因植物的抗虫基因只有植物凝集素基因和蛋白酶抑制剂基因
C．抗真菌转基因植物中，可使用的基因有几丁质酶基因和抗毒素合成基因
D．提高作物的抗盐碱和抗干旱的能力，与调节渗透压的基因无关
解析：选C。转基因抗虫棉转入了Bt毒蛋白基因。可用于转基因抗虫植物的基因，另外还有淀粉酶抑制剂基因等。提高作物抗盐碱和抗干旱的能力，与调节渗透压的基因有关。抗真菌转基因植物，可使用的基因有几丁质酶基因和抗毒素合成基因。
3.(2012·保定一中高二检测)能够使植物体表达动物蛋白的育种方法是( )
A．单倍体育种 B．杂交育种
C．基因工程育种 D．多倍体育种
解析：选C。要让动物蛋白在植物体内表达，必须将控制动物蛋白合成的相关基因导入植物细胞中并让其表达，因此需要通过基因工程技术才能实现。
4.上海医学遗传研究所成功培育出第一头携带白蛋白的转基因牛，他们还研究出一种可大大提高基因表达水平的新方法，使转基因动物乳汁中的药物蛋白含量提高30多倍。“转基因动物”是指( )
A．提供基因的动物
B．基因组中增加外源基因的动物
C．能产生白蛋白的动物
D．能表达基因信息的动物
解析：选B。转基因生物是指利用基因工程技术导入外源基因培育出的能够将新性状稳定地遗传给后代的基因工程生物。题中的转基因牛中携带有外源的白蛋白基因。
5.(2012·深圳中学高二检测)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连接酶能把目的基因与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材料 ④受精卵是理想的受体
A．①②③④ B．①③④
C．②③④ D．①②④
解析：选B。DNA连接酶的作用对象是磷酸二酯键而非氢键，故②错，答案选B。
6.下列不属于基因工程药物的是( )
A．从大肠杆菌体内获取的白细胞介素
B．从酵母菌体内获取的干扰素
C．从青霉菌体内获取的青霉素
D．从大肠杆菌体内获取的胰岛素
解析：选C。基因工程是使外源基因在受体细胞中表达基因产品的技术，A、B、D三项均为外源基因的表达，而青霉菌产生青霉素是其体内正常基因的正常表达，故青霉素不属于基因工程药物。
7.“工程菌”是指( )
A．用物理或化学方法诱发菌类自身某些基因得到高效表达的菌类细胞株系
B．用遗传工程的方法，把相同种类不同株系的菌类通过杂交得到新细胞株系
C．用基因工程的方法，使外源基因得到高效表达的菌类细胞株系
D．从自然界中选取能迅速增殖的菌类
解析：选C。“工程菌”是指用基因工程的方法，使外源基因得到高效率表达的菌类细胞株系。
8.下表有关基因表达的选项中，不可能的是( )
基因
表达的细胞
表达产物
A
细菌抗虫蛋白基因
抗虫棉叶肉细胞
细菌抗虫蛋白
B
人酪氨酸酶基因
正常人皮肤细胞
人酪氨酸酶
C
动物胰岛素基因
大肠杆菌工程菌细胞
动物胰岛素
D
兔血红蛋白基因
兔成熟红细胞
兔血红蛋白
解析：选D。哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核，所以也就没有血红蛋白基因的表达。
.运用现代生物技术，将苏云金芽孢杆菌的抗虫基因整合到棉花细胞中，为了检测实验是否成功，最方便的方法是检测棉花植株是否有( )
A．抗虫基因 B．抗虫基因产物
C．新的细胞核 D．相应性状
解析：选D。目的基因的鉴定与检测有四种方法，其中从个体水平进行抗虫或抗病的接种实验是最简单的方法，即在抗虫棉植株上放养少量的棉铃虫，一段时间后，观察棉铃虫的存活状况和棉花叶的受损情况。若棉铃虫不存活，棉花叶未受损或受损很轻，则实验成功。
.(2012·上饶高二检测)《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
解析：选A。由于对基因治疗定义理解不到位，很容易错选B、C、D。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。
.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分子所用的限制性核酸内切酶作用于图中的________处，DNA连接酶作用于________(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)由导入目的基因的水稻细胞培养成植株需要利用________技术，该技术的核心是________和________。
(4)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________________做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。
解析：本题考查基因工程的工具、基因工程的基本操作程序知识。限制酶的作用实质是破坏磷酸和脱氧核糖之间的磷酸二酯键，而DNA连接酶的作用是“缝合”磷酸二酯键；将目的基因导入植物细胞常用的方法有农杆菌转化法和基因枪法；植物组织培养技术能将离体的植物细胞培养成植株，其过程包括了脱分化(去分化)和再分化两个核心，对基因工程的结果还要进行检测，看其个体是否表现了特定性状，既要从DNA分子水平进行检测，还要从个体水平加以检测。
答案：(1)a a
(2)基因枪(或花粉管通道)
(3)植物组织培养 脱分化(去分化) 再分化
(4)耐盐基因(目的基因) 一定浓度盐水浇灌(移植到盐碱地中)
.酵母菌的维生素、蛋白质含量高，可生产食品和药品等。科学家将大麦细胞的LTP1基因植入啤酒酵母菌中，获得的啤酒酵母菌种可产生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，这在可遗传变异的来源中属于________。
(2)从大麦细胞中可直接分离获得LTP1基因，还可采用________方法获得目的基因。本操作中为了将LTP1基因导入酵母菌细胞内，所用的载体是________。
(3)此操作中可以用分别含有青霉素、四环素的两种选择培养基进行筛选，则有C进入的酵母菌在选择培养基上的生长情况是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)除了看啤酒泡沫丰富与否外，还可以怎样检测LTP1基因在啤酒酵母菌中的表达？
________________________________________________________________________。
解析：(1)基因重组一般是指在生物体进行有性生殖的过程中，控制不同性状的基因的重新组合。题目中将大麦的LTP1基因重组入啤酒酵母菌中，也属于基因重组。
(2)可用人工合成的方法获得目的基因。基因工程中常用的载体是质粒。
(3)质粒中含有抗青霉素基因，如果成功导入受体细胞，重组酵母菌在有青霉素的培养基上能存活，但不能在含有四环素的培养基上存活。
(4)目的基因是否表达，可以通过检测特定的性状或者目的基因是否合成相应的蛋白质进行确定。
答案：(1)基因重组
(2)人工合成 质粒
(3)在含有青霉素的培养基上能存活，但不能在含有四环素的培养基上存活
(4)检验转基因啤酒酵母菌能否产生LTP1蛋白
.科学家们对一位缺乏腺苷酸脱氨酶基因而患先天性体液免疫缺陷症的美国女孩进行基因治疗，其方法是首先将患者的淋巴细胞取出做体外培养，然后用逆转录病毒将正常腺苷酸脱氨酶基因转入人工培养的淋巴细胞中，再将这些转基因淋巴细胞回输到患者体内，经过多次治疗，患者的免疫功能趋于正常。
(1)基因治疗是把健康的________导入有___________________________________________
的细胞中，以达到治疗疾病的目的。
(2)在基因治疗过程中，逆转录病毒的作用相当于基因工程中基因操作工具中的________。此基因工程中的目的基因是________，目的基因的受体细胞是________。
(3)将转基因淋巴细胞多次回输到患者体内后，免疫能力趋于正常是由于淋巴细胞中能合成________。
(4)人的腺苷酸脱氨酶基因与胰岛素基因相比，其主要差别是________________。
解析：本题综合考查基因治疗的知识，解题时应注意提取题干中的信息，并了解基因治疗的过程。基因治疗就是把健康的外源基因导入有基因缺陷的细胞中，达到治疗疾病的目的。逆转录病毒的作用是作为载体，将目的基因(腺苷酸脱氨酶基因)导入淋巴细胞中，目的基因在受体细胞中经过转录和翻译，表达产生腺苷酸脱氨酶。人的不同基因所含有的脱氧核苷酸的排序是不同的。
答案：(1)外源基因 基因缺陷 (2)载体(或基因的运载工具) 腺苷酸脱氨酶基因 淋巴细胞 (3)腺苷酸脱氨酶 (4)脱氧核苷酸的排序不同
广东省佛山市中大附中三水实验中学
大庆外国语学校 高中生物组备课资料
第1章 遗传因子的发现
第1节 孟德尔的豌豆杂交实验（一）教学设计
一、设计理念
孟德尔的豌豆杂交实验（一）这节课中的经典实验及验证过程无法在课堂上重现，传统的教学都是以讲授为主线进行的教学活动，很少有学生的参与，这样就限制了学生思维的积极性，使知识传授和能力培养相互脱节。而提高生物科学素养，面向全体学生，倡导自主、合作、探究学习和注重与现实生活的联系是高中生物课程改革的基本理念。所以我根据《课程标准》对本节课的要求，在教学中采用“假说—演绎法”开展孟德尔遗传定律的教学，在对生物性状遗传的探索过程中设置一系列环环相扣的问题，让学生主动参与问题的分析，在分析和解决问题的过程中建构知识结构，同时也体验了孟德尔的科学研究方法，使学生成为学习的主体，从知识的被动接受者变成研究者、探索者，在学习基础知识的同时培养他们的思维能力、分析能力，并同时对学生进行了科学方法教育。
二、教材分析
本节内容，由“一对相对性状的杂交实验”，“对分离现象的解释”，“性状分离比的模拟实验”，“对分离现象的解释的验证”和总结“分离定律”五部分内容构成。本节的教学内容是以孟德尔发现遗传因子的实验过程为主线，突出科学史和科学研究方法的教育。教材中以问题为线索，引导学生思考、分析孟德尔遗传实验的科学方法，达到阐明分离定律，最终能够运用分离定律解释一些遗传现象的教学目标。教材用科学方法教育统领了教学全过程，学生在分析实验的过程中，体验“假说—演绎法”这一科学研究的过程，体验孟德尔敢于质疑、敢于创新、勇于实践以及严谨、求实的科学态度和科学精神。本节可分为2课时进行教学。
必修2这一模块是以人类对基因的本质、功能及其现代应用的研究历程为主线展开的，而本节课是拉开这一历程的序幕，认识到基因（遗传因子）的存在，才能使人类进一步去探究基因的位置、实质和功能等一系列的问题，这样的编排向学生真实展现了科学发现史的历程。孟德尔的杂交实验很好的体现了“假说—演绎法”这一科学研究方法的过程，而这一科学方法正是模块2科学方法教育的侧重点。所以这节课在模块2的作用和地位是非常重要的。
