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2019-2020年高中生物 第四章 第20課時 基因突變和基因重組（Ⅱ）課時作業(yè)（含解析）蘇教版必修2 目標導(dǎo)航　1.描述重組DNA技術(shù)的一般過程。2.舉例說出基因工程在遺傳育種、疾病治療和生態(tài)環(huán)境保護方面的應(yīng)用。3.關(guān)注轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因食品的安全性。 一、重組DNA技術(shù) 1．概念：將從一種生物體內(nèi)__________或__________的目的基因，轉(zhuǎn)入另一種生物體內(nèi)，使后者獲得新的遺傳性狀或表達____________的技術(shù)。 2．基因操作的工具：________________、DNA連接酶、______。 (1)______________(簡稱限制酶)。該物質(zhì)能識別一種特定的________序列，并在特定的切點上______DNA分子。例如，大腸桿菌中的一種叫EcoRⅠ的限制性內(nèi)切酶，能夠?qū)Ｒ蛔R別GAATTC的序列，并在G和A之間將這段序列切開。 (2)______________，可以“縫合”__________和______交替連接而構(gòu)成的DNA骨架上的缺口。 (3)基因工程中，目前常用的載體有______、________和動植物病毒等。質(zhì)粒存在于許多細菌以及酵母菌等生物中，是細胞擬核或細胞核外能夠自主復(fù)制的很小的__________分子。 3．有性生殖和基因工程中的基因重組的區(qū)別 有性生殖：基因重組同一物種間 基因工程：基因重組不同物種間 二、重組DNA技術(shù)的一般步驟 三、轉(zhuǎn)基因生物的應(yīng)用和安全性問題 1．應(yīng)用 (1)藥物研制：獲得各種高質(zhì)量、低成本的藥物。如胰島素、人生長激素、乙肝疫苗等已廣泛應(yīng)用。 (2)作物育種：降低生產(chǎn)成本，減少農(nóng)藥對環(huán)境造成的污染，提高農(nóng)作物對不良環(huán)境的適應(yīng)能力。 ①培育高產(chǎn)、穩(wěn)定和具有優(yōu)良品質(zhì)的農(nóng)作物，如高產(chǎn)玉米、高脂肪酸向日葵等。 ②培育各種抗逆性的作物新品種，如抗蟲棉、耐鹽堿水稻等。 2．存在的風(fēng)險：(1)轉(zhuǎn)入抗除草劑基因的轉(zhuǎn)基因作物有可能與______________的雜草發(fā)生天然雜交，從而產(chǎn)生具有________________的新雜草，出現(xiàn)更難對付的“超級雜草”危害。(2)用于制造更危險的具有毀滅性的______武器。食用轉(zhuǎn)基因生物產(chǎn)品對__________是否會造成不利；另外，有人對__________的安全問題也非常關(guān)切。含有目的基因的人和正常人婚配有可能使那些__________在人群中傳播，進而可能對整個人類基因庫產(chǎn)生難以預(yù)料的影響。 知識點一　重組DNA技術(shù)的概念和原理 1．科學(xué)家們經(jīng)過多年的努力，創(chuàng)立了一種新興生物技術(shù)——基因工程，實施該工程的最終目的是 (　　) A．定向提取生物體的DNA分子 B．定向地對DNA分子進行人工“剪切” C．在生物體外對DNA分子進行改造 D．定向地改造生物的遺傳性狀 2．能夠打破物種界限，定向改造生物遺傳性狀，按照人們的意愿培育生物新品種的方法有 (　　) A．誘變育種和轉(zhuǎn)基因技術(shù) B．雜交育種和誘變育種 C．雜交育種和基因工程 D．基因工程 知識點二　重組DNA技術(shù)的一般步驟 3．在基因工程中使用到限制性內(nèi)切酶，其作用是 (　　) A．將目的基因從染色體上切割出來 B．識別并切割特定的DNA堿基序列 C．將目的基因與載體結(jié)合 D．