高中生物必修二
生物必修 1 第二节 基因工程及其应用
莲花中学 刘冬兰
本节聚焦：
（一）基因工程的原理
1、基因工程的概念：基因工程又叫基因拼接技术或DNA重组技术。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。
2、基因工程的工具
①基因的“剪刀”：限制性内切酶（具有特异性），一种限制酶只能列识别特定的核苷酸序列。
②基因的“针线”：DNA连接酶（连接不同DNA分子的“接口”）
③基因运输工具：运载体
作为运载体必须具备以下条件：其一：能够在宿主细胞中复制并稳定地保存；其二：具有多个限制酶切点，便于与外源基因连接；其三，具有某些标记基因，便于筛选。常用的运载体：质粒、噬菌体、动植物病毒。
3、基因工程的操作过程
方法： 提取目的的基因
目的基因与运载体结合 形成重组DNA分子
目的基因导入受体细胞 常用的受体细胞：大肠杆菌、土脓杆菌、动植物细胞
目的基因的检测与表达 检测：根据标记基因是否导入
表达：通过特定导入性状的产生是否确定目的基因是否表达 直接分离法（鸟枪法）
人工合成法 高中生物必修二
生物必修 2
（三）转基因生物与转基因食品的安全性
有关转基因造成的危害可能有以下几方面：
①可能破坏生物多样性
②可能干扰生态系统的稳定性
③可能干扰产生抗除草剂的杂草
④可能产生新毒素或者新过敏原
例题选讲：
[例1]（07高考·全国理综Ⅱ）下列有关基因工程中限制性内切酶的叙述，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.限制性内切酶能切割RNA
D.限制性内切酶可以从原核生物中提取
[解析]:考查限制性内切酶的相关知识,此类酶主要存在于微生物中，可以从细菌等核生物中提取；每种限制酶只能识别一种特定的脱氧核昔酸序列并从特定切点切割DNA分子，它不能对RNA分子发挥作用。选C 转基因植物：抗虫棉、耐储存的番茄等
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1 / 7 《基因工程》教案
【教学目标】
（1）举例说出基因工程的原理，并说明“工程菌”的培育过程。
（2）举例说出基因工程在工农业生产和医疗方面的应用。
（3）能正确认识转基因生物的安全性。
2.过程与方法
通过调查活动和动画演示等方法探究基因工程在生产生活中的应用，提高信息整合能力。
3.情感态度和价值观
通过学习基因生物技术及产品安全性对人类的影响，培养学生辩证看待生物技术的态度。
【教学重点】
（1）“工程菌”的培育过程。
（2）基因工程的应用。
（3）转基因生物的安全性。
【教学难点】
（1）基因工程的原理及大致操作过程。
（2）转基因技术和产品的安全性。
【课前准备】
多媒体课件
【课时安排】
1课时
【教学过程】
一、导入新课
播放视频：《美国科学家培育出首批转基因婴儿》
据国外媒体报道：美国科学家成功培育出了世界首批转基因婴儿，这些健康宝宝在出生word
2 / 7 前都经历过一系列基因科学实验。该事件在美国甚至在全球都激起了关于伦理的激烈争论，一方面体现了科学家希望通过改变人类生殖细胞基因培养出正常、健康的婴儿，另一方面有悖人类的伦理观。
关于转基因技术，你们都有哪些了解呢？这节课，我们就来学习基因工程及其应用。
二、新课学习
在美国马里某某有个小女孩，她体内的某个基因与正常人不同，无法合成有分解氨基毒素功能的酶，导致其免疫功能严重低下，只能生活在无菌的隔离帐内。1990 年， 当小女孩4 岁时，医生们用基因治疗的方法使她的病情大为缓解，由此她成为世界上接受基因治疗的第一人。
基因治疗是基因工程研究的一个重要方面，虽然目前还处于试验阶段，但它已经为我们展现了生物工程的美好前景。
视频：《基因工程与医学》
（一）基因工程的原理
基因工程的原理：
各种生物的DNA 在组成方式上是相同的，基因蕴含的遗传信息在动物、植物和微生物之间也是相通的，一种生物的基因在另一种生物体内同样可以得到表达。
真诚为您提供优质参考资料，若有不当之处，请指正。
1 / 2 2019-2020年高中生物基因工程及其应用教案新课标人教版必修2
