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
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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 ____________、____________、________________是基因工程最基本的工具。 (1)基因的“剪刀”是指________________________(簡稱限制酶)。該物質(zhì)能識別一種特定的____________序列,并在特定的切點上________DNA分子。例如,大腸桿菌中的一種叫EcoRⅠ的限制酶,能夠?qū)R蛔R別GAATTC的序列,并在G和A之間將這段序列切開。 (2)基因的“針線”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。 作為運載體需具備的條件:①能在宿主細(xì)胞內(nèi)穩(wěn)定保存并大量復(fù)制。②有多個限制酶切點,以便與外源基因連接。③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 課時訓(xùn)練 1.下列關(guān)于基因工程的敘述,錯誤的是 ( ) A.目的基因和受體細(xì)胞均可來自動、植物或微生物 B.限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶是兩類常用的工具酶 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) 2.DNA連接酶的主要功能是 ( ) A.使DNA復(fù)制時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 D.將堿基、脫氧核糖、磷酸之間的鍵連接起來 3.下列四條DNA分子,彼此間具有黏性末端的一組是 ( ) A.①② B.②③ C.③④ D.②④ 4.據(jù)圖所示,有關(guān)工具酶功能的敘述錯誤的是 ( ) ①限制酶可以切斷a處?、贒NA連接酶可以連接b處?、劢庑缚梢允筨處解開?、蹹NA連接酶可以連接c處 A.①③ B.②④ C.①② D.③④ 5.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)制過程是在受體細(xì)胞外獨立進(jìn)行的 6.不屬于質(zhì)粒被作為基因工程運載體的理由的是 ( ) A.可以復(fù)制 B.有多個限制酶切割位點 C.具有標(biāo)記基因 D.環(huán)狀DNA 7.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、連接酶和運載體 C.一種限制酶只能識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)有一長度為1 000 bp的DNA分子,用EcoRⅠ酶切后得到的DNA分子仍是1 000 bp,用KpnⅠ單獨酶切得到400 bp和600 bp兩種長度的DNA分子,用EcoRⅠ、KpnⅠ同時酶切后得到200 bp和600 bp兩種長度的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。請回答下列問題: (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,常用的運載體是__________。 (2)切割完成后,采用__________酶將運載體與該抗病基因連接,連接后得到的DNA分子稱為______________________。 (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 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。下圖為獲得抗蟲棉的技術(shù)流程。 請據(jù)圖回答: (1)A過程需要的酶有_______________。 (2)B過程及其結(jié)果體現(xiàn)了質(zhì)粒作為運載體必須具備的兩個條件是_______________。 (3)C過程的培養(yǎng)基除含有必要營養(yǎng)物質(zhì)、瓊脂和激素外,還必須加入____________。 (4)如果利用DNA分子雜交原理對再生植株進(jìn)行檢測,D過程應(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爾遺傳規(guī)律。 ①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1∶1。 ②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__________。 ③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 基因的運載體 (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)?!∈删w 動植物病毒 擬核 細(xì)胞核 環(huán)狀DNA 課時訓(xùn)練 1.D [基因工程中目的基因和受體細(xì)胞均可來自動、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)的胰島素原無生物活性,只有經(jīng)過一定的物質(zhì)激活以后,才有生物活性。運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錯誤。] 2.C [DNA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關(guān)。] 3.D [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)配對的,圖中②④符合要求。] 4.B [DNA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DNA單位——脫氧核苷酸的一部分而不是切口,故④所述不正確。b處為堿基對間的氫鍵,解旋酶可使其斷開,但連接酶不作用于此處,故②所述也不正確。] 5.B [質(zhì)粒是一個小型的環(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重要的運載體,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。] 6.D [作為運載體的質(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,并且具有多個限制酶切割位點。細(xì)菌擬核中的DNA呈環(huán)狀,但不能作為運載體。] 7.C [不同的限制酶能識別不同的堿基序列;運載體不屬于工具酶;目的基因和運載體質(zhì)粒結(jié)合后才叫重組質(zhì)粒。] 8.D [由第一個條件“用EcoRⅠ酶切后得到的DNA分子長度仍是1 000 bp”可知,該DNA分子為環(huán)狀結(jié)構(gòu),且只有一個EcoRⅠ酶切位點,同理可知該DNA分子上有兩個KpnⅠ酶切位點,故可排除A、B、C三項。] 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)?!?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載體切出相同的黏性末端,再用DNA連接酶將運載體和目的基因連接起來,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,可把普通棉和抗蟲棉在同等條件下讓害蟲吞食,觀察其效果即可。 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)記的抗蟲基因 (5)①非轉(zhuǎn)基因植株 ②3∶1?、?00 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;作為運載體必須具備以下幾個條件:一是能夠在宿主細(xì)胞中復(fù)制并穩(wěn)定保存;二是具有多個限制性核酸內(nèi)切酶切點,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1∶1,說明轉(zhuǎn)基因植株為雜合子,該雜交過程相當(dāng)于測交;如果自交,則后代比例應(yīng)為3∶1;卡那霉素對花粉進(jìn)行了選擇,保留下了抗卡那霉素型的植株。- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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