专题1 基因工程
第1节 DNA重组技术的基本工具
寄语：关注世界，，关注科技进步的声音
【学习目标】
1、说出DNA重组技术所需的三种基本工具的作用
【自主学习】
1、基因工程的定义： _________________________________________________________
______________________________________________________________________________。
2、基因工程（DNA重组技术）的基本工具
（1）基因工程的“分子手术刀”
名称：__________________________。
来源：__________________________。
作用：能识别双链DNA分子的___________________序列，并且使每一条链中__________ 的两个核苷酸之间的_____________断开。（例如EcoRI、SmaI限制酶识别的序列和切割位点）结果：形成______________________________。
（2）基因工程的“分子缝合针”
名称：__________________________。
种类：①__________________；只能_____________________________________________。
②__________________。既可以___________________________________________,
又可以________________________________________。
作用：形成_____________________。
结果：形成_____________________。
（3）基因工程的“分子运输车”
名称：_____________________。
种类：____________________；______________________；______________________。
作用：________________________________________________________。
特点：_________________________________；_________________________________；
_________________________________；_________________________________。【质疑讨论】
1、从结构上分析，为什么不同生物的DNA能够重组？
2、原核生物中存在的限制酶有什么作用呢？想一想，为什么限制酶不切割自身的DNA？
3、DNA连接酶与DNA聚合酶有什么区别？
【典型例题】
例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
例2、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、CTTAAC，切点在C和T之间
例3、依右图有关基因工程的工具酶功能的叙述，不正确的是
A、切断a处的酶为限制核酸性内切酶
B、连接a处的酶为DNA连接酶
C、切断b处的酶为解旋酶
D、切断b处的为限制性内切酶
例4、下列哪项通常不被用作基因工程的运载体
A、细菌质粒
B、噬菌体
C、动植物病毒
D、细菌核区的DNA
【反馈矫正】
1、（多选）下列关于基因工程的说法正确的是（）
A、基因工程的设计和施工都是在分子水平上进行的
B、目前基因工程中所有的目的基因都是从供体细胞直接分离得到的
C、基因工程能使科学家打破物种界限，定向地改造生物性状
D、只要检测出受体细胞中含有目的基因，那么目的基因一定能成功地进行表达
2、在基因工程中用来完成基因的剪接的工具是（）
A、限制酶和连接酶
B、限制酶和水解酶
C、限制酶和运载体 D连接酶和运载体
3、以下说法正确的是（）
A、所有的限制酶只能识别同一种特定的核苷酸序列
B、质粒是基因工程中惟一的运载体
C、运载体必须具备的条件之一是：具有多个限制酶切点，以便与外源基因连接
D、基因治疗主要是对有缺陷的细胞进行修复
4、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
5、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
6、下列关于各种酶作用的叙述，不正确的是 （ ） A 、DNA 连接酶能使不同脱氧核苷酸的磷酸与脱氧核糖连接 B 、RNA 聚合酶能与基因的特定位点结合，催化遗传信息的转录 C 、一种DNA 限制酶能识别多种核苷酸序列，切割出多种目的基因 D 、胰蛋白酶能作用于离体的动物组织，使其分散成单个细胞
7、下列关于质粒的叙述，正确的是 （ ） A 、质粒是广泛存在于细菌细胞中的一种颗粒状细胞器 B 、质粒是细菌细胞质中能够自主复制的小型环状DNA 分子 C 、质粒只有在导入宿主细胞后才能在宿主细胞内复制 D 、细菌质粒的复制过程一定是在宿主细胞外独立进行的
8、科学家常选用的细菌质粒往往带有一个抗菌素抗性基因，该抗性基因的主要作用是（ ） A 、提高受体细胞在自然环境中的耐热性 B 、有利于检测目的基因否导入受体细胞 C 、增加质粒分子的相对分子质量 D 、便于与外源基因连接
9、下图是基因工程主要技术环节的一个基本步骤，这一步需用到的工具是 （ ）
A 、DNA 连接酶和解旋酶
B 、DNA 聚合酶和限制性核酸内切酶
C 、限制性核酸内切酶和DNA 连接酶
D 、DNA 聚合酶和RNA 聚合酶
10、限制酶是一种核酸切割酶，可辨识并切割DNA 分子上特定的核苷酸碱基序列。下图为四种限
制酶BamHI ，EcoRI ，Hind Ⅲ以及Bgl Ⅱ的辨识序列。箭头表示每一种限制酶的特定切割部位，其中哪
两种限制酶所切割出来的DNA 片段末端可以互补黏合？其正确的末端互补序列为何？（ ）
A 、 BamHI 和EcoRI ；末端互补序列—AATT —
B 、 BamHI 和Hind Ⅲ；末端互补序列—GAT
C —
C 、 EcoRI 和Hind Ⅲ；末端互补序列—AATT —
D 、 BamHI 和BglII ；末端互补序列—GATC —
11、研究人员想将生长激素基因通过质粒介导入大肠杆菌细胞内，以表达产生生长激素。已知
质粒中存在两个抗性基因：A 是抗链霉素基因，B 是抗氨苄青霉素基因，且目的基因不插入到基因A 、B 中，而大肠杆菌不带任何抗性基因，则筛选获得“工程菌”的培养基中的抗抗生素首先应该 （ ） A 、仅有链霉素 B 、仅有氨苄青霉素 C 、同时有链霉素和氨苄青霉素 D 、无链霉素和氨苄青霉素 12、镰刀型细胞贫血症的病因是血红蛋白基因的碱基序列发生了改变。检测这种碱基序列改变必须使用的酶是 （ ）
A 、 解旋酶
B 、 DNA 连接酶
C 、 限制性内切酶
D 、RNA 聚合酶
13、番茄在运输和贮藏过程中，由于过早成熟而易腐烂。应用基因工程技术，通过抑制某种促进果实成熟激素的合成，可使番茄贮藏时间延长，培育成耐贮藏的番茄新品种。这种转基因番茄已于1993年在美国上市，请回答：
（1）促进果实成熟的重要激素是 。
（2）在培育转基因番茄的操作中，所用的基因的“剪刀”是 ，基因的“针线”是 ，基因的“运输工具”是 。
（3）与杂交育种、诱变育种相比，通过基因工程来培育新品种的主要优点是 、 和 。
14、农业科技工作者在烟草中找到了一抗病基因，现拟采用基因工程技术将该基因转入棉花，培育抗病棉花品系。请回答下列问题。
（1）为了能把该抗病基因转入到棉花细胞中，常用的载体是__________________。
（2）要使载体与该抗病基因连接，首先应使用__________________进行切割。假如载体被 切割后，得到的分子末端序列为，则能与该载体连接的抗病基因分子末端是 （ ）
（3）切割完成后，采用_____酶将载体与该抗病基因连接，连接后得到的DNA 分子称为_____。
（4）再将连接得到的DNA 分子导入农杆菌，然后用该农杆菌去_____________棉花细胞，利用植物细胞具有的__________性进行组织培养，从培养出的植株中_________出抗病的棉花。
（5）该抗病基因在棉花细胞中表达的产物是__________________ A 、淀粉 B 、脂类 C 、蛋白质 D 、核酸
（6）转基因棉花获得的__________________是由该表达产物来体现的。
专题1 基因工程
1．2 基因工程的基本操作程序 寄语：关注世界，，关注科技进步的声音
[学习目标]
1、简述基因工程原理及基本操作程序。
2、尝试设计某一转基因生物的研制过程。 [学习重点和难点] 1、重点 基因工程基本操作程序的四个步骤。 2、难点 （1）从基因文库中获取目的基因。 （2）利用PCR 技术扩增目的基因。 [学习过程]A 自主学习
一、目的基因的获取： 1．目的基因：符合人们需要的，编码蛋白质的 。
2．获取目的基因的方法 (1)从基因文库中获取目的基因
①基因文库：将含有某种生物不同基因的许多，导人受体菌的群体中，各个受体菌分别含有这种生物的不同基因，称为基因文库。
基因组文库：含有一种生物的基因
②种类
cDNA文库：含有一种生物的基因
③目的基因的获取
根据基因的有关信息：基因的序列、基因在上的位置、基因的产物mRNA、基因的产物蛋白质等特性获取目的基因。
(2)利用PCR技术扩增目的基因。
①PCR：是一项在生物体外特定DNA片段的核酸合成技术。
②条件：已知目的基因的序列。
③过程：目的基因DNA受热形成，与结合，然后在_________的作用下进行延伸形成DNA。
④方式：指数扩增=2n(n为扩增循环的次数)
(3)人工合成法：基因较小，核苷酸序列已知，可以人工合成。
例1 下列获取目的基因的方法中需要模板链的是( )
①从基因文库中获取目的基因②利用PCR技术扩增目的基因③反转录法④通过DNA合成仪利用化学方法人工合成
A．①②③④B．①②③C．②③④D．②③
二、基因表达载体的构建
1．表达载体的组成：目的基因++ +标记基因等。
2．启动子：位于基因的，它是和结合的部位，驱动基因转录产生mRNA。
3．终止子：位于基因的，终止。
4．标记基因：受体细胞是否含有目的基因。
5．表达载体的功能：使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且给下一代；同时使目的基因_________________和发挥作用。
6．不同的受体细胞及目的基因导入受体细胞的方法不同，基因表达载体的构建上也会有所差别。
例2科学家在培育抗虫棉时，经过了许多复杂的过程和不懈的努力，才获得成功。起初把苏云金芽孢杆菌的抗虫基因插入载体质粒中，然后导入棉花的受精卵中，结果抗虫基因在棉花体内没有表达。然后在插入抗虫基因的质粒中插入启动子(抗虫基因首端)，导人棉花受精卵，长成的棉花植株还是没有抗虫能力。科学家又在有启动子、抗虫基因的质粒中插入终止子(抗虫基因末端)，导入棉花受精卵，结果成长的植株，有了抗虫能力。由以上过程推知，作为目的基因的运载体应具备的结构是( )
A．目的基因、启动子B．目的基因、终止子
C．目的基因、启动子、终止子D．目的基因、启动子、终止子、标记基因
三、将目的基因导入受体细胞
(一)转化：目的基因进人受体细胞内，并在受体细胞内维持稳定和的过程。
(二)方法
1．将目的基因导入植物细胞
(1)农杆菌转化法
①农杆菌特点：易感染植物和裸子植物，对___________植物没有感染力；Ti质粒的可转移至受体细胞，并整合到受体细胞的染色体上。
②转化：目的基因插人?
