第6章从杂交育种到基因工程
第2节基因工程及其应用
学习目标
1．简述基因工程的基本工具
2．简述基因工程的基本操作步骤
3．说出基因突变和基因重组的意义
基础知识
一、基因工程的原理
1. 基因工程的概念：
基因工程又叫技术或技术。
通俗地说，就是按照人们的意愿，把一种生物的提取出来，加以，然后放到另一种生物的细胞里，地改造生物的。
基因工程是在上进行的水平的设计施工，需要有专门的工具。
2.基因工程的工具
（1）基因的“剪刀”：__________（简称__________），作用：
（2）基因的“针线”：__________，作用：
（3）基因的：作用：，目前常用的运载体有________、________和______________等。
3. 基因工程操作的一般步骤为：__________________目的基因与___________结合将目的基因导入________________目的基因的________和________。
二、基因工程的应用
1、基因工程在作物育种方面的事例有：、、超级绵羊等；
抗虫基因作物的优点，不仅减少了__________，大大降低了生产成本，而且还减少了__________。
2、基因工程生产药品有__________、__________、__________等。
3、目前关于转基因生物和转基因产品的安全性，有两种观点，一种观点是转因生物和转基因食品不安全，____________________；另一种观点，应该大范围推广。
1.看课本P103图6-6，由图中过程怎么操作？用到什么工具？
①从人的细胞中分离出DNA ；
②用限制酶切取胰岛素基因片断
③分离大肠杆菌中的质粒并用同种限制酶切断
④用DNA 连接酶将胰岛素基因与质粒DNA 重组
⑤将重组质粒导入大肠杆菌进行转化
⑥培养大肠杆菌，复制大量胰岛素基因并表达分泌出胰岛素；
过程属于基因工程的第一步：；
过程属于基因工程的第二步：；
过程属于基因工程的第三步：；
过程属于基因工程的第四步：；
2.此过程的目的基因是_____________，供体是，受体是_________；
3.细菌和人是差异非常大的两种生物，为什么通过基因重组后，细菌能够合成人的胰岛素呢？
二、请模仿转基因大肠杆菌生产人胰岛素的过程，写出培育转基因抗虫棉的过程。
4.请写出过程
①
② ③
④
⑤
⑥
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
2．下图为DNA分子的某一片段，其中①②③分别表示某种酶的作用部位，则相应的酶依次是()
A．DNA连接酶、限制酶、解旋酶
B．限制酶、解旋酶、DNA连接酶
C．解旋酶、限制酶、DNA连接酶
D．限制酶、DNA连接酶、解旋酶
3．下列有关基因工程中运载体的说法，正确的是()
A．在进行基因工程的操作中，作为运载体的质粒都是天然质粒
B．所有的质粒都可以作为基因工程的运载体
C．质粒是一种独立于细菌拟核DNA外的链状DNA分子
D．作为运载体的质粒DNA分子上应有对重组DNA分子进行鉴定和选择的标记基因4．下列关于基因工程的叙述，错误的是()
A．目的基因和受体细胞均可来自动植物或微生物
B．限制性核酸内切酶和DNA连接酶是两类常用的工具酶
C．人胰岛素原基因在大肠杆菌中表达的胰岛素原无生物活性
D．运载体上的抗性基因有利于筛选含重组DNA的细胞和促进目的基因的表达
5．水母发光蛋白由236个氨基酸构成，其中Asp(天冬氨酸)、Gly(甘氨酸)、Ser(丝氨酸)构成发光环，现已将这种蛋白质的基因作为生物转基因的标记，在转基因技术中，这种蛋白质的作用是()
A．促使目的基因导入受体细胞
B．使目的基因容易被检测出来
C．促使目的基因在受体细胞内复制
D．使目的基因容易成功表达
6．干扰素是一种糖蛋白，过去从人的白细胞中提取，产量很低。
我国的科研人员成功运用基因工程技术提高了其产量，如图为其原理过程图。
请据图回答下面的问题：
(1)图中①过程叫______________________________________________________________。
(2)图中②物质的化学本质是_____________________________________________________，它作为运载体，必须具备的特点是_________________________________________________ ________________________________________________________________________(写出任意两点)。
(3)该过程中，供体细胞是________________，受体细胞是________(填字母)，重组DNA分子是________(填序号)，在形成③的过程中需要_____________________________________。
课堂检测[答案]
1．[[答案]]D
[[解析]]基因工程是在生物体外，通过对DNA分子进行人工“剪切”和“拼接”，对生物的基因进行改造(目的性强)和重新组合(基因重组)，然后导入受体细胞内进行复制，使重组基因在
受体细胞内表达，产生出人类所需要的基因产物和新的生物类型，但并不是所有的基因工程产物对人类都是有益的。
2．[[答案]]C
[[解析]]使碱基对内氢键断裂的是解旋酶；限制酶将特定部位的相邻两脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键断开；连接DNA片段间磷酸二酯键的是DNA连接酶。
3．[[答案]]D
[[解析]]作为运载体的质粒，都是经过修饰的质粒；并不是所有质粒都能作为运载体，能作为运载体的质粒必须具备一定的条件；质粒是环状DNA分子。
4．[[答案]]D
[[解析]]基因工程中目的基因和受体细胞均可来自动植物或微生物；常用的工具酶是限制性核酸内切酶和DNA连接酶；人胰岛素原基因在大肠杆菌中表达的胰岛素原无生物活性，只有经过一定的物质激活以后，才能有生物活性。
运载体上的抗性基因主要是有利于筛选含重组DNA的细胞，不能促进目的基因的表达，所以D错误。
5．[[答案]]B
[[解析]]该发光蛋白的作用是使目的基因容易被检测出来，从而确认目的基因是否已经成功导入受体细胞中。
6．[[答案]](1)提取目的基因
(2)双链环状DNA分子(或DNA分子)具有一个或多个限制酶切割位点，在细胞中能够自我复制，有特殊的标记基因等
(3)人的体细胞b③限制酶和DNA连接酶。