2016-2017版高中生物 3.2.4-5 轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因食品 人類基因組計(jì)劃學(xué)案 中圖版必修2

第四節(jié) 轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因食品 第五節(jié) 人類基因組計(jì)劃目標(biāo)導(dǎo)航1.結(jié)合教材圖文，掌握基因工程的基本原理和基本步驟。2.結(jié)合具體實(shí)例，說(shuō)出基因工程的應(yīng)用及其安全性。3.閱讀教材，簡(jiǎn)述基因組的概念和人類基因組計(jì)劃。一、重組DNA技術(shù)(轉(zhuǎn)基因技術(shù))1.概念重組DNA技術(shù)又稱為轉(zhuǎn)基因技術(shù)，是指利用分子生物學(xué)和基因工程的手段，將某種生物的基因轉(zhuǎn)移到其他生物物種中，使其出現(xiàn)原物種不具有的新性狀的技術(shù)。2.操作步驟(1)獲取目的基因(2)體外重組DNA分子(3)重組DNA分子導(dǎo)入受體細(xì)胞(4)篩選與鑒定：在全部的受體細(xì)胞中，真正導(dǎo)入目的基因的受體細(xì)胞是很少的，因此必須通過(guò)一定的手段篩選和鑒定出能夠表達(dá)所需遺傳性狀或所需產(chǎn)物的受體細(xì)胞。3.意義重組DNA技術(shù)人為實(shí)現(xiàn)了種間遺傳物質(zhì)的轉(zhuǎn)移，目的基因隨細(xì)胞的分裂而增殖，并在體內(nèi)得以表達(dá)，還能將獲得的新性狀穩(wěn)定地遺傳給后代。二、轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因食品1.轉(zhuǎn)基因生物(1)概念：由于目的基因的導(dǎo)入，引起原有遺傳物質(zhì)組成改變的生物稱為轉(zhuǎn)基因生物。(2)類型：轉(zhuǎn)基因生物包括轉(zhuǎn)基因植物、轉(zhuǎn)基因動(dòng)物和轉(zhuǎn)基因微生物。(3)應(yīng)用：轉(zhuǎn)基因生物在農(nóng)業(yè)、工業(yè)、醫(yī)藥等領(lǐng)域都有很廣泛的應(yīng)用。例如，轉(zhuǎn)基因生物可以有效地提高農(nóng)作物的產(chǎn)量，為人們提供質(zhì)量更高、營(yíng)養(yǎng)成分搭配更合理的膳食等。(4)安全性：轉(zhuǎn)基因生物可能對(duì)生物多樣性、生態(tài)環(huán)境和人類健康構(gòu)成威脅。2.轉(zhuǎn)基因食品(1)概念：用轉(zhuǎn)基因生物生產(chǎn)或制造的食品、食品原料以及食品添加劑等，都可以稱為轉(zhuǎn)基因食品。(2)優(yōu)點(diǎn)：可以提高食品營(yíng)養(yǎng)價(jià)值、改善食品風(fēng)味、去除食品不良特性、延長(zhǎng)食品貯存期限等。(3)安全性：對(duì)于轉(zhuǎn)基因食品安全性的評(píng)價(jià)主要集中在環(huán)境安全性和食用安全性兩個(gè)方面。公眾有權(quán)利了解轉(zhuǎn)基因食品和對(duì)轉(zhuǎn)基因食品進(jìn)行選擇。三、基因組和人類基因組1.基因組的概念和類型(1)概念：基因組是指一個(gè)單倍體細(xì)胞核中、一個(gè)細(xì)胞器(如線粒體、葉綠體)中或一個(gè)病毒中所包含的全部DNA(或RNA)分子的總稱。(2)類型：基因組可分為核基因組、線粒體基因組、葉綠體基因組、病毒基因組等。通常所說(shuō)的基因組是指核基因組。2.人類核基因組的概念、結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)(1)概念：人類基因組是指單倍體細(xì)胞中整套染色體，即22條常染色體、一條X染色體和一條Y染色體上所具有的全部DNA分子。(2)結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)人類基因組的DNA序列可分為編碼序列和非編碼序列，其中非編碼序列遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于編碼序列，能夠編碼蛋白質(zhì)的序列僅占3%。四、人類基因組計(jì)劃概述1.人類基因組計(jì)劃的目標(biāo)(1)最初目標(biāo)：測(cè)定人類基因組DNA分子的核苷酸排列次序，繪制成精細(xì)的DNA序列圖，定位約10萬(wàn)個(gè)基因，并對(duì)其他生物進(jìn)行類似研究。(2)終極目標(biāo)：闡明人類基因組全部DNA序列，識(shí)別基因，建立儲(chǔ)存這些信息的數(shù)據(jù)庫(kù)，開(kāi)發(fā)數(shù)據(jù)分析工具以及研究人類基因組計(jì)劃實(shí)施所帶來(lái)的倫理、法律和社會(huì)問(wèn)題。