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2019-2020年高中生物 第四章 第20課時(shí) 基因突變和基因重組（Ⅱ）課時(shí)作業(yè)（含解析）蘇教版必修2 目標(biāo)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(hù)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(dá)____________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(diǎn)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(xì)菌以及酵母菌等生物中，是細(xì)胞擬核或細(xì)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(xiǎn)：(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(xiǎn)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(jìn)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(diǎn)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(shí)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(jìn)行人工“剪切” C．在生物體外對DNA分子進(jìn)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(diǎn)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(xì)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(xì)胞 D．人工合成的目的基因不用限制酶切割 知識點(diǎn)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(xì)胞中表達(dá)，可以生產(chǎn)人類所需要的產(chǎn)品。下列選項(xiàng)中，能說明目的基因完成了在受體細(xì)胞中表達(dá)的是 (　　) A．棉花二倍體細(xì)胞中檢測到細(xì)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(xì)胞中檢測到人生長激素DNA序列 D．酵母菌細(xì)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(shí)驗(yàn)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(dá)44%，而對照組無一死亡。該實(shí)驗(yàn)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(shí) 1．DNA連接酶的主要功能是 (　　) A．使DNA復(fù)制時(shí)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　④DNA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(xì)菌，用該細(xì)菌感染棉的體細(xì)胞，再進(jìn)行組織培養(yǎng) ④將編碼毒素蛋白的DNA序列與細(xì)菌質(zhì)粒重組，注射到棉的子房并進(jìn)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(xì)胞的葉綠體基因組中，其原因是 (　　) A．葉綠體基因組不會進(jìn)入到生殖細(xì)胞中 B．受精卵中的細(xì)胞質(zhì)幾乎全部來自卵細(xì)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(xì)胞中準(zhǔn)確地表達(dá)出來主要是因?yàn)? (　　) A．目的基因能在植物體細(xì)胞核中進(jìn)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(xì)菌細(xì)胞中的一種顆粒狀細(xì)胞器 B．質(zhì)粒是細(xì)菌細(xì)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(dú)酶切得到400 bp和600 bp兩種長度的DNA分子，用EcoRI、KpnI同時(shí)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(dá)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(xì)胞中出現(xiàn)了新基因的動物 B．“提高基因表達(dá)水平”是指設(shè)法使牛的乳腺細(xì)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?yàn)槿税椎鞍谆蛑辉谂Ｈ橄偌?xì)胞中是純合的 D．轉(zhuǎn)基因牛的肌肉細(xì)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(yán)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(dá)。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(jì)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(diǎn)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(diǎn)__________________________________。 (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(xì)胞，讓它們在各個受體細(xì)胞中大__________________________________________________________，從中找出含有目的基因的細(xì)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(dá)”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)粒　噬菌體　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(xì)胞　已獲得重組DNA分子的受體細(xì)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(diǎn)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(jìn)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(diǎn)上切割DNA分子；在切割出目的基因的同時(shí)，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(shí)使用DNA連接酶。將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞時(shí)要使用載體作為運(yùn)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(dá)的產(chǎn)物是蛋白質(zhì)，因此，只有在受體細(xì)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(xì)胞中完成了表達(dá)。A、C項(xiàng)只能說明完成了目的基因的導(dǎo)入，B項(xiàng)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(shí)驗(yàn)沒有對其他所有非靶生物進(jìn)行對比實(shí)驗(yàn)，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(bǔ)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(xì)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(xì)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(xì)胞即棉的體細(xì)胞或受精卵，目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞后，可隨受體細(xì)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(xì)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(xì)胞的葉綠體基因組，只會隨卵細(xì)胞細(xì)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(diǎn)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(jìn)入細(xì)菌細(xì)胞存在于細(xì)胞內(nèi)，但它不是宿主細(xì)胞的細(xì)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(xì)菌細(xì)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(diǎn)，同理可知該DNA分子上有兩個KpnI酶切位點(diǎn)，故可排除A、B、C三項(xiàng)。] 11．D　[轉(zhuǎn)基因動物的受體細(xì)胞是受精卵，所以含有轉(zhuǎn)基因的受精卵在形成個體時(shí)，所有細(xì)胞都會含有轉(zhuǎn)入的基因。但在機(jī)體發(fā)育過程中，基因要進(jìn)行選擇性表達(dá)。] 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(diǎn)進(jìn)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(xì)胞產(chǎn)生了毒蛋白