课时作业32：基因工程及其应用
高中生物必修课---基因工程及其应用知识讲解及巩固练习题(含答案解析)
高中生物必修课---基因工程及其应用知识讲解及巩固练习题(含答案解析)【学习目标】1、简述基因工程的原理。
2、举例说明基因工程在农业、医药等领域的应用。
3、关注转基因生物和转基因食品的安全性。
【要点梳理】要点一、基因工程的原理1、对概念的理解2、基因工程的工具（1）基因的“剪刀”——限制性核酸内切酶①概念：限制酶是生物体内的一种酶，能将外来的DNA分子切断，由于这种切割作用是在DNA分子内部进行的，故名限制性内切酶。
②特点：特异性。
即一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并且能在特定的切点上切割DNA分子。
要点诠释：①限制酶切割的是脱氧核苷酸之间（磷酸和脱氧核糖之间）的化学键——磷酸二酯键，不是切割碱基之间的氢键。
②限制酶切割目的基因不一定都产生黏性末端，也可能产生整齐的末端。
（2）基因的“针线”——DNA连接酶把黏性末端之间的缝隙“缝合”起来，这样一个重组DNA分子就形成了。
如下图：要点诠释：DNA连接酶连接的也是磷酸和脱氧核糖之间的化学键——磷酸二酯键，而不是碱基之间的氢键。
（3）基因的“运载工具”——运载体①常用的运载体:细菌细胞质的质粒、噬菌体或某些动植物病毒。
其中，质粒是基因工程最常用的运载体。
②条件：a．能在受体细胞内稳定保存并大量复制；b．有多个限制酶切点，以便与外源基因连接；c．有标记基因，便于进行筛选。
3、基因工程的原理：基因重组4、基因重组与基因工程比较要点二、基因工程的基本操作步骤第一步：获取目的基因第二步：目的基因与运载体结合第三步：将目的基因导入受体细胞第四步：目的基因的检测和表达要点三、基因工程的应用【高清课堂：基因工程及其应用高清未发布基因工程的应用】1、基因工程与遗传育种（1）获得高产、抗逆性强的优质转基因植物①抗虫转基因植物②抗病（病毒、细菌、真菌）转基因植物③抗逆转基因植物④利用转基因改良植物的品质（2）具有优良性状或特殊用途的转基因动物2、基因工程与疾病治疗（1）生产基因工程药品：利用基因工程菌等生产的药物有：胰岛素、干扰素、人生长激素、乙肝疫苗等60余种。
高二生物人教版选修3课时作业：1.3基因工程的应用
第3课时基因工程的应用目标导航 1.举例说出基因工程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。
一、植物基因工程硕果累累提高农作物的________能力、改良农作物的________、利用植物生产________等。
(1)抗逆基因：调节细胞________的基因，提高作物抗盐碱和抗干旱能力；鱼的____________基因使作物耐寒；抗除草剂基因，使作物抗除草剂。
(2)成果：抗盐抗旱烟草、耐寒番茄、抗除草剂玉米等。
3．利用转基因改良植物的品质如我国科学家将富含赖氨酸的__________________导入玉米，获得的转基因玉米中赖氨酸的含量比对照组提高30%。
二、动物基因工程前景广阔、基因工程药物异军突起2.基因工程药物(1)方式：利用基因工程培育“________”来生产药品。
(2)成果：利用“工程菌”可生产细胞因子、抗体、疫苗、激素等。
三、基因治疗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。
2．成果：将腺苷酸脱氨酶基因转入患者的淋巴细胞。
3．途径：分为________________和________________。
知识点一植物基因工程的应用1．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分子所用的限制酶作用于图中的________处，DNA连接酶作用于______处。
(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__________过程。
(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____________作探针进行分子杂交检测，又要用__________________的方法从个体水平鉴定水稻植株的耐盐性。
基因工程及其应用教案
基因工程及其应用教案一、教学目标1. 了解基因工程的概念、原理和基本操作步骤。
2. 掌握基因工程在农业、医药和环境保护等领域的应用。
3. 探讨基因工程技术的伦理和法律问题。
4. 培养学生的创新意识和实践能力。
二、教学内容1. 基因工程的概念：基因、DNA、基因重组等。
2. 基因工程的原理：DNA重组技术、基因表达载体的构建等。
3. 基因工程的基本操作步骤：目的基因的获取、基因表达载体的构建、转化宿主细胞等。
4. 基因工程的应用：农业（转基因作物、抗病虫害育种）、医药（基因治疗、药物生产）、环境保护（生物降解、生物修复）等。
5. 基因工程技术的伦理和法律问题：基因歧视、生物安全、生物多样性保护等。
三、教学方法1. 讲授法：讲解基因工程的基本概念、原理和应用。
2. 案例分析法：分析具体的基因工程应用实例，引导学生思考和讨论。
3. 小组讨论法：分组讨论基因工程技术的伦理和法律问题。
