基因工程及其应用
一：【考点解读】
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
【学习重点：】基因工程的基本原理和安全性问题
【学习难点：】基因工程的基本原理和转基因生物与转基因食品的安全性
二：【知识梳理】
1. 基因工程概念：
2.原理：
3.基因工程的基本工具：（1）.基因的“剪刀”
限制性内切酶能够对DNA分子进行切割，它具有和特异性。即一种内切酶只对DNA分子内特定的碱基序列中的特定位点发生作用，把它切开。（2.）基因的“针线”能够将限制酶切开的黏性末端连接起来，从而使两个DNA片段连接起来。
注：限制酶与连接酶作用的位点都是键
（3）.基因的运载体作用：将外源基因送入受体细胞
种类：和。其中质粒是基因工程中最常用的运载体，最常用的质粒是大肠杆菌的质粒。特点：是细胞染色体外能的很小的环状DNA 分子，存在于许多细菌及酵母菌等生物中。
条件：(1)能在宿主细胞内并稳定保存，并对宿主细胞正常生活没有影响；
(2)具有个限制酶切点，便于与外源基因连接
4.基因工程的基本步骤：
三：【例题精析】
在植物基因工程中，用土壤农杆菌中的Ti质粒作为运载体，把目的基因重组入Ti质粒上的T—DNA 片段中，再将重组的T—DNA插入植物细胞的染色体DNA中。
（1）科学家在进行上述基因操作时，要用同一种分别切割质粒和目的基因，质粒的黏性末端与目的基因DNA片段的黏性末端就可通过而黏合。
（2）将携带抗除草剂基因的重组Ti质粒导入二倍体油菜细胞，经培养、筛选获得一株有抗除草剂特性的转基因植株。经分析，该植株含有一个携带目的基因的T—DNA片段，因此可以把它看作是杂合子。理论
上，在该转基因植株自交F 1代中，仍具有抗除草剂特性的植株占总数的 ，原因是 。
（3）种植上述转基因油菜，它所携带的目的基因可以通过花粉传递给近缘物种，造成“基因污染”。如果把目的基因导入叶绿体DNA 中，就可以避免“基因污染”，原因是
. 。
四：【高考回顾】
(08理综Ⅰ)4．已知某种限制性内切酶在一线性DNA 分子上有3个酶切位点，如图中箭头所指，如果该线性DNA 分子在3个酶切位点上都被该酶切断，则会产
生a 、b 、c 、d 四种不同长度的DNA 片段。现在多个上述
线性DNA 分子，若在每个DNA 分子上至少有1个酶切位
点被该酶切断，则从理论上讲，经该酶切后，这些线性DNA 分子最多能产生长度不同的DNA 片段种类数是
A ．3
B ．4
C ．9
D ．12
(08重庆)31、2007年我国科学家率先完成了家蚕基因组精细图谱的绘制，将13000多个基因定位于家蚕染色体DNA 上，请回答以下有关家蚕遗传变异的问题：
（１）在家蚕的基因工程实验中，分离基因的做法包括用 对DNA 进行切割，然后将DNA 片段与 结合成重组DNA ，并将重组DNA 转入大肠杆菌进行扩增等。
（２）家蚕的体细胞共有56条染色体，对家蚕基因组进行分析（参照人类基因组计划要求），应测定家蚕 条双链DNA 分子的核苷酸序列。
（３）决定家蚕丝心蛋白H 链的基因编码区有16000个碱基对，其中有1000个碱基对的序列不编码蛋白质，该序列叫 ；剩下的序列最多能编码 个氨基酸（不考虑终止密码子），该序列叫 。
（４）为了提高蚕丝的产量和品质，可以通过家蚕遗传物质改变引起变异和进一步选育来完成，这些变异的来源有 。
（５）在家蚕遗传中，黑色（B ）与淡赤色（b ）是有关蚁蚕（刚孵化的蚕）体色的相对性状，黄茧（B ）与白茧（b ）是有关茧色的相对性状，假设这两对性状自由组合，杂交后得到的数量比如下表：
① 请写出各组合中亲本可能的基因型
组合一
组合二
组合三
②让组合一杂交子代中的黑蚁白茧类型自由交配，其后代中黑蚁白茧的概率是 。
(08山东)35．【生物－现代生物技术专题】
为扩大可耕地面积，增加粮食产量，黄河三角洲等盐碱地的开发利用备受关注。我国科学家应用耐盐
基因培育出了耐盐水稻新品系。
（1）获得耐盐基因后，构建重组DNA 分子所用的限制性内切酶作用于图中的
处，
DNA 连接酶作用于 处。（填“a”或“b”）
（2） 将重组DNA 分子导入水稻受体细胞的常用方法有农杆菌转化法和 法。
（3）由导入目的基因的水稻细胞培养成植株需要利用 技术。该技术的
核心是 和 。
线性DNA 分子的酶切示意图
（4）为了确定耐盐转基因水稻是否培育成功，既要用放射性同位素标记的作探针进行分子杂交检测，又要用方法从个体水平鉴定水稻植株的耐盐性。
(08江苏生物)32．（8分）将动物致病菌的抗原基因导入马铃薯制成植物疫苗，饲喂转基因马铃薯可使动物获得免疫力。以下是与植物疫苗制备过程相关的图和表。
请根据以上图表回答下列问题。
（1）在采用常规PCR方法扩增目的基因的过程中，使用的DNA聚合酶不同于一般生物体内的DNA聚合酶，其最主要的特点是。
（2）PCR过程中退火（复性）温度必须根据引物的碱基数量和种类来设定。表1为根据模板设计的两对引物序列，图2为引物对与模板结合示意图。请判断哪一对引物可采用较高的退火温度？__________。（3）图1步骤③所用的DNA连接酶对所连接的DNA两端碱基序列是否有专一性要求？。
（4）为将外源基因转入马铃薯，图1步骤⑥转基因所用的细菌B通常为。
（5）对符合设计要求的重组质粒T进行酶切，假设所用的酶均可将识别位点完全切开，请根据图1中标
示的酶切位点和表2所列的识别序列，对以下酶切结果作出判断。
①采用EcoRⅠ和PstⅠ酶切，得到_________种DNA片断。
②采用EcoRⅠ和SmaⅠ酶切，得到_________种DNA片断。
(08广东生物)39．（现代生物科技专题，10分）
天然酿酒酵母菌通常缺乏分解淀粉的酶类，用作发酵原料的淀粉需经一系列复杂的转化过程才能被利用。研究者从某丝状真菌中获取淀粉酶基因并转入酿酒酵母菌，获得的酿酒酵母工程菌可直接利用淀粉产生酒精。请回答下列问题：
（1）将淀粉酶基因切割下来所用的工具是，用将淀粉酶基因与载体拼接成新的DNA分子，下一步将该DNA分子，以完成工程菌的构建。
（2）若要鉴定淀粉酶基因是否插入酿酒酵母菌，可采用的检测方法是，若要鉴定淀粉酶基因是否翻译成淀粉酶，可采用检测或将该工程菌接种在含淀粉的固体平板培养基上，培养一段时间后，加入碘液，工程菌周围出现透明圈，请解释该现象发生的原因。
（3）如何进一步鉴定不同的转基因工程菌菌株利用淀粉能力的大小？
（4）微生物在基因工程领域中有哪些重要作用？
(08海南)26．（18分）（选修模块3：现代生物科技专题）
图为某种质粒表达载体简图，小箭头所指分别为限制性内切
酶EcoRI、BamHI的酶切位点，amp R为青霉素抗性基因，tct R为
四环素抗性基因，P为启动因子，T为终止子，ori为复制原点。
已知目的基因的两端分别有包括EcoRI、BamHI在内的多种酶的
酶切位点。
（1）将含有目的基因的DNA与质粒表达载体分别用EcoRI
酶切，酶切产物用DNA连接酶进行连接后，其中由两个DNA片
段之间连接形成的产物有、、三
种。若要从这些连接产物中分离出重组质粒，需要对这些连接产
物进行。
