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1、生 物 必修 人教版 新课标导学新课标导学 第 六 章 从杂交育种到基因工程 第2节节 基因工程及其应应用 学 习 目 标课 程 标 准 1.说出基因工程的概念。 2说出基因工程的基本工具。(重点) 3阐述基因工程的基本操作。(重点) 4举例说明基因工程的应用。 1.简述基因工程的基本原理； 2举例说出基因工程的农业 、医药等领域的应用； 3关注转基因生物和转基因 食品的安全性 1 自主学习习 2 新知解读读 3 指点迷津 4 核心素养 7 训练训练 巩固 8 课课 时时 作 业业 5 问题释问题释 疑 6 知识识构建 自 主 学 习习 一、基因工程的原理 1基因工程的概念 (1)别别名：_。
2、 (2)操作思路：提取某种生物的_加以_放到另一种生 物的_中_生物的遗传遗传 性状。 2基因工程操作的基本工具 (1)基因的“剪刀” 名称：_，简简称限制酶。 特性：一种限制酶只能识别识别 _，并在 _上切割DNA分子。 基因拼接技术术或DNA重组组技术术 基因 修饰饰改造 细细胞 定向地改造 限制性核酸内切酶 一种特定的核苷酸序列 特定的切点 实实例及剪切位点： a实实例：大肠肠杆菌中的EcoR限制酶。 b在下图图中标标出剪切位点： 如下图图 (2)基因的“针线针线 ” 名称：_。 作用：连连接_和_之间间的缺口。 (3)基因的运载载体 作用：将外源基因送入_。 种类类：_、噬菌体、动动植
3、物病毒等。 质质粒 a分布：_及酵母菌等生物的细细胞中。 b特点：能够够_。 c本质质：_。 3基因工程的步骤骤：_目的基因与_结结合将 目的基因导导入_目的基因的_。 DNA连连接酶 脱氧核糖 磷酸 受体细细胞 质质粒 细细菌 自主复制 环环状DNA分子 提取目的基因 运载载体 受体细细胞 检测检测 与鉴鉴定 二、基因工程的应应用及转转基因生物和转转基因食品的安全性 1基因工程的应应用 实例意义 作物育 种方面 抗棉铃虫的 _ 减少了_，降低了生 产成本，减少了 _ 药物研 制方面 利用大肠杆菌生产_ 高效率地生产高_、低 _的药品 环境保 护方面 利用转基因细菌 _ 吸收环境中的重金属，分
4、解泄漏 石油，处理工业废水 转转基因抗虫棉 农药农药 的用量 农药对环农药对环 境的污污染 胰岛岛素 质质量 成本 降解有毒有害化合物 2转转基因生物和转转基因食品的安全性 (1)两种观观点： 转转基因生物和转转基因食品不安全，要_； 转转基因生物和转转基因食品是安全的，应该应该 _。 (2)我国的态态度：十分重视转视转 基因生物及其食品的安全性问题问题 。 严严格控制 大范围围推广 1转转基因抗虫棉对对人体有毒害作用吗吗？ 提示：没有，转转基因抗虫棉表达出的“毒蛋白”只特异性的对鳞对鳞 翅目的昆虫 有毒害作用，不对对人体产产生毒害作用。 2不同的限制酶所识别识别 的核苷酸序列相同吗吗？为为什
5、么？ 提示：不相同。一种限制酶只能识别识别 一种特定的核苷酸序列，所以不同的 限制酶所识别识别 的序列也不同。 ？思考 1一种限制酶可识别识别 多种特定的核苷酸序列。( ) 提示：一种限制酶只识别识别 一种核苷酸序列。 2基因工程的运载载体与物质质跨膜运输输所需要的载载体化学本质质相同。( ) 提示：前者的化学本质质是DNA，后者的化学本质质是蛋白质质。 3不同限制酶切割DNA后形成的黏性末端可能相同。( ) 4基因工程育种的原理是基因突变变。( ) 提示：基因重组组。 5质质粒上抗性基因的存在有利于目的基因表达的鉴鉴定。( ) 提示：有利于导导入目的基因的受体细细胞的筛选筛选 。 判断题题
