高中生物第一章基因工程第1课时基因工程的发展历程和工具学案苏教版

-1 -ACGTTAGACGTTAGATGTTAGATC先找出共同的序列是GTTA然后向左、向右找，得到重组的互补序列ATACGTTAGATC则靶序列是TATGCAATCTAG依照此种方法得出图2的靶序列。

5. 第11题：这题主要就是区分蛋白质工程和基因工程这两个概念，很多同学混淆这两个概念。

6. 第13题：首先得知道基因工程的“四步曲”是什么，然后弄清楚碱基互补配对发生的过程。

7. 第21题第（3）：用同一种限制性核酸内切酶切割运载体与目的基因，再用DNA连接酶连接，得到的产物有3种，目的基因——载体连接物，载体一—载体连接物，目的基因一一目的基因连接物。

三、教师总结。

课后：四、布置课后作业。

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解旋酶能作用于氢键，在转录或翻译时使DNA分子双链打开3.科学家已能运用基因工程技术，让羊合成并分泌抗体。

相关叙述不正确的是A该技术将导致定向的变异B受精卵是理想的受体细胞C宜采用PCR技术扩增目的基因D卵巢分泌的孕激素能促进抗体的产生【分析】真核细胞的基因中有内含子，在转录过程中内含子和外显子都要转录，在形成成熟NRA 时，要把与内含子相应的RNA片断切除掉，而原核细胞中没有这类酶，所以若将真核基因在原核细胞中表达，先要把真核细胞基因的内含子去掉。

当把切割后的运载体与目的基因片段混合，在加入DNA连接酶后，有可能是两个目的基因片段相连成一个环状DNA或是可能是一个目的基因片段与运载体相连成一个环状DNA 或是两个运载体相连，所以会产生三种环状DNA分子。

__________________________ 学生自我小结。

板书设计单位结构真核生物核苷酸基因现代技术“原核生物基因工程-2 --3 -。

第1课时 基因工程的发展历程和工具1．简述基因工程的发展历程。

2．掌握限制性核酸内切酶和DNA 连接酶的作用、特点。

(重、难点)3．掌握质粒的含义、特性及其在基因工程中的作用。

(重、难点)知识点一| 基因工程的发展历程和概念1．理论与技术基础的发展1953年：沃森和克里克建立了DNA 分子双螺旋结构模型。

↓1957年：科恩伯格等首次发现DNA 聚合酶。

↓1958年：梅塞尔森和斯塔尔发现DNA 半保留复制的机理。

克里克提出中心法则。

↓1961～1966年：尼伦伯格等破译遗传密码。

↓1967年：罗思和赫林斯基发现运转工具质粒。

同年，科学家在大肠杆菌细胞中发现DNA 连接酶。

↓1970年：特明和巴尔的摩各自在RNA 病毒中发现逆转录酶。

史密斯等人分离到限制性核酸内切酶。

↓1977年：桑格首次完整基因组的测序工作。

2．重组DNA 技术的发展(1)1972年科学家伯格等实验。

①过程：⎦⎥⎥⎤猿猴病毒SV40的DNA↑同一种限制性核酸内切酶 ↓λ噬菌体的DNA――――→DNA 连接酶重组的杂种DNA 分子②成就：世界上首次DNA 分子体外重组。

(2)1973年科学家科恩等实验。

⎦⎥⎥⎤大肠杆菌质粒DNA （含卡那霉素抗性基因）↑同一种限制性核酸内切酶↓大肠杆菌质粒DNA （含四环素抗性基因） ――――――→DNA 连接酶重组DNA 分子――→转化大肠杆菌―→子代大肠杆菌(双重抗性)(3)不同物种间DNA 重组实验。

①过程：非洲爪蟾核糖体蛋白基因的DNA 片段＋大肠杆菌质粒→重组DNA→转入大肠杆菌→转录出相应 mRNA 。

②成就：打破了传统的种间遗传物质不能交换的重重壁垒，开创了基因工程。

3．基因工程的概念[合作探讨]使大米拥有某些细菌才具有的抗虫基因能够减少化学杀虫剂的使用量，既高产又环保。

请你结合以上内容探究下列问题。

探讨1：你知道拥有某些细菌抗虫基因的大米是通过何种技术培育出来的吗？提示：基因工程。

第一章基因工程第1课时基因工程的诞生、发展和工具目标导航 1.说出基因工程诞生的理论与实践依据、发展阶段和基因工程的含义及其主要实验成果。

2.举例说出限制性核酸内切酶的作用、特点。

3.举例说出DNA连接酶的作用。

4.简述质粒的含义、特性及其在基因工程中的作用。

一、基因工程的诞生和发展1．基因工程是指在______通过人工“______”和“____________”等方法，对生物的基因进行的______和重新组合，然后______受体细胞并使重组基因在受体细胞中______，产生人类需要的____________的技术，又称为________技术。

