高中生物復(fù)習(xí)教案

2012屆高考生物教材遺傳和基因工程——基因的結(jié)構(gòu)復(fù)習(xí)教案。

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2012屆高考生物教材復(fù)習(xí)：遺傳和基因工程——細(xì)胞質(zhì)遺傳

作為優(yōu)秀的教學(xué)工作者，在教學(xué)時能夠胸有成竹，準(zhǔn)備好一份優(yōu)秀的教案往往是必不可少的。教案可以讓學(xué)生更容易聽懂所講的內(nèi)容，幫助教師營造一個良好的教學(xué)氛圍。寫好一份優(yōu)質(zhì)的教案要怎么做呢？下面是小編為大家整理的“2012屆高考生物教材復(fù)習(xí)：遺傳和基因工程——細(xì)胞質(zhì)遺傳”，歡迎閱讀，希望您能夠喜歡并分享！

選修本
第10課時　遺傳和基因工程——細(xì)胞質(zhì)遺傳

知識精華
1、線粒體和葉綠體在遺傳中的作用：線粒體和葉綠體都含有遺傳物質(zhì)____，具有獨立進(jìn)行轉(zhuǎn)錄和翻譯的功能，但它們的自主程度是有限的，它們對核遺傳系統(tǒng)有很大的依賴性。
2、細(xì)胞質(zhì)遺傳與細(xì)胞核遺傳的關(guān)系：生物的遺傳包括細(xì)胞核遺傳和細(xì)胞質(zhì)遺傳兩大類。生物體絕大多數(shù)的性狀是由_____基因控制的，極少數(shù)的性狀是由______基因控制的，還有一些性狀是由核基因和質(zhì)基因共同控制的。
3、細(xì)胞質(zhì)遺傳的特點：（1）_____遺傳（2）雜交后代不出現(xiàn)一定的分離比
4、關(guān)于三系配套：
（1）保持系：必須具備兩個條件，一是用它作父本，二是除了它本身可育外，其它性狀應(yīng)與不育系相同。
（2）恢復(fù)系：一是設(shè)法使某優(yōu)良雜交組合的父本核基因具有育性，二是生產(chǎn)雜交種時，不育系與恢復(fù)系的花期必須一致，或者不育系的花期稍早。
（3）不育系：具有可遺傳的雄性不育性狀
（4）隔離區(qū)：制雜交種時，為防止外來花粉的干擾，要建立兩個隔離區(qū)，一是繁殖不育系和保持系隔離區(qū)，另一個是繁殖雜交種和恢復(fù)系的隔離區(qū)。

例題領(lǐng)悟
例1、某種子站由于不慎把玉米的保持系和恢復(fù)系種到了同一塊地里，則在恢復(fù)系上可獲得種子基因型是?。ǎ?br> 　A、N（ｒｒ）和N（Rｒ）B、N（Rｒ）和S（Rｒ）
　C、S（ｒｒ）和S（Rｒ）　D、N（RR）和N（Rｒ）
解析：解答此類題目需從如下幾步分析：
（1）要明確保持系和恢復(fù)系的基因型；（2）要懂得它們種在一起既可以自花傳粉又可以異花傳粉，恢復(fù)系［N（RR）］進(jìn)行自花傳粉，其子代基因型仍是［N（RR）］，恢復(fù)系進(jìn)行異花傳粉，即接受了保持系［N（ｒｒ）］的花粉，其子代基因型為N（Rｒ）。答案：D
例2、紫茉莉花斑葉的花粉傳給紫茉莉花斑葉的雌蕊，所結(jié)種子長成的植株的性狀是（）
A、綠色　B、葉呈白色　C、花斑葉　D、以上三種性狀同時存在
解析：解答此類問題需從如下兩方面入手分析：
（1）紫茉莉的葉色遺傳是由葉綠體中的遺傳物質(zhì)控制的，屬于細(xì)胞質(zhì)遺傳；（2）花斑紫茉莉雌蕊產(chǎn)生雌配子時，細(xì)胞質(zhì)的分開是不均等的，隨機的，因此產(chǎn)生了三種類型的配子，含葉綠體的配子，含不正常葉綠體（白色體）的配子，含兩種葉綠體的配子。當(dāng)與精子發(fā)生受精作用時，依細(xì)胞質(zhì)遺傳的特點，可形成三種類型的受精卵，三種類型的受精卵可形成具有三種類型枝條的植株。答案：D

自我評價
一、選擇題
1、控制細(xì)胞質(zhì)遺傳的載體是?。ǎ?br> A、染色體　B、線粒體　C、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)　D、線粒體和葉綠體
2、在形成卵細(xì)胞的減數(shù)分裂過程中，細(xì)胞質(zhì)遺傳物質(zhì)的分配特點是
①有規(guī)律分配?、陔S機分配?、劬确峙洹、懿痪确峙洹。ǎ?br> A、①③B、②④C、①④D、②③　
3、椎實螺外殼的螺旋方向，右旋對左旋是顯性。雜交實驗，當(dāng)右旋♀X左旋♂，F(xiàn)1為右旋；當(dāng)左旋♀X右旋♂時，F(xiàn)1為左旋，則椎實螺外殼螺旋方向的遺傳?。ǎ?br> A、遵循伴性遺傳規(guī)律B、遵循基因的分離定律
C、遵循基因自由組合定律D、后代不出現(xiàn)一定的分離比例
4、下列關(guān)于細(xì)胞質(zhì)遺傳的敘述正確的是（）
A、由基因控制，遵循遺傳定律B、由基因控制，不遵循遺傳定律
C、不受基因控制，兩個親本雜交，后代的性狀沒有一定的分離比
D、F1總是表現(xiàn)出母本的性狀，故F1一定不會出現(xiàn)性狀分離
5、若有一個保持系的基因型為S（rr），則它的雙親可能的基因型為
A、♀N（Rr）X♂S（Rr）B、♀N（Rr）X♂N（RR）（）
C、♀S（RR）X♂N（Rr）D、♀S（rr）X♂N（rr）
二、簡答題
6、甲和乙為一對相對性狀，用以進(jìn)行雜交試驗，可得到下列四組試驗結(jié)果
A、♀甲X♂乙→F1呈甲性狀　B、♀甲X♂乙→F1呈乙性狀
C、♀乙X♂甲→F1呈甲性狀　D、♀乙X♂甲→F1呈乙性狀
　據(jù)試驗結(jié)果分析回答：
（1）用來說明性狀為顯性的試驗是＿＿＿＿＿＿組。
（2）若甲性狀為顯性，用來說明試驗中的甲性狀個體基因型為雜合體的試驗是＿＿＿＿＿＿組。
（3）若為細(xì)胞質(zhì)遺傳，試驗應(yīng)符合＿＿＿＿＿＿組結(jié)果。
（4）當(dāng)親代的甲性狀為顯性純合體，且產(chǎn)生的F1為雌性時，符合伴性遺傳的試驗應(yīng)是＿＿＿＿＿＿組。
7、某農(nóng)場由于不慎，在一塊培養(yǎng)不育系的地里把雄性不育系，保持系和恢復(fù)系種到了一塊地里，如圖所示（1和3保持系，2和4是不育系，5是恢復(fù)系），請回答：
（1）在1和3植株上獲得的種子的　
基因型分別是＿＿＿＿、＿＿＿＿。1　2　3　4　5
（2）在2和4植株上獲得的種子的基因型分別是＿＿＿＿、＿＿＿＿。
（3）在5植株上獲得的種子的基因型是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

自我評價答案
一、1、D　2、B　3、D　4、B　5、D
二、6、（1）A和C
（2）B和D
（3）A和D
（4）A和C
7、（1）N（Rｒ）和N（ｒｒ）
?。?）S（ｒｒ）和S（Rｒ）
　（3）N（Rｒ）和N（RR）

