人教版2019版【高中生物选修三导学案】：专题复习一——基因工程

生物选修三导学案〔一〕第一章 基因工程第一课时 1.1 基因工程概述【教学目标】1〕通过学习ＤＮＡ重组技术的根本工具，模拟制作重组DNA 模型，初步掌握基因工程的根本方法提高动手能力2〕通过对书中插图、照片等的观察，学会科学的观察方法，培养观察能力。

3〕通过对根本概念、根本原理、科学方法的正确理解和掌握，逐步形成比拟、判断、推理、分析、综合等思维能力，具备能运用学到的生物学知识评价和解决某些实际问题的能力。

【课前导学】1．1.1 DNA 重组技术的根本工具一、基因工程的原理：基因工程是指按照人们的愿望，进展严格的设计，通过体外和，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。

由于基因工程是在水平上进展设计和施工的，因此又叫做。

二、限制性核酸切酶1、切割DNA 的工具是，又称。

2、这类酶在生物体能将外来的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。

3、由于这种切割作用是在DNA 分子部进展的，故名限制性核酸切酶〔简称限制酶〕。

4、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。

三、DNA 连接酶——“分子缝合针〞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别离得到的，称为coli E ⋅DNA 连接酶。

coli E ⋅DNA 连接酶只能将连接起来，不能将双链DNA 片段平末端之间进展连接。

另一类是从别离出来的，称为T 4DNA 连接酶。

T 4DNA 连接酶既可以“缝合〞双链DNA 片段互补的，又可以“缝合〞双链DNA 片段的，但连接之间的效率比拟低。

四、基因进入受体细胞的载体——“分子运输车〞1、基因操作过程中使用载体两个目的：一是用它作为运载工具，将目的基因转移到宿主细胞中去；二是利用它在宿主细胞对目的基因进展大量的复制。

2、现在通常使用的载体是，它是一种相对分子质量较小、独立于拟核DNA 之外的环状DNA ，有的细菌中有一个，有的细菌中有多个。

课题：生物选修3 专题1 基因工程导学案 编写人： 审核组长： 审核主任： 温馨寄语： 【学习目标】 1．说出基因工程的概念 2．分析基因工程研究的理论基础 3．说出DNA 重组技术所需的三种基因工具的作用 4．简述基因工程基本操作程序的四个步骤 5．简述目的基因的获得、运载体的构建、目的基因的导入与检测等常用的方法及其基本原理 6．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 7．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 【知识梳理】 （一）DNA 重组技术的基本工具 1．基因工程的概念：是指按照＿＿＿＿＿＿＿，进行严格的设计，通过＿＿＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿技术，赋予生物以＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，创造出＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿的新的生物类型和生物产品。

基因工程是在＿＿＿＿＿＿＿水平上进行设计和施工的，又叫做＿＿＿＿＿＿＿。

2．DNA 重组技术的基本工具 （1）“分子手术刀”—— ＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿（简称：＿＿＿＿＿） ①来源：主要是从＿＿＿＿＿＿＿中分离纯化出来的。

②功能：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，因此具有＿＿＿＿性。

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”—— ＿＿＿＿＿＿＿ ①作用：将＿＿＿＿＿＿＿连接起来 ②两种DNA 连接酶（E ·coliDNA 连接酶和T 4DNA 连接酶）的比较： 相同点：都缝合＿＿＿＿＿＿＿键。

区别：E ·coliDNA 连接酶来源于＿＿＿＿＿＿，只能将双链DNA 片段互补的＿＿＿＿＿之间的磷酸二酯键连接起来；而T 4DNA 连接酶来源于＿＿＿＿＿＿，它能缝合＿＿＿＿＿，但连接平末端之间的效率较＿＿＿＿。

③与DNA 聚合酶作用的异同:DNA 聚合酶只能将＿＿＿＿＿＿＿加到已有的核苷酸片段的末端，形成磷酸二酯键。

专题一 1.1 DNA重组技术的基本工具1、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。

2、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。

3、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。

4、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。

5、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6、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课时一、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：A.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）B.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。

亲爱的同学：这份试卷将再次记录你的自信、沉着、智慧和收获，我们一直投给你信任的目光……第1讲基因工程李仕才(对应学生用书第245页)[识记—基础梳理]1．基因工程的概念及优点(1)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。

(2)优点①与杂交育种相比：克服了远缘杂交不亲和的障碍。

②与诱变育种相比：定向改造生物的遗传性状。

2．基因工程的基本工具(1)限制性核酸内切酶(简称：限制酶)①来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的。

