第3章基因工程、第4章生物技術的安全性與倫理問題第1節重組DNA技術的基本工具[必備知識]1．基因工程是指按照人們的愿望，通過_________等技術，賦予生物新的_________，創造出更符合人們需要的__________________和__________________。從技術操作層面看，由于基因工程是在_________水平上進行設計和施工的，因此又叫作__________________。(P67)2．1944年，艾弗里等人通過肺炎鏈球菌的轉化實驗，不僅證明了遺傳物質是DNA，還證明了____________________________________。(P68“科技探索之路”)3．切割DNA分子的工具是限制性內切核酸酶，簡稱限制酶，這類酶主要是_________中分離純化出來的。它們能夠__________________的特定核苷酸序列，并且使每一條鏈中特定部位的__________________斷開，產生_______________或_________兩種形式的末端。(P71)4．DNA連接酶主要有兩類，一類是_________DNA連接酶，另一類是_________DNA連接酶。后者既可以“縫合”雙鏈DNA片段互補的_________，又可以“縫合”雙鏈DNA片段的_________，但連接平末端的效率相對_________。(P72)5．質粒是一種裸露的、結構簡單、獨立于真核細胞細胞核或原核細胞擬核DNA之外，并具有自我復制能力的__________________。(P72)6．載體必須具備的條件：(1)能在受體細胞中保存下來并能_________；(2)具有一個或多個__________________，以便與外源基因連接；(3)具有__________________。(P72)7．在基因工程中使用的載體除質粒外，還有__________________等。它們的來源不同，在大小、結構、復制方式以及可以插入外源DNA片段的大小上也有很大差別。(P73)8．DNA不溶于_________，但某些蛋白質溶于_________，利用這一原理，可以初步分離DNA與蛋白質。DNA在_________的NaCl溶液中溶解度不同，它能溶于2mol/L的NaCl溶液。在一定溫度下，DNA遇二苯胺試劑會呈現_________，因此二苯胺試劑可以作為鑒定DNA的試劑。(P74“探究·實踐”)[重要圖解]1．限制酶切割DNA分子產生兩種不同末端的示意圖(箭頭表示酶的切割位置)(P71)下圖中的圖1和圖2分別表示的是EcoRⅠ限制酶和SmaⅠ限制酶的作用示意圖，從圖示可以看出，EcoRⅠ限制酶識別的堿基序列是_________，切割位點在_________之間；SmaⅠ限制酶識別的堿基序列是_________，切割位點在_________之間。圖1說明，EcoRⅠ發揮作用是在____________________________________________________，所以產生的是_________末端，圖2說明SmaⅠ發揮作用是在_____________________________________________，所以產生的是_______末端。（P71“圖3-3”改編）2．大腸桿菌及質粒結構模式圖(P72)第2節基因工程的基本操作程序[必備知識]1．培育轉基因抗蟲棉主要需要四個步驟：___________________________、___________________________、___________________________、___________________________。(P76)2．PCR是聚合酶鏈式反應的縮寫。它是一項根據__________________的原理，在體外提供參與DNA復制的各種組分與反應條件，對目的基因的核苷酸序列進行大量復制的技術。(P77)3．PCR反應過程可以分為__________________三步。(P78)4．PCR反應過程可以在__________________(PCR儀)中自動完成，完成以后，常采用__________________來鑒定PCR的產物。(P79)5．構建基因表達載體的目的：__________________________________________________________________________________________________________________________。(P80)6．基因表達載體要包括以下四個基本的結構：_________、_________、_________、__________________。(P80)7．啟動子位于基因的_________，它是__________________識別和結合的部位。(P80)8．標記基因的作用：________________________________________________________________________________________________________________________。9．花粉管通道法有多種操作方式。例如，可以用__________________將含目的基因的DNA溶液直接注入子房中；可以在植物受粉后的一定時間內，剪去柱頭，將DNA溶液滴加在花柱切面上，使目的基因借助花粉管通道進入胚囊。除此之外，將目的基因導入植物細胞常用的方法還有__________________法。(P80～81)10.轉化是指目的基因進入受體細胞內，并且在受體細胞內維持__________________的過程。(P81“資料卡”)11．農桿菌是一種在土壤中生活的微生物，能在自然條件下侵染雙子葉植物和裸子植物，而對大多數單子葉植物沒有侵染能力。農桿菌細胞內含有Ti質粒，當它侵染植物細胞后，能將Ti質粒上的T-DNA(可轉移的DNA)轉移到被侵染的細胞，并且將其整合到該細胞的________________。根據農桿菌的這種特點，如果將目的基因插入Ti質粒的T-DNA中，通過農桿菌的轉化作用，就可以使目的基因進入植物細胞。(P81“資料卡”)12．檢查轉基因抗蟲棉是否培育成功，首先是_________的檢測，包括通過_________等技術檢測棉花的染色體DNA上是否插入了Bt基因或檢測Bt基因是否轉錄出了mRNA；從轉基因棉花中提取蛋白質，用相應的抗體進行_________雜交，檢測Bt基因是否翻譯成Bt抗蟲蛋白等。其次，還需要進行_________水平的鑒定。例如，通過采摘抗蟲棉的葉片飼喂棉鈴蟲來確定Bt基因是否賦予了棉花抗蟲特性以及抗性的程度。