4. 实践操作法：安排实验室实践活动，如基因表达载体的构建、转化宿主细胞等。
四、教学资源1. 教材：基因工程及其应用。
2. 课件：基因工程的原理和应用。
3. 视频资料：基因工程技术的实际应用案例。
4. 实验室设备：PCR仪、电泳仪、转化系统等。
五、教学评价1. 平时成绩：课堂参与度、小组讨论表现等。
2. 书面作业：基因工程应用案例分析和伦理法律问题论述。
3. 实验报告：基因表达载体的构建和转化实验。
4. 期末考试：基因工程及相关知识的选择题、填空题和简答题。
六、教学安排1. 课时：本课程共计32课时，其中理论课24课时，实验课8课时。
2. 教学计划：第1-4课时：基因工程的基本概念和原理。
第5-8课时：基因工程的基本操作步骤。
第9-12课时：基因工程在农业领域的应用。
第13-16课时：基因工程在医药领域的应用。
第17-20课时：基因工程在环境保护领域的应用。
第21-24课时：基因工程技术的伦理和法律问题。
第25-28课时：实验室实践活动，包括基因表达载体的构建、转化宿主细胞等。
清泉州阳光实验学校高一生物必修 基因工程及其应用
清泉州阳光实验学校高一生物必修2基因工程及其应用一、教学目的1.知识方面〔1〕简述基因工程的根本原理。
〔2〕举例说出基因工程在农业、医药等领域的应用。
〔3〕搜集基因工程所获得的成果以及开展前景。
〔4〕通过对书中插图、照片等的观察，学会科学的观察方法，培养学生搜集和处理科学信息的才能、获取新知识的才能、分析和解决问题的才能。
2.情感态度与价值观方面(1)关注转基因生物和转基因食品的平安性。
(2) 进展角色扮演，使学生体验参与社会问题的讨论和决策的方法。
〔3〕通过学习理解我国基因工程的开展前景及成果，激发学生对于生物知识的兴趣，开阔学生的思路，养成学生的爱国主义热情，树立在学习上努力刻苦的决心。
3.才能方面〔1〕利用课本以外的资料和信息解决课内学习中发现的问题，培养自主学习才能。
〔2〕通过制作模型的活动来模拟基因工程的操作过程，使学生在理解步骤的同时，切身体会基因工程的主要过程。
〔3〕通过模拟听证会的活动，引导学生主动参与，乐于辩论、积极进展交流与，从而培养学生对团结、互助和协调的精神，训练学生思维的敏捷性、逻辑性、广阔性及创造性，开阔学生的视野，进步学生的自学才能和良好的语言表达才能。
二、教学重点和难点1.教学重点(1)基因工程的根本原理。
(2)基因工程的平安性问题。
2.教学难点(1)基因工程的根本原理。
(2)转基因生物与转基因食品的平安性。
三、教学方法讨论法、演示法、讲授法四、教学课时2课时。
第1课时：基因工程的原理，第2课时：基因工程的应用。
五、教学过程六、课堂小结七、布置作业P106：根底题1、2、3；拓展题1。
八、课后拓展1、学生搜集基因工程应用的事例及其价值的资料；2、搜集有关基因工程技术平安性方面的报道、法规等的资料。
【板书设计】重组DNA分子；(3)2．↓ATCTCGAGACTGATTGGCCTTAAGCTCGAGATGACCATGGCCAGGCTCGAGCTGATGA↓TAGAGCTCTGACTAACCGGAATTCGAGCTCTACTGGTACCGGTCCGAGCTCGACTACT3．常用的运载体有质粒、噬菌体、农杆菌、动植物病毒等。
人教版高一生物基因工程及其应用课件
科学家还培育出能吞食转化汞、镉等重金属，分
解DDT等毒害物质的细菌。
6
环境监测：利用基因工程培育的“指示生物”能 十分灵敏地反映环境污染的情况，却不易因环境 污染而大量死亡，甚至还可以吸收和转化污染物。
7
1998年小鼠食用转基因土豆后，肾、脾和消化道 出现损伤，体重和器官减轻，免疫力遭到破坏。引起 了人们对转基因食品的极度恐惧。
蛋白质组分。在血管出血时被激活，
和血小板粘连在一起并且补塞血管上
的漏口。
4
基因工程药物
获得目的基因 构建基因工程菌 工程菌大规模培养
产品分离纯化
成品检测 成品加工 半成品检测 除菌过滤
5
3、基因工程与环境保护
环境污染治理：基因工程做成的“超级细菌” 能吞食和分解多种污染环境的物质。
通常一种假单孢杆 菌只能分解石油中的 一种烃类．用基因工 程培育成功的“超级 细菌”却能分解石油 中的多种烃类化合物。
液中提取
“工程菌”发酵 工业化生产
特点
产量低 价格昂
贵
高质量 低成本
胰岛素 生长激素
4～5g/100kg 胰腺
100g/2000L 大肠杆菌培
养液
从450L大 肠杆菌培 养液中提 取的相当 于6万具尸 体的全部
产量
干扰素
胰岛素
凝血因子
胰岛素：治疗糖尿病的特效药。
干扰素：抗病毒的特效药。
凝血因子：参与血液凝固过程的各种
生长快、肉质好的转基因鱼 乳汁中含有人生长激素的转基
(中国)
因牛(阿根廷) 2
2、基因工程与药物研制
许多药品的生产是从生物组织中提取的。受材料来源限 制产量有限，其价格往往十分昂贵。
利用基因工程培育转基因生物（工程菌），利用 转基因生物生产出各种高质量、低成本的药品。
第二节基因工程及其应用ppt课件
3）将切下的目的基因片段插入质粒的 切口处，再加入适量DNA连接酶，形成了 一个重组DNA分子（重组质粒）
目的基因与运载体的结合过程，实 际上是不同来源的基因重组的过程。
（三）基因操作的基本步骤 • 步骤三：目的基因导入受体细胞
