第四节第二讲基因重组基因工程及其应用
教学案
学习目标：1.基因重组的类型及其对生物性状的影响
.基因突变、基因重组和染色体变异的比较
.基因工程的概念、工具、操作步骤和应用
［教材梳理］
一、基因重组
.概念
生物体内在进行有性生殖的过程中，控制不同性状的基因重新组合。
.基因重组的类型
类型发生时期发生原因
自由组合型减数次分裂后期非同源染色体上非等位基因随非同源染色体自由组合而组合
交叉互换型减数次分裂四分体时期同源染色体上的等位基因随四分体非姐妹染色单体的交换而交换
结果：自由组合可能产生与亲代基因型不同的个体；交叉互换造成染色单体上基因重组，可能产生新的表现型。
.基因重组的意义
基因重组与基因突变、染色体变异一样，既是生物进化
的源泉，也是形成生物多样性的重要原因之一。
二、基因工程
.含义：把在一个生物体内分离得到或人工合成的目的基因导入另一个生物的细胞，定向地使后者获得新的遗传性状或表达所需产物的技术。
.工具：限制性核酸内切酶、DNA连接酶、载体三种。
.操作的一般步骤
.基因工程的应用
基因工程在特殊蛋白质的生产中已显示出巨大的应用价值，如治疗糖尿病的胰岛素，防治乙肝的疫苗等已广泛应用。
使人类按照自己的愿望定向地改造生物。
基因工程已广泛应用于医、农、林、牧、渔等领域，极大地促进了生产，但也可能会引发一些安全性问题。
［牛刀小试］
一、基因重组
.阅读教材P89?90内容，观察图4-23、4-24,结合减数分裂与基因自由组合定律，探究下列问题：
基因重组产生了新基因和新性状吗？
提示：没有。基因重组只是将原有的基因进行了重新组合；基因控制性状，由于基因重组没有产生新基因，因此不会产生新性状，只是产生了新的性状组合。
F列是孟德尔杂交实验的两种现象，请分析产生的原因
是否属于基因重组，并说明理由
①现象一：杂合紫花豌豆自交后代中出现白花豌豆。
提示：不是。杂合紫花豌豆自交后代中出现白花豌豆，是控制同一性状的等位基因分离的结果，而基因重组指的是控制不同性状的基因重新组合。
②现象二：杂合黄色圆粒豌豆自交后代中出现黄皱、绿圆、绿皱豌豆。
提示：是。杂合黄色圆粒豌豆自交后代出现黄皱、绿圆、绿皱豌豆，是由于两对非同源染色体上控制豌豆两种性状的非等位基因随非同源染色体的自由组合而重新组合的结果。
源于同一父母的兄弟姐妹间其长相各有特点，其主要原因是什么？同卵双胞胎间的差异是如何造成的？
提示：同胞兄弟姐妹间差异的主要原因是“基因重组”
同卵双胞胎间的差异主要源于后天环境及营养等。
基因突变，基因重组与染色体变异，哪一类变异发生频率最低，哪一类变异最常发生？哪类变异引发的性状改变最剧烈？
提示：基因突变发生的频率最低，基因重组最常发生，染色体变异引发的性状改变最剧烈。
.判断正误
在减数次分裂前期和减数次分裂后期都可以发生基因
重组
生物有性生殖过程中，不同基因型的雌雄配子随机结合
现象属于基因重组。
.连线
二、基因工程
.阅读教材P90?91内容，仔细观察分析图4-25,4 - 26,探究下列问题。
基因工程中工具酶的作用
①DNA解旋酶、限制性内切酶和DNA连接酶都作用于DNA试分析这三种酶的作用部位相同吗？
提示：不相同。DNA解旋酶作用于碱基之间的氢键，而限制性内切酶和DNA连接酶作用于磷酸与脱氧核糖之间的化学键，即磷酸二酯键。
②目的基因和运载体为什么需用同一种限制性内切酶
进行切割？
提示：因为被同一种限制性内切酶切割后，目的基因和载体具有相同的黏性末端。
试讨论为什么不能将目的基因直接导入受体细胞？
提示：外源基因直接进入受体细胞，会被受体细胞内的酶分解掉。
目的基因能够在受体细胞中表达的基础是什么？
提示：所有生物共用一套遗传密码。
若想让植物细胞生产出动物蛋白，可采用何种育种技
术？采用杂交育种或诱变育种技术可以吗？
提示：要想让植物细胞生产出动物蛋白，可采用DNA重
组技术。由于植物与动物间远源杂交不亲合，故不可采用杂交育种技术；由于诱变育种只能产生原基因的等位基因，故不能采用诱变育种技术。
.判断正误
基因工程能够实现不同物种之间基因的重新组合。
基因工程的运载体本质都是DNA分子。
［重难突破］
一、基因突变、基因重组、染色体变异的比较
比较项目基因突变基因重组染色体变异
变异的本质基因的分子结构发生改变原有基因的重
新组合染色体结构或数目发生改变
发生时间有丝分裂间期和减数分裂间期减数次分裂前期和后期细胞分裂间期或分裂期
适用范围生物
种类所有生物均可发生自然状态下，真核生物真核生物
细胞增殖过程均可发生
生殖
类型无性生殖、有性生殖有性生殖无性生殖、有性生殖
产生结果
产生新的基因产生新基因型，没产生新基因没产生新基
因，基因数目或顺序发生变化
鉴定方法光镜下均无法检出，可根据是否有新性状或新性状
组合确定光镜下可检出
应用
诱变育种杂交育种单倍体、多倍体育种
联系①三者均属于可遗传变异，都为生物的进化提供了原材料
②基因突变产生新的基因，是生物变异的根本
③基因突变是基因重组的基础
④基因重组是形成生物多样性的重要原因之一
［特别提醒］关注几个“唯一”
唯一产生新基因的变异为基因突变；
唯一仅发生于有性生殖过程中的变异为基因重组；
唯一可发生于所有生物的变异也为基因突变；
唯一可在光学显微镜下检出的变异为染色体变异。
二、基因工程
.基因工程的操作工具
操作工具名称化学本质作用
限制性内切
酶蛋白质识别特定的核苷酸序列，在特定的切点切割
DNA分子，获取目的基因
DNA连接酶蛋白质连接脱氧核糖和磷酸形成的骨架缺口运载体DNA与目的基因结合并导入受体细胞
［特别提醒］目的基因的转运工具一一运载体必须具备的条
件：a.能在宿主内稳定保存并大量复制； b.有多个限
制酶切位点，以便与外源基因连接； c.有标记基因，便于筛
选。
.基因工程操作的基本步骤
.基因工程操作中的两个注意点
切割目的基因和载体时，一般用同一种限制酶，使目的基因和载体产生相同的黏性末端，达到目的基因与载体结合的目的。
目的基因导入受体细胞并非标志着基因工程的成功，只有目的基因在受体细胞中表达才说明基因工程的成功。
.有性生殖和基因工程中基因重组的区别