6、新 知 解 读读 1基因工程的概念 基因工程又叫做基因拼接技术术或DNA重组组技术术。 注意：基因工程也是基因重组组的一种。 知识识点1 基因工程的原理 作为为运载载体必须须具备备三个条件：(1)能在宿主细细胞中保存下来并大量复制。 (2)有多个限制酶切点，而且每种酶的切点最好只有一个，如大肠肠杆菌pBR332 就有多种限制酶单单一识别识别 位点，可适于多种限制酶切的DNA插入。(3)有一定的 标记标记 基因，便于进进行筛选筛选 。如大肠肠杆菌pBR332质质粒携带带氨苄苄青霉素抗性基因 和四环环素抗性基因，就可以作为筛选为筛选 的标记标记 基因。一般来说说，天然运载载体往 往不能满满足上述要
7、求，因此需要根据不同的目的和需要，对对运载载体进进行人工改 建。现现在所使用的质质粒运载载体几乎都是经过经过 改建的。 (1)对对于基因工程的操作工具应记应记 住名称，理解其功能。理解基因工程操作 的四个基本步骤骤，并注意联联系“酶的专专一性”“碱基互补补配对对原则则”“逆转录转录 ”“中 心法则则”等知识识。 (2)基因工程中的运载载体。在基因操作过过程中使用运载载体有两个目的：一是 用它作为为运载载工具，将目的基因转转移到宿主细细胞中去；二是利用它在宿主细细胞 内对对目的基因进进行大量的复制。现现在所用的运载载体主要有两类类：一类类是细细菌 质质粒，它是一种相对对分子质质量较较小、独立于染
8、色体DNA之外的环环状DNA(一般 有100200kb，kb为为千碱基对对)，有的细细菌中有一个，有的细细菌中有多个。另 一类类运载载体是噬菌体或某些病毒等。现现在人们还们还 在不断寻寻找新的运载载体，如叶 绿绿体或线线粒体DNA等也可能成为为运载载体。 知识贴识贴 士 下表关于基因工程中有关基因操作的名 词词及对应对应 的内容，正确的组组合是( ) 典题题 1 供体剪刀针线运载体受体 A质粒限制性核酸 内切酶 DNA连接酶 提供目的基 因的生物 大肠杆菌等 B提供目的基 因的生物 DNA连接酶 限制性核酸内 切酶 质粒大肠杆菌等 C提供目的基 因的生物 限制性核酸 内切酶 DNA连接酶质粒大
9、肠杆菌等 D大肠杆菌等 连接酶 DNA连接酶 限制性核酸内 切酶 提供目的基 因的生物 质粒 C 解析 供体是提供目的基因的生物，受体是接受目的基因的生物，剪刀是 限制酶，针线针线 是DNA连连接酶，常用的运载载体是质质粒。 变变式训练训练 1 下列有关基因工程技术术的正确叙述是( ) A重组组DNA技术术所用的工具酶是限制酶、连连接酶和运载载体 B所有限制酶都只能识别识别 同种特定的核苷酸序列 C选选用细细菌作为为重组质组质 粒的受体细细胞是因为细为细 菌繁殖快 D基因工程中常用的运载载体质质粒在动动植物细细胞中广泛存在 C 基因工程与作物育种：农业农业 上获获得高产产、稳产稳产 、具优优良
10、品质质的农农作物， 畜牧业业上获获得人们们所需要的、具优优良品质质的转转基因动动物。 基因工程与药药物研制：能高效地生产产出各种高质质量、低成本药药品。 基因工程与环环境保护护：可进进行环环境监测监测 ，环环境净净化。 知识识点2 基因工程的应应用 (1)限制酶和DNA连连接酶作用的部位是相同的，都是磷酸二酯键酯键 。 (2)只有目的基因在受体细细胞中表达，才能说说明基因工程的操作成功。 知识贴识贴 士 有关基因工程的成果及应应用的说说法，正 确的是( ) A用基因工程方法培养的抗虫植物也能抗病毒 B基因工程在畜牧业业上应应用的主要目的是培养体型巨大、品质优质优 良的动动 物 C目前任何一种药