?→
?进入农杆菌→导入植物细胞→目的基因整合到植物细胞染色体上→目的基因的遗传特性得以稳定维持和表达。
(2)基因枪法
基因枪法：是单子叶植物中常用的一种基因转化方法，但是成本较高。
(3)花粉管通道法
花粉管通道法：这是我国科学家独创的一种方法，是一种十分简便经济的方法。（我的的转基因抗虫棉就是用此种方法获得的）
2．将目的基因导入动物细胞
(1)方法：注射技术。
(2)操作程序：目的基因表达载体→取卵(受精卵) →显微注射→注射了目的基因的受精卵移植到____性动物的_______________________________内发育→新性状动物。
3．将目的基因导人微生物细胞
(1)原核生物特点：繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少等。
(2)大肠杆菌最常用的转化方法是：处理细胞→细胞→表达载体与感受态细胞混合→_________ 细胞吸收DNA分子。
例3采用基因工程的方法培育抗虫棉，下列导入目的基因的做法正确的是( )
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，注射到棉的子房并进入受精卵
A、①②
B、②③
C、③④
D、①④
四、目的基因的检测与鉴定
1．检测
(1)方法：DNA分子杂交技术、抗原抗体分子杂交方法。
(2)内容
①检测转基因生物染色体的DNA是否插入。
②检测目的基因是否转录。
③检测目的基因是否翻译成。
2．鉴定：鉴定、抗病鉴定等。
B 反馈矫正：一、选择题：
1、下列属于获取目的基因的方法的是( )
①利用mRNA反转录形成②从基因组文库中提取
③从受体细胞中提取④利用PCR技术
⑤利用DNA转录⑥人工合成
A．①②③⑤B．①②⑤⑥C．①②③④D．①②④⑥
2、不属于目的基因与运载体结合过程的是( )
A．用一定的限制酶切割质粒，露出黏性末端B．用同种限制酶切割目的基因，露出黏性末端
C．将切下的目的基因插入到质粒的切口处D．将重组DNA引入到受体细胞中进行扩增
3、分辨基因工程是否成功是通过( )
A．提取目的基因B．基因表达载体的构建
C．目的基因导人受体细胞D．目的基因的检测与鉴定
4．下列不属于获取目的基因的方法的是( )
A．利用DNA连接酶复制目的基因B．利用DNA聚合酶复制目的基因
C．从基因文库中获取目的基因D．利用PCR技术扩增目的基因
5．哪项不是基因表达载体的组成部分( )
A．启动子B．终止密码C．标记基因D．目的基因
6．在胰岛素的基因与质粒形成重组DNA分子的过程中，下列哪组是所需要的( )
①同一种限制酶切割两者；②不需同一种限制酶切割两者；③加入适量的DNA连接酶；④不需加DNA连接酶
A．①③B．①④C．②④D．②③
7．下列说法中正确的是( )
A．基因表达载体的构建方法是一致的B．标记基因也叫做抗生素基因
C．显微注射技术是最为有效的一种将目的基因导入植物细胞的方法
D．大肠杆菌是常用的微生物受体
8、下列哪项不是将目的基因导入植物细胞的方法( )
A．基因枪法B．显微注射法C．农杆菌转化法D．花粉管通道法
9．基因工程中常用的受体细胞不包括( )
A．人体细胞B．动物细胞C．植物细胞D．微生物细胞
10．基因工程中科学家常采用细菌、酵母菌等微生物作为受体细胞。下列不属于这样做的原因的( )
A．结构简单，多为单细胞B．繁殖速度快
C．遗传物质含量少D．性状稳定，变异少
11．要检测目的基因是否成功的插入了受体DNA中，需要用基因探针，基因探针是指（) A．用于检测疾病的医疗器械B．用放射性同位素或荧光分子等标记的DNA分子
C．合成β一球蛋白的DNA D．合成苯丙羟化酶的DNA片段
12．基因工程的正确操作步骤是( )
①构建基因表达载体②将目的基因导入受体细胞
③检测目的基因的表达是否符合特定性状要求④取目的基因
A．③②④①B．②④①③C．④①②③D．③④①②
13．下列有关基因工程技术的叙述，正确的是( )
A．重组DNA技术所用的工具酶是限制酶、DNA连接酶和基因进入受体细胞的载体
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主要是因为细菌繁殖快、遗传物质少
D．只要目的基因进入受体细胞就能成功实现表达
14．基因工程中不会出现( )
A．DNA连接酶将黏性末端的碱基连接起来B．限制性内切酶可用于目的基因的获取C．目的基因必须有载体导入受体细胞D．人工合成目的基因不用限制性核酸内切酶
15、下列哪项不是基因工程技术( )
A．基因转移B．基因扩增C．基因检测D．基因表达
（二）填空题：
16．根据下列所给材料回答问题：
材料一把人的胰岛素基因拼接到大肠杆菌的质粒上，然后导入大肠杆菌内，产生出人的胰岛素。
材料二把萤火虫的荧光基因转入烟草体内，培育荧光的烟草。
材料三有人把蜘蛛产生丝腺蛋白的基因转入羊的细胞中，在羊分泌的乳汁中加入某种物质后，可抽出细丝，这种细丝可望用作手术的缝合线。
(1)上述生物新品种的产生运用了技术。
(2)一种生物的基因在另一种生物体内能够表达，而不影响其他基因的表达，这说明基因是有___________效应的片段，具有一定的性；同时可以说明各种生物共用一套。
(3)上述技术所用的工具酶有。
(4)材料三中所用缝合线与普通缝合线相比有何优点?
