课件33张PPT。章末整合第一章 基因工程栏目索引本章网络构建规律方法整合本章网络构建返回答案①______________；②______；③________；④_____________；
⑤______；⑥____________；⑦_____；⑧____________。限制性核酸内切载体目的基因基因表达载体受体检测和鉴定药物治疗 规律方法整合方法一 巧辨基因工程的几种酶典例1 下图为DNA分子的某一片段，其中①②③分别表示某种酶的作用部位，则相应的酶依次是( )A.DNA连接酶、限制酶、解旋酶 B.限制酶、解旋酶、DNA连接酶
C.解旋酶、限制酶、DNA连接酶 D.限制酶、DNA连接酶、解旋酶解析答案解析 使碱基对间的氢键断裂的是解旋酶；限制酶将特定部位的相邻两个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键断开；连接DNA片段间磷酸二酯键的是DNA连接酶。
答案 C方法链接
在基因操作过程中，除了限制酶以外，还要用一系列的酶类，才能完成全过程。这些酶都有各自特殊的催化功能。下面比较中学教材中介绍的与基因工程有关的几种酶。
1.DNA连接酶与DNA聚合酶
(1)DNA连接酶：游离的DNA片段在DNA连接酶的作用下，在两个DNA片段之间形成磷酸二酯键，即将DNA双链上的两个缺口同时连接，不需要模板，形成完整的DNA分子。(2)DNA聚合酶：以一条DNA链为模板，在DNA聚合酶的作用下，将单个脱氧核苷酸加到已有的核酸片段的3′末端的羟基上形成磷酸二酯键，从而形成与模板链互补的DNA单链。2.限制性核酸内切酶与DNA连接酶
(1)区别(2)关系表达图解3.逆转录酶
又称RNA指导的DNA聚合酶，是以RNA为模板合成DNA的酶。逆转录酶催化的反应叫逆转录。在这个过程中，遗传信息流动的方向是从RNA到DNA，正好与转录过程相反，故称逆转录。4.解旋酶
在DNA的复制过程中，需要解旋酶的作用。解旋酶是一类解开氢键的酶，由水解ATP来供给能量。
由于DNA分子的两条脱氧核苷酸长链之间对应的脱氧核苷酸分子碱基间的氢键是分子间的作用力，故其断裂与重新形成与限制性核酸内切酶、DNA连接酶无关。迁移训练
1.下列关于DNA连接酶的作用的叙述，正确的是( )
A.将单个核苷酸加到某DNA片段末端，形成磷酸二酯键
B.将断开的两个DNA片段的骨架连接起来，重新形成磷酸二酯键
C.连接两条DNA链上碱基之间的氢键
D.只能将双链DNA片段互补的黏性末端连接起来
解析 选项A是DNA聚合酶的作用；DNA连接酶能将双链DNA片段末端连接起来，重新形成磷酸二酯键；D项只涉及了E·coli DNA连接酶的作用。B解析答案方法二 巧记基因工程的基本操作程序
典例2 如图是将人的生长激素基因导入细菌B细胞内制造“工程菌”的示意图。已知细菌B细胞内不含质粒A，也不含质粒A上的基因。判断下列说法正确的是( )A.将重组质粒导入细菌B常用的方法是显微注射法
B.将完成导入过程后的细菌涂布在含有氨苄青霉素
的培养基上，能生长的只是导入了重组质粒的细菌
C.将完成导入过程后的细菌涂布在含有氨苄青霉素的
培养基上，能生长的就是导入了质粒A的细菌
D.目的基因成功表达的标志是受体细胞能在含有氨苄
青霉素的培养基上生长C答案方法链接迁移训练
2.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答案解析 基因工程中目的基因来源于自然界中的含有目的性状的一切生物，可以是动物、植物，也可以是真菌、细菌，还可以是人等；在基因工程中获取目的基因以及将目的基因和载体结合构成基因表达载体必须使用同一种限制酶进行切割，以获得相同的黏性末端，再在DNA连接酶的作用下，将目的基因和载体连接，构成基因表达载体，但是由于大肠杆菌是原核生物，没有内质网、高尔基体等细胞器的加工，合成的胰岛素原不具有胰岛素的功能，即没有生物活性；标记基因有利于重组DNA在细胞内表达的鉴定和筛选，但对于目的基因的表达没有促进作用。
答案 D方法三 巧辨基因工程中几组易混的概念
典例3 下列关于部分基因文库和基因组文库的说法中，不正确的是( )
A.部分基因文库中只含有某种生物的部分基因，基因组文库中含有某种
生物的全部基因
B.如果某种生物的部分基因文库中的某个基因与该生物的基因组文库中
的某个基因控制的性状相同，则这两个基因的结构也完全相同
C.部分基因文库中的基因都没有启动子
D.一种生物的部分基因文库可以有许多种，但基因组文库只有一种解析答案解析 部分基因文库中的DNA来源于mRNA的逆转录过程，所以该DNA(或基因)与该生物体内的原DNA在结构上是有区别的，如不含有启动子、内含子等。故选B。
答案 B方法链接
1.基因文库、基因组文库、部分基因文库
(1)从定义上区分
①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，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。基因文库是指储存有某种生物基因的菌群的总称。
②基因组文库：如果基因文库中含有一种生物的所有基因，这种基因文库叫做基因组文库。
③部分基因文库：指含有一种生物的一部分基因的基因文库，如cDNA文库。
(2)从范围上区别：基因文库包含基因组文库和部分基因文库。基因组文库有某一种生物的全部基因，它的范围要大于部分基因文库。2.启动子、终止子、起始密码子、终止密码子
(1)从定义上区分
①启动子：位于编码区上游紧靠转录起点的位置。它的主要功能是引导RNA聚合酶与基因的正确部位结合。只有在启动子存在时，RNA聚合酶才能准确地从转录起点开始，沿着编码区正常地进行转录。
②终止子：位于编码区下游紧靠转录终点的位置。它的特殊的碱基排列顺序能够阻碍RNA聚合酶的移动，并使其从DNA模板链上脱离下来。③密码子：指信使RNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基。信使RNA上四种碱基的组合方式有64种，其中，决定氨基酸的密码子有61种，3种是终止密码子。
④终止密码子：是信使RNA上能够终止蛋白质合成的密码子。
⑤起始密码子：位于信使RNA上，是蛋白质合成开始的信号，有两种：AUG、GUG。(2)从本质上区别
启动子和终止子都是DNA分子中具有调控作用的脱氧核苷酸序列，而起始密码子和终止密码子都位于信使RNA上，分别是翻译的起始位置和终止位置，终止密码子不能决定任何一种氨基酸。
对于相似或相关概念，通过比较分析的方法找出区别与联系，会加深对这些知识的理解与掌握。迁移训练
3.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。那么作为目的基因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、标记基因解析答案解析 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才能驱动基因转录出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。
答案 D方法四 转基因生物的安全性问题
典例4 器官移植是治疗人类某些疾病的有效方法，如肾衰竭的病人可以通过肾脏移植进行治疗，肝癌可以移植肝脏等，请回答有关器官移植的一些问题：
(1)目前器官移植的最大障碍有两个方面：一是移植免疫；二是器官来源。移植免疫主要是细胞膜上的_________能够被病人的____________系统识别而加以排斥。
(2)国外科学家已经研究用动物的器官作为器官移植的来源，发现猪的内脏器官与人的内脏器官大小、形态等均差不多，研究的重点是改造猪细胞。①猪细胞膜的基本结构和人细胞膜是相同的，但其上面的________和人细胞膜有很大差别。
②改造猪细胞膜主要通过_____________技术进行，具体操作步骤是：第一步：获得目的基因，该目的基因应当是______________，所采用的方法有_________。