將目的基因?qū)氲绞荏w細胞內(nèi) 4．有關(guān)基因工程的敘述中，錯誤的是 (　　) A．DNA連接酶可以將帶有黏性末端的堿基對連接起來 B．限制酶用于目的基因的獲得 C．目的基因須由載體導(dǎo)入受體細胞 D．人工合成的目的基因不用限制酶切割 知識點三　轉(zhuǎn)基因生物的應(yīng)用和安全性問題 5．利用外源基因在受體細胞中表達，可以生產(chǎn)人類所需要的產(chǎn)品。下列選項中，能說明目的基因完成了在受體細胞中表達的是 (　　) A．棉花二倍體細胞中檢測到細菌的抗蟲基因 B．大腸桿菌中檢測到人胰島素基因及其mRNA C．山羊乳腺細胞中檢測到人生長激素DNA序列 D．酵母菌細胞中提取到人干擾素蛋白 6．xx年《自然》雜志刊登了美國康奈爾大學(xué)Losey等人的實驗結(jié)果：將轉(zhuǎn)Bt基因玉米的花粉撒在苦荬菜上，喂食非靶生物黑脈金斑蝶幼蟲，4天后幼蟲死亡率達44%，而對照組無一死亡。該實驗說明 (　　) A．該轉(zhuǎn)基因玉米對非靶生物有毒 B．轉(zhuǎn)基因生物均有一定的毒性 C．轉(zhuǎn)基因食品不能食用 D．Bt基因?qū)λ泻οx均有毒性 基礎(chǔ)落實 1．DNA連接酶的主要功能是 (　　) A．使DNA復(fù)制時母鏈與子鏈之間形成氫鍵 B．使黏性末端堿基之間形成氫鍵 C．將兩條DNA末端之間的縫隙連接起來 D．將堿基、脫氧核糖、磷酸之間的鍵連接起來 2．下列四條DNA分子，彼此間具有黏性末端的一組是 (　　) A．①② B．②③ C．③④ D．②④ 3．據(jù)圖分析，有關(guān)工具酶功能的敘述錯誤的是 (　　) ①限制酶可以切斷a處　②DNA連接酶可以連接b處?、劢庑缚梢允筨處解開?、蹹NA連接酶可以連接c處 A．①③ B．②④ C．①② D．③④ 4．采用基因工程的方法培育抗蟲棉，下列導(dǎo)入目的基因的做法正確的是 (　　) ①將毒素蛋白注射到棉受精卵中 ②將編碼毒素蛋白的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(zhì)粒重組，導(dǎo)入細菌，用該細菌感染棉的體細胞，再進行組織培養(yǎng) ④將編碼毒素蛋白的DNA序列與細菌質(zhì)粒重組，注射到棉的子房并進入受精卵 A．①② B．②③ C．③④ D．④① 5．為了防止轉(zhuǎn)基因作物的目的基因通過花粉轉(zhuǎn)移到自然界中的其他植物，科學(xué)家設(shè)法將目的基因整合到受體細胞的葉綠體基因組中，其原因是 (　　) A．葉綠體基因組不會進入到生殖細胞中 B．受精卵中的細胞質(zhì)幾乎全部來自卵細胞 C．轉(zhuǎn)基因植物與其他植物間不能通過花粉發(fā)生基因交流 D．植物雜交的后代不會出現(xiàn)一定的性狀分離比 能力提升 6．在基因工程中用來修飾改造生物基因的工具是 (　　) A．限制酶和DNA連接酶 B．限制酶和水解酶 C．限制酶和載體 D．DNA連接酶和載體 7．蘇云金芽孢桿菌的抗蟲基因之所以能在棉花的葉肉細胞中準確地表達出來主要是因為 (　　) A．目的基因能在植物體細胞核中進行復(fù)制 B．不同生物具有相同的一套遺傳信息 C．目的基因與棉花DNA的基本結(jié)構(gòu)相同 D．不同生物共用一套遺傳密碼 8．下列關(guān)于重組DNA技術(shù)工具的敘述中，正確的是 (　　) A．質(zhì)粒是廣泛存在于細菌細胞中的一種顆粒狀細胞器 B．質(zhì)粒是細菌細胞質(zhì)中能自主復(fù)制的小型環(huán)狀DNA分子 C．限制性內(nèi)切酶能夠識別特定的堿基序列并能破壞氫鍵 D．DNA連接酶的作用是催化DNA雙鏈間堿基對的形成 9．下列關(guān)于基因操作工具的敘述中，正確的是 (　　) A．限制酶一定識別GAATTC堿基序列 B．基因工程所用的工具酶是限制酶、連接酶和載體 C．一種限制酶只能識別一種特定的核苷酸序列 D．目的基因就是指重組DNA質(zhì)粒 10．