2.人類基因組計(jì)劃成果(1)完成了人類基因組的測(cè)序任務(wù)，繪制完成了全基因組的DNA序列圖譜。(2)人類核基因組的DNA總長(zhǎng)度約為31.647億個(gè)堿基對(duì)，大約有33.5萬(wàn)個(gè)基因。3.后基因組的概念后基因組就是在基因組的基礎(chǔ)上，研究所有基因的表達(dá)、調(diào)控與功能，闡明執(zhí)行生命活動(dòng)的全部蛋白質(zhì)的表達(dá)規(guī)律和生物功能。4.人類基因組計(jì)劃的意義(1)人類基因組計(jì)劃的實(shí)施，對(duì)于人類疾病的預(yù)防、診斷及治療方式都會(huì)有全新的改變。(2)極大地促進(jìn)生命科學(xué)領(lǐng)域一系列基礎(chǔ)研究的發(fā)展，如有利于闡明細(xì)胞的生長(zhǎng)、發(fā)育和分化的分子機(jī)制，理解人類的進(jìn)化等。(3)促進(jìn)了生命科學(xué)與其他學(xué)科的整合，產(chǎn)生了一些新興學(xué)科，如生物信息學(xué)。(4)還具有經(jīng)濟(jì)技術(shù)價(jià)值，如人類基因組研究將會(huì)給食品制造、醫(yī)藥等產(chǎn)業(yè)帶來(lái)一場(chǎng)生物革命。判斷正誤：(1)轉(zhuǎn)基因技術(shù)的生物學(xué)原理是基因重組。()(2)通過(guò)轉(zhuǎn)基因技術(shù)能夠定向改造生物的遺傳性狀。()(3)轉(zhuǎn)基因技術(shù)屬于分子水平的操作。()(4)轉(zhuǎn)基因生物可能會(huì)破壞生態(tài)平衡。()(5)對(duì)待轉(zhuǎn)基因技術(shù)應(yīng)該趨利避害，不能因噎廢食。()(6)人類基因組計(jì)劃需要測(cè)定人類基因組的全部基因序列。()(7)人類基因組計(jì)劃是人類從細(xì)胞水平研究自身遺傳物質(zhì)的系統(tǒng)工程。()答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)×(7)×一、重組DNA技術(shù)(轉(zhuǎn)基因技術(shù))1.基因工程操作的基本步驟圖解2.基因工程操作的工具限制性內(nèi)切酶DNA連接酶載體來(lái)源原核生物原核生物質(zhì)?；虿《綝NA作用及結(jié)果切割目的基因和載體形成黏性末端連接目的基因和載體形成重組DNA分子將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞特點(diǎn)識(shí)別特定堿基序列，并在特定切點(diǎn)上切割只能將DNA片段進(jìn)行連接在宿主細(xì)胞內(nèi)保存并復(fù)制，帶有標(biāo)記基因，便于篩選3.注意的相關(guān)問(wèn)題(1)目的基因必須與載體結(jié)合后才能導(dǎo)入受體細(xì)胞，才能穩(wěn)定的保存，并進(jìn)行復(fù)制和表達(dá)，目的基因不能單獨(dú)進(jìn)入受體細(xì)胞。(2)受體細(xì)胞的選擇培育轉(zhuǎn)基因動(dòng)物，受體細(xì)胞一般選用受精卵。培育轉(zhuǎn)基因植物，受體細(xì)胞可選用受精卵或體細(xì)胞。受體細(xì)胞常用微生物的原因是微生物繁殖快、代謝快、目的基因產(chǎn)物多。(3)目的基因的檢測(cè)是利用質(zhì)粒上的標(biāo)記基因，如大腸桿菌質(zhì)粒上含抗青霉素基因。把受體細(xì)胞放入帶有青霉素的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，若有抗性，說(shuō)明導(dǎo)入成功；若無(wú)抗性，說(shuō)明導(dǎo)入失敗。(4)重組DNA分子進(jìn)入受體細(xì)胞后，受體細(xì)胞必須表現(xiàn)出特定的性狀，才能說(shuō)明目的基因完成了表達(dá)過(guò)程。例如檢驗(yàn)抗蟲(chóng)棉的抗蟲(chóng)性，可讓棉鈴蟲(chóng)食用棉花的葉片，食用后棉鈴蟲(chóng)中毒死亡，則說(shuō)明抗蟲(chóng)基因在棉株中得到了表達(dá)。4.基因工程成功的基礎(chǔ)1.下圖表示一段DNA序列，請(qǐng)確定限制性內(nèi)切酶和DNA連接酶的作用部位。答案限制性內(nèi)切酶和DNA連接酶都作用于b部位。2.若用DNA連接酶將目的基因與載體兩兩結(jié)合時(shí)，可能有哪些產(chǎn)物？答案產(chǎn)物可能有三種：目的基因目的基因、目的基因載體、載體載體。3.轉(zhuǎn)基因食品在環(huán)境安全和食用安全上的評(píng)價(jià)主要表現(xiàn)在哪些方面？答案前者集中體現(xiàn)在應(yīng)用的轉(zhuǎn)基因生物的安全性。