1、44 基因工程4.4 基因工程 班级_ 姓名_【学习目标】1、基因工程的诞生（了解） 2、基因工程的原理及技术（了解） 3、基因工程的应用（理解） 4、蛋白质工程（了解）【教学过程】一、基因工程的概念操作环境操作对象操作水平基本过程目的（ ）例1以下有关基因工程的叙述，正确的是 A、基因工程是细胞水平上的生物工程 B、基因工程的产物对人类都是有益的C、基因工程产生的变异属于人工诱变 D、基因工程育种的优点之一是目的性强二、基因工程的操作工具： 、 和 1、限制性核酸内切酶和DNA连接酶的区别与联系限制性核酸内切酶DNA连接酶区别来源大多来自 生物E.coliDNA连接酶来自 T4DNA连接酶来
2、自 作用 把两条DNA末端之间的 “缝合”起来实质使特定部位的两个核苷酸之间的 断开使DNA片段之间形成 结果形成 形成 联系都作用于 键，与 键无关；它们的作用效果 有 作用，可以 利用，受温度、PH等的影响（ ）例2（多选）下列有关基因工程中限制内切酶的描述，正确的是A一种限制性内切酶只能识别一种特定的脱氧核苷酸序列 B其化学本质是DNAC限制性内切酶可从原核生物中提取 D限制酶的活性受温度的影响（ ）例3.下列黏性末端属于同一种限制性内切酶切割的是A B C D思考：当某种限制酶识别的特定序列中发生基因突变时，该限制酶还能切割相应位点吗？（ ）例4（多选）下列关于DNA连接酶的叙述，正确
3、的是A、化学本质是蛋白质B、DNA连接酶可连接黏性末端两条链主链上的磷酸和脱氧核糖C、DNA连接酶连接的是黏性末端之间的氢键D、在基因工程操作中可以用DNA聚合酶代替DNA连接酶思考：DNA连接酶和DNA聚合酶有什么相同点和不同点？2、（运）载体（1）常见的运载体有 、 、 等（2）条件：能在宿主细胞内 并 。具有多个 ，以便与外源基因连接。具有某些 ，以便进行筛选。思考：最常用的载体是 ，结构特点是 ，它的来源 ，化学本质是 。培育转基因植物时，常用的运载体是 ，为什么？（ ）例5下列哪项通常不被用作基因工程的运载体A细菌质粒 B噬菌体 C动植物病毒 D细菌核区的DNA（ ）例6质粒是基因工
4、程中最常用的运载体，它的主要特点是能自主复制 不能自主复制 结构很小 蛋白质 环状RNA 环状DNA 能“友好”地“借居”A B C D三、基因工程的操作程序1、 的获取获取方法主要有两种：从自然界中已有的物种中分离出来 用人工的方法合成。2、目的基因与运载体结合（基因表达运载体的构建）用 酶处理目的基因和运载体，而后加入 ，使目的基因载入到运载体中，形成 。3、将 基因导入 细胞（1）基因工程中常用的受体细胞有： ( )例7（多选）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单细胞，操作简单方 B繁殖速度快C遗传物质相对较少 DDNA为单链,变异少( ) 例8.转基因动物
5、转基因时的受体细胞是A.受精卵 B.精细胞 C.卵细胞 D.体细胞思考：培育转基因植物，一般选择什么细胞作为受体细胞呢？ （2）目前常用的方法有：将目的基因导入植物细胞 法、 法和 法。将目的基因导入动物细胞 法将目的基因导入微生物细胞 法4、目的基因的检测与表达根据 判断目的基因导入与否；根据受体细胞表现出特定的 判断目的基因的表达与否。检测过程检测对象方法原理现象结论是否整合到染色体DNA上目的基因出现杂交带,已整合是否转录mRNA出现杂交带,已转录是否翻译蛋白质出现杂交带,已翻译（ ）例9利用外源基因在受体细胞中表达，可生产人类所需要的产品。下列各项中能说明目的基因完成了在受体细胞中表达
6、的是 A棉花二倍体细胞中检测到细菌的抗虫基因 B大肠杆菌中检测到人胰岛素基因及其mRNAC山羊乳腺细胞中检测到人生长激素DNA序列 D酵母菌细胞中提取到人干扰素蛋白思考：上述步骤中哪些发生了碱基互补配对？（ ）例10有关基因工程的叙述正确的是A限制酶只在获取目的基因时用 B重组质粒的形成是在细胞内完成的C质粒都可以作为运载体 D蛋白质的氨基酸排列顺序可以为合成目的基因提供线索（ ）例11下列关于基因工程的叙述，正确的是 A基因工程经常以抗菌素抗性基因为目的基因B细菌质粒是基因工程常用的运载体C通常用一种限制性内切酶处理含目的基因的DNA，用另一种处理运载体DNAD为育成抗除草剂的作物新品种，导
7、入抗除草剂基因时只能以受精卵为受体例12基因工程又叫基因拼接技术。（1）在该技术中，用人工合成方法获得目的基因的途径之一是：以目的基因转录的_为模板，_成互补的单链DNA，然后在酶的作用下合成_。（2）基因工程中常用的受体细胞有细菌、真菌、_。若将真核基因在原核细胞中表达，对该目的基因的基本要求是_。（3）假设以大肠杆菌质粒作为运载体，并以同一种限制性内切酶切割运载体与目的基因，将切割后的运载体与目的基因片段混合，并加入DNA连接酶。连接产物至少有_种环状DNA分子，它们分别是_。例13豇豆对多种害虫具有抗虫能力，根本原因是豇豆体内具有胰蛋白酶抑制剂基因（CpTI基因）。科学家将其转移到水稻体