• 常用的受体细胞： 有大肠杆菌、枯草杆菌、土壤农杆菌、
酵母菌和动植物细胞等。 • 将目的基因导入受体细胞的原理
借鉴细菌或病毒侵染细胞的途径。
（三）基因操作的基本步骤 • 步骤四：目的基因的检测和表达
氨苄青霉 素抗性基因
四环素 抗性基因
（三）基因操作的基本步骤
• 受体细胞摄入DNA分子后就说明目3）有关基因工程的叙述中，错误的是（ A）
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
参考资源：
展示你的搜索成
思维拓展
有人认为，转基因新产品也是一把双刃 剑，犹如水能载舟，亦能覆舟，甚至带来 灾难性的后果，你是否同意这一观点？举 例说明。
转黄瓜抗青枯病基因的甜椒 转黄瓜抗青枯病基因的马铃薯
转鱼抗寒基 因的番茄
不会引起过敏的转基因大豆
转基因龙胆花色奇异
转基因蓝猪耳改变花色
转基因牵牛花改变了花色
A：紫外光照射下的转 绿色荧光蛋白的 Eustoma (Lisianthus) 花。
B：转没有绿色荧光 蛋白的空质粒的花，
会发光的转基因鱼
最常用的质粒是大肠杆 菌的质粒，其中常含有抗药 基因，如四环素的标记基因。
质粒的存在与否对宿主细 胞生存没有决定性作用，但 复制只能在宿主细胞内成。
(完整版)基因工程及其应用教案
课例研究教课设计（精选教课设计）基因工程及其应用授课人：日期：高中生物《分子与细胞》第6章第2节基因工程的工具学习者水平剖析：本节课讲课对象是高二年级学生。
经过上一节课的学习，学生已经学习了基因工程的观点，为本节课的学习确立了知识的基础，可是基因工程的工具是鉴于分子水平上的，知识内容抽象，学生难以直接进行实践操作和直观看到操作结果，加之该部分是本节的重难点，学生理解和学习起来较为困难。
教课内容剖析：基因操作的工具是本节内容的重难点，也是在基因工程观点的学习基础之长进行的，对接下来基因工程的步骤的学习起要点的作用，基因操作的工具包含基因的剪刀—限制性核酸内切酶；基因的针线— DNA连结酶；基因的运载体。
基因操作的工具细微抽象，较难理解与应用。
教课目的：1.知识目标： 1）说明限制酶和连结酶的作用特色。
2）说出常用的运载体及其特色。
2.能力目标：运用基因工程的基本工具，培养剖析、推理、概括、总结等思想能力。
3.感情态度与价值观目标： 1）参加基因工程有关热门问题的议论。
2）养成创新思想，培养科学思虑问题的能力。
教课要点：1.说明限制酶和连结酶的作用特色。
2.说出常用的运载体及其特色。
教课难点：说明限制酶和连结酶的作用特色。
教课方法：解说法，讲话法，议论法，演示法。
教课媒体：幻灯片，教具，教课动画演示。
教课过程：教课环节教师行为学生行为设计企图导入新闻：中国农科院专家郭三堆，因成功研制拥有自主知识产权的三系杂交转基因抗虫棉，而入选为CCTV 2013年度科技创新人物。
想想：将抗虫基因移植到棉花的细胞中，使棉花拥有抗虫害的作用，这项工作是在 DNA分子水平上进行的操作。
若是你作为一名研究者来达成这一项工作，那么你会采取什么工具呢？带着这些问题，我们开始本节课的学习，第六章第2 节第二课时基因工程的工具。
（板书）新授经过预习，基因工程有三大基因的工具，基因的剪刀，基因的针线，运载体。
接下来我们逐个进行学习第一我们要把抗虫基因从苏云金芽孢杆菌中提拿出来，抗虫基因是苏云金芽孢杆菌中的一段基因，要获取抗虫基因能否是相当于用一把剪刀把它从一大段基因中截取下来呢？可是细胞是很小的，一般直径只 100nm到 150nm，用剪刀剪 ,明显是不现实的，那我们怎么办呢？这就要用到基因工程的第一联合实例，回首有关知联合新闻，联系旧知识，思虑问题。
高中生物： 基因工程的应用
（3）举例 抗病毒转基因小麦、抗病毒转基因甜椒
抗病毒的转基因小麦
转黄瓜抗青枯病基因的 甜椒
有抗病毒基因就可以抵抗所有
病毒吗？
3.抗逆转基因植物
(1)造成低产、减产的常见因素 盐碱、干旱、低温、涝害等
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 因导入植物或者改变必需氨基酸合成 途径中某种关键酶的活性
将富含氨基酸的蛋白 质编码基因导入玉米， 获得的转基因玉米中 赖氨酸的含量提高 30%。
(2)使果品延熟，便于储存 将控制番茄成熟的基因导入番茄，获 得转基因延熟番茄。
三、基因工程药物异军突起
在传统的药品生产中，某些药品如胰岛素、 干扰素直接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。
缺点
由于受原 材料来源 的限制， 价格十分 昂贵。
解决途径
利用基因工程 方法制造“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。
1、抗虫转基因植物
2、抗病转基因植物
3、抗逆转基因植物
4、利用转基因改良植物的品质
1.抗虫转基因植物
（1）使用化学农药的弊端 污染环境，损害人类健康，增加生产成本。
（2）解决这些弊端的途径 将具有杀虫活性的基因导入作物中，使其具 有抗虫性。
（3）抗虫目的基因 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