有性生殖：基因重组 ---- 自然发生有性生殖同一物种
的不同基因重新组合。
基因工程：基因重组 ---- 人为发生无性生殖不同物种
间的不同基因的重组。
［考向聚焦］
［例1］下列生物技术或生理过程没有发生基因重组的是
［解析］A项，R型活球菌与S型死菌的DNA混合后才具有了S型球菌的特性，属于S型球菌的DNA分子与R型球
菌的重组；B项，基因工程的原理也是基因重组；c项，减
数次分裂前期的交叉互换和减数次分裂后期非同源染色体的自由组合属于基因重组；D项，普通青霉菌具有了高产的性状属于基因突变。
［答案］D
“三看法”判断可遗传变异的类型
DNA分子内的变异：
一看基因种类：即看染色体上的基因种类是否发生改
变，若发生改变为基因突变。
二看基因位置：若基因种类和基因数目未变，但染色体
上的基因位置改变，应为染色体结构变异中的“倒位”。
三看基因数目：若基因的种类和位置均未改变，但基因的数目改变则为染色体结构变异中的“重复”。
DNA分子间的变异：
一看染色体数目：若染色体的数目发生改变，可根据染
色体的数目变化情况确定是染色体数目的“整倍变异”还是
“非整倍变异”。
二看基因位置：若染色体的数目和基因数目均未改变，
但基因所处的染色体片段位于非同源染色体上，则应为染色
体变异中的“易位”。
三看基因数目：若染色体上的基因数目不变，则为减数分裂
中同源染色体上的非姐妹染色单体交叉互换的结果，属
于基因重组
［例2］酵母菌的维生素、蛋白质含量高，可用于生产食品和药品等。科学家将大麦细胞中的LTP1基因植入啤酒
酵母菌中，获得的啤酒酵母菌可产生LTP1蛋白，并酿出泡
沫丰富的啤酒。基本的操作过程如图所示：
该技术定向改变了酵母菌的性状，这在可遗传变异的中属于____________ 。
本操作中为了将LTP1基因导入酵母菌细胞内，所用的运载体是_______________。
要使运载体与LTP1基因连接，首先应使用__________ 进行切割。
切割完成后，利用 _________ 将运载体与LTP1基因连接。
［解析］图中a表示目的基因的获取，b是来自大肠杆菌的质粒，c是重组质粒，目的基因插入抗四环素基因内部。基因工程可使原本不属于同一物种的基因组合在一起，从而使转基因生物产生特定的性状，其原理属于基因重组。从图示可以看出本实验中的运载体是质粒。重组质粒形成前，需用同种限制酶切割目的基因和质粒，得到相同的黏性末端。切割完成后，再用DNA连接酶连接。
［答案］基因重组质粒同种限制酶DNA连接酶
------------------------------- ［课堂归纳］――［网络构建］
填充：①自由组合型②限制性内切酶③ DNA连接酶④载体⑤分离目的基因、选择基因工程载体⑥体外重组DNA⑦导入目的基因⑧筛选、培养受体细胞
［关键语句］
.基因重组是指生物体在进行有性生殖的过程中控制不
同性状的基因重新组合的过程。
.基因重组既包括减数分裂过程中非同源染色体上非等位基因间的自由组合，又包括同源染色体非姐妹染色单体交叉互换所致的染色单体上基因的组成和排列次序的改变。
.基因工程是指将从一个生物体内分离得到或人工合成的目的基因导入另一个生物体中，使后者获得新的遗传性状或表达所需产物的技术。
.基因工程的工具：能在特定位置上切割DNA分子的限制性内切酶、能将DNA片段连接起来的DNA连接酶和能携带目的基因进入受体细胞并得到表达的载体。
.基因工程的一般过程包括：分离目的基因、选择基因
工程载体T体外重组DNA^导入目的基因T筛选、培养受体细胞—目的基因表达。知识点一、基因重组
.基因重组是指生物体进行有性生殖的过程中，控制不同性状的基因的重新组合，下列叙述不正确的是
A.基因重组有可能发生在减数次分裂的四分体时期
B.基因重组可能发生在减数次分裂的后期
c .基因重组是生物多样性的原因之一
D.基因重组有可能发生在有丝分裂的后期
解析：选D有丝分裂过程中没有同源染色体的分离和非同源染色体的自由组合，因此不可能发生基因重组。
.当牛精原细胞进行DNA复制时，细胞不可能发生
A.基因重组
B.DNA解旋
c .蛋白质合成D.基因突变
解析：选A 基因重组通常发生在减数次分裂过程中。
.下列甲、乙分裂过程中产生配子时发生的变异分别属
于
A.基因重组，不可遗传变异
B.基因重组，基因突变
c .基因突变，不可遗传变异
D.基因突变，基因重组
解析：选D甲图中的“ a”基因是从“无”至U “有”，属于基因突变，而乙图中的A、a、B、b基因是已经存在的，只是进行了重新组合。
.［多选］在有丝分裂和减数分裂的过程中均可产生的变异是
A. DNA M制时发生碱基对的增添、缺失或改变，导致基
因突变
B.非同源染色体之间发生自由组合，导致基因重组
c.非同源染色体之间交换一部分片段，导致染色体结构变异
D.着丝点分裂后形成的两条染色体不能移向两极，导致染色体数目变异
解析：选AcD非同源染色体之间的自由组合只发生在减数分裂的过程中，故只有减数分裂过程中能发生基因重组。
知识点二、基因工程
.在培育转基因植物的研究中，卡那霉素抗性基因常作为标记基因，只有含卡那霉素抗性基因的细胞才能在卡那霉素培养基上生长。如图为获得抗虫棉的技术流程，请据图回答：
基因工程的基本操作程序主要包括四个步骤：提取目的基因、_________________ 、将目的基因导入受体细胞、
要使运载体与该抗虫基因连接，A过程中首先应使用
________ 进行切割。假如运载体被切割后，得到的分子末端序列为AATTcG则能与该运载体连接的抗虫基因分子的末端是
A. cGTTAA
B. AATccT
c. GcTTTAD TAAATc
切割完成后，用 ________ 将运载体与该抗虫基因连接，
连接后得到的DNA 分子称为
来自苏云金杆菌的抗虫基因能在植物体内成功表达，说
明苏云金杆菌和植物等生物共用
解析：基因工程的四个步骤中，第二、四步分别是目的基因与运载体结合、目的基因的检测与鉴定。切割目的基因和运载体时用同一种限制酶，以便切出的黏性末端能够完成碱基互补配对，并且能连接在一起。目的基因和运载体结合时，用DNA连接酶催化该过程，形成的分子称为重组DNA分子。同一种基因在不同生物体内合成了相同的蛋白质，说明这些生物的密码子与氨基酸的对应关系是相同的，即共用一套遗传密码。