考虑到让学生更好理解、接受孟德尔“对分离现象的解释”及“分离定律”的内容，在学习本章之前先学习了第2章第1节 《减数分裂和受精作用》
三、学情分析
学生在初中已经学习了“基因控制生物性状”和“基因的显性和隐性”等知识，初步了解了基因与生物个体性状的关系、控制相对性状的成对基因之间的关系以及为什么具有相对性状差异的双亲，后代会有复杂的表现等问题，对本节课的学习有一定的帮助。但高中这部分的教学对学生的生物素养要求较高，学生在学习“对分离现象的解释”中对于孟德尔提出的四点假说的理解和领悟有一定的难度，教师应该引导学生从分析杂交实验的过程中尝试自己提出几点假说，并通过亲自动手做“性状分离比模拟实验”来体验孟德尔假说。在演绎推理假说的正确性过程中，教师也不能主观臆断的直接告诉学生孟德尔的测交实验，而没有进行必要的分析为什么要这样做。课堂中教师可以给学生提供一些实验的方案，让学生分析讨论确定检验假说的合适的实验方案，这样学生才能真正理解测交的目的，最终能够灵活运用。
四、教学目标
1．知识目标
（1）理解孟德尔一对相对性状的杂交实验及其解释和验证。（理解）
（2）区别性状分离、显性性状、隐性性状、杂合子和纯合子等基本概念。（理解）
（3）阐明分离定律并能运用分离定律解释和预测一些遗传现象，并尝试杂交实验的设计。（理解）
2．能力目标
（1）通过学习孟德尔一对相对性状的杂交实验过程，体验科学研究的一般过程。
（2）通过课前的调查实验和课堂模拟实验培养学生的动手能力和观察、分析、整理归纳能力，学会科学的思维方法。
3．情感态度和价值观目标
（1）通过科学家的事迹，对学生进行热爱科学、献身科学的教育。
（2）体验孟德尔遗传实验的科学方法和创新思维，逐渐养成敢于质疑、勇于创新、勇于实践，以及严谨求实的科学态度和科学精神。
五、教学重点和难点
1．教学重点
（1）对分离现象的解释，阐明分离定律。
（2）以孟德尔的遗传实验为素材进行科学方法教育。
（3）运用分离定律解释一些遗传现象。
2．教学难点
（1）对分离现象的解释。
（2）假说—演绎法。
六、教学策略与手段
为提高学生的生物科学素养，在整个教学过程中始终遵循以学生为主体，教师为主导的教学原则。课前通过完成小组任务激发学生的学习兴趣，培养了动手能力；课堂中首先以孟德尔的生平事迹引导学生参与到孟德尔的遗传实验中去，结合教材提出环环相扣的问题，采用“问题渐进探究”的教学模式引导学生对实验现象展开思考和讨论，尝试自己设计实验、自己提出假说，并演绎推理实验验证假说的正确性，在体验科学研究方法的同时也成功分析了孟德尔的科学研究方法（假说—演绎法）。如何充分理解和领悟对分离现象的解释中孟德尔所提出的四点假说，教学中采取了将模拟实验和杂交实验有机结合的方式，从而突破教学的难点。通过学生对杂交实验的分析和讨论以及实验小组的课外实验汇报，使学生确立了严谨的科学态度和勇于创新的科学精神。教学的过程中适时地进行技能训练和课堂练习，加强了学生对概念的理解，同时结合生活和生产中的生物遗传实例，训练学生运用分离定律解决问题的能力。最终实现教学目标。
七、课前准备
1．学生的学习准备
提前一个星期布置学生完成查阅资料、问卷调查及相关实验任务。将学生按要求进行分组，每8人一组并指定一个为组长。
具体任务及要求：
（1）带着教师提出的问题（孟德尔的生平；孟德尔杂交实验所选材料与实验的成功是否有关；在孟德尔之前也有许多人做过杂交实验，为什么他们没有揭示出遗传规律）通过书籍和网络等渠道查阅收集相关资料。要求做一简单的汇报资料。
（2）研究菊花的红花和黄花这一对相对性状。咨询学校前面的花圃的师傅，了解这两种颜色的菊花杂交的子代花色情况。
（3）对全年级同学及其父母的眼睑性状遗传做问卷调查。对数据进行统计和处理，并列成表格。
2．教师的教学准备
(1)对资料查阅小组提出问题，让他们的查阅有针对性；指导和协助问卷调查小组的问卷设计、收集和数据的统计和处理；
(2)制作本节内容的教学课件。
3．教学环境的设计与布置
多媒体课室
八、教学过程
附：教学流程图
第一课时：
（一）、创设情景，设疑引入
展示问卷调查小组的结果。提问：双亲均是双眼皮，为什么后代会出现单眼皮？当双亲均是单眼皮时，为什么后代只有单眼皮，而没有出现双眼皮？生物性状的遗传有没有规律呢？
学生讨论（略），分组回答。
▲ 眼睑性状是学生非常熟悉和感兴趣的话题，讨论这一性状的遗传既激发学生的浓厚的学习兴趣又能自然地引入新课。教师对讨论结果不做过多的评价，只是引导学生能认真思索、，积极探讨，投入学习状态即可。
（二）走近孟德尔
请几组同学对课前收集的有关孟德尔的生平事迹做简要的介绍，让学生走近“遗传学之父”这一科学伟人。教师适时的补充，最后做以总结，强调孟德尔刻苦钻研和坚持不懈的科学研究精神。
▲“孟德尔的生平事迹的介绍”具有很强的故事性，学生容易接受，学生会对孟德尔会产生钦佩和感动。通过这一过程能较好的对学生进行科学精神教育。
（三）孟德尔杂交实验材料选择的成功原因
1．豌豆的花
教师出示豌豆花的结构图，请资料查阅小组学生描述豌豆花的特点解释豌豆在自然界中是纯种的原因。
此时教师介绍两性花、单性花、自花传粉、异花传粉、性状和相对性状等相关概念。并引导学生分析人工异花传粉时要注意哪些事项（母本适时去雄，授于父本的花粉后还要套袋）。
2．豌豆的七对相对性状
教师讲述豌豆具有稳定遗传的、易于区分的七对性状。如豌豆茎的高度有悬殊的差异。通过观察很容易区分，进行数据统计。并通过相关习题训练使学生构建相对性状的概念。
▲ 这一部分以教师的讲授为主，为学生阐明“一对相对性状的杂交实验”做铺垫。培养学生的概括能力和理解能力。
（四）豌豆一对相对性状的杂交实验和对分离现象的解释
分步骤展示高茎豌豆和矮茎豌豆的杂交实验过程，步步设置相关问题，引导学生讨论分析实验现象并参与实验的设计。
具体如下：
[师] 豌豆在自然界中是纯种，若不进行人为异花传粉对它的遗传研究没有任何意义。所以孟德尔用高茎豌豆做母本，矮茎豌豆做父本进行杂交。杂交后代F1（子一代）的茎高度的性状可能是什么呢？
[学生讨论]两种观点：①不高不矮，介于亲本之间的性状；②高茎的和矮茎的都有。
绝大多数支持“F1 表现出介于两个亲本高度之间的性状”这一观点。
[师]提出当时科学界普遍认同的“融合遗传”观点。以红蓝墨水混合为例说明。那么是否会出现大家所预料的结果呢？出示杂交结果：F1全部都是高茎豌豆！看来并没有相互融合！为什么子一代都是高茎而没有矮茎呢？
[学生讨论]可能是母本是高茎的原因，母本的信息干扰了父本的信息，所以子一代只表现出母本的性状。
[师]是这样吗？怎么去证实呢？
[生] 母本和父本换一下进行杂交。
[师]将矮茎豌豆做母本，高茎豌豆做父本进行杂交，但是F1仍然统统是高茎豌豆。看来和谁做母本谁做父本无关。介绍正交与反交的概念。
那么亲本矮茎的遗传物质又没有传给子一代，也就是说子一代中有没有控制矮的遗传物质呢？
[生]矮茎的遗传物质应该传下来了。
[师]既然传下来了！为什么子一代全是高茎？
[生]高和矮的遗传物质都传下来了！当两者遇到一起时高的作用强一些，表现出来了！
[师]如何证实F1中有矮的遗传物质呢？
[学生讨论]两种方案：①用F1和矮茎豌豆杂交，看后代是否出现矮茎豌豆
②让F1之间杂交，看后代是否出现矮茎豌豆
[师生互动，共同讨论] 方案①后代若出现矮茎豌豆，可能是矮的亲本传下来的！要证实F1中是否有矮的遗传物质就因该只用F1作实验！
[师]展示孟德尔的F1自交实验和结果。子二代F2出现了矮茎！
[师生互动]共同建构隐性性状、显性性状和性状分离等概念。
[师] 孟德尔不仅研究F2的性状还对不同性状的数量进行统计。子二代出现了3:1性状分离比是偶然的吗？怎么得知是个别现象还是普遍的现象？实验个体的数量有什么要求？
[生]把其他六对性状做相同实验！
[师]展示结果实验！那么是什么导致遗传性状在杂种后代中按一定的比例分离呢？
提出孟德尔的假说之一：生物的性状是由遗传因子（后来叫做基因）决定的。
围绕以下问题思考讨论：遗传因子有什么特点？遗传因子是如何传递的？提示：结合减数分裂和受精作用的过程来理解。
[学生讨论，尝试提出假说] 因为亲本正交与反交的结果都是高茎，F1自交后代出现了矮茎，所以遗传因子是独立的，既不会相互融合，也不会在传递中消失；F2有高有矮，高和矮的遗传因子都来自F1，不是无中生有，所以遗传因子在体细胞中应该成对存在；F1中的高矮遗传因子来自双亲，应该一个来自父本，一个来自母本，即遗传因子在传递时亲代只把一半遗传因子交给子代（减数分裂）。
[师生互动]共同构建显性遗传因子D、隐性遗传因子d，书写亲本和子一代的遗传因子组成。教师指出“颗粒遗传”和配子。共同提出假说：配子中的遗传因子是成单的。
[师]根据以上假说，将杂交实验以图解形式表示出来，看F2会出现什么结果？
[师生互动]学生边解说，教师边将遗传图解写在黑板上。书写的过程中师生讨论共同提出假说：产生配子时，成对的遗传因子彼此分离；雌雄配子的结合是随机的。
[师]总结孟德尔对分离现象的解释所做出的四点假说要点（电脑附板）。
▲ 一对相对性状的杂交实验的过程介绍并没有采用简单讲授方式，而是用设置问题串的方式引导学生对每一步的实验现象解释，以及下一步该如何做才能验证自己的观点。这一部分的学习充分地发挥了学生的想象力，在教师的引导下设计出自己的研究方案，让孟德尔的实验过程得以再现！最终在教师的引导下，学生围绕“遗传因子”展开讨论，尝试自己提出假说。在学习的过程中学生不仅加深对知识的理解还培养了创新精神和科学的思维方法。
(五)总结本节课学习内容
由学生讨论归纳，并派代表上台做总结。老师做补充。
（六）课后思考
孟德尔假说与“融合遗传”观点的本质区别是什么？在人们还没有认识到配子的形成和受精过程中染色体的行为变化时，你如何认识孟德尔假说的深刻意义？
遗传因子分离、配子随机组合真能出现3：1的结果吗？
第二课时
（一）性状分离比模拟实验
[师]孟德尔对分离现象的解释所做出的四点假说要点。遗传因子分离、配子随机组合真的能出现3:1的结果吗？出示性状分离模拟实验材料和用具，简单演示实验过程。思考以下问题：①两个布袋代表什么？布袋中的黑白棋子代表什么？②为什么每个布袋里的黑白棋子各是10个？③分别从两个布袋内抓取一个棋子组合在一起的含义是什么？④将抓取过的棋子放回原来的布袋中摇匀，按步骤③重复50～100次的含义是什么？
[学生讨论]（略）
[学生活动]8人一组按要求做性状分离模拟实验，因时间有限，每组重复做10次。并统计数据。（考虑到条件因素，也可派学生代表上讲台演示）
[师]巡回检查、指导学生做实验。
[师生互动]6组分别汇报数据，教师将数据统计在列表内。并让学生将每组的实验结果和全班总的实验结果做比较，有什么发现？
[学生讨论]（略）
