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1EvaluationWarning:ThedocumentwascreatedwithSpire.Docfor.NET.基因工程及其应用一、基因工程的原理1．基因工程的概念理解2．基因工程的操作工具(1)“剪刀”与“针线”项目名称作用“剪刀”限制性核酸内切酶(或限制酶)识别特定的核苷酸序列，并在特定的切点上切割DNA分子“针线”DNA连接酶连接脱氧核糖和磷酸之间的缺口(2)3．基因工程的操作步骤提取目的基因→目的基因与运载体结合→将目的基因导入受体细胞→目的基因的检测与鉴定。二、基因工程的应用及安全性1．基因工程的应用(1)作物育种目的：培育出具有各种抗逆性的作物新品种实例：抗棉铃虫的转基因抗虫棉意义：减少了农药用量，保护环境(2)药物研制实例：生产人的胰岛素过程：胰岛素基因导入大肠杆菌内，并在大肠杆菌内表达(3)环境保护：利用转基因细菌降解有毒有害的化合物，吸收环境中的重金属，分解泄漏的石油，处理工业废水等。2．转基因产物的安全性的两种观点(1)转基因生物与转基因食品不安全，要严格控制。2(2)转基因生物与转基因食品是安全的，应该大范围推广。一、基因工程的原理1．阅读教材P102～103内容，仔细观察分析图6－6，探究下列问题。(1)基因工程中工具酶的作用①DNA解旋酶和限制酶都作用于DNA，试分析这两种酶的作用部位相同吗？提示：不相同。DNA解旋酶作用于碱基之间的氢键，而限制酶作用于磷酸与脱氧核糖之间的化学键，即磷酸二酯键。②切割运载体和目的基因用同一种限制酶的原因。提示：因为只有用同一种限制酶才能切割出相同的黏性末端，利于目的基因与运载体结合。③限制酶和DNA连接酶作用的位点相同吗？提示：相同，均作用于磷酸二酯键。④若用DNA连接酶将目的基因与运载体两两结合时，可能有哪些产物？提示：产物可能有三种：目的基因与目的基因结合、运载体与运载体结合、目的基因与运载体结合。(2)运载体的特点及其作用①运载体与物质跨膜运输中的载体化学本质相同吗？提示：不相同。运载体是小的DNA分子，载体是蛋白质。②基因工程中的运载体具有怎样的特点？提示：a.能够在宿主细胞中稳定保存并大量复制，以保证外源基因在宿主细胞内长期稳定存在并复制；b．具有多个限制酶切点，以便与外源基因连接；c．具有某些标记基因，便于检测运载体是否进入受体细胞。2．判断正误(1)基因工程能够实现不同物种之间基因的重新组合。(√)(2)基因工程的运载体本质都是DNA分子。(√)(3)所有的限制酶都只能识别同一种特定的核苷酸序列。(×)二、基因工程的应用及其安全性1．转基因技术已经实现了将人的胰岛素基因转入细菌体内，利用细菌生产人的胰岛素，分析讨论下列问题：(1)试从基本单位、空间结构和碱基配对方式三个方面分析运载体与目的基因结合成功的基础。提示：①基本单位相同：不同生物的DNA分子都是由脱氧核苷酸构成的。②空间结构相同：不同生物的DNA分子都是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链形成的规则的双螺旋结构。③碱基配对方式相同：不同生物的DNA分子中两条链之间的碱基配对方式都是A与T配对，G与C配对。(2)目的基因能够在受体细胞中表达的基础是什么？提示：所有生物共用一套遗传密码。2．与杂交育种、诱变育种相比，基因工程育种的原理是什么？主要优点有哪点？提示：其原理与杂交育种相同，是基因重组。与杂交育种相比，基因工程育种的育种周3期短并产生了新性状；与诱变育种相比，基因工程育种能定向改造生物的遗传性状。1．限制酶与DNA解旋酶的比较(1)相同点：作用机理都是破坏化学键。(2)不同点①作用部位：限制酶作用于磷酸二酯键，DNA解旋酶作用于氢键。②作用范围：限制酶作用于特定的核苷酸序列和特定的切点，DNA解旋酶作用于所有的DNA分子。2．基因工程操作中的两个注意点(1)切割目的基因和运载体时，一般用同一种限制酶，使目的基因和运载体产生相同的黏性末端，达到目的基因与运载体结合的目的。(2)目的基因导入受体细胞并非标志着基因工程的成功，只有目的基因在受体细胞中表达才说明基因工程的成功。3．基因工程育种的优点(1)目的性强，能定向改造生物性状。(2)育种周期短。(3)能克服远缘杂交不亲和的障碍。4．有性生殖和基因工程中基因重组的区别(1)有性生殖：基因重组――→自然发生Ⅰ.(1)质粒的基本组成单位是______________。(2)将细菌放在含有四环素、氨苄青霉素的培养基中培养，属于基因工程操作中的________________步骤。(3)在插入外源基因过程中用到的工具酶有________________________________。Ⅱ.设计实验探究外源基因插入的位置。(1)步骤：①将导入外源基因的细菌进行培养产生大量细菌。②分组：将细菌平均分成两组并标号为1、2。③培养：将第1组细菌放入________________中培养，将第2组细菌放入________________中培养。④观察并记录结果。(2)预测实验结果及结论：①若1、2组均能正常生长，则外源基因插入点是________；②若1组能正常生长，2组不能生长，则外源基因插入点是________；③若1组不能生长，2组能正常生长，则外源基因插入点是________。解析：Ⅰ.质粒是一种小型环状DNA分子，含有标记基因是作为运载体的前提，它可以用于目的基因的检测与鉴定。Ⅱ.本实验中的特点是若目的基因插入b或c处时就会破坏运载体上原有的标记基因，使细菌不再具有相应的抗性性状，所以应放在含有不同抗生素的培养基上进行培养，观察结果得出相应结论。4答案：Ⅰ.(1)脱氧核苷酸(2)目的基因的检测与鉴定(3)限制酶、DNA连接酶Ⅱ.(1)③含氨苄青霉素的培养基含四环素的培养基(2)①a②c③b