2012屆高考生物考點遺傳與基因工程精講精析復(fù)習(xí)教案

高考考點10遺傳與基因工程

本類考題解答錦囊

本知識點主要是選修教材中的內(nèi)容，是從基因分子水平上研究生物的遺傳特點，在考試說明中要求較低，但是它是現(xiàn)代分子生物學(xué)中的前沿學(xué)科，又與人類健康有密切關(guān)系，故這類題在近幾年的高考中所占比例越來越大。要做好這類題，首先要明確細(xì)胞質(zhì)遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)是：細(xì)胞質(zhì)中的線粒體或葉綠體中有遺傳物質(zhì)DNA，且細(xì)胞質(zhì)遺傳的特點表現(xiàn)為母系遺傳；真核基因與原核基因根據(jù)能否轉(zhuǎn)錄，都可以分成編碼區(qū)和非編碼區(qū)；而真核基因又根據(jù)能否編碼氨基酸分為內(nèi)含子和外顯子；真核細(xì)胞核在一定條件下能表現(xiàn)出全能性。

Ⅰ熱門題

Lebcr遺傳性神經(jīng)病是一種遺傳病，此病是由線粒體DNA基因突變所致。某女士的母親患有此病，如果該女士結(jié)婚生育，下列預(yù)測正確的是

A．如果生男孩，孩子不會攜帶致病基因

B．如果生女孩，孩不會攜帶致病基因

C．不管生男或生女，孩子都會攜帶致病基因

D．必須經(jīng)過基因檢測，才能確定

高考考目的與解題技巧：本題考查細(xì)胞質(zhì)遺傳的特點一母系遺傳。解此題的關(guān)鍵是：此病是由線粗體DNA基因突變所至，如果女性有病，那么它產(chǎn)生的卵細(xì)胞中肯定有線粒體，肯定有致病基因，所以不管生男生女肯定有致病基因，肯定有痛。

考查細(xì)胞質(zhì)，遺傳(母系遺傳)的特點。細(xì)胞質(zhì)遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)是細(xì)胞質(zhì)、線粒體和葉綠體中的DNA物質(zhì)。在受精卵中的細(xì)胞質(zhì)主要來自母本。這樣受細(xì)胞質(zhì)DNA控制的性狀實際上是由卵細(xì)胞傳遞下來的，使得子代總是表現(xiàn)出母本的這些性狀。在該考題中，由于該女士的母親患有Leber，則該女士必定患有該病，當(dāng)該女士結(jié)婚生育時，其子女必定患病。

C

1下列哪項不是基因上程中經(jīng)常使用的用來運載目的基因的載體

A．細(xì)菌質(zhì)粒B．噬菌體

C．功植物病毒D．細(xì)淌核區(qū)的DNA

答案：D指導(dǎo)：細(xì)菌核區(qū)的DNA目前還未被利用作基因工程的運載體。

2與大腸桿菌十乳糖苷酶基因表達(dá)無關(guān)的是

A．乳糖B．操縱子

C．半乳糖D．啟動子

答案：C指導(dǎo)：半乳糖苷酶基因表達(dá)產(chǎn)生半乳糖苷酶，半乳糖苷酶把乳糖分解為葡萄糖和半乳糖，所以半乳糖與半乳糖苷酶表達(dá)無關(guān)。

3真核牛物編碼蛋白質(zhì)的基因經(jīng)轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生有功能的成熟的信使I{NA的過程是

A.轉(zhuǎn)錄后直接產(chǎn)生的估使RNA

B．將內(nèi)含子轉(zhuǎn)錄部分剪掉，外顯f轉(zhuǎn)錄部分拼接而成

C.將外顯子轉(zhuǎn)錄部分剪掉，內(nèi)含子轉(zhuǎn)錄部分拼接而成

D．A、B、C、三種情況都有

答案：B指導(dǎo)：真核細(xì)胞的基因結(jié)構(gòu)編碼區(qū)是間隔的不連續(xù)的。能夠編碼蛋白質(zhì)的序列稱外顯子，不能夠編碼蛋白質(zhì)的廳列稱內(nèi)含子，該基因經(jīng)轉(zhuǎn)錄后的mRNA需加工，即將內(nèi)含子轉(zhuǎn)錄部分剪掉，外顯子轉(zhuǎn)錄部分拼接而成成熟的mRNA。

4成的一種蛋門質(zhì)，決定其結(jié)構(gòu)的基因

A．在原核牛物中較長

B．在真核牛物中較K

C．在原核生物和真核生物中一樣長

D．基因長度不依賴于原核或真核細(xì)胞的結(jié)構(gòu)狀態(tài)

答案：B指導(dǎo)：真核細(xì)胞中的結(jié)構(gòu)基因是由內(nèi)含子和外顯子組成，在轉(zhuǎn)錄時，需把內(nèi)含子轉(zhuǎn)錄部分剪切掉，把外顯子轉(zhuǎn)錄部分拼接起來，而原核生物的結(jié)構(gòu)基因沒有內(nèi)含子。

5人的一種凝血因子的基因有3能夠編碼2552個氨水酸，試計算凝血因子基因中外顯子的堿基對在整個基因堿基對中所占的比例，從這個比例中可以得出什么結(jié)論?

答案：V

61978年美國科學(xué)家利用工程技術(shù)，將人類胰島素基因拼接到大腸桿菌的DNA分子中，然后通過大腸桿菌的繁殖，產(chǎn)生出了人類胰島素。請回答：

(1)上述人類胰島素的合成是在___________進(jìn)行的，其決定氨基酸排列順序的mRNA的模板是由___________基因轉(zhuǎn)錄而來的。

答案：大腸桿菌核糖體人類胰島素

(2)胰島素含有51個氨基酸，由二條肽鏈組成，那么決定

它的合成的基因至少應(yīng)含有堿基___________個，若核苷酸的平均分子量為300，則與胰島素分子對應(yīng)的mRNA的分子量應(yīng)為___________；若氨基酸的平均分子量為90，該胰島素的分子量約為___________。

答案：32010459003708

(3)不同生物間基因移植成功，說明這些生物共有一套___________，從進(jìn)化的角度看，這些生物具有___________

答案：遺傳密碼共同的原始祖先

(4)某個DNA分子被“嫁接”上或“切割”掉某個基因，實際并不影響遺傳信息的表達(dá)功能。這說明___________。

答案：基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段

(5)該工程應(yīng)用于實踐，將給農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥等諸多領(lǐng)域帶來革命，目前已取得了許多成就，請你列舉你所知道的或你所設(shè)想應(yīng)用該工程的三個具體實例。

答案：見指導(dǎo)

指導(dǎo)：(1)轉(zhuǎn)錄在細(xì)胞核內(nèi)進(jìn)行，翻譯在細(xì)胞質(zhì)內(nèi)進(jìn)行，蛋白質(zhì)合成是在核糖體內(nèi)進(jìn)行。mRNA由DNA轉(zhuǎn)錄而來，決定胰島素氨基酸排列順序的mRNA由胰島素基因轉(zhuǎn)錄而來。

(2)根據(jù)基因(DNA)上的堿基數(shù)：mRNA堿基數(shù)：氨基酸數(shù)=6：3：1，所以，該慕因中至少應(yīng)含有堿基數(shù)32010個；該mR-NA的分子量為51x3x300：45900。根據(jù)肽鍵數(shù)：氨基酸數(shù)—肽鏈數(shù)，所以合成該胰島索時，形成的肽鏈數(shù)等于失去的水分子數(shù)：51—2：49；則該胰島素的分子量為51X90—49X18；3708。

(3)胰島素基因移植人大腸桿菌，并在大腸桿菌體內(nèi)得以表達(dá)產(chǎn)生廠胰島索，說明生物中的遺傳密碼都是一樣的。從進(jìn)化的角度看，這也說明這些生物有著共同的原始祖先。