二、动物基因工程前景广阔
1、提高生长速度 2、改善畜产品的品质 3、生产药物 4、作为器官移植的供体
高中生物必修2课时作业2：6.2基因工程及其应用
第2节基因工程及其应用[基础巩固]1．为了知道苏云金芽孢杆菌的抗虫基因导入棉花细胞是否已表达，最佳的检测方法是() A．是否有抗生素抗性B．是否有目的基因的产物C．是否能分离到目的基因D．是否有相应的性状[答案] D[解析]基因表达包括转录和翻译两个过程，苏云金芽孢杆菌的抗虫基因如果表达成功应该产生相应蛋白质，并具有相应的性状。
2．基因工程是在DNA分子水平上进行设计施工的。
在基因工程操作的基本步骤中，不进行碱基互补配对的是() 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．目的基因的检测与鉴定[答案] C3．质粒是基因工程最常用的运载体，下列有关质粒的说法正确的是() A．质粒不仅存在于细菌中，某些病毒也具有B．细菌的基因只存在于质粒上C．质粒为小型环状DNA分子，存在于核(区)外的细胞质基质中D．质粒是基因工程中的重要工具酶之一[答案] C[解析]质粒存在于许多细菌以及酵母菌等生物中，是细胞染色体外能够自我复制的很小的环状DNA分子，在病毒、动植物细胞中是不存在的，故A 错误；细菌的基因除少部分在质粒上外，大部分在拟核中的DNA分子上，故B错误。
4．下列关于限制酶和DNA连接酶的理解，正确的是() A．其化学本质都是蛋白质B．DNA连接酶可以恢复DNA分子中的氢键C．它们不能被反复使用D．在基因工程操作中可以用DNA聚合酶代替DNA连接酶[答案] A[解析]限制酶与DNA连接酶的化学本质都是蛋白质；DNA连接酶连接的是两个DNA片段间相邻两个碱基间的磷酸二酯键；酶在化学反应前后其数量、性质、功能均不发生改变，因此可以反复利用；DNA聚合酶是在细胞内DNA分子复制时发挥作用的，不能替代DNA连接酶。
[巩固提升]5.某农业研究所将苏云金芽孢杆菌的抗虫基因(Bt)导入棉花细胞，筛选出Bt基因成功整合到染色体上的抗虫植株，假定Bt基因都能正常表达。
某些抗虫植株体细胞含两个Bt基因，这两个基因在染色体上的整合情况有下图所示的三种类型，黑点表示Bt基因的整合位点。
3-3 基因工程的应用(教学课件)——高中生物人教版(2019) 选择性必修3
5.目前大量生产干扰素的方法是什么？
用基因工程方法从大肠杆菌及酵母菌细胞内获得 6.我国批准生产的第一个基因工程药物的名称叫什么？用 于治疗哪些疾病？ 重组人干扰素α-1b 主要用于治疗慢性乙型肝炎、慢性丙型肝炎等
2、让转基因哺乳动物批量生产药物
乳腺生物反应器或乳房生物反应器
转基因动物进入泌乳期后，可以通过分泌的乳汁来生产所 需药品。
从社会中来
胰岛素是治疗糖尿病的特效药物。传统生产 胰岛素的人使用一年的胰岛素需 要上千头牛，生产的成本非常高。
1978年，科学家将编码人胰岛素的基因导入大 肠杆菌细胞中，使大肠杆菌表达重组人胰岛素。
我国拥有自主知识产权的基因工程物---重组 人胰岛素已经研制成功并得到广泛应用。
三、基因工程在食品工业方面的应用
利用基因工程菌除了可以生产药物，还能生产食品工业用酶、氨基酸和维生素等。
1、基因工程菌
概念
：用基因工程的方法，使外源基因得到高效表达的菌类。
获得方法;
细菌拟核 质 粒
质粒
核酸切割 插入质粒
重组 质粒
送入 细胞
重组 细菌
基因工程菌生产的优点： 基因工程获得的工业用酶纯度更高，生产成本显著降低，生 产效率较高。 实例： ①阿巴斯甜——一种普遍使用的甜味剂，主要由天冬氨酸和苯丙 氨酸形成，这两种氨基酸可通过基因工程实现大规模生产。 ②加工转化糖浆需要的淀粉酶，加工烘烤食物需要的脂酶等也可 通过构建基因工程菌，结合发酵技术大量生产。 ③凝乳酶——奶酪-生产需要凝乳酶来凝聚固化奶中的蛋白质。
有的还能吞食转化汞、镉等重金属，分解DD21T等毒害物质。
1. 将大肠杆菌的质粒连接上人生长激素的基因后，重新导入大肠杆菌的细胞内，再通 过发酵工程就能大量生产人生长激素。下列相关叙述正确的是 ( ) C A. 转录生长激素基因需要解旋酶和DNA连接酶 B. 发酵产生的生长激素属于大肠杆菌的初生代谢物 C. 大肠杆菌获得的能产生人生长激素的变异可以遗传 D. 大肠杆菌质粒标记基因中腺瞟吟和尿囉曉的含量相等
《基因工程及其应用》教案设计
《基因工程及其应用》教案设计一、教学目标1. 了解基因工程的概念、原理及其应用范围。
2. 掌握基因工程的基本操作步骤和技术手段。
3. 能够分析基因工程在生物技术和农业生产中的重要性。
二、教学内容1. 基因工程概述：基因工程的定义、历史与发展。
2. 基因重组技术：基因重组的概念、工具酶及其作用。
3. 基因表达载体的构建：表达载体的组成、构建方法及选择。
4. 基因转移技术：转化、转染和感染等基因转移方法的比较。
5. 基因工程的应用：生物技术、农业、医学等领域的应用实例。
三、教学方法1. 讲授法：讲解基因工程的基本概念、原理和操作步骤。
2. 案例分析法：分析基因工程在实际应用中的具体案例。
3. 小组讨论法：分组讨论基因工程技术的优势和局限性。
4. 实验操作法：进行基因转移实验，加深对基因工程技术的理解。
四、教学资源1. 教材：《基因工程及其应用》相关章节。
