2019-2020年高中生物《6.2 基因工程及其應(yīng)用》學(xué)案（1）新人教版必修2.doc

2019-2020年高中生物6.2 基因工程及其應(yīng)用學(xué)案（1）新人教版必修2教學(xué)目標(biāo)1.理解基因工程的概念。2.簡(jiǎn)述基因工程的原理。3.了解基因操作的工具和基本步驟。一、基因工程的概念和原理1基因工程的概念和原理(1)基因工程又叫_技術(shù)或_技術(shù)。(2)操作水平：在_上進(jìn)行操作。(3)目的：按自己的意愿_地改變生物的遺傳性狀。(4)操作環(huán)境：生物體外。(5)原理：基因重組。2基因工程的操作工具_(dá)、_、_是基因工程最基本的工具。(1)基因的“剪刀”是指_(簡(jiǎn)稱(chēng)限制酶)。該物質(zhì)能識(shí)別一種特定的_序列，并在特定的切點(diǎn)上_DNA分子。例如，大腸桿菌中的一種叫EcoR的限制酶，能夠?qū)Ｒ蛔R(shí)別GAATTC的序列，并在G和A之間將這段序列切開(kāi)。(2)基因的“針線(xiàn)”即_，可以“縫合”_和_交替連接而構(gòu)成的DNA骨架上的缺口。(3)基因工程中，目前常用的運(yùn)載體有_、_和_等。質(zhì)粒存在于許多細(xì)菌以及酵母菌等生物中，是細(xì)胞_或_外能夠自主復(fù)制的很小的_分子。作為運(yùn)載體需具備的條件：能在宿主細(xì)胞內(nèi)穩(wěn)定保存并大量復(fù)制。有多個(gè)限制酶切點(diǎn)，以便與外源基因連接。有標(biāo)記基因，以便篩選。3有性生殖和基因工程中的基因重組的區(qū)別有性生殖：基因重組同一物種間基因工程：基因重組不同物種間二、基因工程操作的一般步驟課時(shí)訓(xùn)練1下列關(guān)于基因工程的敘述，錯(cuò)誤的是()A目的基因和受體細(xì)胞均可來(lái)自動(dòng)、植物或微生物B限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶是兩類(lèi)常用的工具酶C人胰島素原基因在大腸桿菌中表達(dá)的胰島素原無(wú)生物活性D載體上的抗性基因有利于篩選含重組DNA的細(xì)胞和促進(jìn)目的基因的表達(dá)2DNA連接酶的主要功能是()A使DNA復(fù)制時(shí)母鏈與子鏈之間形成氫鍵B使黏性末端堿基之間形成氫鍵C將兩條DNA末端之間的縫隙連接起來(lái)D將堿基、脫氧核糖、磷酸之間的鍵連接起來(lái)3下列四條DNA分子，彼此間具有黏性末端的一組是()ABCD4據(jù)圖所示，有關(guān)工具酶功能的敘述錯(cuò)誤的是()限制酶可以切斷a處DNA連接酶可以連接b處解旋酶可以使b處解開(kāi)DNA連接酶可以連接c處ABCD5下列關(guān)于質(zhì)粒的敘述，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質(zhì)粒只有在侵入受體細(xì)胞后才能在受體細(xì)胞內(nèi)復(fù)制D細(xì)菌質(zhì)粒的復(fù)制過(guò)程是在受體細(xì)胞外獨(dú)立進(jìn)行的6不屬于質(zhì)粒被作為基因工程運(yùn)載體的理由的是()A可以復(fù)制B有多個(gè)限制酶切割位點(diǎn)C具有標(biāo)記基因D環(huán)狀DNA7下列關(guān)于基因操作工具的敘述中，正確的是()A限制酶一定識(shí)別GAATTC堿基序列B基因工程所用的工具酶是限制酶、連接酶和運(yùn)載體C一種限制酶只能識(shí)別一種特定的核苷酸序列D目的基因就是指重組DNA質(zhì)粒8現(xiàn)有一長(zhǎng)度為1 000 bp的DNA分子，用EcoR酶切后得到的DNA分子仍是1 000 bp，用Kpn單獨(dú)酶切得到400 bp和600 bp兩種長(zhǎng)度的DNA分子，用EcoR、Kpn同時(shí)酶切后得到200 bp和600 bp兩種長(zhǎng)度的DNA分子。