后者體現(xiàn)在轉(zhuǎn)基因食品經(jīng)過(guò)代謝后是否會(huì)產(chǎn)生一些有毒物質(zhì)，從而危害人體和動(dòng)物的健康，以及轉(zhuǎn)基因食品是否會(huì)對(duì)人體腸道中的微生物產(chǎn)生影響。4.轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉有性繁殖產(chǎn)生的后代都具有抗蟲(chóng)特性嗎？為什么？ 答案不一定，因?yàn)樾誀罘蛛x或變異的原因，抗蟲(chóng)棉的子代可能會(huì)失去抗蟲(chóng)特性。5.DNA連接酶、DNA聚合酶和DNA酶有何不同？答案DNA連接酶是連接DNA的片段；DNA聚合酶是DNA分子復(fù)制時(shí)，按模板鏈的要求，將脫氧核苷酸逐個(gè)連接起來(lái)，形成DNA的子鏈；DNA酶的作用是水解DNA。 1.下圖表示一項(xiàng)重要生物技術(shù)的關(guān)鍵步驟，字母X代表獲得外源基因并能夠表達(dá)的細(xì)胞。下列有關(guān)說(shuō)法不正確的是()A.能合成胰島素的細(xì)菌細(xì)胞B.質(zhì)粒具有多個(gè)標(biāo)記基因和多個(gè)限制性內(nèi)切酶切點(diǎn)C.基因與載體的重組只需要DNA連接酶D.該細(xì)菌的性狀被定向改造問(wèn)題導(dǎo)析(1)審圖，明確此題主要涉及基因工程第二步：目的基因與載體的結(jié)合。(2)在此過(guò)程中目的基因?yàn)槿祟惖囊葝u素基因，所需工具為限制性內(nèi)切酶和DNA連接酶。(3)作為載體的質(zhì)粒必須具備多個(gè)標(biāo)記基因和多個(gè)限制性內(nèi)切酶切點(diǎn)且能自我復(fù)制。答案C一題多變(1)圖中遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則的步驟有_。(2)從分子水平分析不同種生物之間的基因移植能夠成功的主要原因是_，也說(shuō)明了不同生物共用一套_。答案(1)目的基因與載體的結(jié)合(細(xì)胞分裂)(2)不同生物的DNA分子化學(xué)組成和基本結(jié)構(gòu)是相同的密碼子二、轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因食品1.基因工程的應(yīng)用(1)基因工程與作物育種：農(nóng)業(yè)上獲得高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、具有優(yōu)良品質(zhì)的農(nóng)作物，畜牧業(yè)上獲得人們所需要的、具有優(yōu)良品質(zhì)的轉(zhuǎn)基因動(dòng)物。(2)基因工程與藥物研制：能高效地生產(chǎn)出各種高質(zhì)量、低成本藥品。2.轉(zhuǎn)基因生物可能帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)(1)轉(zhuǎn)基因作物與其野生親緣種間的雜交，把具抗性的基因轉(zhuǎn)到野生親緣種，可能使野生親緣種成為具抗性的雜草，或者由于轉(zhuǎn)移基因在野生種群中的固定導(dǎo)致野生等位基因的丟失，最終造成遺傳多樣性的降低。(2)轉(zhuǎn)基因生物中的抗病毒基因可能與其他病毒發(fā)生重組，產(chǎn)生超級(jí)病毒，給生物界帶來(lái)巨大的災(zāi)難。(3)轉(zhuǎn)基因植物及其產(chǎn)物進(jìn)入土壤后，可能會(huì)與土壤微生物發(fā)生相互作用，影響一些微生物的活動(dòng)過(guò)程，從而對(duì)地球化學(xué)循環(huán)產(chǎn)生重要影響。1.你所知道的我國(guó)轉(zhuǎn)基因成果都有哪些？答案中國(guó)科學(xué)家培育的轉(zhuǎn)基因豬、牛、雞、鯉魚(yú)等，還有大批具有抗蟲(chóng)、抗病、抗除草劑、抗逆等全新性狀的農(nóng)作物。2.轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)玉米在環(huán)境保護(hù)上的重要作用是什么？此種轉(zhuǎn)基因玉米獨(dú)立種植若干代后是否會(huì)出現(xiàn)不抗蟲(chóng)的植株，為什么？答案減少了農(nóng)藥使用對(duì)環(huán)境造成的污染；轉(zhuǎn)基因生物獨(dú)立種植若干代，也會(huì)出現(xiàn)不抗蟲(chóng)的植株，因?yàn)橛衩酌?玉米植株上的一種害蟲(chóng))可能會(huì)發(fā)生基因突變，基因突變是不定向的，突變后的玉米螟可能對(duì)蘇云金芽孢桿菌殺蟲(chóng)晶體蛋白不敏感。2.轉(zhuǎn)基因成果令人嘆為觀止，下列不是轉(zhuǎn)基因成果的一項(xiàng)是()A.抗蟲(chóng)棉花B.能清除石油污染的假單胞桿菌C.我國(guó)奶牛的主要品種中國(guó)荷斯坦牛D.