内容正文:
第 3 章 基因工程
第 1 节 重组DNA 技术的基本工具
1.P70从社会中来:番木瓜容易受番木瓜环斑病毒的侵袭。当番木瓜被这种病毒感染后,产量会大大下降。科学家通过精心设计,用“分子工具”培育出了转基因番木瓜,它可以抵御番木瓜环斑病毒。
DNA双螺旋的直径只有2nm,对如此微小的分子进行操作,是一项非常精细的工作,更需要专门的“分子工具”。那么,科学家究竟用到了哪些“分子工具”?这些“分子工具”各具有什么特征呢?
2.P71旁栏思考题:你能根据所掌握的知识,推测限制酶存在于原核生物中的主要作用是什么吗?
3.P72旁栏思考题:DNA连接酶与DNA聚合酶是一回事吗?为什么?
4.P73思考·讨论:重组DNA分子
请你根据图3-3中的相关信息找到两条片段上EcoR I的识别序列和切割位点。然后,用剪刀进行“切割”。待切割位点全部切开后,将从下面那条DNA链上切下的片段重组到上面那条DNA链的切口处,并用透明胶条将切口粘连起来。讨论
(1)剪刀和透明胶条分别代表哪种“分子工具”?
(2)你制作的黏性末端的碱基能不能互补配对?如果不能,可能是什么原因造成的?
(3)你插入的DNA片段能称得上一个基因吗?
5.P73到社会中去:随着生物技术的飞速发展,生产和销售“分子工具的公司大量涌现。感兴趣的话,你可以登录这些公司的网站,查询和了解相关产品的特点、价格和使用说明等。有些这样的公司已成功上市,你还可以通过分析公司的股票价格走势,大致了解公司的经营状况以及投资者目前对该行业的认可程度。
6.P74练习与应用
一、概念检测
1.DNA连接酶是重组DNA技术常用的一种工具酶。下列相关叙述正确的是( )
A.能连接DNA分子双链碱基对之间的氢键
B.能将单个脱氧核苷酸加到DNA片段的末端,形成磷酸二酯健
C.能连接用同种限制酶切开的两条DNA片段,重新形成磷酸二酯键
D.只能连接双链DNA片段互补的帖性末端,不能连接双链DNA片段的平末端
2.在重组DNA技术中,将外源基因送入受体细胞的载体可以是( )
A.大肠杆菌的质粒 B.切割DNA分子的酶 C.DNA片段的黏性末端 D.用来识别特定基因的DNA探针
二、拓展应用
1.想一想。为什么限制酶不切制细菌本身的DNA分子?
2.有2个不同来源的DNA片段A和B. A片段用限制酶SpeI进行切制,B片段分别用限制酶HindIII. XbaI。EcoRV和XhoI进行切制。各限制酶的识别序列和切制位点如下。
(1)哪种限制酶切制B片段产生的DNA能与限制酶SpeI切制A片段产生的DNA片连接?为什么?
(2)不同的限制酶切制可能产生相同的末端,这在基因工程操作中有什么意义?
7.P75探究与实践:DNA的粗提取及鉴定结果分析与评价
(1)你提取出白色丝状物或沉淀物了吗?用二苯胺试剂鉴定的结果如何?
(2)你能分析出粗提取的DNA中可能含有哪些杂质吗?
(3)与其他同学提取的DNA进行比较,看看实验结果有何不同,分析产生差异的原因。
8.P75进一步探究:本实验只是对DNA进行了粗提取,请查阅资料,了解实验室提取纯度较高的DNA的一一种方法,并与本实验中所使用的方法进行比较,总结两种方法的异同。
第 2 节 基因工程的基本操作程序
1.P76从社会中来:1997年,我国政府首次批准商业化种植转基因抗虫棉。到2015年,我国已有成转基因抗虫棉新品种100多个,减少农药用量40万吨,增收节支社会经济效益450亿元。你知道转基因抗虫棉抗虫的机制是什么吗?培育转基因抗虫棉一般需要哪些步骤?
2.P79旁栏思考题:用PCR技术可以扩增mRNA吗?
3.P80旁栏思考题:将生物的所有DNA直接导入受体细胞不是更简便吗?如果这么做,效果会怎样?
4.P83到社会中去:转基因抗虫棉在世界范围内被广泛种植,有效控制了棉铃虫的种群数量,显著减少了农药的用量。面对棉铃虫的危害,有了抗虫棉是否就可以一劳永逸、高枕无忧呢?根据棉铃虫对传统农药产生抗性的发展历史,科研人员推测棉铃虫存在对Bt抗虫蛋白产生抗性的可能。请你查阅资料,了解以下问题。
(1)在实际种植过程中,棉铃虫是否对转Bt基因的抗虫棉产生了严重的抗性?证据是什么?
(2)科研工作者在没有发现棉铃虫出现抗性之前,就应该想办法应对。他们想出的延缓棉铃虫对Bt抗虫蛋白产生抗性的措施有哪些?这些措施的原理是什么?有效吗?
2.P83练习与应用
一、概念检测
1.研究人员将一种海鱼的抗冻蛋白基因afp整合到土壤农杆菌的Ti质粒上,然后用它侵染番茄细胞,获得了抗冻的番茄品种。判断下列相关表述是否正确。
(1)afp基因是培育抗冻番茄用到的目的基因。( )
(2)构建含有afp基因的Ti质粒需要限制酶、DNA连接酶和核酸酶。( )
(3)