一、教学目标
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。
二、教学重点和难点
1.教学重点
（1）基因工程的基本原理。
（2）基因工程的安全性问题。
2.教学难点
（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。
三、教学策略
本节教学可用2课时。第一课时从对杂交育种及诱变育种的特点总结入手，结合“问题探讨”，引入基因工程的概念。在第一课时，教师应将重点放在引导学生了解基因工程的基本原理和大致过程上。教学中，教师可以结合学生熟悉的具体事例来讲述，还可以安排学生制作模型的活动来模拟基因工程的操作过程，使学生切身体会基因工程“剪、拼、接、转”的主要过程。有条件的学校也可以制作电脑动画来表现这一动态过程。通过第一课时的学习，学生应该了解基因工程所用到的“工具”和基因工程的大致过程。教科书根据学生的认识规律，先分别介绍几种“工具”，再简要介绍基因工程的连续过程。教师在教学中应注意教学内容的组织和衔接。
值得强调的是，本节的侧重点是基因工程的原理，因此在教学深度的把握上应定位在学生了解基因工程的过程和方法，而不必引入过多的专业术语和详细的操作技术，语言力求形象生动，避免不适当的扩展，增加深度和难度。有兴趣的学生可以在生物选修3《现代生物科技专题》中进一步学习。
第二课时可在列举基因工程各种应用的基础上，重点引导学生讨论基因工程应用的利与弊。教师应布置学生搜集有关资料，采用思考、分析、想像、推断和辩论相结合的方法，围绕基因工程的利与弊，分析讨论是否需要关注转基因食品和转基因生物。对于这个问题，教师不必刻意将学生的争论引向一致的结论，争辩的过程本身就是对学生思维的训练，能够给予学生不少启发。教师要注意引导学生摆事实、讲道理，做出合乎逻辑的推断，鼓励学生积极参与。教师可设计合适的情境，组织学生进行角色扮演、制作公益广告、撰写咨询报告等多种活动，让学生站在不同角度思考问题并做出判断，使学生体会到参与社会问题的讨论和决策的方法。
【优化设计】2018-2019 学年高中生物 1.3 基因工程的应用课后习题 新人教版选修 3
1. 下列叙述符合基因工程概念的是( )
A. 黑麦与六倍体普通小麦杂交,杂种通过秋水仙素或低温处理得到八倍体小黑麦
B. 将人的干扰素基因重组到质粒后导入大肠杆菌,获得能产生人干扰素的菌株
C.用紫外线照射青霉菌,使其 DNA 发生改变,通过筛选获得青霉素高产菌株
D.自然界中天然存在的噬菌体自行感染细菌后其 DNA 整合到细菌 DNA 上
解析:A 选项八倍体小黑麦的培育利用的是染色体变异。C 选项利用的原理是基因突变。D 选项属于基因重组,但是发生在自然条件下,不符合基因工程“按照人们的愿望,进行严格的设计”的概念。答案:B
2. 下列关于基因工程的说法中,正确的是( )
A.基因工程的设计和施工是在细胞水平上进行的B.基因工程都是在生物体外完成的
C.基因工程是对蛋白质进行的操作
D.基因工程能打破物种间的界限,定向改造生物性状
解析:基因工程是 DNA 分子水平上进行设计和施工的。DNA 重组技术是在生物体外完成的,目的基因的表达是在细胞内完成的。
答案:D
3. 下列高科技成果中,根据基因重组原理进行的是( )
①我国科学家袁隆平利用杂交技术培育出超级水稻 ②我国科学家将苏云金芽孢杆菌的某些基因移植到棉花体内,培育出抗虫棉 ③我国科学家通过返回式卫星搭载种子培育出太空椒
A.① B.①② C.①②③ D.②③
解析:自然界的基因重组发生在减数分裂过程中,同源染色体的两条非姐妹染色单体间的互换和非同源染色体间的自由组合都可以发生基因重组;人工的基因重组就是基因工程。在题目给出的选项中:①袁隆平利用杂交技术培育出的超级水稻,其原理是自然界的基因重组。②将苏云金芽孢杆菌的某些基因移植到棉花体内,培育出的抗虫棉,属于通过基因工程进行的基因重组,该方法将目的基因移植到某种生物,整合到该生物的 DNA 分子中,并使目的基因得以表达,其最大优点就是克服了远缘杂交不亲和的障碍。③是利用宇宙射线,诱发种子发生基因突变,从而培育出太空椒。