（2）用上述3种连接产物与无任何抗药性的原核宿主细胞接种到含四环的培养基中，能生长的原核宿主细胞所含有的连接产物是。
（3）目的基因表达时，RNA聚合酶识别和结合的位点是，其合成的产物是。
（4）在上述实验中，为了防止目的基因和质粒表达载体在酶切后产生的末端发生任意连接，酶切时应选用的酶时。
(08山东基能)51．（1分）生物世界广泛存在着变异，人们研究并利用变异可以培育高产、优质的作物新品种。下列能产生新基因的育种方式是
A．“杂交水稻之父”袁隆平通过杂交技术培育出高产的超级稻
B．用X射线进行大豆人工诱变育种，从诱变后代中选出抗病性强的优良品种
C．通过杂交和人工染色体加倍技术，成功培育出抗逆能力强的八倍体小黑麦
D．把合成β-胡萝卜素的有关基因转进水稻，育成可防止人类V A缺乏症的转基因水稻
(08上海生物)39．（9分）本题为分叉题。A题适用于《生命科学》教材，B适用于《生物》教材。A和B中任选一题，若两题都做以A给分。
A．以重组DNA技术为核心的基因工程正在改变着人类的生活。请回答下列问题。
（1）获得目的基因的方法通常包括和。
（2）切割和连接DNA分子所使用的酶分别是和。
（3）运送目的基因进入受体细胞的载体一般选用病毒或，后者的形状成。
（4）由于重组DNA分子成功导入受体细胞的频率，所以在转化后通常需要进行操作。
（5）将人胰岛素基因分别导入大肠杆菌与酵母菌，从两者中生产的胰岛素在功能和序列上是相同的。(08上海生物)23．阻止病人的致病基因传给子代的方法通常是将正常基因导入病人
A．体细胞的细胞质B．生殖细胞的细胞质C．体细胞的细胞核D．生殖细胞的细胞核
五：【练习反馈】
1．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
2．质粒是基因工程最常用的运载体，它的主要特点是（）
①能自主复制②不能自主复制③结构很小④蛋白质⑤环状RNA分子
⑥环状DNA ⑦能“友好”地“借居”
A.①③⑤⑦
B.②④⑥
C.①③⑥⑦
D.②③⑥⑦
3．1993年，我国科学工作者培育成的抗棉铃虫的转基因抗虫棉，其抗虫基因来源（）
A.普通棉花的基因突变
B.棉铃虫变异形成的致死基因
C.寄生在棉铃虫体内的线虫
D.苏云金芽孢杆菌中的抗虫基因
4．下图表示限制酶切割某DNA的过程，从图中可知，该限制酶能识别的碱基序列及切点是( )
A.CTTAAG，切点在C和T之间
B.CTTAAG，切点在G和A之间
C.GAATTC，切点在G和A之间
D.GAA TTC，切点在C和T之间
5．切取牛的生长激素和人的生长激素基因，用显微注射技术将它们分别注入小鼠的受精卵中，从而获得了“超级鼠”，此项技术遵循的原理是( )
A.基因突变：DNA→RNA→蛋白质
B.基因工程：RNA→RNA→蛋白质
C.细胞工程：DNA→RNA→蛋白质
D.基因重组：DNA→RNA→蛋白质
6.治疗白化病、苯丙酮尿症等人类遗传病的根本途径是（）
A．口服化学药物B．注射化学药物
C.利用辐射或药物诱发致病基因突变
D.采用基因疗法替换致病基因
7．控制细菌的抗药性、固氮、抗生素基因存在于（）
A.核区
B.线粒体
C.质粒
D.核糖体
8．科学家将含人的α-抗胰蛋白酶基因的DNA片段，注射到羊的受精卵中，该受精卵发育的羊能分泌含α-抗胰蛋白酶的奶。这一过程涉及（）（多选）
A．DNA按照碱基互补配对原则自我复制
B．DNA以其一条链为模板合成RNA
C．RNA以自身为模板自我复制
D．按照RNA密码子的排列顺序合成蛋白质
9．下列高科技成果中，根据基因重组原理进行的是
①我国科学家袁隆平利用杂交技术培育出超级水稻
②我国科学家将苏云金杆菌的某些基因移植到棉花体内，培育出抗虫棉
③我国科学家通过返回式卫星搭载种子培育出太空椒
④我国科学家通过体细胞克隆技术培养出克隆牛
A．①B．①②C．①②③D．②③④
10．“试管婴儿”技术属于（）
A．胚胎移植B．组织培养C．克隆技术D．基因工程
11．据调查,随着化学农药的产量和品种逐年增加,害虫的抗药性也不断增强,危害很严重,如近年来,棉铃虫在我国大面积爆发成灾,造成经济损失每年达100亿元以上.针对这种情况,我国科学工作者经研究发现一种生活在棉铃虫消化道内的苏云金芽孢杆菌能分泌一种毒蛋白使棉铃虫致死,而此毒蛋白对人畜无害。通过科技攻关，我国科技工作者已成功地将该毒蛋白基因导入到棉花植株内并成功实现表达。由于棉铃虫吃了新品种“转基因抗虫棉”植株后会死亡，所以该棉花新品种在1998年推广后，取得了很好的经济效益。
请据上述材料回答下列问题：
（1）害虫抗药性的增强是的结果。
（2）“转基因”抗虫棉新品种的培育应用了新技术。
（3）在培养转基因抗虫棉新品种过程中，所用的基因的“剪刀”是，基因的针线是，基因的运载工具是。
（4）将毒蛋白转入棉花植株内的操作步骤是①
②
③___________________________________________________________________
④__________________________________________________________________
(5)”转基因抗虫棉”抗害虫的遗传信息传递过程可以表示为
(6)该科技成果在环保上的重要作用是
12．如图将人的生长激素基因导入细菌B细胞内制造“工程菌”示意图，所用载体为质粒A。已知细菌B 细胞内不含质粒A，也不含质粒A上的基因，质粒A导入细菌B后，其上的基因能得到表达。请回答下列问题：
（1）图中的目的基因是指：______________________________________________
（2）如何将目的基因和质粒相结合形成重组质粒？
①_____________________________________________
②_____________________________________________
③_____________________________________________
（3）目前把重组质粒导入细菌细胞时，效率还不太高；导入完成后所得到的细菌，实际上有的根本没有导入质粒，有的导入的是普通质粒，只有少数导入的是重组质粒。此处可以通过如下步骤来鉴别得到的细菌是否导入了质粒A或重组质粒：将得到的细菌涂布在一个有氨苄青霉素的培养基上，能够生长的就是导入了质粒A或重组质粒，反之则没有。用这种方法鉴别的原理是。
13．已知细胞合成DNA有D和S两条途径，其中D途径能被氨基嘌呤阻断。人淋巴细胞中有这两种
DNA的合成途径，但一般不分裂增殖。鼠骨髓瘤细胞中尽管没有S途径，但能不断分裂增殖，将这两种细胞在试管中混合，加聚乙二醇促融，获得杂种细胞。请回答：
（1）试管中除融合的杂种细胞外，还有种融合细胞。
（2）设计一方法（不考虑机械方法），从培养液中分离出杂种细胞，并说原理。
方法：
原理：
（3）将分离出的杂种细胞在不同条件下继续培养，获Array得A、B、C三细胞株。各细胞株内含有的人染色体如有表
（“＋”有，“—”无）测定各细胞株中人体所具有的五种
酶的活性。结果是：
①B株有a酶活性；
②A、B、C株均有b酶活性；③A、B株有c酶
活性；
④C株有d酶活性；⑤A、B、C株均无e酶活性。
