簡單的教案小學(xué)
發(fā)表時間:2020-10-09簡單分類及其應(yīng)用學(xué)案。
簡單分類及其應(yīng)用學(xué)案
【典例解悟】
[例題1](考查對物質(zhì)進(jìn)行分類的問題)下列每組物質(zhì)都有一種物質(zhì)與其他物質(zhì)在分類上不同,試分析每組物質(zhì)的組成規(guī)律,將這種不同于其他物質(zhì)的物質(zhì)找出來。
(1)銅、銀、金、汞
(2)H2SO4、HNO3、H3PO4、HCl
(3)泥水、食鹽水、碳素墨水、蒸餾水
(4)NaCl、KCl、KClO3、MgCl2
[解析]先要仔細(xì)分析每組物質(zhì)中的各物質(zhì)在元素組成、化合價、狀態(tài)等方面的特點,找出其中一種物質(zhì)具有的特殊性,即可得出結(jié)果。
[答案](1)汞在常溫下為液態(tài),其余三種物質(zhì)在常溫下均為固態(tài)。(2)HCl只由兩種元素組成,這類酸稱為無氧酸;其余三種酸都含有氧元素,這類酸又稱為含氧酸。(3)蒸餾水是純凈物,其余三種都是屬于混合物。(4)KClO3不是氯化物,其他三種均是氯化物。
[方法指導(dǎo)]對物質(zhì)分類時關(guān)鍵是要找出分類的“標(biāo)準(zhǔn)”,而分類的標(biāo)準(zhǔn)的角度是可以變化的,答題時要通過觀察每組物質(zhì)的異同之處,確定適當(dāng)?shù)姆诸悩?biāo)準(zhǔn)。在分析這類問題時既要熟悉物質(zhì)的組成與性質(zhì),又需要敏銳的觀察能力。
[例題2](考查對物質(zhì)分類概念的理解問題)經(jīng)分析某物質(zhì)只含有一種元素,則對此物質(zhì)的分析合理的是()
A、該物質(zhì)可能是化合物
B、該物質(zhì)一定是純凈物
C、該物質(zhì)可能是混合物
D、該物質(zhì)可能是純凈物
[解析]根據(jù)物質(zhì)分類的標(biāo)準(zhǔn),只含一種元素一定不會是化合物,只能是單質(zhì),但是卻不一定是一種單質(zhì)。例如,含有碳元素的物質(zhì),可能是金剛石,也可能是石墨,也可能兩種物質(zhì)都有。
[答案]CD
[方法指導(dǎo)]本題是考查對分類標(biāo)準(zhǔn)本質(zhì)的理解情況。在理解物質(zhì)分類的標(biāo)準(zhǔn)時,一定要抓住概念中最本質(zhì)的問題,不能只是從一些表面的形式上去記憶概念,否則,就很容易出現(xiàn)錯誤的選擇。
【實戰(zhàn)演練】
基礎(chǔ)鞏固
1、下列各組物質(zhì),前者是單質(zhì)后者為混合物的是()
A、白糖、冰水混合物B、鐵粉、食醋
C、干冰、食鹽D、鹽酸、空氣
2、按單質(zhì)、氧化物、酸、堿、鹽分類,下列各組物質(zhì)中,兩種物質(zhì)類別相同的是()
A、氧氣、氧化鎂B、硫酸銅、氯化鈉
C、硫酸、碳酸鈉D、硝酸銀、氫氧化鈉
3、下列各組中,前者屬于后者的是()
A、化合物、單質(zhì)B、元素、原子
C、氧化物、化合物D、純凈物、化合物
4、選項中的物質(zhì)與其他不同的是()
A、FeB、NaC、AgD、Si
5、下列不屬于置換反應(yīng)的是()
A、CuO+H2Cu+H2OB、C+2CuO2Cu+CO2
C、Fe2O3+3CO2Fe+CO2D、Fe+CuSO4=FeSO4+Cu
6、下列四個反應(yīng)中有一個與其它三個不同,它是()
A、2Fe(OH)3Fe2O3+3H2OB、CaCO3CaO+CO2↑
C、2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2OD、2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑
7、按照物質(zhì)的組成和性質(zhì),對純凈物進(jìn)行分類,作出樹狀分類圖,然后選擇下列合適的物質(zhì)填在物質(zhì)的類別上。O2、Cu、HCl、NaOH、KNO3、SO2、空氣和MgO。
能力提高
8、下列物質(zhì)的組成中一定含有氧元素的是()
①水②酸③堿④鹽⑤氧化物
A.① B.①⑤
C.①③⑤ D.①②③④⑤
9、一定由三種元素組成的物質(zhì)是()
A、氧化物 B、堿
C、酸 D、鹽
10、下列說法正確的是()
A、氧化反應(yīng)一定屬于化合反應(yīng)
B、只含一種元素的物質(zhì)不一定是純凈物
C、含有兩種或兩種以上不同的元素的物質(zhì)一定屬于混合物
D、只由組成和結(jié)構(gòu)都相同的分子組成的物質(zhì)才是純凈物
11、下列關(guān)于物質(zhì)分類的正確組合是()
堿
酸
鹽
堿性氧化物酸性氧化物
ANa2CO3H2SO4NaHCO3SiO2CO2
BNaOHHClNaClNa2OCO
CNaOHCH3COOHCaF2SO3SO2
D
KOHHNO3CaCO3CaOSO3
12、下列物質(zhì):①稀硫酸②銅片③生石灰④無水酒精⑤空氣⑥干冰⑦金剛石⑧純堿⑨雙氧水⑩高錳酸鉀。其中屬于混合物的是________,屬于化合物的是________,屬于單質(zhì)的是________,屬于鹽類的是________,屬于氧化物類的是________,屬于溶液的是________,屬于有機(jī)物的是________。
13、請分析氫氧化鈉、鹽酸、氧氣、氧化銅這四種物質(zhì),思考有多少種分類標(biāo)準(zhǔn)可以把其中一種物質(zhì)分成一類,把結(jié)果填寫在下表中:
序號
分類標(biāo)準(zhǔn)
單獨屬于一類物質(zhì)的特征
①
②
③
參考答案
實戰(zhàn)演練
1、B2、B3、C4、D5、C6、A
7、CuO2HClNaOHKNO3SO2和MgO8、C9、B10、BD11、D
12、①⑤③④⑥⑧⑨⑩②⑦⑧⑩③⑥⑨①④13、
序號分類標(biāo)準(zhǔn)單獨屬于一類物質(zhì)的特征
①常溫下的狀態(tài)氧氣為氣態(tài),其余為非氣態(tài)
②顏色氧化銅為黑色,其余為無色
③是否為混合物鹽酸為混合物,其余為純凈物
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導(dǎo)數(shù)及其應(yīng)用
第三章導(dǎo)數(shù)及其應(yīng)用
知識體系總覽
3.1導(dǎo)數(shù)的概念
知識梳理
1.平均速度:物理學(xué)中,運(yùn)動物體的位移與所用時間的比稱為平均速度,即一段時間或一段位移內(nèi)的速度;若物體的運(yùn)動方程為則物體從到這段時間內(nèi)的平均速度;一般的,函數(shù)在區(qū)間上的平均變化率為。
2.瞬時速度:是某一時刻或位置物體的速度,方向與物體運(yùn)動方向相同。我們測量的瞬時速度是用很短時間內(nèi)的平均速度來代替的,是對物體速度的一種粗略的估算。當(dāng)平均速度中的無限趨近于0時,平均速度的極限稱為在時刻的瞬時速度,記作v==。求瞬時速度的步驟為:
(1)設(shè)物體的運(yùn)動方程為;
(2)先求時間改變量和位置改變量
(3)再求平均速度
(4)后求瞬時速度:瞬時速度v==.