8、内后，却发现效果不理想，主要原因是CpTI蛋白质的积累量不足。经过在体外对CpTI基因进行了修饰后，CpTI蛋白质在水稻中的积累量就得到了提高。修饰和表达过程如下图所示，回答下列问题：CpTI基因是基因工程中的 基因，“信号肽”序列及“内质网滞留信号”序列的基本组成单位是 ，在过程中，首先要用 酶切开，暴露出 ，再用 酶连接。在转基因过程中，供体细胞是 ，受体细胞是 。过程称为 。检测修饰后的CpTI基因是否表达的最好方法是 。四、基因工程的应用思考：试举例说明之。1、转基因动植物：2、转基因动物： 3、基因工程药物：4、基因诊断和基因治疗（1）基因诊断又称为 诊断，是采用 的方法来判断患者是
9、否出现了基因异常或者携带病原体。思考：基因诊断的方法和原理是什么？（2）基因治疗是指利用 基因 或 缺陷基因的治疗方法。例14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，对农作物的危害仍然很严重，如近年来棉铃虫在我国大面积爆发成灾，造成经济损失每年达100亿元以上，针对这一情况，科学家开展了“转基因抗虫棉”的科技攻关研究，成功地将抗虫基因导人棉花细胞中，得到的棉花新品种对棉铃虫的毒杀效果高达80%以上。请回答下列问题：(1)抗虫基因之所以能接到植物体内去，原因是_。(2)害虫抗药性的增强是 的结果；(3) “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
10、虫的_物质。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。“转基因抗虫棉”抗害虫的遗传信息传递过程可以表示为 。(4)该项科技成果在环境保护上的重要作用是 。(5)科学家们预言，此种“转基因抗虫棉”独立种植若干代以后，也将出现不抗虫的植株，此现象来源于 。 （6）基因导入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。（ ）例15下列关于基因工程应用的叙述，正确的是A.基因治疗就是把缺陷基因诱变成正常基因 B基因诊断的基本原理是DNA分子杂交C.一种基因探针能检测水体中的各种病毒 D.原核基因不能用来进行真核生物的遗传改良（ ）例16基因工程培育的“工
11、程菌”通过发酵工程生产的产品，不包括A.白细胞介素2 B.干扰素 C.聚乙二醇 D.乙肝疫苗（ ）例17如果通过转基因技术，成功改造了某血友病女性的造血干细胞，使其凝血功能全部恢复正常。当她与正常男性结婚，婚后所生子女的表现型为A儿子、女儿全部正常 B儿子、女儿中各一半正常C儿子全部有病，女儿全部正常 D儿子全部正常，女儿全部有病（ ）例18下列各项不属于基因工程在实际中应用的是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.培育工程菌使之能产生胰岛素 D.将一种植物细胞内的叶绿体移入另一种植物细胞内五、转基因生物的安全性问题问题观点理由食品安全不能对转基因食物安全性掉以
12、轻心反对“ ”，担心出现滞后效应，担心出现新的 源，担心营养成分 ，担心会侵犯宗教信仰者或素食者的权益转基因食物潜在的安全隐患可在技术上进行克服“实质性等同”是对安全性评价的起点，不是终点；多环节、严谨的安全性评价，科学家的负责态度可防止过敏蛋白出现，至今未发现转基因食物影响健康的实例，采取 ，防止贻误技术发展生物安全转基因植物可能会对生物多样性构成潜在的风险和威胁转基因植物扩散到种植区外变成野生种或杂草，转基因植物竞争能力强，可能成为“ ”，转基因植物的外源基因与细菌或病毒杂交，重组出有害的病原体，可能使杂草成为有 的“超级杂草”转基因农作物不大可能对生物多样性构成威胁转基因农作物扩散到种植
13、区会很快死亡，转基因农作物表现出新性状必须具有一定条件和种植技术，存在 ，很难与其他植物杂交，农作物传粉距离有限， 存活时间有限环境安全转基因生物会对生态系统稳定性和人类生活环境造成破坏转基因植物打破自然物种的原有界限，可能破坏生态系统稳定性；重组微生物产生的 可能造成二次污染，重组DNA与微生物杂交是否会产生有害病原微生物，转基因植物花粉中的有毒蛋白可能通过 进入生物不必对环境安全问题做出过度反应，有的转基因生物有利于环保转基因生物移入的是已存在的外源基因，不会破坏生态系统稳定性；抗虫农作物可减少 ，保护了环境；种植抗除草剂农作物的农田，管理容易，保护其土壤环境；某些新闻报道不实理性看待转基
14、因技术。正确做法： ，而不能 采取措施1）制定政策和法规，如基因工程安全管理办法 2）遵守科学研究道德（ ）例19某种转基因玉米能高效合成一种多肽类的蛋白质酶抑制剂，积累于茎中，让取食它的害虫的消化酶受抑制，无法消化食物而死。下列就该玉米对人类的安全性评论中，不符合生物学原理的是 A安全，玉米的蛋白酶抑制剂对人体的消化酶很可能无影响，因为人体消化酶和害虫消化酶结构上存在差异B安全，人类通常食用煮熟的玉米食品，玉米的蛋白酶抑制剂已被高温破坏，不抑制人体消化酶C不安全，玉米的食用部分也可能含有蛋白酶抑制剂，食用后使人无法消化蛋白质而患病D不安全，玉米的蛋白酶抑制剂基因可通过食物链在人体细胞内表达，使人无法消化食物而患病例20在植物基因工程中，用土壤农杆菌中的Ti质粒作为运载体把目的基因重组入Ti质粒上的T-DNA片段中，再将重组的T-DNA插入植物细胞的染色体DNA中
