下载文档原格式
高中生物第一章基因工程 1.2 基因工程的基本操作程序学案新人教版选修31、2 基因工程的基本操作程序教学内容基因工程的基本操作程序教师个案学生笔记学习目标1、基因工程原理及基本操作程序。
(重点)2、获取目的基因的途径及基因表达载体的模式结构。
3、目的基因导入受体细胞的方法、检测与鉴定目的基因的方法。
(重点)学习重点1、基因工程原理及基本操作程序。
2、目的基因导入受体细胞的方法、检测与鉴定目的基因的方法学习难点1、基因工程原理及基本操作程序。
2、目的基因导入受体细胞的方法、检测与鉴定目的基因的方法学习方法自主探究学习过程学习过程一、探究新知一：基因工程的第一步目的基因的获取1、目的基因：主要是指___________________的基因，也可以是_________________。
2、获取方法：(1)从基因文库中获取：①基因文库的含义：将含有某种生物不同基因的许多______________ __，导入__________ 的群体中储存，各个受体菌分别含有这种生物的不同的基因。
②基因文库的类型：a、__________________：含有一种生物所有的基因；b、____________：含有一种生物的一部分基因，如____________(2)利用PCR技术扩增目的基因：①含义：PCR是______________的缩写。
它是一项在生物体外_______________的核酸合成技术。
②原理：__________。
③前提条件：____________，是根据已知目的基因的核苷酸序列合成的。
④条件：DNA模板(上有目的基因)、引物、能量、______________和4种脱氧核苷酸。
⑤扩增过程：变性→复性→延伸→循环。
⑥结果：每次循环后目的基因的量增加一倍，即呈____________形式扩增。
(3) 人工合成法：①条件：基因比较小，___________已知。
②方法：通过 ____________用化学方法直接人工合成。
2018版高中生物第1章基因工程1.2 基因工程的基本操作程序学案新人教版选修3编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（2018版高中生物第1章基因工程1.2 基因工程的基本操作程序学案新人教版选修3）的内容能够给您的工作和学习带来便利。
同时也真诚的希望收到您的建议和反馈，这将是我们进步的源泉，前进的动力。
本文可编辑可修改，如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅，最后祝您生活愉快业绩进步，以下为2018版高中生物第1章基因工程1.2 基因工程的基本操作程序学案新人教版选修3的全部内容。
1．2 基因工程的基本操作程序1．掌握目的基因获取的常见方法。
(难点)2．学会基因表达载体构建的方法和要求。
（重点)3．理解目的基因导入受体细胞的方法.(重点）4．掌握目的基因检测与鉴定的具体操作。
(重、难点）目的基因的获取1．目的基因(1)主要是指编码蛋白质的基因.(2）一些具有调控作用的因子.2．获取方法(1）从基因文库中获取①基因组文库：含有一种生物所有的基因。
②部分基因文库：含有一种生物的一部分基因，如cDNA文库.(2)利用PCR技术扩增目的基因①含义:是一项在生物体外复制特定DNA片段的核酸合成技术。
②原理:DNA双链复制。
③条件:引物、DNA模板、Taq酶、四种脱氧核苷酸。
④过程。
a．目的基因DNA受热变性后解链为单链(90～95 ℃）。
b．引物与单链相应互补序列结合(55～60 ℃)。
c．在DNA聚合酶作用下进行延伸（70～75 ℃)。
d．重复循环多次。
⑤结果:每次循环后目的基因的量增加一倍，即成指数形式扩增(约为2n）。
(3）人工合成法①条件：基因比较小，核苷酸序列已知。
②方法:通过DNA合成仪用化学方法直接人工合成。
错误!探讨错误!：基因组文库和部分基因文库有什么区别?提示:基因组文库包含一种生物的全部基因,部分基因文库只包含一种生物的一部分基因.探讨错误!：PCR过程中需要解旋酶吗？所需要的DNA聚合酶应具有什么特点?提示:PCR过程中，DNA双链解开是在高温下完成的,不需要解旋酶;由于PCR过程温度较高，所以需要能耐高温的DNA聚合酶。
2016-2017学年高中生物第一单元生物技术与生物工程第1章微专题突破基因工程的操作工具与操作步骤总结教案中图版选修3编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（2016-2017学年高中生物第一单元生物技术与生物工程第1章微专题突破基因工程的操作工具与操作步骤总结教案中图版选修3）的内容能够给您的工作和学习带来便利。
