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生物工程学案
第四章生物工程学案
一、填充
1、生物工程也叫生物技术,是指应用的理论和的手段,按照预先设计的蓝图,大规模地生产人类所需的物质和产品的技术。
是科学与有机结合而兴起的一门综合性科学技术。
其特点是:
高效性和经济性、、强调技术设计、可遗传和可扩散、对观念有影响。
2、生物工程主要包括发酵工程、、细胞工程和酶工程等领域,其中是核心技术。
3、生物工程的主要手段是,通过工程技术手段,由生产出人类所需产品的技术,称为发酵工程。
4、基因工程是一种通过创造生物新类型,并获得或等基因产品的技术。
5、细胞工程主要包括植物组织培养、、、细胞融合技术、核移植技术和等类型。
1、基因工程操作的主要步骤为、、
、。
2、获取目的基因的方法有、。
3、常见的运载体包括、等。
4、基因工程常用的工具酶包括:
被誉为“剪刀”的和被誉为“针线”的
。
以重组DNA技术为核心的基因工程正在改变着人类的生活。
请回答下列问题。
(1)获得目的基因的方法通常包括和。
(2)切割和连接DNA分子所使用的酶分别是和。
(3)运送目的基因进入受体细胞的载体一般选用病毒或,后者的形状成。
(4)由于重组DNA分子成功导入受体细胞的频率,所以在转化后通常需要进行操作。
(5)将人胰岛素基因分别导入大肠杆菌与酵母菌,从两者中生产的胰岛素在功能和序列上是相同的。
二、选择题
1、发酵工程是一个传统的生物工程,它与( )的结合,使其进入现代生物工程领域。
A 酶工程 B 基因工程 C 细胞工程 D酶工程和细胞工程
3.生物工程的主要手段是( )
A改造生物的生存环境B利用低成本原料
C改造生物的结构和功能D利用体外培养技术
4.与传统产业相比,生物工程的优越性在于()
①高效性②经济性③清洁④低耗
A①②B②③C①②③D①②③④
5.基因工程诞生后,通过基因工程和细胞工程的结合,科学家培育了许多抗病虫、抗病毒的植物品种。
这些植物进入大自然后,有可能发生()
①目的基因转移到其他生物②引起某些生物的死亡或消失③引起转基因生物成为自然界新的超级优势物种
A①B①②C②③D①②③
6.生物工程在人体健康领域有广泛的应用。
例如,生长激素是脑垂体产生的激素,儿童先天性缺乏会患垂体侏儒症,无法长成正常身材。
请据此回答下面的问题:
(1)科学家已将人生长激素基因转移到大肠杆菌中,并利用它生产人生长激素。
该技术利用了的重组DNA技术和的生产技术。
(2)在该生物工程中,目的基因是来自人体基因组。
从伦理道德观念上分析,你对该生物工程有什么看法?
。
7.目前,生产酶制剂的菌种有许多是基因工程菌,其生产流程如右图所示。
请据图回答下列问题:
(1)该生物工程中,①、②、③分别
属于工程、工程、
工程。
(2)该生物工程中,核心技术
是工程。
8.人胰岛素是最早批准上市的基因工程药物。
请据此回答下列的问题:
(1)人胰岛素是由胰岛素A链和胰岛素
B链通过两个二硫键连接而成的蛋白质。
在实施该生物工程时,是将上述两条链的
基因分别转移到两份大肠杆菌DNA上;
然后,通过大肠杆菌发酵生产出两条多肽。
在上述过程中,前者属于工程,后者
属于工程。
(2)人胰岛素是用纯化的A、B链通过化学方法合成的。
(3)在过去,生产10g胰岛素需要450kg猪胰脏,而采用上述方法只需要200L细菌发酵液。
这说明生物工程具有和的特点。
(4)由于人胰岛素和动物胰岛素在化学结构上有一些细微差异,因此人胰岛素在治疗Ⅰ型糖尿病是,活性,副作用。
9.据推测,地球上的石油资源只能够人类使用50年左右。
在许多国家都在实验用乙醇代替石油。
用乙醇作为燃料,具有产能效率高,并不产生CO等优点。
请据此回答下面的问题:
(1)乙醇可以采用酵母菌通过工程,在条件下产生。
(2)巴西是世界上用乙醇替代汽油最成功的国家之一,该国约有3/4的汽车使用乙醇燃料。
它们采用种植甘蔗作生产乙醇的原料,原因是甘蔗光合作用效率高。
因此,生物工程在领域中也有很好的应用前景。
三、简答题习
1、金花茶是中国特有的观赏品种,但易患枯萎病,而降低观赏价值。
科学家在
某种植物中找到了抗枯萎病的基因,用转基因方法培育出了抗枯萎病的新品种。
请据图回答
(1)将②连接到①上并形成③,常用到的酶有。
(2)②与①上的基因在数量上的最大区别是。
(3)经检测,被③侵染的金花茶叶片细胞具备了抗病性,这说明②已经在金花茶细胞内得到。
(4)通过上述转基因方法获得的抗病金花茶,将来产生的配子中是否一定含有抗病基因?
。
2、科学家将使啤酒产生丰富泡沫的LTPl基因植入啤酒酵母菌中,使其产生LTPl蛋白,酿出泡沫丰富的啤酒,具体的操作过程如下:
(1)图中LTPl基因与B结合产生的C是___________________。
体外产生C的过程,需要的工具酶是限制酶和_______________。
标记基因的作用是___________________。
(2)右图示B的一个片段。
已知某种限制酶特异性地作用于①部位,请表示切割后的一种产物:
(3)LTPl基因在啤酒酵母菌中的表达,必须依次经过和过程。
3.(7分)科学家将人的生长素基因与大肠杆菌的DNA分子进行重组,并成功地在大肠杆菌中的以表达。
操作过程如图5,请根据图回答问题:
(1)图中⑴过程是___________过程。
(2)图中⑵表示___________的DNA(质粒),该过程的重要酶是。
(3)图中3过程用人工方法,使体外重组的DNA分子转移到受体细胞主要是细菌。
如果是动物基因工程,受体一般选用,原因是
(4)如果是植物工程,选用的质粒是,其特点是具有。
4、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来完成①过程?