基因工程是在______水平上操作、改变生物的______________的技术，包括基因的______、____________、______以及在受体细胞内的______和______等过程。

2．艾弗里证明了______是遗传物质、沃森和克里克阐明了______________________结构，尼伦贝格等破译了____________，这些都为基因工程的创立作出了重要的理论铺垫，而________________酶和________酶等工具酶、________等载体和________酶的发现，则直接促使了基因工程的诞生。

3．基因工程的诞生和发展经历了三个时期：1973～1976年为______期；1977～1981年为______期；1982年以后为迅猛发展和____________期。

1973年，美国科学家科恩和博耶等将________________的DNA分子进行体外重组，并首次实现了在大肠杆菌中的______，创立了________________的新技术——基因工程；不久，又有科学家将第一个____核生物的基因导入大肠杆菌，使大肠杆菌产生了相应的______；1977年，科学家使得生长激素抑制素基因在大肠杆菌中成功表达；1978年，____________在大肠杆菌中成功合成；1979年，____________基因在大肠杆菌中成功表达；1980年，____________基因在大肠杆菌中成功表达……1982年，美国科学家岶米特等采用____________法，将经过重组的带有________________基因的质粒转入小鼠的受精卵内，成功获得带有________________基因的小鼠。

高中生物第一章基因工程 1.1.1 基因工程概述导学案苏教版选修3【课标要求】简述基因工程的诞生简述基因工程的原理及技术举例说出基因工程的应用【教学目标】1、简述基因工程所需3种基本工具的使用。

2、学习运用知识解决相关问题的能力。

3、认同基因工程的诞生和发展离不开理论研究和技术创新。

【教学过程】知识点一、基因工程的诞生和发展（一）诞生和发展理论铺垫：艾弗里证明了；沃森和克里克阐明了；尼伦贝格等（二）基因工程的概念基因工程是指在通过人工“ ”和“ ”等方法，对生物的基因进行改造和重新组合，然后导入并使重组基因在中表达，产生。

包括、以及。

基因工程的别名操作环境操作对象操作水平基本过程结果二、基因工程的工具“分子手术刀”（1）这类酶在生物体内能将外来的DNA切断，即能够限制异源DNA的侵入并使之失去活力，但对自己的DNA却无损害作用，这样可以保持细胞原有的遗传信息。

（2）由于这种切割作用是在DNA分子内部进行的，故名限制性核酸内切酶（简称_______）。

（3）DNA分子经限制酶切割产生的DNA片段，末端通常有两种形式，即和。

【例1】下列关于限制酶的说法正确的是（）A、限制酶广泛存在于各种生物中，但微生物中很少B、一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列C、不同的限制酶切割DNA后都会形成黏性末端D、限制酶的作用部位是特定核苷酸形成的氢键2、DNA连接酶“分子缝合针”拓展：根据DNA连接酶的来源不同，可以将它分为两类：一类是从大肠杆菌中分离得到的，称为Ecoli DNA连接酶。

Ecoli DNA连接酶只能将双链DNA片段互补的黏性末端之间连接起来，不能将双链DNA片段平口末端之间进行连接。

另一类是从T4噬菌体中分离出来的，称为T4DNA连接酶。

T4DNA连接酶既可以“缝合”双链DNA片段互补的黏性末端，又可以“缝合”双链DNA片段的平口末端，但连接平口末端之间的效率比较低。

【例2】下图为DNA分子的切割和连接过程。

1.1 基因工程概述第1课时学案苏教版选修三高二年级第二学期生物学科总第 1 课时导学案课题第一章基因工程第一节基因工程概述（第一课时）使用时间：主备人：方娟一、学习目标：1.说出基因工程的概念。

2.简述基因工程的诞生历程。

3.说出DNA重组技术所需的三种基因工具的作用。

4.认同基因工程的诞生和发展离不开理论突破和技术创新分析基因工程研究的理论基础。

二、知识构成：1.基因工程创立的理论基础是什么？2.什么叫做基因工程？基因工程发展史上的里程碑是什么？3.基因工程的工具酶是什么？4.什么叫限制性内切酶？它有什么特点？5.什么叫黏性末端？6.什么叫运载体？运载体必需具备哪些特征？三、学法和自检：1. 番茄在运输和储藏过程中容易腐烂。