▲ 将模拟实验和遗传实验相结合，在明确实验意义和目的的前提下，让学生亲自动手体验假说，从而加深对分离现象的理解，为掌握分离定律的实质打下基础。同时让学生了解模拟实验是进行科学研究的一种方法，培养学生的实验记录能力、合作能力，体验了用数学统计方法分析实验结果的必要性。
（二）对分离现象解释的验证
[师]孟德尔假说合理地解释了豌豆一对相对性状杂交实验。但是作为一种正确的假说，仅能解释已有的实验结果是不够的，还应该能预测另一些实验结果孟德尔是如何实现这一目的的呢？
[师] 孟德尔的测交实验，给出测交的概念，指导学生通过绘制遗传图解，预测测交实验的结果。巡视检查学生习作的情况。
[师]通过幻灯片展示规范的测交遗传图解，对学生的错误给予及时纠正。
[师]根据孟德尔分离现象的解释得到的分离比是多少？
[师生互动]共同预测的实验结果：后代高茎:矮茎=1:1
[师]（展示孟德尔的测交实验结果）理论与实际是相符的。说明F1是杂合子。孟德尔的假说是正确的。进一步理解什么是测交，及测交的作用：可以预测未知基因型的显性表现型个体的基因型。孟德尔的假说是超越自己时代的一种非凡的设想。
（三）归纳分离定律。
[师]简单回顾孟德尔揭示分离定律的过程（观察实验、发现问题 分析问题、提出假说 设计实验、验证假说 归纳综合、总结规律），提出“假说—演绎法”。
【课堂训练】略
▲ 在对分离现象解释的验证的问题上并非主观臆断地直接告诉学生孟德尔做了测交实验，而是在教师的引导下学生主动分析思考，演绎推理出测交实验方案。学生在感到成功喜悦的同时也真正理解了测交的意义，这样才能灵活地解决生产中的一些实际问题。同时培养学生严密的逻辑推理能力和思维的想像能力，提高学生的生物科学素养。在这一部分的学习的过程中学生再次体验到孟德尔实验方法的创新之处，同时领悟了“假说—演绎法”这一科学的研究方法。最后进行相关的训练，巩固基本知识并培养知识运用能力。
九、板书设计
孟德尔的豌豆杂交实验（一）
第一课时：
一、一对相对性状的杂交实验
1、实验过程
2、实验结果：①子一代（F1）表现为高茎（显性性状）。
②子二代（F2）出现性状分离，高茎:矮茎=3:1
二、对分离现象的解释（孟德尔四点假说要点电脑附板）
第二课时：
一、性状分离比的模拟实验
二、对分离现象解释的验证
三、分离定律
十、作业设计
一、判断题
1、兔的白毛和黑毛，绵羊的长毛和细毛都是相对性状。 （ ）
2、隐性性状是指生物体不能表现出来的性状。 （ ）
3、纯合子的自交后代中不会发生性状分离，杂合子的自交后代中不会出现纯合子。 （ ）
二、选择题
1．鼠的毛皮黑色（M）对褐色（m）为显性，两只杂合黑鼠生出纯种小黑鼠的可能性是（ ）
A．1/2 B．1/3 C．1/4 D．100%
2．一对杂合黑豚鼠产仔4只，4只鼠仔的性状可能是（ ）
A．三黑一白 B．全部黑色 C．二黑二白 D．以上三种都有可能
3．家兔的黑毛对褐毛是显性，要判断一只黑色兔是否是纯合子，选用与它交配的兔最好是（ ）
A．纯种黑毛兔 B．褐毛兔 C．杂种黑毛兔 D．A、B、C都不对
4．小麦的抗病（T）对不抗病(t)是显性，两株抗病小麦杂交，后代中有一株不抗病，其余未知，这个杂交组合可能的遗传因子组合是
A．TT × Tt B．TT × TT C．Tt × Tt D．Tt × tt
三、简答题
1．番茄的圆果与长果是一对相对性状（设遗传因子为Ｂ或b），下表是番茄的果形四个组合的遗传实验结果，分析回答有关问题：
组合
亲本性状
F１的性状和植株数目
圆果
长果
一
圆果×长果
105
112
二
圆果×长果
207
0
三
圆果×圆果
316
108
四
圆果×圆果
268
0
（１）写出四个组合中各亲本的遗传因子组合：一 ；二 ；
三 ；四 。
（２）这对相对性状中属于显性性状的是 ，根据组合 可以判断出显性性状。
（３）四个组合中属于测交的是组合 ，写出遗传图解。
2．水稻的抗病对不抗病为显性，现有杂合抗病水稻，如何得到纯合的抗病水稻品种呢？请设计一个简捷的实验程序。
【问题研讨】
本节安排了两个课时，但第二个课时要做性状分离比模拟实验，还要引导学生演绎推理设计测交实验，学生还要做课堂练习巩固知识，实验小组介绍实验，整节课的学生活动很多，所以时间有些紧张。可以设计成三课时，把课堂练习巩固和课本上的“技能训练”以及自交、杂交和测交等概念的区别及运用放在第三课时。这样会提高学生对基本概念的理解和运用分离定律的能力。
本节课涉及到的基本概念比较对，可否通过构建概念图的方法梳理相关的知识网络，加深学生对概念以及概念之间内在联系的理解。
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1.2 基因工程的基本操作程序导学案
一、学习目标
1、简述基因工程的原理及其操作程序。
2、尝试设计某一转基因生物的研制过程。
二、学习重点和难点
1.学习重点：基因工程基本操作程序的四个步骤。
2.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。
三、学习过程
考点一：基因工程的基本操作程序
回顾并结合P8内容简述基因工程的四个基本操作步骤：
（1） ；
（2） ；
（3） ；
（4） 。
考点二：基因工程的基本操作程序每一步骤的必要性分析
（一）目的基因的获取
阅读教材P8—9相关内容，思考并讨论：
2.举例说明什么是目的基因？
3.目的基因的获取途径有哪些？
（1）从 中获取目的基因；
（2）利用 扩增目的基因；
（3）用化学方法直接 。
※从基因文库中获取目的基因
4.什么是基因文库？基因文库包括哪两种？
（1）基因文库：将含有某种生物 的许多DNA片段，导入 的群体中通过克隆而储存，各个受体菌分别含有这种生物的不同的基因。
（2）种类： 和
5.结合P10“生物技术资料卡”比较基因组文库与部分基因文库（cDNA文库）
文库类型
cDNA文库
基因组文库
文库大小
基因中启动子
基因中内含子
基因多少
物种间的基因交流
启动子：具有启动作用的DNA片段；
内含子：位于编码蛋白质序列内的非编码DNA片段。
6.怎样从基因文库中得到我们所需要的目的基因呢？
根据基因的 序列、基因的功能、基因在 上的位置、基因的转录产物mRNA、及基因的表达产物 等的特性来获取目的基因。
※利用PCR技术扩增目的基因
阅读教材P10—11相关内容，思考并讨论：
7.什么是PCR技术？PCR技术的全称？目的是什么？原理是什么？特点是什么？需要哪些物质和条件？过程是怎样的？
PCR技术：
全称：
目的：
原理：
特点：
物质和条件：
过程：第一步：
第二步：
第三步：
☆PCR技术在 中自动完成。
8.如果基因比较小，核苷酸序列又已知，可以通过 用化学方法直接人工合成。
（二）基因表达载体的构建（基因工程的 ）
阅读教材P11相关内容，思考并讨论：
9.基因表达载体构建的目的是什么？
目的：使 在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传给下一代，是目的基因能够
作用。
10.一个基因表达载体的组成原件有哪些？各自有何功能？
（1）基因表达载体的组成原件：
（2） ：位于基因的首端，是 识别和结合的部位。
终止子：位于基因的尾端，使 在所需要的地方停止下来。
：为了鉴别受体细胞中是否含有 ，从而将含目的基因的细胞筛选出来。
（三）将目的基因导入受体细胞
阅读教材P11—12相关内容，思考并讨论：
11.什么是转化？
2.将目的基因导入植物细胞的方法有哪些？适用范围如何？
13. 农杆菌转化法为什么不能用于单子叶植物？
14.农杆菌感染双子叶植物和裸子植物过程是怎样的？
15.农杆菌转化法的过程是怎样的？
16.将目的基因导入动物细胞的最为有效的方法是什么？基本操作程序是什么？
17.早期基因工程都用原核生物作为受体细胞的原因是什么？
18.大肠杆菌细胞最常用的转化方法是怎样的？
首先，用 处理细胞，使细胞处于一种能吸收周围环境中的DNA分子的生理状态，这种细胞称 ；第二步将重组表达载体DNA分子溶于 中与感受态细胞混合，在一定的温度下促进感受态细胞吸收 分子，完成转化过程。
※目的基因的检测与鉴定（检验基因工程是否 的一步）
19.为什么要对目的基因进行检测与鉴定？
20.（1）怎样检测转基因生物染色体上是否插入了目的基因？
（2）怎样检测目的基因转录出了mRNA？
（3）怎样检测目的基因是否翻译成蛋白质？
（4）以上检测都是在什么水平上的检测？检测的原理分别是什么？可不可以在个体水平上鉴定？举例说明。
四、重难点剖析
1.PCR中的DNA聚合酶和普通DNA聚合酶有何异同？
2.利用反转录法得到的目的基因有何特点？
据已知蛋白质的氨基酸序列推测出相应的mRNA序列，然后再推测出它的结构基因的核
苷酸序列，通过化学合成以单核苷酸为原料合成的目的基因只有一种吗？为什么？
3.为什么不把目的基因直接导入受体细胞，而是要构建表达载体？
4.目的基因与质粒结合形成重组质粒的步骤是怎样的？基因表达载体的构建都是一样的吗？
5.转基因植物的受体细胞可以是什么？转基因动物呢？为什么？
6.基因工程中，为什么目的基因能与质粒形成重组质粒？
目的基因为什么能在受体细胞中得到表达？
7.基因工程的四步操作中，哪些步骤涉及到了碱基互补配对？
我的疑惑：
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课件34张PPT。1.2 基因工程的基本操作程序补：原核细胞的基因结构非编码区非编码区编码区编码区上游 编码区下游 与RNA聚合酶结合位点启动子终止子 RNA聚合酶能够识别调控序列中的结合位点，并与其结合。 转录开始后，RNA聚合酶沿DNA分子移动，并以DNA分子的一条链为模板合成RNA。 转录完毕后，RNA链释放出来，紧接着RNA聚合酶也从DNA模板链上脱落下来。①不能转录为信使RNA，不能
编码蛋白质。：能转录相应的信使RNA，能
编码蛋白质 编码区非编码区原核细胞的 基因结构②有调控遗传信息表达的核
苷酸序列，在该序列中，
最重要的是位于编码区上
游的RNA聚合酶结合位点。启动子补：真核细胞的基因结构编码区与RNA聚合酶
结合位点内含子 外显子 能够编码蛋白质的序列叫做外显子 不能够编码蛋白质的序列叫做内含子启动子终止子编码区上游 编码区下游 内含子： 外显子： 真核细胞的 基因结构编码区非编码区外显子：能编码蛋白质的序列
内含子：不能编码蛋白质的序列：有调控作用的核苷酸序列，
包括位于编码区上游的RNA