該DNA分子的酶切圖譜正確的是 ()9.農(nóng)業(yè)科技工作者在煙草中找到了一抗病基因，現(xiàn)欲采用基因工程技術(shù)將該基因轉(zhuǎn)入棉花，培育抗病棉花品系。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)要獲得該抗病基因，可采用_、_等方法。為了能把該抗病基因轉(zhuǎn)入到棉花細(xì)胞中，常用的運(yùn)載體是_。(2)切割完成后，采用_酶將運(yùn)載體與該抗病基因連接，連接后得到的DNA分子稱(chēng)為_(kāi)。(3)再將連接得到的DNA分子導(dǎo)入農(nóng)桿菌，然后用該農(nóng)桿菌去_棉花細(xì)胞，利用植物細(xì)胞具有的_性進(jìn)行組織培養(yǎng)，從培養(yǎng)出的植株中_出抗病的棉花。(4)該抗病基因在棉花細(xì)胞中表達(dá)的產(chǎn)物是()A淀粉B脂類(lèi)C蛋白質(zhì)D核酸(5)轉(zhuǎn)基因棉花獲得的_是由該表達(dá)產(chǎn)物來(lái)體現(xiàn)的。10在培育轉(zhuǎn)基因植物的研究中，卡那霉素抗性基因(Kanr)常作為標(biāo)記基因，只有含卡那霉素抗性基因的細(xì)胞才能在卡那霉素培養(yǎng)基上生長(zhǎng)。下圖為獲得抗蟲(chóng)棉的技術(shù)流程。請(qǐng)據(jù)圖回答：(1)A過(guò)程需要的酶有_。(2)B過(guò)程及其結(jié)果體現(xiàn)了質(zhì)粒作為運(yùn)載體必須具備的兩個(gè)條件是_。(3)C過(guò)程的培養(yǎng)基除含有必要營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、瓊脂和激素外，還必須加入_。(4)如果利用DNA分子雜交原理對(duì)再生植株進(jìn)行檢測(cè)，D過(guò)程應(yīng)該用_作為探針。(5)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)基因植株的卡那霉素抗性基因的傳遞符合孟德?tīng)栠z傳規(guī)律。將轉(zhuǎn)基因植株與_雜交，其后代中抗卡那霉素型與卡那霉素敏感型的數(shù)量比為11。若該轉(zhuǎn)基因植株自交，則其后代中抗卡那霉素型與卡那霉素敏感型的數(shù)量比為_(kāi)。若將該轉(zhuǎn)基因植株的花藥在卡那霉素培養(yǎng)基上作離體培養(yǎng)，則獲得的再生植株群體中抗卡那霉素型植株占_%。答案一、1.(1)基因拼接DNA重組(2)DNA分子水平 (3)直接定向2基因剪刀基因針線(xiàn)基因的運(yùn)載體(1)限制性核酸內(nèi)切酶核苷酸切割(2)DNA連接酶脫氧核糖磷酸(3)質(zhì)粒噬菌體動(dòng)植物病毒擬核細(xì)胞核環(huán)狀DNA課時(shí)訓(xùn)練1D基因工程中目的基因和受體細(xì)胞均可來(lái)自動(dòng)、植物或微生物；常用的工具酶是限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶；人胰島素原基因在大腸桿菌中表達(dá)的胰島素原無(wú)生物活性，只有經(jīng)過(guò)一定的物質(zhì)激活以后，才有生物活性。運(yùn)載體上的抗性基因主要是有利于篩選含重組DNA的細(xì)胞，不能促進(jìn)目的基因的表達(dá)，所以D錯(cuò)誤。2CDNA連接酶催化DNA雙鏈外側(cè)磷酸和脫氧核糖之間形成磷酸二酯鍵，它與堿基之間的氫鍵無(wú)關(guān)。