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- 2023-03-17 04:40:02 发布
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真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。
1
第 2 节 基因工程及其应用
[学习导航] 1.结合教材图文，概述基因工程的基本原理和基本步骤。2.结合具体实例，了
解基因工程的应用及其安全性。
[重难点击] 基因工程的基本原理和基本步骤。
科幻电影《蜘蛛侠》中的男主角意外被转基因的蜘蛛咬伤，蜘蛛的基因整合到了他的基因上，
并且在他体内表达，从而使他成了具有特殊本领的超级英雄。
现实中，我们已经运用类似的技术来改造生物的性状，获得人们所需要的品种，这就是基因
工程。
一、基因工程的原理
1．基因工程的概念
(1)基因工程，又叫做基因拼接技术或 DNA重组技术。通俗地说，就是按照人们的意愿，把一
种生物的某种基因提取出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里，定向地改造生
物的遗传性状。
(2)基因工程是把一种生物的某种基因转移到另一种生物体的细胞内，基因的结构基本没有变
真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。
2
化，只是位置发生了变化，所以应该属于基因重组。
2．基因工程的基本工具
(1)限制性核酸内切酶
限制性核酸内切酶的作用特点是识别特定的核苷酸序列，并在特定的切点上切割 DNA分子。
(2)DNA连接酶
连接黏性末端或平末端脱氧核糖和磷酸之间的缺口。
(3)运载体
①作用：将外源基因送入受体细胞。
②种类：质粒、噬菌体和动植物病毒等。质粒存在于许多细菌以及酵母菌等生物细胞中，是
拟核或细胞核外能够自主复制的很小的环状 DNA分子。上面通常含有的抗性基因可以作为标
记基因用于目的基因导入受体细胞的检测依据。
3．基因工程的操作步骤
提取目的基因——目的基因：人们所需要的特定基因
↓
目的基因与运载体结合Error!
↓
将目的基因导入受体细胞：主要是借鉴细菌或病毒侵染细胞的方法
↓
目的基因的检测与鉴定Error!
下图是利用基因工程技术生产人胰岛素的操作过程示意图，请据图回答。
1．能否利用人的皮肤细胞进行过程①？过程②特别需要的酶是哪一种？
答案 不能，皮肤细胞中胰岛素基因不表达；过程②是逆转录，需要逆转录酶。
2．如何将 A和 B连接成 C？操作后的产物只有 C吗？
答案 用同一种限制酶切割 A和 B，再加入 DNA连接酶，才能形成 C。操作后的产物除了 C，
还可能有 A与 A结合、B与 B结合的产物。
3．如果要检测 D中是否含有 C，通常如何检测？
答案 利用 C上的标记基因进行检测。
4．人的胰岛素基因能够在大肠杆菌细胞中表达的基础是什么？
答案 所有生物共用一套遗传密码。
真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。
3
5．该方法和诱变育种相比，有什么优点？
答案 可以定向地改造生物的遗传性状。
知识整合 胰岛素基因只在胰岛细胞中转录出 mRNA；目的基因和运载体结合时，通常用同一
种限制酶切割，再加入 DNA连接酶；操作后的产物也有目的基因和运载体自我环化的产物。
基因工程可以定向地改造生物的遗传性状。
1．某科学家从细菌中分离出耐高温淀粉酶(Amy)基因 a，通过基因工程的方法，将基因 a 与
运载体结合后导入马铃薯植株中，经检测发现 Amy在成熟块茎细胞中存在。结合图形分析下
列有关这一过程的叙述，不正确的是( )
A．获取基因 a的限制酶的作用部位是图中的①
B．连接基因 a与运载体的 DNA连接酶的作用部位是图中的②
C．基因 a进入马铃薯细胞后，可随马铃薯 DNA分子的复制而复制，传给子代细胞
D．通过该技术人类实现了定向改造马铃薯的遗传性状
答案 B
解析 限制酶和 DNA连接酶均作用于磷酸二酯键，即①处，二者作用相反，分别是打开和连
接该化学键；目的基因进入受体细胞后，会随着马铃薯 DNA分子的复制而复制，传给子代细
胞，使之产生定向变异，从而改变其遗传性状。
2．如图所示为一项重要生物技术的关键步骤，X是获得外源基因并能够表达的细胞。下列有
关说法不正确的是( )
A．X是能合成胰岛素的细菌细胞
B．质粒具有标记基因和多个限制酶切点
C．外源基因与运载体的重组只需要 DNA连接酶
D．该细菌的性状被定向改造
答案 C
解析 根据图示，重组质粒导入的是细菌细胞，所以 X是能合成胰岛素的细菌...
