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1、2019最新浙科版生物選修 3第四節(jié)《 基因工程的發(fā)展前
景》學案
【學習目標】
1 .簡述科學家在基因工程方面的最新嘗試。
2 .認識生物反應器。
3 .簡述蛋白質(zhì)工程。
【學習過程】
1 .總結(jié)基因工程的的應用。
2 .閱讀課文,歸納總結(jié)科學家在基因工程方面的最新嘗試。
3 .閱讀課文,總結(jié)基因工程的未來。
【知識梳理】
一、基因工程的應用領(lǐng)域
二、科學家在基因工程方面的最新嘗試
光合作用
生物固氮
生物反應器
蛋白質(zhì)工程
三、基因工程的未來
【典題解悟】
1 .下列有關(guān)基因工程技術(shù)的不正確敘述是
A .基因工程中必須用到 DNA連接酶
B .所有
2、的限制酶都只能識別同一種特定的核甘酸序列
C.基因工程操作中用來生產(chǎn)目標蛋白的轉(zhuǎn)基因生物體或器官可以成為生物反應器
D.基因工程技術(shù)可以用于環(huán)境的保護
答案:B
解析:基因操作的工具有限制酶、連接酶 ,一種限制酶只能識別特定的核甘酸序列。故
B錯誤。
2 .通過蛋白質(zhì)工程來改造某種蛋白質(zhì)的過程中 ,直接操作的對象是( )
A.該蛋白質(zhì)的基因 B. 該蛋白質(zhì)分子 C .該蛋白質(zhì)的mRNA D.以上都可以
答案:A
解析:蛋白質(zhì)工程雖然最終改變的是蛋白質(zhì)分子 ,但根據(jù)中心法則,蛋白質(zhì)是由基因通過 轉(zhuǎn)錄和翻譯表達出來的,所以蛋白質(zhì)工程中被直接操作的是基因 ,通過改變基因的堿基排列順
3、 序,最終得到改造后的基因表達出來的產(chǎn)物一一新的蛋白質(zhì)。
【當堂檢測】
1.科學家運用基因工程技術(shù) ,可以使哺乳動物本身變成 批量生產(chǎn)藥物的工廠”如 乳腺生物 反應器”的培養(yǎng),就是將 某種基因”通過顯微注射法導入哺乳動物的受精卵中 ,然后,將受精卵 送入母體內(nèi),使其生長發(fā)育成轉(zhuǎn)基因動物。這里的 某種基因”是指:( )
A.乳腺蛋白基因
B.藥用蛋白基因
C.藥用蛋白基因和乳腺蛋白基因的啟動子重組在一起
D .藥用蛋白基因和細菌質(zhì)?;蛑亟M在一起
2、下列有關(guān)基因工程技術(shù)的敘述 ,正確的是 ( )
A.重組DN破術(shù)所用的工具酶是限制酶、連接酶和運載體
B .所有的限制酶都只能
4、識別同一種特定的核甘酸序列
C.選用細菌作為重組質(zhì)粒的受體細胞是因為細菌繁殖快
D.只要目的基因進入了受體細胞就能成功實現(xiàn)表達
3 .獲取目的基因的方法有多種 ,下列不屬于目的基因獲取方法的是( )
A.從基因組文庫中獲取 B. 利用反轉(zhuǎn)錄法獲取
C.從含目的基因生物細胞中獲取 D. 利用PCR技術(shù)獲取
4 .用基因工程技術(shù)可使大腸桿菌合成人的蛋白質(zhì)。下列敘述正確的有( )
A.常用相同的限制性核酸內(nèi)切酶處理目的基因和質(zhì)粒
8. DNA1接酶和RNAm合酶是構(gòu)建重組質(zhì)粒必需的工具酶
C.可用含抗生素的培養(yǎng)基檢測抗蟲棉中是否導入了重組 DNA
D.導入大腸桿菌的目的基因一定能
5、成功表達
5 .下列關(guān)于蛋白質(zhì)工程的說法不正確的是( )
A.蛋白質(zhì)工程能定向改造蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu) ,使之更加符合人類的需要
B.蛋白質(zhì)工程是在分子水平上對蛋白質(zhì)分子直接進行操作 ,定向改變分子的結(jié)構(gòu)
C.蛋白質(zhì)工程能產(chǎn)生出自然界中不曾存在過的新型蛋白質(zhì)分子