②作用：识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，并切开特定两个核苷酸之间的磷酸二酯键。

③结果：产生黏性末端或平末端。

已知限制酶EcoRⅠ和SmaⅠ识别的碱基序列和酶切位点分别为G↓AATTC和CCC↓GGG，在下图中写出这两种限制酶切割DNA后产生的末端种类。

(2)DNA连接酶(3)载体①常用载体：质粒，其化学本质是独立于拟核之外的双链环状DNA分子。

②其他载体：λ噬菌体的衍生物、动植物病毒等。

③特点及意义：6简要说明。

_________________________________________________________________【提示】不相同。

DNA连接酶连接的是两个DNA片段，而DNA聚合酶连接的是单个的脱氧核苷酸。

[理解—深化探究]1．基因工程技术使用限制酶需注意哪些问题？【提示】①获取目的基因和切割载体时，经常使用同一种限制酶(也可使用能切出相同末端的不同限制酶)，目的是产生相同的黏性末端或平末端。

②获取一个目的基因需限制酶切割两次，共产生4个黏性末端或平末端。

③限制酶切割位点的选择，必须保证标记基因的完整性，以便于检测。

④为避免目的基因和质粒的自身环化和随意连接，也可使用不同的限制酶切割目的基因和质粒。

2．限制酶和DNA连接酶的关系(1)限制酶和DNA连接酶的作用部位都是磷酸二酯键。

高考生物复习选修三现代生物科技专题教案—第1讲基因工程考情研读·备考定位考点一基因工程的操作工具自主回顾·素养储备基础梳理1．基因工程的概念理解(1)供体：提供目的基因。

(2)操作环境：体外。

(3)操作水平：分子水平。

(4)原理：基因重组。

(5)受体：表达目的基因。

(6)本质：性状在受体体内表达。

(7)优点①与杂交育种相比：克服了远缘杂交不亲和的障碍。

②与诱变育种相比：定向改造生物遗传性状。

2．DNA 重组技术的基本工具 (1)限制性核酸内切酶(简称：限制酶)①来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的。

②作用：识别特定的核苷酸序列并切开相应两个核苷酸之间的磷酸二酯键。

③结果：产生黏性末端或平末端。

(2)DNA 连接酶 ①种类：②作用：在两个核苷酸之间形成磷酸二酯键以连接两段DNA 片段。

(3)载体①种类：质粒、λ噬菌体的衍生物、动植物病毒等。

②质粒特点⎩⎪⎨⎪⎧能自我复制有一个至多个限制酶切割位点有特殊的标记基因思维辨析易错整合，判断正误。

(1)切割质粒的限制性核酸内切酶均能特异性地识别6个核苷酸序列( × ) (2)限制酶只能用于切割目的基因( × ) (3)限制酶也可以识别和切割RNA( × )(4)DNA 连接酶能将两碱基通过氢键连接起来( × )(5)E ·coli DNA 连接酶既可连接平末端，又可连接黏性末端( × )(6)载体质粒通常采用抗生素合成基因作为筛选的标记基因(×)延伸探究1．DNA连接酶和DNA聚合酶的作用相同吗？试简要说明。

[提示]不相同。

DNA连接酶连接的是两个DNA片段，而DNA聚合酶连接的是单个脱氧核苷酸。

2．原核生物中限制酶为什么不切割自身的DNA?[提示]原核生物的DNA中不存在该酶的识别序列或识别序列已被修饰等。

3．思考并表述在基因工程的基本操作步骤中，哪些步骤发生了碱基互补配对？[提示]第一步中，碱基互补配对发生在用反转录法合成目的基因或PCR技术扩增目的基因的过程中；第二步中，碱基互补配对发生在黏性末端相互连接过程中；第四步目的基因的检测与鉴定步骤中分子杂交及基因表达时存在碱基互补配对。

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。

第一节基因工程的基本工具1.“分子手术刀”——限制性核酸内切酶（限制酶）1.“分子手术刀”——限制性核酸内切酶（限制酶）（1）来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的。

（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磷酸二酯键断开，因此具有专一性。

（3）结果：经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式：黏性末端和平末端。

黏性末端：当限制酶从识别序列的中心轴线两侧切开时，被限制酶切开的DNA两条单链的切口，带有几个伸出的核苷酸，他们之间正好互补配对，这样的切口叫黏性末端。

平末端：当限制酶从识别序列的中心轴线处切开时，切开的DNA两条单链的切口，是平整的，这样的切口叫平末端。

2.“分子缝合针”——DNA连接酶(1)种类：E•coli DNA连接酶来自大肠杆菌T4-DNA连接酶来自T4噬菌体相同点：都缝合磷酸二酯键。

区别：E•coliDNA连接酶只能将双链DNA片段互补的黏性末端之间的磷酸二酯键连接起来；而T4DNA 连接酶能缝合两种末端，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）与DNA分子相关的酶的比较3.“分子运输车”——载体（1）载体具备的条件：①能在受体细胞中复制并稳定保存。

②具有一至多个限制酶切点，供外源DNA片段插入。

③具有标记基因，供重组DNA的鉴定和选择。

（2）最常用的载体是质粒,它是一种裸露的、结构简单的、独立于细菌染色体之外，并具有自我复制能力的双链环状DNA分子。

即墨实验高中高二生物导学案【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：例1．（2005高考广东）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。

【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”来源：1)功能：2)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：①②③④逆向思维：假如运载体不具备这些条件会怎样？【讨论与研究】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。