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第 2 节 基因工程及其应用
[学习导航] 1.结合教材图文，概述基因工程的基本原理和基本步骤。2.结合具体实例，了
解基因工程的应用及其安全性。
[重难点击] 基因工程的基本原理和基本步骤。
科幻电影《蜘蛛侠》中的男主角意外被转基因的蜘蛛咬伤，蜘蛛的基因整合到了他的基因上，
并且在他体内表达，从而使他成了具有特殊本领的超级英雄。
现实中，我们已经运用类似的技术来改造生物的性状，获得人们所需要的品种，这就是基因
工程。
一、基因工程的原理
1．基因工程的概念
(1)基因工程，又叫做基因拼接技术或 DNA重组技术。通俗地说，就是按照人们的意愿，把一
种生物的某种基因提取出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里，定向地改造生
物的遗传性状。
(2)基因工程是把一种生物的某种基因转移到另一种生物体的细胞内，基因的结构基本没有变
真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。
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化，只是位置发生了变化，所以应该属于基因重组。
2．基因工程的基本工具
(1)限制性核酸内切酶
限制性核酸内切酶的作用特点是识别特定的核苷酸序列，并在特定的切点上切割 DNA分子。
(2)DNA连接酶
连接黏性末端或平末端脱氧核糖和磷酸之间的缺口。
(3)运载体
①作用：将外源基因送入受体细胞。
②种类：质粒、噬菌体和动植物病毒等。质粒存在于许多细菌以及酵母菌等生物细胞中，是
拟核或细胞核外能够自主复制的很小的环状 DNA分子。上面通常含有的抗性基因可以作为标
记基因用于目的基因导入受体细胞的检测依据。
3．基因工程的操作步骤
提取目的基因——目的基因：人们所需要的特定基因
↓
目的基因与运载体结合Error!
↓
将目的基因导入受体细胞：主要是借鉴细菌或病毒侵染细胞的方法
↓
目的基因的检测与鉴定Error!
下图是利用基因工程技术生产人胰岛素的操作过程示意图，请据图回答。
1．能否利用人的皮肤细胞进行过程①？过程②特别需要的酶是哪一种？
答案 不能，皮肤细胞中胰岛素基因不表达；过程②是逆转录，需要逆转录酶。
2．如何将 A和 B连接成 C？操作后的产物只有 C吗？
答案 用同一种限制酶切割 A和 B，再加入 DNA连接酶，才能形成 C。操作后的产物除了 C，
还可能有 A与 A结合、B与 B结合的产物。
3．如果要检测 D中是否含有 C，通常如何检测？
答案 利用 C上的标记基因进行检测。
4．人的胰岛素基因能够在大肠杆菌细胞中表达的基础是什么？
答案 所有生物共用一套遗传密码。
真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。
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5．该方法和诱变育种相比，有什么优点？
答案 可以定向地改造生物的遗传性状。
知识整合 胰岛素基因只在胰岛细胞中转录出 mRNA；目的基因和运载体结合时，通常用同一
种限制酶切割，再加入 DNA连接酶；操作后的产物也有目的基因和运载体自我环化的产物。
基因工程可以定向地改造生物的遗传性状。
1．某科学家从细菌中分离出耐高温淀粉酶(Amy)基因 a，通过基因工程的方法，将基因 a 与
运载体结合后导入马铃薯植株中，经检测发现 Amy在成熟块茎细胞中存在。结合图形分析下
列有关这一过程的叙述，不正确的是( )
A．获取基因 a的限制酶的作用部位是图中的①
B．连接基因 a与运载体的 DNA连接酶的作用部位是图中的②
C．基因 a进入马铃薯细胞后，可随马铃薯 DNA分子的复制而复制，传给子代细胞
D．通过该技术人类实现了定向改造马铃薯的遗传性状
答案 B
解析 限制酶和 DNA连接酶均作用于磷酸二酯键，即①处，二者作用相反，分别是打开和连
接该化学键；目的基因进入受体细胞后，会随着马铃薯 DNA分子的复制而复制，传给子代细
胞，使之产生定向变异，从而改变其遗传性状。
2．如图所示为一项重要生物技术的关键步骤，X是获得外源基因并能够表达的细胞。下列有
关说法不正确的是( )
A．X是能合成胰岛素的细菌细胞
B．质粒具有标记基因和多个限制酶切点
C．外源基因与运载体的重组只需要 DNA连接酶
D．该细菌的性状被定向改造
答案 C
解析 根据图示，重组质粒导入的是细菌细胞，所以 X是能合成胰岛素的细菌...