第二步：将目的基因与__________结合，最常用的是___________。
第三步：将目的基因导入受体细胞，对于猪来说，应导入其____________细胞。在这项技术中，必须使用的工具酶是___________。(3)由于伦理、生态和免疫方面的原因，这项研究被终止了，请你从生态和免疫的角度，谈谈为什么终止这项很有意义的研究工作(提示：人体中有很多与人共生的微生物)。____________。解析答案解析 对于器官移植来说，最重要的是解决免疫问题，发生免疫反应主要是由细胞膜上的有关蛋白质造成的；从理论上讲可以通过基因工程改造相应的蛋白质；提取目的基因后要让目的基因和载体结合，载体可以用质粒、病毒等，但对于动物来说要用动物病毒，对细菌来说可以用质粒等；然后是把目的基因导入受体细胞，在这里受体细胞应该是受精卵；所用的酶是限制酶和DNA连接酶。人体与猪对不同生物或病原体的免疫能力不同，为了避免无法预料的后果，所以停止了实验。
答案 (1)组织相容性抗原或人类白细胞抗原(HLA) 免疫 解析答案(2)①糖蛋白(或蛋白质) ②基因工程 人细胞膜蛋白质合成基因 从基因文库获取、人工合成法 载体 动物病毒(答质粒不可) 受精卵 限制酶和DNA连接酶
(3)人体中有许多与人类共生的微生物，这些微生物与人体可以组成一个群落，这些微生物对人体不但没有危害，而且对人体的健康具有重要作用；猪体内也有很多与猪共生的微生物。由于自然状态下，人体内与猪体内的环境不同，因此与人共生和与猪共生的微生物就不一样，有可能与猪共生的微生物进入人体后，因人体对这些微生物没有免疫力，造成人生病，甚至会产生灾难性的后果，这种后果目前难以预测。所以在没有研究清楚以前不能将猪器官移植到人身上方法链接
对于转基因生物，公众在食物安全、生物安全和环境安全三个方面产生了争论。食物安全主要是指公众担心转基因生物会产生毒蛋白或新的过敏原；生物安全是指担心转基因生物可能会影响到生物多样性；环境安全是指转基因生物可能对环境造成新的污染和破坏。迁移训练
4.转基因植物可能引起营养成分发生改变的根据是( )
A.部分DNA发生了重组
B.某一基因可以控制合成不同的蛋白质
C.重组DNA控制一种蛋白质的合成
D.有些基因足以使植物体内某些代谢途径发生变化，这可能会导致转基
因农作物营养成分的改变
解析 转基因作物转入的某些基因足以使植物体内某些代谢途径发生变化，这可能导致其营养成分的改变。D返回解析答案课件24张PPT。第1课时 基因工程的发展历程和工具第一章 基因工程学习目标1.说出基因工程诞生的理论与实践依据、发展阶段和基因工程的含义及主要实验成果。
2.举例说出限制性核酸内切酶的作用、特点。
3.举例说出DNA连接酶的作用。
4.简述质粒的含义、特性及其在基因工程中的作用。基础知识导学重点难点探究随堂达标检测栏目索引基础知识导学一、基因工程的发展历程
1.基因工程是在生物化学、分子生物学和微生物学等学科的基础上发展起来的，正是这些学科的基础理论和相关技术的发展催生了基因工程。阅读教材，填写下表：答案DNA分子双螺旋结构DNA聚合酶答案DNA半保留复制中心法则遗传密码质粒DNA连接酶逆转录酶限制性核酸内切酶基因组2.我国拥有自主知识产权的转基因抗虫棉，就是通过精心设计，用“分子工具”构建成的。培育抗虫棉首先要在体外对含有抗虫基因的DNA分子进行“剪切”和“拼接”，然后导入棉花体细胞内，并使重组DNA在细胞中表达(如图)。答案由上述资料填写下表，理解基因工程的概念。基因(DNA)DNA分子DNA重组转基因3.分析DNA的平面结构，回答问题：答案(1)配对的碱基之间是如何连接的？
什么条件会使该类化学键发生断裂？
答案 碱基配对时，A与T之间形成
两个氢键，G与C之间形成三个氢键。可用解旋酶断裂，也可高温断裂。
(2) 磷酸与脱氧核糖是如何连接的？该化学键的名称是什么？
答案 每个脱氧核糖上连接着2个磷酸，分别在3号、5号碳原子上。磷酸与脱氧核糖之间的化学键为磷酸二酯键。二、基因工程的工具酶
1.“分子手术刀”——限制性核酸内切酶(限制酶)
(1)限制酶主要来源于什么生物？大约有多少种？
答案 主要是从近300种微生物中分离纯化出来的。迄今从微生物中分离出了约4 000种限制酶。
(2)限制酶的功能特点是什么？其作用部位是什么化学键？
答案 特异性很高，能够识别DNA分子上特定的脱氧核苷酸序列，其作用部位是每条链中特定部位的两个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键。答案(3)限制酶所识别的序列有何特点？
答案 大多数限制酶的识别序列由6个核苷酸组成，也有一些限制酶的识别序列由4、5或8个核苷酸组成。识别序列中一般具有回文序列。
(4)按照限制酶切割方式的不同，可分为 和 两种。前者切割后两个末端均会留下 末端，后者则形成 末端。如图所示：答案错位切平切黏性平口2.“分子针线”——DNA连接酶
(1)DNA连接酶的作用是什么？
答案 将双链DNA片段之间的磷酸二酯键连接起来。
(2)试比较解旋酶、限制酶、DNA连接酶和DNA聚合酶作用的异同。
答案 解旋酶使DNA的氢键断开；限制酶使DNA的磷酸二酯键断开形成黏性末端或平口末端；DNA连接酶使DNA片段
之间重新形成磷酸二酯键；DNA聚合酶则催化
单个的脱氧核苷酸间形成磷酸二酯键聚合成DNA
的一条链。如图所示：限制酶、DNA连接酶和DNA
聚合酶作用于a(磷酸二酯键)，解旋酶作用于b(氢键)。答案三、“分子搬运工”——载体
1.常用的载体有哪些？最常用的载体是什么？
答案 质粒、λ噬菌体的衍生物、动植物病毒等。其中最常用的载体是质粒。
2.什么是质粒？质粒属于细胞器吗？
答案 质粒来源于许多细菌和酵母菌等生物，是一种裸露的、结构简单、独立于细菌拟核DNA之外，并具有自我复制能力的环状DNA分子。质粒不属于细胞器，原核细胞只有核糖体一种细胞器。答案3.结合课本内容及图示质粒结构，分析质粒作为载体应具备哪些条件？答案答案 (1)含有复制原点且能保证在受体细胞中进行独立复制的复制区；
(3)具有目的基因插入位点。(2)独特的标记基因；4.质粒上存在的标记基因有何用途？
答案 重组质粒上携带的标记基因进入受体细胞后，可通过标记基因进行鉴定和选择。如被含抗生素抗性基因的重组质粒侵入的大肠杆菌，可产生对抗生素的抗性，能够在含有抗生素的培养基上产生菌落，而没有侵入该质粒的大肠杆菌不能存活。答案返回重点难点探究一、DNA分子的“剪切”和“拼接”
如图为DNA分子的切割和连接过程，据图回答下列问题。答案(1)EcoRⅠ是一种_______________酶，
其识别序列是_________，切割位点
是_________________与________________
之间的_________键。切割结果产生的DNA
末端片段形式为________ 。限制性核酸内切GAATTC鸟嘌呤脱氧核苷酸腺嘌呤脱氧核苷酸磷酸二酯黏性末端E·coli DNA鸟嘌呤脱氧核苷酸腺嘌呤脱氧核苷酸磷酸二酯T4DNA连接酶(2)不同来源的DNA片段结合，在这里需要的酶是____________连接酶，此酶的作用是在________________ 和________________之间形成__________键而起缝合作用的。还有一种连接平口末端的连接酶是____________。解析 限制酶能识别特定的脱氧核苷酸序列(碱基序列)，并使两个特定核苷酸之间的磷酸二酯键断裂，DNA连接酶的作用是将不同来源的DNA片段连接起来。解析答案二、“分子搬运工”——载体
在基因工程中，需要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—G↓GATCC—，限制酶Ⅱ的识别序列和切点是—↓GATC—。(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___________。答案ⅠⅡDNA连接酶(3)请指出质粒上至少要有一个标记基因的理由：________________________________________。