(4)因為慕因是遺傳效應(yīng)的DNA片段，是遺傳的基本單位。

(5)將抗病毒基因嫁接到水稻體中，形成抗病毒水稻新品種；將人的血型基因移人豬體內(nèi)，培育產(chǎn)生人血的豬；將干擾素基因移人細(xì)菌體內(nèi)，培育出能產(chǎn)生干擾素的細(xì)菌。

Ⅱ題點經(jīng)典類型題

擬)目前有關(guān)國家正在聯(lián)合實施一項“人類基因組計劃”。這項計劃的目標(biāo)是繪制四張圖，每張圖均涉及人類一個染色體組的常染色體和性染色體。兵體情況如下：兩張圖的染色體上都表明人類全部的大約10萬個基因的位置(其中一張圖用遺傳單位表示基因間的距離，另一張用核苷酸數(shù)目表示基因間的距離)；一張圖顯示染色體上全部DNA約30億個堿基對的排列順序；還有一張是基因轉(zhuǎn)錄圖。參與這項計劃的有莢、英、日、法、德和中國的科學(xué)家，他們成計劃的90％劃全部完成。

參與這項計劃的英國科學(xué)家不久前宣布，已在人類第22號染色體上定位679個基因，其中55％是新發(fā)現(xiàn)的，，這些基因主要與人類的先天性心臟病、免疫功能低下和多種惡性腫瘤等有關(guān)。此外還發(fā)現(xiàn)第22染色體上約160個基因與鼠的基因具有相似的堿基順序。參加這項計劃的中國科學(xué)家宣布，在完成基因組計劃之后，將重點轉(zhuǎn)向研究中國人的基因，特別是與疾病相關(guān)的基因；同時還將應(yīng)用人類基因組大規(guī)模測定堿基順序的技術(shù)，測定出豬、牛等哺乳動物基因組的全部堿基順序。試根據(jù)以上材料回答F列問題：

(1)“人類基因組計劃”需要測定人類的24條染色體的基因和堿基順序。試指出是哪24條染色體?為什么不是測定23條染色體?

(2)在上述24條染色體中，估計基因的堿基對數(shù)目不超過全部DNA堿基對的10％。試問平均每個基因最多含有多少個堿基對?

(3)你認(rèn)為完成“人類基因組計劃”有哪些意義?高考考目的與解題技巧：考查人類基因組計劃的研究內(nèi)容、意義和考生的閱讀理解能力，解題的關(guān)鍵是要知道男性的性染色體組成為XY，由于X和Y上的基因存在差別，所以這一對同源染色體都要分析。在生物體內(nèi)的DNA中，不是所有片段都有遺傳效應(yīng)，而是有許多片段致使其連接或調(diào)控作用，沒有遺傳效應(yīng)。

(1)人類的體細(xì)胞中含有23對同源染色體，其中有22對常染色體(AA)和一對性染色體(XX或XY)。22對常染色體在男性和女性間相同，只要分析每一對中的1條即可；女性的性染色體組成為XX，男性的性染色體組成為XY，由于X和Y上的基因存在著差別，所以X和Y這一對同源染色體都需要分析。因此人類基因組計劃需要分析22條常染色體和X、Y兩條性染色體，共24條染色體。

(2)由于人類的全部基因大有10萬個，染色體上大約有30億個堿基對，而且經(jīng)估計基因的堿基對數(shù)目不超過全部DNA堿基對的10％，所以：

10萬個基因中的堿基對數(shù)目：30億×10％=3億(個)

平均每個基因中的堿基對數(shù)目；3億／10萬=3000(個)

(3)“人類基因組計劃”同其他許多科學(xué)發(fā)現(xiàn)一樣，都是一把“雙刃劍”，既具有正面的有益影響，也具有負(fù)面的影響，，對于新的科學(xué)成果，都要從正反兩個方面進(jìn)行認(rèn)識，以能揚長避短，更好地讓新科技發(fā)揮現(xiàn)代科技的巨大作用為人類服務(wù)。

(1)22條常染色體和X、Y兩條性染色體。因為X和Y兩條性染色體之間具有不相同的基因和堿基序列，所以一共測定24條染色體(2)3000個(3)有利于各種遺傳病的診斷和治療；有利于進(jìn)一步了解基因表達(dá)的調(diào)控機制和細(xì)胞生長、分化和個體發(fā)育的機制；有利于了解生物的進(jìn)化；推動生物高新技術(shù)的發(fā)展并產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟效益。

1擬)植物學(xué)家培育抗蟲棉時，對目的基因作了適當(dāng)?shù)男揎?，使得目的基因在棉花植株的整個生長發(fā)育期都表達(dá)，以防止害蟲侵害。這種對目的基因所作的修飾發(fā)生在

A．內(nèi)含子B．外顯子

C.編碼區(qū)D．非編碼區(qū)

答案：D指導(dǎo)：考查知識點為基因的結(jié)構(gòu)和功能及基因工程，生物細(xì)胞中的基因通常在生物生長發(fā)育的不同時期選擇性表達(dá)，基因中調(diào)控基因表達(dá)的是非編碼區(qū)的調(diào)控序列。

2擬)某蛋白基因結(jié)構(gòu)包括4個內(nèi)含子，5個外顯子，整個基因結(jié)構(gòu)含有2400個堿基對，能編碼280個氨基酸，則該基因結(jié)構(gòu)中外顯子堿基所占比例為

A．35％B．70％C．42．5％D．17．5％

答案：A指導(dǎo)：整個基因能編碼280個氨基酸，即外顯子轉(zhuǎn)錄形成的mRNA有堿基數(shù)280x3：840個，外顯子含有的堿基對為840對，則基因結(jié)構(gòu)中外顯子堿基所占比例為35％。

3擬)下列關(guān)于生物工程中常用的幾種酶的敘述中，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，能用于提取目的基因

B．DNA連接酶可把目的基因與運載體黏性末端的堿基黏合，能形成重組DNA

C．纖維素酶、果膠酶可分解細(xì)胞壁，能用于植物體細(xì)胞雜交

D．胰蛋白酶能使動物組織分散成單個細(xì)胞，能用于動物細(xì)胞培養(yǎng)

答案：B指導(dǎo)：A項為限制酶的特點及作用，故A對，細(xì)胞壁的主要成分是纖維素和果膠，故可用纖維素酶和果膠酶分解細(xì)胞壁，形成原生質(zhì)體用于植物體細(xì)胞雜交，故C對。胰蛋白酶能分解動物細(xì)胞之間的纖維蛋白等，使動物組織分散為個細(xì)胞，利于動物細(xì)胞培養(yǎng)，故D對，DNA連接酶，連結(jié)的是目的基兇與運載體黏性末端的脫氧核糖和磷酸，堿基靠氫鍵相連，不需酶的催化，故B錯。

4擬)如下圖，兩個核酸片段在適宜條件下，經(jīng)K酶的催化作用，發(fā)生下述變化，則X酶是

A.連接酶B．RNA聚合酶

C.DNA聚合酶D．限制酶

答案：A指導(dǎo)：DNA連接酶作用是將兩個黏性末端的磷酸和脫氧核糖連接在一起；RNA聚合酶是在RNA復(fù)制或轉(zhuǎn)錄過程中，把脫氧核苷酸連接在一起；DNA聚合酶是在DNA復(fù)制過程催化脫氧核苷酸的聚合反應(yīng)；限制酶是在獲取目的基因時識別特定的堿基序列，切出黏性末端。

