學習導航
1.學習目標
（1）簡述基因工程的基本原理。
（2）舉例說出基因工程在農業、醫藥等領域的應用。
（3）關注轉基因生物和轉基因食品的安全性。
2.學習建議
（1）本節學習的重點是基因工程的基本原理和大致過程。在理解基因工程的基本原理的基礎上，記住限制酶和質粒的特點以及基因工程的操作過程：用“工具”對目的基因進行“提、剪、拼、接、導、檢”。從而進一步明確基因工程就是按照人們的意愿，把一種生物的基因提取出來，加以修飾改造，然后放到另一種生物的細胞里，定向地改造生物的遺傳性狀。
（2）對幾種常用育種方法進行列表比較，總結從雜交育種到基因工程發展的歷程（見下表）。
育種方法
處理方法
原理
優缺點
實例
雜交育種
通過雜交使親本優良性狀組合或互換后連鎖在同一品種上基因重組
優點：可獲優良性狀新品種缺點：育種年限長 小麥矮稈、抗病新品種的培育
誘變育種
物理（射線照射、激光處理）或化學（用秋水仙素、硫酸乙二酯）方法處理動植物、微生物基因突變
優點：加快育種進程，大幅度改變某些性狀。缺點：有利個體不多，需大量處理供試材料 青霉菌高產菌株的培育單倍體育種
花藥離體培養后用秋水仙素處理染色體變異
明顯縮短育種年限，可獲純優良品種 普通小麥花藥離體培養多倍體育種
親本（幼苗或種子）體細胞染色體數目加倍、染色體數加倍的配子、多倍體染色體變異
優點：植株莖稈粗壯，果實、種子大，營養物質含量高。缺點：發育延遲、結實率低 無子西瓜、含糖量高的甜菜基因工程育種
將一種生物特定基因轉移到另一種生物細胞內基因重組
優點：定向地改造生物的遺傳性狀 抗蟲棉
（3）在了解基因工程各種應用的基礎上，理解基因工程應用的利與弊。并搜集有關資料，進行思考，以分析、想像、推斷和辯論相結合的方法，圍繞基因工程的利與弊，分析討論是否需要關注轉基因食品和轉基因生物。
自我測評
一、選擇題
1.下列有關基因工程的敘述中，正確的是（ ）。
A.基因工程常以抗菌素抗性基因為目的基因
B.細菌質粒是基因工程常用的運載體
C.通常用一種限制性內切酶處理含目的基因的DNA，用另一種限制性內切酶處理運載體DNA
D.為育成抗除草劑的作物新品種，導入抗除草劑基因時只能以受精卵為受體
2.下列有關質粒的敘述中，正確的是（ ）。
A.質粒是廣泛存在于細菌細胞內的一種顆粒狀細胞器
B.質粒是僅存于細菌細胞中能自我復制的小型環狀DNA分子
C.質粒只有在侵入宿主細胞后才能復制
D.質粒的復制過程一定是在宿主細胞外獨立地進行
3.科學家們經過多年的努力，創立了一種新興的生物技術——基因工程，實施該工程的最終目的是（ ）。
A.定向提取生物體DNA分子 B.定向對DNA分子進行人工“剪切”
C.定向改造生物的遺傳性狀 D.在生物體外對DNA分子進行改造
4.采用基因工程的方法培育抗蟲棉，下列導入目的基因的做法中，正確的是( )。
①將毒素蛋白注射到棉受精卵中�、趯⒕幋a毒素蛋白的DNA序列注射到棉受精卵中
③將編碼毒素蛋白的DNA序列，與質粒重組，導入細菌，用該細菌感染棉的體細胞，再進行組織培養�、軐⒕幋a毒素蛋白的DNA序列，與細菌質粒重組，注射到棉的子房并進入受精卵
A.①② B.②③ C.③④ D.①④
5.1976年，人類首次獲得轉基因生物，即將人的生長抑制素因子的基因轉入大腸桿菌，并獲得表達。這里的表達是指該基因在大腸桿菌內（ ）。
A.能進行DNA復制 B.能進行轉錄和翻譯
C.能合成生長抑制素因子 D.能合成人的生長激素
6.要將目的基因與運載體連接起來，在基因操作中應選用（ ）。
A.只需DNA連接酶 B.同一種限制酶和DNA連接酶
C.只需限制酶 D.不同的限制酶和DNA連接酶
7.我國科學工作者培育成的抗棉鈴蟲的轉基因抗蟲棉，其抗蟲基因來源于（ ）。
A.普通棉的突變基因 B.棉鈴蟲變異形成的致死基因
C.寄生在棉鈴蟲體內的線蟲基因 D.蘇云金芽孢桿菌中的抗蟲基因
8.實施基因工程第一步的一種方法是把所需的基因從供體細胞內分離出來，這要利用限制性內切酶。從大腸桿菌中提取的一種限制性內切酶EcorI，能識別DNA分子中的GAATTC序列，切點在G與A之間。這是應用了酶的（ ）。