抗除草劑玉米問(wèn)題導(dǎo)析(1)轉(zhuǎn)基因生物是指運(yùn)用重組DNA技術(shù)，即通過(guò)獲取目的基因、體外重組DNA分子、重組DNA分子導(dǎo)入受體細(xì)胞、篩選與鑒定等步驟獲得轉(zhuǎn)基因生物。(2)包括轉(zhuǎn)基因植物、轉(zhuǎn)基因動(dòng)物和轉(zhuǎn)基因微生物?？瓜x(chóng)棉花、能清除石油污染的假單胞桿菌、抗除草劑玉米都屬于轉(zhuǎn)基因成果。(3)我國(guó)奶牛的主要品種中國(guó)荷斯坦牛，是雜交育種技術(shù)的結(jié)果。答案C一題多變轉(zhuǎn)基因成果令人嘆為觀止，但是帶來(lái)的安全性問(wèn)題也不能忽視。下列選項(xiàng)中是轉(zhuǎn)基因生物引起的食物安全問(wèn)題的證據(jù)是()A.世界上數(shù)以億計(jì)的人口食用轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物B.轉(zhuǎn)基因生物合成的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)與天然品種沒(méi)有差別C.轉(zhuǎn)基因生物合成的某些蛋白質(zhì)可能對(duì)某些人造成過(guò)敏反應(yīng)D.轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品經(jīng)過(guò)了多環(huán)節(jié)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)陌踩栽u(píng)價(jià)答案C三、基因組和人類基因組計(jì)劃概述1.基因組和染色體組的區(qū)別基因組染色體組概念區(qū)別基因組是指一個(gè)單倍體細(xì)胞核中，一個(gè)細(xì)胞器中或一個(gè)病毒中所包含的全部DNA分子指一組形態(tài)、大小各不相同都攜帶著本物種生長(zhǎng)、發(fā)育、繁殖的全套基因的染色體。對(duì)于二倍體生物，是指一個(gè)配子中的全部染色體人類22XY22X或22Y2.人類基因組研究的兩項(xiàng)主要任務(wù)(1)進(jìn)行24條染色體(22條常染色體和2條性染色體)的遺傳、物理圖譜構(gòu)建及脫氧核苷酸順序的分析。(2)致力于基因識(shí)別及功能的研究。其具體內(nèi)容包括：對(duì)人類基因組進(jìn)行標(biāo)記和劃分；對(duì)基因組DNA進(jìn)行切割和克隆，并利用已知的標(biāo)記將這些克隆有序排列；測(cè)定人類基因組的全部DNA序列，測(cè)序結(jié)果表明人類核基因組大約有31.6億個(gè)堿基對(duì)。基因約為3.03.5萬(wàn)個(gè)。1.如何確定二倍體生物的基因組？答案對(duì)于二倍體生物來(lái)說(shuō)，沒(méi)有性別決定的生物，如水稻，其基因組就是一個(gè)染色體組的所有染色體；而對(duì)于具備性別決定的生物來(lái)說(shuō)，其基因組為一個(gè)染色體組加另一條性染色體。2.果蠅體細(xì)胞中含有8條染色體，其性別決定是XY型；水稻是雌雄同體的重要糧食作物，二倍體水稻體細(xì)胞有24條染色體。分析上述材料，思考下列問(wèn)題：(1)果蠅的基因組中有多少條染色體？其染色體組中有幾條染色體？答案基因組中有5條；染色體組中有4條。(2)水稻的基因組中有幾條染色體？與其染色體組有什么關(guān)系？答案12條。水稻細(xì)胞中無(wú)性染色體，故基因組中染色體數(shù)與染色體組中的染色體數(shù)一樣，均為體細(xì)胞染色體數(shù)的一半。3.一個(gè)基因組的全部染色體其形態(tài)和功能是()A.相同的B.各不相同的C.有的相同，有的不同D.除X、Y染色體外，其余均相同問(wèn)題導(dǎo)析一個(gè)基因組中全部染色體的形態(tài)、功能、大小是不相同的。答案B一題多變下列關(guān)于人類基因組計(jì)劃的敘述，不正確的是()A.人類基因組計(jì)劃的目的是測(cè)定人類基因組的全部DNA序列B.2003年，人類基因組的測(cè)序任務(wù)已圓滿完成C.HGP表明基因之間確實(shí)存在人種的差異D.HGP表明人的體細(xì)胞中約有基因3.03.5萬(wàn)個(gè)答案D1.下列正確表示基因工程操作“四部曲”的是()A.獲取目的基因體外重組DNA分子重組DNA分子導(dǎo)入受體細(xì)胞篩選和鑒定B.篩選和鑒定獲取目的基因重組DNA分子導(dǎo)入受體細(xì)胞體外重組DNA分子C.獲取目的基因重組DNA分子導(dǎo)入受體細(xì)胞體外重組DNA分子篩選和鑒定D.重組DNA分子導(dǎo)入受體細(xì)胞獲取目的基因體外重組DNA分子篩選和鑒定答案A解析基因工程操作的四步過(guò)程要按順序記牢。2.下列關(guān)于重組DNA技術(shù)工具的敘述中，正確的是()A.