若人基因的作用不受鼠基因影响，则支配a、b、c、d和e酶合成的基因依次位于人的
第、、、和号染色体上。
第2节基因工程及其应用 孝义三中高一生物组张文 一、教材内容分析 基因工程是现代四大生物工程之一。《基因工程及其应用》是人教版高中生物必修2第6章第2节内容。本节内容主要包括三个方面，分两课时讲授。第1课时简要介绍“基因工程的原理”，第2课时介绍“基因工程的应用”及“转基因生物和转基因食品安全性”。本节内容是对前面所学育种内容的补充，是即贴近生活又远离生活的微观内容。由于在选修3中还有基因工程的介绍，因此本节的要求相对简单一些。 二、学情分析 对于基因操作的工具和基本步骤，内容抽象和复杂，学生接触少，会出现掌握不好，甚至理解错误的情况。虽然经过必修1的学习，学生的生物基础知识较扎实，思维的目的性、连续性和逻辑性已初步建立。但基因工程一节对学生来说难点较多，如果处理不好，会变成简单的死记硬背。因此在教学过程中，尽量通过生活化打比喻的方式和模型建构活动及采用多媒体动画形象化教学，并在教师引导下适时加强学生解决问题和运用图解等生物学语言归纳结论等方面的能力。切记不可讲的太多。 三、教学目标 1、简述基因工程的基本概念； 2、简述基因工程的基本工具； 3、简述基因工程的基本操作步骤； 4、通过基因工程的简介，鼓励学生积极探索新知和科学创新，树立一分为二的辩证唯物主义思想； 四、教学重点、难点分析 教学重点：基因工程的基本原理（概念、工具、操作步骤） 教学难点：基因工程的基本原理 五、教学思路 本节课主要解决如下几个问题：1）什么是基因工程？2）基因工程的主要原理是什么？3）基因工程的操作过程如何？4）基因工程有哪些方面的应用？如何看待转基因食品？由于本节内容和前面的育种内容联系比较紧密，因此可以让学生回顾前面几种育种方法的成果，再通过情景展现传统育种方法所不能达到的地方，进而引出基因工程，通过列举生活中的转基因成果让学生知道基因工程就在我们身边。而后通过与学生们所熟知的器官移植做对比，让学生理解基因工程的本质和操作过程。通过对转基因食品的讨论让学生树立辩证唯物主义观念。 六．教学策略及教学媒体 根据激趣原则，通过展示色彩绚丽的转基因生物图片入手，引出基因工程的概念，采取“引导—互动—探究”模式，即采用师生互动探究式教学，借助老师生活化打比喻和多媒体动画并安排学生制作模型活动从而使抽象的课程内容具体化，直观化和形象化。 七、教学设计流程图第1课时“基因工程的原理”
基因工程的应用练习题7-14 点滴积累汇江海厚积薄发 1、下列各项中，说明目的基因完成了表达的是 A、棉珠中含有杀虫蛋白基因 B、大肠杆菌中具有胰岛素基因 C、酵母菌中产生了干扰素 D、抗病毒基因导入土豆细胞中 2、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 3、抗病毒转基因植物成功表达后，以下说法正确的是 A．抗病毒转基因植物，可以抵抗所有病毒 B．抗病毒转基因植物，对病毒的抗性具有局限性或特异性 C．抗病毒转基因植物可以抗害虫D．抗病毒转基因植物可以稳定遗传，不会变异4．如果通过转基因技术，成功改造了某血友病女性的造血干细胞，使其凝血功能全部恢复正常。当她与正常男性结婚，婚后所生子女的表现型为 A．儿子、女儿全部正常B．儿子、女儿中各一半正常 C．儿子全部有病，女儿全部正常D．儿子全部正常，女儿全部有病 5．若利用基因工程技术培育能固氮的水稻新品种，其在环保上的重要意义是 A．减少氮肥的使用量，降低生产成本B．减少氮肥的使用量，节约能源 C．避免氮肥过多引起环境污染D．改良土壤结构 6．疗白化病、苯丙酮尿症等人类遗传病的根本途径是 A．口服化学药物B．注射化学药物 C．采用基因治疗D．利用辐射或药物诱发致病基因突变 7．在基因诊断技术中，所用的探针DNA分子中必须存在一定量的放射性同位素，后者的作用是A．为形成杂交的DNA分子提供能量B．引起探针DNA产生不定向的基因突变 C. 作为探针DNA的示踪元素D．增加探针DNA的分子量 8．下列关于基因工程应用的叙述，正确的是 A．基因治疗就是把缺陷基因诱变成正常基因B．一种基因探针能检测水体中的各种病毒C．基因诊断的基本原理是DNA分子杂交D．原核基因不能用来进行真核生物的遗传改良9．采用基因工程的方法培育抗棉虫，下列导入目的基因的作法正确的是 ①将毒素蛋白注射到棉受精卵中②将编码毒素蛋白的DNA序列，注射到棉受精卵中 ③将编码毒素蛋白的DNA序列，与质粒重组，导入细菌，用该细菌感染棉的体细胞，再进行组织培养 ④将编码毒素蛋白的DNA序列，与细菌质粒重组，注射到棉的子房并进入受精卵 A．①②B．②③C．③④D．④① 10．科学家能利用基因工程技术培育出特殊的西红柿、香蕉，食用后人体内可产生特定的抗体，这说明这些西红柿、香蕉中的某些物质至少应 A．含有丰富的免疫球蛋白B．含有某种抗原特异性物质 C．含有一些生活的病菌D．能刺激人体内的效应T细胞分泌抗体 11、切取某动物合成生长激素的基因，用某种方法将此基因转移到鲇鱼的受精卵中，从而鲇鱼比同类个体大3～4倍，此项研究遵循的原理是 A．基因突变，DNA→RNA→蛋白质B．基因工程，DNA→tRNA→蛋白质 C．细胞工程，DNA→RNA→蛋白质D．基因重组，DNA→RNA→蛋白质 12．下列各项不属于基因工程在实际中的应用的是 A．转基因抗虫棉的培育成功B．利用DNA探针检测饮用水中有无病毒 C．培育工程菌使之能产生胰岛素D．将C4植物细胞内的叶绿体移入C3植物细胞内 13．有关基因工程的成果及应用的说法正确的是 A．用基因工程方法培育的抗虫植物也能抗病毒 B．基因工程在畜牧业上应用的主要目的是培养体型巨大、品质优良的动物 C．基因工程在农业上的应用主要是培育高产、稳产、品质优良和具有抗逆性的农作物 D．目前，在发达国家，基因治疗已用于临床实践 14、运用现代生物技术的育种方法，将抗菜青虫的Bt基因转移到优质油菜中，培育出转基因抗虫的油菜品种，这一品种在生长过程中能产生特异的杀虫蛋白，对菜青虫有显着抗性，能大大减轻菜青虫对油菜的危害，提高油菜产量，减少农药使用，保护农业生态环境。根据以上信息，下列叙述正确的是 A、Bt基因的化学成分是蛋白质 B、Bt基因中有菜青虫的遗传物质 C、转基因抗虫油菜能产生杀虫蛋白是由于具有Bt基因 D、转基因抗虫油菜产生的杀虫蛋白是无机物 15．基因工程培育的“工程菌”通过发酵工程生产的产品，不包括 A．白细胞介素一2 B．干扰素C．聚乙二醇D．重组乙肝疫苗 16、利用基因工程技术将生长激素基因导入绵羊体内，转基因绵羊生长速率比一般的绵羊提高30％，体型大50％，在基因操作过程中生长激素基因的受体细胞最好采用 A．乳腺细胞B．体细胞C．受精卵D．精巢 17、下列不属于利用基因工程技术制取的药物是 A、从大肠杆菌体内制取白细胞介素 B、在酵母菌体内获得的干扰素 C、在青霉菌体内提取青霉素 D、在肠杆菌体内获得胰岛素 18、基因治疗是人类疾病治疗的一种崭新手段，下列有关叙述中不正确的是 A、基因治疗可使人类遗传病得到根治 B、基因治疗是一种利用基因工程产品治疗人类疾病的方法 C、基因治疗是指将健康基因导入有基因缺陷的细胞中 D、基因治疗的靶细胞可以是体细胞和生殖细胞 19．