A.高效性 B.專一性 C.多樣性 D.催化活性受外界條件影響
9.基因工程中常采用細菌、酵母菌等微生物作為受體細胞，原因是（ ）。
A.結構簡單，操作方便 B.繁殖速度快
C.遺傳物質含量少 D.性狀穩定，變異少
10.下列各項中，說明目的基因完成了表達的是（ ）。
A.棉株中含有殺蟲蛋白基因 B.大腸桿菌中具有胰島素基因
C.酵母菌中產生了干擾素 D.抗病毒基因導入土豆細胞中
11.下列黏性末端屬于同一種限制酶切割而成的是（ ）。
A.①② B.①③ C.①④ D.②③
12.上海醫學遺傳研究所成功培育出第一頭攜帶白蛋白的轉基因牛，他們還研究出一種可大大提高基因表達水平的新方法，使轉基因動物乳汁中的藥物蛋白含量提高30多倍�！稗D基因動物”是指（ ）。
A.提供基因的動物 B.基因組中增加外源基因的動物
C.能產生白蛋白的動物 D.能表達基因信息的動物
13.下列關于限制酶的說法中，不正確的是（ ）。
A.限制酶廣泛存在于各種生物中，微生物中很少分布
B.一種限制酶只能識別一種特定的核苷酸序列
C.不同的限制酶切割DNA的切點不同
D.限制酶的作用是用來提取目的基因
14.下列各項中，與基因工程無關的是（ ）。
A.選擇“工程菌”來生產胰島素B.培育轉基因抗蟲棉
C.人工誘導多倍體D 高二.利用DNA探針檢測飲用水是否含有病毒
15.基因工程是在DNA分子水平上進行設計施工的，在基因操作的基本步驟中，不進行堿基互補配對的步驟是（ ）。
A.人工合成目的基因 B.目的基因與運載體結合
C.將目的基因導入受體細胞 D.目的基因的檢測和表達
二、非選擇題
16.下圖為表示從蘇云金桿菌分離出來的殺蟲晶體蛋白基因(簡稱Bt基因)及形成轉基因抗蟲植物的圖解。請根據圖回答下面的問題。
（1）在下列含有ATP、有關的酶的試管中，大量而快捷獲取Bt基因最佳方案是（ ）。
（2）寫出b過程的表達式： 。
（3）由于不同的Bt菌株產生的晶體蛋白質不同，其根本原因是由于組成不同菌株DNA的（ ）。
A.脫氧核苷酸種類不同 B.空間結構不同
C.脫氧核苷酸排列順序不同 D.合成方式不同
（4）活化的毒性物質應是一種 分子，活化的毒性物質全部或部分嵌合于昆蟲的細胞膜上，使細胞膜產生孔道，導致細胞由于 平衡的破壞而破裂。
（5）任何科學技術都是雙刃劍，談談轉基因技術的利與弊：
17.右圖是將人的生長激素基因導入細菌D細胞內，產生“工程菌”的示意圖。所用的基因運載體為質粒A。若已知細菌D細胞內不含質粒A，也不含質粒A上的基因，質粒A導入細菌后能正常表達。
(1)圖中利用A和B產生的C稱 ，它通常在體外完成，完成此過程使用的工具酶有 。
(2)目前將C導入細菌的效率不高，在導入前一般要用 處理細菌，以增大細菌細胞壁的通透性。
(3)在導入完成后得到的細菌，實際上有的根本沒有導入質粒，有的導入了普通質粒，只有少數導入的是C。所以在基因工程的操作步驟中必須要有 步驟。根據目的基因在質粒中插入的位置，完成此步驟的最好方法是 。
(4)若將C導入細菌D后，目的基因在“工程菌”中表達成功的標志是 。
(5)通過基因工程獲得的工程菌D表現出一定的變異性，這種變異屬于 ，試談談基因工程的優點:
。
參考答案
一、選擇題
1.B 2.C 3.C 4.C 5.C 6.B 7.D 8.B 9.B 10.C 11.B 12.B 13.A 14.C 15.C
二、非選擇題
16.（1）D
（2）
（3）C（4）多肽 滲透（5）此題為開放型，答案合理即可。提示：利：通過轉基因技術創造抗病、抗蟲、抗旱、抗除草劑、抗污染的植物新品種；轉基因動物為人類器官移植提供廣闊的前景。弊：制造超級雜草、超級細菌，轉基因動物、轉基因植物的出現引發物種入侵，有可能破壞原有的生態系統的穩定。
17.(1)重組質粒(重組DNA)DNA限制性內切酶、DNA連接酶(2)CaCl2
(3)目的基因的檢測和表達選擇對氨芐青霉素敏感的細菌(4)“工程菌”能合成生長激素(5)基因重組 基因工程實現了生物定向變異，克服了不同物種之間遠緣雜交不親和性
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