3.求函數(shù)的導(dǎo)數(shù)的一般方法:
(1)求函數(shù)的改變量.
(2)求平均變化率.
(3)取極限,得導(dǎo)數(shù)=.
4.上點()處的切線方程為;
3.1.1問題探索求自由落體的瞬時速度
典例剖析
題型一平均速度
例1.已知自由落體運(yùn)動的位移s(m)與時間t(s)的關(guān)系為s=,計算t從3秒到3.1秒、3.001秒、3.0001秒….各段內(nèi)平均速度()。
分析:先求出,再求出,即為各段時間內(nèi)的平均速度。
解:設(shè)指時間改變量;=指路程改變量。
則=;
所以t從3秒到3.1秒平均速度;
t從3秒到3.001秒平均速度;
t從3秒到3.0001秒平均速度;
評析:通過對各段時間內(nèi)的平均速度計算,可以思考在各段時間內(nèi)的平均速度的變化情況;可見某段時間內(nèi)的平均速度隨變化而變化。
題型二瞬時速度
例2.以初速度為做豎直上拋運(yùn)動的物體,秒時的高度為求物體在時刻t=m處的瞬時速度。
分析:先求出平均速度,求瞬時速度。
解:
所以物體在時刻m處的瞬時速度。
評析:求瞬時速度,也就轉(zhuǎn)化為求極限,瞬時速度我們是通過在一段時間內(nèi)的平均速度的極限來定義的,只要知道了物體的運(yùn)動方程,代入公式就可以求出瞬時速度了.
備選題
例3:設(shè)函數(shù),求:
(1)當(dāng)自變量x由1變到1.1時,自變量的增量;
(2)當(dāng)自變量x由1變到1.1時,函數(shù)的增量;
(3)當(dāng)自變量x由1變到1.1時,函數(shù)的平均變化率;
解:(1)
(2)
(3)
評析:本題也可以由直接求解。
點擊雙基
1.在求平均變化率中,自變量的增量()
A.B.C.D.
解:故選D
2.一質(zhì)點的運(yùn)動方程是,則在一段時間內(nèi)相應(yīng)得平均速度為:()
A.B.C.D.
解:平均速度===,故選D
3、在曲線y=x2+1的圖象上取一點(1,2)及鄰近一點(1+Δx,2+Δy),則為()
A.Δx++2B.Δx--2C.Δx+2D.2+Δx-
解:==Δx+2,故選C
4.一物體位移s和時間t的關(guān)系是s=2t-3,則物體的初速度是
解:平均速度==2-3t,當(dāng)t趨向0時,平均速度趨向2.
5.一個物體的運(yùn)動方程為其中的單位是米,的單位是秒,那么物體在秒末的瞬時速度是
解:
課外作業(yè):
一.選擇題
1、若質(zhì)點M按規(guī)律運(yùn)動,則秒時的瞬時速度為()
A.B.C.D.
解:,故選C
2、任一做直線運(yùn)動的物體,其位移與時間的關(guān)系是,則物體的初速度是()
A0B3C-2D
解:,故選B
3、設(shè)函數(shù),當(dāng)自變量由改變到時,函數(shù)的改變量為()
ABCD
解:=,故選D
4、物體的運(yùn)動方程是,在某一時刻的速度為零,則相應(yīng)時刻為()
A.1B.2C.3D.4
解:,故選B
5、一個物體的運(yùn)動方程為其中的單位是米,的單位是秒,那么物體在1秒末的瞬時速度是()
A.3米/秒B.2米/秒C.1米/秒D.4米/秒
解:,故選C
6、在曲線的圖象上取一點(1,)及附近一點,則為()
ABCD
解:=,故選C
7..物體的運(yùn)動規(guī)律是,物體在時間內(nèi)的平均速度是()
A.B.
C.D.當(dāng)時,
解:由平均變化率知故選B
8.將邊長為8的正方形的邊長增加a,則面積的增量S為()
A.16aB.64C.+8D.16a+a
解:S=S(8+a)-S(8)=(8+a-=16a+a故選D
二.填空題:
9、已知一物體的運(yùn)動方程是,則其在________時刻的速度為7。
解:
10.物體運(yùn)動方程y=+3x,則物體在時間段上的平均速度為______
解:平均速度==9
11、當(dāng)球半徑r變化時,體積V關(guān)于r的瞬時變化率是______
解:==4;所以瞬時變化率是。
三解答題:
12、環(huán)城自行車比賽運(yùn)動員的位移與比賽時間滿足(
求。
解
13.設(shè)一物體在秒內(nèi)所經(jīng)過的路程為米,并且,試求物體在運(yùn)動第5秒末的速度。
解:
14、求函數(shù)y=-+4x+6在x=2時的瞬時變化率
解:平均變化率==-2x+4-
當(dāng)x趨于0時,瞬時變化率為-2x+4,x=2,瞬時變化率為0.