質(zhì)粒是廣泛存在于細(xì)菌細(xì)胞中的一種顆粒狀細(xì)胞器B.質(zhì)粒是細(xì)菌細(xì)胞質(zhì)中能自主復(fù)制的小型環(huán)狀DNA分子C.限制性內(nèi)切酶能夠識(shí)別特定的堿基序列并能破壞氫鍵D.DNA連接酶的作用是催化DNA雙鏈間堿基對(duì)的形成答案B解析質(zhì)粒是細(xì)菌細(xì)胞質(zhì)內(nèi)的一個(gè)小型環(huán)狀DNA分子，但它不是細(xì)胞器。質(zhì)粒是一種重要的載體，通常利用質(zhì)粒與目的基因結(jié)合形成重組質(zhì)粒，而后導(dǎo)入受體細(xì)胞。限制性內(nèi)切酶能識(shí)別、切割雙鏈DNA中特定的堿基序列，但不能破壞氫鍵。DNA連接酶的作用是通過(guò)催化形成磷酸二酯鍵，“縫合”兩條DNA末端之間的縫隙。3.我國(guó)科學(xué)家運(yùn)用基因工程技術(shù)，將蘇云金芽孢桿菌的抗蟲(chóng)基因?qū)朊藁?xì)胞并成功表達(dá)，培育出了抗蟲(chóng)棉。下列敘述不正確的是()A.基因非編碼區(qū)對(duì)于抗蟲(chóng)基因在棉花細(xì)胞中的表達(dá)不可缺少B.重組DNA分子中增加一個(gè)堿基對(duì)，不一定導(dǎo)致毒蛋白的毒性喪失C.抗蟲(chóng)棉的抗蟲(chóng)基因可通過(guò)花粉傳遞至近緣作物，從而造成基因污染D.轉(zhuǎn)基因棉花是否具有抗蟲(chóng)特性是通過(guò)檢測(cè)棉花對(duì)抗生素的抗性來(lái)確定的答案D解析轉(zhuǎn)基因棉花是否具有抗蟲(chóng)特性是通過(guò)讓棉鈴蟲(chóng)食用棉花的葉片來(lái)檢測(cè)的。檢測(cè)棉花對(duì)抗生素的抗性是用來(lái)確定目的基因是否進(jìn)入了受體細(xì)胞。4.人類的染色體組和人類的基因組的研究對(duì)象各包括哪些染色體()46條染色體22條常染色體X染色體或22條常 染色體Y染色體22條常染色體XY染色體44條常染色體XY染色體A. B.C. D.答案B解析人體細(xì)胞內(nèi)共有46條染色體，減數(shù)分裂時(shí)，同源染色體分離，配子中含有23條染色體，即122號(hào)常染色體和X或Y染色體；而測(cè)定人類基因組時(shí)，需要測(cè)定122號(hào)常染色體和X、Y兩條性染色體，不能只測(cè)定23條染色體的原因是：X、Y染色體分別具有不同的基因和堿基序列。5.日本某大學(xué)谷明教授等把菠菜的基因植入豬的受精卵中，成功培育出不飽和脂肪酸含量高的豬。在對(duì)這種豬的脂肪酸組織進(jìn)行分析后發(fā)現(xiàn)，它的體內(nèi)的不飽和脂肪酸要比一般的豬高約20%。植入豬的受精卵里的菠菜基因可控制合成菠菜根部的一種酶FAD2，這種酶能夠?qū)柡椭舅徂D(zhuǎn)換成不飽和脂肪酸。請(qǐng)根據(jù)以上材料回答問(wèn)題。(1)高度不飽和脂肪酸豬的誕生，運(yùn)用了_技術(shù)手段。(2)具有菠菜基因的豬體內(nèi)不飽和脂肪酸要比一般的豬高約20%，說(shuō)明_。(3)植物和動(dòng)物間基因移植成功，說(shuō)明生物間合成蛋白質(zhì)的方式_，并共用一套_。(4)豬的DNA分子被“嫁接”上菠菜基因，并不影響豬體內(nèi)其他基因的表達(dá)，說(shuō)明_。(5)把菠菜的基因植入豬的受精卵內(nèi)，培育出高度不飽和脂肪酸豬新品種，操作過(guò)程一般要經(jīng)過(guò)的四個(gè)步驟是_、_、_和_。答案(1)重組DNA(或轉(zhuǎn)基因)(2)菠菜基因已在豬細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行了復(fù)制和表達(dá)(3)相同密碼子(4)基因是遺傳物質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能的基本單位，具有相對(duì)獨(dú)立性(5)獲取目的基因體外重組DNA分子重組DNA分子導(dǎo)入受體細(xì)胞篩選和鑒定基礎(chǔ)鞏固1.基因工程中常用的載體是()A.質(zhì)體 B.染色體C.質(zhì)粒 D.線粒體答案C解析根據(jù)作為載體必須具備的三個(gè)條件，基因工程中經(jīng)常用的載體有細(xì)菌的質(zhì)?；虿《綝NA等。2.采用基因工程的方法培育抗蟲(chóng)棉，下列導(dǎo)入目的基因的做法正確的是()將毒素蛋白注射到棉受精卵中將編碼毒素蛋白的DNA序列，注射到棉的受精卵中將編碼毒素蛋白的DNA序列與質(zhì)粒重組，導(dǎo)入細(xì)菌，用該細(xì)菌感染棉的體細(xì)胞，再進(jìn)行組織培養(yǎng)將編碼毒素蛋白的DNA序列與細(xì)菌質(zhì)粒重組，注射到棉的子房并進(jìn)入受精卵A. B. C. D.