2. 多媒体课件：基因工程的基本概念、原理和操作步骤。
3. 实验材料：基因转移实验所需的试剂和设备。
4. 网络资源：相关基因工程研究的学术论文和新闻报道。
五、教学评价1. 课堂问答：检查学生对基因工程基本概念的理解。
2. 小组讨论报告：评估学生在小组讨论中的表现和思考深度。
3. 实验报告：评价学生在实验操作中的技能和理解程度。
4. 课后作业：巩固学生对基因工程知识的掌握。
六、教学安排1. 第1-2课时：介绍基因工程的基本概念、原理及其应用范围。
2. 第3-4课时：讲解基因重组技术，包括工具酶的作用和应用。
3. 第5-6课时：学习基因表达载体的构建方法及其选择。
4. 第7-8课时：学习基因转移技术，比较转化、转染和感染等方法。
5. 第9-10课时：通过案例分析，了解基因工程在生物技术和农业生产中的应用。
6. 第11-12课时：进行基因转移实验，巩固理论知识。
7. 第13-14课时：讨论基因工程技术的优势和局限性。
8. 第15课时：进行课堂问答、小组讨论报告、实验报告和课后作业的点评。
高中生物必修2课时作业3：6.2基因工程及其应用
基因工程及其应用40分钟课时作业基础过关知识点一基因工程的原理1．DNA整合到细胞染色体中的过程，属于()A．基因突变B．基因重组C．基因分离D．染色体变异[答案] B[解析]基因是有遗传效应的DNA片段，染色体由DNA和蛋白质组成，DNA整合到细胞染色体上，实现了DNA上的基因与细胞染色体内DNA上基因的重组，因此属于基因重组。
2．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D．定向地改造生物的遗传性状[答案] D[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要定向改造生物的遗传性状。
3．在基因工程中，科学家常采用细菌、酵母菌等微生物作为受体细胞，原因是() A．结构简单，操作方便B．繁殖速度快C．遗传物质含量少D．性状稳定，变异少[答案] B[解析]基因工程的操作步骤之一是将目的基因导入受体细胞，以获得该目的基因的产物，因此在选择受体细胞时，考虑的一个重要条件是受体细胞的繁殖速度要快，以便得到大量的含目的基因的细胞及产生更多的基因产物。
4．要将目的基因与运载体连接起来，在基因操作上应选用()A．只需DNA连接酶B．同一种限制酶和DNA连接酶C．只需限制酶D．不同的限制酶与DNA连接酶[答案] B[解析]要将目的基因与运载体连接起来，应选用同一种限制酶切割目的基因和运载体，两者暴露出相同的黏性末端，用DNA连接酶连接时，碱基之间才会按碱基互补配对原则形成氢键，相邻两个脱氧核苷酸之间在DNA连接酶的作用下形成化学键。
5．据图所示，下列有关工具酶功能的叙述，不正确的是()A．限制酶可以切断a处B．DNA连接酶可以连接a处C．解旋酶可以使b处解开D．DNA连接酶可以连接b处[答案] D[解析]限制酶和DNA连接酶作用的部位是磷酸二酯键即a处，解旋酶作用的部位是氢键即b处。
人教版初二生物必修三生物技术中的基因工程应用解析
人教版初二生物必修三生物技术中的基因工程应用解析基因工程是一种重要的生物技术，通过对基因的操作和调控，可以实现对生物体遗传信息的修改和重组，从而达到预期的效果。
在人教版初二生物必修三中，我们学习了基因工程的应用，本文将对基因工程的应用进行解析。
I. 基因工程在农业上的应用1. 转基因作物的培育转基因作物是通过将外源基因导入到农作物的基因组中，使其具备特定的性状或抗性。
这种技术可以提高作物的产量、抗虫性、抗病性和耐逆性等，从而改善农作物的品质和增加农作物的产量。
2. 基因编辑技术的应用基因编辑技术如CRISPR/Cas9可以通过精确切割和修复基因组DNA，实现对植物基因组的编辑。
这种技术可以用于改良作物的性状，提高农作物的耐旱性、污染物处理能力等。
II. 基因工程在医学上的应用1. 基因治疗基因治疗是一种通过向患者体内导入正常的基因来修复异常基因的方法。
这种技术可以用于治疗一些遗传性疾病和某些癌症等，有望成为未来医学领域的重要突破。
2. 基因诊断技术的应用基因诊断是一种通过检测患者体内的基因或基因产物来判断患者是否患有某种疾病的技术。
这种技术可以实现对遗传性疾病或某些癌症的早期诊断和个体化治疗。
III. 基因工程在环保中的应用1. 生物修复技术生物修复技术是利用具有一定代谢能力的微生物或植物去除或转化环境中的有害物质，实现环境的修复和净化。
这种技术可以用于处理水体和土壤中的有机污染物、重金属等，对保护环境具有重要意义。
2. 基因工程在生物燃料开发中的应用基因工程技术可以通过改良微生物的代谢途径，提高微生物对植物纤维素的降解效率和产气能力，从而实现生物质能的高效转化和利用。
这种技术有助于减少对化石能源的依赖，减少温室气体的排放。
综上所述，基因工程在农业、医学和环境保护等领域有着广泛的应用。
通过对基因的调控和改良，我们可以实现对生物体的精确操作，从而达到预期的目的。
随着生物技术的不断发展和创新，基因工程的应用前景将更加广阔，为人类的生活和健康带来更多的益处。
人教版选修31.3基因工程的应用
耐寒、耐旱转基因水稻
a
8
基因
调节细胞渗透压的基因 抗旱、抗盐碱