思悟小結(jié)
求瞬時速度的步驟:
1.設(shè)物體的運(yùn)動方程為;
2.先求時間改變量和位置改變量
3.再求平均速度
4.后求瞬時速度:當(dāng)無限趨近于0,無限趨近于常數(shù)v,即為瞬時速度。
定積分的簡單應(yīng)用導(dǎo)學(xué)案
一位優(yōu)秀的教師不打無準(zhǔn)備之仗,會提前做好準(zhǔn)備,高中教師要準(zhǔn)備好教案為之后的教學(xué)做準(zhǔn)備。教案可以讓學(xué)生們充分體會到學(xué)習(xí)的快樂,使高中教師有一個簡單易懂的教學(xué)思路。您知道高中教案應(yīng)該要怎么下筆嗎?以下是小編收集整理的“定積分的簡單應(yīng)用導(dǎo)學(xué)案”,供您參考,希望能夠幫助到大家。
定積分的簡單應(yīng)用導(dǎo)學(xué)案
金臺高級中學(xué)王慶
學(xué)習(xí)目標(biāo):通過求解平面圖形的體積了解定積分的應(yīng)用。
學(xué)習(xí)重點:定積分在幾何中的應(yīng)用
學(xué)習(xí)難點:求簡單幾何體的體積.
學(xué)法指導(dǎo):探析歸納
一、課前自主學(xué)習(xí)(閱讀課本內(nèi)容找出問題答案).
1.定積分定義.
2旋轉(zhuǎn)幾何體的體積是根據(jù)旋轉(zhuǎn)體的一個,再進(jìn)行求出來的.
3解決的關(guān)鍵(1)找準(zhǔn)旋轉(zhuǎn)體
(2)通過準(zhǔn)確建系,找出坐標(biāo),確定.
二、課堂合作探究:
1.給定直角邊為1的等腰直角三角形,繞一條直角邊旋轉(zhuǎn)一周,得到一個圓錐體,求它的體積.
2.一個半徑為1的球可以看成是由曲線與x軸所圍成的區(qū)域(半圓)繞x軸旋轉(zhuǎn)一周得到的,求球的體積.
三、當(dāng)堂檢測.
1.將由直線y=x,x=1,x=2圍成的平面圖形繞x軸旋轉(zhuǎn)一周,得到一
個圓臺,利用定積分求該圓臺的體積.
2.求由直線,x軸,y軸以及直線x=1圍成的區(qū)域繞x軸旋轉(zhuǎn)一周得到的旋轉(zhuǎn)體的體積.
3.求由雙曲線,直線x=1,x=2圍成的平面圖形繞x軸旋轉(zhuǎn)一周,得到的旋轉(zhuǎn)體的體積.
四、鞏固練習(xí).
1.將由曲線y=x和所圍成的平面圖形繞x軸旋轉(zhuǎn)一周,求所得旋轉(zhuǎn)體的體積
2.求半橢圓繞x軸旋轉(zhuǎn)一周所得到的旋轉(zhuǎn)體的
體積.
3.求由曲線,直線x=1以及坐標(biāo)軸圍成的平面圖形繞x軸旋轉(zhuǎn)一周,得到的旋轉(zhuǎn)體的體積.
五、課堂小結(jié):
※學(xué)習(xí)小結(jié):1.定積分應(yīng)用之二求旋轉(zhuǎn)幾何體的體積。
2.旋轉(zhuǎn)幾何體體積的求法。
六、我的收獲:
七、我的疑惑:
鹽類水解的原理及其應(yīng)用學(xué)案分析
教案課件是老師不可缺少的課件,大家應(yīng)該開始寫教案課件了。只有寫好教案課件計劃,才能夠使以后的工作更有目標(biāo)性!你們知道哪些教案課件的范文呢?下面是小編為大家整理的“鹽類水解的原理及其應(yīng)用學(xué)案分析”,希望對您的工作和生活有所幫助。
鹽類水解的原理及其應(yīng)用學(xué)案分析
【環(huán)節(jié)一:自主復(fù)習(xí)】
情境素材
1.焊接鋼鐵時常用的焊藥含NH4Cl,其作用是消除焊接處的鐵銹。
2.草木灰(主要成分K2CO3),用水調(diào)成糊狀,可以去除灶臺或水泥地上的油污。
3.“肥混灰,灰混肥,肥灰相混損肥糞”
鹽
分析內(nèi)容NH4ClK2CO3
加鹽前水的電離平衡
加鹽時,鹽的電離方程式
進(jìn)一步變化生成的弱電解質(zhì)
水的電離平衡移動
用水解離子方程式解釋應(yīng)用原理NH4Cl溶液可用于去除鐵銹
K2CO3溶液可去除油污
【環(huán)節(jié)二:明確目標(biāo)】
1、通過分析情境素材,樹立微粒觀、變化觀,再認(rèn)識鹽類水解的原理,能夠熟練書寫鹽類水解的離子方程式。
2、基于微粒觀、平衡觀,能舉例分析鹽類水解在生產(chǎn)和生活中的應(yīng)用。
※學(xué)習(xí)重點、難點:鹽類水解的原理;鹽類水解的應(yīng)用。
【環(huán)節(jié)三:任務(wù)合作】
任務(wù)合作:再認(rèn)識鹽類水解的原理;再分析鹽類水解的應(yīng)用
步驟1:思考交流
1、評價與訂正“自主復(fù)習(xí)”的書寫。
2、下列幾種鹽溶液:①KClO②CH3COONa③NH4NO3④CuCl2⑤Na2SO4⑥KCl
⑴呈酸性的有;呈堿性的有;呈中性的有;
⑵寫出上述物質(zhì)中能發(fā)生水解反應(yīng)的離子方程式:
;
步驟2:總結(jié)升華
鹽類水解的原理
1、概念:在溶液中鹽電離出來的跟水電離出來的結(jié)合生成的過程。
2、水解的微粒:U
3、水解的條件:生成U
4、水解的實質(zhì):水的電離平衡
5、水解的規(guī)律:U
6、書寫鹽類水解離子方程式:
(1)一般形式:弱離子+H2O弱電解質(zhì)+H+(或OH-)
(2)方法要求:
一判斷:判斷弱離子,書寫化學(xué)式。
二規(guī)范:單水解寫“”,不標(biāo)“↑”、“↓”;徹底的雙水解寫“=”,要標(biāo)“↑”、“↓”
三注意:多元弱酸根書寫,多元弱堿陽離子一步完成。
步驟3:遷移應(yīng)用
請分別用相對應(yīng)的水解離子方程式解釋下列鹽類水解的應(yīng)用。
①生活:熱的純堿液去油污效果更好。
②實驗室:配制FeCl3溶液時,常加入少量的HCl。
③工業(yè):泡沫滅火器的藥品分別是NaHCO3溶液和Al2(SO4)3溶液。
結(jié)合上述實例小結(jié):
鹽類水解的外因:等
【環(huán)節(jié)四:歸納總結(jié)】
請將本節(jié)課的知識點,依據(jù)其關(guān)聯(lián),完善下列思維導(dǎo)圖。
【環(huán)節(jié)五:考題賞析】
1.(2007海南)下列溶液能與鎂反應(yīng)生成氫氣的是()
A.氯化銨溶液B.氫氧化鈉溶液C.碳酸鉀溶液D.飽和石灰水
2.(2008海南)下列離子方程式中,屬于水解反應(yīng)的是:()