5擬)下列關(guān)于基因工程的敘述，正確的是

A.基因工程經(jīng)常以抗菌素抗性基因為目的基因

B．細(xì)菌質(zhì)粒是基因工程常用的運載體

C．通常用一種限制性內(nèi)切酶處理含目的基因的DNA，用另一種處理運載體DNA

D．為育成抗除草劑的作物新品種，導(dǎo)人抗除草劑基因時只能以受精卵為受體

答案：B指導(dǎo)：基因工程是按照人們的意愿，把一種生物的基因復(fù)制出來，加以修飾改造，然后導(dǎo)人另一種生物的細(xì)胞里定向地改造生物的遺傳性狀。在實際操作中一定要注意用同一種限制性內(nèi)切酶來處理目的基因DNA和運載體基因DNA，使它們產(chǎn)生相同的黏性末端。

6擬)采用基因工程的方法培育抗蟲棉，下列導(dǎo)人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將編碼霉素蛋白的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)人細(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.①②B．②③C．③④D．④①

答案：C指導(dǎo)：基因工程一般要經(jīng)歷四個步驟：提取目的基因、目的基因與運載體結(jié)合、將目的基因?qū)耸荏w細(xì)胞和目的基因的檢測和表達(dá)。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運載體結(jié)合即與細(xì)菌質(zhì)粒重組。完成上述兩步以后才將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞即棉的體細(xì)胞或受精卵，目基因?qū)耸荏w細(xì)胞后，可隨受體細(xì)胞的繁殖而復(fù)制．，所上述③④操作是正確的。①將毒索蛋白注射到棉受精卵中，沒有獲得目的基因。②將編碼毒素蛋白的DNA序列，注射到棉受精卵中沒有將目的基因與受體細(xì)胞結(jié)合，所以①②是錯誤的操作。

7擬)雞的輸卵管細(xì)胞能合成卵清蛋白，紅細(xì)胞能合成β-珠蛋白，胰島細(xì)胞能合成胰島素。用編碼上述蛋白質(zhì)的基因分別做探針，對三種細(xì)胞中提取的所有DNA進(jìn)行雜交實驗；用同樣的三種基因片段做探針，對上述三種細(xì)胞中提取的所有RNA進(jìn)行雜交實驗，實驗結(jié)果如下表。下列是關(guān)于該實驗的敘述，正確的是

卵清蛋白基因β-珠蛋白基因胰島素基因

DNA輸卵管細(xì)胞+++

紅細(xì)胞+++

胰島細(xì)胞+++

RNA輸卵管細(xì)胞---

紅細(xì)胞-+-

胰島細(xì)胞--+

“+”表示雜交過程中有雜合雙鏈“-”表示雜交過程中沒有雜合雙鏈

A.胰島細(xì)胞中只有胰島素基因

B．上述三種細(xì)胞的分化是由于細(xì)胞發(fā)育過程中某些基因被丟失所致

C．在紅細(xì)胞成熟過程中有選擇性地表達(dá)了β-珠蛋白基因

D．在輸卵管細(xì)胞中無β-珠蛋白基因和胰島素基因

答案：C指導(dǎo)：同一動物體內(nèi)的所有體細(xì)胞，都是由受精卵經(jīng)過有絲分裂形成的，所含的DNA是相同的，但是由于不同細(xì)胞所表達(dá)的基因不同，由基因所轉(zhuǎn)錄形成的RNA也不同。所以在題中紅細(xì)胞能合成β—珠蛋白質(zhì)是由于在成熟的紅細(xì)胞中有選擇性地表達(dá)了有關(guān)的基因。

8糖尿病是一種常見病，且發(fā)病率有逐年增加的趨勢，以致西方發(fā)達(dá)國家把它列為第三號“殺手”。目前對糖尿病I型的治療，大多采用胰島素治療。

這種治療用的激素過去主要從動物(如豬、牛)中得到。自70年代遺傳工程(又稱基因工程)發(fā)展起來以后，人們開始采用這種高新技術(shù)生產(chǎn)，其操作的基本過程如下圖所示：①圖中的質(zhì)粒存在于細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)，從其分子結(jié)構(gòu)看，可確定它是一種___________。根據(jù)堿基配對的規(guī)律，在連接酶的作用下，把圖中甲與乙拼起來(即重組)，若a段與b段的堿基序列分別是AATTC和CTTAA，則b段與c段分別是___________。

答案：DNA分子；TrAAG和CAATr

②細(xì)菌進(jìn)行分裂后，其中被拼接的質(zhì)粒也由一個變成二個，二個變成四個……，質(zhì)粒的這種增加方式在遺傳學(xué)上稱為___________。目的是基因通過活動(即表達(dá))后，能使細(xì)菌產(chǎn)生治療糖尿病的激素。這是因為基因具有控制___________合成的功能。它的過程包括___________和___________兩個階段。

答案：半保留復(fù)制蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)錄翻譯

指導(dǎo)：考查基因工程的具體應(yīng)用。由于所有生物在合成蛋白質(zhì)的時候用同一套密碼子，所以把人的合成胰島素基因轉(zhuǎn)到細(xì)菌中，在細(xì)菌中可以合成人的胰島素。

Ⅲ新高考探究

1鏈孢霉有生長正常的野生型和生長緩慢的突變型，人們將突變型鏈孢霉的細(xì)胞核與野生型的細(xì)胞核互換之后，發(fā)現(xiàn)這兩種鏈孢霉的生長狀況并沒有改變。這說明鏈孢霉的生長受到下列哪種物質(zhì)的影響

A.細(xì)胞核中的DNAB．細(xì)胞質(zhì)中的DNA

C．細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核中的DNAD．細(xì)胞質(zhì)中的蛋白質(zhì)

答案：B指導(dǎo)：考查DNA的分布、細(xì)胞質(zhì)遺傳的特點及其物質(zhì)基礎(chǔ)。由于更換細(xì)胞核沒有改變鏈孢霉的生長狀況，所以細(xì)胞核中的DNA不控制鏈孢霉的生長，那么只能由細(xì)胞質(zhì)中DNA控制。

2酵母菌為單倍體細(xì)胞。其菌落有大、小兩種類型。在一條件下可以進(jìn)行有性生殖。人們發(fā)現(xiàn)：當(dāng)大菌落中的細(xì)胞與小菌落中的細(xì)胞融合為二倍體的合子后，經(jīng)過減數(shù)分裂形成孢子，再由孢子經(jīng)過出芽生殖形成菌落。其中98％～99％的菌落為大菌落，經(jīng)出芽生殖的后代中有極少數(shù)為小菌落1％～2％的菌落為小菌落，經(jīng)出芽生殖的后代都為小菌落。酵母菌出現(xiàn)這些現(xiàn)象的原因是

A.減數(shù)分裂過程中細(xì)胞分配不均勻?qū)е碌?/p>

B．減數(shù)分裂過程中細(xì)胞質(zhì)分配不均勻?qū)е碌?/p>

C.出芽生殖過程中細(xì)胞質(zhì)分配不均勻?qū)е碌?/p>

D．細(xì)胞分裂過程中細(xì)胞質(zhì)分配不均勻?qū)е?/p>

答案：D指導(dǎo)：考查細(xì)胞質(zhì)遺傳及其遺傳物質(zhì)的分配特點。由于合子減數(shù)分裂形成的孢子中大、小菌落的數(shù)量不等，說明酵母菌的菌落大小不是細(xì)胞核基因控制的。合子中的細(xì)胞質(zhì)主要來自大菌落細(xì)胞，少部分來自小菌落細(xì)胞。在減數(shù)分裂過程中，來自兩種細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)混合在一起重新隨機分配。多數(shù)孢子的細(xì)胞質(zhì)是異質(zhì)的，主要含有大菌落細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)；極少數(shù)孢子的細(xì)胞質(zhì)是同質(zhì)的，只含有大菌落細(xì)胞

的細(xì)胞質(zhì)或小菌落細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)。在孢子的出芽生殖過程芽體則只能產(chǎn)生小菌落芽體，如圖。