(4)不同生物的基因可以拼接的结构基础是_____________________________________。
(5)酶切产物用DNA连接酶连接后，其中由两
个DNA片段之间连接形成的产物有_____________________、__________________、_________________________三种。检测重组质粒(或目的基因)是否导入受体细胞DNA结构基本相同(其他合理答案亦可)目的基因—载体连接物载体—载体连接物目的基因—目的基因连接物返回答案1.下图表示一项重要的生物技术，对图中物质a、b、c、d的描述，正确的是( ) 随堂达标检测12345解析答案A.通常情况下，a与d需要用同一种限制酶进行切割
B.b能识别特定的核苷酸序列，并将A与T之间的氢键切开
C.c连接双链间的A和T，使黏性末端处碱基互补配对
D.b代表的是限制性核酸内切酶，c代表的是RNA聚合酶解析 b是限制性核酸内切酶，能识别特定的脱氧核苷酸序列并使DNA分子的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，而不是使氢键断开；
c是DNA连接酶，能连接两个DNA片段。
答案 A123452.关于限制酶识别序列和切开部位的特点，叙述错误的是( )
A.所识别的序列都可以找到一条中轴线
B.中轴线两侧的双链DNA上的碱基是反向对称重复排列的
C.只识别和切割特定的脱氧核苷酸序列
D.在任何部位都能将DNA切开
解析 一种限制酶只能识别一种特定的脱氧核苷酸序列，并且能在特定的位点上切割DNA分子。解析答案12345D3.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，且能保持连续性
C.含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
解析 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分子，其上有标记基因，便于检测。质粒在受体细胞中，能随受体细胞DNA的复制而复制，进行目的基因的扩增和表达。B解析答案1234512345解析答案C4.下列关于DNA连接酶的叙述，不正确的是( )
A.可催化相同黏性末端的DNA片段之间的连接
B.可催化相同平口末端的DNA片段之间的连接
C.可催化两个黏性末端互补碱基氢键的形成
D.可催化DNA分子两条链的脱氧核糖与磷酸之间磷酸二酯键的形成
解析 氢键是分子间作用力，其断裂和形成与DNA连接酶无关。5.下列哪项不是基因工程中经常使用的载体( )
A.细菌质粒 B.λ噬菌体的衍生物
C.动植物病毒 D.细菌拟核区的DNA
解析 细菌拟核区的DNA分子不具备载体的基本条件，不能用作基因工程的载体。返回12345解析答案D课件33张PPT。第一章 基因工程第2课时 基因工程的实施过程学习目标1.简述基因工程的原理。
2.简述获取目的基因的方法。
3.简述构建基因表达载体的过程。
4.简述将目的基因导入受体细胞的过程。
5.简述目的基因的检测与鉴定。基础知识导学重点难点探究随堂达标检测栏目索引基础知识导学答案一、基因工程的基本技术操作
基因工程涉及哪些技术操作？
答案 主要包括：获取目的基因、构建基因表达载体、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测和鉴定等步骤。
二、获取目的基因
阅读教材内容，回答相关问题：
1.什么是目的基因？
答案 主要是指编码蛋白质的基因，也可以是一些具有调控作用的因子。2.获取目的基因的常用方法有哪些？
答案 (1)从基因文库中获取；
(2)利用PCR技术扩增目的基因；
(3)化学方法直接人工合成等。
3.什么是基因文库？如何构建基因文库？
答案 先用酶切等方法将某种生物细胞的整个基因组DNA切割成大小合适的片段，再分别与载体连接起来，导入受体菌的群体并储存起来，这样每个受体菌可能分别含有该种生物的不同基因，这个群体被称为基因文库。答案4.基因文库包括 和 两种，二者有何不同？
答案 基因组文库包含了某种生物全部的基因，部分基因文库只包含了某种生物的部分基因。
5.如何从基因文库中获取某种目的基因呢？
答案 只要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、基因的表达产物蛋白质等信息，就可以直接从基因文库中获取目的基因。
6.什么是PCR技术？其原理是什么？
答案 PCR是多聚酶链式反应的缩写。这项技术是在体外通过酶促反应有选择地大量扩增目的基因或DNA序列的技术。原理是DNA分子半保留复制。答案基因组文库部分基因文库答案7.分析下面DNA的复制过程示意图，并填空。DNA复制是一个边解旋边复制的过程，以解开的每一段母链为 ，在
等酶的作用下，利用细胞内游离的 为原料，按照碱基互补配对原则，各自合成与母链互补的一段子链，复制结束后，一个DNA分子就形成了两个完全相同的DNA分子。模板DNA聚合酶四种脱氧核苷酸8.结合上述过程，总结利用PCR技术进行DNA复制需要哪些条件？
答案 引物、模板DNA、四种脱氧核苷酸和热稳定DNA聚合酶(TaqDNA聚合酶)，及严格控制的温度条件等。答案9.分析右图PCR技术示意图，并填空。(1)变性：加热至94 ℃，使DNA中的 键断裂，
双链解开。
(2)退火(复性)：冷却至55 ℃， 与单链相应
互补序列结合。
(3)延伸：加热至72 ℃，在 酶的作用
下，沿模板延伸子链，最终合成2条DNA分子。答案氢引物DNA聚合10.若PCR过程中，扩增循环的次数是n，则目的基因的量将被扩增 倍。
11.对于比较小的 ，在弄清 后，通过DNA合成仪直接人工合成。答案2n目的基因脱氧核苷酸序列三、构建基因表达载体
阅读教材，回答相关问题：
1.基因工程的核心是什么？
答案 基因工程的核心是构建基因表达载体。
2.由基因表达载体模式图可以看出，基因表达载体除含有目的基因外，还必须有 、 、 、复制原点等。目的基因插在
和 之间。答案基因表达载体模式图启动子终止子标记基因启动子终止子3.请尝试分析各结构的作用。
答案 (1)启动子：位于目的基因上游的一段核苷酸序列，是RNA聚合酶识别、结合的部位。它驱动基因的转录活动，并引发相应的mRNA合成。
(2)终止子是一段特殊的DNA片段，是载体上终止目的基因转录的核苷酸序列。
(3)标记基因的作用是为了鉴别受体细胞中是否含有目的基因，以便筛选出含有目的基因的细胞。常用的标记基因主要是抗性基因、某些生化表型基因。答案4.对切割质粒和目的基因的酶有何要求？
答案 用同一种限制酶切割含目的基因的DNA分子和质粒，这样形成的黏性末端相同。
5.终止子与终止密码子有何不同？
答案 终止子是DNA分子上决定转录停止的一段特殊结构的DNA片段；答案终止密码子是指mRNA分子上决定翻译停止的三个相邻碱基。四、导入目的基因
1.阅读教材，比较各类目的基因导入受体细胞的方法，并填写下表。答案农杆菌转化显微注射Ca2＋处理体细胞受精卵原核细胞T--DNADNA显微注射感受态DNA分子2.农杆菌转化法主要适用于哪些生物？
答案 主要适用于双子叶植物和裸子植物。
五、检测和鉴定目的基因
阅读教材相关内容，回答问题。
1.基因的功能是什么？
答案 基因通过复制把遗传信息传递给下一代，并通过转录和翻译，控制蛋白质的合成，从而控制生物的个体性状表现。答案2.目的基因在受体细胞内能够维持稳定和表达其遗传特性，需要逐步进行检测。分析下面示意图，回答问题。答案(1)上图采用 法，目的是
要检测什么？
答案 检测转基因生物的染色体DNA
上是否插入了目的基因。
(2)什么是基因探针？