A、HCOOH+H2OHCOO—+H3O+
B、CO2+H2OHCO3—+H+
C、CO32—+H2OHCO3—+OH—
D、HS—+H2OS2—+H3O+
3.(2014全國卷Ⅰ)化學(xué)與社會、生活密切相關(guān)。對下列現(xiàn)象或事實的解釋正確的是()
選項現(xiàn)象或事實解釋
A.用熱的純堿溶液洗去油污Na2CO3可直接與油污反應(yīng)
B.源白粉在空氣中久置變質(zhì)漂白粉中的CaCl2與空氣中的CO2反應(yīng)生成CaCO3
C.施肥時,草木灰(有效成分為K2CO3)不能與NH4Cl混合使用K2CO3與HN4Cl反應(yīng)生成氨氣會降低肥效
DFeCl3溶液可用于銅質(zhì)印刷線路板制作FeCl3能從含Cu2+的溶液中置換出銅
4.化合物SOCl2是一種液態(tài)化合物,沸點為77℃,在盛有10mL水的錐形瓶中,小心滴加8滴~10滴SOCl2,可觀察到劇烈反應(yīng),液面上有白霧形成,并有帶刺激性氣味的氣體逸出。該氣體可使滴有品紅試液的濾紙褪色,輕輕搖動錐形瓶,等白霧消失后,往溶液中滴加AgNO3溶液,有不溶于HNO3的白色凝乳狀沉淀析出。
(1)寫出SOCl2與水反應(yīng)的化學(xué)方程式
(2)AlCl3溶液蒸干灼燒得不到無水AlCl3,而用SOCl2與AlCl36H2O混合共熱,可得無水AlCl3,其原因是
6.2《基因工程及其應(yīng)用》教學(xué)案
一、基因工程的原理閱讀教材P102~103
1.基因工程的概念
2.基因工程的操作工具
3.基因工程操作的基本步驟
提取目的基因→目的基因與運(yùn)載體結(jié)合→將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞→目的基因的檢測與鑒定。
二、基因工程的應(yīng)用及安全性閱讀教材P104~106
1.基因工程的應(yīng)用
應(yīng)用內(nèi)容
作物
育種目的培育出具有各種抗逆性的作物新品種
實例抗棉鈴蟲的轉(zhuǎn)基因抗蟲棉
意義減少了農(nóng)藥用量,而且還減少了農(nóng)藥對環(huán)境的污染
藥物
研制目的高效生產(chǎn)高質(zhì)量、低成本的藥品
實例生產(chǎn)人的胰島素
過程胰島素基因與大腸桿菌的DNA分子重組,并在大腸桿菌內(nèi)獲得成功的表達(dá)
環(huán)境
保護(hù)實例利用轉(zhuǎn)基因細(xì)菌降解有毒有害的化合物,吸收環(huán)境中的重金屬,分解泄漏的石油,處理工業(yè)廢水等
2.轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因食品的安全性
(1)觀點一:轉(zhuǎn)基因生物與轉(zhuǎn)基因食品不安全,要嚴(yán)格控制。
(2)觀點二:轉(zhuǎn)基因生物與轉(zhuǎn)基因食品是安全的,應(yīng)該大范圍推廣。
重點聚焦
1.什么是基因工程?2.基因工程的原理是什么?3.基因工程有哪些應(yīng)用?4.轉(zhuǎn)基因食品安全嗎?
[共研探究]
1.如圖為DNA分子在不同酶的作用下所發(fā)生的變化,請據(jù)圖分析:
(1)圖中表示的酶依次是:①限制酶,②DNA連接酶,③解旋酶,④DNA聚合酶。
(2)DNA解旋酶和限制酶都作用于DNA,這兩種酶的作用部位不同。DNA解旋酶作用于堿基之間的氫鍵,限制酶作用于磷酸與脫氧核糖之間的磷酸二酯鍵。
2.如圖表示一段DNA序列,請思考:
(1)限制酶和DNA連接酶作用的位點相同,均作用于磷酸二酯鍵(b部位)。
(2)若用DNA連接酶將目的基因與運(yùn)載體兩兩結(jié)合時,產(chǎn)物可能有三種:目的基因與目的基因結(jié)合、運(yùn)載體與運(yùn)載體結(jié)合、目的基因與運(yùn)載體結(jié)合。
3.如圖為運(yùn)載體示意圖:
(1)常用的運(yùn)載體有質(zhì)粒、噬菌體和動植物病毒等。
(2)運(yùn)載體與物質(zhì)跨膜運(yùn)輸中的載體化學(xué)本質(zhì)不相同。運(yùn)載體是小的DNA分子,載體是蛋白質(zhì)。
(3)基因工程中運(yùn)載體的特點
①能夠在宿主細(xì)胞中穩(wěn)定保存并大量復(fù)制,以保證外源基因在宿主細(xì)胞內(nèi)長期穩(wěn)定存在并復(fù)制。
②具有多個限制酶切點,以便與外源基因連接。
③具有某些標(biāo)記基因,便于檢測運(yùn)載體是否進(jìn)入受體細(xì)胞。
4.轉(zhuǎn)基因抗蟲棉有性繁殖產(chǎn)生的后代不一定都具有抗蟲特性,因為性狀分離或變異,抗蟲棉的子代可能會失去抗蟲特性。
[總結(jié)升華]
1.基因工程操作工具
(1)限制性核酸內(nèi)切酶(簡稱限制酶)
①特性: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。
②切割結(jié)果:產(chǎn)生兩個帶有黏性末端或平末端的DNA片段。
③作用:基因工程中重要的切割工具;能將外來的DNA切斷,對自己的DNA無損害。
(2)DNA連接酶
①作用對象:兩個具有相同黏性末端或平末端的DNA片段。
②位置:脫氧核糖與磷酸之間的缺口。
③結(jié)果:形成重組DNA。
(3)常用的運(yùn)載體——質(zhì)粒
①本質(zhì):小型環(huán)狀DNA分子。
②作用:a.作為運(yùn)載工具,將目的基因運(yùn)送到受體細(xì)胞中去;b.用它在受體細(xì)胞內(nèi)對目的基因進(jìn)行大量復(fù)制。
③作為運(yùn)載體具備的條件:a.能在受體細(xì)胞內(nèi)穩(wěn)定保存并大量復(fù)制;b.有多個限制酶切點;c.有標(biāo)記基因。
2.基因工程的操作步驟
操作步驟示意圖
3.基因工程的注意事項
(1)限制酶和DNA連接酶的作用部位都是磷酸二酯鍵,只是前者將其切開,后者將其連接。
(2)獲取目的基因、切割運(yùn)載體需要用同一種限制酶,目的是產(chǎn)生相同的末端。
(3)將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞,沒有涉及堿基互補(bǔ)配對。
限制酶、DNA連接酶和DNA聚合酶的區(qū)別
不同點相同點
作用作用特點作用目標(biāo):