,为什么?
。
(2)过程②代表的生理过程是;过程③必需的酶是酶。
根据图中信息,过程④完成还需要物质是
(3)若A中共有a个碱基对,其中鸟嘌呤有b个,则③④⑤过程连续进行4次,至少需要提供胸腺嘧啶个。
(4)在利用AB获得C的过程中,必须用切割A和B,再加入,才可形成C。
(5)中心法则的表达式为(2分)
5、随着科学技术的发展,化学农药的产量和品种逐年增加,但害虫的抗药性也不断增强,对农作物危害仍然很严重。
如近年来,棉铃虫在我国大面积暴发成灾,造成经济损失每年达100亿以上。
针对这种情况,江苏农科院开展“转基因抗虫棉”的科技攻关研究,成功地将某种能产生抗虫毒蛋白细菌的抗虫基因导入棉花细胞中,得到的棉花新品种对棉铃虫的毒杀效果高达80%以上。
就以上材料,分析回答。
(1)抗虫基因进入植物体内的途径是___________________。
(2)“转基因抗虫棉”具有抗害虫的能力,这表明棉花体内产生了抗虫的_________。
这个事实说明,害虫和植物共用一套_______,蛋白质合成的方式是__________的。
(3)“转基因抗虫棉”抗害虫的遗传信息传递过程可表示为__________________。
(4)该项科技成果在环境保护上的作用是___________________。
(5)基因工程技术已在多方面得到应用,请各举一例说明该技术的应用可能带来的正负面影响。
。
二、选择
6、下列四条DNA分子,彼此间能够“粘连”起来形成新的DNA分子的是
①②
③④
A.①② B.②③ C.③④ D.②④
7.某线性DNA分子含有5000个碱基对(bp),先用限制酶a切割,再把得到的产物用限制酶b切割,得到的DNA片段大小如下表。
限制酶a和b的识别序列和切割位点如下图所示。
下列有关说法正确的是()
A.在该DNA分子中,a酶与b酶的识别序列分别有3个和2个
B.a酶与b酶切出的粘性末端不能相互连接
C.a酶与b酶切断的化学键不相同
D.用a酶切割与线性DNA相同碱基序列的质粒,得到4种切割产物
8.下列叙述符合基因工程概念的是()
A.B淋巴细胞与肿瘤细胞融合,杂交瘤细胞中含有B淋巴细胞中的抗体基因
B.将人的干扰素基因重组到质粒后导入大肠杆菌,获得能产生人干扰素的菌株
C.用紫外线照射青霉菌,使其DNA发生改变,通过筛选获得青霉素高产菌株
D.自然界中天然存在的噬菌体自行感染细菌后其DNA在细菌体内复制
9.下图表示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。
下列说法不正确的是
A.X是能合成胰岛素的细菌细胞
B.质粒通常有多个标记基因和多个限制酶切点
C.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
三、简答
1、回答有关生物工程的问题。
转基因抗病香蕉的培育过程如下图所示。
图中PstⅠ、SmaⅠ、EcoRⅠ、ApaⅠ等为限制酶,质粒和抗病基因上的箭头表示限制酶的切割位点。
下表示四种限制酶的识别序列及酶切位点。
↓
(1).若要获得抗病基因,能否用限制酶SmaⅠ对图中对应的位点进行切割?
_____,说明理由______________________________________________________________。
要获得含抗病基因的重组质粒能否用PstⅠ、ApaⅠ限制酶切割质粒?
________。
(2).卡那霉素会抑制香蕉愈伤组织细胞的生长。
欲利用含卡那霉素的培养基筛选已导入抗病基因的香蕉细胞,重组质粒中应同时含有___________基因,作为标记基因。
(3).利用组织培养技术能将香蕉组织细胞培育成植株,这是因为香蕉组织细胞具有__________,图中
→
、
→③依次表示香蕉组织细胞的___________和_____________的过程。
(4).
、③阶段是否可使用同种培养基?
_________;
理由是_________________________________________________________________________。
④阶段是否可使用不添加植物激素的培养基?
_________;理由是___________________________________________________________________________________。
2、分析下列有关基因工程材料,据图回答:
降钙素是一种多肽类激素,临床上用于治疗骨质疏松症等。
人的降钙素活性很低,半衰期较短。
某科研机构为了研发一种活性高、半衰期长的新型降钙素,将能人工合成降钙素的DNA与大肠杆菌的DNA分子进行重组,并成功地在大肠杆菌中得以表达。
57.图1示人工合成降钙素DNA的过程。
从预期新型降钙素的功能出发,推测相应的脱氧核苷酸序列,并人工合成了两条72个碱基的DNA单链,两条链通过18个碱基对形成部分双链DNA片段,再利用Klenow酶补平,获得双链DNA。
从功能看,Klenow酶是一种___________酶,合成的双链DNA有________个碱基对。
58.图2示利用基因工程获得产品的过程。
获取目的基因的方法除图1显示的方法外还有。
59.对图2中a点的操作方法为。
60.获得的双链DNA经酶切后插入到大肠杆菌质粒中,筛选含重组质粒的大肠杆菌并进行DNA测序验证。
1)大肠杆菌是理想的受体细胞,这是因为它__________________________________。
2)要进行重
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