应用基因工程技术，通过抑制某些促进果实成熟激素的合成，可使番茄贮藏时间延长。

这种转基因番茄已于1993年在美国上市。

请据此回答：（1）促进果实成熟的重要激素是＿＿＿＿＿＿＿＿。

（2）在培育转基因番茄的基因操作中，所用的基因“剪刀”是＿＿＿＿＿＿＿＿，基因“针线”是＿＿＿＿＿＿＿＿，基因“运载工具”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＿＿＿＿＿＿＿＿。

2. 质粒是基因工程中最常用的运载体，它的主要特点是（）①能够自我复制②不能够自我复制③结构很小④是蛋白质⑤是环状DNA⑥是环状RNA ⑦能够“友好”地“借居”A ②④⑥B ①③⑤⑦C ①③⑥⑦D ②③⑥⑦3. 镰刀性细胞贫血症的病因是血红蛋白基因碱基序列发生了变化。

检测这种碱基序列发生了变化必须使用的酶是（）A 解旋酶B DNA连接酶C 限制性内切酶D RNA聚合酶课题第一章基因工程第一节基因工程概述（第一课时）四、达标检测1.基因工程的设计与操作是在什么水平上进行的（）A 细胞B 细胞器C 分子D 个体2.下列有关基因工程中限制内切酶的描术，错误的是（）A 一种限制性内切酶只能识别一种特定的脱氧核苷酸序列B 限制性内切酶的活性受温度的影响C 限制性内切酶能别和切割RNAD 限制性内切酶可从原核生物中提取3.下列各项中，均为基因工程技术中常用的运载工具的是（）A 大肠杆菌、噬菌体B 蓝藻、质粒C 动物病毒、噬菌体D 线粒体、质粒4.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序列。

第一节基因工程概述一、基因工程的诞生和发展：基因工程的诞生和发展经历了三个时期：1973—1976年为______ ，1977—1981年为，1982年以后为。

1973年，美国科学家等将两种不同来源的DNA分子进行体外重组，并首次实现了在大肠杆菌中的表达，创立了的新技术——基因工程。

二、基因工程的概念：是指在通过等方法，对生物的基因进行改造和重新组合，然后导入并使重组基因在受体细胞中表达，产生人类所需的的技术。

因此，基因工程又称为。

（1）操作环境：；（2）操作对象：；（3）操作水平：；（4）基本过程：剪切→拼接→导入→表达；（5）结果：人类需要的基因产物。

三、基因工程的工具及作用（一）限制性核酸内切酶（简称限制酶）——“”1、来源：主要是从生物中分离纯化出来的。

2、作用：能够识别双链DNA分子的，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的断开。

3、特点：具有专一性，表现在两个方面：①识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列。

②切割特定序列中的特定位点。

4、结果：经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式：末端和末端。

例1、下列有关基因工程中限制内切酶的描述，错误的是（）A.一种限制性内切酶只能识别一种特定的脱氧核苷酸序列；B.限制性内切酶的活性受温度的影响；C.限制性内切酶能别和切割RNA；D.限制性内切酶可从原核生物中提取。

思考：限制性核酸内切酶的本质是什么？限制酶与解旋酶有什么区别？（它的本质是蛋白质，它也具有高效性、专一性、温和性等酶的基本特点。

限制酶主要作用于两个核苷酸之间的磷酸二酯键，而解旋酶主要作用于碱基对之间的氢键）（二）DNA连接酶——“”1、分类：根据酶的来源不同，可分为E·coliDNA连接酶和T4DNA连接酶两类2、作用：恢复被限制酶切开了的两个核苷酸之间的。

【阅读】▲两种DNA连接酶（E·coliDNA连接酶和T4DNA连接酶）的比较：（1）相同点：都缝合磷酸二酯键（2）区别：E.coIiDNA连接酶来源于大肠杆菌，只能使黏性末端之间连接；T4DNA 连接酶来源于T4噬菌体，能缝合两种末端，但连接平末端之间的效率较低。

第一章基因工程第一节基因工程概述【课程标准】简述基因工程的原理及技术。

【学习目标】1．通过知识回顾，能说出传统生物育种方法和运用基因工程育种的差异；2．通过相关实例的分析归纳和教材内容的梳理，能说出获取目的基因常用的方法和技术操作；3．通过图解分析，能初步认识基因表达载体的组成及构建的必要性。

4．通过“积极思维”中的实例分析及其他材料的研读，认识导入目的基因的一般方法、检测和鉴定目的基因的不同层次。

【教学过程】【活动1】传统的生物育种常采用哪些方法？它们依据的原理分别是什么，有什么特点？若运用基因工程来培育新品种，则有什么明显的优势？三、基因工程的实施过程：（一）获取目的基因【活动2】阅读教材P13 页相关内容，回答下列问题：（1）什么是目的基因，什么是供体生物、受体细胞？试举一实例加以说明。