3細(xì)菌與酵母菌的基因結(jié)構(gòu)上的相同點是

A.在非編碼區(qū)都有RNA聚合酶結(jié)合位點

B．在編碼區(qū)都含有內(nèi)含子和外顯子

C非編碼區(qū)都在編碼區(qū)的上游

D．非編碼區(qū)都在編碼區(qū)的下游

答案：A指導(dǎo)：考查原核細(xì)胞和真核細(xì)胞的基因結(jié)構(gòu)及其特點。無論原核細(xì)胞的基因還是真核細(xì)胞的基因，都包括苧編苧區(qū)和編碼區(qū)兩部分，其中非編碼區(qū)位于編碼區(qū)的上游和下游，在上游的非編碼區(qū)都含有調(diào)控基因表達(dá)的序列，如RNA聚合酶結(jié)合位點。在編碼區(qū)中，原核細(xì)胞的基因編碼區(qū)是連續(xù)的，不間隔的；真核細(xì)胞的基因編碼區(qū)中含有內(nèi)含子和外顯子，因而其編碼區(qū)是不連續(xù)的、間隔的。

4科學(xué)家在對真核細(xì)胞中線粒體和葉綠體的起源進(jìn)行研究時發(fā)現(xiàn)，線粒體和葉綠體除外膜結(jié)構(gòu)外，其余部分的結(jié)構(gòu)和功能分別與異養(yǎng)好氧型細(xì)菌、光能自養(yǎng)型細(xì)菌極為相似(如DNA為環(huán)狀，無蛋白質(zhì)結(jié)合等)。在長期的生物進(jìn)化過程中，這些DNA分子與細(xì)胞核中的DNA分子在功能上形成了一定的互作聯(lián)系，在遺傳學(xué)上稱為核質(zhì)互作，它們共同維持著生物的遺傳。那么，線粒體和葉綠體中的基因在結(jié)構(gòu)上與核基因的關(guān)系是

A.基因中的堿基序列完全相同

B．基因結(jié)構(gòu)完全不相同

C．基因結(jié)構(gòu)有的相同，有的不同

D．基因結(jié)構(gòu)不完全相同

答案：B指導(dǎo)：考查原核細(xì)胞和真核細(xì)胞基因結(jié)構(gòu)的差異。無苧是質(zhì)基因還是核基因，它們的功能之所以不同，是因為它們的堿基序列所代表的遺傳信息是完全不同的；盡管它們都有編碼區(qū)和非編碼區(qū)，但在編碼區(qū)，質(zhì)基因的編碼是連續(xù)的，而核基因的編碼是不連續(xù)的。

5“人類基因組計劃”的實施有助于人們對自身生命本質(zhì)的認(rèn)識。與此同時，由我國科學(xué)家獨立實施的“二倍體水稻基因組測序工程”成，標(biāo)志著我國對水稻的研究達(dá)到了世界領(lǐng)先水平。那么，該工程的具體內(nèi)容是指

A.測定水稻24條染色體上的全部基因序列

B．測定水稻12條染色體上的全部基因序列

C．測定水稻12條染色體上的全部堿基序列

D．測定水稻12條染色體上基因的堿基序列

答案：C指導(dǎo)：考查對“人類基因組計劃”內(nèi)容的理解和知識遷移能力。

6“人類基因組計劃”實施和成功具有劃時代的偉大意義，必將對人類自身產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。下列關(guān)于對“人類基因組計劃”的說法中，不正確的一項是

A.對人類各種遺傳病的診斷和治療具有重要意義

B．有助于對人類生長發(fā)育過程和進(jìn)化過程的認(rèn)識

C．有助于人類對自身基因的表達(dá)調(diào)控過程的了解

D．推動生物高新技術(shù)的發(fā)展，開發(fā)人類的DNA資源

答案：D指導(dǎo)：考查對“人類基因組計劃”的認(rèn)識。人體的新陳代謝、生長發(fā)育、繁殖、衰老和死亡等各項基本生命活動都直接或間接地受到遺傳物質(zhì)的控制。因此，通過“人類基因組計劃”揭示出人體內(nèi)的遺傳信息及其調(diào)控表達(dá)的機制，就可以通過一定的技術(shù)進(jìn)行控制。但是如果利用這些技術(shù)來開發(fā)人類的DNA資源，不僅有悖倫理道德，而且會導(dǎo)致不可想像的后果，如制作DNA武器等。

7在基因工程過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．將目的基因與運載體結(jié)合

D．將目的基因?qū)说绞荏w細(xì)胞內(nèi)

答案：B指導(dǎo)：考查基因工程過程中的各種操作工具的作用。DNA限制性內(nèi)切酶具有專一性，一種限制性內(nèi)切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；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。將目的基因與運載體的結(jié)合要使用DNA連接酶。將目的基因?qū)?/p>

8下圖是將人的生長激素基因?qū)思?xì)菌B細(xì)胞內(nèi)制造“工程菌”R示意圖，所用栽體為質(zhì)粒A。已知細(xì)菌B細(xì)胞內(nèi)不含有質(zhì)粒A，也不含有質(zhì)粒A上的基因，質(zhì)粒A導(dǎo)人細(xì)菌B后，A上的基因能得到表達(dá)。請回答下列問題。

(1)人工合成目的基因的途徑一般有_______法和_______法。

答案：逆轉(zhuǎn)錄化學(xué)合成

(2)將目的基因和質(zhì)粒相結(jié)合形成重組質(zhì)粒(重組DNA分子)的過程中，首先用_______處理目的基因和質(zhì)粒，使之形成_______，然后再用處理使之結(jié)合，形成重組質(zhì)粒。

答案：同一種限制酶(同一種DNA限制性內(nèi)切酶)互補的黏性末端DNA連接酶

(3)目前把重組質(zhì)粒導(dǎo)人細(xì)菌細(xì)胞時，效率還不高。導(dǎo)入完成后得到的細(xì)菌，實際上有的根本沒有導(dǎo)人質(zhì)粒，有的導(dǎo)入的是普通質(zhì)粒A，只有少數(shù)導(dǎo)人的是重組質(zhì)粒。此處可以通過如下步驟來鑒別得到的細(xì)菌是否導(dǎo)入了質(zhì)粒A或重組質(zhì)粒。將得到的細(xì)菌涂布在一個含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基上，能夠生長的就是導(dǎo)入了質(zhì)粒A或重組質(zhì)粒的細(xì)菌，反之則沒有。使用這種方法鑒別的原因是質(zhì)粒的結(jié)構(gòu)中含有_______，使得細(xì)菌具有了_______能力，該結(jié)構(gòu)在基因工程中通常被稱作_______。

答案：抗氨芐青霉素基因抗藥標(biāo)記基因

(4)若把通過鑒定證明導(dǎo)入了普通質(zhì)粒A或重組質(zhì)粒的細(xì)菌放在含有四環(huán)素的培養(yǎng)，會發(fā)生的現(xiàn)象是_______。原因是_______。你認(rèn)為這種處理結(jié)果所具有的生態(tài)學(xué)意義是_______。

答案：細(xì)菌全部死亡目的基因插入到抗四環(huán)素基因中而破壞了抗四環(huán)素基因的結(jié)構(gòu)，細(xì)菌對四環(huán)素失去抗藥性可用四環(huán)素殺死散失的工程菌，防止造成環(huán)境污染和危害

(5)導(dǎo)入細(xì)菌B細(xì)胞中的目的基因成功表達(dá)的標(biāo)記是_______，目的基因成功表達(dá)的過程包括_______和_______。

