第3章 素能提升课 基因工程与其他相关知识的综合-2021-2022学年新教材高中生物选择性必修三【名师导航】同步Word教参(人教版)

素能提升课3　基因工程与其他相关知识的综合 　基因工程与必修课程相关知识的综合 [素能建构] 交汇点1　高中生物学中所学习的载体 (1)物质跨膜运输的载体：细胞膜上的一种蛋白质。 (2)血液中O2运输的载体：红细胞中的血红蛋白。 (3)基因工程中目的基因的载体：种类有质粒、噬菌体和动植物病毒等。 (4)细胞中遗传信息的载体：细胞生物遗传信息的载体是DNA。 (5)细胞核向细胞质传递信息的载体是mRNA (6)细胞间信息传递的载体：细胞释放的信号分子，如：激素、神经递质等。 交汇点2　基因表达载体中的启动子、终止子，联系必修课程模块2中“基因的表达”和“mRNA中的起始密码子、终止密码子”交汇考查 (1)基因表达的过程包括转录和翻译。 (2)启动子、终止子是质粒上的具有特殊结构的DNA片段。 (3)起始密码子、终止密码子是mRNA上的三个相邻碱基。 交汇点3　基因工程工具酶——限制性内切核酸酶，联系必修课程模块1中“有关酶的本质和特性”交汇考查 限制性内切核酸酶相关知识： (1)本质：蛋白质。 (2)特性：具有特异性。 ①一种限制酶只能识别双链DNA分子中特定的核苷酸序列。 ②切割双链DNA分子每条链中特定序列中的特定位点，使该位点的磷酸二酯键断开。 (3)作用：断开连接两个核苷酸的磷酸二酯键。 交汇点4　基因工程中目的基因、基因表达载体的化学组成及结构，联系必修课程模块2中“DNA分子的组成、结构”交汇考查 (1)DNA分子的基本组成单位：脱氧核糖核苷酸。 (2)DNA分子结构：DNA是由脱氧核苷酸连接而成的长链，相邻脱氧核苷酸通过磷酸二酯键连接；在绝大多数生物的细胞中，DNA由两条脱氧核苷酸链构成，两条链通过碱基对之间的氢键相连；少数生物细胞中存在环状双链DNA分子。 [对点训练] 1．在一个典型的基因内部，启动子(TSS)、终止子(TTS)、起始密码子编码序列(ATG)、终止密码子编码序列(TGA)的排列顺序是(　　) A．ATG—TGA—TSS—TTS B．TSS—ATG—TGA一TTS C．ATG—TSS—TTS—TGA D．TSS—TTS—ATG—TGA B　[在基因内部，不同位点的排列顺序为：转录起始位点—起始密码子编码序列—终止密码子编码序列—转录终止位点。] 2．纤维素分子不能进入酵母细胞。为了使酵母菌能够利用环境中的纤维素为原料生产酒精，构建了含3种不同基因片段的重组质粒。下图是酵母菌转化及纤维素酶在工程菌内合成与运输的示意图。 据图回答： (1)纤维素酶基因的表达包括________和________过程。与菌株Ⅱ相比，在菌株Ⅲ、Ⅳ中参与纤维素酶合成和分泌的细胞器还有________。 (2)在以纤维素为唯一碳源的培养基上分别培养菌株Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ，菌株________不能存活，原因是_______________________________。 (3)酵母菌生成酒精的细胞部位是________，产生酒精时细胞的呼吸方式是________。在利用纤维素生产酒精时，菌株Ⅳ更具优势，因为导入的重组质粒含有____________，使分泌的纤维素酶固定于细胞壁，减少因培养液更新而造成的酶的流失，提高酶的利用率。 [解析]　(1)基因表达的过程包括转录和翻译。菌株Ⅱ能合成纤维素酶，但不能分泌到细胞外，菌株Ⅲ、Ⅳ能够合成和分泌纤维素酶。与菌株Ⅱ相比，在菌株Ⅲ、Ⅳ中参与纤维素酶合成和分泌的细胞器还有内质网和高尔基体。 (2)菌株Ⅱ导入的表达载体中不含信号肽编码序列，因此合成的纤维素酶不能分泌到细胞外，不能利用纤维素，又无其他碳源，因此不能存活。 (3)菌株Ⅳ因导入的载体中有A基因片段，使其分泌的纤维素酶吸附在细胞壁上，减少了因培养液更新而造成的酶的流失，酶的利用率提高。 [答案]　(1)转录　翻译　内质网、高尔基体 (2)Ⅱ　缺少信号肽编码序列，合成的纤维素酶不能分泌到细胞外，细胞无可利用的碳源 (3)细胞质基质　无氧呼吸　A基因片段 3．为提高水稻的抗旱能力，科研人员将拟南芥GolS2基因导入水稻体内后，设法使该基因过量表达，产生较多的糖类化合物，从而达到预期目的。回答下列问题： (1)从分子水平上看，基因工程得以实现的遗传学物质基础是________________、_______________。 (2)GolS2基因在水稻体内过量表达即可提高抗旱能力，说明基因通过________________________，进而控制生物性状，细胞内糖类化合物含量增多可以提高抗旱能力的原因是_________________。 (3)需将GolS2基因拼接在运载体上才能成功转化，转化指的是_________。 GolS2基因在水稻体内能过量表达，是科学家对基因表达载体上的________进行修饰的结果。 (4)对导入了基因