（2）获得目的基因的方法有哪些？（3）什么是基因文库？什么是部分基因文库？怎样从基因文库中得到我们所需的目的基因？（4）浏览教材P14 “知识海洋”，归纳PCR技术依据的原理、操作过程和结果，指出这项技术在基因工程中的主要作用。

(5)什么情况下可考虑选择通过化学方法直接人工合成目的基因?【小结】：1.通过基因文库获取目的基因：-基因组文库：含有一种生物的_______________ 基因①种类-部分基因文库：含有一种生物的_______________ 基因②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.通过PCF技术扩增目的基因：(1)______________________________________________________ PCR勺含义：。

(2)目的：获取大量的目的基因(3)原理：。

第一节 基因工程的概述课前•预习导学KEQ1AN Y VXIDAOX U E敏詮学航：：：：：：：：：：：：：：：：働钞导引：：：：：：：：、基因工程的诞生和发展1 •基因工程的理论基础(1) _____________________________ 艾弗里证明了 DNA 是 _____________________________ ;沃森和克里克阐明了 DNA 分子的 _____________ ; 尼伦贝格等破译了 _____________ 。

(2) ________________ 限制性 _________ 酶和 ________________________________ 酶等工具酶、质粒等载体和 _______________ 酶的发现， 直接促使了基因工程的诞生。

(3)基因工程的诞生和发展经历了三个时期：1973〜1976年为 ___________ , 1977〜1981年为 _________ , 1982 年以后为 ______________________________ 。

_1973年，美国科学家 ________ 等将两种不同来源的 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，创立了 _______________________ 的新技术一一基因工 程。

2. 基因工程基因工程是指在体外通过人工“ ________ ”和“ _______ ”等方法，对生物的基因进行和 ,然后导入受体细胞并使重组基因在受体细胞中,产生人类需要 的 的技术。

因而，基因工程又称为 。

基因工程是在基因水平上操作、改变生物的 __________ 的技术。

预习交流根据基因工程的概念分析，基因工程的操作对象、操作环境、操作水平和基本方法分别 是什么？ 酶与载体-分子手术刀 限制性核酸内切酶。

每种限制性核酸内切酶只能识别 ，并在特定的位点上切割 DNA 分子。

第一章基因工程 1。

1 基因工程概述
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高中生物第一章基因工程 1.1 基因工程概述（1）导学案苏教版选修3第一章基因工程第一节基因工程概述（1）【课程标准】1、简述基因工程的诞生。

2、简述基因工程的原理及技术。

【学习目标】1、通过观看视频和阅读教材文本资料，能简述基因工程的诞生和发展历程；2、借助相关实例的分析归纳，能说出基因工程的概念；3、通过材料分析和模拟实验，初步认识基因工程三大工具的具体作用和特点。

【教学过程】一、基因工程的发展历程：【活动1】阅读教材P7-P8相关资料，尝试用自己的语言简述基因工程的诞生及发展过程。

【活动2】结合相关实例，阅读教材相关信息，思考：如何准确理解基因工程概念的含义？操作环境操作对象操作水平基本过程结果二、基因工程的工具酶和载体【活动3】分析利用基因工程培育抗虫棉的简要过程图解，思考：在培育抗虫棉过程中哪些步骤特别关键？解决这些关键步骤需要哪些特别的工具？【活动4】阅读教材P9-P10有关内容，尝试分析回答以下问题：（1）为什么把限制性核酸内切酶称为基因工程的“分子手术刀”？它的具体作用是什么？有什么特点？（2）限制酶在DNA的任何部位都能将DNA切开吗？它所识别的序列往往有什么特点？（3）什么叫黏性末端？【小结】关于限制性核酸内切酶：（1）作用：能够识别双链DNA分子的某种的核苷酸序列，并且使每一条链中部位的两个核苷酸之间的断开。

（2）特点:具有专一性，表现在两个方面：①识别双链DNA分子的某种的核苷酸序列。

②切割特定序列中的特定位点。

（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。

【活动5】参阅教材P12“边做边学”动手模拟限制酶和DNA连续酶的作用过程：…CTCTTGATGGAATCTCAGAATTCAGTCTGTGAATC…甲…GAGAACTACCTTAGAGTCTTAAGTCAGACACTTAG… …ACTTCGATGGAA TTCAGAACTTCTCCAATC…乙…TGAAGCTACCTTAAGTCTTGAAGAGGTTAG…模拟活动：（1）在所供上图中分别找出EcoR I所识别的序列；（2）用剪刀模拟EcoR I在甲、乙两片段上切割，形成DNA片段；（3）分别从切割甲、乙产生的片段中选择一个，用胶带模拟DNA 连接酶将两片段的黏性末端连接起来。