同时也真诚的希望收到您的建议和反馈，这将是我们进步的源泉，前进的动力。
本文可编辑可修改，如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅，最后祝您生活愉快业绩进步，以下为2016-2017学年高中生物第一单元生物技术与生物工程第1章微专题突破基因工程的操作工具与操作步骤总结教案中图版选修3的全部内容。
基因工程的操作工具与操作步骤总结1．基因工程是分子水平上的生物工程，其原理是基因重组。
2．基因工程的基本工具是限制性内切酶、DNA连接酶和运载体，其中前两种工具是蛋白类的酶。
3．基因工程的基本操作程序主要包括四个步骤：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。
其中，目的基因的获取中构建基因文库实际上涉及基因工程的全过程。
cDNA 文库只是部分基因文库的一种,cDNA文库中的目的基因通过反转录法人工合成，无启动子和内含子。
PCR技术中解旋不用解旋酶。
构建基因表达载体时,一般用同种限制性内切酶剪切目的基因和载体，再用DNA连接酶连接.目的基因的检测与鉴定中有分子水平检测和个体水平鉴定,其中检测目的基因是否导入受体细胞、是否转录出mRNA、是否翻译成蛋白质都属于分子水平检测。
1．据图所示，有关工具酶功能的叙述错误的是( )A．限制性内切酶可以切断a处B．DNA聚合酶可以连接a处C．解旋酶可以使b处解开D．DNA连接酶可以连接c处【解析】限制性内切酶切割DNA分子时破坏的是DNA链中的磷酸二酯键，如图a处。
高中生物 1.3 基因工程的应用学案新人教版选修31、3 基因工程的应用学案新人教版选修3 教学流程主备人授课教师授课日期授课班级个性化内容学习目标:：1、能够例举基因工程的丰硕成果。
2、关注基因工程的发展。
自学: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________和利用植物产生________等方面。
（一）抗虫转基因植物1、杀虫基因：________、________ 、________ 、________ 。
2、成果：抗虫植物如水稻、棉、玉米、马铃薯、番茄等。
3、好处：减轻________、有利人类________ 、可以降低生产________ 等。
（二）抗病转基因植物1、病原微生物：________、________、________ 等。
2、抗病基因种类：（1）抗病毒基因：________、________ 等。
（2）抗真菌基因：________________ 、________________等。
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________的基因使作物抗碱、抗旱;鱼的使作物耐寒能力提高；________________使作物抗除草剂等。
2、成果：具抗寒能力的烟草、番茄，具抗除草剂的大豆、玉米等。
（四）利用转基因改良植物品质1、优良基因：必需氨基酸的蛋白质编码基因、控制番茄果实成熟的基因和植物花青素代谢有关的基因等。
2、成果：转基因玉米、转基因延熟番茄、转基因矮牵牛花等。
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、转基因鲤鱼等。
（二）改善畜产品的品质1、优良基因：肠基因。
2、成果：转基因奶牛分泌的牛奶中________ 减少。
（三）用转基因动物生产药物1、基因来源：________基因与乳腺蛋白基因的________等调控组件重组在一起。
高中生物第一单元生物技术与生物工程第1章第2节基因工程的应用教案中图选修31．举例说出基因工程的应用及取得的丰硕成果。
(重点)2．了解基因工程在农业和医学等方面的应用。
(难点)基因工程在农业上的应用1．抗虫棉(1)目的基因：苏云金杆菌的毒蛋白基因。
(2)培育过程：通过基因工程的四步操作将毒蛋白基因导入棉花细胞并且在棉花细胞内成功表达出毒蛋白。
(3)意义：抗虫作物的培育和种植，不但降低了作物的生产成本，使作物能稳产、高产，还降低了农药的使用，减少对环境的污染。
2．金米(1)目的基因：有关胡萝卜素合成的酶的基因。
(2)培育过程：通过基因工程的四步操作将有关胡萝卜素合成的酶的基因导入水稻细胞中，并诱导它们在水稻细胞内得以表达，使水稻中的双香叶素二磷酸转化成β胡萝卜素。
(3)作用：人们食用“金米”后，其中的β胡萝卜素在人体内转化成维生素A，为深受维生素A缺乏症之苦的人们带来了“金色希望”。
[合作探讨]科学家通过基因工程的方法，将苏云金杆菌的Bt毒蛋白基因转入普通棉株细胞内，并成功实现了表达，从而培育出了能抗棉铃虫的棉花植株——抗虫棉。