答案：目的基因与运载体结合目的基因的检测与鉴定
限制酶A
DNA连接酶重组DNA分子一套遗传密码一、选择题
.在减数次分裂间期，因某些原因使果蝇H号染色体上
的DNA分子缺失了一个基因，这种变异属于
A.染色体变异
B.基因重组
c .基因突变D.基因重组或基因突变
解析：选A DNA分子缺失了一个基因，涉及基因数目的改变，属于染色体结构的变异；而基因突变是DNA分子中
碱基对的增添、缺失或改变，导致基因结构的改变。
如图表示某哺乳动物体内正在进行分裂的一个细胞，该细胞
A.只存在于该动物的卵巢中
B.发生过交叉互换
c .含有4个染色体组
D.分裂产生的成熟生殖细胞有两种
解析：选A 该细胞发生过基因突变；该细胞含两个染色体组；该细胞分裂产生的成熟生殖细胞只有一种，其余为极体，将退化消失。
.下列有关基因重组的叙述中，正确的是
A.基因型为Aa的个体自交，因基因重组而导致子代性状分离
B.基因重组发生在雌雄配子结合形成合子时
C.同源染色体上非姐妹染色单体间的互换可能导致基
因重组
D.造成同卵双生姐妹间性状上差异的主要原因是基因重组
解析：选c Aa个体自交，后代的性状分离是由于等位
基因的分离和配子之间随机结合而形成的；基因重组发生在减数分裂时，雌雄配子的结合不属于基因重组；同源染色体上非姐妹染色单体间的互换属于基因重组；同卵双生是由同一受精卵发育而来的，所以细胞核中的遗传物质是一样的，其性状差异主要是由于外界环境引起的。
.如图为某二倍体生物细胞内的同源染色体对数的变化
曲线。基因重组最可能发生在
A. AB段
B. cD 段
c. FG段 D. HI 段
解析：选c由题图可知，cD段细胞内同源染色体的对数加
倍，为有丝分裂后期，A?F为有丝分裂过程；GH段细胞内没有了同源染色体，因此FG段为减数次分裂过程，HI
段为减数第二次分裂过程；基因重组发生在减数次分裂四分体时期和后期。
.如图中①和②表示某精原细胞中的一段DNA分子，分
别位于一对同源染色体的两条非姐妹染色单体的相同位置上。下列相关叙述中，正确的是
A.①和②所在的染色体都来自父方
B.③和④的形成是由于染色体易位
c .③和④上的非等位基因可能会发生重新组合
D.③和④形成后，立即被平均分配到两个精细胞中
解析：选c由题知，①和②所表示的DNA分子分别位于一对同源染色体的两条非姐妹染色单体的相同位置上，它们分别来自父方、母方，结合图可判断出它们之间发生了交叉互换，③和④上的非等位基因可能会发生重新组合；③和④形成后发生的是减数次分裂过程，会被平均分配到两个次级精母细胞中。
.图中a、b、c、d表示人的生殖周期中不同的生理过
程。下列说法正确的是
A.c、d不能发生基因突变
B.基因重组主要是通过c和d来实现的
c. b和a的主要差异之一是同源染色体的联会
D. d和b的主要差异之一是姐妹染色单体的分离
解析：选c过程a表示有丝分裂，过程b表示减数分裂，过程c表示受精作用，过程d表示个体发育过程。基因突变可发生在个体发育的任何时期，但主要集中在有丝分裂间期和减数分裂的间期。基因重组发生在减数分裂过程中；减数分裂和有丝分裂的主要差异有同源染色体的联会、同源染色体的分离、同源染色体非姐妹染色单体的交叉互换等；
在减数分裂和有丝分裂过程中均有姐妹染色单体的分离。
.如图①②③④分别表示不同的变异类型，其中图③中
的基因2由基因1变异而来，有关说法正确的是
A.图①②都表示易位，发生在减数分裂的四分体时期
B.图③中的变异属于染色体结构变异中的缺失
c .图④中的变异属于染色体结构变异中的缺失或重复
D.图中4种变异能够遗传的是①③
解析：选c注意图①和图②的区别，①表示交叉互换，
②表示易位，图③中为碱基对缺失，属基因突变，图中各种变异均能够遗传。
.两个核酸片段在适宜的条件下，经X酶的作用，发生
下列变化，则X酶是
A. DNA连接酶
B. RNA聚合酶
c. DNA聚合酶D.限制性内切酶
解析：选A题图所示的是把两个具有相同黏性末端的
DNA分子片段间的磷酸和脱氧核糖连在一起，所以需要DNA
连接酶。
.据图所示，有关工具酶功能的叙述不正确的是
A.限制性内切酶可以切断a处
B.DNA连接酶可以连接a处
c .解旋酶可以使b处解开
D. DNA连接酶可以连接b处
解析：选D限制性内切酶和DNA连接酶作用的部位是
磷酸二酯键即a处，解旋酶作用的部位是氢键即b处。
0 .在用基因工程技术构建抗除草剂的转基因烟草过程
中，下列操作错误的是
A.用限制性内切酶切割烟草花叶病毒的核酸
B.用DNA连接酶连接经切割的抗除草剂基因和运载体
c .将重组DNA分子导入烟草原生质体
D.用含除草剂的培养基筛选转基因烟草细胞
解析：选A限制性内切酶切割的是DNA而烟草花叶病毒的遗传物质为RNA目的基因与载体的连接由DNA连接酶催化；受体细胞为植物细胞，所以可以是烟草原生质体；目的基因为抗除草剂基因，所以筛选的时候应该用含除草剂的培养基。
二、非选择题
1 .玉米的抗病和不抗病、高秆和矮秆是两对独立遗传的相对性状。现有不抗病矮秆玉米种子，研究人员欲培育抗病高秆玉米，进行以下实验：
取适量的甲，用合适剂量的Y射线照射后种植，在后代中观
察到白化苗4株、抗病矮秆1株和不抗病高秆1株。将乙与丙杂交，F1中出现抗病高秆、抗病矮秆、不抗病高秆和不抗病矮秆，选取F1中抗病高秆植物上的花药进行离体培养获得幼苗，经过秋
水仙素处理后选出纯合二倍体的抗病高
秆植株
另一个实验表明：以甲和丁为亲本进行杂交，子一代均
为抗病高秆。
请回答：
对上述1株白化苗的研究发现，控制其叶绿素合成的基
因缺失了一段DNA因此该基因不能正常 ____________ ，功能丧失，无法合成叶绿素，表明该白化苗的变异具有___________ 的特点，该变异类型属于_________ 。
上述培育抗病高秆玉米的实验运用了 __________ 、单倍体
育种和杂交育种技术，其中杂交育种技术依据的原理是