鱼的抗冻蛋白基因
耐寒烟草，番茄
抗除草剂基因
抗除草剂大豆、玉米
我国科学家在实验田观察 转鱼抗冻蛋白基因的番茄
转基因抗除草剂玉米
9
4.利用转基因改良植物的品质
粮食 果蔬
问题
营养成分不平衡，如大豆、玉米
解决
①导入含必需AA多Pro的编码基因 ②改变AA合成过程中关键酶活性
问题
难保鲜
解决 控制番茄成熟的基因 （延迟番茄成熟）
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富含赖氨酸的转基因玉米
10 不会引起过敏的转基因大豆
含大量维生素的 转基因玉米
a
转基因紫色西 红柿
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转
基
转 基
因 蓝 玫
因
瑰
矮
牵
牛
观赏花卉
问题 颜色单调，变色困难
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解决12 花青素有关调节基因
转入荧光酶的转基因烟草苗
a
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二、动物基因工程前景广阔
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基因工程药物发酵设备
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基因工程药品 —— 胰岛素
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，一名糖尿病患者每年需用的胰岛 素需要从40头牛或50头猪的胰脏中才能提取 到。1978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，用2000ml 大 肠杆菌发酵液得到100kg胰岛素。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%。
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基因工程乙肝疫苗
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四、基因治疗曙光初照
人教版生物选修31.3基因工程的应用课件
五、基因工程与环境保护
⑴环境监测： 抗逆性基因:调节细胞渗透压的基因（提高作物抗盐碱、抗干旱）;鱼的抗冻蛋白基因;抗除草剂基因
1、植物基因工程硕果累累
基因工程做成的DNA探针能够十分灵敏 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%。
该女孩由于先天缺乏ADA基因，自身不能生产ADA，先天免疫功能不全，只能生活在无菌的隔离帐里。 3、基因工程药物异军突起
除乳房生物反应器外，还有膀胱生物反应器，相比之下，后者 具有的优点是_各__种_年__龄__阶__段__的_雌__雄__动__物__均_可__产__生__转__基_因__药__物__。_
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4.用转基因动物作器官移植的供体
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，或者除去抗原决定基 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。
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四、基因治疗曙光初照
1、基因治疗概念： 减少化学农药的使用,降低生产成本,减少环境污染,减低了对人体健康的损害。
利用转基因改良植物的品质
把正常的基因导入病人体内,使该基因的表达 (3)编码可以杀死癌变细胞的蛋白酶基因（自杀基因）
繁殖出具有抗病能力、高产仔率、高产奶率和高质量的皮毛等优良品质的转基因动物。 减少化学农药的使用,降低生产成本,减少环境污染,减低了对人体健康的损害。
导入基因的最常用方法是什么？ 把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，这是治疗遗传病的最有效方法。
把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，这是治疗遗传病的最有效方法。
显微注射法 22
基因治疗———事例
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基因工程及其应用题组一基因工程的原理1．下列关于基因工程的叙述，正确的是()A．限制性核酸内切酶和DNA连接酶的作用部位相同，都是氢键B．作为运载体的质粒，其核DNA分子上应有对重组DNA分子进行鉴定和选择的标记基因C．通过基因工程制备转基因植物，可以选叶肉细胞作为基因工程的受体细胞D．人体胰岛素基因通过基因工程技术转入大肠杆菌以后，传递和表达不再遵循中心法则答案 C解析限制性核酸内切酶和DNA连接酶的作用部位都是磷酸二酯键，A错误；基因工程中常用的运载体是质粒，质粒存在于细菌和酵母菌等生物细胞中，是一种独立于拟核或细胞核DNA之外可自主复制的很小的环状DNA分子，所以质粒不属于核基因，B错误；植物体细胞具有全能性，所以可以选择叶肉细胞作为基因工程的受体细胞，C正确；人的胰岛素基因在大肠杆菌体内表达时，遗传信息的传递和表达仍遵循中心法则，D错误。