現(xiàn)有一長度為1 000 bp的DNA分子，用EcoRI酶切后得到的DNA分子仍是1 000 bp，用KpnI單獨酶切得到400 bp和600 bp兩種長度的DNA分子，用EcoRI、KpnI同時酶切后得到200 bp和600 bp兩種長度的DNA分子。該DNA分子的酶切圖譜正確的是 (　　) 11．上海醫(yī)學(xué)研究所成功培育出第一頭攜帶人白蛋白基因的轉(zhuǎn)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(zhuǎn)基因動物乳汁中的藥物蛋白含量提高了30多倍。以下與此有關(guān)的敘述中正確的是 (　　) A．“轉(zhuǎn)基因動物”是指體細胞中出現(xiàn)了新基因的動物 B．“提高基因表達水平”是指設(shè)法使牛的乳腺細胞中含有更多的人白蛋白基因 C．只在轉(zhuǎn)基因牛乳汁中才能獲取人白蛋白，是因為人白蛋白基因只在牛乳腺細胞中是純合的 D．轉(zhuǎn)基因牛的肌肉細胞中也有人白蛋白基因，但不發(fā)生轉(zhuǎn)錄、翻譯，故不合成人白蛋白 題號 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案 12.棉鈴蟲是一種嚴重危害棉花的害蟲。我國科學(xué)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，我國已將該蛋白基因轉(zhuǎn)入棉花植株并成功表達。由于棉鈴蟲吃了這種轉(zhuǎn)基因棉花的植株后就會造成死亡，所以該棉花新品種在xx年推廣后，已取得了很好的經(jīng)濟效益。請根據(jù)上述材料回答下列問題： (1)毒蛋白對人畜無害，但能使棉鈴蟲致死，從蛋白質(zhì)特性來看，蛋白質(zhì)具有__________性。 (2)利用蘇云金桿菌防治棉鈴蟲屬于生物防治，它突出的優(yōu)點是_________________。 (3)轉(zhuǎn)基因棉花的抗蟲變異來源，屬于可遺傳變異類型中的________________。 (4)從蘇云金桿菌中切割抗蟲基因所用的工具是________，此工具主要存在于__________中，其特點__________________________________。 (5)蘇云金桿菌的DNA分子上有許多基因，獲得抗蟲基因常采用的方法是“鳥槍法”。具體做法是：用__________酶將蘇云金桿菌的______________切成許多片段，然后將這些片段______________，再通過______________轉(zhuǎn)入不同的受體細胞，讓它們在各個受體細胞中大__________________________________________________________，從中找出含有目的基因的細胞，再用一定的方法把____________________________分離出來。 (6)“毒蛋白基因轉(zhuǎn)入棉花植株內(nèi)并成功表達”的含義是_____________________。 答案 知識清單 一、1.分離得到　人工合成　所需要的產(chǎn)物 2．限制性內(nèi)切酶　載體　(1)限制性內(nèi)切酶　核苷酸　切割　(2)DNA連接酶　脫氧核糖　磷酸 (3)質(zhì)?！∈删w　環(huán)狀DNA 二、直接分離　①限制酶切割質(zhì)?！、贒NA連接酶 ③重組DNA分子　大腸桿菌　酵母菌　動植物細胞　已獲得重組DNA分子的受體細胞 三、2.(1)親緣關(guān)系較近　抗除草劑基因　(2)生物　人體健康　基因治療　目的基因 對點訓(xùn)練 1．D　[基因工程是按照人們的意愿，定向改變生物的遺傳性狀，從而培育出人們所需要的生物類型。] 2．D　[雜交育種是利用同種生物的不同品種進行交配，然后選育出新品種的方法；誘變育種是利用人工條件誘發(fā)基因突變，導(dǎo)致新基因的產(chǎn)生，但基因突變具有不定向性；基因工程可以將控制特定性狀的基因從一種生物體內(nèi)轉(zhuǎn)移到另一種生物體內(nèi)，使基因?qū)崿F(xiàn)了跨物種的轉(zhuǎn)移，定向改造生物的遺傳性狀。] 