从基因组成看，乙与丙植株杂交的F1中抗病高秆植株
能产生________ 种配子。
请用遗传图解表示乙与丙植株杂交得到F1的过程。
解析：基因中缺失了一段DNA这属于基因突变。植物
因基因突变而无法合成叶绿素，成为白化苗，体现了基因突变的有害性。从育种过程看，除了单倍体育种、杂交育种外，还有诱变育
种。杂交育种的原理是基因重组，可以有目的地将两个或多个优良性状“组合”在一起，培育出更优良的新品种。由于甲植株表现为不抗病矮秆，丁植株表现为抗病高秆，其后代全表现为抗病高秆，故抗病对不抗病为显性，高秆对矮秆为显性。由乙植株与丙植株杂交后代的表现型可推
知，乙植株和丙植株的基因型分别是Aabb、aaBb,后代抗病高秆植株的基因型是AaBb,产生AB Ab、aB、ab4种配子。
书写遗传图解时应注意写出亲本的基因型和表现型、配子、
后代的基因型和表现型及其比例和各种符号。
答案：表达有害性基因突变诱变育种基因重组
4
遗传图解如下：
.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。运用这一技术可使羊奶中含有人体蛋白质，如图
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一GJ GATc(—，请回答：
从羊染色体中“剪下”羊的蛋白质基因的酶是
______________________ ?
人体蛋白质基因“插入”后连接在羊染色体中需要的酶
人体蛋白质基因之所以能连接到羊染色体DNA中，原因是
______________________ ?
人体蛋白质基因导入羊细胞时常用的工具是
O
整合资料运用探究进行“基因突变和基因重组”的教学设计 安徽省芜湖市第十二中学吴志强 1．教材分析 《基因突变和基因重组》是人教版高中生物必修二《遗传与进化》第5章第1节的内容．由于基因重组已经在孟德尔的豌豆杂交实验中作过详细的介绍，因此在本节教学中不再列为重点内容。本节主要学习基因突变的概念、特点和原因，基因突变和基因重组的意义。基因突变和基因重组是遗传学中重要的概念，是学生学习生物的遗传、变异和进化的重要基础。 2．学情分析 变异对于高一学生而言并不陌生。通过初中生物课的学习和日常生活的体验，学生已经初步认识到生物的变异与遗传物质、环境等有关。在此基础上，教师利用学生极强的求知欲，引导学生在分子水平上理解基因突变和基因重组的概念、掌握实质。本节知识比较抽象，需要学生具备相当强的抽象、空间思维能力和丰富的想象力。要达到从分子水平上理解和掌握，仍需要教师通过采取适当的教学策略，引导学生在不断地探究、思考、分析和讨论的过程中实现既定的教学目标。 3．教学目标 （1）知识与技能 ①举例说明基因突变的特点和原因。 ②举例说出基因重组。 ③说出基因突变和基因重组的意义。 （2）过程与方法 ①通过对镰刀型细胞贫血症的分析，让学生理解基因突变的根本原因。 ②整合课内外资源，引导学生思考、探究基因突变和基因重组的意义。（3）情感态度与价值观 引导学生从生物学角度对基因突变和基因重组作科学的了解，形成正确的科学价值观。 4．教学重点 ⑴基因突变的概念和特点。 ⑵基因突变的原因。
5．教学难点 基因突变和基因重组的意义。 6．教学程序 6．1陈述导入： 前面我们对遗传问题进行了学习、知道了生物的遗传物质主要是DNA，控制生物性状遗传的遗传物质的结构和功能的基本单位是基因，以及遗传的基本定律和伴性遗传。 (用幻灯片展示几组发生基因突变的有趣的图片，如图一)那么，变异呢？也同样如此。在丰富多彩的生物界中，蕴含着形形色色的变异现象。今天，我们就来学习这方面的知识。 图一 【设计意图】步步导入，吸引学生的注意力，明确学习目标。 6．2创设情景 根据“问题探讨”中的事例，教师指导完成相关问题。 【问1】句子中一个字母的改变，可能导致句子的意思发生怎样的变化？ 【问2】如果DNA分子复制时发生类似的错误，DNA分子携带的遗传信息将会发生怎样的变化？可能对生物体产生怎样的影响？ 【问3】要求学生对基因突变有个大致的了解，从感性上有个认识。 那么，生活中有哪些基因突变呢？提问引入基因突变实例内容。 【设计意图】创设问题情景，引导学生进入新课学习状态。 6．3进入新课
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”
第五章第1节基因突变和基因重组 (45分钟100分) 一、选择题(包括10小题,每小题5分,共50分) 1.下列关于基因突变的叙述中,正确的是( ) A.基因突变一定能引起性状改变 B.亲代的突变基因一定能传递给子代 C.等位基因的产生是基因突变的结果 D.DNA分子结构的改变都属于基因突变 2.谷胱甘肽(GSH)是普遍存在于生物体内的一种重要化合物。下表为GSH的密码子和氨基酸序列及控制合成GSH的DNA突变后所对应的密码子和氨基酸序列,则下列有关突变原因的叙述正确的是( ) A.增添 B.缺失 C.改变 D.易位 3.(2013·泰安模拟)某个婴儿不能消化乳类,经检查发现他的乳糖酶分子有一个氨基酸改换而导致乳糖酶失活,发生这种现象的根本原因是( ) A.缺乏吸收某种氨基酸的能力 B.不能摄取足够的乳糖酶 C.乳糖酶基因有一个碱基改换了 D.乳糖酶基因有一个碱基缺失了 4.如图为某二倍体生物精原细胞分裂过程中,细胞内的同源染色体对数的变化曲线。基因重组最可能发生在( )
A.AB段 B.CD段 C.FG段 D.HI段 5.据报道,加拿大科学家研究发现选择特定的外源DNA(脱氧核糖核酸)片段并将其嵌入到细菌基因组的特定区域,这些片段便可作为一种免疫因子,抵抗DNA裂解酶入侵,此项技术有望解决某些细菌对抗生素产生抗药性的难题。这种技术所依据的原理是( ) A.基因突变 B.基因重组 C.染色体变异 D.DNA分子杂交 6.(能力挑战题)(2013·长沙模拟)如图为雌性果蝇体内部分染色体的行为及细胞分裂图像,其中能够体现基因重组的是( ) A.①③ B.①④ C.②③ D.②④ 7.农业技术人员在大田中发现一株矮壮穗大的水稻,将这株水稻所收获的种子再种植下去,发育成的植株之间总会有差异,这种差异主要来自( ) A.基因突变 B.染色体变异 C.基因重组 D.细胞质遗传 8.(2013·温州模拟)已知家鸡的无尾(A)对有尾(a)是显性。现用有尾鸡(甲群体)