答案 一段用放射性同位素标记，且与目的基因或特定的靶分子序列互补的核酸序列。如果出现杂交带，就表明目的基因已插入染色体DNA中或已经转录出了mRNA。DNA分子杂交(3)如果要检测目的基因是否转录出了
mRNA分子，还应该从 水平检测
重组体，此时与基因探针杂交的是什
么物质？
答案 从待测转基因生物细胞中提取
的mRNA分子。
答案(4)检测目的基因是否翻译成蛋白质：采用 法。具体做法又如何？
答案 从转基因生物中提取蛋白质， 用相应的抗体进行抗原—抗体杂交，若有杂交带出现，表明目的基因已形成蛋白质产品。RNA抗原—抗体杂交3.细胞中合成相应蛋白质，生物体却不一定呈现特定的性状。答案观察图示，判断抗虫棉的接种实验属于 鉴定，通过做抗虫(或抗病)的接种实验，以确定是否具有抗性及抗性的程度。个体水平返回重点难点探究一、利用PCR技术扩增目的基因
样品DNA经PCR技术扩增，可以获取大量DNA分子克隆。在试管中进行DNA的人工复制(如图)。可以在很短的时间内，将DNA扩增几百万倍甚至几十亿倍，使实验室所需的遗传物质不再受限于活动的生物体。据图回答下列问题：(1)PCR技术的原理是__________________，
图中A过程表示__________。
(2)某样品DNA中共含3 000个碱基对，碱
基数量满足：(A＋T)∶(G＋C)＝1/2，现欲
得到100个与样品相同的DNA，至少需要向试管中加入______个腺嘌呤脱氧核苷酸。
(3)A过程也称为DNA的变性，此过程在温度高达90～95 ℃时才能完成，说明DNA分子具有______性。利用PCR技术获取目的基因的前提是___________________________________。DNA分子半保留复制DNA解旋99 000稳定要有一段已知的目的基因核苷酸序列解析答案(4)由图中信息分析可知，催化C过程的酶
是_________________________________，
它与正常细胞里的酶的区别是_________。解析 PCR技术是利用DNA双链半保留复制的原理，将基因的核苷酸序列不断地加以复制，使其数量呈指数形式增加。其前提是要有一段已知的目的基因核苷酸序列，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，然后在耐高温的DNA聚合酶的作用下进行延伸，如此重复循环结合，使目的基因呈指数形式扩增。热稳定DNA聚合酶(或TaqDNA聚合酶)能耐高温二、农杆菌转化法的应用
为扩大可耕地面积，增加粮食产量，沿海滩涂盐碱地的开发利用备受关注。我国科学家应用耐盐碱基因培育出了耐盐碱水稻新品系。请据图回答下列问题：(1)获取真核生物的基因通常采用人工合成法，通过图示中①方法合成的耐盐碱基因中是不含_______________的，如果要将耐盐碱基因和质粒重组，应该在基因两侧的A和B位置除了接上以上两个结构外还需分别加入_______________限制酶识别序列，这样设计的优点有利于质粒和目的基因定向连接。启动子和终止子EcoRⅠ、SmaⅠ答案答案(2)在步骤⑤⑥过程中都需用_____处理两类细菌。
(3)图示中构建基因表达载体完成后为什么没有直接导入农杆菌，而是先将其导入大肠杆菌？
_______________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________。Ca2＋目的是获取大量重组质粒(让目的基因扩增)。常采用大肠杆菌等原核生物
作为受体细胞，因为原核生物繁殖快，多为单细胞，遗传物质相对较少，有利于目的基因的复制与表达答案(4)一般情况下农杆菌不能感染的植物是________植物。利用农杆菌自然条件下感染植物的特点，能实现_________________________。具体原理是在农杆菌的Ti质粒上存在T-DNA片段，它具有可转移至受体细胞并整合到受体细胞_______________上的特点，因此只要将携带外源基因的DNA片段插入到___________________(部位)即可。单子叶将目的基因导入植物细胞T-DNA片段(内部)染色体的DNA答案(5)根据T-DNA这一转移特点，推测该
DNA片段上可能含有控制__________
_______ (酶)合成的基因。
(6)结合农杆菌转化过程，分析该过程
中进行了哪些拼接和导入？
_______________________________________________________________
______________________________________________________________
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
_______________________。DNA连接酶、农杆菌转化法中有两次拼接和两次导入。第一次拼接是将目的基因拼接到Ti质粒上T-DNA的中间部位，第二次拼接非人工操作，指被插入目的基因的T-DNA拼接到受体细胞的染色体DNA上；第一次导入是将含目的基因的Ti质粒重新导入农杆菌，第二次导入非人工操作，是指含目的基因的T-DNA进入受体细胞限制酶答案(7)结合目的基因导入细菌和植物的过程，分析目的基因在受体细胞内的存在形式一般有哪几种？答案 目的基因在受体细胞内的存在形式一般有以下两种：三、检测和鉴定目的基因
1.基因探针： 以DNA分子中目的基因的 为探针，用放射性同位素或荧光分子等进行标记，根据 原则，与被检测DNA分子进行 ，看是否形成杂交带。
2. ：用标记的基因探针与转基因生物基因组中的DNA进行碱基互补配对。
3. ：用标记的基因探针与转基因生物细胞中提取的mRNA进行碱基互补配对。
4. ：利用目的基因合成的蛋白质导入动物体内，制备单一抗体，与转基因生物细胞中提取的蛋白质能进行特异性地识别并结合。答案返回一条单链碱基互补配对碱基互补配对DNA分子杂交法分子杂交技术抗原—抗体杂交法1.下列关于基因文库的说法，错误的是( )
A.可分为基因组文库和部分基因文库
B.可以从基因文库中获取基因工程所需的目的基因
C.基因组文库的基因在不同物种之间均可进行基因交流
D.同种生物的部分基因文库基因数量较基因组文库基因数量少
解析 基因组文库只有部分基因能够在不同物种之间进行基因交流。 随堂达标检测1234C解析答案52.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逆转录法 ④通过DNA合成仪利用化学方法人工合成目的基因
A.①②③④ B.①②③
C.②③④ D.②③
解析 PCR技术利用的是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链。
逆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，先逆转录形成互补的单链DNA，再合成双链的DNA。①④均不需要模板。解析答案1234D53.在基因工程技术中，需要用到CaCl2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.目的基因的检测与表达
解析 将目的基因导入原核生物受体细胞时，首先用Ca2＋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，然后在一定条件下促进感受态细胞吸收DNA分子，完成转化。C解析答案123454.基因工程中因受体细胞不同，目的基因导入的方法也不同，下列叙述不正确的是( )
A.将目的基因导入棉花细胞内常用花粉管通道法
B.将目的基因导入老鼠细胞内常用显微注射法
C.将目的基因导入大肠杆菌内常用感受态细胞转化法
D.将目的基因导入小麦细胞内常用农杆菌转化法
解析 小麦是单子叶植物，其受伤后不能分泌酚类物质，农杆菌对它没有感染能力。1234D5解析答案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出mRNA ④检测目的基因是否翻译成蛋白质