下列有关基因工程技术的应用中，对人类不利的是 A．制造“工程菌”用于药品生产B．创造“超级菌”分解石油、DDT C．重组DNA诱发受体细胞基因突变D．导人外源基因替换缺陷基因 20．“工程菌”是指 A．用物理或化学方法诱发菌类自身某些基因得到高效表达的菌类细胞株系 B．用遗传工程的方法把相同种类不同株系的菌类通过杂交得到新细胞株系 C．用基因工程的方法使外源基因得到高效表达的菌类的细胞株系 D．从自然界中选取的能迅速增殖的菌类 21．生产上培育无子番茄、青霉素高产菌株、杂交培育矮秆抗锈病小麦、抗虫棉的培育原理依次是 ①生长素促进果实发育②染色体变异③基因重组④基因突变⑤基因工程 A．①②③④B．①④③②C．①④②⑤D．①④③③ 22、下列属于利用基因工程技术培育的新品种的是 Ａ、耐寒的小黑麦Ｂ、抗棉铃虫的转基因抗虫棉Ｃ、太空椒Ｄ、试管牛 23、下列有关基因工程的叙述中，不正确的是 A.DNA连接酶将黏性末端的碱基对连接起来 B.基因探针是指用放射性同位素或荧光分子等标记的DNA分子 C.基因治疗主要是对有基因缺陷的细胞进行替换 D.蛋白质中氨基酸序列可为合成目的基因提供资料
基因工程及其应用 一．学习目标 （1）能简述基因工程的基本原理及操作步骤。 （2）能举例说明基因工程在农业、医药等领域的应用。 （3）了解转基因生物及转基因食品安全性。 二．自主学习 （一）基因工程 1.概念：基因工程，又叫做或。通俗地说，就是，把一种生物的某种基因，加以，然后放到，地改造生物的。 2.原理：_____________________。 3.基本工具 （1）基因的“剪刀”：指______________（简称_ _____），具有特异性，即一种限制酶只能识别一种_________的核苷酸序列，并在_______的位点上切割DNA分子，露出。 （2）基因的“针线”：指________ ，它能在__________与________之间形成一定的化学键，将两条DNA片段连接起来，而互补的碱基之间通过_________连接的。 （3）基因的运载体：常用的运载体有质粒、______ 、______ 等。质粒主要存在于许多____ 和_______ 等生物中，其作用是将______送入受体细胞。 质粒：是或外，能的状DNA分子，通常含有，如大肠杆菌中的质粒。 4. 基本步骤 （1）过程：__________→目的基因与运载体结合→将目的基因导入受体细胞→___________。 （2）成功的标志：获得_______________。 （二）基因工程的应用 1.作物育种 人们利用基因工程的方法，获得了___ ___、稳产和具有____ __的农作物，培育出了具有各种__ ____的作物新品种。如：转基因抗虫棉、转基因奶牛等。 2.药物研制 利用基因巩固才方法，能够地生产出、的药品，如、、、、、等等。 3.环境保护 可利用转基因细菌降解______化合物，吸收环境中的______，分解泄漏的_____，处理__ ____等。 （三）转基因生物和转基因食品的安全性 1. 认为转基因生物和转基因食品安全的理由：从化学本质上看，转基因食品的构成与非转
人教版高中生物《基因工程及其应用》教学设计 一、总体设计指导思想 本节课突出对学生技能和科学素质的培养，通过精心设计课堂教学环节，来培养学生的信息提取能力、识图能力、语言表达能力、实际操作能力及培养学生的科学精神和科学素养。 二、教材分析 基因工程是现代生物科技中的热点，逐渐对人类的生产和生活产生了巨大的影响，学习这一内容既有利于学生对这一前沿科技的了解，也能让学生对科学技术社会三者的关系有更深入的理解，还能为学生的人生规划提供一种新的视角。而对这一专题的教学，首先要考虑基础性，高中阶段的教学不是培养专家，而是要全面提高学生的科学素养，因此着力点应瞄准对学生的发展起根本作用的知识能力思想情感上，针对本节内容即简述基因工程的基本原理，举例说出基因工程在农业、医药等领域的应用，关注转基因生物和转基因食品的安全性；关注基因工程的发展，认同基因工程的应用促进生产力的提高；运用所学DNA重组技术的知识，模拟制作重组DNA模型，而本课知识、能力上主要解决基因工程操作的原理及基本步骤以及模型构建。 三、教学目标 （一）知识目标 简述基因工程的基本原理 举例说出基因工程在农业、医药等领域的应用 关注转基因生物和转基因食品的安全性； （二）情感态度价值观目标 关注基因工程的发展，认同基因工程的应用促进生产力的提高 （三）能力目标 运用所学DNA重组技术的知识，模拟制作重组DNA模型。 四、教学重难点 重点：①基因工程的主要步骤 ②基因工程的应用 ③转基因生物和食品的安全性 难点：①基因工程的基本原理。 ②转基因生物与转基因食品的安全性。 五、教学过程：
六、学案设计： 6.2基因工程---课堂探究案 一．学习目标 1.简述基因工程的基本原理 2.通过模型制作理解基因工程的关键步骤 二．合作探究 1.核心概念：基因工程 又叫做基因拼接技术或DNA重组技术。通俗的说，就是按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里，定向地改造生物的遗传性状。别名_________________ 原理____________________________ 结果__________________________________________________________________ 2.信息提取：阅读以下资料，找出能代表培育转基因大肠杆菌关键步骤的三个动词。 美国人在1978年用大肠杆菌生产出了胰岛素，大肠杆菌产生胰岛素并进行批量生产的原理是运用到了现代生物技术的转基因技术，它是先将人胰岛素基因从人的染色体DNA上剪切出来，插入从细菌细胞中提取出来的质粒（作为载体）中，再将这个合并起来的、带有胰岛素基因的质粒，转移入大肠杆菌的细胞中，随后该胰岛素基因会指导大肠杆菌细胞产生胰岛素，人类即可将这些胰岛素提取并收集出来，用于治疗糖尿病病人，给糖尿病患者带来了福音. 能代表培育转基因大肠杆菌关键步骤的三个动词分别是________、_________、__________。 3.合作探究：阅读课本102页最后一段至103页第二段，探讨以下问题 （1）限制酶的分布、作用及特性 思考一：限制性核酸内切酶切割的是DNA分子的哪个部位_______________ （2）DNA连接酶的作用、作用对象和作用部位 思考二：DNA连接酶与DNA聚合酶有何区别？___________________________________ （3）运载体的常见种类、作用 4.读图说话：读下图，用自己的话描述基因工程操作的一般步骤。
6.2基因工程及其应用教学设计案例 基因工程及其应用 --案例 一、教学目标的确定 课程标准中与本节内容相对应的具体内容标准是："关注转基因生物和转基因食品的安全性"，这也是本节要达成的主要教学目标。课程标准并未明确指出本章要讲述基因工程的内容，考虑到本章教材知识体系的完整性，以及学生达成上述目标所需要的知识基础，本节还将"简述基因工程的基本原理"，"举例说出基因工程在农业、医药等领域的应用"作为教学目标。 二、--思路 第一课时--流程图如下。 第二课时--流程图 如下。 三、教学实施的程序 教师组织引导 学生活动 教学意图 教师通过图 片和音像资料展示基因工程产品，如种子、水果、疫苗或药物等，