。
(5)可遗传的变异分为三种：、、，而基因工程改变一个物种的基因属于。
(6)从上述所给的材料，不能得出哪一结论( )
A．动植物之间可以相互转基因
B．真核生物与原核生物之间可以相互转基因
C．基因工程可以定向地改变生物的基因
D．转基因生物的出现对生物的进化是有利的
17．人体受病毒刺激后，可以产生干扰素，干扰素分为α、β、γ三类，1980年，生物学家成功破译了α干扰素的全部遗传信息，并运用插入质粒的方法，用大肠杆菌生产得到干扰素可以用于治疗肝炎和肿瘤，回答下列问题：
(1)上述材料中涉及的现代生物技术有。
(2)在利用大肠杆菌生产干扰过程中，目的基因是，所用载体是。表达载体的结构组成包括____________、____________、____________、____________。
(3)目的基因在大肠杆菌中表达时，必须经过和过程。
18．下图是将人的生长激素基因导人细菌B细胞内制造“工程菌”的示意图，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导人细菌B后，其上的基
因能得到表达。请回答下列问题：
(1)目前把重组质粒导入细菌细胞时，效率还不高，导入完成后得到的细菌，实际上有的根本没有导入质粒，有的导入的是普通质粒A，只有少数导入的是重组质粒。以下步骤可鉴别得到的细菌是否导人了质粒A或重组质粒：将得到的细菌涂布在一个含有氨苄青霉素的培养基上，能够生长的就导人了质粒A或重组质粒，反之则没有。使用这种方法鉴别的原因是______________________________________________。
(2)若把通过鉴定证明导人了普通质粒A或重组质粒的细菌放在含有四环素的培养基上培养，会发生的现象是____________________________________________________。
原因是：___________________________________________________________________。
(3)导人细菌B细胞中的目的基因成功表达的标志是什么?
专题1 基因工程1．3 基因工程的应用
寄语：一个人，如果你不逼自己一把，你根本不知道自己有多优秀。
[学习目标]
1、列举基因工程在植物、动物、微生物方面的具体应用及取得的丰硕成果。
2、关注基因工程的进展。
3、认同基因工程的应用促进生产力的提高。
[学习重点] 基因工程在农业和医疗等方面的应用；
[学习难点] 基因治疗。
[学习过程] A 自主学习
一、植物基因工程的成果：
植物基因工程技术主要用于提高农作物的能力，以及改良农作物的
和利用植物生产等方面。
（一）抗虫转基因植物
1．杀虫基因种类：Bt毒蛋白基因、抑制剂基因、抑制剂基因、植物凝集素基因等。
2．成果：抗虫植物：棉、玉米、马铃薯、番茄等。(二)抗病转基因植物
1．植物的病原微生物：、真菌和细菌等。
2．抗病基因种类
(1)抗病毒基因：病毒基因和病毒的复制酶基因。
(2)抗真菌基因：基因和抗毒素合成基因。
(3)成果：抗烟草花叶病毒的转基因烟草和抗病毒的转基因小麦、甜椒、番茄等。
(三)抗逆转基因植物
1．抗逆基因：调节细胞基因使农作物抗碱、抗旱；鱼的抗冻蛋白基因使作物耐寒；抗除草剂基因，使作物抗除草剂。
2．成果：烟草、大豆、番茄、玉米等。
(四)转基因改良植物品质
1．优良基因：必需氨基酸含量多的蛋白质编码基因、控制番茄果实成熟的基因和植物花青素代谢有关的基因。
2．成果：转基因玉米、转基因延熟番茄和转基因矮牵牛。
例1、科学家已能运用基因工程技术，让羊合成并由乳腺分泌抗体，相关叙述中正确的是①该技术将导致定向变异②DNA连接酶把目的基因与运载体黏性末端的碱基对连接起来③蛋白质中的氨基酸序列可为合成目的基因提供资料④受精卵是理想的受体细胞（）A．①②③④B．①③④ C．②③④ D．①②④
二、动物基因工程的成果
(一)提高动物的生长速度
1．生长基因：外源基因。
2．成果：转基因绵羊、转基因鲤鱼。
(二)改善畜产品的品质
1．优良基因：肠乳糖酶基因。
2．成果：转基因牛含量少。
(三)转基因动物生产药物
1．基因来源：药用基因+ 蛋白基因的启动子等调控组件重组在一起。
2．成果：乳腺生物反应器。
(四)转基因动物作器官移植的供体
1．器官供体：抑制或除去抗原决定基因。
2．成果：利用克隆技术培育没有免疫排斥反应的猪器官。
三、基因工程药物
1．来源：转基因工程菌。
2．成果：人胰岛素、淋巴因子、抗体、疫苗、激素等。
例2、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
四、基因治疗
1．概念：把导入病人体内，使该基因的表达产物发挥功能，从而达到治疗疾病的目的。这是治疗的。
2．成果：将腺苷酸脱氨酶基因导入患者的淋巴细胞。
３、用于基因治疗的基因种类是：
例3、基因治疗是指 ( )
A．把健康外源基因导入有基因缺陷的细胞中，达到治疗疾病的目的
B．对有缺陷的细胞进行修复，从而使其恢复正常，达到治疗疾病的目的
C．运用人工诱变方法，使有基因缺陷的细胞发生基因突变，从而恢复正常
D．运用基因工程技术，把有缺陷的基因切除，达到治疗疾病的目的
B 反馈矫正
1、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
2、上海医学遗传研究所成功培育出第一头携带人白蛋白基因的转基因牛。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白蛋白提高了30多倍，这标志着我国转基因研究向产业化的目标迈进了一步。那么“转基因动物”是指（）
A．提供基因的动物B．基因组成中转入了外源基因的动物
C．能产生白蛋白的动物 D．能表达基因遗传信息的动物
3．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
4、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，对菜青虫有显著抗性，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
5、下列不属于基因工程方法生产的药品是( )
A.干扰素
B.白细胞介素—2
C.青霉素
D.乙肝疫苗
6．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
7、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
8、基因治疗是指（）
A.用DNA探针修复缺陷基因
B.用DNA探针检测疾病
C.将健康基因导入有基因缺陷的细胞中
D.将健康基因导入受体细胞
9、请阅读下列几段文字后回答：
A．有人把蚕的DNA分离出来，用一种酶“剪切”下制造丝蛋白的基因，再从细菌细胞中提取一种叫“质粒”的DNA分子，把它和丝蛋白基因拼接在一起再送回细菌细胞中，结果，此细菌就有生产蚕丝的本领。
B．法国科学家发现，玉米、烟草等植物含有类似人体血红蛋白的基因，如加入“Fe”原子，就可以制造出人的血红蛋白，从而由植物提供医疗中所需要的人体血液。
C．1991年，我国复旦大学遗传所科学家成功的进行了世界上首例用基因疗法治疗血友病的临
床实验。
D．江苏农科院开展转基因抗虫棉花的研究，得到的棉花新品种对棉铃虫等害虫毒杀效果高达80%~100%。
（1）所有这些实验统称为工程，所有这些实验的结果，有没有生成前所未有的新型蛋白质？。
（2）A段中实验结果的细菌能生产蚕丝，说明。在将质粒导入大肠杆菌时，一般要用处理该菌，以使处于细胞状态，以便吸收周围环境中的DNA分子。
（3）B段中由玉米、烟草的基因生产人类血红蛋白为什么要加入“Fe”原子？
，植物中含类似人类血红蛋白基因，从进化上看，说明。