聚合酶结合位点。非编码序列：包括非编码区和内含子原核细胞与真核细胞的基因结构比较思考编码相同数目氨基酸的蛋白质，原核细胞与真核细胞基因结构一样长吗？连续不连续编码区非编码基因工程的基本操作程序主要包括四个步骤1、目的基因的获取2、基因表达载体的构建3、将目的基因导入受体细胞4、目的基因的检测与鉴定一、目的基因的获取1、目的基因：主要是指编码蛋白质的基因也可以是： 3、获取目的基因的常用方法有哪些?（1）从基因文库中获取（2）利用PCR技术扩增（3）人工合成请阅读P9第一和二两段一些具有调控作用的因子（1）从自然界中已有物种中分离出来 （2）用人工方法合成2、途径(一)从基因文库中获取目的基因 将含有某种生物不同基因的许多DNA片断，导入到受体菌的群体中，各个受体菌分别含有这种生物的不同基因，称为基因文库1.基因文库基因组文库与部分基因文库的关系怎样从基因文库中得到我们所需的目的基因呢?③怎样从基因文库中找到我们所需要的目的基因 根据目的基因的有关信息，例如，根据基因的核苷酸序列、基因的功能、基因在染色体上的位置、基因的转录产物mRNA，以及基因的表达产物蛋白质等特性来获取目的基因。基因文库的建立方法提取某种生物的全部DNA用适当的限制酶酶切一定大小的DNA片段将DNA片段与运载体连接导入受体菌中储存基因组文库方法一：直接分离法(鸟枪法)某种生物的单链mRNA单链互补DNA双链cDNA片段导入受体菌中储存与载体连接cDNA文库反（逆）转录酶DNA聚合酶反转录法：cDNA的合成流程图解基因文库的构建方法之二cDNA合成过程 第一步，反转录酶以RNA为模板合成一条与RNA互补的DNA单链，形成RNA-DNA杂交分子。
第二步，核酸酶H使RNA-DNA杂交分子中的RNA链降解，使之变成单链的DNA。
第三步，以单链DNA为模板，在DNA聚合酶的作用下合成另一条互补的DNA链，形成双链DNA分子。 ②基因组文库和cDNA文库的主要区别小大无有无有某种生物的部分基因某种生物的全部基因可以部分基因可以(二)利用PCR技术扩增目的基因① 概念：PCR全称为_______________，是一项
在生物____复制___________的核酸合成技术 ③条件：_____________ ________
_______________ __________ ___________.前提条件：②原理：__________④方式：以_____方式扩增，即____（n为扩增循
环的次数）⑤结果：选修3 P10聚合酶链式反应体外特定DNA片段DNA复制DNA的两条链为模板、温度控制四种脱氧核苷酸一对引物DNA聚合酶指数2n使目的基因的片段在短时间内成百万倍地扩增(二)利用PCR技术扩增目的基因一段已知目的基因的核苷酸序列⑥过程：a、DNA变性（90℃-95℃）：双链DNA模板
在热作用下，_____断裂，形成___________b、退火（复性55℃-60℃）：系统温度降低，引 物与DNA模板结合，形成局部________。 c、延伸（70℃-75℃）：在Taq酶的作用下，从
引物的5′端→3′端延伸，合成与模板互补
的________。 氢键单链DNA双链DNA链PCR技术扩增与DNA复制的比较碱基互补配对四种脱氧核苷酸模板、原料、能量、酶DNA在高温下变性解旋解旋酶催化体外复制细胞核内热稳定的DNA聚合酶细胞内的DNA聚合酶大量的DNA片段形成整个DNA分子根据已知的氨基酸序列合成DNA法 ： 根据已知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原则，推测出它的结构基因的核苷酸序列，再通过化学方法，以单核苷酸为原料合成目的基因。蛋白质的氨基酸序列mRNA的核苷酸序列结构基因的核苷酸序列推测推测目的基因化学合成（三）用化学方法直接人工合成1.用一定的_________切割
质粒，使其出现一个切
口，露出____________。
2.用_____________切断目
的基因，使其产生_____
____________。(二)基因表达载体的构建—— 核心3.将切下的目的基因片段插入质粒的______处，
再加入适量___________，形成了一个重组
DNA分子（重组质粒）限制酶黏性末端限制酶的黏性末端切口DNA连接酶相同质粒DNA分子限制酶处理一个切口
两个黏性末端两个切口
获得目的基因DNA连接酶重组DNA分子（重组质粒）—— 核心(二)基因表达载体的构建4.过程:5.基因表达载体的组成：目的基因+启动子+终止子+标记基因它们有什么作用？(三)将目的基因导入受体细胞转化 ——方法将目的基因导入
植物细胞将目的基因导入
动物细胞将目的基因导入
微生物细胞农杆菌转化法基因枪法花粉管通道法——显微注射法——感受态细胞目的基因进入_________内，并且在 受体细胞内维持_____和_____的过程受体细胞稳定表达1、将目的基因导入植物细胞的方法：农杆菌转化法
（1）农杆菌介绍
（2）原理及适用范围(三)将目的基因导入受体细胞2、将目的基因导入动物细胞
（1）方法：显微注射法
（2）程序：
(三)将目的基因导入受体细胞3、将目的基因导入微生物细胞
（1）思考：为什么选用微生物作为受体细胞？
（2）方法：
将目的基因导入受体细胞（动物细胞）显微注射法(四)目的基因的检测与鉴定——检查是否成功检测—鉴定——①检测转基因生物染色体的DNA
上是否插入了目的基因②检测目的基因是否转录出了mRNA③检测目的基因是否翻译成蛋白质抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等方法——方法——方法——DNA分子杂交分子杂交（注意与上不同之处）抗原抗体杂交DNA分子杂交示意图 采用一定的技术手段，将两种生物的DNA分子的单链放在一起，如果这两个单链具有互补的碱基序列，那么，互补的碱基序列就会结合在一起，形成杂合双链区；在没有互补碱基序列的部位，仍然是两条游离的单链。 P15思考与探究1）有关基因工程的叙述中，错误的是（ ）
A、DNA连接酶将黏性末端的碱基对连接起来
B、 限制性内切酶用于目的基因的获得
C、目的基因须由运载体导入受体细胞
D、 人工合成目的基因不用限制性内切酶A练习2）有关基因工程的叙述正确的是 （ ）
A、限制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、质粒都可作为运载体
D、蛋白质的结构可为合成目的基因提供资料D练习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的步骤是 （ ）
A、人工合成目的基因
B、目的基因与运载体结合
C、将目的基因导入受体细胞
D、目的基因的检测和表达C练习1.3 基因工程的应用导学案
班级 学号 姓名
【学习目标】1.基因工程的原理和应用。2.尝试运用基因工程原理，提出解决某一实际问题的方案。3.通过了解我国基因工程的前景及成果，激发学生对生物知识的兴趣，开阔学生的思路。
【学习重点】基因工程在农业和医疗等方面的应用。
【难点预测】基因治疗。
【自主预习1】(阅读教材，将空白处内容填写上，并在书中的相应位置用横线标注。)
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、植物基因工程硕果累累
1、抗虫转基因植物
⑴杀虫基因种类：Bt毒蛋白基因、 、 、
植物凝集素基因等。
⑵成果：_______ _____、______ ________等。
2、抗病转基因植物
⑴植物的病原微生物： 、 和细菌等。
⑵抗病基因种类
①抗病毒基因：病毒 基因和 基因。
②抗真菌基因：______ _______基因和 基因。
⑶成果：抗烟草花叶病毒的烟草和抗病毒的转基因小麦、甜椒、番茄等。
3、抗逆转基因植物
⑴抗逆基因：调节细胞 基因使作物抗碱、抗旱；鱼的 使作物耐寒；抗除草剂基因，使作物抗除草剂。
⑵成果：具有抗寒能力的烟草、番茄。
4、利用转基因改良植物的品质
⑴优良基因： 、控制番茄成熟的基因等。
⑵成果：__________________________ ___________________________。
【课内探究1】（结合已学知识，思考以下问题。将不能完成的问题用红笔画出来，并在小组内讨论交流，将交流的结果整理在学案上。）
1、植物基因工程主要应用于那些方面？并举例说明取得的相应成果。
2、利用基因工程培育抗盐碱、抗干旱作物，这些抗性基因实际上是什么基因？
【自主预习2】(阅读教材，将空白处内容填写上，并在书中相应的位置用横线标注。)
二、动物基因工程前景广阔
1、用于提高动物的生长速度
⑴基因：外源 基因。
⑵成果：__________ _____________________。
2、用于改善畜产品的品质
⑴优良基因：_________ ________。
⑵成果：转基因牛分泌的乳汁中_____ ____含量少。
3、用转基因动物生产药物
⑴基因来源：药用 基因 + 蛋白基因+启动子。
⑵成果：______________ _________________。
4、用转基因动物作器官移植的供体
⑴器官供体：抑制或去除 基因。
⑵成果（预期）：利用克隆技术培育没有免疫排斥反应的猪器官。
【课内探究2】（结合已学知识，思考以下问题。将不能完成的问题用红笔画出来，并在小组内讨论交流，将交流的结果整理在学案上。）
用动物乳腺作为反应器，生产高价值的蛋白质比工厂化生产的优越之处有哪些？
2、用基因工程技术实现动物乳腺生物反应器的操作过程是怎样的？
【自主预习3】(阅读教材，将空白处内容填写上，并在书中相应的位置用横线标注。)
三、基因工程药物异军突起
1、来源：转基因 。
2、工程菌： 。
3、成果：___________________________________ ___等。可用来预防和治疗
，如
等。
【课内探究3】（结合已学知识，思考以下问题。将不能完成的问题用红笔画出来，并在小组内讨论交流，将交流的结果整理在学案上。）
请列举至少三种常见的基因工程药物、来源及其治疗的疾病。
【自主预习4】 (阅读教材，将空白处内容填写上，并在书中相应的位置用横线标注。)
四、基因治疗曙光初照
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。这是治疗 病的最有效手段。
2、成果：将腺苷酸脱氨酶基因成功导入患者的淋巴细胞。
3、基因治疗的途径： 和 。
【课内探究4】（结合已学知识，思考以下问题。将不能完成的问题用红笔画出来，并在小组内讨论交流，将交流的结果整理在学案上。）
基因治疗的途径有哪几条？一般治疗过程是怎样的？
【拓展提升】利用微生物生产药物的优越性何在？
【归纳总结】 抗虫转基因植物
抗病转基因植物
转基因植物 抗虫逆转基因植物
改良植物品质
提高动物生长速度
改善畜产品的品质
转基因动物 用转基因动物生产药物
用转基因动物作器官移植的供体
基因工程药物
基因治疗
【经典例题剖析】例1、不属于基因工程方法生产的药物是（ ）
A．干扰素 B．白细胞介素 C．青霉素 D．乙肝疫苗
【解析】 基因工程生产的药物有胰岛素、干扰素、白细胞介素、溶血栓剂、凝血因子、人造血液代用品、乙肝疫苗等。而青霉素是发酵工程的产品之一。【答案】 C