引入课题。教师利用"问题探讨"，提出问题，组织学生讨论、交流看法。 ·为什么能把一种生物的基因"嫁接"到另一种生物上？ ·推测这种"嫁接"怎样才能实现？ ·这种"嫁接"对品种的改良有什么意义？ 教师小结：从杂交育种的局限性切入，人类可以利用基因工程技术按照自己的意愿直接定向改变生物。说明本节教学目标。 教师肯定学生合理的想法，引发思考。 "你的想法很好，可是用什么样的方法才能实现你的设想呢？" 教师用类比的方法引导学生思考基因工程的大致步骤和所需要的工具：剪刀、针线、运载体等。并用问题启发学生："你能想像这种‘剪刀加浆糊’式的‘嫁接’工作在分子水平的操作，其难度会有多大吗？" 以ecor i为例，构建重组dna分子模型，体会基因的剪切、拼接、缝合的道理。教师交代清楚ecor i是已发现的500多种限制性内切酶中的一种，它是一种从细菌中发现的能在特定位置上切割dna分子的酶。它的特殊性在于，它在dna 分子内部"下剪刀"，专门识别dna分子中含有的"gaattc"这样的
《基因工程及其应用》习题 一、选择题 1、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 2、质粒是基因工程最常用的运载体，它的主要特点是（） ①能自主复制②不能自主复制③结构很小④是蛋白质⑤环状RNA分子 ⑥环状DNA ⑦能“友好”地“借居” A、①③⑤⑦ B、②④⑥ C、①③⑥⑦ D、②③⑥⑦ 3、1993年，我国科学工作者培育成的抗棉铃虫的转基因抗虫棉，其抗虫基因来源（） A、普通棉花的基因突变 B、棉铃虫变异形成的致死基因 C、寄生在棉铃虫体内的线虫 D、苏云金芽孢杆菌中的抗虫基因 4、下图表示限制酶切割某DNA的过程，从图中可知，该限制酶能识别的碱基序列及切点是（） A、CTTAAG，切点在C和T之间 B、CTTAAG，切点在G和A之间 C、GAATTC，切点在G和A之间 D、GAATTC，切点在C和T之间 5、切取牛的生长激素和人的生长激素基因，用显微注射技术将它们分别注入小鼠的受精卵中，从而获得了“超级鼠”，此项技术遵循的原理是（） A、基因突变：DNA→RNA→蛋白质 B、基因工程：RNA→RNA→蛋白质 C、细胞工程：DNA→RNA→蛋白质 D、基因重组：DNA→RNA→蛋白质 6、控制细菌的抗药性、固氮、抗生素基因存在于（） A、核区 B、线粒体 C、质粒 D、核糖体 7、科学家将含人的α-抗胰蛋白酶基因的DNA片段，注射到羊的受精卵中，该受精卵发育的羊能分泌含α-抗胰蛋白酶的奶。这一过程没有涉及（） A、DNA按照碱基互补配对原则自我复制 B、DNA以其一条链为模板合成RNA
C、RNA以自身为模板自我复制 D、按照RNA密码子的排列顺序合成蛋白质 8、下列高科技成果中，根据基因重组原理进行的是（） ①我国科学家袁隆平利用杂交技术培育出超级水稻 ②我国科学家将苏云金杆菌的某些基因移植到棉花体内，培育出抗虫棉 ③我国科学家通过返回式卫星搭载种子培育出太空椒 ④我国科学家通过体细胞克隆技术培养出克隆牛 A、① B、①② C、①②③ D、②③④ 9、下列关于基因工程应用的叙述，正确的是（） A、基因治疗就是把缺陷基因诱变成正常基因 B、基因诊断的基本原理是DNA分子杂交 C、一种基因探针能检测水体中的各种病毒 D、原核基因不能用来进行真核生物的遗传改良 10、上海医学遗传研究所成功培育出第一头携带白蛋白的转基因牛，他们还研究出一种可大大提高基因表达水平的新方法，使转基因动物乳汁中的药物蛋白含量提高30多倍。转基因动物是指（） A、提供基因的动物 B、基因组中增加了外源基因的动物 C、能产生白蛋白的动物 D、能表达基因信息的动物 二、非选择题 11、据调查，随着化学农药的产量和品种逐年增加，害虫的抗药性也不断增强，危害很严重，如近年来，棉铃虫在我国大面积爆发成灾，造成经济损失每年达100亿元以上。针对这种情况，我国科学工作者经研究发现一种生活在棉铃虫消化道内的苏云金芽孢杆菌能分泌一种毒蛋白使棉铃虫致死，而此毒蛋白对人畜无害。通过科技攻关，我国科技工作者已成功地将该毒蛋白基因导入到棉花植株内并成功实现表达。由于棉铃虫吃了新品种“转基因抗虫棉”植株后会死亡，所以该棉花新品种在1998年推广后，取得了很好的经济效益。 请据上述材料回答下列问题： （1）“转基因”抗虫棉新品种的培育应用了新技术，毒蛋白对人畜无害，但能使棉铃虫致死，从蛋白质的特性看，蛋白质具有性。 （2）在培养转基因抗虫棉新品种过程中，所用的基因的“剪刀”是，基因的针线是，基因的运载工具是。
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第2节基因工程及其应用（第1课时）知识链接及考试地位 本知识与“DNA分子的结构与复制”、“基因突变和基因重组”、“DNA 重组技术的基本工具”、“基因工程的基本操作程序”等内容相联系，考试过程中常设计基因工程的原理、基本工具等基础知识，多以个别填空或选择题的形式呈现。 知识回顾 1、DNA分子的结构特点是什么？ 2、什么是基因重组？ 学习目标 1、简述基因工程的诞生。 2、简述基因工程的原理及技术。要明确基因工程操作的基本步骤和最基本的工具。 重难点 1．教学重点 基因工程的基本原理。 2．教学难点 基因工程的基本原理 新知探究
传统育种的方法一般只能在生物中进行，很难将一种生物的优良性状移植到生物身上。基因工程的出现使人类有可能按照自己的意愿地改变生物，培育出。 一、基因工程的原理 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，加以，然后放到另一种生物细胞里，地改造生物的遗传性状。基因工程是在DNA上进行的 水平的设计施工，基因的剪刀是指，简称限制酶。其作用特点是一种限制酶只能识别一种序列。基因的针线是 指。目前常用的运载体有、和等。质粒存在于许多以及等生物中，是细胞染色体外能够自主复制的小型分子。 基因工程的操作步骤是：、目的基因与运载体结合，目的基因导入受体细胞、目的基因的和。 二、基因工程的原理、操作对象各是什么？ 三、限制性内切酶的分布、特点、作用部位和作用结果如何？ 四、作为基因的运载体，需具备哪些条件？ 五、DNA连接酶的作用对象、位置和结果如何？ 六、基因工程的优点是什么？ 七、基因重组与基因工程比较