A.①②③ B.②③④
C.①③④ D.①②④
解析 目的基因的检测包括：检测转基因生物的染色体DNA上是否插入了目的基因，方法是用DNA探针与基因组DNA杂交；
检测目的基因是否转录出了mRNA，方法是分子杂交技术；
最后检测目的基因是否翻译出了蛋白质，方法是进行抗原—抗体杂交。1234解析答案返回C5课件29张PPT。第一章 基因工程第3课时 基因工程的应用学习目标1.举例说出基因工程的应用及取得的丰硕成果。
2.关注基因工程的进展。
3.认同基因工程的应用促进生产力的提高。基础知识导学重点难点探究随堂达标检测栏目索引基础知识导学答案一、动、植物基因工程的成果
1.植物基因工程已经获得了迅猛发展
基因工程在培育农牧业新品种方面有着广泛的成果和发展前景，阅读教材相关内容回答下列问题：
(1)植物基因工程技术在农业中的应用主要有哪些？
答案 主要用于提高农作物的抗除草剂、抗虫、抗病、抗干旱和抗盐碱等方面，还用于改善农作物的品质和利用植物生产药物等方面。
(2)能引起植物生病的微生物有哪些？
答案 主要有病毒、细菌和真菌。(3)农业害虫的主要防治措施是什么？有何缺点？
答案 对农业害虫的防治，大多是依靠化学农药。大量使用化学农药不仅造成严重的环境污染，损害了人类健康，而且大大增加了生产成本。
(4)分析比较抗虫、抗病转基因植物和其他转基因植物，填写表格。答案Bt毒蛋白抗虫棉答案病毒的复制几丁质抗毒素合成渗透压抗冻蛋白2.动物基因工程显示出诱人的应用前景
动物基因工程在提高动物生长速度、改善畜产品品质、利用转基因动物生产药物、利用转基因动物作器官移植供体等很多方面显示了广阔的应用前景，阅读教材相关内容，填写表格。答案外源生长激素启动子乳腺免疫排斥反应3.运用基因工程改良动植物品种，与传统育种相比，有何优点？
答案 最突出的优点是能打破常规育种难以突破的物种界限。
二、基因工程和人类健康关系密切
1.基因工程药物
(1)真、原核细胞在细胞器方面的主要区别是什么？
答案 原核细胞只有核糖体一种细胞器，而真核细胞含有内质网、高尔
基体、线粒体等多种细胞器。
(2)真核细胞的基因导入原核细胞后，合成的蛋白质有什么不同？
答案 由于缺少内质网、高尔基体等细胞器，合成的蛋白质不存在生物活性。答案(3)比较生物反应器与工程菌的实际应用，填写下表。答案相同乳汁差异生物活性细胞2.基因诊断
(1)什么是基因诊断？
答案 又称为DNA诊断，是采用基因检测的方法来判断患者是否出现了基因异常或携带病原体等。
(2)如何利用基因诊断技术检测疾病？
答案 用放射性同位素(如32P)或荧光分子标记的DNA分子做探针，利用DNA分子杂交法，鉴定被检测标本上的遗传信息，达到检测疾病的目的。
(3)利用基因诊断检测疾病有何特点？
答案 准确性高，不受细胞类型和发病年龄的限制，可用于一切遗传病的诊断。答案3.基因治疗
(1)什么是基因治疗？
答案 利用正常基因置换或弥补缺陷基因的治疗方法。
(2)简述基因治疗的基本步骤。
答案 目的基因的转移→目的基因的表达→安全措施的实施。
(3)目前，利用基因治疗的方法治疗 是科学研究中的最大特点。答案返回肿瘤重点难点探究一、转基因植物的培育
科学家将鱼抗冻蛋白基因转入番茄，使番茄细胞的耐寒能力大大提高，可以在相对寒冷的环境中生长。质粒上有PstⅠ、SmaⅠ、HindⅢ、AluⅠ等四种限制酶切割位点，下图是转基因抗冻番茄培育过程的示意图(ampr为抗氨苄青霉素基因)，其中①～④是转基因抗冻番茄培育过程中的相关步骤，Ⅰ、Ⅱ表示相关结构或细胞。请据图回答下列问题：答案(1)在构建基因表达载体时，可用
一种或者多种限制酶进行切割。
为了避免目的基因和载体在酶切
后产生的末端发生任意连接，在
此实例中，应该选用_____________限制酶，分别对_________________ ___________进行切割，切割后产生的DNA片段分别为_____种。
解析 根据题中示意图可知目的基因和质粒都含有PstⅠ和SmaⅠ酶切位点，可以用PstⅠ和SmaⅠ两种限制酶分别切割目的基因和质粒，目的基因上有3个切点，将形成4个DNA片段，质粒上有2个切点，由于质粒为环状DNA，经限制酶切割后形成2个DNA片段。PstⅠ、SmaⅠ鱼抗冻蛋白基因的DNA、质粒4、2答案(2)培养基中的氨苄青霉素会抑制番茄愈伤组织细胞的生长，要利用该培养基筛选已导入鱼抗冻蛋白基因的番茄细胞，应使基因表达载体中含有________________________，作为标记基因。
解析 对基因表达载体进行筛选时需要借助质粒上的标记基因即抗氨苄青霉素基因。抗氨苄青霉素基因(或ampr)答案(3)研究人员通常采用农杆菌转化法将鱼抗冻蛋白基因导入番茄细胞内。通常采用________________技术，在分子水平检测目的基因是否翻译形成了相应的蛋白质。
解析 将目的基因导入植物受体细胞时可利用农杆菌转化法或基因枪法，在翻译水平检测是否形成相应蛋白质时，需利用抗原—抗体杂交技术。抗原—抗体杂交答案二、生物反应器的研发
继哺乳动物乳腺生物反应器研发成功后，膀胱生物反应器的研究也取得了一定进展。最近，科学家培育出一种转基因小鼠，其膀胱上皮细胞可以合成人的生长激素并分泌到尿液中。请回答下列问题：
(1)将人的生长激素基因导入小鼠受体细胞，常用的方法是____________。
(2)进行基因转移时，通常要将外源基因转入__________________中，原因是___________________________________________________________
_____________。
(3)通常采用_______________________技术检测外源基因是否插入了小鼠的基因组。显微注射法受精卵(或早期胚胎) 受精卵(或早期胚胎细胞)具有全能性，可使外源基因在相应组织细
胞中表达DNA分子杂交(核酸探针)答案(4)在研制膀胱生物反应器时，应使外源基因在小鼠的__________细胞中特异性表达。
(5)相比乳腺生物反应器，膀胱生物反应器有何优点？
______________________________________________________________
______________________________________。解析 在基因工程中，若受体细胞是动物细胞，常采用显微注射法导入目的基因。若要使小鼠膀胱上皮细胞合成人的生长激素，在进行基因转移时，当作受体细胞的通常是受精卵，其原因是受精卵具有全能性，可使外源基因在相应组织细胞中得到表达。检测目的基因是否插入到受体细胞的基因组，通常采用的是DNA分子杂交法。膀胱上皮从乳腺生物反应器中提取蛋白质，受体细胞所在个体必须是雌性，从尿液中提取目的基因的产物则不受此限制三、基因诊断和基因治疗
结合ADA基因缺陷症基因
治疗流程，分析相关图解，
填空并回答问题。ADA基因逆转录病毒T淋巴细胞T淋巴细胞细胞染色体正常ADA基因答案1.在基因治疗过程中，逆转录病毒相当于基因操作工具中的 ___________
。此基因工程中的目的基因和受体细胞分别是什么？
答案 目的基因是腺苷酸脱氨酶(ADA)基因，目的基因的受体细胞是T淋巴细胞。
2.基因治疗是利用基因工程产品治疗人类疾病吗？
答案 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，并没有利用基因工程生产的药物。
3.基因治疗是对有缺陷的细胞进行修复吗？
答案 不是。
细胞中的缺陷基因并未修复，而是和正常基因同时存在。答案载体(或基因的运输工具)4.基因治疗把健康的外源基因导入患者的哪些细胞中？
答案 基因治疗并非把健康的外源基因导入患者的所有细胞中，而只是导入某些功能细胞中，且是体细胞。
5.基因治疗可归纳为下图：答案重组DNA分子正常6.对基因诊断与基因治疗的方法进行比较，并填写下表：制作相应探针，利用DNA分子杂交原理，快速、准确检测人类某种疾病把健康的外源基因导入有基因缺陷的细胞中，可分为体外基因治疗和体内基因治疗两种方法答案返回1.下列转基因植物与所选用的目的基因对应错误的是( )