【课堂巩固】
1．若利用基因工程技术培育能固氮的水稻新品种，其在环保上的重要意义是（ ）
A．减少氮肥的使用量，降低生产成本 B．减少氮肥的使用量，节约能源
C．避免氮肥过多引起环境污染 D．改良土壤结构
2．基因治疗是指（ ）
A.对有基因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
B.把健康的外源基因导入到有基因缺陷的细胞中，达到治疗疾病的目的
C.运用人工诱变的方法，使有基因缺陷的细胞发生基因突变恢复正常
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
3．治疗白化病、苯丙酮尿症等人类遗传病的根本途径是（ ）
A、口服化学药物 B、注射化学药物
C、采用基因疗法替换致病基因 D、利用辐射或药物诱发致病基因突变
4．上海医学遗传研究所成功培育出第一头携带白蛋白的转基因牛，他们还研究出一种可大大提高基因表达水平的新方法，使转基因动物乳汁中的药物蛋白含量提高30多倍，转基因动物是指（ ） A、提供基因的动物 B、基因组中增加外源基因的动物 C、能产生白蛋白的动物 D、能表达基因信息的动物
5．在基因诊断技术中，所用的探针DNA分子中必须存在一定量的放射性同位素，后者的作用是
A、为形成杂交的DNA分子提供能量 B．引起探针DNA产生不定向的基因突变 C. 作为探针DNA的示踪元素 D．增加探针DNA的分子量
6．基因工程生产胰岛素的主要原因是 （ ）
A、工艺简单，容易操作 B、生产量大，价格较低
C、所生产的胰岛素可以用于口服 D、所生产的胰岛素疗效大大提高
7．1975年，科学家用基因工程的方法创造出了一种能分解石油的“超级细菌”，下列关于此种细菌的说法正确的是 （ ）
A、与一般细菌相比它体积特别巨大 B、它是现在唯一能分解石油的细菌
C、它同时能分解石油中的四种烃类 D、与一般细菌相比，它繁殖速度极快
8．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．基因治疗主要是对有缺陷的细胞进行修复
9．用于鉴定转化的细胞是否含重组?DNA的最常用方法是（ ）
A、抗药性选择? B、分于杂交选择 C、RNA反转录?? ? D、免疫学方法
10、能够使植物体表达动物蛋白的育种方法是（ ）
A．单倍体育种 B．杂交育种 C．基因工程育种 D．多倍体育种
11、下列育种需要使用生物工程技术的是（多选）( )
A、高产青霉素菌株 B、能分泌含抗体的乳汁的母牛
C、生长较快的鲤鲫鱼 D、利于贮藏的白菜—甘蓝
12、下列关于基因工程成果的概述，正确的是（多选）( )
A、在医药卫生方面，主要用于诊断治疗疾病
B、在农业上主要是培育高产、稳产、品质优良和具有抗性的农作物
C、在畜牧养殖业上培育出了体型巨大、品质优良的动物
D、在环境保护方面主要用于环境监测和对污染环境的净化
13、用现代生物技术培育生物新品种，其优越性在于（多选）（ ）
A．克隆技术可以快速繁殖优良形状的家畜
B．现代转基因生物技术可以迅速改变生物的基因组成
C．现代生物技术可以迅速使新品种形成群落
D．现代生物技术可以克服远源杂交不亲和的障碍
14、1990年对一位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基因治疗，其方法是首先将患者的白细胞取出作体外培养，然后用逆转录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）在基因治疗过程中，逆转录病毒的作用相当于基因工程中基因操作工具中的 ，此基因工程中的目的基因是 ，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 、 。
15、将人的抗病毒干扰素基因“嫁接”到烟草的DNA分子中，可使烟草获得抗病毒的能力，形成转基因产品。试分析回答：
（1）烟草转基因产品的获得属于（ ）
A、基因工程 B、细胞工程 C、微生物工程 D、酶工程
（2）人的基因之所以能接到植物体中去，原因是： 。
烟草具有抗病毒能力，说明烟草体内产生： 。
不同生物间基因移植后能成功表达式，说明生物共有一套 ，从进化的角度看，这些生物具有 。
烟草DNA分子被“嫁接”上或“切割”掉某个基因，实际并不影响遗传信息的表达功能。这说明 。
该工程应用于生产实践，将给农业、医药等诸多领域带来革命，目前已取得了许多成就，请你列举你所知道的或你所设想应用该工程的三个具体实例： 。
有人认为，转基因新产品也是一把双刃剑，有如船能载舟也能覆舟，甚至可能带来灾难性的后果，你是否支持这一观点？如果支持，请你举出一个可能出现的灾难性后果的实例：
。
16、干扰素是治疗癌症的重要物质，人血液中每升只能提取0．05 mg干扰素，因而其价格昂贵，平民百姓用不起。但美国有一家公司用基因工程方法合成了价格低廉、药性一样的干扰素，其具体做法是： （1）从人的淋巴细胞中提取能指导干扰素合成的?????? ，并使之与一种叫质粒的DNA结合，然后移植到酵母菌内，从而让酵母素来 。 （2）酵母菌能用 方式繁殖，速度很快，所以能在较短的时间内大量生产 。利用这种方法不仅产量高，并且成本较低。 （3）科学家陈炬在这方面也做出了突出贡献，他成功地把人的干扰素基因嫁接到了烟草的DNA分子上，其物质基础和结构基础是 。 （4）烟草具有了抗病毒能力，这表明烟草体内产生了??? ???? ，由此可见，烟草和人体合成蛋白质的方式是 ，从进化的角度来考虑，证明了人和植物的起源 。
17、在植物基因工程中，用土壤农杆菌中的Ti质粒作为运载体，把目的基因重组入Ti质粒上的T-DNA片段中，再将重组的T-DNA插入植物细胞的染色体DNA中。
（1）科学家在进行上述基因操作时，要用同一种 分别切割质粒和目的基因，质粒的黏性末端与目的基因DNA片段的黏性末端就可通过 而黏合。
（2）将携带抗除草剂基因的重组Ti质粒导入二倍体油菜细胞，经培养、筛选获得一株有抗除草剂特性的转基因植株。经分析，该植株含有一个携带目的基因的T-DNA片段，因此可以把它看作是杂合子。理论上，在该转基因植株自交F1代中，仍具有抗除草剂特性的植株占总数的 ，原因 。
（3）种植上述转基因油菜，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”。如果把目的基因导入叶绿体DNA中，就可以避免“基因污染”，原因是:
。
1.3 基因工程的应用（答案）
【课内探究1】
1、培育抗虫、抗病、抗逆转基因植物，转基因改良植物品质；举例：抗虫的棉花、马铃薯；抗病的甜椒、番茄；抗寒的烟草番茄；转基因的优良玉米等。
调节细胞渗透压的基因
【课内探究2】 1、产量高、质量好、成本低、易提取。
获取目的基因 → 构建基因表达载体 → 显微注射导入哺乳动物受精卵中形成胚胎 → 将胚胎送入母体动物子宫内 → 发育成转基因动物。
【课内探究3】请列举至少三种常见的基因工程药物、来源及其治疗的疾病。
答：胰岛素——工程菌——糖尿病； 干扰素——大肠杆菌或酵母菌——抗病毒、抗肿瘤；
生长激素——工程菌——（侏儒症）促进生长。
【课内探究4】 基因治疗的途径有哪几条？一般治疗过程是怎样的？
答：体外基因治疗和体内基因治疗。
⑴体外基因治疗的治疗过程：从病人体内获得淋巴细胞进行培养 → 在体外将正常的基因转移到培养的淋巴细胞中 → 筛选成功转移的细胞扩增培养 → 重新移入患者体内。
⑵体内基因治疗的治疗过程：直接向人体组织细胞中转移基因。
【拓展提升】
⑴利用微生物的活细胞作为表达系统，表达效率高，不需厂房和大型设备就可以生产出大量的药品。⑵可以解决传统制药中原料来源的不足。⑶减少生产人员和管理人员，从而降低生产成本。
【课堂巩固】
1、Ｃ ２、B ３、Ｃ ４Ｂ ５、Ｃ 6、Ｂ 7、Ｃ 8、Ｃ 9、Ｂ 10、C
11、BCD 12、BCD 13、 ABD
14、（１）载体 正常腺苷脱氨酶基因 白细胞
（２）腺苷脱氨酶（抗体） 转录 翻译
15、（1）A. （2）人与植物的DNA结构组成相同。 （3）抗病毒干扰素。
（4）遗传密码，共同的原始祖先。 （5）基因是遗传物质结构和功能的基本单位。
（6）将抗病毒基因嫁接到水稻中，形成抗病毒水稻新品种；将人的血型基因移入猪体内，培育出可形成人血的猪；将干扰素基因移入细菌体内，培育出能产生干扰素的细菌。
（7）用于改良作物的抗不良环境的基因引入杂草，就将难以控制杂草。
16、（１）干扰素基因 合成干扰素 （２）出芽生殖 干扰素
（３）都是脱氧核苷酸组成的 都具有双螺旋结构
（４）干扰素 相同的 相同
17（1）限制性内切酶，碱基互补配对
（2）3/4，雌雄配子各有1/2含抗除草剂基因；受精时，雌雄配子随机结合
（3）叶绿体遗传表现为母系遗传，目的基因不会通过花粉传递而在下一代中显现出来
附件1：律师事务所反盗版维权声明
附件2：独家资源交换签约学校名录（放大查看）
学校名录参见：http://www. zxxk.com/wxt/list. aspx?ClassID=3060
课件47张PPT。基因工程的应用 基因工程的基本操作程序获取目的基因
从基因文库
利用PCR
化学方法人工合成
构建基因表达载体
目的基因、启动子、终止子、标记基因
将目的基因导入受体细胞
农杆菌转化法、显微注射法、Ca2+处理法
目的基因的检测与鉴定
检测：是否插入、转录、翻译
鉴定：个体生物学水平的鉴定
一、植物基因工程硕果累累据国际农业生物技术应用服务组织（ISAAA）的统计，2011年全球共有29个国家的1670万名农民种植了1.6亿公顷的转基因作物，占全球耕地的10％。这面积相当于中国可耕地面积的1.3倍，约等于美国的可耕地面积。 报告显示，2011年转基因作物种植面积最大的国家是美国，达到6900万公顷，主要为玉米、大豆、棉花、油菜等；巴西、阿根廷分列第二和第三位，种植面积分别为3030万公顷和2370万公顷。其余名列前位的国家是印度、加拿大、中国、巴拉圭、巴基斯坦、南非和乌拉圭，种植面积均超过百万公顷。 美国是世界上可以耕地面积最大的国家，也是转基因作物种植面积最大的国家。2011年，美国有6900万公顷的农田上种植了转基因作物，占美国可耕地面积的43%，转基因作物包括玉米、大豆、棉花、油菜、甜菜、苜蓿、番木瓜和南瓜等，其中93%的大豆、93%的棉花、86%的玉米和90%油菜都是转基因品种。此外，80%的包装食品都使用转基因作物作为原料。而且美国和加拿大都没有强制要求食品公司在产品上注明“转基因”标识。 植物基因工程技术主要用于哪些方面?提高农作物的抗逆能力（如抗除草剂、抗虫、抗病、抗干旱和抗盐碱等）,以及改良农作物的品质和利用植物生产药物等方面.(一)抗虫转基因植物1.虫害给农作物带来了哪些影响?