基因工程及其应用》教学设计 一、总体设计指导思想 本节课突出对学生科学素质的培养，精心设计课堂教学，将科学探究的过程作为本节课的教学主线，以求让学生亲身参与、体验科学探究的过程，从而培养学生的科学精神和科学素养。 二、教材分析 基因工程是现代生物科技中的热点，逐渐对人类的生产和生活产生巨大的影响，所以该内容被录入了现行的高中生物必修教材中，并且在选修教材中有更详细的阐述。学习这一内容，既有助于学生对这一前沿科技的了解，也能让学生对科学、技术、社会三者的关系有更深入的理解，还能为学生的人生规划和发展提供一种新的视角。本课学习的基因工程操作的原理及教材概括的基本步骤：提取目的基因、目的基因与运载体结合、将目的基因导入受体细胞、目的基因的表达与检测这四个步骤，都可以在必修1和必修2中找到理论基础。但基因工程是在分子水平的操作，操作过程细微，抽象，实验现象看不见也摸不着，只凭教师讲述是很枯燥并较难讲清，学生也难以理解。教学内容的呈现还具有一定的开放性，展示了对转基因食品安全性问题认识的不同观点，引导学生对转基因生物和转基因食品的安全性问题的关注、思考和交流。 三、教学目标 （一）知识与技能 ①知道基因工程的概念 ②掌握基因工程操作的基本工具 ③理解基因工程操作的基本步骤 ④举例说出基因工程的应用 （二）过程与方法 ①通过对概念、原理、方法的理解和掌握，逐步形成分析、综合等思维能力，具备运用学到知识评价和解决实际问题的能力。 ②通过引导学生网上探究，引导学生主动参与，培养收集处理信息的能力、分析和解决问题的能力及交流与合作的能力。 （三）情感态度与价值观 ①形成结构与功能相统一的基本观点。 ②培养理论联系实际的良好学风，培养爱国主义热情。 ③关注科学与社会。 四、教学重难点
第2节基因工程及其应用（第1课时） 知识链接及考试地位 本知识与“DNA分子的结构与复制”、“基因突变和基因重组”、“DNA重组技术的基本工具”、“基因工程的基本操作程序”等内容相联系，考试过程中常设计基因工程的原理、基本工具等基础知识，多以个别填空或选择题的形式呈现。 知识回顾 1、DNA分子的结构特点是什么 2、什么是基因重组 学习目标 1、简述基因工程的诞生。 2、简述基因工程的原理及技术。要明确基因工程操作的基本步骤和最基本的工具。 重难点 1．教学重点 基因工程的基本原理。 2．教学难点 基因工程的基本原理 新知探究 传统育种的方法一般只能在生物中进行，很难将一种生物的优良性状移植到生物身上。基因工程的出现使人类有可能按照自己的意愿地改变生物，培育出。 一、基因工程的原理 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，加以，然后放到另一种生物细胞里，地改造生物的遗传性状。基因工程是在DNA上进行的水平的设计施工，基因的剪刀是指，简称限制酶。其作用特点是一种限制酶只能识别一种序列。基因的针线是 指。目前常用的运载体有、和等。质粒存在于许多以及等生物中，是细胞染色体外能够自主复制的小型分子。 基因工程的操作步骤是：、目的基因与运载体结合，目的基因导入受体细胞、目的基因的和。 二、基因工程的原理、操作对象各是什么 三、限制性内切酶的分布、特点、作用部位和作用结果如何 四、作为基因的运载体，需具备哪些条件 五、DNA连接酶的作用对象、位置和结果如何 六、基因工程的优点是什么 基因工程技术 一、基因工程诞生的理论依据 （1） DNA是遗传物质
基因工程及其应用集团标准化办公室：[VV986T-J682P28-JP266L8-68PNN]
第2节基因工程及其应用（第1课时） 知识链接及考试地位 本知识与“DNA分子的结构与复制”、“基因突变和基因重组”、“DNA重组技术的基本工具”、“基因工程的基本操作程序”等内容相联系，考试过程中常设计基因工程的原理、基本工具等基础知识，多以个别填空或选择题的形式呈现。 知识回顾 1、DNA分子的结构特点是什么？ 2、什么是基因重组？ 学习目标 1、简述基因工程的诞生。 2、简述基因工程的原理及技术。要明确基因工程操作的基本步骤和最基本的工具。 重难点 1．教学重点 基因工程的基本原理。 2．教学难点 基因工程的基本原理 新知探究 传统育种的方法一般只能在生物中进行，很难将一种生物的优良性状移植到生物身上。基因工程的出现使人类有可能按照自己的意愿地改变生物，培育出。 一、基因工程的原理 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，加以，然后放到另一种生物细胞里，地改造生物的遗传性状。基因工程是在DNA上进行的水平的设计施工，基因的剪刀是指，简称限制酶。其作用特点是一种限制酶只能识别一种序列。基因的针线是指。目前常用的运载体有、和等。质粒存在于许多以及等生物中，是细胞染色体外能够自主复制的小型分子。 基因工程的操作步骤是：、目的基因与运载体结合，目的基因导入受体细胞、目的基因的和。 二、基因工程的原理、操作对象各是什么？ 三、限制性内切酶的分布、特点、作用部位和作用结果如何？ 四、作为基因的运载体，需具备哪些条件？ 五、DNA连接酶的作用对象、位置和结果如何？ 六、基因工程的优点是什么？
第2课时 ●教学过程 ［课前准备］ 1.教师准备 （1）教师将听证会规则、程序、角色扮演的程序和具体要求以及评价标准复印好，分发给各学习小组。 （2）教师整理《转基因生物和转基因食品利弊争论的要点》，印发给各学习小组。 （3）收集转基因生物和转基因食品安全性的资料信息，转基因生物技术的利弊关系的资料，请有关专家学者到学校做有关基因工程知识的讲座。 （4）教师设计并参与制作计算机教学课件，在校园网上制作网页，查找大量资料，完善网页内容，建立内容丰富的“基因工程知识资源库”。 （5）教师根据学生的资料准备状况、知识的准确性、抢答的积极性、讲述的条理性、姿态的自然性、课件的美观性编制《学生听课记录和评价表》。 （6）教师编制《研究性学习课题研究专题报告》。 2.学生准备 （1）学生预习教材，对教材中的内容做宏观地了解。 （2）利用课余时间，通过看书、看报及看电视，收集有关基因工程的成果与发展前景的资料或信息并制成课件，也可以走访有关的专家、学者了解该内容。 （3）分组预习并完成教师下发的有关资料。 （4）按听证会的要求摆好课桌椅，根据各小组的选择按辩论的正方和反方分成左右两个大组。 ［情境创设］ 教师：通过课件向学生展示基因工程给人类带来巨大成就的图片。同时述说如下：基因工程自1973年诞生后，由于基因工程技术具有可以直接控制基因，将基因从一个物种转移至另一个物种，创造出新的物种或新的品种的显著特点，也就是说，可按照人们的主观愿望，创造出自然界中原先并不存在的新的生物类型，使人类从单纯地认识生物和利用生物的传统模式跳跃到随心所欲改造生物和创造生物的新时代。经过30多年的发展历程，取得了惊人的成绩，特别是近10年来，基因工程的发展更是突飞猛进。基因转移、基因扩增多技术的应用，不仅使生命科学的研究发生了前所未有的变化，而且在实际应用领域中，为农牧业、食品工业、医药卫生、环境保护等方面开拓了广阔的发展前景。 今天就由同学们来阐述自己的认识和看法。 ［师生互动］ 教师：首先请各小组汇报课前收集到的有关基因工程应用的事例资料。 学生分组汇报并交流课前收集资料的情况。 学生1：基因工程在农业上的应用主要表现在两方面： （1）通过基因工程技术获得高产、稳产和具有优良品质的农作物。 （2）用基因工程的方法可培育出具有各种抗逆性的作物新品种。现在已培育出一批分别具有抗病、抗虫、抗除草剂、抗盐碱、抗病毒、抗干旱等性状的转基因农作物。1996至2000年的短短五年间，全球转基因作物从170×104 hm2发展到4 420×104 hm2，其推广速度是前所未有的…… 学生2：基因工程在畜牧养殖业中的应用 基因工程在畜牧养殖业上的应用也具有广阔的前景，科学家将某种特定基因与病毒DNA构成重组DNA，然后，通过感染或显微注射技术将重组DNA转移到动物受精卵中，并由这种受精卵发育成新个体，这就是我们在前面提到的转基因动物。通过转基因动物人们
