18学年高中生物第六章从杂交育种到基因工程第2节基因工程及其应用课件2

2.转基因生物和转基因食品的安全性 严格控制 大范围推广
安全性
问题探究
1.你所知道的我国转基因成果都有哪些？
答案
我国科学家培育的转基因猪、牛、鸡、鲤鱼等，还有大批具有抗
虫、抗病、抗除草剂、抗逆等全新性状的农作物。 2.转基因抗虫玉米在环境保护上的重要作用是什么？此种转基因玉米独 立种植若干代后是否会出现不抗虫的植株，为什么？ 答案 减少了农药使用对环境造成的污染。转基因生物独立种植若干代
解析
不同类型的病毒重组实质是病毒间的基因转移和拼接，与基因工
程本质是相同的，都是基因重组，只是基因工程是人为操作的，病毒之
间的基因重组是自发的。
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解析
答案
4.下列关于转基因生物与环境安全的叙述，错误的是 A.重组的微生物在降解污染物的过程中可产生二次污染
√
B.种植抗虫棉可以减少农药的使用量，对环境没有任何负面影响 C.如果转基因花粉中含有毒蛋白或过敏蛋白，可能会通过食物链传递到 人体内 D.转基因生物有可能对生态系统的稳定性和人类的生活环境造成破坏
D.抗除草剂玉米
解析
答案
4.下列关于基因工程及转基因食品的安全性的叙述，正确的是 A.基因工程经常以抗生素抗性基因作为目的基因 B.通过转基因技术可获得抗虫粮食作物，从而增加粮食产量，减少农药 使用 C.通常用一种限制性核酸内切酶处理含目的基因的DNA，用另一种限制 性核酸内切酶处理运载体DNA D.若转入甘蔗中的外源基因来源于自然界，则生产出来的甘蔗不存在安 全性问题
解析 答案
课堂小结
作物 育种 药物 研制 环境 保护
限制酶 运 载体检 测与 鉴定 DNA源自接酶受体 细胞运载体
当堂检测
1.科学家们经过多年的努力创立了一种新兴生物技术 —— 基因工程，实
施该工程的最终目的是
A.定向提取生物体的DNA分子
B.定向地对DNA分子进行人工“剪切”
C.在生物体外对DNA分子进行改造
B.DNA聚合酶和限制性核酸内切酶
C.限制性核酸内切酶和DNA连接酶 √
D.DNA聚合酶和RNA聚合酶
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解析
答案
3.一旦禽流感病毒与人类病毒重组，从理论上讲，就有可能在人与人之 间传播该疾病。届时，这种病毒就会成为人类病毒。这里所说的重组与 下列哪项本质相同 A.基因工程 √ C.单倍体育种 B.太空育种 D.多倍体育种
转录酶。
答案
2.如何将A和B连接成C？操作后的产物只有C吗？
答案 用同一种限制酶切割A和B，再加入DNA连接酶，才能形成C。操
作后的产物除了C，还可能有A与A结合、B与B结合的产物。
3.如果要检测D中是否含有C，通常如何检测？
答案 利用C上的标记基因进行检测。
答案
4.人的胰岛素基因能够在大肠杆菌细胞中表达的基础是什么？
2.基因工程的基本工具
(1)限制性核酸内切酶
特定的切 限制性核酸内切酶的作用特点是识别 特定的核苷酸 序列，并在________
点 上切割DNA分子。 ___
(2)DNA连接酶
连接黏性末端或平末端 脱氧核糖 和 磷酸 之间的缺口。
(3)运载体 ①作用：将外源基因送入受体细胞 。 ②种类：质粒、 噬菌体 和动植物病毒等。质粒存在于许多细菌以及酵母 菌等生物细胞中，是拟核或细胞核外能够自主复制 的很小的环状 DNA 分 子。上面通常含有的抗性基因可以作为标记基因 用于目的基因导入受体 细胞的检测依据。
√
D.定向地改造生物的遗传性状
解析 基因工程就是通过对生物体的基因进行修饰改造，使之按照人们 的意愿表现出人们所需要的性状，产生人类所需要的基因产物，可见基 因工程的目的是定向改造生物的遗传性状。
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解析
答案
2.如图是基因工程主要技术环节的一个基本步骤，这一步骤需用到的工 具是
A.DNA连接酶和解旋酶
第6章 从杂交育种到基因工程
第2节 基因工程及其应用
学习导航 1.结合教材图文，概述基因工程的基本原理和基本步骤。 2.结合具体实例，了解基因工程的应用及其安全性。 重难点击 基因工程的基本原理和基本步骤。
课堂导入
科幻电影《蜘蛛侠》中的男主角意外被转基因的蜘蛛咬伤，蜘蛛的基因整
合到了他的基因上，并且在他体内表达，从而使他成了具有特殊本领的超
后，也会出现不抗虫的植株，因为玉米螟(玉米植株上的一种害虫 )可能
会发生基因突变，基因突变是不定向的，突变后的玉米螟可能对苏云金
芽孢杆菌杀虫晶体蛋白不敏感。
答案
拓展应用
3.转基因成果令人叹为观止，下列不是转基因成果的一项是
A.抗虫棉花
B.能清除石油污染的假单胞杆菌
C.我国奶牛的主要品种——中国荷斯坦奶牛