答案C解析用基因工程方法培育抗蟲(chóng)棉，導(dǎo)入能夠編碼毒素蛋白的DNA序列。將編碼毒素蛋白的目的基因通過(guò)與質(zhì)粒重組并通過(guò)質(zhì)粒運(yùn)載進(jìn)入棉花細(xì)胞，并在棉花細(xì)胞中表達(dá)，達(dá)到培育抗蟲(chóng)棉的目的。3.下列實(shí)踐活動(dòng)包含重組DNA技術(shù)的是 ()A.水稻F1花藥經(jīng)培養(yǎng)和染色體加倍，獲得基因型純合新品種B.抗蟲(chóng)小麥與矮稈小麥雜交，通過(guò)基因重組獲得抗蟲(chóng)矮稈小麥C.將含抗病基因的重組DNA導(dǎo)入玉米細(xì)胞，經(jīng)組織培養(yǎng)獲得抗病植株D.用射線照射大豆使其基因結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，獲得種子性狀發(fā)生變異的大豆答案C解析A項(xiàng)為單倍體育種，原理是染色體變異；B項(xiàng)為雜交育種，原理為基因重組；C項(xiàng)為轉(zhuǎn)基因技術(shù)育種，需要利用重組DNA技術(shù)將重組DNA分子導(dǎo)入受體細(xì)胞，原理為基因重組；D項(xiàng)為誘變育種，原理為基因突變。4.重組DNA技術(shù)在農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥等領(lǐng)域中得到廣泛的應(yīng)用，下列關(guān)于基因工程成果的敘述中，錯(cuò)誤的是()A.在農(nóng)業(yè)上主要是培育高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、品質(zhì)優(yōu)良和具有抗逆性農(nóng)作物B.在醫(yī)藥衛(wèi)生方面，主要用于基因診斷、基因治療C.在畜牧養(yǎng)殖業(yè)方面培育了體型巨大，品質(zhì)優(yōu)良的動(dòng)物D.在環(huán)境保護(hù)方面主要用于環(huán)境監(jiān)測(cè)和對(duì)環(huán)境的凈化答案B解析基因工程的應(yīng)用在醫(yī)藥衛(wèi)生方面主要用于藥物的研制生產(chǎn)，并非疾病的診斷和治療。5.現(xiàn)有小麥種質(zhì)資源包括：高產(chǎn)、感??；低產(chǎn)、抗??；高產(chǎn)、晚熟等品種。為滿足不同地區(qū)及不同環(huán)境條件下的栽培需求，育種專家要培育3類品種：a.高產(chǎn)、抗??；b.高產(chǎn)、早熟；c.高產(chǎn)、抗旱。下述育種方法可行的是()A.利用、品種間雜交篩選獲得aB.對(duì)品種進(jìn)行染色體加倍處理篩選獲得bC.a、b和c的培育均不可采用誘變育種方法D.用轉(zhuǎn)基因技術(shù)將外源抗旱基因?qū)胫蝎@得c答案D解析利用、品種間雜交后篩選可獲得a，A錯(cuò)誤；染色體加倍并不改變?cè)械幕?，只有通過(guò)誘變育種，可由選育出b，B錯(cuò)誤；誘變育種和轉(zhuǎn)基因技術(shù)均可獲得原品種不具有的新性狀，C錯(cuò)誤、D正確。6.下列關(guān)于人類基因組計(jì)劃的敘述，合理的是()A.該計(jì)劃的實(shí)驗(yàn)將有助于人類對(duì)自身疾病的診治和預(yù)防B.該計(jì)劃是人類從細(xì)胞水平研究自身遺傳物質(zhì)的系統(tǒng)工程C.該計(jì)劃的目的是測(cè)定人類一個(gè)染色體組中全部DNA序列D.該計(jì)劃的實(shí)施不可能產(chǎn)生種族歧視、侵犯?jìng)€(gè)人隱私等負(fù)面影響答案A解析人類很多疾病與遺傳有關(guān)；人類基因組計(jì)劃是在分子水平上的研究；人類基因組計(jì)劃是測(cè)定人類基因組(22條常染色體和X、Y染色體)的全部DNA序列，解讀其中包含的遺傳信息；該計(jì)劃也可能帶來(lái)一定的負(fù)面影響。7.科學(xué)家已拉開(kāi)后基因組時(shí)代的序幕，后基因組時(shí)代主要研究()A.基因的表達(dá)、調(diào)控和功能B.DNA復(fù)制C.轉(zhuǎn)錄和翻譯D.基因突變的原理答案A解析人類基因組計(jì)劃主要研究DNA中堿基對(duì)的排列順序，后基因組時(shí)代又稱蛋白質(zhì)組時(shí)代，主要研究基因的表達(dá)、調(diào)控和功能。鞏固提升 8.英國(guó)前首相布萊爾發(fā)表了一篇文章，文中說(shuō)：“毫無(wú)疑問(wèn)，轉(zhuǎn)基因作物對(duì)人類健康和環(huán)境有可能帶來(lái)危害，保護(hù)公眾和環(huán)境的安全，現(xiàn)在是，將來(lái)也是政府的首要任務(wù)。但與此同時(shí) ，這種新的科技成果將給人類帶來(lái)更多的利益，這也是毋庸置疑的。”就以上材料你認(rèn)為下列說(shuō)法不正確的是()A.