磷酸二酯鍵
限制酶切割具有特異性
DNA連接酶連接無特異性,將DNA片段連接成DNA分子
DNA聚合酶將單個的脫氧核苷酸連接成DNA片段
[對點演練]
1.判斷正誤
(1)基因工程能夠?qū)崿F(xiàn)不同物種之間基因的重新組合。()
(2)基因工程的操作工具酶有限制酶、DNA連接酶及運(yùn)載體。()
(3)所有的限制酶都只能識別同一種特定的核苷酸序列。()
解析:(2)運(yùn)載體的本質(zhì)是DNA不是酶。(3)不同的限制酶識別不同的核苷酸序列。
答案:(1)√ (2)× (3)×
2.下列關(guān)于限制酶和DNA連接酶的說法,正確的是()
A.其化學(xué)本質(zhì)都是蛋白質(zhì)
B.DNA連接酶可以恢復(fù)DNA分子中的氫鍵
C.它們不能被反復(fù)使用
D.在基因工程操作中可以用DNA聚合酶代替DNA連接酶
解析:選A 限制酶與DNA連接酶的化學(xué)本質(zhì)都是蛋白質(zhì);DNA連接酶連接兩個DNA片段間的磷酸和脫氧核糖;酶在化學(xué)反應(yīng)前后其數(shù)量、性質(zhì)、功能均不發(fā)生改變,因此可以反復(fù)利用;DNA聚合酶在細(xì)胞內(nèi)DNA分子復(fù)制時將單個的脫氧核苷酸連接成DNA片段,不能代替DNA連接酶。
[共研探究]
1.轉(zhuǎn)基因技術(shù)已經(jīng)實現(xiàn)了將人的胰島素基因轉(zhuǎn)入細(xì)菌內(nèi),利用細(xì)菌(如圖)生產(chǎn)人的胰島素。
(1)運(yùn)載體與目的基因結(jié)合成功的基礎(chǔ)
①基本單位相同:不同生物的DNA分子都是由脫氧核苷酸構(gòu)成的。
②空間結(jié)構(gòu)相同:不同生物的DNA分子都是由兩條反向平行的脫氧核苷酸長鏈形成的規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)。
③堿基配對方式相同:不同生物的DNA分子中兩條鏈之間的堿基配對方式都是A與T配對,G與C配對。
(2)基因工程中,目的基因在不同物種中均能成功表達(dá),因為不同的生物體共用一套遺傳密碼。
2.基因工程育種的原理為基因重組,優(yōu)勢在于突破了物種間的界限,實現(xiàn)真正意義上的遠(yuǎn)緣雜交;特點是能定向改造生物的遺傳性狀。
[總結(jié)升華]
1.五種常見育種方式的比較
原理常用方式優(yōu)點缺點舉例
雜交
育種基因
重組①使不同個體的優(yōu)良性狀集中在同一個個體上
②操作簡便①育種時間長
②局限于親緣關(guān)系較近的個體矮稈抗病小麥
誘變
育種基因
突變輻射、激光、空間誘變等提高變異頻率,加速育種進(jìn)程,大幅度改良性狀有很大的盲目性,有利變異少,需大量處理實驗材料青霉素高產(chǎn)菌株
單倍
體育
種染色
體變
異花藥離體培養(yǎng),秋水仙素處理①明顯縮短育種年限
②子代均為純合子技術(shù)復(fù)雜,需與雜交育種配合單倍體育種獲得矮稈抗病小麥
多倍
體育
種染色
體變
異用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗器官大,提高營養(yǎng)物質(zhì)含量只適用于植物,發(fā)育延遲,結(jié)實率低三倍體無子西瓜
基因
工程
育種基因
重組將一種生物的特定基因轉(zhuǎn)移到另一種生物細(xì)胞中打破物種界限,定向改造生物的遺傳性狀技術(shù)復(fù)雜,生態(tài)安全問題較多轉(zhuǎn)基因抗蟲棉的培育
2.雜交育種和基因工程中“基因重組”的區(qū)別
(1)雜交育種:基因重組――→自然發(fā)生 同一物種的不同基因重新組合。
(2)基因工程:基因重組――→人為發(fā)生 不同物種之間的不同基因的重組。
育種方案的選擇
育種目標(biāo)育種方案
集中雙親優(yōu)良性狀單倍體育種(明顯縮短育種年限)
雜交育種(耗時較長,但簡便易行)
對原品系實施“定向”改造基因工程育種
讓原品系產(chǎn)生新性狀(無中生有)誘變育種(可提高變異頻率,加速育種進(jìn)程)
對原品系營養(yǎng)器官“增大”或“加強(qiáng)”多倍體育種
[對點演練]
3.抗蟲棉在我國棉產(chǎn)區(qū)種植的面積占總面積的一半,抗蟲棉的種植,不僅有經(jīng)濟(jì)效益,還有生態(tài)效益,以下敘述正確的是()
A.抗蟲棉的培育利用的是DNA重組技術(shù),切取、導(dǎo)入棉花細(xì)胞的抗蟲基因是細(xì)菌的部分DNA分子
B.抗蟲棉也能抗病
C.基因工程利用了基因突變的原理
D.培育抗蟲棉所用的基因重組技術(shù),不屬于基因重組
解析:選A 抗蟲棉的培育利用了基因工程,基因工程也叫DNA重組技術(shù),切取的是蘇云金桿菌DNA分子中的抗蟲基因。
1.下列黏性末端由同一種限制酶切割而成的是()
①TCGAGCTTAA
②CAGTTCCA
③AATTCG
④AGCTTCAG
A.①②B.①③
C.①④D.②③
解析:選B 同一種限制酶切割出的黏性末端應(yīng)是互補(bǔ)的,而且兩者的序列相同,①③是互補(bǔ)的,切點都是在G與A之間,識別序列為GAATTC。
2.質(zhì)粒是基因工程中最常用的運(yùn)載體,下列有關(guān)質(zhì)粒的說法正確的是()
A.質(zhì)粒不僅存在于細(xì)菌中,某些病毒也具有
B.細(xì)菌的基因只存在于質(zhì)粒上
C.質(zhì)粒為小型環(huán)狀DNA分子,存在于(擬)核外的細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中
D.質(zhì)粒是基因工程中的重要工具酶之一
解析:選C 質(zhì)粒存在于許多細(xì)菌以及酵母菌等生物中,是擬核或細(xì)胞核外能夠自主復(fù)制的很小的環(huán)狀DNA分子,在病毒、動植物細(xì)胞中是不存在的;細(xì)菌的基因只有少部分在質(zhì)粒上,大部分在擬核中的DNA分子上。
3.下列關(guān)于基因工程的敘述,錯誤的是()
A.基因工程的生物學(xué)原理是基因重組
B.通過基因工程技術(shù)能夠定向改造生物的遺傳性狀
C.整個過程都需要酶的催化
D.基因工程屬于分子水平的操作