答案：工程菌合成出入的生長激素轉(zhuǎn)錄翻譯

指導(dǎo)：綜合考查基因工程的方法過程、遺傳信息的表達(dá)過程以及考生分析問題的能力。

(1)提取目的基因的途徑有兩條，一是利用“鳥槍法”從供體細(xì)胞中直接分離出目的基因；二是人工合成途徑，其中包括“逆轉(zhuǎn)錄法”和“化學(xué)合成法”。

(2)獲得目的基因后，需要將目的基因與質(zhì)粒(運載體)結(jié)合。此時必須用同一種DNA限制性內(nèi)切酶切割目的基因和質(zhì)粒DNA，使二者之間形成互補的黏性末端；然后利用DNA連接酶將目的基因和質(zhì)粒DNA的互補黏性末端連接起來，形成重組質(zhì)粒。

(3)根據(jù)題意和圖示，質(zhì)粒A中含有兩種抗藥。這樣的重組質(zhì)粒一旦導(dǎo)入細(xì)菌B細(xì)胞，則細(xì)菌B細(xì)胞就具有抗氨芐青霉素能力，可以在含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基上生長，表明含有目的基因的重組質(zhì)粒導(dǎo)人細(xì)胞。質(zhì)粒上的抗藥基因，不僅起到了篩選細(xì)胞的作用，而且起到了標(biāo)記基因的作用。

(4)從圖示中可以看出，目的基因(生長激素基因)被插入到質(zhì)粒上的四環(huán)索抗性基因的中間，使得四環(huán)素抗性基因的結(jié)構(gòu)被破壞，質(zhì)粒A失去抗四環(huán)素的功能。于是該“工程菌”能夠在含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基-匕生長，但不能在含有四環(huán)素的培養(yǎng)基上生存。由于該“工程菌”含有人的生長激素基因，能夠大量合成人的生長激素，如果該“工程菌”一旦散失到環(huán)境中造成危害，町以利用四環(huán)素消滅該“工程菌”。

(5)基因—工程的最終結(jié)果是讓目的基因在受體細(xì)胞中表達(dá)，通過轉(zhuǎn)錄和翻譯，合成出相應(yīng)的蛋白質(zhì)。

遺傳和基因工程

一名優(yōu)秀的教師在教學(xué)方面無論做什么事都有計劃和準(zhǔn)備，作為教師就要精心準(zhǔn)備好合適的教案。教案可以讓上課時的教學(xué)氛圍非常活躍，有效的提高課堂的教學(xué)效率。寫好一份優(yōu)質(zhì)的教案要怎么做呢？下面是小編幫大家編輯的《遺傳和基因工程》，僅供您在工作和學(xué)習(xí)中參考。

選修本
第12課時　遺傳和基因工程——基因工程簡介

知識精華
1、基因工程的概念：又叫________技術(shù)或DNA重組技術(shù)。它是按照人們意愿，把一種生物的基因?qū)氲搅硪环N生物的細(xì)胞中，定向的改變生物性狀。
2、基因操作的工具
（1）基因的__________――――限制性內(nèi)切酶。
（2）基因的__________――――DNA連接酶。
（3）基因的__________――運載體。
3、基因操作的基本步驟
（1）提取____________________――直接分離基因和人工合成基因。
（2）目的基因與__________結(jié)合――使目的基因載入到運載體中，形成重組DNA。
（3）將目的基因?qū)隷_____細(xì)胞――常采用顯微注射技術(shù)和感染法
（4）目的基因的________與表達(dá)――據(jù)運載體上的標(biāo)記基因判斷導(dǎo)入與否，據(jù)受體細(xì)胞表現(xiàn)出特定的性狀，判斷目的基因表達(dá)與否。
4、基因工程的成果與發(fā)展前景
（1）醫(yī)藥衛(wèi)生：生產(chǎn)基因工程藥品；基因診斷（DNA探針）；基因治療。
（2）農(nóng)牧業(yè)及食品工業(yè)：農(nóng)業(yè)上獲得具抗性能力的新品種；畜牧養(yǎng)殖業(yè)培養(yǎng)優(yōu)良品種的轉(zhuǎn)基因動物；食品業(yè)為人類開辟新的食物來源。
（3）環(huán)境保護(hù)：環(huán)境監(jiān)測；環(huán)境的凈化

例題領(lǐng)悟
例1、下列關(guān)于質(zhì)粒的敘述，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)中能夠自主復(fù)制的小型環(huán)狀DNA分子
　C、質(zhì)粒只有在導(dǎo)入宿主細(xì)胞后才能在宿主細(xì)胞內(nèi)復(fù)制
　D、細(xì)菌質(zhì)粒的復(fù)制過程一定是在宿主細(xì)胞外獨立進(jìn)行的
解析：從兩個方面分析，（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)粒是一個重要的運載體，通常利用質(zhì)粒與目的基因結(jié)合，形成重組質(zhì)粒。答案：B
例2、下列不屬于獲得目的基因的方法是?。ǎ?br> 　A、“鳥槍法”B、轉(zhuǎn)錄法
　C、反轉(zhuǎn)錄法D、根據(jù)已知氨基酸序列合成法
解析：從兩個方面分析，（1）獲取目的基因的途徑有兩條：一條是直接分離基因；另一條是人工合成基因。直接合成基因也就是“鳥槍法”；人工合成基因又有兩條途徑，一條是“逆轉(zhuǎn)錄法”，另一條是根據(jù)已知的氨基酸序列合成基因；（2）所謂轉(zhuǎn)錄是指以DNA的一條鏈為模板，遵循堿基互補配對原則合成ｍRNA的過程，此過程不能獲得DNA（基因）。答案：B

自我評價
一、選擇題
1、從浩瀚的“基因海洋”中獲得特定的目的基因的方法有（）
①從供體細(xì)胞的DNA中直接分離基因?、趶氖荏w細(xì)胞的DNA中直接分離基因?、廴斯ず铣苫颌軓?fù)制
A、①②B、①③C、③④D、②④
2、下列說法正確的是（）
A、質(zhì)粒是基因工程中唯一的運載工具
B、人工合成基因可以以RNA為模板
C、檢測到標(biāo)記基因所表達(dá)出來的性狀，則說明受體細(xì)胞中的目的基因已成功表達(dá)
D、重組的DNA分子必須含有抗藥性基因，即標(biāo)記基因。
3、下列說法正確的是（）
A、基因治療主要是對缺陷的細(xì)胞進(jìn)行修復(fù)
B、基因工程的產(chǎn)品是獲得大量的目的基因
C、用苯丙氨酸羥化酶基因探針可以檢測出鐮刀型細(xì)胞貧血癥
D、用DNA探針檢測飲水中病毒的含量，可精確到10個病毒每噸水
4、下列說法不正確的是?。ǎ?br> A、基因的運載體從本質(zhì)上來看是一種分子量較小的DNA分子
B、蘇云金芽孢桿菌中的抗蟲基因可以通過基因工程在棉花細(xì)胞中表達(dá)
C、基因工程的產(chǎn)品往往是一些蛋白質(zhì)類物質(zhì)
D、“工程菌”是從自然界分離出來，可作為基因工程中的受體細(xì)胞
5、基因工程中科學(xué)家常采用細(xì)菌、酵母菌等微生物作為受體細(xì)胞的原因是
A、結(jié)構(gòu)簡單，操作方便B、繁殖速度快?。ǎ?br> C、遺傳物質(zhì)含量少，易操作D、性狀穩(wěn)定，變異少
二、簡答題
6、中國科學(xué)家陳炬成功地把人的抗病毒干擾素基因植入煙草的細(xì)胞中并“嫁接”到其DNA分子上，使煙草獲得了抗病毒的能力。試分析回答：
（1）人的抗病毒干擾素的化學(xué)本質(zhì)是＿＿＿＿＿＿＿。
（2）在該實驗操作過程用到的工具酶有＿＿＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿＿。
（3）人的抗病毒干擾素基因之所以能“嫁接”到植物的DNA分子上去，是因為＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
（4）煙草有了抗病毒的能力，這表明煙草體內(nèi)產(chǎn)生了＿＿＿＿＿＿＿＿。這個事實說明，人和植物共同有一套＿＿＿＿＿＿＿＿，蛋白質(zhì)的合成方式＿＿＿＿＿＿＿＿。
（5）這個事實也說明，現(xiàn)代地球上的生物是由共同的原始祖先經(jīng)過漫長的地質(zhì)年代進(jìn)化而來,它們之間有著或遠(yuǎn)或近的＿＿＿＿＿＿＿關(guān)系。