轉(zhuǎn)基因技術(shù)應(yīng)用的基本原理是基因重組，轉(zhuǎn)基因作物是轉(zhuǎn)基因技術(shù)的一種產(chǎn)物B.如果轉(zhuǎn)基因作物產(chǎn)生了對(duì)人類健康及環(huán)境的負(fù)面影響，我們應(yīng)該反對(duì)轉(zhuǎn)基因技術(shù)C.科學(xué)家必須在現(xiàn)有知識(shí)與技術(shù)的基礎(chǔ)上盡量考慮轉(zhuǎn)基因作物可能存在的風(fēng)險(xiǎn)并采取相應(yīng)的防范措施D.國(guó)家必須對(duì)轉(zhuǎn)基因作物的研究制定相應(yīng)的法律法規(guī)，并進(jìn)行嚴(yán)格管理與有效控制答案B解析為保障轉(zhuǎn)基因作物的安全性，國(guó)家要制定相應(yīng)的法律法規(guī)，以立法保障，人們要加強(qiáng)輿論監(jiān)督，同時(shí)改變觀念去接受新鮮事物，不能因?yàn)槠浯嬖谪?fù)面影響而全面否定轉(zhuǎn)基因技術(shù)。9.人或動(dòng)物PrP基因編碼一種蛋白(PrPc)，該蛋白無(wú)致病性。PrPc的空間結(jié)構(gòu)改變后成為PrPsc(朊粒)，就具有了致病性。PrPsc可以誘導(dǎo)更多的PrPc轉(zhuǎn)變?yōu)镻rPsc，實(shí)現(xiàn)朊粒的增殖，可以引起瘋牛病。據(jù)此判斷，下列敘述正確的是()A.朊粒侵入機(jī)體后可整合到宿主的基因組中B.朊粒的增殖方式與肺炎雙球菌的增殖方式相同C.蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)的改變可以使其功能發(fā)生變化D.PrPc轉(zhuǎn)變?yōu)镻rPsc的過(guò)程屬于遺傳信息的翻譯過(guò)程答案C解析根據(jù)題干可知，朊粒是一種蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)是不能整合到基因組中的，A錯(cuò)誤；肺炎雙球菌是原核生物，通過(guò)二分裂的方式進(jìn)行增殖，朊粒的增殖不是二分裂，故B錯(cuò)誤；朊粒是PrPc因空間結(jié)構(gòu)改變形成的，兩者一個(gè)具有致病性，一個(gè)不具有致病性，故C正確；遺傳信息的翻譯過(guò)程是以mRNA為模板合成蛋白質(zhì)的過(guò)程，PrPc轉(zhuǎn)變?yōu)镻rPsc屬于蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)改變所致，不屬于遺傳信息的翻譯過(guò)程，D錯(cuò)誤。10.如圖是有關(guān)生物變異來(lái)源的概念圖，請(qǐng)據(jù)圖回答：(1)圖中表示_；表示_；表示_，此過(guò)程發(fā)生在_時(shí)期。(2)將的原理應(yīng)用在育種中，常利用物理因素如_或化學(xué)因素如_來(lái)處理生物(各舉一例)。(3)番茄體內(nèi)的蛋白酶抑制劑對(duì)害蟲(chóng)的消化酶有抑制作用，導(dǎo)致害蟲(chóng)無(wú)法消化食物而被殺死，人們成功地將番茄的蛋白酶抑制劑基因?qū)胗衩左w內(nèi)。玉米獲得了與番茄相似的抗蟲(chóng)性狀，玉米新品種的這種變異的來(lái)源是圖中_。傳統(tǒng)的育種方法一般只能在同一種生物中進(jìn)行，很難將一種生物的優(yōu)良性狀移植到另一種生物上。基因工程的出現(xiàn)使人類有可能_。答案(1)替換、增添、缺失mRNA交叉互換減數(shù)第一次分裂的四分體(2)X射線或射線或紫外線或激光亞硝酸或硫酸二乙酯(3)基因重組按照自己的意愿直接定向改變生物遺傳性狀，培育(創(chuàng)造)出新品種(新的生物類型)解析可遺傳的變異包括基因突變、基因重組、染色體變異；基因重組又分為非同源染色體上非等位基因的自由組合、四分體時(shí)期非姐妹染色單體的交叉互換、重組DNA技術(shù)幾種形式。11.德國(guó)科學(xué)家最近培育出一種可以生產(chǎn)乙肝疫苗的轉(zhuǎn)基因胡蘿卜，通過(guò)生吃或者榨汁食用就可以達(dá)到接種疫苗的效果，簡(jiǎn)便易行。但科學(xué)家表示，該方法還需進(jìn)一步試驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證疫苗的療效。下圖為生產(chǎn)乙肝疫苗的轉(zhuǎn)基因胡蘿卜的部分過(guò)程示意圖。(1)a、b過(guò)程在遺傳學(xué)上稱為_(kāi)、_，b過(guò)程需以mRNA為模板，以_為原料，還需要的條件是ATP、_、DNA聚合酶等。(2)除了圖示方法可以獲取目的基因外，請(qǐng)你再寫(xiě)出一種人工合成的方法：_。(3)將乙肝疫苗的基因?qū)牒}卜細(xì)胞內(nèi)并成功合成乙肝疫苗的過(guò)程，在遺傳學(xué)中稱為_(kāi)。