3．B　[限制酶具有專一性，一種限制酶只能識別一種特定的核苷酸序列，并在特定的位點上切割DNA分子；在切割出目的基因的同時，需要用同一種限制酶切割質(zhì)粒DNA；限制酶不能直接從染色體上切割目的基因。將目的基因與載體結(jié)合時使用DNA連接酶。將目的基因?qū)胧荏w細胞時要使用載體作為運輸工具。] 4．A　[DNA連接酶是將黏性末端的脫氧核糖和磷酸連接起來，形成磷酸二酯鍵。] 5．D　[基因表達的產(chǎn)物是蛋白質(zhì)，因此，只有在受體細胞中檢測或提取到相應(yīng)蛋白質(zhì)，才能證明目的基因在受體細胞中完成了表達。A、C項只能說明完成了目的基因的導(dǎo)入，B項只能說明完成了目的基因的導(dǎo)入和目的基因的轉(zhuǎn)錄過程。] 6．A　[該實驗沒有對其他所有非靶生物進行對比實驗，不能說明轉(zhuǎn)基因生物對所有生物都有毒性。] 課后作業(yè) 1．C　[DNA連接酶催化DNA雙鏈外側(cè)磷酸和脫氧核糖之間形成磷酸二酯鍵，它與堿基之間的氫鍵無關(guān)。] 2．D　[黏性末端是DNA被一些限制性內(nèi)切酶切出的兩游離端，堿基是互補配對的，圖中②④符合要求。] 3．B　[DNA連接酶可連接由脫氧核糖和磷酸交替構(gòu)成的DNA骨架上的切口處，圖中c處應(yīng)為一個DNA單位——脫氧核苷酸的一部分而不是切口，故④所述不正確。b處為堿基對間的氫鍵，解旋酶可使其斷開，但連接酶不作用于此處，故②所述也不正確。] 4．C　[基因工程一般要經(jīng)歷四個步驟：提取目的基因、目的基因與載體結(jié)合、將目的基因?qū)胧荏w細胞及目的基因的檢測與鑒定。所以在導(dǎo)入目的基因前，首先要獲得目的基因即本題中的編碼毒素蛋白的DNA序列，然后要將目的基因與載體結(jié)合即與細菌質(zhì)粒重組。完成上述兩步以后才能將目的基因?qū)胧荏w細胞即棉的體細胞或受精卵，目的基因?qū)胧荏w細胞后，可隨受體細胞的繁殖而復(fù)制，所以上述③、④操作是正確的。①沒有獲得目的基因；②沒有將目的基因與受體細胞結(jié)合，所以①、②操作是錯誤的。] 5．B　[目的基因整合到受體細胞的葉綠體基因組，只會隨卵細胞細胞質(zhì)遺傳而不會隨花粉遺傳。] 6．A　[DNA連接酶將不同DNA分子的兩個相同的黏性末端連接起來，作用部位是磷酸二酯鍵；一種限制酶只能識別一種特定的核苷酸序列，并在特定的切點上切割DNA分子。] 7．D　[在生物界不同生物共用一套遺傳密碼。] 8．B　[①質(zhì)粒是一個小型環(huán)狀DNA分子，它可以進入細菌細胞存在于細胞內(nèi)，但它不是宿主細胞的細胞器。②質(zhì)粒是一個重要的載體，通常利用質(zhì)粒與目的基因結(jié)合形成重組質(zhì)粒，而后導(dǎo)入細菌細胞。④限制性內(nèi)切酶能識別、切割雙鏈DNA中特定堿基序列，但不能破壞氫鍵。④DNA連接酶的作用是通過催化形成磷酸二酯鍵，“縫合”兩條DNA末端之間的縫隙。] 9．C　[不同的限制酶能識別不同的堿基序列；載體不屬于工具酶；目的基因和載體質(zhì)粒結(jié)合后才叫重組質(zhì)粒。] 10．D　[由第一個條件“用EcoRI酶切后得到的DNA分子長度仍是1 000 bp”可知，該DNA分子為環(huán)狀結(jié)構(gòu)，且只有一個EcoRI酶切位點，同理可知該DNA分子上有兩個KpnI酶切位點，故可排除A、B、C三項。] 11．D　[轉(zhuǎn)基因動物的受體細胞是受精卵，所以含有轉(zhuǎn)基因的受精卵在形成個體時，所有細胞都會含有轉(zhuǎn)入的基因。但在機體發(fā)育過程中，基因要進行選擇性表達。] 12．(1)特異　(2)減少了農(nóng)藥用量，減少了環(huán)境污染 (3)基因重組　(4)限制酶　微生物　一種限制酶只能識別特定的核苷酸序列，并在特定的位點進行切割　(5)限制　DNA　分別與載體結(jié)合　載體　復(fù)制　帶有目的基因的DNA片段　(6)棉花細胞產(chǎn)生了毒蛋白