自我評價答案
一、1、B　2、B　3、D　4、D　5、B
二、6、（1）蛋白質(zhì)　
（2）限制性內(nèi)切酶　DNA連接酶
（3）人和植物的DNA分子，具有相同的結(jié)構(gòu)（雙螺旋結(jié)構(gòu)）和化學(xué)組成（基本組成單位）
（4）人的干擾素基因　遺傳密碼　轉(zhuǎn)錄和翻譯
（5）親緣

2012屆高考生物第一輪總復(fù)習(xí)教案:遺傳與基因工程

高考生物第一輪總復(fù)習(xí)講座之七

第三章：遺傳與基因工程

　第三節(jié).基因表達(dá)的調(diào)控第四節(jié).基因工程簡介

重點：原核生物基因表達(dá)調(diào)控的原理，基因操作的工具和基本步驟。

難點：原核生物基因表達(dá)調(diào)控的原理，限制酶和運載體的作用及基因操作的基本步驟。

第三節(jié)：基因表達(dá)的調(diào)控

生物體的每一個細(xì)胞中都含有本物種的一整套基因，因此，多細(xì)胞生物體的每個細(xì)胞都具有能夠?qū)⑺哂械拿總€基因都表達(dá)出來、并且發(fā)育成一個完整的生物體的潛能，這就是細(xì)胞的全能性。但生物細(xì)胞內(nèi)的一整套基因并不是同時都在表達(dá)，這是因為，在細(xì)胞內(nèi)存在著對基因表達(dá)的調(diào)控機制，基因能夠有序地表達(dá)。

一、原核生物基因表達(dá)的調(diào)控

實驗現(xiàn)象：將大腸桿菌接種到無葡萄糖而只有乳糖培養(yǎng)基中，大腸桿菌就會合成并分泌出大量的“半乳糖苷酶”，這種酶可以將培養(yǎng)基中的乳糖分解成葡萄糖和半乳糖，從而加以利用。如果將大腸桿菌生活環(huán)境中的乳糖除去，半乳糖苷酶的合成就立即停止。

結(jié)果分析：大腸桿菌這種原核生物是否能夠合成半乳糖苷酶，取決于周圍環(huán)境中有無乳糖。而半乳糖苷酶的合成是受特定的基因――半乳糖苷酶基因來控制的。因此，乳糖誘導(dǎo)了半乳糖苷酶基因的表達(dá)，從而合成了分解乳糖的半乳糖苷酶。那么，這個調(diào)控過程到底是怎樣的呢？

基因表達(dá)的調(diào)控機理：在大腸桿菌的DNA分子上，與乳糖代謝有關(guān)的脫氧核苷酸序列及功能如教材P53圖3－12，其調(diào)控流程如下：

通過大腸桿菌乳糖代謝的調(diào)控過程，可以看出其對環(huán)境的適應(yīng)性，這一適應(yīng)性又稱應(yīng)激性，是生物在長期的進(jìn)化過程中形成的，由遺傳物質(zhì)決定的。

二、真核生物基因表達(dá)的調(diào)控

真核生物基因的核苷酸序列也分為調(diào)控基因和結(jié)構(gòu)基因，這一點是與原核生物相似的，真核生物基因的表達(dá)過程亦與原核生物有許多點，但也有區(qū)別：

原核生物的基因表達(dá)過程為：

真核生物的基因表達(dá)過程為：

可以看出，兩者的不同點是：原核生物轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的mRNA不需加工，直接翻譯蛋白質(zhì)，且邊轉(zhuǎn)錄邊翻譯；而真核生物由DNA轉(zhuǎn)錄的mRNA則需經(jīng)加工，形成成熟的mRNA才能翻譯成蛋白質(zhì)，且轉(zhuǎn)錄在細(xì)胞核中、翻譯在細(xì)胞質(zhì)中（核糖體內(nèi)），因而其轉(zhuǎn)錄和翻譯有時間與空間上的的分隔。

多細(xì)胞的真核生物在個體發(fā)育過程中，基因在各個細(xì)胞中不是均等地表達(dá)，而是有特異性地表達(dá)，從而引起細(xì)胞的分化，這是由于在多種因素的影響下、在不同的細(xì)胞中關(guān)閉或開啟某些基因所造成的。

第四節(jié)：基因工程簡介

一、基因工程的基本內(nèi)容

1.概念：基因工程又叫做基因工程技術(shù)或DNA重組技術(shù)，就是按照人類的要求，把一種生物的個別基因復(fù)制出來，加以修飾改造，然后導(dǎo)入另一種生物的細(xì)胞里，定向地改造生物的遺傳性狀。

2.基因操作的工具：基因工程是在DNA分子水平上進(jìn)行設(shè)計和施工，即對DNA分子進(jìn)行剪切和拼接其主要工具有：

（1）基因剪刀：限制性內(nèi)切酶，簡稱限制酶。這種酶主要存在于微生物中，由于每種限制酶能識別特定的核苷酸序列，因此，限制酶能在特定的切點上切割DNA分子。

（2）基因針線：DNA連接酶，用它可以將兩個DNA分子的互補的堿基連接起來，同時還要將兩個DNA分子的“磷酸—脫氧核糖”連接起來。

（3）基因運輸工具：運載體，借助運載體將外源的目標(biāo)基因送入受體細(xì)胞。作為運載體要符合以下三個條件：第一，能在宿主細(xì)胞中復(fù)制并穩(wěn)定地保存；第二，具有多個限制酶切點，以便與外源基因連接；第三，具有標(biāo)記基因，便于篩選，質(zhì)粒、噬菌體及動植物病毒常被用作運載體。

3.　基因操作的步驟：

（1）提取目的基因

（2）目的基因與運載體結(jié)合

　用同一種限制酶去切割質(zhì)粒和目的基因，加入DNA連接酶，形成重組DNA分子

（3）將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞

　借鑒細(xì)菌或病毒侵染細(xì)胞的方法來進(jìn)行。

（4）目的基因的檢測和表達(dá)

檢測：根據(jù)受體細(xì)胞是否具有某些標(biāo)記基因判斷。

表達(dá)：受體細(xì)胞表現(xiàn)出特定的性狀。

　二、基因工程的成果與發(fā)展前景

1.基因工程與醫(yī)藥衛(wèi)生

生產(chǎn)基因工程藥品：如，將胰島素基因?qū)氪竽c桿菌，來生產(chǎn)胰島素。

基因診斷與治療：　用帶同位素或熒光標(biāo)記的DNA做探針，利用DNA分子雜交原理檢測被測標(biāo)本的遺傳信息，來檢測病癥。

2.基因工程與農(nóng)牧業(yè)、食品工業(yè)

　農(nóng)業(yè)：　獲得高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、品質(zhì)優(yōu)良的農(nóng)作物，如：向日葵豆

　培育抗逆性的作物品種，如：抗蟲棉

　畜牧養(yǎng)殖業(yè)：改善動物的優(yōu)良品種，如：超級綿羊

　食品工業(yè)：　開辟食物來源，如：用大腸桿菌或酵母來生產(chǎn)蛋白

3.基因工程與環(huán)境保護(hù)