传统农业如何防治害虫? 有哪些不足?2.现在已有哪些抗虫植物问世?3. 抗虫基因Bt毒蛋白基因、蛋白酶抑制剂基因、
淀粉酶抑制剂基因、植物凝集素基因等请阅读P18生物资料技术卡,了解一些抗虫基因的抗虫机理。
4.抗虫棉的目的基因是什么?目的基因从何而来?
5.我国的转基因抗虫棉取得了哪些进展?转基因双价抗虫棉是我国科学家将杀虫机理不同的两种抗虫基因(Bt杀虫基因和修饰的豇豆胰蛋白酶抑制剂基因)同时导入棉花，研制成功的一种抗虫棉花。由于这两种杀虫蛋白功能互补且协同增效，使双价抗虫棉不但可以有效延缓棉铃虫对单价抗虫棉产生抗性，还可增强抗虫性。预计将对控制棉铃虫对抗虫棉的抗性发展起到关键作用。
双价抗虫棉的核心技术于1998年申请国家发明专利，2002年正式授权，使我国在抗虫棉的研究及应用领域达到了国际先进水平。目前，国产抗虫棉技术正在走出国门，出口到印度等国家。
现在，我国已审定抗虫棉品种14个，其中单价棉11个 ,双价棉3个 .这些抗虫棉品种均高抗棉铃虫，具有较好的品质性状及丰产性。此外，还有许多抗虫棉优良品系正在试验过程中。
抗虫棉的推广应用可大幅度减少植棉的用工投入，但想获得高产仍须注意施肥、化控以及种植密度等配套栽培技术的应用。（二）抗病转基因植物1.什么是病原微生物？有哪些种类？引起植物生病的微生物，主要有病毒、真菌和细菌等2.为什么说常规育种很难培育出抗病毒的新品种？3.在抗病转基因植物中使用最多的是什么基因？
病毒外壳蛋白（coat protein，CP）基因；
病毒的复制酶基因拓展：在抗病毒转基因植物中，为什么使用病毒外壳蛋白基因可以抗病毒侵染？ 关于病毒外壳蛋白基因(CP基因)导入植物后的抗病毒机理，目前有几种假说。一种假说认为：CP基因在植物细胞内表达积累后，当入侵的病毒裸露核酸进入植物细胞后，会立即被这些外壳蛋白重新包裹，从而阻止病毒核酸分子的复制和翻译。另一种假说认为：植物细胞内积累的病毒外壳蛋白会抑制病毒脱除外壳，使病毒核酸分子不能释放出来。然而最近的研究表明，如果将病毒的外壳蛋白的AUG起始密码缺失，使之不能被翻译，或者将外壳蛋白基因变成反义RNA基因，整合到植物细胞染色体上，转基因植物则有很好的抗性。因此，有人认为抗性机理不是外壳蛋白在起作用，而是CP基因转录出RNA后，与入侵病毒RNA之间的相互作用起到了抗性作用。3.在抗真菌转基因植物中使用什么基因？几丁质酶基因和抗毒素合成基因 （三）其他抗逆转基因植物1.哪些环境条件会造成农作物低产、减产？盐碱、干旱、低温和涝害等2.盐碱和干旱对农作物的危害与什么有关？细胞内的渗透压调节在抗盐碱和抗干旱作物中使用了什么基因？ 调节细胞渗透压的基因 3.转基因耐寒的烟草和番茄中哪种目的基因提高了其抗寒能力？目的基因从何而来？鱼的抗冻蛋白基因 4.抗除草剂基因有何用途？喷洒除草剂时，杀死田间的杂草而不损伤作物（四）利用转基因改良植物的品质人体（或其它脊椎动物）必不可少，而机体内又不能合成的，必须从食物中补充的氨基酸，称必需氨基酸。
必需氨基酸共有８种：赖氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、蛋氨酸（甲硫氨酸）、苏氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、缬氨酸。
如果饮食中经常缺少必需氨基酸，可影响健康。
另外12种氨基酸是人体细胞能够合成的叫做非必需氨基酸。你知道哪些食品中缺少必需氨基酸？
如何用转基因的方法加以改良？将必需氨基酸含量多的蛋白质编码基因导入植物
改变必需氨基酸合成途径中某种关键酶的活性转基因延熟番茄的目的基因是什么？控制番茄果实成熟的基因转基因矮牵牛的目的基因是什么？与植物花青素代谢有关的基因异想天开二、动物基因工程前景广阔（一）用于提高动物生长速度——动物品种改良、建立生物反应器、器官移植等导入外源生长激素基因（二）用于改善畜产品的品质举例说明将肠乳糖酶基因导入奶牛基因组，转基因牛分泌的乳汁中乳糖的含量大大减低。（三）用转基因的动物生产药物设问:就基因药物而言，最理想的表达场所是哪里？转基因动物的乳腺。 （1）乳腺是一个外分泌器官，乳汁不进入体内循环，不会影响转基因动物本身的生理代谢反应。
（2）从乳汁中获取目的基因产物，产量高，易提纯，表达的蛋白质已经过充分的修饰加工，具有稳定的生物活性。
（3）从乳汁中源源不断获得目的基因的产物的同时，转基因动物又可正常繁殖。设问:为什么乳腺能成为基因药物最理想的表达场所呢？将药物蛋白基因与乳腺蛋白基因的启动子等调控组件重组在一起，通过显微注射等方法，导入哺乳动物的受精卵中，将受精卵送入母体，使其发育成转基因动物。转基因动物进入泌乳期后，可以通过分泌乳汁生产所需要的药品，称为乳腺生物反应器或乳房生物反应器。乳腺生物反应器乳腺生物反应器的优点：①产量高；②质量好；③成本低；④易提取。 ①获取目的基因（例如血清白蛋白基因）
②构建基因表达载体（在血清白蛋白基因前加特异表达的启动子）
③显微注射导入哺乳动物受精卵中
④形成胚胎
⑤将胚胎送入母体动物
⑥发育成转基因动物（只有在产下的雌性个体中，转入的基因才能表达）。思考:用基因工程技术实现动物乳腺生物反应器的操作过程是怎样的？ （四）用转基因动物作器官移植的供体利用基因工程对猪的器官进行改造方法：将器官供体基因组导入某种调节因子，以抑制抗原决定基因的表达或设法除去抗原决定基因，再结合克隆技术，培育出没有免疫排斥反应的转基因克隆猪器官1.在传统的药品生产中，某些药品如胰岛素、干扰素等直接从生物体的哪些结构中提取？从生物的组织、细胞或血液中提取。2.传统生产方法的缺点:由于受原料来源的限制，价格十分昂贵。三、基因工程药品异军突起3.可利用什么方法来解决上述问题？利用基因工程方法制造转基因的工程菌，可高效率地生产出各种高质量、低成本的药品。工程菌:用基因工程方法，使外源基因得到高效率表达的菌类细胞株系。基因工程药品包括：细胞因子（即淋巴因子如白细胞介素—2、干扰素）、抗体、疫苗、激素等干扰素是动物或人体细胞受到病毒侵染后产生的一种糖蛋白。干扰素几乎能抵抗所有病毒引起的感染，是一种抗病毒的特效药。此外干扰素对治疗癌症和某些白血病也有一定疗效。传统的干扰素生产方法是从人血液中的白细胞内提取，每300L血液只能提取出1mg干扰素。1980－1982年，科学家用基因工程方法在大肠杆菌及酵母菌细胞内获得了干扰素，是传统的生产量的12万倍。1987年上述干扰素大量投放市场。 基因工程药品 —— 干扰素 胰岛素是治疗糖尿病的特效药。一般临床上使用的胰岛素主要从猪、牛等家畜的胰腺中提取，每100kg胰腺只能提取4－5g胰岛素。用该方法生产的胰岛素产量低，价格昂贵，远不能满足社会需要。1979年，科学家将动物体内的胰岛素基因与大肠杆菌DNA分子重组，并在大肠杆菌内实现了表达。1982年，美国一家基因公司用基因工程方法生产的胰岛素投入市场，售价降低了30%－50%。 基因工程药品 —— 胰岛素 治疗侏儒症的有效方法，是向人体注射生长激素。而生长激素的获得很困难。以前，要获得生长激素，需解剖尸体，从大脑的底部摘取垂体，并从中提取生长激素。
现可利用基因工程方法，将人的生长激素基因导入大肠杆菌中，使其生产生长激素。人们从 450 L大肠杆菌培养液中提取的生长激素，相当于6万具尸体的全部产量。 基因工程药品 —— 生长激素利用微生物生产药物的优越性何在? 利用微生物生产蛋白质类药物，是指将人们需要的某种蛋白质的编码基因，构建成表达载体后导入微生物，然后利用微生物发酵来生产蛋白质类药物。有以下优越性：