A.抗虫棉——Bt毒蛋白基因
B.抗病毒转基因烟草——几丁质酶基因
C.抗盐碱和抗旱植物——调节细胞渗透压的基因
D.耐寒的番茄——抗冻基因
解析 抗病毒转基因植物所采用的基因，常使用病毒外壳蛋白基因和病毒的复制酶基因，几丁质酶基因及抗毒素合成基因一般用作抗真菌转基因植物的目的基因，故B错。 随堂达标检测1234B解析答案52.人的糖蛋白必须经过内质网和高尔基体加工合成。通过转基因技术，可以使人的糖蛋白基因得以表达的受体细胞是( )
A.大肠杆菌 B.酵母菌
C.T4噬菌体 D.质粒DNA1234B5答案3.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，下列相关叙述中，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.①③④
C.②③④ D.①②④解析答案12345解析 基因工程可将控制特定性状的外源基因导入受体细胞，从而定向改造生物的性状，而且操作过程不受亲缘关系远近的制约，即克服远缘杂交不亲和的障碍。在基因工程操作程序中，所用的DNA连接酶连接的不是目的基因与载体黏性末端的碱基对，而是目的基因与载体的DNA两条链的骨架，即核苷酸与磷酸的连接，也就是说，DNA连接酶只能催化断开的DNA双链重新形成磷酸二酯键。由蛋白质中的氨基酸序列可推知相应的mRNA中的核苷酸序列，进而可推测相应基因中核苷酸排列顺序，从而可以用化学合成方法人工合成目的基因。转基因羊的乳腺细胞及全身所有的组织细胞均来自受精卵的有丝分裂，遗传物质都与受精卵完全相同，而受精卵体积较大，操作较容易，也能保障发育成的个体的所有细胞都含有外源基因。12345答案 B4.近年来，基因工程的发展非常迅速，科学家可以用DNA探针和外源基因导入的方法进行遗传病的诊断和治疗，下列做法不正确的是( )
A.用DNA探针检测镰刀型细胞贫血症
B.用DNA探针检测病毒性肝炎
C.用导入外源基因的方法治疗半乳糖血症
D.用基因替换的方法治疗21三体综合征
解析 基因工程是基因水平上的现代生物技术，21三体综合征是染色体异常遗传病，是患者第21号染色体比正常人多了一条，无法从基因水平上治疗。1234D5解析答案5.《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1234解析答案返回5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。1234返回5答案 A课件25张PPT。第一章 基因工程第4课时 转基因生物的安全性问题和生物武器的危害性学习目标1.关注转基因生物的安全性问题。
2.举例说出生物武器对人类的威胁。
3.讨论生物技术中的伦理问题。基础知识导学重点难点探究随堂达标检测栏目索引基础知识导学答案一、转基因生物的安全性
1.我们应该以怎样的态度对待转基因生物？
答案 (1)我们应该科学地认识、评估和利用转基因生物及其产品。
(2)保障公众在购买相关产品时应享有知情权。
(3)国家应建立相应的评估及预警机制，更加理性地利用转基因生物。2.关于转基因生物的安全性问题的争论有哪些？
答案 (1)转基因植物的食用安全问题：转基因植物合成的某些新蛋白质，引起个别人过敏。
(2)转基因植物对生态系统的影响
①转基因植物的扩散对生物多样性有无影响。
②导入的目的基因是否会扩散漂移到其他物种体内而导致自然界的混乱。
③若大面积种植转基因植物，其残体分解物、根部分泌物等是否会对生态与环境造成大规模的负面效应。
(3)转基因动物的安全性
①转基因动物对人体健康的影响。
②转基因动物对生态系统的影响等。答案二、生物武器的危害性
1.生物武器的种类答案致病菌生化毒剂答案2.生物武器具有哪些特点？
答案 (1)具有强大的感染力和致病力。
(2)转基因生物武器很难对付。基因重的
致病微生物三、基因工程与生物武器研制的关系
1.利用转基因技术，在一些不致病的微生物体内插入 ，或在一些致病的细菌或病毒中插入能对抗普通疫苗或药物的基因，就会培育出新的致病微生物或新的抗药性增强的致病微生物。这些微生物可能被制造成__________、 、 的生物武器。
2. 的完成也为生物武器的研制创造了条件。例如，对不同种群的基因组成特性的阐明，就有可能被用于研制针对某一特定种群的生物武器。致病基因容易储存便于携带毒性更强 人类基因组计划答案返回重点难点探究一、对转基因生物安全性的争论及理性看待转基因技术
阅读以下材料，回答问题：
材料 自1984年第一例转基因鱼在我国诞生以来，转基因鱼研究取得很大进步。如转入外源生长激素(GH)基因的鱼生长速度快，饵料转化率高，但鱼类易于逃逸、扩散，因此转基因鱼的生态安全性问题是很值得研究的问题，需研究转基因鱼对生态系统的压力及外源基因的扩散问题。最近，我国科学家只是将三倍体的转基因鱼投入自然系统。(1)转基因鱼成功的物质基础是______________________。
解析 转基因技术就是通过基因拼接，把目的基因拼接到载体上，实质上是DNA之间的连接。
(2)已知人的GH是一个含有191个氨基酸的蛋白质，若将人的GH基因转移到鱼体内，则转基因鱼增加的脱氧核苷酸数至少是_____个。
解析 GH是含有191个氨基酸的蛋白质，由于蛋白质、控制蛋白质合成的mRNA上的碱基数目及控制蛋白质合成的DNA上的碱基数目，三者的比值为1∶3∶6，所以转基因鱼增加的脱氧核苷酸数至少是1 146个。遗传物质都是DNA1 146解析答案(3)转基因鱼通过较高的能量转化效率取得较高的特定生长率，以至生长高于非转基因鱼，蛋白质转换效率也显著高于非转基因鱼。其可能的原因是_________________________________________________________。转基因鱼体内合成了大量生长激素，生长激素能促进蛋白质合成解析 该转基因鱼转入的是生长激素基因，生长激素能促进生长，主要是促进蛋白质的合成和骨的生长。解析答案(4)鱼类易于逃逸、扩散，因此转基因鱼的生态安全性问题是很值得研究的问题，试分析引起生态安全性问题的原因_______________________________________________________________
________________________________________________。解析 转基因鱼由于具有易于逃逸、扩散的特点，当这种鱼扩散到其他环境时，与其他种类的鱼杂交，被转入的基因就有可能转移到其他的鱼体内，造成基因污染；同时，由于该种转基因鱼性情凶猛，使其捕食对象大量减少，与其他物种竞争时，优势明显，所以可能引起生态危机。转基因鱼与同种野生鱼杂交，使野生鱼带有转基因，具有生长优势，使其捕食对象大量减少，与其他物种竞争，引起生态危机解析答案(5)多倍体鱼类对控制过度繁殖是有效的，培育成功的三倍体“湘云鲫”，其形成过程是___________________________________________________
_____________________________。
试从保障生态安全性问题分析只投放三倍体鱼的原因_________________
_______________________________________________________________。解析 三倍体鱼由于不能产生正常的生殖细胞，无法繁殖后代，因此不会造成生态危机。 三倍体鱼不能繁殖后 代，可以人工控制养殖数量和范围，避免发生杂交、竞争，引起生态危机 转基因的二倍体个体加倍为四倍体转基因个体，然后二倍体与四倍体杂交形成三倍体个体解析答案答案二、生物武器的危害性
在汉武帝时代汉匈战争后期，由于汉军攻势猛烈，“匈奴闻汉军来，使巫埋羊牛，于汉军所出诸道及水源上，以阻(诅)汉军”。汉武帝时代的名将霍去病，远征匈奴归国后，年仅二十四岁就暴病而亡了。结合材料，阅读教材，回答下面的问题：