（4）人类基因组计划（HGP）测定了人体中条染色体的双链DNA分子的脱氧核苷酸序列，C段中血友病基因疗法中有关的染色体是染色体；
1．3过关检测卡
1．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
2、要彻底治疗白化病必须采用( )
A．基因治疗B．医学手术C．射线照射D．一般药物
3、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、以正常基因替换致病基因属于基因治疗的一种方法
D、基因治疗的靶细胞可以是体细胞和生殖细胞
13．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
4、干扰素是治疗癌症的重要药物，它必须从血液中提取，每升人血中只能提取0.5 g，所以价格昂贵。美国加利福尼亚的某生物制品公司用如下方法生产干扰素。如下图所示：
专题一基因工程复习 教学设计
第周第课时 课题基因工程复习 本节课的学情分析： 学生在必修课已经对基因工程的知识进行了初步的了解，掌握的操作工具及操作步骤等基本内容，在此基础上进一步深入地学习相关知识。 本节课的教学目标： [知识与技能] ： 1．简述基因工程的概念含义。简述基因工程的诞生历程。说出DNA重组技术的基本工具及其作用、特点 2．简述基因工程基本操作程序，以及各步骤的一般方法、原理。 3．举例说出基因工程在农业、医疗、环境保护等方面的广泛应用及其发展前景。 4．举例说出蛋白质工程崛起的缘由。简述蛋白质工程的原理。 [过程与方法]： 1．通过对图片、动画等的观察，让学生学会科学的观察方法，培养观察能力。 2．通过利用课本以外的资料和网络信息解决学习中发现的问题，培养学生的自主学习的能力。 3．通过多媒体课件对基本概念、基本原理的学习，引导学生主动参与教学过程的探究活动，培养学生的获取新知的能力、分析和解决问题的能力及交流与合作的能力。 [情感态度与价值观]： 1．通过学习基因工程的概念，使学生认识到科学研究需要的严谨，激发为祖国而奋斗的精神。 2．通过学习基因操作的工具和基本程序及应用，使学生树立结构与功能相统一的辩证唯物主义观念。 本节课的教学重点： 1．限制酶的作用特点以及与解旋酶的区别。
2．DNA重组技术所需的三种基本工具的作用。 3．重组DNA分子的制备方法。 4．重组DNA分子导入受体细胞的方法。 5．抗虫棉培育的基本过程。 6．基因治疗的基本原理。 7．蛋白质工程的原理及蛋白质工程的应用实例。 本节课的教学难点： 1.基因工程载体需要具备的条件 2．从基因文库中获取目的基因及利用PCR技术扩增目的基因3．基因治疗的基本原理 4.蛋白质工程的原理。
主题：基因工程的应用 一、预习目标： 1、举例说出基因工程应用及取得的丰硕成果。 2、关注基因工程的进展。 二、预习重点 基因工程在农业和医疗等方面的应用 三、预习难点 基因治疗。 四、预习方法 启发和问题驱动 四、预习内容 一、植物基因工程的成果： （一）抗虫转基因植物 1．杀虫基因种类： 2．成果： （二）抗病转基因植物 1．植物的病原微生物： （1）抗病毒基因：（2）抗真菌基因：（3）成果： （三）抗逆转基因植物 1．抗逆基因：2．成果： （四）转基因改良植物品质 1．优良基因：2．成果： 二、动物基因工程的成果 （一）提高动物的生长速度（二）改善畜产品的品质（三）转基因动物生产药物 （四）转基因动物作器官移植的供体（五）基因工程药物 三、基因治疗 1．概念：2．成果： 课内探究学案 一、 学习目标 知识目标：举例说出基因工程应用及取得的丰硕成果。 能力目标：关注基因工程的进展。 情感态度与价值观目标：认同基因工程的应用促进生产力的提高 学习重点:基因工程在农业和医疗等方面的应用 【课题】1.3基因工程的应用 【课型】范式导练 【时间】 3月26日 【设计】董丽娜 【审核】高二生物组
学习难点：基因治疗 二、学习过程： Bt毒蛋白基因：从分离出 杀虫基因：蛋白酶抑制剂基因：阻断或降低的活性抗虫转基因植物使昆虫不能正常消化食物中的 意义： 成果：抗虫水稻、、抗虫玉米 抗病基因：和 转基因植物抗病转基因植物基因 抗真菌基因：和 成果：抗病毒烟草、抗病毒小麦、抗病毒番茄 逆环境：盐碱、、低温、等 抗逆转基因植物抗逆基因：渗透压调节基因、抗冻蛋白基因、抗除草剂基因 成果：抗盐碱和抗干旱的烟草、抗寒番茄、 优良性状基因：提高必需氨基酸含量的蛋白质编码基因 改良植物品质控制番茄成熟的基因、与花青素代谢有关的基因 成果：、耐储存的番茄、新花色矮牵牛 目的基因： 提高动物生长速度成果：转基因绵羊、 目的基因： 改善畜产品的品质成果：乳汁中含乳糖较少的转基因牛 转基因动物目的基因：药用蛋白基因+ 用转基因动物生产药物成果： 作器官移植的供体目的基因：外源的抗原决定基因表达的调节因子 或除去 成果：利用克隆技术培育没有免疫排斥反应的 基因工程药物来源：转基因工程菌 成果：白细胞介素、干扰素、抗体、乙肝疫苗 体外基因治疗目的基因： 成果：治疗复合型免疫缺陷症 基因治疗 体内基因治疗目的基因：治疗囊性纤维病基因 成果：治疗遗传性囊性纤维病
第二章现《代生物技术》第一节《基因工程》 一、明确学习目标 1■举例说出基因工程的应用。 2■说出基因工程的原理及“工程菌”的培育过程。 3■关注转基因生物及其产品的安全性。 二、自主学习、合作探究 探究一：基因工程的原理 （一）仔细阅读课本P110-111并结合多媒体课件，了解“工程菌”的培育过程，并思考：1■人的生长激素基因在细菌细胞内得到了表达，这说明了什么问题？ 基因控制生物的_______________ ;人和细菌的遗传密码是可以___________________ 的2■利用“工程菌”生产人的生长激素，有哪些好处？ 细菌繁殖速度，产量且成本 3.以科学家把人的生长激素基因导入细菌为例，简要说明“工程菌”的培育过程。 （二）通过对工程菌的了解，我们对基因工程有了一定的认识，那么，什么是基因工程呢？请同学们阅读P111第一段，找出基因工程和转基因生物的概念。 1. 基因工程： 2. 转基因生物： 3. 试说转基因抗冻番茄的培育过程: 探究三：转基因生物的安全性 学生阅读P113有关知识，结合多媒体视频，思考：你认为转基因生物都是很安全的吗？如果市场上有出售转基因食品的，你是否购买？说出你的理由。 三、当堂达标 1. 科学家把美洲拟鲽抗冻蛋白质基因转入西红柿，成功培育出了抗冻西红柿。科学家 把上述基因转入西红柿所利用的生物技术是（） A.组缎培养 B. 嫁接技术 C. 发酵技术 D. 转基因技术 2■科学家研究的“乳房生物反应器”，从根本上改造的是（） A.动物的乳房B ?动物的食物C ?动物的基因D.动物的身体结构3■科学家经过多年的努力，创立了一种新兴的生物技术：基因工程。实施该工程的 最终目的是（） A.定向对DNA分子进行人工“剪切” B.在生物体外对DNA分子进行改造 C.定向改造生物的遗传性状 D.定向提取生物体的DNA分子 4■我国生物科学家已经成功的将人的血清白蛋白基因导入奶牛的受精卵细胞中，由这样的受精卵发育成的奶牛产的奶中含有人体血清白蛋白。这事实说明（）A细胞中的基因有显隐性之分B细胞中的基因是成对存在的 C生物的性状是由基因控制的D基因存在于细胞的染色体上 5■分析下列材料，回答相关问题： 甘薯（地瓜）是我国重要的能源作物之一，是许多地区生产燃料酒精的主要原料。甘薯主要成分淀粉的品质决定着它工业应用价值的大小。2009年10月，我国科学家 成功培育出淀粉品质改良的转基因甘薯，而且田间种植试验获得成功。请简要写出转基因甘薯的培育过程： 五、通过本节课的学习，你对转基因技术有了一定的了解，你有哪些收获呢? 探究二：基因工程的应用 学生阅读课本P112-113部分知识，再结合调查活动搜集的资料，小组内交流归纳说出转基因技术的优点。 六、假若你是因为生物技术人员你能否让细菌“吐出”蚕丝?