3D黏性末端是DNA被一些限制性核酸內(nèi)切酶切出的兩游離端，堿基是互補(bǔ)配對(duì)的，圖中符合要求。4BDNA連接酶可連接由脫氧核糖和磷酸交替構(gòu)成的DNA骨架上的切口處，圖中c處應(yīng)為一個(gè)DNA單位脫氧核苷酸的一部分而不是切口，故所述不正確。b處為堿基對(duì)間的氫鍵，解旋酶可使其斷開(kāi)，但連接酶不作用于此處，故所述也不正確。5B質(zhì)粒是一個(gè)小型的環(huán)狀DNA分子，可以進(jìn)入到細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)部。質(zhì)粒是基因工程中一個(gè)重要的運(yùn)載體，通常利用質(zhì)粒與目的基因結(jié)合形成重組DNA分子，然后將重組的DNA分子導(dǎo)入受體細(xì)胞。6D作為運(yùn)載體的質(zhì)粒，應(yīng)具有標(biāo)記基因，能在受體細(xì)胞內(nèi)穩(wěn)定地保存并復(fù)制，并且具有多個(gè)限制酶切割位點(diǎn)。細(xì)菌擬核中的DNA呈環(huán)狀，但不能作為運(yùn)載體。7C不同的限制酶能識(shí)別不同的堿基序列；運(yùn)載體不屬于工具酶；目的基因和運(yùn)載體質(zhì)粒結(jié)合后才叫重組質(zhì)粒。8D由第一個(gè)條件“用EcoR酶切后得到的DNA分子長(zhǎng)度仍是1 000 bp”可知，該DNA分子為環(huán)狀結(jié)構(gòu)，且只有一個(gè)EcoR酶切位點(diǎn)，同理可知該DNA分子上有兩個(gè)Kpn酶切位點(diǎn)，故可排除A、B、C三項(xiàng)。9(1)從細(xì)胞中分離化學(xué)方法人工合成Ti質(zhì)粒 (2)DNA連接重組質(zhì)粒(3)感染全能篩選(選擇) (4)C(5)抗病性狀解析獲得抗病基因常用的方法是從細(xì)胞中直接分離目的基因或根據(jù)mRNA堿基順序和蛋白質(zhì)的氨基酸序列人工合成目的基因；在基因工程中，常用的運(yùn)載體是質(zhì)粒；可以先用限制性核酸內(nèi)切酶把目的基因和運(yùn)載體切出相同的黏性末端，再用DNA連接酶將運(yùn)載體和目的基因連接起來(lái)，構(gòu)成重組DNA分子；用導(dǎo)入重組DNA分子的農(nóng)桿菌感染棉花細(xì)胞，并用組織培養(yǎng)的方法把這樣的棉花細(xì)胞培育成個(gè)體，從中篩選出有抗病性狀的棉花，最后進(jìn)行鑒定，可把普通棉和抗蟲(chóng)棉在同等條件下讓害蟲(chóng)吞食，觀(guān)察其效果即可。10(1)限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶(2)具有標(biāo)記基因；能在宿主細(xì)胞中復(fù)制并穩(wěn)定保存(3)卡那霉素(4)放射性同位素(或熒光分子)標(biāo)記的抗蟲(chóng)基因(5)非轉(zhuǎn)基因植株31100解析重組質(zhì)粒的獲得需要限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶；作為運(yùn)載體必須具備以下幾個(gè)條件：一是能夠在宿主細(xì)胞中復(fù)制并穩(wěn)定保存；二是具有多個(gè)限制性核酸內(nèi)切酶切點(diǎn)，以便與外源基因連接；三是具有某些標(biāo)記基因，便于進(jìn)行篩選等。B過(guò)程體現(xiàn)出了其中的一、三兩條。轉(zhuǎn)基因植株與非轉(zhuǎn)基因植株雜交后，后代表現(xiàn)型比例為11，說(shuō)明轉(zhuǎn)基因植株為雜合子，該雜交過(guò)程相當(dāng)于測(cè)交；如果自交，則后代比例應(yīng)為31；卡那霉素對(duì)花粉進(jìn)行了選擇，保留下了抗卡那霉素型的植株。