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1、澧县六中澧县六中 20122012 年上学期高一年级：生物年上学期高一年级：生物（学科）（学科）导导学案学案 编号：SHW-6.2 编者：赵 炜 审核人：王先益班级： 小组： 姓名： 评价：第六章第第六章第 2 节节 基因工程及其应用基因工程及其应用【学习目标学习目标】 1、简述基因工程的基本原理 2、举例说出基因工程在农业、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【预习检测、自主质疑预习检测、自主质疑】 一、基因工程的原理一、基因工程的原理 （一）（一）. . 基因工程的概念：基因工程的概念： 基因工程又叫做 或 。通俗地说，就是按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取出来，
2、加以 ，然后放到另一种生物的细胞里，定向的改造生物的 。（二）（二）. . 基因工程最基本的工具：基因工程最基本的工具：_ 、_ 、_。 （1）基因的“剪刀”是指_。 一种一种限制酶只能识别_种核苷酸序列，并在切点切点上切割 DNA 分子。例如：大肠杆菌中的一种叫 EcoRIEcoRI 的限制酶的限制酶，能够 专一识别_的序列，切点在 和和 之间。及时突破及时突破：1.依图示限制酶切割的是 DNA 分子的什么部位? 2.下列四条 DNA 分子，彼此间具有粘性末端的一组是 （ ） A B C D3.下列黏性末端属于同一种限制性内切酶切割的是（ ）A B C D（2）基因的“针线”即_，可以“缝合
3、”_和_交替连接而构成的 DNA 骨架上的缺口。及时突破及时突破：1. DNA 连接酶连接的是 DNA 分子的什么部位? （3）基因的运载体（1）作用：将外源基因送入_。（2）种类：基因工程中，目前常用的运载体有_、_和_等。（3）质粒：存在于许多_以及酵母菌等生物中，是细胞染色体外能够_的_。及时突破及时突破：1.下列所列哪项不是选取运载体的时候必须考虑的？（ ） A、能够在宿主细胞内复制并稳定保存 B、具有特定的限制酶切点C、具有与目的基因相同的碱基片断 D、具有某些标记基因2. 对图中 a、b、c、d 代表的结构和物质描述正确的是( )Aa 为质粒 RNA Bb 为限制性内切酶 Cc 为
4、 RNA 聚合酶 Dd 为外源基因（三）（三）. . 基因工程的操作步骤：基因工程的操作步骤： 基因工程操作的一般步骤为：1._ 2.目的基因与_结合 3.目的基因导入_ 4.目的基因的_和_。探究一探究一通过对课本 103 页图 6-6 的识图理解，填写下面的内容: 用一定的用一定的 切割质粒（此质粒取自于大肠杆菌）切割质粒（此质粒取自于大肠杆菌） ，使质粒出现一个切口，露出，使质粒出现一个切口，露出 用用 切断目的基因两侧，使其出现切断目的基因两侧，使其出现 将切下的目的基因片段插入将切下的目的基因片段插入 的切口处，在加入适量的的切口处，在加入适量的 ，形成了一个重组，形成了一个重组 D
5、NADNA 分子分子 （重组质粒）（重组质粒） 经过一些特定的处理，促使重组质粒进入感受态的大肠杆菌（受体细胞）经过一些特定的处理，促使重组质粒进入感受态的大肠杆菌（受体细胞） 。获得目的基因的大肠杆菌繁殖时，。获得目的基因的大肠杆菌繁殖时， 目的基因也会不断复制，并且在这些大肠杆菌中表达。目的基因也会不断复制，并且在这些大肠杆菌中表达。探究二探究二：怎样检测目的基因已被导入受体细胞?且正常表达？1左图是将人的生长激素基因导入细菌 D 细胞内，产生 “工程菌”的示意图。所用的基因运载体为质粒 A。若已知细菌 D 细胞内不含质粒 A，也不含质粒 A 上的基因，且当质粒 A 导 入细菌后能正常表达
6、。(1)图中利用 A 和 B 产生的 C 称为 ，它通常 在体外完成，完成此过程使用的工具酶有 。(2) 目前将 C 导入细菌的效率不高，在导入前一般要特殊处 理细菌，以增大细菌细胞壁的通透性。 在导入完成后得到的细菌，实际上会出现多种情况：有的根本没有导入有的根本没有导入 质粒，有的导入了普通质粒，只有少数导入的是质粒，有的导入了普通质粒，只有少数导入的是 C。所以在基因工程的操作步骤中必须要有 步骤。 根据目的基因在质粒中插入的位置 a ，完成此步骤的最好方法是 。(3)若将 C 导入细菌 D 后，目的基因在“工程菌”中表达成功的标志是 。(4)通过基因工程获得的工程菌 D 表现出一定的变