高二生物选修3专题一基因工程测试题 时间:90分钟满分:100分 一、选择题（本题包括20个小题，每题3分，共60分） 1.基因工程技术引起的生物变异属于（） A．染色体变异 B．基因突变 C．基因重组 D．不可遗传的变异2.在基因工程中，把选出的目的基因（共1000个脱氧核苷酸对，其中腺嘌呤脱氧核苷酸是460个）放入DNA扩增仪中扩增4代，那么，在扩增仪中应放入胞嘧啶脱氧核苷酸的个数是（） A．540个B．8100个C．17280个 D．7560个 3.基因工程的操作步骤：①使目的基因与运载体相结合，②将目的基因导入受体细胞，③检测目的基因的表达是否符合特定性状要求，④提取目的基因。正确的操作顺序是（） A．③②④① B．②④①③ C．④①②③ D．③④①② 4.实施基因工程的最终目的是（） A.提取生物体DNA分子 B.对DNA分子进行人工“剪切” C.定向改造生物的遗传性状 D.在生物体外对DNA分子进行改造 5.下列黏性末端由同一种限制酶切割而成的是( ) A.①② B.①③ C.①④ D.②③ 6.下列关于限制酶和DNA连接酶的理解正确的是( ) A.其化学本质都是蛋白质 B.DNA连接酶可以恢复DNA分子中的氢键 C.它们不能被反复使用 D.在基因工程操作中可以用DNA聚合酶代替DNA连接酶 7.基因工程操作的第二步是基因表达载体的构建，基因表达载体的组成必须有（） A.目的基因、启动子 B.目的基因、终止子、标记基因 C.目的基因、启动子、终止子 D.目的基因、启动子、终止子、标记基因 8.将目的基因导入微生物细胞之前，要用Ca2+处理细胞，处理过的细胞叫( ） A.感受态细胞 B.敏感性细胞 C.吸收性细胞 D.接受细胞 9.下列哪项不是将目的基因导入植物细胞的方法 ( ) A.基因枪法 B.显微注射法 C.农杆菌转化法 D.花粉管通道法 10.利用PCR技术扩增目的基因需要的条件是 ( ) ①含目的基因的DNA；②DNA引物；③四种脱氧核苷酸；④DNA聚合酶；
7.4 从杂交育种到基因工程 1.染色体结构变异和数目变异(Ⅰ)。 2.生物变异在育种上的应用(Ⅱ)。 3.转基因食品的安全(Ⅰ) 一、生物育种 1.杂交育种与单倍体育种的过程(以选育抗病高产aaBB为例) 2．几种育种方法的比较 方法原理常用方法优点缺点代表实例 杂交育种基因重组杂交 操作简单，目 标性强育种年限长 矮秆抗病小 麦 诱变育种基因突变 辐射诱变、激 光诱变等提高突变率， 加速育种进 程 有利变异少， 需大量处理 实验材料 高产青霉素 菌株 多倍体育种染色体变异秋水仙素处 理萌发的种 子或幼苗 操作简单，且 能在较短的 时间内获得 所需品种 所得品种发 育迟缓、结实 率低、在动物 中无法开展 无子西瓜、八 倍体小黑麦
3．生物育种方法的选择 (1)若要培育隐性性状个体，则可用自交或杂交的方法，只要出现该性状即可稳定遗传。 (2)有些植物如小麦、水稻等，杂交实验较难操作，则最简便的方法是自交。 (3)若要快速获得纯种，则最好采用单倍体育种方法。 (4)若实验植物为营养繁殖类如马铃薯等，则只要出现所需性状即可，不需要培育出纯种。 (5)若要培育原先没有的性状，则可用诱变育种。 二、基因工程 1.基因工程的原理 (1)不同生物的DNA分子具有相同结构。 (2)基因是控制生物性状的基本结构单位和功能单位。 (3)各种生物共用一套遗传密码。2．基因工程操作的工具 (1)限制性核酸内切酶——基因的“剪刀” ①存在场所：主要是存在于微生物细胞中。 ②特性：一种限制性核酸内切酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并且能够在特定的切点上切割DNA 分子。 ③作用结果：得到黏性末端。 (2)DNA连接酶——基因的“针线” ①作用：连接限制性核酸内切酶切开的断口。 ②常用的种类及来源：
高二年级生物选修三导学案（1） 专题1 基因工程 第1节 DNA 重组技术的基本工具 班级：___________________学号：_________________姓名： ____________________ 学习目标 1. 解释基因工程的概念 2. 说明三种基本工具的作用 3. 认同基因工程的诞生和发展离不开理论研究和技术支持 知识回顾 1、DNA 含有指导生物体生命活动的 基因 ，每个DNA 分子包含着成百上千个基因，基因控制 着 的合成。研究证实，遗传密码在动物、植物和微生物之间是 的。 2、DNA 的基本组成单位是 ，它包含3部分分别 是 、 、 。在右侧画出由A 、 T 、G 、C 四种碱基组成的四种核苷酸组成的DNA 分子的平面结 构图，并说出DNA 分子结构的特点： ① ② ③ 预习导学 一、基因工程概念 1、概念：基因工程又是指按照人们的意愿，进行严格的设计，并通过体外______________和_________________等技术，赋予生物以新的_______________，从而创造出更符合人们需要的新的_______________和________________。由于基因工程是在_____________________上进行设计和施工的，因此又叫做_____________。 2、理解： 操作环境： ；操作对象： ； 操作水平： ；基本过程___________________________________________ 实质：_______________________；结果：_____________________________。 二、DNA 重组技术的基本工具 1、“分子手术刀”——__________________________ ⑴来源：主要是从________________________________来的。 ⑵作用：能够识别双链DNA 分子的某种____________________________，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的__________________________断开。 ⑶结果：经限制酶切割产生的DNA 片段末端通常有两种形式：_______________和______________。 2、、“分子缝合针”——_________________________ ⑵ 作用结果：恢复被______________________切开的两个核苷酸之间的_______________,拼接成 新的DNA 分子。 3、“分子运输车”——___________________________________ ⑴种类：_______________、 ____________________、 _________________ ⑵载体具备的条件 ① 能够在受体细胞中进行______________，或整合到__________________上，随染色体DNA 进行 同步复制。 ② 有一个或多个___________切割位点，共外源基因插入。 ③ 具有特殊的________________________，共重组DNA 的鉴定和选择。 【质疑讨论】 1、从结构上分析，为什么不同生物的DNA 能够重组？ 2、原核生物中存在的限制酶有什么作用呢？想一想，为什么限制酶不切割自身的DNA ？ 【疑难解析】 连接酶 来源：_____________ 作用：只能“缝合”具有_____________双链DNA 片段 T 4DNA 连接酶 来源：_____________________ 作用：既可以“缝合”双链DNA 片段互补的__________，又可以“缝合”双链DNA 片段的____________ ⑴种类
专题1 基因工程 基因工程的概念 基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，通过________________________，赋予生物以 _____________________，创造出______________________________________。基因工程是在____________上进行设计和施工的，又叫做__________________。 1. （1 （2 （3 2. (1)两种DNA ②区别：E· (2)与DNA 酸二酯键。 3. （1 （2 _____________________的双链___________DNA （3）其它载体： _________________________________ (二)基因工程的基本操作程序 第一步：__________________________ 1.目的基因是指： ______________________________________________________ 。 2.目的基因可采取_______________-获得，也可以用_____________________。人工合成目的基因的常用方 法有________________和_________________。 3.PCR技术扩增目的基因 （1）原理：_____________________ 将目的基因导入植物细胞：采用最多的方法是________________，其次还有基因枪法和花粉管通道法等。将目的基因导入动物细胞：最常用的方法是 _______________。此方法的受体细胞多是 ____________。将目的基因导入微生物细胞：★原核生物作为受体细胞的原因是繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少， 最常用的原核细胞是 ____________，其转化方法是：先用 ________处理细