解析:選C 目的基因的導(dǎo)入及目的基因的檢測與鑒定等步驟可以不需要酶的催化。
4.中國新聞網(wǎng)報道,阿根廷科學(xué)家近日培育出了世界上第一頭攜帶有兩個人類基因的牛,因此有望生產(chǎn)出和人類母乳極其類似的奶制品。下列敘述正確的是()
①該技術(shù)將導(dǎo)致定向變異
②DNA連接酶將目的基因與運(yùn)載體黏性末端的堿基對連接起來
③蛋白質(zhì)中的氨基酸序列可為合成目的基因提供資料
④受精卵是理想的受體細(xì)胞
A.①②③④B.③④
C.②③④D.①③④
解析:選D 轉(zhuǎn)基因技術(shù)導(dǎo)致的變異屬于定向變異。DNA連接酶連接的是目的基因和運(yùn)載體黏性末端的磷酸和脫氧核糖之間的磷酸二酯鍵,而不是堿基對之間的氫鍵。由蛋白質(zhì)中的氨基酸序列可逆推出相應(yīng)mRNA可能的堿基序列,進(jìn)而為人工合成目的基因提供資料。動物的受精卵具有全能性,是理想的受體細(xì)胞。
5.酵母菌的維生素、蛋白質(zhì)含量高,可用于生產(chǎn)食品和藥品等??茖W(xué)家將大麥細(xì)胞中的LTP1基因植入啤酒酵母菌中,獲得的啤酒酵母菌可產(chǎn)生LTP1蛋白,并釀出泡沫豐富的啤酒?;镜牟僮鬟^程如圖所示:
(1)該技術(shù)定向改變了酵母菌的性狀,這在可遺傳變異的來源中屬于________。
(2)本操作中為了將LTP1基因?qū)虢湍妇?xì)胞內(nèi),所用的運(yùn)載體是________。
(3)要使運(yùn)載體與LTP1基因連接,首先應(yīng)使用________進(jìn)行切割。
(4)切割完成后,利用________將運(yùn)載體與LTP1基因連接。
解析:圖中a表示目的基因的獲取,b是來自大腸桿菌的質(zhì)粒,c是重組質(zhì)粒,目的基因插入抗四環(huán)素基因內(nèi)部。(1)基因工程可使原本不屬于同一物種的基因組合在一起,從而使轉(zhuǎn)基因生物產(chǎn)生特定的性狀,其原理屬于基因重組。(2)從圖示可以看出本實驗中的運(yùn)載體是質(zhì)粒。(3)重組質(zhì)粒形成前,需用同種限制酶切割目的基因和質(zhì)粒,得到相同的黏性末端。(4)切割完成后,再用DNA連接酶連接。
答案:(1)基因重組 (2)質(zhì)粒 (3)同種限制酶(限制性核酸內(nèi)切酶) (4)DNA連接酶
1.下列有關(guān)基因工程中限制酶的描述,錯誤的是()
A.一種限制酶只能識別一種特定的脫氧核苷酸序列
B.限制酶的活性受溫度影響
C.限制酶能識別和切割RNA
D.限制酶可從原核生物中提取
解析:選C 限制酶只能識別和切割DNA,不能識別和切割RNA。
2.下列關(guān)于DNA連接酶的敘述,正確的是()
①催化具有互補(bǔ)配對的黏性末端的DNA片段之間的連接
②催化具有不同黏性末端的DNA片段之間的連接
③催化兩個黏性末端互補(bǔ)堿基間氫鍵的形成
④催化DNA分子兩條鏈的脫氧核糖與磷酸之間的磷酸二酯鍵的形成
A.①③B.②④
C.②③D.①④
解析:選D 在DNA重組技術(shù)中,兩個DNA片段之間必須有互補(bǔ)配對的黏性末端才能進(jìn)行結(jié)合;對具有互補(bǔ)配對的黏性末端的DNA分子連接時,DNA連接酶的作用是催化DNA分子兩條鏈的脫氧核糖與磷酸之間的磷酸二酯鍵的形成。
3.基因工程是在DNA分子水平上進(jìn)行設(shè)計施工的。在基因操作的基本步驟中,不進(jìn)行堿基互補(bǔ)配對的是()
A.人工合成目的基因
B.目的基因與運(yùn)載體結(jié)合
C.將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞
D.目的基因的檢測和表達(dá)
解析:選C 目的基因的合成、目的基因與運(yùn)載體的結(jié)合以及目的基因的檢測和表達(dá)都進(jìn)行堿基互補(bǔ)配對。
4.如圖為DNA分子的某一片段,其中①②③分別表示某種酶的作用部位,則相應(yīng)的酶依次是()
A.DNA連接酶、限制性核酸內(nèi)切酶、解旋酶
B.限制性核酸內(nèi)切酶、解旋酶、DNA連接酶
C.解旋酶、限制性核酸內(nèi)切酶、DNA連接酶
D.限制性核酸內(nèi)切酶、DNA連接酶、解旋酶
答案:C
5.基因工程技術(shù)也稱DNA重組技術(shù),其實施時需要的四個必要條件是()
A.目的基因、限制酶、運(yùn)載體、體細(xì)胞
B.重組DNA、RNA聚合酶、內(nèi)切酶、連接酶
C.模板DNA、信使RNA、質(zhì)粒、受體細(xì)胞
D.工具酶、目的基因、運(yùn)載體、受體細(xì)胞
解析:選D 基因工程必須用到限制酶、DNA連接酶等工具酶,需要將目的基因與運(yùn)載體結(jié)合,并導(dǎo)入受體細(xì)胞,所以基因工程實施時需要的四個必要條件是工具酶、目的基因、運(yùn)載體和受體細(xì)胞。
6.各種育種方法或技術(shù)都有其優(yōu)劣之處,下列相關(guān)敘述不正確的是()
A.傳統(tǒng)的育種方法周期長,可選擇的范圍有限
B.通過人工誘變,人們有目的地選育新品種,能避免育種的盲目性
C.雜交育種難以克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙,耗時長,效率低
D.基因工程可以實現(xiàn)基因在不同物種之間的轉(zhuǎn)移,人們可以定向選育新品種
解析:選B 雜交育種的缺點:育種周期長,可選擇的范圍有限;誘變育種的原理是基因突變,突變是不定向的,避免不了盲目性;雜交育種必須選擇同種生物進(jìn)行雜交,不能克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙;基因工程可在不同物種之間進(jìn)行基因轉(zhuǎn)移,定向地改造生物的某些性狀。
7.如圖是基因工程主要技術(shù)環(huán)節(jié)的一個基本步驟,這一步驟需用到的工具是()
A.DNA連接酶和解旋酶
B.DNA聚合酶和限制酶
C.限制酶和DNA連接酶
D.DNA聚合酶和RNA聚合酶
解析:選C 該步驟是基因工程的第二步——目的基因與運(yùn)載體結(jié)合。切割質(zhì)粒要用限制酶,目的基因與切割后的質(zhì)粒結(jié)合要用DNA連接酶。