基因突变和基因重组教学设计《基因突变和基因重组》是人教版高中生物必修2《遗传与进化》第五章的内容，本节介绍了可遗传变异的两种类型：基因突变和基因重组。以下是小编为你整理的基因突变和基因重组教学设计，希望能帮到你。 《基因突变和基因重组》教学设计一、教材分析 《基因突变和基因重组》是人教版高中生物必修二《遗传与进化》第5章第1节的教学内容，主要学习基因突变的概念、特点和原因，基因突变和基因重组的意义。 二、学情分析 生物的变异现象对于学生而言并不陌生，通过初中生物课的学习学生已经初步认识到生物的变异与遗传物质和环境有关。本节在此基础上进一步引导学生学习遗传物质究竟是如何引起生物的变异的。 三、教学目标 (一)知识与技能 1.举例说明基因突变的概念、原因、特点; 2.举例说出基因重组; 3.说出基因突变和基因重组的意义。 (二)过程与方法 1.学会数据处理，类比推理等科学方法; 2.培养学生自学能力，发散思维及综合能力。
(三)情感态度与价值 1.在基因突变的学习中懂得生物界在丰富多彩的本质，从而进行辩证唯物主义的思想教育; 2.在基因突变的学习中懂得如何确立健康的生活方式; 3.引导学生从生物学角度对基因突变和基因重组作科学的了解，形成正确的科学价值观，激发学生的责任感。 四、教学重点难点 1、重点： (1).基因突变的概念及特点; (2).基因突变的原因。 2、难点： 基因突变和基因重组的意义。 五、教学程序设计 依据新课改”自主、合作、探究”的精神，按“学生是主体，教师是主导”的原则，以探究式教学方法为主线，利用学案导学，开展自主探究学习，让学生在讨论、探究、交流中相互启迪，获得新知，形成良好的学习习惯和学习方法。同时，教师充分利用现代声像技术及多媒体工具，借助多媒体动画，把基因突变的原因及类型和基因重组的原理直观地展示给学生，有利于学生由感性认识上升到理性认识。教师适时进行点拨，以帮助学生建构正确的知识结构，把课堂的主动权交给学生。
第6章从杂交育种到基因工程 第2节基因工程及其应用 学习目标 1．简述基因工程的基本工具 2．简述基因工程的基本操作步骤 3．说出基因突变和基因重组的意义 基础知识 一、基因工程的原理 1. 基因工程的概念： 基因工程又叫技术或技术。通俗地说，就是按照人们的意愿，把一种生物的提取出来，加以，然后放到另一种生物的细胞里，地改造生物的。 基因工程是在上进行的水平的设计施工，需要有专门的工具。 2.基因工程的工具 （1）基因的“剪刀”：__________（简称__________），作用： （2）基因的“针线”：__________，作用： （3）基因的：作用：，目前常用的运载体有________、________和______________等。 3. 基因工程操作的一般步骤为：__________________目的基因与___________结合将目的基因导入________________目的基因的________和________。 二、基因工程的应用 1、基因工程在作物育种方面的事例有：、、超级绵羊等； 抗虫基因作物的优点，不仅减少了__________，大大降低了生产成本，而且还减少了__________。 2、基因工程生产药品有__________、__________、__________等。 3、目前关于转基因生物和转基因产品的安全性，有两种观点，一种观点是转因生物和转基因食品不安全，____________________；另一种观点，应该大范围推广。
1.看课本P103图6-6，由图中过程怎么操作？用到什么工具？ ①从人的细胞中分离出DNA ； ②用限制酶切取胰岛素基因片断 ③分离大肠杆菌中的质粒并用同种限制酶切断 ④用DNA 连接酶将胰岛素基因与质粒DNA 重组 ⑤将重组质粒导入大肠杆菌进行转化 ⑥培养大肠杆菌，复制大量胰岛素基因并表达分泌出胰岛素； 过程属于基因工程的第一步：； 过程属于基因工程的第二步：； 过程属于基因工程的第三步：； 过程属于基因工程的第四步：； 2.此过程的目的基因是_____________，供体是，受体是_________； 3.细菌和人是差异非常大的两种生物，为什么通过基因重组后，细菌能够合成人的胰岛素呢？ 二、请模仿转基因大肠杆菌生产人胰岛素的过程，写出培育转基因抗虫棉的过程。 4.请写出过程 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥
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。
2012高三生物总复习教案第24讲基因突变与基因重组 教学案 【考纲要求】 【考点分析】 【考点预测】 本考点是现实生活与实践生产比较密切的问题，所以也是考察的重点问题，主要考察的是基因突变的类型以及基因重组的时间关系，主要是以选择题的形式出现，另外一个重要的考点就是育种问题，主要是以大题或者是实验设计的试题出现。 【知识梳理】 一、基因突变 1、概念 2、方式 3、原因 （1）内因 （2）外因
①物理因素 ②化学因素 ③生物因素 4、基因突变的特点 ①普遍性 ②随机性 ③低频性 ④不定向性 二、基因重组 1、概念 2、发生时期 3、形式 【重点解析】 可遗传的变异形式比较 1．基因突变的类型 根据基因结构的改变方式不同，可将基因突变分为四种类型： (1)点突变：由某位点一对碱基改变造成的。其包括两种形式：转换和颠换。点突变的不同效应为：①同义突变；②错义突变；③无义突变；④终止密码突变。 (2)移码突变：某位点增添或减少1～2对碱基造成的。 (3)缺失突变：基因内部缺失某个DNA小段造成的。 (4)插入突变：基因内部增添一小段外源DNA造成的。 2．突变体的表型特性 突变对表型的最明显的效应，可分为： (1)形态突变。 (2)生化突变。 (3)致死突变。 (4)条件致死突变。 3．突变发生的时期 突变可在个体发育的任何时期发生。突变发生在生殖细胞中，通过有性生殖必然引起后代遗传变化；突变发生在体细胞中，可引起某些体细胞遗传结构上的改变。突变发生的时期