专题一基因工程 1.1 DNA重组技术的基本工具 一、预习与质疑（课前完成） 1、预习内容 选修3 P1—P7 2、预习目标 ①简单描述基因工程的概念及目的。 ②说出DNA重组技术的三个工具及各工具的特点和用途。 ③利用DNA重组技术的工具解答有关题目。 3、预习重难点 重点：DNA 重组技术所需要的三种基本工具的作用； 难点：基因工程载体需要具备的条件 4、预习检测（会解答以下问题） 知识回顾： ●DNA分子的结构特点是什么？ ●噬菌体侵染细菌的实验 ●原核生物的结构特点是什么？ 知识点一：基因工程的概念 注意：对本概念应从以下几个方面理解： 知识点二：基因工程的三个基本工具： 1.限制性核酸内切酶---“分子手术刀” 1)来源： 2)功能： 3)切割方式：2.DNA连接酶——“分子缝合针” 1)分类: 和 2)作用及作用部位： 3.基因进入受体细胞的载体——“分子运输车” 1）分子运载车的分类：常用的是 其他载体 2）运载体使用的目的： 3）作为运载体必须具备的条件：1 2 3 4 逆向思维：假如运载体不具备这些条件会怎样？ 二、讨论与研究 1）注意：你知道DNA水解酶、DNA解旋酶、DNA连接酶、DNA聚合酶的区别吗？ （1）DNA水解酶：能够将DNA水解成四种脱氧核苷酸，彻底水解成膦酸、脱氧核糖和含氮碱基（2）DNA解旋酶：能够将DNA或DNA的某一段解成两条长链，作用的部位是碱基和碱基之间的氢键。注意：使DNA解成两条长链的方法除用解旋酶以外，在适当的高温（如94℃）、重金属盐的作用下，也可使DNA解旋。 （3）DNA聚合酶：能将单个的核苷酸通过磷酸二酯键连接成DNA长链。 （4）DNA连接酶：是通过磷酸二酯键连接双链DNA的缺口。 注意比较DNA聚合酶和DNA连接酶的异同点。 三、检测与反馈 考点一、基因工程的概念 例1．（2005高考）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 点评：正确理解基因工程的概念是解题的关键。 考点二、基因工程的基本工具 例2.下列关于限制酶的说法不正确的是（）
高中生物 1.2 基因工程导学案新人教版必修3 一、基础填空： 1、基因工程概念基因工程又叫或。它是按照人们的意愿，把一种生物的个别基因复制出来，加以修饰改造，然后放到的细胞里，生物的遗传性状。 2、基因的操作工具（1）基因的剪刀一种限制酶只能识别特定的核苷酸序列，并在特定的位点切割DNA分子。（2）基因的针线把两条DNA末端之间的缝隙“缝合”起来。（3）基因的运输工具运载体能够在宿生细胞中复制并稳定保存，具有多个限制酶切点，具有标记基因。常见的运载体有、、等。 3、基因操作的基本步骤（1）提取目的基因有两条途径： 和。（2）目的基因与运载体结合用酶处理目的基因和运载体，而后加入DNA连接酶，使目的基因载入到运载体中，形成。（3）将目的基因导入受体细胞重组DNA导入受体细胞。（4）目的基因的检测与表达根据判断目的基因导入与否；根据受体细胞表现出特定的判断目的基因的表达与否。 二、单选题： 1、下列不属于获取目的基因的方法是 A、“鸟枪法” B、转录法 C、反转录法
D、根据已知氨基酸序列合成法 2、下列哪项不是基因工程中经常使用的用来运载目的基因的载体 A、细菌质粒 B、噬菌体 C、动植物病毒 D、细菌核区的DNA 3、（xx全国卷Ⅰ3）镰刀型细胞贫血症的病因是血红蛋白基因的碱基序列发生了改变。检测这种碱基序列改变必须使用的酶是（） A、解旋酶 B、DNA连接酶 C、限制性内切酶 D、RNA聚合酶 4、（xx全国卷Ⅲ5）科学家通过基因工程的方法，能使马铃薯块茎含有人奶主要蛋白。以下有关基因工程的叙述，错误的是（） A、采用反转录的方法得到的目的基因有内含子 B、基因非编码区对于目的基因在块茎中的表壳是不可缺少的 C、马铃薯的叶肉细胞可用为受体细胞 D、用同一种限制酶，分别处理质粒和含目的基因的DNA，可产生粘性末端而形成重组DNA分子
专题一基因工程 第1 基因工程概述和基因工程工具 学习目标： 基因工程的原理及技术： 简述基因工程的原理； 说出DNA重组技术的基本工具及其作用、特点； 一、基因工程的诞生与发展 1.诞生 （1）理论支持：①艾弗里证明了DNA是遗传物质。②沃森与克里克阐明了DNA分子的双螺旋结构。③尼伦贝格等破译了遗传密码。 （2）技术支持：限制性核酸内切酶和DNA连接酶、质粒等载体和逆转录酶的发现，直接促使了基因工程的诞生。 （3）实例：1973年，美国科学家科恩等将不同来源的DNA分子进行体外重组，并首次实现了重组DNA分子在大肠杆菌中的表达，标志着定向改造生物的技术—基因工程的诞生。 2.发展1978年，人胰岛素在大肠杆菌中成功合成。1980，转基因小鼠诞生。 二、基因工程的概念 按照人们的愿望，进行严格的设计，并通过体外DNA重组和转基因等技术，赋予生物以新的遗传特性，从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。由于基因工程在DNA分子水平上进行设计和施工的，因此又叫做重组DNA技术或转基因技术。 是一种定向改造生物的技术，其原理为基因重组，会使生物产生定向的变异。 三、基因工程的工具 1．限制性核酸内切酶“分子手术刀” （1）简称：限制酶。 （2）来源：主要从原核生物中分离纯化出来。在原核生物中可以切断外来的DNA，使异源DNA的失去活力，这样便保护了细胞原有的遗传信息。限制酶不切割自身DNA的原因：原核生物钟不存在该酶的识别序列或识别序列已经被修饰。 （3）特点：识别双链D NA分子的某种特定核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开。 注意：①限制酶是蛋白质类的酶，具有高效性、特异性、易变性（反应条件温和性）等酶的特性。
专题一基因工程 一【高考目标定位】 1、专题重点：DNA重组技术所需的三种基本工具；基因工程的基本操作 程序四个步骤；基因工程在农业和医疗等方面的应用；蛋白质工程的原理。 2、专题难点：基因工程载体需要具备的条件；从基因文库中获取目的基 因；利用PCR技术扩增目的基因；基因治疗；蛋白质工程的原理。 二【课时安排】2课时 三【考纲知识梳理】 第1节DNA重组技术的基本工具 教材梳理： 知识点一基因工程的概念：基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，并通过体外DNA重组和转基因等技术，赋予生物以新的遗传特性，从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。由于基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，因此又叫做DNA重组技术。 注意：对本概念应从以下几个方面理解：
知识点二基因工程的基本工具 1.限制性核酸内切酶——“分子手术刀” （1）限制性内切酶的来源：主要是从原核生物中分离纯化来的。 （2）限制性内切酶的作用：能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，并能将每一条链上特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键切开。（3）限制性内切酶的切割方式及结果：①在中心轴线两侧将DNA切开，切口是黏性末端。②沿着中心轴线切开DNA，切口是平末端。 2.DNA连接酶——“分子缝合针” （1）来源：大肠杆菌、T4噬菌体 （2）DNA连接酶的种类：E.coliDNA连接酶和T4DNA连接酶。 （3）作用及作用部位：E.coliDNA连接酶作用于黏性末端被切开的磷酸二酯键，T4DNA连接酶作用于黏性末端和平末端被切开的磷酸二酯键。 注意：比较有关的DNA酶 （1）DNA水解酶：能够将DNA水解成四种脱氧核苷酸，彻底水解成膦酸、脱氧核糖和含氮碱基