（1）利用活细胞作为表达系统，表达效率高，无需大型装置和大面积厂房就可以生产出大量药品。（2）可以解决传统制药中原料来源的不足。利用基因工程菌发酵生产就不需要从动物或人体上获取原料。（3）降低生产成本，减少生产人员和管理人员。 1、基因治疗概念：四、基因治疗曙光初照 把正常基因导入病人体内，使该基因的表达产物发挥功能，从而达到治疗疾病的目的，是治疗遗传病的最有效的手段。
（把特定的外源基因导入有基因缺陷的细胞中，从而达到治疗疾病的目的）2、实例： 将腺苷酸脱氨酶基因转入取自患者的淋巴细胞中，再将这种淋巴细胞转入患者体内。(1)对严重复合型免疫缺陷症的治疗 1990年9月14日，安德森对一例患ADA缺乏症的4岁女孩进行基因治疗。这个4岁女孩由于遗传基因有缺陷，自身不能生产ADA，先天性免疫功能不全，只能生活在无菌的隔离帐里。他们将这个女孩的白血球进行基因改造，使有缺陷的基因被健康的基因替代，然后把含正常白血球的溶液输入她左臂的一条静脉血管中。在以后的10个月内她又接受了7次这样的治疗，同时也接受酶治疗。后来，她的免疫功能日趋健全，能够走出隔离帐，过上了正常人的生活，并进入普通小学上学。3、基因治疗的类型4、基因治疗的发展现状：处于初期的临床试验阶段5、用于基因治疗的基因种类：正常基因、反义基因和自杀基因补充：基因诊断：
也称为DNA诊断或基因探针技术，即在DNA水平分析检测某一基因，从而对特定的疾病进行诊断。
探针制备：放射性同位素(如32P)、荧光分子等标记的DNA分子；
原 理：利用DNA分子杂交原理；基因探针：
基因探针就是一段与目的基因或DNA互补的特异核苷酸序列。它包括整个基因，或基因的一部分；可以是DNA本身，也可以是由之转录而来的RNA。DNA分子杂交原理：
DNA分子杂交是基因诊断最基本的方法之一。其基本原理是：互补的DNA单链能够在一定条件下结合成双链，即能够进行杂交。这种结合是特异的，即严格按照碱基互补配对进行。因此，当用一段已知基因的核苷酸序列作为探针，与被测基因进行接触，若两者的碱基完全配对成双链，则表明被测基因中含有已知的基因序列。基因诊断技术在什么方面发展迅速？
在诊断遗传性疾病方面发展迅速。目前已经可以对几十种遗传病进行产前诊断。
举例
⑴β—珠蛋白的DNA探针 → 镰刀状细胞贫血症
⑵苯丙氨酸羧化酶基因探针 → 苯丙酮尿症
⑶白血病患者细胞中分离出的癌基因制备的DNA探针 → 白血病五、基因工程与食品业基因工程为食品工业中提供了什么前景？
基因工程为人类开辟新的食物来源。
⑴鸡蛋白基因在大肠杆菌和酵母菌中表达获得成功。这表明，未来能用发酵罐培养的大肠杆菌或酵母菌来生产人类所需要的卵清蛋白。
⑵用基因工程的方法从微生物中获得人们所需要的糖类、脂肪和维生素等产品。六、基因工程与环境保护基因工程在环保方面有什么应用？
⑴用于环境监测。
⑵用于被污染环境的净化。
通过基因工程方法怎样进行环境监测？
例如：用DNA探针可以检测饮用水中病毒的含量。此方法的特点是快速、灵敏，1吨水中有10个病毒也能检测出来。通过基因工程方法怎样净化被污染的环境？
⑴用基因工程产物——“超级细菌”分解石油，可以大大提高细菌分解石油的效率。具体方法：将能分解三种烃类的假单孢杆菌的基因都转移到能分解另一种烃类的假单孢杆菌内，创造出了能同时分解四种烃类的“超级细菌”。
⑵用基因工程培养出“吞噬”汞和降解土壤中DDT的细菌，以及能够净化镉污染的植物。
⑶通过基因重组构建新的杀虫剂，取代生产过程中耗能多、易造成环境污染的农药，并试图通过基因工程回收和利用工业废物。 七、基因芯片 从正常人的基因组中分离出DNA与DNA芯片杂交就可以得出标准图谱；从病人的基因组中分离出DNA与DNA芯片杂交就可以得出病变图谱。
通过比较、分析这两种图谱，就可以得出病变的DNA信息。
基因芯片诊断技术以其快速、高效、敏感、经济、平行化、自动化等特点，将成为一项现代化诊断新技术。思考与探究:
根据所学内容，试概括写出基因工程解决了哪些生活、生产中难以解决的问题。基因工程可以生产人类需要的药物，如胰岛素、干扰素等。我们吃的某些食品如番茄、大豆等也可以是基因工程产品。农业生产中的抗虫棉、抗病毒烟草、抗除草剂大豆等都已进入商品化生产，上述产品有些是常规方法难以生产的或者生产成本过高。六、巩固联系
1、下列不属于需用基因工程方法生产药物的是（ ）
A 胰岛素 B生长激素 C 维生素 D凝血因子
2、人的糖蛋白必须经过内质网和高尔机体加工合成。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 CB 1．4 蛋白质工程的崛起
学习导航
1.举例说出蛋白质工程崛起的缘由。
2.理解蛋白质工程的原理。 [重点]
3.了解蛋白质工程的应用。 [难点]
新知初探 思维启动
一、蛋白质工程崛起的缘由
1..基因工程的实质：将一种生物的_____转移到另一种生物体内，后者可以产生它本不能产生的_________，进而表现出新的性状。
2.基因工程的不足：原则上只能生产________________的蛋白质。
二、蛋白质工程的基本原理
1..蛋白质工程的目标
根据人们对_____________的特定需求，对蛋白质的结构进行分子设计。
2.对概念的理解
(1)基础：蛋白质分子的结构规律及其与___________的关系。
(2)手段：______________________。
(3)目的：对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需求。
3.基本途径：从预期的蛋白质功能出发→设计预期的____________→推测应有的氨基酸序列→找到相对应的脱氧核苷酸序列。
想一想
对天然蛋白质进行改造，是直接对蛋白质分子进行操作来实现的吗？
三、蛋白质工程的进展和前景
1..进展：如科学家通过对胰岛素的改造，已使其成为速效型药品。
2.前景：生物和材料科学家正积极探索将蛋白质工程应用于微电子方面。制成的电子元件具有________________________的特点。
3.面临困难：对蛋白质发挥功能必须依赖的___________了解不够。
要点突破 讲练互动
要点一 蛋白质工程的基本原理和途径
1.原理：根据中心法则逆向推理。图示如下：
2.设计中的困难：如何推测非编码区以及内含子的脱氧核苷酸序列。
3.蛋白质工程的步骤
4.结果：生产出自然界从来没有的蛋白质。
例1.胰岛素可以用于治疗糖尿病，但是胰岛素被注射到人体后，会堆积在皮下，要经过较长的时间才能进入血液，而进入血液的胰岛素又容易分解，因此，治疗效果受到影响。如图是用蛋白质工程设计速效胰岛素的生产过程，请据图回答有关问题：
(1)构建新的蛋白质模型是蛋白质工程的关键,图中构建新的胰岛素模型的主要依据是________________________________________________________________________。
(2)通过DNA合成形成的新基因应与________结合后转移到________________中才能得到准确表达。
(3)若要利用大肠杆菌生产速效胰岛素，需用到的生物工程有________、________和发酵工程。
(4)图解中从新的胰岛素模型到新的胰岛素基因的合成的基本思路是什么？
互动探究
(1)结合本题分析：蛋白质工程直接操作的对象是什么？
(2)比较分析：本题构建形成的胰岛素基因与人体内的胰岛素基因相同吗？
要点二 基因工程和蛋白质工程的比较
?