7、异性，这种变异属于 ，试谈谈基因工程 的优点: 。二、基因工程的应用二、基因工程的应用 1.1. 作物育种：（基因工程育种）作物育种：（基因工程育种） 利用基因工程的方法，获得高产、稳产和具有优良品质的农作物，培育各种抗逆性作物新品种。如抗虫棉抗虫棉 等等。2.2. 药物研制：药物研制：利用基因工程的方法，培育转基因生物，利用转基因生物生产出各种高质量、低成本的药品。如胰岛素、胰岛素、 干扰素、乙肝疫苗等。干扰素、乙肝疫苗等。 3.3. 环境保护：环境保护： 如利用转基因细菌降解有毒有害化合物，吸收环境重金属，分解泄漏的石油，处理工业废水等。三、转基因生物和转基因食品的安全性三、转基因生物和转
8、基因食品的安全性 通过学习，要认识到科学技术是一把双刃剑，认识到生命中许多事实还有待于人类去探索，科学发展中仍 有许多问题有争议。探究一探究一：通过 DNA 重组技术使原有基因得以改造的动物称为转基因动物转基因动物。运用这一技术可使羊奶中含有人 体蛋白质，下图表示这一技术的基本过程，在该工程中所用的基因“剪刀”能识别的序列和切点是 GGATCC，请回答：(1)从羊染色体中“剪下”羊蛋白质基因的酶是 _，人体蛋白质基因“插入”后连接在羊体细 胞染色体中需要的酶是_。(2)请画出质粒被切割形成黏性末端的过程图。(3)人体蛋白质基因之所以能连接到羊的染色体 DNA 中，原因是_(4)此过程中目的基因
9、的检测与表达中的表达是指_。(5)转基因动物是指（ ） A.提供基因的动物 B.基因组中增加外源基因的动物C.能产生白蛋白的动物 D.能表达基因信息的动物(6)你认为此类羊产的奶安全可靠吗？理由是什么？_。课堂练习课堂练习1基因工程的正确操作步骤是（ ）使目的基因与运载体结合 将目的基因导入受体细胞 目的基因的表达和检测 提取目的基因 2要使目的基因与对应的载体重组，所需的两种酶是( ) 限制酶 连接酶 解旋酶 还原酶 3、下列关于质粒的叙述，正确的是（ ）A、质粒是广泛存在于细胞中的一种颗粒状细胞器 B、质粒是细菌细胞中能自主复制的小型环状 DAN 分子C、质粒只有在侵入宿主细胞后才能在宿主
10、细胞内复制 D、细菌质粒的复制过程一定是在宿主细胞外独立进行的4、下列有关基因工程的叙述，正确的是（ ）A、DNA 连接酶可将两个黏性末端的碱基连接起来 B、目的基因导入受体细胞后，受体细胞即发生基因突变C、目的基因与运载体结合的过程发生在细胞外 D、常使用的运载体有大肠杆菌、噬菌体和动植物病毒等5基因工程中常作为基因的运载体的一组结构是（ ） A质粒.线粒体.噬菌体 B染色体.叶绿体.线粒 C质粒.噬菌体.动植物病毒 D细菌.噬菌体.动植物病毒6. 某科学家从细菌中分离出耐高温淀粉酶(Amy)基因 a，通过用基因工程将基因 a 与运载体结合后导入马铃薯植株中，经检测发现 Amy 在成熟块茎细
11、胞中存在。结合图形分析下列有关这一过程的叙述不正确的是（ ）A.获取基因 a 的限制酶其作用部位是图中的B.连接基因 a 与运载体的 DNA 连接酶其作用部位是图中的C.基因 a 进入马铃薯细胞后，可随马铃薯 DNA 分子的复制而复制，传给子代细胞D.通过该技术人类实现了定向改造马铃薯的遗传性状7不属于基因工程方法生产的药物是（ ） A.干扰素 B.白细胞介素 C.青霉素 D.乙肝疫苗8能够使植物表达动物蛋白的育种方法是( ) A单倍体育种 B杂交育种 C基因工程育种 D多倍体育种9. 切取动物控制合成生长激素的基因，注入鲇鱼受精卵中，与其整合后产生生长激素，从而使鲇鱼比同种正常鱼增大倍。此研究遵循的原理和这项技术分别是（ ）蛋白质，基因工程 蛋白质，基因工程蛋白质，细胞工程 蛋白质DNA， 细胞工程提升题：提升题：10基因工程是将目的基因通过一定过程，转入到受体细胞，经过受体细胞的分裂，使目的基因的遗传信息扩大，再进行表达，从而培养成工程生物或生产基因产品的技术。你认为支持基因工程技术的理论有( )遗传密码的通用性 不同基因可独立表达 不同基因表达互相影响 DNA 作为遗传物质能够严格地自我复制 A B C D11豇豆对多种害虫具有抗虫能力，根本原因是豇豆体内具有胰蛋白酶抑制基因(CpTI 基因)。科学家将其转移到水稻体内后，却发现效果不佳，主要原因是 CpTI 蛋白质