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”
专题五遗传的分子基础 时间2０１8-２-２4 第二部分基因工程 一、考纲要求： 1、基因工程的诞生(Ⅰ） 2、基因工程的原理及技术(含PCR技术)（Ⅱ） 3、基因工程的应用（Ⅱ） 4、蛋白质工程（Ⅰ) 二、知识网络： 三、课本填空： 【基因工程的概念】 基因工程是指按照人们的愿望,进行严格的设计,通过体外DNＡ重组和转基因技术,赋予生物以新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，又叫做ＤNA重组技术。 基因工程的原理是 (一）基因工程的基本工具：限制酶、ＤＮA连接酶、载体 １．“分子手术刀”——限制性核酸内切酶（简称为限制酶) (1)来源:主要是从中分离纯化出来的。（真核生物中也有,如：酵母菌） （２)功能:能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列,并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的断开,因此具有专一性。 大多数限制酶的识别序列由6个核苷酸组成,少数也有4、5、8个组成。（3)结果：经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式：和。 2.“分子缝合针”——ＤNA连接酶 (１)两种DNA连接酶（DNA连接酶和DＮA连接酶）的比较： ①相同点：都缝合磷酸二酯键。
②不同点：E·coｌｉDNA连接酶来源于大肠杆菌，只能将双链ＤNA片段互补的 末端之间的磷酸二酯键连接起来;而T４DNA连接酶来源于T４噬菌体,能缝合 两种末端,但连接平末端的之间的效率较低。 （２)与DNA聚合酶作用的异同: DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有的核苷酸片段的末端,形成磷酸二酯键。ＤNA 连接酶是连接两个DNA片段的末端,形成磷酸二酯键。 ３.“分子运输车”——载体 （1)载体具备的条件：①能在受体细胞中,或整合到染色体DNA上，随染色体DNＡ进行 同步复制。 ②具有一至多个,供外源DNA片段插入。 ③具有，供重组DNA的鉴定和选择。（注意:标记基因不一定都 是抗性基因） （２)最常用的载体是,它是一种裸露的、结构简单的、独立于细菌拟核ＤNA之外，并具有自我复制能力的双链状DNA分子。（天然质粒常需进行人工改造） (3）其它载体: 、 (二)基因工程的基本操作程序: 基因工程的操作程序主要包括四个步骤:、 、、 第一步:目的基因的获取 1.目的基因主要是指: 编码的结构基因。也可以是一些具有。 2．目的基因可以从已有的物种中分离出来,也可以用人工的方法合成。原核基因常采取直接分离获得，真核基因常采用人工合成。 3.目前常用的获取目的基因的方法有以下几种: ⑴从基因文库中获取目的基因： 基因文库分为文库(含一种生物的所有基因)和文库（含一种生物的一部分基因，如：ｃDNA文库） ⑵ＰCR技术扩增目的基因 ①原理： ②过程：第一步:加热至90~9５℃ＤNA解链;(高温变性) 第二步：冷却到5５～6０℃，引物结合到互补DＮA链；(低温退火) 第三步:加热至7０~７5℃，热稳定DＮA聚合酶从引物起始互补链的合成。 (室温延伸） ⑶此外，如果基因比较小,核苷酸序列又已知,也可以通过ＤNA合成仪用方法直接人 工合成。 第二步：基因表达载体的构建 1.目的:使目的基因在受体细胞中稳定存在,并且可以遗传至下一代，使目的基因能够表 达和发挥作用。 ２．组成:五部分
第三节基因工程的应用 学习目标课程标准 1．举例说出基因工程的应用及取得的丰硕成 果。(重点) 2．了解基因工程的进展。 3．了解基因工程在农业和医疗等方面的应 用。 1．举例说出基因工程的应用。 2．调查基因工程产品在社会中的应用情况， 讨论转基因生物的利与弊。 基础知识·双基夯实 一、植物基因工程的成果 植物基因工程技术主要用于提高农作物的①__抗逆__能力，以及改良农作物的②__品质__和利用植物生产③__药物__等方面。 (一)抗虫转基因植物 1．杀虫基因种类：Bt毒蛋白基因、④__蛋白酶__抑制剂基因、⑤__淀粉酶__抑制剂基因、植物凝集素基因等。 2．成果：抗虫植物，如水稻、棉、玉米、马铃薯、番茄等。 (二)抗病转基因植物 1．植物的病原微生物：⑥__病毒__、真菌和细菌等。 2．抗病基因种类 (1)抗病毒基因：病毒⑦__外壳蛋白__基因和病毒的复制酶基因。 (2)抗真菌基因：⑧__几丁质酶__基因和抗毒素合成基因。 (3)成果：抗烟草花叶病毒转基因烟草和抗病毒的转基因小麦、甜椒、番茄等。 (三)抗逆转基因植物 1．抗逆基因：调节细胞⑨__渗透压__的基因使作物抗碱、抗旱；鱼的抗冻蛋白基因使作物耐寒；抗除草剂基因使作物抗除草剂。 2．成果：具抗寒能力的烟草、番茄，具抗除草剂能力的大豆、玉米。 (四)利用转基因改良植物的品质 1．优良基因：必须氨基酸含量多的蛋白质编码基因、控制番茄果实成熟的基因和植物花青素代谢有关的基因。 2．成果：转基因玉米、转基因延熟番茄和转基因矮牵牛。 二、动物基因工程的成果 (一)用于提高动物生长速度 1．生长基因：外源⑩__生长激素__基因。
1.2基因工程的基本操作程序（第1课时） 学习目标： 1、简述基因工程原理及基本操作程序。 2、尝试设计某一转基因生物的研制过程 学习重点： 基因工程基本操作程序的四个步骤。 学习难点： 1、从基因文库中获取目的基因。 2、利用PCR技术扩增目的基因。 课前案 自主学习【学法指导】 1．通读课本P8-P16，勾画重点。 2．再读课本，独立完成下列问题（要求：能准确写出关键词与句，以课本为准） 一、基因工程的基本操作程序简述 ①目的基因的；②的构建； ③将目的基因；④目的基因的。 二、目的基因的获取： 1、目的基因：符合人们需要的，主要指编码蛋白质的，也可以是一些具有作用的因子。2．获取目的基因的方法 （1）从基因文库中获取目的基因 ①基因文库：将含有某种生物不同基因的许多，导人受体菌的群体中，各个受体菌 分别含有这种生物的不同基因，称为基因文库。 基因组文库：含有一种生物的基因 ②种类 cDNA文库：含有一种生物的基因 ③目的基因的获取 根据基因的有关信息：基因的序列、基因在上的位置、基因的产物mRNA、基因的产物蛋白质等特性获取目的基因。 （2）利用PCR技术扩增目的基因。 ① PCR：是一项在生物体外特定DNA片段的核酸合成技术。 ②条件：已知目的基因的序列。 ③过程：目的基因DNA受热形成，与结合，然后在____的作用下进行延伸 形成DNA。 ④方式：指数扩增=2n（n为扩增循环的次数） （3）人工合成法：基因较，序列已知，可以人工合成。 三、基因表达载体的构建 1、表达载体的组成：目的基因+ + +标记基因等。 2、启动子：位于基因的，它是结合的部位，驱动基因转录产 生mRNA。 3、终止子：位于基因的，终止。 4、表达载体的功能：使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且给下一代；使目的基因 和发挥作用。 5、标记基因：受体细胞是否含有目的基因。 【自主小结】 1.基因工程的基本操作程序： 2.目的基因的获取方法：（1）（2） （3）
考向3 基因工程 (2020·山东等级考)水稻胚乳中含直链淀粉和支链淀粉,直链淀粉所占比例越小糯性越强。科研人员将能表达出基因编辑系统的DNA序列转入水稻,实现了对直链淀粉合成酶基因(Wx基因)启动子序列的定点编辑,从而获得了3个突变品系。 (1)将能表达出基因编辑系统的DNA序列插入Ti质粒构建重组载体时,所需的酶是,重组载体进入水稻细胞并在细胞内维持稳定和表达的过程称为。 (2)根据启动子的作用推测,Wx基因启动子序列的改变影响了 ,从而改变了Wx基因的转录水平。与野生型水稻相比,3个突变品系中Wx基因控制合成的直链淀粉合成酶的氨基酸序列(填“发生”或“不发生”)改变,原因是______________________ 。 (3)为检测启动子变化对Wx基因表达的影响,科研人员需要检测Wx基因转录产生的mRNA(Wx mRNA)的量。检测时分别提取各品系胚乳中的总RNA,经过程获得总cDNA。通过PCR技术可在总cDNA中专一性的扩增出Wx基因的cDNA,原因是。