1.你认为这位年轻将领一向体魄壮健，骠勇过人，远征归来后，突患暴病而亡的原因最可能是什么？
答案 感染某种病原菌，患病死亡。从题目信息分析，匈奴以埋牛羊于道路及水源阻止汉军，所用牛羊应为患病而死的牛羊，而死亡牛羊携带着致病微生物，可导致汉军士兵患病以削弱战斗力。答案2.生物武器的作用途径主要有哪四个方面？
答案 (1)吸入。生物战剂污染空气，可以通过呼吸道吸入人体，感染致病。
(2)误食。食用被生物战剂污染的水、食物而得病(如霍乱、痢疾等疾病)。
(3)皮肤接触。生物战剂(如炭疽杆菌等)或带菌物品上的病毒可直接或间接经皮肤、黏膜、伤口进入人体。
(4)昆虫叮咬。人被带有生物战剂的昆虫叮咬后，会使血液感染而致病。答案3.生物武器具有局限性的原因是什么？
答案 受自然条件影响大。生物武器主要指病原微生物，所以它们的生存、繁殖、死亡易受环境条件影响，如适宜温度在37 ℃左右；大多数需要适宜的湿度条件；还受地形、风向等多种条件影响。生物武器的使用不易控制，使用不当可危害本方安全。三、有关生物武器题型的考查
2008年初，美国出现一种新型致病病毒，感染者初期症状像患普通感冒，但在一些人身上很快发展成肺炎，严重时甚至致人死亡。它还具有较强的传染性，在美国的确认人数已达1 000多人，科学家已确认这是一种腺病毒变体，正在寻找对抗它的药物和疫苗。这种新病毒对人类的潜在威胁仍是未知数。(1)美国科研人员若想分析该病毒的核酸属于哪一种类型(RNA或DNA)，应该___________________________。
(2)要想获得研究用的该病毒，能否利用普通培养基培养？为什么？
_____________________________________________________。解析 病毒是营寄生生活的，不能利用普通培养基培养，只能利用活体培养基培养。解析 区分DNA与RNA依据碱基种类及碱基比率，DNA含有特有碱基T，RNA含有特有碱基U，且双链DNA分子中A＝T，G＝C。RNA一般是单链，嘌呤与嘧啶碱基比率一般不相等。分析碱基类型，确定碱基比率否。因为病毒是专营寄生生活的，必须利用活体培养基培养解析答案(3)若该病毒被不法分子用于制造生物武器，在战争中，为预防敌人使用，参战部队应如何采取有效措施？
_______________________________________________。
解析 预防生物武器的最有效措施是接种疫苗，由于该病毒没有疫苗，所以要加快对该病毒的分析研究，尽快生产相应疫苗，并对参战部队战士进行接种。加快研制相应疫苗，并对参战部队战士进行接种返回解析答案1.下列关于转基因生物安全性的叙述中，错误的是( )
A.我国已经对转基因食品和转基因农产品强制实施了产品标识制度
B.国际上大多数国家都在转基因食品标签上警示性注明可能的危害
C.开展风险评估、预警跟踪和风险管理是保障转基因生物安全的前提
D.目前对转基因生物安全性的争论主要集中在食用安全性和环境安全性上
解析 对转基因食品只是要求标注“转基因**”等字样，并没有在转基因食品标签上警示性注明可能的危害，B错误。 随堂达标检测1234B解析答案52.抗逆转基因作物的培育与推广给社会带来的巨大社会效益是( )
①在一定程度上使作物摆脱了土壤和气候条件的限制
②减少了化学农药对环境的污染和人畜的危害
③减少了化肥的制造和使用量，有利于环境保护
④使得作物在不良环境下更好地生长，提高产量
A.①②③ B.①②④
C.①③④ D.②③④解析答案1234512345解析 抗逆转基因作物是指通过基因工程技术使农作物具有抗逆能力(如抗除草剂、抗虫、抗病毒、抗干旱、抗盐碱等)，因此抗逆转基因作物的培育和推广在一定程度上可以使农作物摆脱土壤和气候条件的限制，使得作物在不良环境中更好地生长，提高产量，同时还可以减少农药的使用量，减轻对环境的污染和对人畜的危害。但是抗逆作物不能固氮，不会使土壤中无机盐的含量增加，因此不可能减少化肥的制造量和使用量。
答案 B3.接种过疫苗的人，在遇到同样的生物战剂(用于战争的病原微生物或毒素)时，仍然要再次接种疫苗，原因是( )
A.这些人已丧失免疫力
B.这些人体内没形成记忆细胞
C.原来的接种不成功
D.这些病原微生物突变快，变异性强
解析 生物武器是一些致病微生物，由于这些微生物受到各种因素的影响，极易发生变异，导致已免疫的人需要再次接种疫苗，否则，容易被感染患病。D解析答案123454.肉毒杆菌会产生肉毒杆菌毒素，只要有0.01 mg的肉毒杆菌毒素就可使人致死。肉毒杆菌毒素分子的作用机理是( )
A.抑制呼吸中枢，使人因缺氧而窒息而死
B.阻断血红蛋白与氧气结合，使人因缺氧引起肌肉麻痹
C.阻滞神经末梢释放乙酰胆碱从而引起肌肉麻痹
D.抑制线粒体进行有氧呼吸，心肌细胞无力收缩，阻碍血液循环
解析 乙酰胆碱是一种兴奋性递质，通过释放可引起下一个神经元的兴奋。而肉毒杆菌毒素可阻止乙酰胆碱的释放，这样下一神经元不能兴奋从而引起肌肉麻痹。1234C5解析答案5.生物武器的危害有传染性强的特点，针对这一特点，下列哪项不是防治生物武器的有效措施( )
A.提前接种和个人的防护
B.发现病人，立即报告，及时隔离
C.注意切断传播途径
D.只注意环境消毒，不注意动植物灭菌
解析 防护生物武器，既要注意环境消毒，又要注意动植物灭菌，因为动植物也可以成为传染源。1234解析答案返回D5课件24张PPT。第一章 基因工程第5课时 蛋白质工程学习目标1.简述蛋白质工程的概念和基本原理。
2.举例说出蛋白质工程的基本过程。
3.举例说出蛋白质工程的应用和发展。基础知识导学重点难点探究随堂达标检测栏目索引基础知识导学答案一、蛋白质工程概述
1.基因工程的基本操作程序主要包括哪几个步骤？
答案 包括四个步骤：获取目的基因、构建基因表达载体、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测和鉴定。
2.获取目的基因的常用方法有哪些？
答案 (1)从基因文库中获取；
(2)利用PCR技术扩增目的基因；
(3)人工合成法。3.请写出中心法则，并判断蛋白质工程中获取目的基因的方法。
答案 (1)中心法则如下：答案(2)获取目的基因的方法是人工合成法。
4.基因工程合成的蛋白质有哪些不足？
答案 在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质。天然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。5.对天然蛋白质进行改造，你认为应该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？
答案 应该通过对基因的操作来实现对天然蛋白质的改造，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，但被改造过的蛋白质分子也是无法遗传的。
(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。答案6.根据蛋白质被改造部位的多少，可将蛋白质改造分为大改、中改和小改三种，试区别这三种改造的异同。
答案 大改是指根据氨基酸的性质和特点，设计并制造出自然界中不存在的全新蛋白质。中改是指改变蛋白质分子中某一个多肽链片段或一个特定的结构。小改是指通过基因工程中的定点诱变技术，有目的地改造蛋白质分子中某活性部位的一个或几个氨基酸残基。
7.如何利用PCR技术进行基因定点诱变？
答案 一般先通过PCR技术扩增获得定点突变的基因，再通过基因工程的方法，将突变基因导入受体细胞，经过转录和翻译就可合成所需的蛋白质。答案8.对空间结构不清楚的蛋白质的改造，可采用 来进行改造。
9.由以上知识总结蛋白质工程的概念。
答案 蛋白质工程是指通过物理化学与生物化学等技术了解蛋白质的结构与功能，并借助计算机辅助设计、基因定点诱变和重组DNA技术改造基因，以定向改造天然蛋白质，甚至创造自然界不存在的蛋白质的技术。答案非定点诱变技术二、蛋白质工程的应用