目的基因的检测与鉴定 判断目的基因是否导入受体细胞
表达：受体细胞表现出特定的性状，如棉
花抗虫性状的表现
问题探究
下图是利用基因工程技术生产人胰岛素的操作过程示意图，请据图回答。
1.能否利用人的皮肤细胞进行过程①？过程②特别需要的酶是哪一种？ 答案 不能，皮肤细胞中胰岛素基因不表达；过程②是逆转录，需要逆
拓展应用
1.某科学家从细菌中分离出耐高温淀粉酶(Amy)基因a，通过基因工程的方 法，将基因a与运载体结合后导入马铃薯植株中，经检测发现Amy在成熟 块茎细胞中存在。结合图形分析下列有关这一过程的叙述，不正确的是
A.获取基因a的限制酶的作用部位是图中的① B.连接基因a与运载体的DNA连接酶的作用部位是图中的② C.基因a进入马铃薯细胞后，可随马铃薯DNA分子的复制而复制，传给子 代细胞 D.通过该技术人类实现了定向改造马铃薯的遗传性状
DNA连接酶 将运载体与LTP1基因连接。 (4)切割完成后，利用___________ 解析 基因工程中的“剪刀”为限制酶，两个序列相同、能互补配对的
黏性末端可用DNA连接酶“缝合”。
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解析
答案
内部文件，请勿外传
1.基因工程的应用
(1)基因工程与作物育种
①目的：获得高产、稳产和具有优良品质的农作物，培育出具有各种
抗逆性 的作物新品种。
②实例： 抗棉铃虫 的转基因抗虫棉。
③意义：抗虫基因作物的使用，不仅减少了 农药的用量，大大降低了生
产成本，而且还减少了农药对环境的污染。
(2)基因工程与药物研制 ①实例：用基因工程方法生产胰岛素。 ②过程：胰岛素基因与大肠杆菌的DNA分子 重组 ，并且在大肠杆菌内获 得成功的 表达 。 (3)基因工程与环境保护 实例：利用转基因细菌降解有毒有害的化合物 ，吸收环境中的重金属， 分解泄漏的石油、处理工业废水等。
(1) 该技术定向改变了酵母菌的性状，这在可遗传的变异的来源中属于 基因重组 。 _________
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解析
答案
质粒 。 (2)本操作中为了将 LTP1基因导入酵母菌细胞内，所用的运载体是 _____ 解析 运载体是取自大肠杆菌的质粒(见图)。
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3
4
5
解析
答案
内部文件，请勿外传
同一种限制酶 进行切割。 (3)要使运载体与LTP1基因连接，首先应使用_____________
3.基因工程的操作步骤 提取目的基因——目的基因：人们 所需要 的特定基因 ↓
用某种限制酶切割质粒
目的基因与运载体结合 用同一种限制酶切割目的基因
加入DNA连接酶
质粒和目的基因结合形成重组DNA分子
↓
将目的基因导入受体细胞：主要是借鉴 细菌 或 病毒 侵染细胞的方法
↓
检测：根据受体细胞中是否具有标记基因，
答案 所有生物共用一套遗传密码。
5.该方法和诱变育种相比，有什么优点？ 答案 可以定向地改造生物的遗传性状。
答案
知识 整合
胰岛素基因只在胰岛细胞中转录出 mRNA ；目的基因和运载体结合时， 通常用同一种限制酶切割，再加入DNA连接酶；操作后的产物也有目 的基因和运载体自我环化的产物。基因工程可以定向地改造生物的遗 传性状。
解析 答案
2.如图所示为一项重要生物技术的关键步骤， X 是获得外源基因并能够 表达的细胞。下列有关说法不正确的是
A.X是能合成胰岛素的细菌细胞
B.质粒具有标记基因和多个限制酶切点
C.外源基因与运载体的重组只需要DNA连接酶
D.该细菌的性状被定向改造
解析 答案
二、基因工程的应用及其安全性
基础梳理
解析
种植抗虫棉虽然可以减少农药的使用量，但由于抗虫害的转基因作
物的长期大量种植，会使目标害虫发生群体改变，产生抗性，更难杀灭。
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解析
答案
5.酵母菌的维生素、蛋白质含量高，可用于生产食品和药品等。科学家 将大麦细胞中的LTP1基因植入啤酒酵母菌中，获得的啤酒酵母菌可产生 LTP1蛋白，并酿出泡沫丰富的啤酒。基本的操作过程如下：
级英雄。
现实中，我们已经运用类似的技术来改造生物的性状，获得人们所需要的
品种，这就是基因工程。
内容索引
一、基因工程的原理
二、基因工程的应用及其安全性 当堂检测
一、基因工程的原理
基础梳理
1.基因工程的概念 (1)基因工程，又叫做基因拼接技术或 DNA重组 技术。通俗地说，就是按 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。 (2)基因工程是把一种生物的某种基因转移到另一种生物体的细胞内，基 因的结构基本没有变化，只是位置发生了变化，所以应该属于基因重组 。