D.蛋白質(zhì)工程與基因工程密不可分 ,又被稱為第二代基因工程
6 .棉鈴蟲是一種危害棉花的害蟲。我國科學工作者發(fā)現(xiàn)一種生活在棉鈴蟲消化道內(nèi)的蘇云
金桿菌能分泌一種毒蛋白使棉鈴蟲致死 ,而這種毒蛋白對人畜無害。通過基因工程方法 ,科學
家采用花粉粒通道法將毒蛋白基因轉(zhuǎn)入棉花植株并成功表達 ,棉鈴蟲食用了這種轉(zhuǎn)基因棉花
的植株
6、后就會造成死亡?;ǚ哿Mǖ婪ㄊ侵福豪弥参锘ǚ勖劝l(fā)時形成的花粉管通道將毒
,借助天然的種胚系統(tǒng)
蛋白基因送入胚囊,近而導入尚不具備細胞壁的合子或早期胚體細胞 形成含有目的基因的種胚。
(1)下列所示的黏性末端是由 種限制性內(nèi)切酶作用產(chǎn)生的。
AATTC
AATTG
C
TTAAC
TTAAG
C
3 / 3
(2)利用花粉粒通道法將毒蛋白基因?qū)朊藁毎?,此過程是基因操作的基本步驟中的第
步,即。為減少獲得目的基因的盲目性 ,在
獲得真核生物的目的基因時,應盡量采用 的方法。
(3)該目的基因在導入受體細胞前需要與運載體結(jié)合 ,目前經(jīng)常使用的運載體有:
7、、和。
(4)檢測該目的基因是否表達的方法是。
7.番茄果實成熟過程中,某種酶(PG)開始合成并顯著增加,促使果實變紅變軟。
但不利于長途運輸和長期保鮮。科學家利用反義 RNA技術(shù)(見圖解),可有效解決此
問題。該技術(shù)的核心是,從番茄體細胞中獲得指導 PG合成的信使 RNA,繼而以該信使
RNA為模板人工合成反義基因并將之導入離體番茄體細胞 ,經(jīng)組織培養(yǎng)獲得完整植
株。新植株在果實發(fā)育過程中 ,反義基因經(jīng)轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的反義 RNA與細胞原有 mRNA
(靶mRNA )互補形成雙鏈 RNA,阻止靶 mRNA進一步翻譯形成 PG,從而達到抑制果 實成熟的目的。請結(jié)合圖解回答:
DNA
8、
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(1)反義基因像一般基因一樣是一段雙鏈的 DNA分子,合成該分子的第一條鏈時,使用的
模板是細胞質(zhì)中的信使 RNA,原料是四種 ,所用的酶是 。
(2)開始合成的反義基因第一條鏈是與模板 RNA連在一起的雜交雙鏈 ,通過加熱去除
RNA,然后再以反義基因第一條鏈為模板合成第二條鏈 ,這樣一個完整的反義基因
被合成。若要以完整雙鏈反義基因克隆成百上千的反義基因 ,所用復制方式為
(3)如果指導番茄合成 PG的信使 RNA的堿基序列是一 A-U-C-C
9、-A-G-G-U-C 一,那么,PG反義基因的這段堿基對序列是 。
(4)將人工合成的反義基因?qū)敕讶~肉細胞原生質(zhì)體的運輸工具是 -該目的基 因與運輸工具相結(jié)合需要使用的酶有 在受體細胞中該基因指導 合成的最終產(chǎn)物是。
答案
1-5 DCCAB
6 . (1) 4 (2)三,將重組DNA導入受體細胞,人工合成
(3)噬菌體,動植物病毒,質(zhì)粒(4)用害蟲去感染棉花
7 .(1)目的 四種脫氧核甘酸 限制性內(nèi)切酶 黏性末端(2)或豆細胞 水稻細胞(3)轉(zhuǎn)錄 (4)讓多種害蟲吞食水稻葉片(5)目的明確 ,培育周期短。(6)可以讓人類獲得具有
優(yōu)良品質(zhì)的作物,如蛋白質(zhì)含量更高、抗逆性更強;打破傳統(tǒng)育種界限 ,如植物表達微生物的
抗蟲性狀。弊:轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物也可能變異成為對人類或環(huán)境有害的物種 ,如抗逆性極強的
“超級雜草”;造成基因污染;影響食品安全。