8.下列關(guān)于基因工程及轉(zhuǎn)基因食品的安全性的敘述,正確的是()
A.基因工程經(jīng)常以抗生素抗性基因作為目的基因
B.通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)可獲得抗蟲糧食作物,從而增加糧食產(chǎn)量,減少農(nóng)藥使用
C.通常用一種限制性核酸內(nèi)切酶處理含目的基因的DNA,用另一種限制性核酸內(nèi)切酶處理運(yùn)載體DNA
D.若轉(zhuǎn)入甘蔗中的外源基因來源于自然界,則生產(chǎn)出來的甘蔗不存在安全性問題
解析:選B 基因工程常以抗生素抗性基因作為標(biāo)記基因;在基因工程的實驗操作中一定要用同一種限制性核酸內(nèi)切酶來處理含目的基因的DNA和運(yùn)載體DNA,使它們產(chǎn)生相同的末端;若轉(zhuǎn)基因甘蔗中的外源基因來源于自然界,則可能存在食品安全、環(huán)境安全等安全性問題。
9.水母發(fā)光蛋白由236個氨基酸構(gòu)成,現(xiàn)已將編碼這種蛋白質(zhì)的基因作為生物轉(zhuǎn)基因的標(biāo)記,應(yīng)用在轉(zhuǎn)基因技術(shù)中。這種蛋白質(zhì)的作用是()
A.使目的基因順利導(dǎo)入受體細(xì)胞
B.使目的基因在宿主細(xì)胞中產(chǎn)生多個拷貝
C.使目的基因的轉(zhuǎn)移易被檢測出來
D.使目的基因成功表達(dá)后發(fā)出肉眼可見光波
解析:選C 發(fā)光蛋白由控制水母發(fā)光的基因合成,如通過基因工程將此基因轉(zhuǎn)入受體細(xì)胞后能使該生物發(fā)光,則說明整個的基因工程過程操作成功。
10.在用基因工程技術(shù)構(gòu)建抗除草劑的轉(zhuǎn)基因煙草過程中,下列操作錯誤的是()
A.用限制酶切割煙草花葉病毒的核酸
B.用DNA連接酶連接經(jīng)切割的抗除草劑基因和運(yùn)載體
C.將重組DNA分子導(dǎo)入煙草原生質(zhì)體
D.用含除草劑的培養(yǎng)基篩選轉(zhuǎn)基因煙草細(xì)胞
解析:選A 限制酶切割的是DNA,而煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)為RNA;目的基因與運(yùn)載體的連接由DNA連接酶催化;受體細(xì)胞為植物細(xì)胞,所以可以是煙草原生質(zhì)體;目的基因為抗除草劑基因,所以篩選的時候應(yīng)該用含除草劑的培養(yǎng)基篩選轉(zhuǎn)基因煙草細(xì)胞。
11.下圖表示一項重要生物技術(shù)的關(guān)鍵步驟,X是獲得外源基因并能夠表達(dá)的細(xì)胞。下列有關(guān)說法不正確的是()
A.X是能合成胰島素的細(xì)菌細(xì)胞
B.質(zhì)粒應(yīng)具有多個標(biāo)記基因和多個限制酶切點
C.基因與運(yùn)載體的重組只需要DNA連接酶
D.該細(xì)菌的性狀被定向改造
解析:選C 根據(jù)圖示,重組質(zhì)粒導(dǎo)入的是細(xì)菌細(xì)胞,所以X是能合成胰島素的細(xì)菌細(xì)胞。質(zhì)粒作為運(yùn)載體需要有多個限制酶切點以便轉(zhuǎn)運(yùn)多種目的基因,同時應(yīng)具有標(biāo)記基因以便于檢測目的基因是否導(dǎo)入受體細(xì)胞?;蚺c運(yùn)載體的重組需要限制酶和DNA連接酶?;蚬こ痰奶攸c是能夠定向改造生物的遺傳性狀。
12.下列高科技成果中,根據(jù)基因重組原理進(jìn)行的是()
①利用雜交技術(shù)培育出超級水稻?、谕ㄟ^返回式衛(wèi)星搭載種子培育出太空椒 ③胡蘿卜經(jīng)組織培養(yǎng)產(chǎn)生完整植株?、軐⑻K云金芽孢桿菌的某些基因轉(zhuǎn)移到棉花體內(nèi),培育出抗蟲棉
A.①③B.①②④
C.①④D.①②
解析:選C 通過返回式衛(wèi)星搭載種子培育出太空椒屬于誘變育種,其原理為基因突變;胡蘿卜經(jīng)組織培養(yǎng)形成完整植株屬于無性生殖,體現(xiàn)了細(xì)胞的全能性。
13.在培育轉(zhuǎn)基因植物的研究中,卡那霉素抗性基因(kanR)常作為標(biāo)記基因,只有含卡那霉素抗性基因的細(xì)胞才能在卡那霉素培養(yǎng)基上生長。如圖為獲得抗蟲棉的技術(shù)流程,請據(jù)圖回答:
(1)基因工程的基本操作程序主要包括四個步驟:提取目的基因、______________、將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞、
________________________。
(2)要使運(yùn)載體與該抗蟲基因連接,A過程中首先應(yīng)使用________進(jìn)行切割。假如運(yùn)載體被切割后,得到的分子末端序列為AATTCG,則能與該運(yùn)載體連接的抗蟲基因分子的末端是()
A.CGTTAAB.AATCCT
C.GCTTTAD.TAAATC
(3)切割完成后,用________將運(yùn)載體與該抗蟲基因連接,連接后得到的DNA分子稱為________________________________________________________________________。
(4)來自蘇云金桿菌的抗蟲基因能在植物體內(nèi)成功表達(dá),說明蘇云金桿菌和植物等生物共用________________________________________________________________________。
解析:(1)基因工程的四個步驟中,第二、四步分別是目的基因與運(yùn)載體結(jié)合、目的基因的檢測與鑒定。(2)切割目的基因和運(yùn)載體時用同一種限制酶,以便切出的黏性末端能夠完成堿基互補(bǔ)配對,并且能連接在一起。(3)目的基因和運(yùn)載體結(jié)合時,用DNA連接酶催化該過程,形成的分子稱為重組DNA分子。(4)同一種基因在不同生物體內(nèi)合成了相同的蛋白質(zhì),說明這些生物的密碼子與氨基酸的對應(yīng)關(guān)系是相同的,即共用一套遺傳密碼。