11、药物都可以运用基因工程来生产产 D基因工程在农业农业 上的应应用主要是培育高产产、稳产稳产 、品质优质优 良和具有抗 逆性的农农作物 典题题 2D 解析 用基因工程方法培育出的抗虫植物只能杀杀死害虫，对对病毒无效； 基因工程在畜牧业业上的应应用不仅仅是培养体型巨大、品质优质优 良的动动物，更重要的 是利用某些特定外源基因在哺乳动动物体内的表达，从这这些动动物的乳腺细细胞中获获 得人类类所需要的各类类物质质；目前基因工程只是实现实现 了一部分药药物的生产产。 变变式训练训练 2 下列各项项不属于基因工程的应应用的是( ) A转转基因抗虫棉的培育成功 B利用DNA探针检测饮针检测饮 用水中有无病毒
12、 C利用工程菌生产产胰岛岛素 D将甲植物的叶绿绿体移入乙植物，使光合效率提高 解析 将甲植物的叶绿绿体移入乙植物，转转移的是细细胞器而非基因，故不 属于基因工程的范畴。 D 通过过学习习，认识认识 到科学技术术是一把双刃剑剑，认识认识 到生命中 的许许多事实还实还 有待于人类类去探索，科学发发展中仍有许许多问题问题 有争议议。(见见 教材P105页页) 知识识点3 转转基因生物和转转基因食品的安全性 因为为科学技术术是一把双刃剑剑，在很多方面展示出美好的应应用前景，但另一 方面，基因工程也给给人们带们带 来了许许多潜在的危险险，因此要辩证辩证 地看待基因工程 所引发发的问题问题 ：如可能制造超
13、级细级细 菌、超级杂级杂 草等；制造出难难以制服的病原 体、生物武器；转转基因动动植物的出现现引发发物种入侵，有可能破坏原有的生态态平 衡，对对原有物种产产生威胁胁；还还可能带带来转转基因食品的安全性问题问题 等。 知识贴识贴 士 (2016南京调调研)下列哪项项属于转转基因 作物的优优点( ) A耐抗性的转转基因油菜可能成为为某地区危害最为严为严 重的杂杂草 B转转基因水稻可通过过花粉向普通野生稻扩扩散产产生基因污污染 C大面积积栽培转转Bt基因抗虫棉可减少农药农药 的使用 D转转基因作物可能破坏生态态平衡使生物数量剧剧减 解析 认为转认为转 基因生物可能存在安全问题问题 的有：转转基因油菜
14、可能会扩扩散 到种植区外变变成野生种类类，成为杂为杂 草；转转基因水稻可通过过花粉向普通野生稻扩扩 散，从而重组组出对对人类类或其他生物有害的病原体；转转基因作物具有某些特殊性 状，有可能成为为“入侵的外来物种”，威胁胁生态态系统统中其他生物的生存。转转基因 生物的优优点，如转转Bt基因的抗虫棉可减少农药农药 的使用。 典题题 3C 变变式训练训练 3 美国科学家在研究生长长在墨西哥某地的野生玉米后，发发 现这现这 种玉米含有包括苏苏云金芽孢孢杆菌(一种产产生抗虫毒蛋白的细细菌)基因在内的 转转基因作物的基因。下列有关说说法正确的是( ) 转转基因作物的基因可传传播到野生植物中 转转基因作物可对对天然植物的遗传遗传 多样样性构成威胁胁 为为防止基因污污染，应应当禁止转转基因作物的研究 自然杂杂交过过程的实质实质 是一个长长期的转转基因过过程，两者没有任何区别别 AB CD 解析 根据题题意可知，转转基因植物的基因传传播到野生植物中，这样这样 会对对 植物遗传遗传 多样样性构成威胁胁。自然杂杂交是通过传过传 粉的方式实现实现 基因重组组，与转转 基因技术术中通过过重组质组质 粒实现实现 基因重组组是有区别别的。 C 指 点 迷 津 与DNA有关的酶