基因工程
蛋白质工程
操作环境(场所)
生物体外
生物体外
操作起点
目的基因
预期的蛋白质功能
基本过程
剪切→拼接→导入→表达
确定蛋白质功能→应有的高级结构→应具备的折叠状态→应有氨基酸序列→应有的碱基序列→改造的蛋白质
实质
将一种生物的基因转移到另一种生物体内，定向改造生物的遗传性状
通过基因修饰或合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质
结果
生产自然界已存在的蛋白质
可以创造出自然界不存在的蛋白质
例2．完成下列一组填空。
(1)蛋白质工程是以______________________ _为基础，通过________或________，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需求。
(2)基因工程是遵循中心法则的,即_______ →________→_______→折叠产生有一定功能的蛋白质,它主要是生产自然界中_______(填“存在”或“不存在”)的蛋白质。
(3)蛋白质工程操作程序的基本思路是：_____________→____________→___________→__________,它可以创造自然界中________ (填“存在”或“不存在”)的蛋白质。
(4)假如预期到某种酶的功能，要设计相应的基因。
上述图示中，①是________，②是________。
变式训练
(2012·江苏启东中学高二检测)下列关于基因工程和蛋白质工程的说法正确的是( )
A．蛋白质工程和基因工程的目的都是获得人类需要的蛋白质，所以二者没有区别
B．基因工程是蛋白质工程的基础
C．通过蛋白质工程改造后的蛋白质有的仍然是天然的蛋白质
D．蛋白质工程是在蛋白质分子水平上直接改造蛋白质的
1.蛋白质工程的实质是( )
A．改造蛋白质 B．改造mRNA
C．改造基因 D．改造氨基酸
2.(2012·郑州一中高二检测)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
3.科学家为提高玉米中赖氨酸的含量，计划将天冬氨酸激酶的第352位的苏氨酸变成异亮氨酸，将二氢吡啶二羧酸合成酶中104位的天冬酰胺变成异亮氨酸，就可以使玉米叶片和种子中的游离赖氨酸含量分别提高5倍和2倍。下列对蛋白质改造的操作正确的是( )
A．直接通过分子水平改造蛋白质 B．直接改造相应的RNA
C．对相应的基因进行操作 D．重新合成新的基因
4.下列围绕蛋白质工程的叙述中正确的是(多选)( )
A．蛋白质工程能定向改造蛋白质分子的结构，使之更加符合人类的需要
B．蛋白质工程是在分子水平上对蛋白质分子直接进行操作，定向改变分子的结构
C．蛋白质工程能产生出自然界中不曾存在的新型蛋白质分子
D．蛋白质工程的操作起点是从预期蛋白质功能出发，设计出相应的基因，并借助基因工程实现的
5.基因工程与蛋白质工程的区别是( )
A．基因工程需对基因进行分子水平操作，蛋白质工程不对基因进行操作
B．基因工程合成的是天然存在的蛋白质，蛋白质工程合成的可以是自然界不存在的蛋白质
C．基因工程是分子水平操作，蛋白质工程是细胞水平(或性状水平)操作
D．基因工程完全不同于蛋白质工程
6.(2012·海南中学高二检测)蛋白质工程是指人们根据对蛋白质功能的特定需求，对蛋白质的结构进行分子设计、生产的过程。如图是蛋白质工程的基本途径，试回答下列有关问题：
(1)图中③过程的主要依据是每种氨基酸都有与其对应的________，后者位于________分子上，其上的核苷酸序列与基因中的脱氧核苷酸序列之间存在着________关系。
(2)通过③过程获得的脱氧核苷酸序列不是完整的基因，要使这一序列能够表达、发挥作用，还必须在序列的上、下游加上________和________，在这个过程中需要________酶的参与。
(3)完成④过程需要涉及________技术。
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学校名录参见：http://www. zxxk.com/wxt/list. aspx?ClassID=3060
课件29张PPT。基因工程的实质： 将一种生物的???? ????? 转移到另一种生物体内，后者产生它本不能产的??????? ，进而表现出? ? 。基因蛋白质新的性状回顾：基因工程
的成果 基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质。
这些蛋白质的结构和功能符合特定物种生存的需要，却不一定完全符合人类生产和生活的需要。 基因工程的局限性：1.4蛋白质工程的崛起阅读P26第二自然段思考：
科学家在干扰素的保存和玉米的赖氨酸的产量上面临什么样的问题？如何解决这些问题？一、蛋白质工程崛起的缘由例如：改造玉米中赖氨酸含量比较低天冬氨酸激酶
（352位的苏氨酸）二氢吡啶二羧酸合成酶（104位的天冬酰胺）天冬氨酸激酶
（异亮氨酸）二氢吡啶二羧酸合成酶（异亮氨酸）玉米中赖氨酸含量可提高数倍改造改造问题1：解决：蛋白质功能
不能满足需求改变蛋白质的结构-----半胱氨酸-----体外很难保存？如何改造------丝氨酸-------体外可以保存半年问题2：如何对天然蛋白质的结构进行改造？干扰素干扰素（改）思考与讨论(你认为直接对蛋白质分子进行操作，还是通过对基因的操作来实现？能否说出你的理由？)答：毫无疑问应该从对基因的操作来实现对天然蛋白质改造，主要原因如下：
（1）任何一种天然蛋白质都是由基因编码的，改造了基因即对蛋白质进行了改造，而且改造过的蛋白质可以遗传下去。如果对蛋白质直接改造，即使改造成功，被改造过的蛋白质分子还是无法遗传的。
（基因改造—可遗传；
蛋白质改造—不可遗传）
（2）对基因进行改造比对蛋白质直接改造要容易操作，难度要小得多。-----半胱氨酸-----体外很难保存？如何改造------丝氨酸-------体外可以保存半年问题3、你能推测出干扰素基因改造前和改造后的该部分序列吗？ （半胱氨酸：UGU/A/G/C；丝氨酸：UCU/C）干扰素干扰素（改）思考与讨论某多肽链的一段氨基酸序列是：
……-丙氨酸-色氨酸-赖氨酸-甲硫氨酸-苯丙氨酸-……
丙氨酸：GCU、GCC、GCA、GCG 色氨酸：UGG
赖氨酸：AAA、AAG 甲硫氨酸：AUG 苯丙氨酸：UUU、UUC 讨论：
1、请写出决定这一段肽链的mRNA片段和基因片段的核苷酸序列。
2、确定目的基因的碱基序列后，怎样才能合成或改
造目的基因（DNA）？思考与讨论（1）mRNA序列为：
GCU（或C或A或G）UGGAAA（或G）AUGUUU（或C）
脱氧核苷酸序列：
CGA（或G或T或C）ACCTTT（或C）TACAAA（或G）
（2）确定目的基因的碱基序列后，就可以根据人类的需要改造它，通过人工合成的方法或从基因库中获取。1、蛋白质工程的途径预期蛋白质功能设计预期的蛋白质结构推测应有的氨基酸序列找到相应的脱氧核苷酸序列(合成基因)----------中心法则的逆推二、蛋白质工程的基本原理P273、实质：2、目标P26：根据人们对 的特定需求，
对蛋白质的 进行分子设计。基因改造蛋白质功能 结构蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造或制造一种新的蛋白质，以满足人类对生产和生活的需求。4、蛋白质工程的概念 P27了解蛋白质的结构和功能改造基因（基因修饰或基因合成）定向改造或制造蛋白质5、基因工程与蛋白质工程的区别基因工程蛋白质工程实质结果联系通过改造基因，以
定向改造天然蛋白
质，甚至创造自然
界不存在的蛋白质将目的基因从供体
转移到受体细胞，并
在受体细胞中表达只能生产自然界
已存在的蛋白质蛋白质工程是在基因工程基础上，延
伸出的第二代基因工程能生产自然界
不存在的蛋白质重组创新 能不能根据人类需要的蛋白质的结构，设计相应的基因，导入合适的细菌中，让细菌生产人类所需要的蛋白质食品呢？ 理论上讲可以，但目前还没有真正成功的例子。一些报道利用细菌生产人类需要的蛋白质往往都是自然界已经存在的蛋白质，并非完全是人工设计出来而自然不存在的蛋白质。主要原因是蛋白质的高级结构非常复杂，人类对蛋白质的高级结构和在生物体内如何行使功能知之甚少，很难设计出一个崭新而又具有生命功能作用的蛋白质，而且一个崭新的蛋白质会带来什么危害也是人们所担心的。 异想天开三、蛋白质工程的进展和前景1、进展P28：
（1）对胰岛素的改造，使其成为速效型药品。 天然胰岛素制剂在储存中易形成二聚体和六聚体，延缓胰岛素从注射部位进入血液，从而延缓了其降血糖作用，也增加了抗原性，这是胰岛素B23-B28氨基酸残基结构所致。利用蛋白质工程技术改变这些残基，则可降低其聚合作用，使胰岛素快速起作用。该速效胰岛素已通过临床实验。（2）水蛭素改造 水蛭素是水蛭唾液腺分泌的凝血酶特异抑制剂，它有多种变异体，由65或66个氨基酸残基组成。水蛭素在临床上可作为抗栓药物用于治疗血栓疾病。为提高水蛭素活性，在综合各变异体结构特点的基础上提出改造水蛭素主要变异体HV2的设计方案，将47位的Asn（天冬酰胺）变成Lys（赖氨酸），使其与分子内第4或第5位Thr（苏氨酸）间形成氢键来帮助水蛭素N端肽段的正确取向，从而提高抗凝血效率，试管试验活性提高4倍，在动物模型上检验抗血栓形成的效果，提高20倍。2、前景诱人：
探索将蛋白质工程应用于微电子方面。 3、难度很大：
主要是目前科学家对大多数蛋白质的高级结构的了解还很不够。
用蛋白质工程制造的电子元件具有体积小、
耗电少和效率高的特点。 1、你知道人类蛋白质组计划吗？它与蛋白质工程有什么关系？我国科学家承担了什么任务？ 人类蛋白质组计划是继人类基因组计划之后，生命科学乃至自然科学领域一项重大的科学命题。2001年，国际人类蛋白质组组织宣告成立。2003年，该组织正式提出启动了两项重大国际合作行动：一项是由中国科学家牵头执行的“人类肝脏蛋白质组计划”；另一项是以美国科学家牵头执行的“人类血浆蛋白质组计划”，由此拉开了人类蛋白质组计划的帷幕。 四、知识拓展 “人类肝脏蛋白质组计划”是国际上第一个人类组织／器官的蛋白质组计划，由我国贺福初院士牵头，这是中国科学家第一次领衔的重大国际科研协作计划，总部设在北京，目前有16个国家和地区的80多个实验室报名参加。它的科学目标是揭示并确认肝脏的蛋白质，为重大肝病预防、诊断、治疗和新药研发的突破提供重要的科学基础。 人类蛋白质组计划的深入研究将是对蛋白质工程的有力推动和理论支持。2、你知道酶工程吗?绝大多数酶都是蛋白质，酶工程和蛋白质工程有什么区别？ 酶工程就是指将酶所具有的生物催化作用，借助工程学的手段，应用于生产、生活、医疗诊断和环境保护等方面的一门科学技术。（如加酶洗衣粉）
通常所说的酶工程是用工程菌生产酶制剂，而没有经过由酶的功能来设计酶的分子结构，然后由酶的分子结构来确定相应基因的碱基序列等步骤。
因此，酶工程的重点在于对已存酶的合理充分利用，而蛋白质工程的重点则在于对已存在的蛋白质分子的改造。当然，随着蛋白质工程的发展，其成果也会应用到酶工程中，使酶工程成为蛋白质工程的一部分。小结1、蛋白质工程崛起的缘由2、蛋白质工程的原理：中心法则的逆推预期的蛋白质功能出发 推测应有的氨基酸序列 设计预期的蛋白质结构 找到相应的脱氧核苷酸序列3、蛋白质工程的进展和前景练习检测1．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 Ｄ2、蛋白质工程的基本流程正确的是（ ）
①蛋白质分子结构设计
②DNA合成
③预期蛋白质功能
④据氨基酸序列推出脱氧核苷酸序列
A.①→②→③→④ B.④→②→①→③ C.③→①→④→② D.③→④→①→②C
3、关于基因工程和蛋白质工程的说法正确的是（ ）
A．都是分子水平上的操作
B．基因工程就是改造基因的分子结构
C．蛋白质工程就是改造蛋白质的分子结构
D．基因工程能产生自然界根本不存在的基因，蛋白质工程能产生自然界已存在的蛋白质
A4、关于生物体内存在的天然蛋白质，下列说法不正确的是（ ）
A．是生物在长期进化过程中形成的
B．它们的结构和功能符合特定物种生存的需要
C．构成天然蛋白质的氨基酸目前发现的有20种
D．一定完全符合人类生产和生活的需要D5、关于蛋白质工程的进展和应用，下列说法不正确的是（ ）
A．科学家通过对胰岛素的改造，已使其成为速效药品
B．生物和材料科学家正积极探索将蛋白质工程应用于微电子方面
C．蛋白质工程技术已经非常成熟，目前正被大力推广应用
D．蛋白质工程是一项难度很大的工程，目前成功的例子不多CSEE YOU