第2课时基因工程及其应用 1.限制酶的作用实际上就是把DNA上某些化学键打断,一种能对GAATTC 专一识别的限制酶, 断的化学键是( )。 A.G与A之间的键 B.G与C之间的键 C.A与T之间的键 D.磷酸与脱氧核糖之间的键 2.将ada(腺苷酸脱氨酶基因)通过质粒pET28b导入大肠杆菌并成功表达腺苷酸脱氨酶。下列叙述错误 的是( )。 ．． A.每个大肠杆菌细胞至少含一个重组质粒 B.每个重组质粒至少含一个限制性核酸内切酶识别位点 C.每个限制性核酸内切酶识别位点至少插入一个ada D.每个插入的ada至少表达一个腺苷酸脱氨酶分子 3.质粒之所以能作为基因工程的运载体,是由于质粒( )。 A.含蛋白质从而能完成生命活动 B.具有环状结构而保持连续性 C.是RNA能指导蛋白质的合成 D.能够自我复制、能携带目的基因 4.基因工程中使用到的限制性核酸内切酶,其作用是( )。 A.将目的基因从染色体上切割出来 B.识别并切割特定的DNA碱基序列 C.将目的基因与运载体结合 D.将目的基因导入受体细胞内 5.某生物的基因型为AaBB,通过某些技术可以分别将它们转变为以下基因型的生物:①AABB;②aB;③AaBBC;④AAaaBBBB,则所用技术分别是( )。 A.诱变育种、转基因技术、花药离体培养、多倍体育种 B.杂交育种、花药离体培养、转基因技术、多倍体育种 C.花药离体培养、诱变育种、多倍体育种、转基因技术 D.多倍体育种、花药离体培养、诱变育种、转基因技术 6.下列不是 基因工程常用的工具的是( )。 ．． ①限制性核酸内切酶②DNA聚合酶③DNA连接酶④运载体⑤解旋酶 A.②④⑤ B.①③④ C.①②③ D.②⑤ 7.下列能说明目的基因完成了表达的是( )。 A.棉株中含有杀虫蛋白基因 B.大肠杆菌中具有胰岛素基因 C.土豆含有抗病毒的基因 D.酵母菌中提取到了干扰素
2019湖南高考生物知识点：基因工程及其应用 1.概念 按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里，定向地改造生物的遗传性状。 2.原理 基因重组 3.工具 A.基因的”剪刀”：限制性内切酶 ①分布：主要在微生物中。 ②作用特点：特异性，即识别特定核苷酸序列，切割特定切点。 ③结果：产生黏性未端(碱基互补配对)。 B.基因的”针线”：DNA连接酶 ①连接的部位：磷酸二酯键，不是氢键。 ②结果：两个相同的黏性未端的连接。 C.基因的”运载工具”：运载体 ①作用：将外源基因送入受体细胞。 ②具备的条件：a、能在宿主细胞内复制并稳定地保存。b、具有多个限制酶切点。 c、有某些标记基因。 ③种类：质粒、噬菌体和动植物病毒。 ④质粒的特点：质粒是基因工程中最常用的运载体。
4.基因操作的基本步骤 ①提取目的基因：人们所需要的特定基因，如人的胰岛素基因、抗虫基因、抗病基因、干扰素基因等 ②目的基因与运载体结合(以质粒为运载体)：用同一种限制酶分别切割目的基因和质粒DNA(运载体)，使其产生相同的黏性末端，将切割下的目的基因与切割后的质粒混合，并加入适量的DNA连接酶，使之形成重组DNA分子(重组质粒) ③将目的基因导入受体细胞常用的受体细胞：大肠杆菌、枯草杆菌、土壤农杆菌、酵母菌、动植物细胞 ④目的基因检测与表达 检测方法如：质粒中有抗菌素抗性基因的大肠杆菌细胞放入到相应的抗菌素中，如果正常生长，说明细胞中含有重组质粒。 表达：受体细胞表现出特定性状，说明目的基因完成了表达过程。如：抗虫棉基因导入棉细胞后，棉铃虫食用棉的叶片时被杀死;胰岛素基因导入大肠杆菌后能合成出胰岛素等。
6 .2 基因工程及其应用 【巩固教材——稳扎稳打】 1．在遗传工程技术中，限制性内切酶主要用于（）A．目的基因的提取和导入 B．目的基因的导入和检测 C．目的基因与运载体结合和导入 D．目的基因的提取和与运载体结合 2．下列四条DNA分子，彼此间具有粘性末端的一组是（） A．①② B．②③ C．③④ D．②④ 3．DNA连接酶的主要功能是（）A．DNA复制时母链与子链之间形成的氢键 B．粘性末端碱基之间形成的氢键 C．将两条DNA末端之间的缝隙连接起来 D．将碱基、脱氧核糖、磷酸之间的键连接起来 4．下列关于运载体的叙述中，错误的是（）A．与目的基因结合后，实质上就是一个重组DNA分子 B．对某种限制酶而言，最好只有一个切点，但还要有其他多种限制酶的切点 C．目前最常用的有质粒、噬菌体和动植物病毒 D．具有某些标记基因，便于对其进行切割 【重难突破——重拳出击】 5．采用基因工程的方法培育抗虫棉，下列导入目的基因的作法正确的是①将毒素蛋白注射到棉受精卵中②将编码毒素蛋白的DNA序列，注射到棉受精卵中③将编码毒素蛋白的DNA序列，与质粒重组，导人细菌，用该细菌感染棉的体细胞，再进行组织培养④将编码毒素蛋白的DNA序列，与细菌质粒重组，注射到棉的子房进入受精卵（） A．①② B．②③C．③④ D．④① 6．植物学家在培育抗虫棉时，对目的基因作了适当的修饰，使得目的基因在棉花植株的整个生长发育期都表达，以防止害虫侵害。这种对目的基因所作的修饰发生在（）A．内含子 B．外显子 C．编码区 D．非编码区 7．质粒是基因工程最常用的运载体，下列有关质粒的说法错误的是（）A．质粒不仅存在于细菌中，某些病毒也具有 B．根瘤菌、圆褐固氮菌的固氮基因存在于质粒上 C．质粒为小型环状DNA分子，存在于核(区)外的细胞质基质中 D．质粒能够在宿主细胞中稳定保存，并在宿主细胞内复制 8．70年代基因工程技术刚兴起的时候，都是以微生物作为实验材料，且必须在“负压”(低于外界的大气压)的实验室里操作。这里“负压”的作用主要是（）A．防止具有重组基因的生物进入人体或逃逸到外界，从而对环境造成基因污染 B．提高微生物的基因突变频率 C．加快微生物的繁殖速度 D．避免其它生物对实验材料的污染 9．如欲利用细菌大量生产人胰岛素，则下列叙述不正确的是（）A．需有适当运载体将人胰岛素基因置入细菌 B．需有适当的酶对运载体与人胰岛素基因进行切割与黏合 C．重组后的运载体DNA，须在细菌体内转录、翻译成人胰岛素 D．生产人胰岛素的细胞工程技术也可生产疫苗