越迟，则生物表现出突变性状的部分越少。 4．基因突变的原因 基因突变是基因在诱变因素作用下，内部分子结构改变的结果。基因突变的分子机制可以概括如下表所示： 5．基因突变的特征 (1)普遍性。 (2)随机性。 (3)稀有性。 (4)多方向性：一个基因可突变为一系列异质性的等位基因----复等位基因。但每一个基因突变的方向不是漫无限制的，如毛色基因，突变一般在色素的范围内。 (5)可逆性。 (6)多害少利性：但有害的突变在一定条件下可能转化 6.基因突变与基因重组的比较 基因突变基因重组 本质基因结构改变，产生新的基因， 出现新的性状基因重新组合，产生新的基因型，使性状重新组合 发生时期细胞分裂间期DNA复制时，由于 碱基互补配对的差错(碱基对增减数第一次分裂前期，四分体的非姐妹染色体单体的交叉互换和
6-2 基因工程及其应用 【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。 【新知预习】 一基因工程的原理 基因工程又叫技术或技术。通俗地说，就是按照人们的意愿，把一种生物的提取出来，加以，然后放到另一种里，地改造生物的。 基因工程是在上进行的水平的设计施工，需要有专门的工具。基因工程最基本的工具有：“”、“”、“”。 二基因工程的工具 1、基因的“剪刀” (1)它指的是限制性内切酶，简称为，正是伴随它的发现，以人类定向改造生物遗传性状为目的的才应运而生。 (2) 限制性内切酶主要存在于中，限制性内切酶是不是就是一种？ (3) 限制性内切酶的特点是a: ；b： (4)不同的限制性内切酶切割DNA的切点相同吗？ 2、基因的“针线” 把两种来源不同的DNA用同一种限制酶来切割，然后让两者的黏性末端黏合起来，问： (1)两者的黏性末端能黏合起来遵循的原则是。 (2)DNA连接酶的作用是。 3、基因的运载体 (1)要将一个外源基因，送入受体细胞内，还需要有运输工具，这就是 (2)通常使用的运载体有、和等。 (3)质粒它存在于及等生物中，是细胞染色体(有的细胞中没有染色体)外能的很小的环状分子。 三基因工程的操作步骤
1、提取 2、与结合 将与结合的过程，实际上就是不同来源的DNA 的过程。如果以质粒作为运载体，首先要用一定的切割质粒，使质粒出现一个切口，露出黏性末端。然后用限制酶切断，使其产生相同的。将切下的目的基因的片段插入质粒的切口处，质粒的黏性末端与目的基因的黏性末端就会因碱基互补配对而结合，再加入适量的，这样就形成了一个重组DNA分子。 3、将导入 4、目的基因的表达和检测 基因的表达是指通过和合成的过程。 四基因工程的应用（见书） 1.获得高产、稳产和具有优良品质的农作物和具有抗逆性的作物新品种。 2.高效率的生产出高质量、低成本的药品，如胰岛素、干扰素和乙肝疫苗等 3.利用转基因细菌降解有毒有害的化合物，保护环境。 五转基因生物和转基因食品的安全性 【知识细目表】 1.概念 2.原理基因重组 3.基因工程的基本工具 （1）基因的“剪刀”（限制性内切酶） 限制性内切酶能够对DNA分子进行切割，它具有专一性和特异性。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”（DNA连接酶） 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磷酸二酯键 （3）.基因的运载体作用：将外源基因送入受体细胞 种类：质粒、噬菌体和动物病毒。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：是细胞染色体外能自主复制的很小的环状DNA 分子，存在于许多细菌及酵母菌等生物中。
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
《基因突变和基因重组》习题精选 1．培育青霉素高产菌株的方法是（） （A）杂交育种（B）单倍体育种 （C）诱变育种（D）多倍体育种 2．自然界中生物变异的主要来源是（） （A）基因突变（B）基因重组 （C）环境影响（D）染色体变异 3．产生镰刀型细胞贫血症的根本原因是（） （A）红细胞易变形破裂 （B）血红蛋白中的一个氨基酸不正常 （C）信使RNA中的一个密码发生了变化 （D）基因中的一个碱基发生了变化 4．人工诱变区别于自然突变的突出特点是（） （A）产生的有利变异多（B）使变异的频率提高 （C）可人工控制变异方向（D）产生的不利变异多 5．下面列举了几种可能诱发基因突变的原因，其中哪项是不正确的（） （A）射线的辐射作用（B）杂交 （C）激光照射（D）秋水仙素处理 6．人类的基因突变常发生在（） （A）减数分裂的间期（B）减数第一次分裂 （C）减数第二次分裂（D）有丝分裂末期 7．人工诱变是创造生物新类型的重要方法，这是因为人工诱变（） （A）易得大量有利突变体 （B）可按计划定向改良 （C）变异频率高，有利变异较易稳定 （D）以上都对 8．一种植物只开红花，但在红花中偶尔出现一朵白花，将白花所给种子种下，后代仍为白花。出现这种现象的原因可能是（） （A）基因突变（B）基因重组 （C）染色体变异（D）基因互换 9．下列属于基因突变的是（） （A）外祖母正常，母亲正常，儿子色盲 （B）杂种高茎豌豆自交，后代中出现矮茎豌豆 （C）纯种红眼果蝇后代中出现白眼果蝇 （D）肥水充足时农作物出现穗大粒多 10．一对夫妇所生子女中，性状差别甚多，这种变异主要来自于（） （A）基因重组（B）基因突变 （C）染色体变异（D）环境的影响 11．如果基因中四种脱氧核苷酸的排列顺序发生了变化，则这种变化叫（） （A）遗传性变化（B）遗传信息变化 （C）遗传密码变化（D）遗传规律变化