　環(huán)境監(jiān)測：用DNA探針檢測飲用水中的病毒含量

　凈化環(huán)境：用假單孢桿菌分解石油

例一．在大腸桿菌的乳糖代謝中，若調(diào)節(jié)基因突變，造成阻抑物缺乏，與乳糖分解代謝有關(guān)的酶能合成嗎？為什么？若啟動子或操縱基因突變，結(jié)果如何？

解析：本題主要考查原核生物基因表達(dá)調(diào)控的知識。

當(dāng)阻抑物缺乏時，無論是否有乳糖，均不會阻抑RNA聚合酶與啟動子的結(jié)合，因此，結(jié)構(gòu)基因可以工作，合成與乳糖分解代謝有關(guān)的酶。

若啟動子發(fā)生突變，無論阻抑物是否與操縱基因結(jié)合，RNA聚合酶都不能與啟動子的結(jié)合，因此結(jié)構(gòu)基因無法工作，不能合成與乳糖分解代謝有關(guān)的酶。

若操縱基因突變，則阻抑物無法與之結(jié)合，因此，RNA聚合酶隨時可以與啟動子的結(jié)合，使結(jié)構(gòu)基因工作，合成與乳糖分解代謝有關(guān)的酶。

因此，本題的答案是：能；因阻抑物缺乏時，RNA聚合酶隨時可以與啟動子的結(jié)合，而使結(jié)構(gòu)基因轉(zhuǎn)錄成mRNA，進(jìn)而翻譯成蛋白質(zhì)，即產(chǎn)生乳糖分解代謝有關(guān)的酶；啟動子發(fā)生突變，則不能合成與乳糖分解代謝有關(guān)的酶；若操縱基因突變，能產(chǎn)生與乳糖分解代謝有關(guān)的酶。

例二．下列關(guān)于基因工程技術(shù)的敘述，正確的是（）

A.重組DNA技術(shù)所用的工具酶是限制酶、連接酶和運載體

B.所有限制酶都只能識別同一種按規(guī)定的核苷酸序列

C.選用細(xì)菌作為重組質(zhì)粒的受體細(xì)胞是因為細(xì)胞繁殖快

D.只要目的基因進(jìn)入了受體細(xì)胞就能成功實現(xiàn)表達(dá)

解析：本題主要考查有關(guān)基因工程中有關(guān)操作工具、目的基因表達(dá)等知識

基因操作的工具有限制酶、連接酶；一種限制酶只能識別一種核苷酸序列，不同的限制酶識別的核苷酸序列不同；

運載體是運輸工具，目的基因進(jìn)入受體細(xì)胞后，只有當(dāng)受體細(xì)胞表達(dá)出目標(biāo)性狀，才能說明成功實現(xiàn)基因表達(dá)；導(dǎo)入受體細(xì)胞中的目的基因是為了表達(dá)、生產(chǎn)目的基因轉(zhuǎn)錄和翻譯的產(chǎn)物，因此，能夠快速繁殖是作為受體細(xì)胞的重要條件。

因此，本題的答案是：C。

一、選擇題

　1.DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯分別形成（）

A.DNA、RNA、蛋白質(zhì)B.RNA、DNA、多肽

C.RNA、DNA、核糖體D.RNA、DNA、蛋白質(zhì)

　2.若基因中四種脫氧核苷酸的排列順序發(fā)生變化，那么這種變化不可能導(dǎo)致（）

A.遺傳性狀的變化　B.遺傳信息的變化

C.遺傳密碼的變化　D.遺傳規(guī)律的變化

　3.如果DNA分子的鏈中的A＋T/C＋G=a,那么由該DNA轉(zhuǎn)錄而成的RNA中A＋U/C＋G的比值為（）

A.aB.1/a　C.1　D.（1－1/a）

　4.下列哪項是原核生物基因表達(dá)調(diào)控的特征（）

A.翻譯的模板是轉(zhuǎn)錄后經(jīng)過加工的信使RNAB.轉(zhuǎn)錄完畢后便進(jìn)行翻譯

C.基因表達(dá)調(diào)控的結(jié)果是產(chǎn)生了細(xì)胞分化　D.轉(zhuǎn)錄和翻譯同時進(jìn)行

　5.生物的每個細(xì)胞都含有一整套該物種的基因，對這些基因的表述正確的是（）

A.整套基因同時表達(dá)B.每種基因時時開啟著

C.可隨特定情況開啟或關(guān)閉某些基因　D.一旦開啟就不能關(guān)閉

6.在大腸桿菌體內(nèi)半乳糖苷酶的合成過程中，相關(guān)基因的作用順序是（）

　A.調(diào)節(jié)基因、結(jié)構(gòu)基因、操縱基因　B.調(diào)節(jié)基因、操縱基因、結(jié)構(gòu)基因

C.結(jié)構(gòu)基因、調(diào)節(jié)基因、操縱基因　D.調(diào)節(jié)基因、操縱基因、啟動子、結(jié)構(gòu)基因

7.在真核生物的核糖體上，翻譯合成蛋白質(zhì)的模板信使RNA的來源是（）

A.染色體上的DNA直接轉(zhuǎn)錄形成mRNAB.剪切掉內(nèi)含子轉(zhuǎn)錄部分的mRNA

C.由內(nèi)含子轉(zhuǎn)錄部分拼接成的mRNA　D.由外顯子直接轉(zhuǎn)錄形成的mRNA

　8.實施基因工程的最終目的是（）

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

　9.下列哪項不是基因工程中經(jīng)常使用的用來運載目的基因的運載體

A.細(xì)菌質(zhì)粒B.噬菌體　C.動植物病毒　D.細(xì)菌核區(qū)的DNA

10.將牛的生長激素基因和人的生長激素基因，用顯微注射技術(shù)分別注入小鼠的受精卵中，從而獲得了“超級鼠”。此項技術(shù)遵循的原理是（）

A.基因突變　DNA→RNA→蛋白質(zhì)B.基因工程　RNA→RNA→蛋白質(zhì)　

C.細(xì)胞工程　DNA→RNA→蛋白質(zhì)D.基因工程　DNA→RNA→蛋白質(zhì)

11.應(yīng)用基因工程技術(shù)診斷疾病的過程中必須使用基因探針才能達(dá)到檢測疾病的目的，這里的基因探針是指

A.用于檢測疾病的醫(yī)療器械B.用放射性同位素或熒光分子等標(biāo)記的DNA分子

C.合成β－球蛋白的DNA　D.合成苯丙羥化酶的DNA片斷

12.在基因操作的基本步驟中，不進(jìn)行堿基互補的步驟是

A.人工合成目的基因　B.目的基因與運載體結(jié)合

C.將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞D.基因的檢測和表達(dá)

二．非選擇題

13.下圖是科學(xué)家根據(jù)實驗提出的一個真核生物的基因調(diào)控系統(tǒng)模型，仔細(xì)分析后回答下列問題：

（1）同原核生物大腸桿菌的基因表達(dá)機制相比較，圖中的整合基因相當(dāng)于原核生物的＿＿＿＿＿，其功能是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，感受器相當(dāng)于原核生物的＿＿＿＿＿＿＿＿，它的功能是＿＿＿＿＿。

（2）從圖中可看出：真核生物的基因調(diào)控信號來自體內(nèi)的＿＿＿＿＿＿＿＿，它和膜上的受體結(jié)合后，作用感受基因，從而激活整合基因，整合基因形成的產(chǎn)物可解除感受器對結(jié)構(gòu)基因的抑制，從而開始轉(zhuǎn)錄。

1.A　2.D　3.A　4.D　5.C　6.D　

7.B　8.D　9.D　10.D　11.B　12.C

13.（1）調(diào)節(jié)基因；合成活化物；操縱基因；控制結(jié)構(gòu)基因的轉(zhuǎn)錄。（2）激素。