2021人教版高中生物选修三《基因工程的应用》word 教案 教学建议 1.本节可将教材中提供的实例列表总结,给出具体的转基因生物,指导学生整理教材中提供的信息,填写出相应的目的基因及其来源,增强学生分析、处理信息的能力。 2.将“基因工程的概念与原理”与本节内容一起学习,加强学生对基因工程概念的明白得,通过一个又一个转基因生物实例,能更好明白得“DNA分子水平”“定向改造生物性状”“基因重组”等基因工程这一概念中的关键词。既能学好概念,反过来又能关心学习基因工程的实例。 3.教材中的一些难点,如关于乳腺生物反应器、工程菌、基因治疗等,可适当讲解。关于乳腺生物反应器,其差不多过程与其他转基因动物操作过程相同,不同之处可单独提出,如需要使用乳腺组织中特异表达的启动子。关于工程菌,可结合基因工程操作程序以及微生物生长和代谢的特点,说明用其生产药物的优越性。关于基因治疗,可结合教材中的具体实例归纳出大致治疗过程。 参考资料 基因治疗 1.基因治疗的定义 基因治疗狭义上指用具有正常功能的基因置换或增补患者体内有缺陷的基因,从而达到治疗疾病的目的。而广义上指把某些遗传物质转移到患者体内,使其在体内表达,最终达到治疗某种疾病的方法。 2.基因治疗的分类 (1)基因治疗按基因操作方式分为两类,一类为基因修正和基因置换,立即缺陷基因的专门序列进行矫正,对缺陷基因精确地原位修复,不涉及基因组的其他任何改变。通过同源重组即基因打靶技术将外源正常的基因在特定的部位进行重组,从而使缺陷基因在原位特异性修复。另一类为基因增强和基因失活,是不去除专门基因,而通过导入外源基因使其表达正常产物,从而补偿缺陷基因等的功能;或特异封闭某些基因的翻译或转录,以达到抑制某些专门基因表达的目的。 (2)按靶细胞类型又可分为生殖细胞基因治疗和体细胞基因治疗。广义的生殖细胞基因治疗以精子、卵子和早期胚胎细胞作为治疗对象。由于当前基因治疗技术还不成熟,以及涉及一系列伦理学问题,生殖细胞基因治疗仍属禁区。在现有的条件下,基因治疗仅限于体细胞基因治疗。 3.基因治疗的差不多步骤 (1)目的基因的转移:在基因治疗中迄今所应用的目的基因转移方法可分为两大类:病毒方法和非病毒方法。基因转移的病毒方法中,RNA和DNA病毒都可用作基因转移的载体。常用的有反转录病毒载体和腺病毒载体。转移的差不多过程是将目的基因重组到病毒基因组中,然后让重组病毒感染宿主细胞,以使目的基因能整合到宿主基因组内。非病毒方法有磷酸钙沉淀法、脂质体转染法、显微注射法等。 (2)目的基因的表达:目的基因的表达是基因治疗的关键之一。为此,可运用连锁基因扩增等方法适当提高外源基因在细胞中的拷贝数。在重组病毒上连接启动子或增强子等基因表达的操纵信号,使整合在宿主基因组中的新基因高效表达,产生所需的某种蛋白质。 几个重要概念 1.干扰素:是指动物或人体受到病毒侵染后产生的一种糖蛋白,几乎能抗击所有病毒引
第2节基因工程及其应用 基础巩固 1以下有关基因工程的叙述,正确的是() A.基因工程是细胞水平上的生物工程 B.基因工程的产物对人类都是有益的 C.基因工程产生的变异属于人工诱变 D.基因工程育种的优点之一是目的性强 答案:D 2基因工程是将目的基因通过一定过程,转入受体细胞,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,从而定向改造生物性状的技术。你认为不支持基因工程技术的理论有() A.遗传密码的通用性 B.不同基因可独立表达 C.不同基因表达互相影响 D.DNA作为遗传物质能够严格地自我复制 答案:C 3下列哪些黏性末端是由同一种限制酶切割成的?() A.①② B.①③ C.①④ D.②③ 答案:A 4下列有关基因工程技术的叙述,正确的是() A.DNA重组技术所用的工具酶是限制酶、DNA连接酶和运载体
B.所有的限制酶都只能识别同一种特定的核苷酸序列 C.选用细菌作为重组质粒的受体细胞是因为细菌繁殖快 D.只要目的基因进入了受体细胞就能成功实现表达 答案:C 5能使植物体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 解析:能定向改造生物遗传性状的生物技术是基因工程,故选C。 答案:C 6下列有关基因工程中限制酶的描述,错误的是() A.一种限制酶只能识别一种特定的脱氧核苷酸序列 B.限制酶的活性受温度影响 C.限制酶能识别和切割RNA D.限制酶可从原核生物中提取 解析:限制酶主要存在于微生物中。一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列,并能在特定的切点上切割DNA分子。限制酶的作用对象不是RNA分子。 答案:C 7要使目的基因与对应的运载体重组,所需的两种酶是() ①限制酶②DNA连接酶③解旋酶④还原酶 A.①② B.③④ C.①④ D.②③ 解析:要使目的基因与对应的运载体重组,要用同一种限制酶切割运载体,然后用DNA连接酶把目的基因与对应的运载体连接起来。 答案:A 8不属于质粒被选为基因运载体的理由是() A.能复制 B.有多个限制酶切点 C.具有标记基因 D.它是环状DNA
课例研究教案 （精品教案） 基因工程及其应用 授课人： 日期：
高中生物《分子与细胞》 第6章第2节 基因工程的工具 学习者水平分析： 本节课授课对象是高二年级学生。通过上一节课的学习，学生已经学习了基因工程的概念，为本节课的学习奠定了知识的基础，但是基因工程的工具是基于分子水平上的，知识内容抽象，学生难以直接进行实践操作和直观看到操作结果，加之该部分是本节的重难点，学生理解和学习起来较为困难。 教学内容分析： 基因操作的工具是本节内容的重难点，也是在基因工程概念的学习基础之上进行的，对接下来基因工程的步骤的学习起关键的作用，基因操作的工具包括基因的剪刀—限制性核酸内切酶；基因的针线—DNA连接酶；基因的运载体。基因操作的工具细微抽象，较难理解与应用。 教学目标： 1.知识目标：1）阐明限制酶和连接酶的作用特点。 2）说出常用的运载体及其特点。 2.能力目标：运用基因工程的基本工具，培养分析、推理、归纳、总结等思维能力。 3.情感态度与价值观目标：1）参与基因工程相关热点问题的讨论。 2）养成创新思维，培养科学思考问题的能力。 教学重点： 1.阐明限制酶和连接酶的作用特点。 2.说出常用的运载体及其特点。 教学难点：阐明限制酶和连接酶的作用特点。 教学方法：讲授法，谈话法，讨论法，演示法。 教学媒体：幻灯片，教具，教学动画演示。
教学过程： 教学环节教师行为学生行为设计意图 导入新授新闻：中国农科院专家郭三堆，因 成功研制具有自主知识产权的三 系杂交转基因抗虫棉，而当选为 CCTV 2013年度科技创新人物。 想一想：将抗虫基因移植到棉花的 细胞中，使棉花具有抗虫害的作 用，这项工作是在DNA分子水平上 进行的操作。假如你作为一名研究 者来完成这一项工作，那么你会采 取什么工具呢？ 带着这些问题，我们开始本节课的 学习，第六章第2节第二课时基因 工程的工具。（板书） 通过预习，基因工程有三大基因的 工具，基因的剪刀，基因的针线， 运载体。接下来我们逐一进行学习 首先我们要把抗虫基因从苏云金 芽孢杆菌中提取出来，抗虫基因是 苏云金芽孢杆菌中的一段基因，要 获取抗虫基因是不是相当于用一 把剪刀把它从一大段基因中截取 下来呢？但是细胞是很小的，一般 直径只100nm到150nm，用剪刀剪, 显然是不现实的，那我们怎么办 呢？这就要用到基因工程的第一 结合实例，回顾相关知 识，思考问题。 思考要完成转基因抗虫 棉要用到的工具。 思考基因的剪刀—限制 性核酸内切酶的作用特 点。 结合新闻，联系旧知 识，引发对本节课内 容的思考，激起学生 好奇心。 启发学生思考。 引出基因的剪刀— 限制性核酸内切酶 的学习。