(P82)13．在獲得轉基因產品的過程中，還可以通過構建_________來獲取目的基因。(P82)14．將目的基因導入動物受精卵最常用的一種方法是利用__________________將目的基因注入動物的受精卵中，這個受精卵將發育成為具有新性狀的動物。在基因工程操作中，常用原核生物作為受體細胞，其中以大腸桿菌應用最為廣泛。研究人員一般先用_________處理大腸桿菌細胞，使細胞處于一種能吸收周圍環境中DNA分子的生理狀態，然后再將重組的基因表達載體導入其中。(P82)[重要圖解]1．PCR反應過程示意圖(P78～79)下圖為PCR反應原理示意圖，圖中①表示_________，該物質是_______________________________________________________________；②表示___________________________；dCTP、dATP、dGTP、dTTP的中文名稱依次是__________________、___________________________、_______________________________、____________________________________；③表示__________________，發生該過程的條件是__________________；④表示______________________________________________________，發生該過程的條件是___________________________；⑤表示_______________________________________________________________________________________________，發生該過程的條件是_________左右。2．基因表達載體構建模式圖(P80)(1)構建基因表達載體的過程，甲、乙、丙表示相關酶，甲、乙應是_____________________________________________，甲酶作用形成了一個切口，______個__________________，乙酶作用形成了兩個切口，____個____________；丙酶是________________，丙酶作用后若考慮DNA片段的兩兩相連情況，則會出現____________________、____________________、____________三種情況，因此，需通過________才可獲得________________的重組質粒。(2)上圖為基因表達載體模式圖，圖中①表示________，它是一段有________________的DNA片段，位于基因的________緊挨________________，它是RNA聚合酶________________的部位，其作用是________________________，最終表達出人類所需要的蛋白質。有時為了滿足應用需要，會在載體中人工構建________________________，當誘導物存在時，可以_______________________________。②表示________，位于________________，是一段有________________的DNA短片段，其作用是能夠________________________________。③表示________基因，其作用是________________________________________________________________，如抗生素抗性基因就可以作為這種基因。3．農桿菌轉化法示意圖(P81)第3節基因工程的應用第4節蛋白質工程的原理和應用[必備知識]1．科學家將藥用蛋白基因與乳腺中特異表達的基因的________等調控元件重組在一起，通過________________的方法導入哺乳動物的受精卵中，由這個受精卵發育成的轉基因動物在進入泌乳期后，可以通過分泌乳汁來生產所需要的________，這稱為乳腺生物反應器或乳房生物反應器。(P90)2．目前，科學家正嘗試利用基因工程技術對豬的器官進行改造，采用的方法是在器官供體的基因組中導入某種調節因子，以抑制________________________，或設法除去_______________，然后再結合克隆技術，培育出不會引起________________反應的轉基因克隆豬器官。(P91)3．用基因工程的方法，使外源基因得到高效表達的菌類一般稱為________________。(P91“相關信息”)4．蛋白質工程是指以蛋白質分子的________________及其________________作為基礎，通過________________，來改造現有蛋白質，或制造一種新的蛋白質，以滿足人類生產和生活的需求。(P93)5.基因工程原則上只能生產自然界中________的蛋白質，這些天然蛋白質是生物在長期進化過程中形成的，它們的結構和功能符合特定物種生存的需要，卻不一定完全符合人類生產和生活的需要。(P93)[重要圖解]蛋白質工程的基本思路蛋白質工程的基本思路是從預期的蛋白質功能出發→________________→推測應有的_____________→找到并改變相對應的________________(基因)或合成________→獲得所需要的蛋白質。(P94)第4章生物技術的安全性與倫理問題[必備知識]1．對微生物的基因改造是基因工程中研究最早、最廣泛和取得實際應用成果最多的領域，這是因為微生物具有____________和____________、____________、對環境因素________和容易進行________操作等優點。(P101)2．在轉基因研究工作中，科學家會采取很多方法防止________。例如，我國科學家將來自玉米的α-淀粉酶基因與目的基因一起轉入植物中，由于α-淀粉酶基因可以阻斷淀粉儲藏使花粉失去活性，因而可以防止轉基因花粉的傳播。(P102“相關信息”)3．生殖性克隆是指通過克隆技術產生獨立生存的________。治療性克隆是指利用克隆技術產生特定的細胞、組織和器官，用它們來____________、____________，從而達到治療疾病的目的。兩者有著本質的區別。(P106)4．有的倫理學家認為，生殖性克隆人是在人為地制造在心理上和社會地位上都不健全的人，嚴重地違反了人類________________，是克隆技術的濫用。(P107)5．我國政府一再重申四不原則：不贊成、不允許、不支持、________任何生殖性克隆人實驗。(P10