2．(2019·湖南株洲二中高二上期中)下列关于基因工程工具的说法，正确的是()A．运载体的作用是切割外源基因B．一种限制酶能识别多种核苷酸序列C．DNA连接酶不具有专一性D．DNA连接酶连接的化学键是磷酸二酯键答案 D解析基因工程中常用的运载体包括质粒、噬菌体、动植物病毒等，可将外源基因导入各种细菌、真菌、动植物细胞等，A错误；一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，B错误；酶都具有专一性，C错误；DNA连接酶连接的化学键是磷酸二酯键，D正确。
3．下列过程中没有涉及碱基互补配对的是()A．提取目的基因B．目的基因与运载体结合C．将目的基因导入受体细胞D．目的基因的表达和检测答案 C解析提取目的基因需用限制酶切割，限制酶识别特定的核苷酸序列；目的基因和运载体结合时，黏性末端的连接需要碱基互补配对；目的基因表达的转录和翻译过程需要碱基互补配对；只有目的基因导入受体细胞不涉及碱基互补配对，故选C。
4．(2020·福建莆田六中高二检测)检查基因工程是否成功的步骤是()A．第一步：获取目的基因B．第二步：构建基因表达载体C．第三步：导入受体细胞D．第四步：目的基因检测与鉴定答案 D解析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，也是检查基因工程是否成功的一步。
5．下列育种方法中可定向地改造生物的遗传性状的是()A．多倍体育种B．单倍体育种C．诱变育种D．基因工程育种答案 D解析基因工程可按照人们的意愿，定向地改造生物的遗传性状，正确选项为D。
题组二基因工程的应用及其安全性6．现在转基因技术已经相当成熟了，美国已批准转基因三文鱼进入市场，旨在利用生物技术提升水产品产量。
下列关于转基因技术的说法正确的是()A．转基因技术的原理是DNA分子的杂交B．转基因技术的应用解决了人类史上很多难题，是有利无害的C．现在很多转基因食品包装都有警示标志，就是揭示潜在的安全性D．转基因食品比传统食品营养更丰富，因此在不久之后转基因食品会替代传统食品答案 C解析转基因技术的原理是基因重组，A错误；转基因技术的应用可能存在潜在安全性问题，B错误；现在很多转基因食品包装都有警示标志，就是揭示潜在安全性问题，C正确；很多转基因食品存在潜在的安全性问题，还不能替代传统食品，D错误。
7．(2019·济宁高一检测)下列各项不属于基因工程的应用的是()A．转基因抗虫棉的培育成功B．利用DNA探针检测饮用水中有无病毒C．利用工程菌生产胰岛素D．将甲植物的叶绿体移入乙植物，使光合效率提高答案 D解析将甲植物的叶绿体移入乙植物，转移的是细胞器而非基因，故不属于基因工程的范畴。
8．(2019·广东湛江一中期末)下列不属于利用基因工程技术制取药物的是()A．从大肠杆菌体内制取的白细胞介素B．在酵母菌体内获得的干扰素C．在青霉菌体内获取的青霉素D．在大肠杆菌体内获得的胰岛素答案 C解析基因工程是使外源基因在受体细胞中表达以生产目的产品的技术。
A、B、D三项所述均属于基因工程技术，而C项的青霉菌合成青霉素是其自身基因表达的结果，不属于基因工程技术。
9．下列有关基因工程技术的应用中，对人类不利的是()A．导入外源基因替换缺陷基因进行基因治疗B．创造“超级细菌”分解石油、DDTC．运用基因工程技术生产药物和疫苗D．重组DNA诱发受体细胞发生基因突变答案 D解析基因突变的特点是具有不定向性和多害少利性，重组DNA诱发受体细胞发生基因突变可能对人体不利，而A、B、C选项所述的内容，对人类的生产、生活是有利的。
10．为了防止转基因农作物的目的基因通过花粉转移到自然界中其他植物体内，科学家设法将目的基因整合到受体细胞的叶绿体基因组中，其原因是()A．叶绿体基因组不会进入到生殖细胞中B．植物杂交的后代不会出现一定的性状分离比C．转基因植物中的质基因与其他植物间不能通过花粉发生基因交流D．转基因叶绿体中的基因结构与其他植物体内基因结构不同答案 C11．某农业研究所将苏云金芽孢杆菌的抗虫基因(Bt)导入棉花细胞，筛选出Bt基因成功整合到染色体上的抗虫植株，假定Bt基因都能正常表达。
某些抗虫植株体细胞含两个Bt基因，这两个基因在染色体上的整合情况有下图所示的三种类型，黑点表示Bt基因的整合位点。
让这些含两个Bt基因抗虫的植株自交，正常情况下后代不可能出现含四个抗虫基因的个体是()A．甲B．乙C．丙D．甲、乙、丙答案 A解析甲的两个Bt基因位于一对同源染色体上，减数分裂时，同源染色体分离，每一个生殖细胞中只有一个Bt基因，所以正常情况下后代不可能出现含四个抗虫基因的个体。
乙、丙均可能产生含两个Bt基因的生殖细胞，所以有可能出现含四个抗虫基因的个体。
12．草甘膦是一种可以杀灭多种植物(包括农作物)的除草剂。
草甘膦杀死植物的原理在于能够破坏植物叶绿体或质体中的EPSPS合成酶。