《基因突变和基因重组》的教学设计 一、教材和学情分析 本节课内容包含了两种可遗传变异基因突变和基因重组，而基于前面已经学习了自由组合定律和减数分裂知识，学生们对于基因重组已经有了一定的了解，在这个知识点处理上应注重对学生实际理解能力和图形分析能力的培养，通过实践提高学生的认知能力。这节课的重点和难点就集中于基因突变这个知识点，要通过多种途径来加深对基因突变的内涵和外延的理解。 二、教学目标及重难点 知识目标 1.结合实例.模型.游戏等方法从分子水平（碱基对替换.增添.缺失）分析基因突变发生的时间，内因，推导出基因突变概念。 2. 分析基因突变发生在体细胞和生殖细胞时对其控制合成的蛋白质.对性 状与子代的影响。 3.基因突变的产生外在原因.特点及意义。 4.掌握基因重组的概念.来源.意义，会辨别不同情况下的基因重组。 能力目标 1.结合减数分裂过程，学会用图示形式表示发生基因重组的原因，培养学生的作图和识图能力。 2.借助示意图的观察和对问题的思考，提高学生判断.推理等能力。
3.通过游戏、模型演示推出基因突变概念的过程，锻炼学生们合作探究的能力。 情感态度价值观目标 1.通过分析引起基因突变的外部原因培养学生正确的生活态度，珍惜爱护生命。 2.认同基因简并性保持生物性状稳定性的意义，以及基因突变.基因重组对生物多样性形成的积极意义。 重点 1.基因突变发生的概念.原因及特点。 2.基因重组的来源以及减数第一次分裂后期和交叉互换后对应的的基因变化图。 难点 基因突变及基因重组的意义。 三、教学方法及教具 针对教学内容和教学目标，选择的教学方法为：情境教学法.问题教学法.小组讨论法.学生分析归纳法。 教学流程大体为：提出问题──观察现象──分析探索──得出结论。针对学生的认知规律，由熟悉到陌生，我对教材做了调整，先学习基因重组，再进行基因突变的学习。 教具：多媒体.游戏纸条.磁条（制成基因碱基对）
基因工程及其应用文件管理序列号：[K8UY-K9IO69-O6M243-OL889-F88688]
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
课型：新授主备：同备审批: 7/13/2013 第6章从杂交育种到基因工程 第2节基因工程 【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 【学习重点】1. 基因工程的基本原理 【学习难点】基因工程的基本原理 【学习过程】 一、基因工程的基本原理 （一）、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，加以，然后放到另一种生物的细胞里，定向地改造生物的。 【思考】 为什么不同生物的基因可以相互转移？转基因生物是否产生了新基因和新型蛋白质？ （二）、基因工程的工具 基因的“剪刀”—— 一种限制酶只能识别特定的核苷酸序列，并在的切点上切割DNA分子。【思考】 要获得某个特定性状的基因必须要用限制酶切几个切口？可产生几个黏性末端？ 被同一种限制酶切断的几个DNA是否具有相同的黏性末端？ 【练一练】试写出下列序列受EcoRI限制酶作用后的黏性末端 基因的“针线”—— “缝合”__________和_________交替连接而构成的DNA骨架上的缺口。 【思考】DNA连接酶连接的是两个脱氧核苷酸分子的什么部位？
基因的运载体目前常用的运载体有________、________和______________等。 质粒存在于中,是拟核或细胞核外能够________的______________分子。 （三）、基因工程的操作步骤 目的基因、目的基因与结合、将目的基因、目的基因的和 【思考】 目的基因和质粒为什么要用同一种限制酶切割？限制酶和DNA连接酶作用的位点相同吗？用DNA连接酶讲目的基因与运载体结合时，有其他不同的结合情况吗（两两结合时）？ 二、基因工程的应用 1、基因工程与作物育种 人们培育出的转基因作物和转基因动物主要有 ___________________________ ___ _____ ____ ____________________________________ __ 2、基因工程与药物研制 转基因药物有：________、________、________、________、________、________、________、________、________。 三、转基因生物和转基因食品的安全性 两种观点：__________________________________和_______________________________ ［课堂小结］ 【自我检测】 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”
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
高一生物《基因突变和基因重组》知识点归纳 名词： 1、基因突变：是指基因结构的改变，包括DNA碱基对的增添、缺失或改变。 2、基因重组：是指控制不同性状的基因的重新组合。 3、自然突变：有些突变是自然发生的，这叫～。 4、诱发突变(人工诱变)：有些突变是在人为条件下产生的，这叫～。是指利用物理的、化学的因素来处理生物，使它发生基因突变。 5、不遗传的变异：环境因素引起的变异,遗传物质没有改变，不能进一步遗传给后代。 6、可遗传的变异：遗传物质所引起的变异。包括：基因突变、基因重组、染色体变异。 语句： 1、基因突变 ①类型：包括自然突变和诱发突变 ②特点：普遍性;随机性(基因突变可以发生在生物个体发育的任何时期和生物体的任何细胞。突变发生的时期越早，表现突变的部分越多，突变发生的时期越晚，表现突变的部分越少。);突变率低;多数有害;不定向性(一个基因可以向不同的方向发生突变，产生一个以上的等位基因。)。 ③意义：它是生物变异的根本来源，也为生物进化提供了最初的原材料。 ④原因：在一定的外界条件或者生物内部因素的作用下，使得DNA复制过程出现小小的差错，造成了基因中脱氧核苷酸排列顺序的改变，最终导致原来的基因变为它的等位基因。这种基因中包含的特定遗传信息的改变，就引起了生物性状的改变。