(4)各品系Wx mRNA量的检测结果如图所示,据图推测糯性最强的品系为 ,原因是__________________________________。 1.审题干: (1)构建重组载体所需的酶。 (2)启动子的作用、基因突变与蛋白质改变。 (3)cDNA 的获得。 2.解题思维: 陷阱1:基因突变不一定引起性状改变: (1)突变部位:基因突变发生在基因的非编码区不会引起性状改变。 (2)密码子简并性:新产生的密码子和原密码子对应同一种氨基酸不会引起性状改变。 (3)隐性突变:如AA中的一个A突变为a,不会引起性状改变。 陷阱2:不能理清真核生物的基因结构: (1)真核生物基因包括编码区和非编码区(启动子和终止子属于非编码区)。
新人教版高中生物选修三教学设计 专题1基因工程 1.1 DNA重组技术的基本工具 教学设计 一、教材分析 《 DNA重组技术的基本工具》是人教版生物选修三专题一《基因工程》的第一节，本节内容主要是介绍了DNA重组技术的三种基本工具，是学习《基因工程的基本操作程序》的基础和前提。 二、教学目标 1．知识目标： （1）简述基础理论研究和技术进步催生了基因工程。 （2）简述DNA重组技术所需的三种基本工具。 2．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。 3．情感、态度和价值观目标： （1）关注基因工程的发展。 （2）认同基因工程的诞生和发展离不开理论研究和技术创新。 三、教学重点和难点 1、教学重点 DNA重组技术所需的三种基本工具的作用。 2、教学难点 基因工程载体需要具备的条件。 四、学情分析 学生在必修课中已经学习过关于基因工程的基础知识，对于本部分内容已经有了初步了解，所以学习起来应该不会有太大的困难。 五、教学方法 1、学案导学：见学案。 2、新授课教学基本环节：预习检查、总结疑惑→情境导入、展示目标→合作探究、精
讲点拨→反思总结、当堂检测→发导学案、布置预习 六、课前准备 1．学生的学习准备：预习《DNA重组技术的基本工具》，初步把握DNA重组技术所需的三种基本工具的作用。 2．教师的教学准备：多媒体课件制作，课前预习学案，课内探究学案，课后延伸拓展学案。 七、课时安排：1课时 八、教学过程 (一) 预习检查、总结疑惑。 检查学生落实预习情况并了解学生的疑惑，使教学具有针对性。 （二）情景导入、展示目标。 教师首先提问： （1）我们以前在哪部分学习过基因工程？（必修二从杂交育种到基因工程） （2）回想一下，转基因抗虫棉是怎样培育出来的？经过了哪些主要步骤？ （实质是基因工程的基本操作程序：目的基因的获取，基因表达载体的构建，将目的基因导入受体细胞，目的基因的检测与鉴定） 从这节课开始，我们将深入学习基因工程，今天我们来学习DNA重组技术的基本工具。我们来看本节课的学习目标。（多媒体展示学习目标，强调重难点） （三）合作探究、精讲点拨。 学生每两人为一组（可以是同桌），结合教材，思考并回答学案上的问题。 1、基因工程的概念 什么是基因工程？ 想一想，基因工程是如何发展起来的？ 2、科技探索之路（阅读课本P2—3页） （1）基因工程是在哪些学科的基础上发展起来的？ （2）哪些基础理论的突破催生了基因工程？ （3）哪些技术发明促进了基因工程的实施？ （4）你觉得，基因工程的诞生和发展能否离不开理论研究和技术创新？ 3、限制性核酸内切酶——“分子手术刀” （1）从噬菌体侵染细菌的实验来看，细菌等单细胞原核生物容易受到自然界外源DNA
基因工程导学案设计 专题五遗传的分子基础时间 2018- -2 2- - 24 第二部分 基因工程一、考纲要求： 1 1 、基因工程的诞生（Ⅰ） 2 2 、基因工程的原理及技术（含 R PCR ）技术）（Ⅱ） 3 3 、基因工程的应用（Ⅱ） 4 4 、蛋白质工程（Ⅰ） 二、知识网络：三、课本填空：【基因工程的概念】基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，通过体外 A DNA 重组和转基因技术，赋予生物以新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。基因工程是在 A DNA 分子水平上进行设计和施工的，又叫做 A DNA 重组技术。基因工程的原理是（一）基因工程的基本工具：限制酶、A DNA 连接酶、载体 1. 分子手术刀限制性核酸内切酶（简称为限制酶）（1 1 ）来源：主要是从中分离纯化出来的。（真核生物中也有，如：酵母菌）（2 2 ）功能：能够识别双链 A DNA 分子的某种特定的核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的断开，因此具有专一性。大多数限制酶的识别序列由 6 6 个核苷酸组成，少数也有 4 4 、5 5 、8 8 个组成。（3 3 ）结果：经限制酶切割产生的 A DNA ：片段末端通常有两种形式：和。。 2. 分子缝合针 A DNA 连接酶 (1) 两种 A DNA 连接酶（ A DNA 连接酶和 A DNA 连接酶）的比较：①相同点：都缝合磷酸二酯键。②不同点：E E A coliDNA 连接酶来源于大肠杆菌，只能将双链 A DNA 片段互补的 末端之间的磷酸二酯键连接起来；而 T T 4 4 A DNA 连接酶来源于 T T 4 4 噬菌体，能缝合两种末端，但连接平末端的之间的效率较低。 (2)与与 A DNA 聚合酶作用的异同: : A DNA 聚合酶只能将单个核苷酸加到已有的核苷酸片段的末端，形成磷酸二酯键。 DNA连接酶是连接两个 A DNA 片段的末端，形成磷酸二酯键。 3. 分子运输车载体（1 1 ）载体具备的条件：①能在受体细胞中，或整合到染色体 A DNA 上，随染色体 A DNA 进行同步复制。②具有一至多 个，供外源 A DNA 片段插入。③具有，供重组 A DNA 的鉴定和选择。（注意：标记基因不一定都是抗性基因）（2 2 ）最常用的载体是 , , 它是一种裸露的、结构简单的、独立于细菌拟核 A DNA 之外，并具有自我复制能力的双链状状 A DNA 分子。（天然质粒常需进行人工改造）（3 3 ）其它载体：、( ( 二) ) 基因工程的基本操作程序：基因工程的操作程序主要包括四个步骤：、 、 、
《1.3 基因工程的应用》导学案 【学习目标】1、列举基因工程在植物、动物、微生物方面的具体应用及取得的丰硕成果。 2、关注基因工程的进展。 3、认同基因工程的应用促进生产力的提高。 【学习重点】基因工程在农业和医疗等方面的应用； 【学习难点】基因治疗。 【自主学习】 一、植物基因工程的成果： （一）抗虫转基因植物 1．杀虫基因种类： 2．成果：抗虫植物：棉、玉米、马铃薯、番茄等。 (二)抗病转基因植物 1．植物的病原微生物 2．抗病基因 (1)抗病毒基因(2)抗真菌基因：(3)成果： (三)抗逆转基因植物 1．抗逆基因： 2．成果： (四)转基因改良植物品质 1．优良基因： 2．成果： 二、动物基因工程的成果 (一)提高动物的生长速度 1．生长基因 2．成果 (二)改善畜产品的品质 1．优良基因：。 2．成果： (三)转基因动物生产药物 1．基因来源： 2．成果： (四)转基因动物作器官移植的供体 1．器官供体： 2．成果： 三、基因工程药物 1．来源： 2．成果： 四、基因治疗 1．概念： 2．成果： 【探究活动一】 1 转基因植物有哪些方面的应用？ 2抗虫和抗病基因主要有哪些？ 3转基因植物如何改良作物的品质？ 【探究活动二】 1转基因动物有哪些方面的应用？ 2如何用转基因动物生产药物？ 3转基因动物做器官移植的供体有什么优点？ 【探究活动三】
1如何利用基因工程生产胰岛素和干扰素？ 2什么是基因治疗？这种方法可以治疗一切遗传病吗？ 【巩固练习】： 一、选择题： 1、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 2、上海医学遗传研究所成功培育出第一头携带人白蛋白基因的转基因牛。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白蛋白提高了30多倍，这标志着我国转基因研究向产业化的目标迈进了一步。那么“转基因动物”是指( ) A．提供基因的动物 B．基因组成中转人了外源基因的动物 C．能产生白蛋白的动物 D．能表达基因遗传信息的动物 3．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 4．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 【课堂总结】 1这节课你学到了什么？ 2各小组表现情况如何？ 【作业】 同步练习册9-12页