通过转基因的方法，让农作物产生更多的EPSPS酶，就能抵抗草甘膦，从而让农作物不被草甘膦杀死。
下列有关抗草甘膦转基因大豆的培育的分析中，正确的是()A．可通过喷洒草甘膦来检验转基因大豆是否培育成功B．只能以大豆受精卵细胞作为基因工程的受体细胞C．在转基因操作过程中一定要用同一种限制性核酸内切酶D．只要EPSPS合成酶基因进入大豆细胞，大豆就会表现出抗草甘膦性状答案 A解析从个体水平上鉴定转基因大豆是否培育成功时，可通过喷洒草甘膦后观察转基因大豆的存活情况来检测，A正确；也可以用大豆的体细胞作为基因工程的受体细胞，再采用植物组织培养技术将受体细胞培育成转基因植株，B错误；在转基因操作过程中往往用同一种限制性核酸内切酶切割目的基因和运载体，但也可以用不同的限制性核酸内切酶同时切割目的基因和运载体，C错误；只有EPSPS合成酶基因进入大豆细胞并在大豆细胞中成功表达，大豆才会表现出抗草甘膦性状，D错误。
13．(2019·湖北夷陵中学高二上月考)科学家将鼠体内的能够产生胰岛素的基因与大肠杆菌的DNA分子重组，并且在大肠杆菌中发现了胰岛素。
如图所示，请据图回答：(1)图中[2][3][5][7]表示从供体细胞的DNA中直接分离基因获得________________________的过程。
(2)图中[3]代表________，在它的作用下将质粒和目的基因切出________________________末端。
(3)经[9]________________的作用将[6][7]“缝合”形成[8]________________。
[8]往往含有______________基因，以便将来检测。
(4)图中[10]表示将____________________的过程。
答案(1)目的基因(2)限制酶可互补配对的黏性(3)DNA连接酶重组DNA分子标记(4)重组DNA分子导入受体细胞解析(1)通过[2]、[3]、[5]得到[7]，[7]是目的基因，该法属于直接从供体细胞的DNA中分离目的基因。
(2)[3]代表限制酶，作用是将目的基因和运载体切出相同的黏性末端。
(3)[9]是DNA连接酶，作用是将目的基因和运载体连接起来形成重组DNA分子。
为便于检测，运载体应含有特殊标记基因。
(4)[10]表示将重组DNA分子导入受体细胞的过程。
14．(2019·山东济宁模拟)通过DNA重组技术使原有基因得以改造而得到的动物称为转基因动物。
运用这一技术可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，在该过程中所用的基因“剪刀”能识别的序列和切点是—G↓GA TCC—，请据图回答下列问题：(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”到羊体细胞染色体中时需要的酶是______________。
(2)人体蛋白质基因之所以能“插入”到羊的染色体内，原因是_____________________(答出一项即可)。
(3)将人体蛋白质基因导入羊体内并成功表达，使羊产生新的性状。
这种变异属于____________，这里“成功表达”的含义是_________________________________________。
答案(1)限制酶DNA连接酶(2)人和羊DNA分子的空间结构、化学组成相同；有互补的碱基序列(3)基因重组人体蛋白质基因在羊体细胞内控制合成人体蛋白质解析(1)基因工程的基本操作中用到的工具酶有限制酶、DNA连接酶。
(2)不同生物的DNA 分子的化学组成和空间结构基本相同，即都具有相同的物质基础和结构基础。
(3)人体蛋白质基因导入羊体内并成功表达，使羊产生新的性状，这是将一种基因导入另一种生物，变异类型属于基因重组，目的基因成功表达的含义是人体蛋白质基因在羊体细胞内通过转录、翻译两个过程控制合成人体蛋白质。
15．干扰素是一种糖蛋白，过去从人的血液中的白细胞中提取，产量很低。
我国的科研人员侯云德院士等一批人，成功运用基因工程技术提高了其产量，如图为其原理过程图。
请据图回答下面的问题：(1)图中①过程叫做______________。
(2)图中③物质的化学本质是______________，它之所以能作为运载体，必须具备的特点是________________________________________(写出任两点)。
(3)切割②和③过程所需的酶一般是相同的，其原因是________________________________。
(4)该过程中，供体细胞是______________，受体细胞是______(填字母)，重组DNA分子是______(填序号)。
(5)大肠杆菌等微生物是基因工程最常用的实验材料，这是因为_______________________。
答案(1)提取目的基因(2)双链环状DNA分子(或DNA分子)具有一个至多个限制酶切割位点，在细胞中能够自主复制，有特殊的标记基因等(3)为了产生相同的黏性末端(4)人的体细胞b④(5)大肠杆菌结构简单、繁殖快，遗传物质少(任写两点即可)解析图中①②为目的基因的提取过程，采用的方法为酶切法；图中③为从大肠杆菌中提取的质粒；④表示重组DNA分子；切割②和③过程所需的酶叫限制酶，所用的酶相同，产生的黏性末端也相同，便于构建重组DNA分子。