答案:(1)目的基因與運(yùn)載體結(jié)合 目的基因的檢測與鑒定 (2)限制酶 A (3)DNA連接酶 重組DNA分子 (4)一套遺傳密碼
14.通過DNA重組技術(shù)使原有基因得以改造的動物稱為轉(zhuǎn)基因動物。運(yùn)用這一技術(shù)可使羊奶中含有人體蛋白質(zhì),如圖表示這一技術(shù)的基本過程,在該工程中所用的基因“剪刀”能識別的序列和切點是—G↓GATCC—,請回答:
(1)從羊染色體中“剪下”羊的蛋白質(zhì)基因的酶是________________________________________________________________________,
人體蛋白質(zhì)基因“插入”后連接在羊染色體中需要的酶是____________。
(2)人體蛋白質(zhì)基因之所以能連接到羊染色體DNA中,原因是________________________________________________________________________,
人體蛋白質(zhì)基因?qū)胙蚣?xì)胞時常用的工具是__________________________。
(3)此過程中目的基因的檢測與表達(dá)中的表達(dá)是指________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)你認(rèn)為此類羊產(chǎn)的奶安全可靠嗎?理由是什么?
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析:(1)剪取目的基因的酶是限制酶,將末端具有互補(bǔ)堿基的DNA片段連接起來的酶是DNA連接酶。(2)不同生物的DNA化學(xué)組成和空間結(jié)構(gòu)相同,即具有相同的物質(zhì)基礎(chǔ)和結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞需先與運(yùn)載體結(jié)合,最常用的運(yùn)載體是質(zhì)粒,也可以用動物病毒的DNA。(3)基因的表達(dá)是指基因通過控制蛋白質(zhì)的合成來控制生物的性狀,即通過轉(zhuǎn)錄和翻譯過程合成相應(yīng)的蛋白質(zhì)。(4)此題為開放性問題,理由與觀點相對應(yīng)即可。
答案:(1)限制酶 DNA連接酶 (2)具有相同的物質(zhì)基礎(chǔ)和結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)(有互補(bǔ)的堿基序列) 細(xì)菌質(zhì)粒或病毒 (3)人體蛋白質(zhì)基因在羊細(xì)胞內(nèi)控制合成人體蛋白質(zhì) (4)安全,因為目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞后沒有改變,控制合成的人體蛋白質(zhì)成分沒有改變(或不安全,因為目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞后,可能由于羊細(xì)胞中某些成分的影響,合成的蛋白質(zhì)成分發(fā)生一定的改變)
15.如圖表示利用基因工程培育抗蟲棉過程的示意圖,請據(jù)圖回答下列有關(guān)問題:
(1)科學(xué)家在進(jìn)行圖中[①]操作時,要用____________分別切割運(yùn)載體和目的基因,還要用________將運(yùn)載體和目的基因連接起來,形成________。
(2)經(jīng)過[②]操作將目的基因?qū)隷_______,然后經(jīng)過組織培養(yǎng)形成抗蟲棉植株,此過程體現(xiàn)了質(zhì)粒作為運(yùn)載體必須具備的兩個條件是________________________________________________________________________、
________________________________________________________________________。
(3)下列是幾種氨基酸對應(yīng)的密碼子,據(jù)此推斷圖中合成的多肽的前三個氨基酸的種類(按前后順序排列)____________________________________。
(幾種氨基酸對應(yīng)的密碼子:甲硫氨酸(AUG)、甘氨酸(GGA)、絲氨酸(UCU)、酪氨酸(UAC)、精氨酸(AGA)、丙氨酸(GCU)。)
(4)經(jīng)過培養(yǎng)、篩選獲得一株有抗蟲特性的轉(zhuǎn)基因植株。經(jīng)過分析,該植株細(xì)胞中含有一個攜帶目的基因的DNA片段,因此可以把它看作是雜合子。理論上,在該轉(zhuǎn)基因植株自交產(chǎn)生的F1中,仍具有抗蟲特性的植株占總數(shù)的________。將上述抗蟲棉植株的后代種子種植下去后,后代往往有很多植株不再具有抗蟲特性,原因是__________________。要想獲得純合子,常采用的方法是________________。
解析:(1)切割運(yùn)載體和目的基因要用同一種限制性核酸內(nèi)切酶,使運(yùn)載體和目的基因形成相同的末端,然后用DNA連接酶將運(yùn)載體和目的基因連接起來形成重組質(zhì)粒。(2)將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞,經(jīng)過組織培養(yǎng)形成抗蟲棉植株。作為運(yùn)載體必須具有標(biāo)記基因,以便于進(jìn)行篩選;能在宿主細(xì)胞中復(fù)制并穩(wěn)定保存,才能表達(dá)一定的性狀。(3)如圖Ⅳ合成多肽的起始密碼子是AUG,所以第一個氨基酸是甲硫氨酸,其余兩個依次是丙氨酸(GCU)和絲氨酸(UCU)。(4)該抗蟲棉植株是雜合子,根據(jù)基因分離定律,自交產(chǎn)生的F1中,具有抗蟲特性的植株占總數(shù)的3/4,需要進(jìn)行連續(xù)自交,才能獲得穩(wěn)定遺傳的純合子。
答案:(1)同一種限制性核酸內(nèi)切酶 DNA連接酶 重組質(zhì)?!?2)受體細(xì)胞 具有標(biāo)記基因 能在宿主細(xì)胞中復(fù)制并穩(wěn)定保存 (3)甲硫氨酸、丙氨酸、絲氨酸 (4)3/4 發(fā)生了性狀分離 連續(xù)自交