最新高中生物-基因工程及其应用学案 精品

第2节 基因工程及其应用
学习目标定位
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。
探究交流平台
探究主题1 基因工程的原理
【自主学习】
1．含义

(2)基因的“针线”
①名称： 酶。
②作用：连接 和 之间的缺口。
(3)基因的运载体
①作用：将外源基因送人
②种类：质粒、____、____等。
③质粒：存在于许多 以及酵母菌等生物的细
胞中，是拟核或细胞核外能够 的

3．基因工程的步骤
(1) ；(2)目的基因与 结合；
(3)将目的基因导入 ；(4)目的基因的
__
【合作探究】
1．分析基因工程的概念，从以下几个方面理解。

2．限制性核酸内切酶被称为基因的“剪刀”，思考：
(1)限制酶对DNA分子的作用结果是什么？EcoRI
限制酶能专一识别GAATTC序列，并在G和A之
间将这段序列切开，试画出该酶作用于下列DNA
片段的结果示意图。

基因工程的别名 基因拼接技术或
操作对象
操作水平 水平
优点 可 改造生物的遗传性状

某基因工程的别名
操作环境
操作对象
操作水平
原理
基本过程
(2)结合以上过程分析限制酶作用于DNA分子的
哪个部位？体现了限制酶的什么特点？

3．基因的“针线”-DNA连接酶专门“缝合”两介
DNA片段，它和DNA聚合酶有所不同，试对二者
进行比较。

4．运载体是基因工程的运输工具，结合运载体的功
能
及教材P 118图6-5，讨论运载体应有哪些特点。

5．阅读教材P118图6-6基因工程操作的基本步骤示
意图，思考下列问题：
(1)用限制酶切断质粒和外源基因时，如何保证二者
能连接形成重组DNA分子？

(2)基因工程的四个步骤中哪些涉及到碱基互补配
对？

探究主题2 基因工程的应用及其安全性
【自主学习】
1．基因工程的应用
(1)基因工程与作物育种
①目的：获得高产、稳产和具有优良品质的农作物，
培育出具有各种 的作物新品种。
②实例： 的转基因抗虫棉。
③意义：抗虫基因作物的使用，不仅减少了 、
大大降低了生产成本，而且还减少了农药对环境的
污染。
(2)基因工程与药物研制
①实例：用基因工程方法生产胰岛素。
②过程：胰岛素基因与大肠杆菌的DNA分子

比较项目 DNA连接酶 DNA聚合酶
不同点
作用对象

作用条件
相同点 作用部位
，并且在大肠杆菌内获得成功的____。
(3)基因工程与环境保护
实例：利用转基因细菌 ，吸
收环境中的重金属，分解泄漏的石油、处理工业废水
等。
2．转基因生物和转基因食品的安全性
(1)两种观点
①转基因生物和转基因食品不安全，要严格控
制。
②转基因生物和转基因食品是安全的，应该
(2)我国的态度：十分重视转基因生物及其产
品的安
全性问题。
【合作探究】
1．基因工程和基因重组都能实现基因的重新组合，
使
生物产生变异，试比较二者的不同。

2．结合基因工程的操作过程，尝试描述培育转基因抗
虫棉的过程。

典型例题导学
敲除是应用DNA重组原理发展起来的一门新兴技
术。通常意义上的基因敲除主要是应用DNA重组
原理，用设计好的DNA片段替代动物细胞内的基
因片段，从而达到基因敲除的目的。运用基因重组
进行基因敲除是构建基因敲除动物模型中最普遍的
使用方法，其基本原理如图所示。

请回答下列问题：
(1)在把与靶基因序列同源的目的基因导人受体细
胞前，应选择一个合适的运载体与之结合，形成的
DNA分子称为 ，在这个过程中所需的工具酶
有 和

比较项目 基因工程 基因重组
重组方式
繁殖方式
变异大小
(2)如果要获得一只含目的基因的小鼠，则选择的受
体细胞应该是 。
(3)上述途径获得的动物，其后代是否都含目的基
因。为什么？__ __。
(4)以质粒为运载体，用同一种限制酶切割质粒和目
的基因，在切割后的运载体与目的基因连接时，若只
考虑两两连接，连接方式有 种。
(5)上述过程实现的重组类似于减数分裂中
时期的 现象。
【解题思路】
【误区警示】如何检测目的基因是否导入受体细胞并
能成功表达？

课堂达标评价
1．(2018．惠阳高一检测)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
2．下列黏性末端由同一种限制酶切割而成的是( )

3．下图为DNA分子在不同酶的作用下所发生的变
化，图中依次表示限制性核酸内切酶、DNA聚合酶，
DNA连接酶、解旋酶作用的正确顺序是 ( )
4．利用基因工程，将目的基因导人受体细胞并成功表
达的过程中与“基因”的生理活动无关的酶是( )
A. RNA聚合酶 B．DNA聚合酶
C．DNA连接酶 D．逆转录酶
5．运用现代生物技术，将苏云金杆菌的抗虫基因整合
到棉花细胞中，为检测实验是否成功，最方便的方法
是检测棉花植株是否有 ( )
A．抗虫基因 B．抗虫基因的产物
C．标记基因 D．抗虫性状
6．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
接酶和运载体
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是因为细菌
繁殖快
D．只要目的基因进入了受体细胞就能实现成功表达
7．如图表示一项重要生物技术的关键步骤，字母X可
能代表 ( )

A.能合成胰岛素的细菌细胞
B．能合成抗体的人类细胞
C．不能合成胰岛素的细菌细胞
D．不能合成抗生素的人类细胞
8．（2018．长春高一检测）如图
是DNA分子结枸模式图，请
写出有关的名称，并按要求回
答下面的问题。
(1)填写名称：
① ；
② ；
③ ；
④ ；
⑤ ；
(2)有人形象的将DNA的平面结构比喻为一架“梯
子”，那么组成这个“梯子”“扶手”的物质是 和
__ ，它形成了DNA分子的基本骨架；相当于两
个“扶手”间“阶梯”的物质是____，它的形成靠
相连，并严格遵循 原则。
9．中国青年科学家成功地把人的抗病毒干扰素基因
“嫁接”到烟草的DNA分子上，使烟草获得了抗病
毒的能力，试分析回答：
(1)抗病毒烟草的培育应用了 技术。
(2)在培育过程中，所用的基因“剪刀”是 ，
基因的“针线”是 ，基因的“运载工具”是

(3)烟草具有抗病毒能力，说明烟草体内产生了

(4)烟草DNA分子被“嫁接”上或“切割”掉某个基
因，但并不影响该基因的表达，从基因功能角度考
虑，说明

【课堂小结】
回顾教材，自我整理所学的知识和方法：