其过程大致如下图所示。
探讨1：Ti质粒是农杆菌中的一种质粒，其上有T—DNA，把目的基因插入Ti质粒的T—DNA 中是利用T—DNA的什么特点？提示：T—DNA可转移至受体细胞，并且整合到受体细胞染色体DNA上。
探讨2：Bt毒蛋白基因转入普通棉株细胞内并成功实现表达的过程，在基因工程中称为什么？提示：转化。
探讨3：将目的基因导入受体细胞的方法有很多种，该题中涉及的方法是什么？提示：农杆菌转化法。
探讨4：目的基因能否在棉株体内稳定遗传的关键是什么？提示：目的基因是否插入到受体细胞染色体DNA 上。
[思维升华]1．抗虫转基因植物(1)方法：将从某些生物中分离出的具有杀虫活性的基因导入农作物中，使其具有抗虫性。
(2)杀虫基因种类：Bt 毒蛋白基因、蛋白酶抑制剂基因、淀粉酶抑制剂基因、植物凝集素基因等。
(3)成果：抗虫棉、抗虫水稻等。
(4)意义：减少化学农药的使用，降低生产成本，减少环境污染，降低了对人类健康的损害。
2．抗病转基因植物(1)病原微生物⎩⎪⎨⎪⎧ 概念：引起植物生病的微生物类型：主要有病毒、细菌和真菌(2)方法：将抗病基因导入植物中，使其具有抗病特性。
(3)抗病转基因植物实例：目前人们已获得抗烟草花叶病毒的转基因烟草、抗病毒的转基因小麦、转基因甜椒、转基因番茄等多种作物。
(4)目的基因：抗病转基因植物所采用的基因，使用最多的是病毒外壳蛋白基因和病毒的复制酶基因；抗真菌转基因植物中可以使用的基因有几丁质酶基因和抗毒素合成基因。
【特别提示】 基因工程技术为培养作物抗病品种开辟了新途径。
抗病转基因植物根据抗病原体的类型分为抗病毒转基因植物、抗真菌转基因植物和抗细菌转基因植物。
3．其他抗逆转基因植物(1)不良环境条件的影响：盐碱、干旱、低温、涝害等不利环境条件是造成低产、减产的常见因素。
(2)方法：将抗逆基因导入植物，获得抗逆转基因作物。
(3)抗逆基因：调节细胞渗透压的基因，可使作物抗盐碱、抗干旱；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。
(4)成果：抗盐抗旱烟草、抗寒番茄、耐除草剂玉米等。
4．利用转基因改良植物的品质(1)利用转基因技术可以提高生物中氨基酸的含量、延长储存时间、改变花色等，从而提高作物品质。
(2)成果：实例一 我国科学家将富含赖氨酸的蛋白质编码基因导入玉米，获得的转基因玉米中赖氨酸的含量比对照提高30%。
实例二 我国科学家将控制番茄果实成熟的基因导入番茄，获得转基因延熟番茄，储存时间可延长1～2个月，有的可达80多天。
实例三我国科学家还成功地将与植物花青素代谢有关的基因导入花卉植物矮牵牛中，转基因矮牵牛呈现出自然界没有的颜色变异，大大提高了花卉的观赏价值。
1．利用基因工程技术培育能固氮的水稻新品种，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．避免氮肥使用过多引起环境污染D．改良土壤结构【解析】固氮水稻减少了氮肥的作用，避免了氮肥使用过多引起的富营养化。
【答案】 C2．金茶花是中国特有的观赏品种，但易被有害真菌感染得枯萎病，降低观赏价值。
科学家在某种植物中找到了抗枯萎病的基因，用转基因方法培育出了抗枯萎病的新品种。
请据图回答：(1)将②连接到①上并形成③，常用到的酶有________________________。
(2)抗枯萎病的金茶花培育成功，从变异的角度来说属于________。
(3)经过转基因方法获得的抗病金茶花，将来产生的配子中是否一定含有抗病基因？________。
(4)通过检测，被③侵染的金茶花叶片细胞具备了抗病性，这说明②已经________。
从抗病基因是否表达可以从个体水平上做________实验，简述实验过程。
________________________________________________________________________________________________________________________________【解析】(1)①是用限制性内切酶切割质粒，②是指目的基因的获取，③是指目的基因与质粒在DNA连接酶的作用下形成重组质粒。
(2)基因工程是在人为作用下将控制不同性状的基因重新组合从而改造生物性状，从本质上来说这种变异属于基因重组。
(3)转基因方法获得的抗病金茶花可能属于杂合子如Aa，将来产生的配于可能是A或a，故将来产生的配子不一定含有抗病基因。
(4)金茶花叶片细胞具备了抗病性，说明目的基因已在受体细胞中得到了表达。
【答案】(1)限制性内切酶、DNA连接酶(2)基因重组(3)不一定(4)表达抗病接种将普通金茶花和转基因金茶花分成两组，分别接种有害真菌，其他培养条件适宜且相同。