⑤实例：a、人类镰刀型贫血病的形成：控制血红蛋白的DNA上一个碱基对改变，使得该基因脱氧核苷酸的排列顺序—发生了改变，也就是基因结构改变了，最终控制血红蛋白的性状也会发生改变，所以红细胞就由圆饼状变为镰刀状了。b、正常山羊有时生下短腿“安康羊”、白化病、太空椒(利用宇宙空间强烈辐射而发生基因突变培育的新品种。)。 ⑥引起基因突变的因素：a、物理因素：主要是各种射线。b、化学因素：主要是各种能与DNA发生化学反应的化学物质。c、生物因素：主要是某些寄生在细胞内的病毒。 ⑦人工诱变在育种上的应用：a、诱变因素：物理因素---各种射线(辐射诱变)，激光(激光诱变);化学因素—秋水仙素等b、优点：提高突变率，变异性状稳定快，加速育种进程，大幅度地改良某些性状。c、缺点：诱发产生的突变，有利的个体往往不多，需处理大量的材料。d、如青霉素的生产。 2、基因突变是染色体的某一个位点上基因的改变，基因突变使一个基因变成它的等位基因，并且通常会引起一定的表现型变化。 3、基因重组： ①类型：基因自由组合(非同源染色体上的非等位基因)、基因交换(同源染色体上的非等位基因)。 ②意义：非常丰富(父本和母本遗传物质基础不同，自身杂合性越高，二者遗传物质基础相差越大，基因重组产生的差异可能性也就越大。);基因重组的变异必须通过有性生殖过程(减数分裂)实现。丰富多彩的变异形成了生物多样性的重要原因之一。 4、基因突变和基因重组的不同点：基因突变不同于基因重组，基因重组是基因的重新组合，产生了新的基因型，基因突变是基因结构的改变，产生了新的基因，产生出新的遗传物质。因此，基因突变是生物产生变异的根本原因，为进
教学准备 1. 教学目标 1.知识目标： ( 1)举例说明基因突变的特点和原因。 (2) 举例说出基因重组。 (3)说出基因突变和基因重组的意义。 (4)举例说明基因与性状的关系。 （5）简述基因工程的基本原理及其应用。 2.能力目标： （1）通过对课本中实例的分析，培养学生分析归纳总结的逻辑推理能力。 （2）通过学生之间相互启发、相互补充、激发灵感，提高学生合作—探究的能力。 （3）教师精心设计智能训练和反馈．培养学生理论联系实际的能力。 3.情感、态度和价值观目标： （1）通过引导学生对镰刀型细胞贫血症病因的分析，让学生体验基因突变概念的形成过程。 （2）通过对基因突变原因及特点的逻辑论证过程，不但可以使学生懂得生物界丰富多彩的本质，还可以对学生进行辩证唯物主义的思想教育。 （3）通过基因突变与生活的联系，使学生能形成关爱生命，热爱生命的态度。 2. 教学重点/难点 重点： （1）基因突变的概念、时间、发生原因、特点及意义。 （2）基因重组的概念、发生时期及意义。 （3）说明重组DNA技术的一般过程。 难点： （1）基因突变的原因及特点。
（2）基因突变和基因重组的意义。 （3）说明重组DNA技术的一般过程。 3. 教学用具 多媒体 4. 标签 教案,生物,必修1 教学过程 (一)预习检查、总结疑惑 检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑，使教学具有了针对性。 （二）情景导入、展示目标。 教师：前面我们对遗传问题进行了学习、知道了主要的遗传物质是DNA，控制生物性状遗传的遗传物质的结构和功能的基本单位是基因，以及遗传的三个基本定律和伴性遗传。可见遗传的问题很复杂。 学生讨论： 1、通过美容手术，纹成弯弯的柳叶眉，这种柳叶眉能遗传吗？为什么？ 2、“一猪生九仔，连母十个样”，这种个体的差异，主要是什么原因产生的？ 教师：性状受遗传影响，但也会发生变异，引起变异的原因可能有内因也有环境影响。生物的变异可分为两大类：不可遗传的变异和可遗传的变异，可遗传的变异不是由于环境因素的影响而引起的性状改变，而是由于生殖细胞内的遗传物质的改变引起的，因而能够遗传给后代。那么，变异呢？也同样如此。在丰富多彩的生物界中，蕴含着形形色色的变异现象。今天，我们就来学习这方面的知识。 （三）合作探究、精讲点拨。 探究一基因突变 阅读课本P76-P78边做边学相关内容，并结合图4－16、图4－17和图4－18，思考并小组讨论下列问题：
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
《基因突变和基因重组》说课稿 一、教学背景分析。 1.教材内容、地位及学情分析 本节是人教版普通高中标准实验教科书生物必修2《遗传与进化》的第五章《基因突变及其他变异》的第一节内容。通过前面各章的学习，学生对“基因是什么”、“基因在哪里”和基因如何起作用“等问题已有了基本的认识。本章内容既是对前四章内容合乎逻辑的延续，又是学习第六章《从杂交育种到基因工程》和第七章《现代生物进化理论》的重要基础。 本节介绍了基因突变，从实例入手，通过对镰刀型细胞贫血症的分析，引入基因突变的概念，然后详细阐述基因突变的原因和特点、意义。本节内容引导学生从分子水平上理解遗传物质如何引起基因突变的。 学生对于生物变异的现象并不陌生，通过初中生物课的学习学生已初步认识到生物变异首先与遗传物质有关，其次与环境有关，本节内容在此基础上，进一步引导学生学习遗传物质究竟是如何引体生物变异 2.教学目标 1、知识目标： （1）举例说明基因突变的概念。 （2）举例说明基因突变的特点和原因。 （3）说出基因突变的意义。 2、能力目标： （1）通过对课本中实例的分析，培养学生分析归纳总结的逻辑推理能力。 （2）通过学生之间相互启发、相互补充、激发灵感，提高学生合作—探究的能力。 3、情感目标： （1）通过生物变异的事例，增强学生对生物世界探究的好奇心及保护意识，培养学生们严谨的科学态度和热爱科学的兴趣。 （2）引领学生进入“自主—合作—探究”新课程理念氛围，让学生真正成为学习的主人。 3.教学重点、难点 （1）教学重点 基因突变的概念、特点及原因。 （2）教学难点 基因突变的意义。 二、教学展开分析 1.教具准备 实物投影仪、电脑演示教学软件 2.课时安排 1课时 3.教学方法和手段 利用多媒体课件，创设形象生动的教学氛围；同时应用讲述法、谈话法、指导读书法