例2.下列关于限制酶的说法不正确的是（）A．限制酶广泛存在于各种生物中，微生物中很少分布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的切点不同D．限制酶的作用是用来提取目的基因点评：考察有关限制酶的题目，主要是考察限制酶的特点，这一点一定要牢记。

例3．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连接酶和运载体点评：本题注意审题，剪接是既剪又接。

I教学准备1.教学目标知识目标⑴简述DNA重组技术所需三种基本工具的作用。

(2)DNA重组技术的模拟操作。

水平目标尝试使用基因工程原理 > 提出解决某一实际问题的方案情感态度与价值观⑴注重基因工程的发展⑵认同基因工程的诞生和发展离不幵理论研究和技术创新。

2.教学重点/难点教学重点：DNA重组技术所需的三种基本工具的作用教学难点：基因工程载体需要具备的条件。

3.教学用具4.标签I教学过程【导入】弓I入新课课件］出示抗虫棉图片，以抗虫棉的优点和培育技术导入基因工程。

【讲授】提出概念基因工程的概念课本］基因工程是指按照人们的愿望，实行严格的设计，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。

因为基因工程是在DNA分子水平上实行设计和施工的，所以又叫做DNA重组技术。

总结］对本概念应从以下几个方面理解：操作环境生物体外操作对象基因操作水平DNA分子水平基本过程剪切f拼接f导入f表达结果人类需要的基因产物过渡］因为基因工程是在分子水平上实行的操作，所以需要特定的“分子工具”对DNA 分子实行切割、改造、修饰并导入到受体细胞中。

【讲授】师生共同完成三种工具的学习自学］学生自学本节内容。

自学］师生共同总结如下：1 •限制T生核酸内切酶一一“分子手术刀”(1)主要是从原核生物中分离纯化来的。

(2)种类:近4000种(3)功能：能够识别双链DNA分子的某种特定的核昔酸序列,并能将每一条链上特定部位的两个核苜酸之间的磷酸二酯键切开。

⑷限制性内切酶的切割方式：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”种类来源作用E.coliDNA连接酶大肠杆菌缝合黏性末端被切开的磷酸二酯键T4DNA1接酶T4噬菌体缝合黏性末端和平末端比较］相尖的DNAS(1)DNA水解酶：能够将DN冰解成四种脱氧核昔酸，彻底水解成麟酸、脱氧核糖和含氮碱基(2)DNA解旋酶：能够将DNA或DNA勺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。

人教版（2019）高二生物选择性必修三导学案第3节基因工程的应用学习目标：举例说出基因工程的应用及其取得的丰硕成果。

学科素养：1.生命观念：举例说出基因工程的成果及其给人类带来的影响。

2．科学思维：运用归纳概括、创新思维的方法理解基因工程应用中运用的基因工程基本原理。

3．社会责任：展开想象，畅想基因工程的未来。

知识点一基因工程在农牧业方面的应用自主梳理1．转基因抗虫植物(1)方法：从某些生物中分离出具有________________，将其导入作物中。

(2)成果：________________、玉米、水稻等。

(3)意义：减少____________的使用，降低生产成本，减少环境污染。

2．转基因抗病植物(1)方法：将来源于某些病毒、真菌等的________导入植物中。

(2)成果：转基因抗病毒甜椒、番木瓜等。

(3)意义：能获得用常规育种方法很难培育出的___________。

3．转基因抗除草剂植物(1)方法：将__________________________导入作物中。

(2)成果：转基因抗除草剂玉米、大豆、油菜和甜菜等。

(3)意义：在喷施除草剂时，田间杂草会被杀死而作物不受损伤。

4．改良植物的品质(1)方法：将____________编码基因导入植物中，可以提高这种氨基酸的含量。

(2)实例：转基因玉米中赖氨酸的含量比对照高30%。

5．提高动物的生长速率(1)方法：将________基因导入动物体内，提高动物的生长速率。

(2)实例：转基因鲤鱼。

6．改善畜产品的品质(1)方法：将________基因导入奶牛基因组。

(2)实例：乳汁中乳糖含量大大降低的转基因奶牛。

答案：1．(1)抗虫功能的基因(2)转基因抗虫棉花(3)化学杀虫剂2．(1)抗病基因(3)抗病的新品种3．(1)降解或抵抗某种除草剂的基因4．(1)必需氨基酸含量多的蛋白质5．(1)外源生长激素6．(1)肠乳糖酶[互动探究]1．(科学思维)基因工程应用于提高植物抗逆能力(1)抗虫棉能抗病毒、细菌、真菌吗？为什么？(2)对于基因工程生产的抗虫棉是否取得最后的成功，最简单的检测方法是什么？(3)从环境保护角度出发，分析转基因抗虫棉与普通棉相比在害虫防治方面的优越性有哪些？(4)种植转基因抗虫棉若干年后，害虫会不会对转基因抗虫棉产生抗性？为什么？(1)提示：不能。