培养一段时间观察两组金茶花的抗病情况，通过对照确定抗病基因是否表达。
基因工程在医学上的应用1．基因工程药物(1)化学成分：医用多肽和蛋白质类产品。
(2)实例：重组人胰岛素、重组人干扰素等。
(3)标志：重组胰岛素投放市场，标志着世界上第一种基因工程药物应用于临床医学。
2．基因工程疫苗与传统疫苗相比最大的优点是：目的性强、安全性强，不会含有病毒或有害细菌以及它们的遗传物质。
3．基因治疗(1)治疗对象：治疗因基因异常导致的遗传疾病。
(2)概念：将正常基因或有治疗作用的基因通过一定方式导入靶细胞内，可以纠正基因缺陷而达到治疗疾病的目的。
(3)策略：基因置换、基因修复、基因增补、基因失活等。
[合作探讨]探讨1：干扰素是治疗癌症的重要药物，它必须从血液中提取，每300升人血中只能提取1 mg，所以价格昂贵。
美国加利福尼亚的某生物制药公司用如下方法生产干扰素(如下图所示)。
从上述方式中可以看出该公司生产干扰素运用的方法是什么？提示：基因工程。
探讨2：请说出科学家制备基因工程疫苗的思路。
提示：首先找到病毒或细菌中起关键作用的序列保守的蛋白质和编码它们的基因，然后利用基因工程的方法，由受体细胞来生产这些蛋白质。
探讨3：1990年，医生对一位由于基因缺陷，导致体内缺乏腺苷酸脱氨酶而患先天性体液免疫缺陷病的美国女孩进行治疗。
医生首先采集患者的血液样品，从中分离出一些白细胞进行体外培养，然后用病毒将正常腺苷酸脱氨酶基因转入白细胞中，再将这些转基因白细胞回输到患者的体内，经过多次治疗，患者的免疫功能趋于正常。
(1)该病的治疗属于基因工程技术运用中的什么手段？提示：基因治疗。
(2)上述实例中的目的基因、载体、受体细胞分别是什么？提示：腺苷酸脱氨酶基因；病毒；白细胞。
[思维升华]1．基因工程药物(1)利用工程菌生产基因工程药品①工程菌：用基因工程的方法，使外源基因得到高效表达的菌类细胞株系一般称为“工程菌”，如含有人胰岛素基因的大肠杆菌菌株、含有抗虫基因的土壤农杆菌菌株都是“工程菌”。
②产品：用基因工程方法制造的“工程菌”，可以高效率地生产各种高质量、低成本药品，如胰岛素、干扰素和乙肝疫苗等。
基因工程药品是制药工业上的重大突破。
(2)利用转基因动物生产药物①产品：目前，科学家已在牛和山羊等动物乳腺生物反应器中表达出了抗凝血酶、血清白蛋白、生长激素和α抗胰蛋白酶等重要医药产品。
②产品本质：用基因工程生产的药品，从化学成分上分析都应该是蛋白质。
③乳腺(房)生物反应器有以下主要用途：⎩⎪⎨⎪⎧生产多肽类药物生产基因工程疫苗生产抗体生产酶制剂2．基因治疗的原理、过程及途径(1)原理：利用正常基因置换或弥补缺陷基因的治疗方法，即把正常基因导入病人体内，使该基因的表达产物发挥功能，从而达到治疗疾病的目的。
(2)过程(3)途径途径比较体外基因治疗体内基因治疗不同点方法从患者体内获得某种细胞→体外完成基因转移→筛选、细胞扩增→输入体内直接向患者体内组织细胞中转移基因特点操作复杂，但效果可靠方法较简单，但效果难以控制相同点都是将外源基因导入靶细胞，以纠正缺陷基因，目前两种方法都处于临床试验阶段项目方法备注基因检测制作相应探针，利用DNA分子杂交原理，快速、准确检测人类某种疾病临床应用阶段基因治疗把健康的外源基因导入有基因缺陷的细胞中，可分为体外基因治疗和体内基因治疗两种方法仅处于初期的临床试验阶段，仍有许多问题和困难制约该技术的发展1．基因治疗是人类疾病治疗的一种新手段，下列有关叙述中不正确的是( ) 【导学号：99310007】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【解析】基因治疗时，主要是使外源基因(正常基因)的表达产物发挥作用，并没有使正常基因替换致病基因。
【答案】 C2．在药品生产中，有些药品如干扰素、白细胞介素、凝血因子等，以前主要是从生物体的组织、细胞或血液中提取的，由于受原料来源限制，价格十分昂贵，而且产量低，临床供应明显不足。
自70年代遗传工程发展起来以后，人们逐步地在人体内发现了相应的目的基因，使之与质粒形成重组DNA，并将重组DNA引入大肠杆菌，最后利用这些工程菌，可以高效地生产出上述各种高质量低成本的药品。
请分析回答：(1)在基因工程中，质粒是一种最常用的______，它广泛地存在于细菌细胞中，是一种很小的环状______分子。
(2)在用目的基因与质粒形成重组DNA过程中，一般要用到的工具酶是________和________。
(3)将含有“某激素基因”的质粒导入细菌细胞后，能在细菌细胞内直接合成“某激素”，则该激素在细菌体内的合成包括________和________两个阶段。