1.蛋白质结构为什么具有多样性？
答案 蛋白质结构的多样性是由构成蛋白质的氨基酸种类、数目、排列顺序和空间结构来决定的，其结构多样性的根本原因则是控制蛋白质合成的基因具有多样性。
2.利用蛋白质工程可以将酶中的 和 转变为其他氨基酸，有效提高酶的热稳定性。此外，在蛋白质分子中引入 也可以显著提高蛋白质的热稳定性。答案天冬酰胺谷氨酰胺二硫键答案返回3.在生物工程制药领域，可通过蛋白质工程 或 抗体，使之对某些肿瘤细胞具有特异的识别能力和杀伤力。
4.目前，蛋白质工程成功的例子不多，原因是什么？
答案 结构决定功能，蛋白质发挥功能必须依赖于正确的高级结构，这种高级结构十分复杂。而且目前科学家对大多数蛋白质的高级结构的了解还很不够。人工合成改造重点难点探究一、蛋白质工程的流程
下图为蛋白质工程操作的基本思路，请据图回答下列问题：答案(1)写出图中各数字代表的生物学过程的名称或内容：
①_____；②______；③_____；④________；⑤___________。
(2)代表蛋白质工程操作思路的过程是_______；代表中心法则内容的是________(填写数字)。转录翻译折叠分子设计DNA合成④⑤①②③答案(3)蛋白质工程的前提条件是了解蛋白质的____________的关系，其关键技术是_________。
(4)蛋白质工程的目的是__________________________，通过__________
______实现。
(5)从图中可以看出蛋白质工程的基本途径与中心法则是______的。结构和功能基因工程对蛋白质的结构进行分子设计或改造基因合成相反(6)在蛋白质工程中构建基因表达载体与基因工程完全相同吗？
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____________________。不一定完全相同。蛋白质工程中的目的基因是人工合成的，不含有非编码区以及内含子的脱氧核苷酸序列。在构建基因表达载体时，需要添加启动子、终止子等必要部分解析答案(7)蛋白质工程与基因工程的结果有何不同？它们之间有什么关系？
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_______________________________________________。蛋白质工程生产出自然界从来没有过的蛋白质，而基因工程只能生产自然界已存在的蛋白质。蛋白质工程就是通过基因重组技术改变或设计合成具有特定生物功能的蛋白质；基因工程技术是蛋白质工程技术的基础，因此蛋白质工程也叫第二代基因工程解析 天然蛋白质合成的过程是按照中心法则进行的，而蛋白质工程的基本途径与之相反，即从预期的蛋白质功能出发→设计预期的蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→找到相对应的脱氧核苷酸序列(基因)。解答此题需要理解中心法则和蛋白质结构的知识。二、蛋白质工程的应用
科学家通过对抗体和胰岛素的改造，使其效果更良好，结合下列材料，完成后面问题：
材料一 鼠—人嵌合抗体形成过程答案(1)分析材料一，并填空。
①改造鼠源杂交瘤抗体，生产鼠—人嵌合抗
体，属于___________(生物工程)的范畴。
②图示过程是根据预期的_____________，
设计____________，最终必须对____进行
操作，此操作中改变的是________。
③经改造的鼠—人嵌合抗体，与鼠源杂交瘤抗体相比较，突出的优点是______________________(从免疫角度考虑)。
④上述过程中对科学家来说难度最大的是_______________________。蛋白质工程嵌合抗体功能嵌合抗体结构基因碱基对对人体的不良反应减少设计嵌合抗体的空间结构 答案材料二 如图是用蛋白质工程设计速效胰岛素的生产过程。(2)分析材料二，并填空。
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通过人工合成DNA形成的新基因应与______结合后转移到___________
__________中才能得到准确表达。蛋白质的预期功能大肠杆菌等载体受体细胞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基本思路是___________
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___________________________________。 根据新的胰
岛素模型中氨基酸的序列，推测出其基因中的脱氧核苷酸序列，然后利用DNA合成仪来合成出新的胰岛素基因蛋白质工程基因工程答案返回1.某种微生物合成的蛋白酶与人体消化液中的蛋白酶的结构和功能很相似，只是热稳定性较差，进入人体后容易失效。现要将此酶开发成一种片剂，临床治疗消化不良，最佳方案是( )
A.将此酶中的少数氨基酸替换，以改善其功能
B.将此酶与人蛋白酶进行拼接，形成新的蛋白酶
C.重新设计与创造一种全新的蛋白酶
D.减少此酶在片剂中的含量
解析 要想使蛋白酶热稳定性有所提高，就要改变蛋白质的结构，此类问题一般是对蛋白质中的个别氨基酸进行替换。 随堂达标检测1234A解析答案52.蛋白质工程中，要对蛋白质结构进行设计改造，必须通过基因修饰或基因合成来完成，而不直接改造蛋白质的主要原因是( )
A.缺乏改造蛋白质所必需的工具酶
B.改造基因易于操作且改造后能够遗传
C.人类对大多数蛋白质高级结构知之甚少
D.蛋白质中氨基酸的排列顺序千变万化，操作难度大
解析 蛋白质工程是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，以满足人类的生产和生活的需求。蛋白质工程的直接操作对象是基因，并且改造后能够遗传；若直接改造蛋白质，其性状不能遗传。解析答案1234B53.蛋白质工程的基本流程是( )
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→②C12345答案4.科学家为提高玉米中赖氨酸含量，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第104 位的氨基酸由天冬氨酸变成异亮氨酸，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。下列对蛋白质的改造，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mRNA
C.对相应的基因进行操作
D.重新合成新的基因12345解析答案解析 蛋白质工程的目的是对蛋白质进行改造，从而使蛋白质功能可以满足人们需求。而蛋白质功能与其高级结构密切相关，蛋白质高级结构又非常复杂，所以直接对蛋白质改造非常困难，而蛋白质是由基因控制合成的，对基因进行操作就容易得多。另外，改造后的基因可以遗传，如对蛋白质直接改造，即使成功也不能遗传。
答案 C123455.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不是天然存在的蛋白质
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)的操作
D.基因工程完全不同于蛋白质工程1234解析答案返回5解析 蛋白质工程是在基因工程基础上，延伸出来的第二代基因工程，是从分子水平对蛋白质进行改造设计，直接对相应的基因进行修饰加工甚至人工进行基因合成，从而对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类生产和生活需求，而基因工程只是将外源基因导入另一生物体内，并使之表达，体现人类所需的性状，或者获取所需的产品，因此，基因工程在原则上只能生产自然界中已存在的蛋白质。
答案 B1234返回5