(4)請(qǐng)問(wèn)食用乙肝疫苗的轉(zhuǎn)基因胡蘿卜安全嗎？_。答案(1)轉(zhuǎn)錄逆轉(zhuǎn)錄脫氧核苷酸逆轉(zhuǎn)錄酶(2)根據(jù)蛋白質(zhì)中氨基酸序列可以推知基因的脫氧核苷酸序列，再進(jìn)行化學(xué)合成(3)基因的表達(dá)(4)轉(zhuǎn)基因胡蘿卜對(duì)人類的健康有害，因?yàn)椋恨D(zhuǎn)基因作物中的毒素可引起人類急、慢性中毒或產(chǎn)生致癌、致畸、致突變作用；作物中的免疫或致敏物質(zhì)可使人類機(jī)體產(chǎn)生過(guò)敏反應(yīng)(或認(rèn)為無(wú)害，只要觀點(diǎn)與理由相符即可)解析(1)a過(guò)程是以DNA為模板合成mRNA的過(guò)程，稱為轉(zhuǎn)錄，而b過(guò)程與之相反稱為逆轉(zhuǎn)錄；(2)圖示是以mRNA為模板合成目的基因，除此之外也可以根據(jù)蛋白質(zhì)中的氨基酸序列推出DNA中堿基序列進(jìn)行人工合成；(3)目的基因控制合成目的基因產(chǎn)物即為基因的表達(dá)；(4)此問(wèn)為開(kāi)放題，答案只要觀點(diǎn)與理由相符，符合客觀事實(shí)即可。12.在1990年，醫(yī)生對(duì)一位因缺乏腺苷脫氨酶基因而患先天性體液免疫缺陷病的美國(guó)女孩進(jìn)行治療。采用的方法是首先將患者的白細(xì)胞取出作體外培養(yǎng)，然后用某種病毒將正常腺苷脫氨酶基因轉(zhuǎn)入人工培養(yǎng)的白細(xì)胞中，再將這些轉(zhuǎn)基因白細(xì)胞回輸?shù)交颊叩捏w內(nèi)，經(jīng)過(guò)多次治療，患者的免疫功能趨于正常。(1)該病治療運(yùn)用了重組DNA技術(shù)，在這個(gè)實(shí)例中載體是_，目的基因是_，目的基因的受體細(xì)胞是_。(2)將轉(zhuǎn)基因白細(xì)胞多次回輸?shù)交颊唧w內(nèi)后，免疫能力趨于正常是由于產(chǎn)生了_，產(chǎn)生這種物質(zhì)的兩個(gè)基本步驟是_和_。(3)人的腺苷脫氨酶基因與胰島素基因相比，其主要差別是_；與大腸桿菌基因相比，其主要特點(diǎn)是_。(4)該病的治療方法屬于重組DNA技術(shù)應(yīng)用中的_，這種治療方法的原理是_。答案(1)某種病毒腺苷脫氨酶基因患病女孩的白細(xì)胞(2)腺苷脫氨酶(或抗體)轉(zhuǎn)錄翻譯(3)脫氧核苷酸的數(shù)目及排列順序不同編碼區(qū)是間隔的，不連續(xù)的，有外顯子和內(nèi)含子(4)基因治療把健康的外源基因?qū)胗谢蛉毕莸募?xì)胞中，從而達(dá)到治療的目的走進(jìn)高考13.(2013·江蘇卷，15)下列關(guān)于轉(zhuǎn)基因生物安全性的敘述中，錯(cuò)誤的是()A.我國(guó)已經(jīng)對(duì)轉(zhuǎn)基因食品和轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品強(qiáng)制實(shí)施了產(chǎn)品標(biāo)識(shí)制度B.國(guó)際上大多數(shù)國(guó)家都在轉(zhuǎn)基因食品標(biāo)簽上警示性注明可能的危害C.開(kāi)展風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、預(yù)警跟蹤和風(fēng)險(xiǎn)管理是保障轉(zhuǎn)基因生物安全的前提D.目前對(duì)轉(zhuǎn)基因生物安全性的爭(zhēng)論主要集中在食用安全性和環(huán)境安全性上答案B解析本題用直選法。對(duì)轉(zhuǎn)基因食品只是要求標(biāo)注“轉(zhuǎn)基因*”等字樣，并沒(méi)有在轉(zhuǎn)基因食品標(biāo)簽上警示性注明可能的危害，B錯(cuò)誤。14.(2014·重慶卷，4)下題圖是利用基因工程培育抗蟲(chóng)植物的示意圖。以下相關(guān)敘述，正確的是()A.的構(gòu)建需要限制性核酸內(nèi)切酶和DNA聚合酶參與B.侵染植物細(xì)胞后，重組Ti質(zhì)粒整合到的染色體上C.的染色體上若含抗蟲(chóng)基因，則就表現(xiàn)出抗蟲(chóng)性狀D.只要表現(xiàn)出抗蟲(chóng)性狀就表明植株發(fā)生了可遺傳變異答案D解析構(gòu)建表達(dá)載體需要限制性內(nèi)切酶和DNA連接酶，A錯(cuò)誤；侵染植物細(xì)胞后，重組Ti質(zhì)粒上的TDNA整合到的染色體上，B錯(cuò)誤；染色體上含有目的基因，但目的基因也可能不能轉(zhuǎn)錄或者不能翻譯，或者表達(dá)的蛋白質(zhì)不具有生物活性，C錯(cuò)誤；植株表現(xiàn)出抗蟲(chóng)性狀，說(shuō)明含有目的基因，屬于基因重組，為可遺傳變異，D正確。15