基因工程導(dǎo)學(xué)案

1、 班級：_學(xué)號：_姓名：_第6章 從雜交育種到基因工程第2節(jié) 基因工程及其應(yīng)用導(dǎo)學(xué)案第一課時(shí)執(zhí)筆人：張克勝 審核人：李麗華 2009年5月 日一、 學(xué)習(xí)目標(biāo)1、知識目標(biāo)(1)簡述基因工程的基本原理。(2)知道基因工程最基本的工具。(3)簡述基因工程的基本步驟。2、能力目標(biāo)利用課本以外的資料和信息解決課內(nèi)學(xué)習(xí)中發(fā)現(xiàn)的問題，培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)能力。3、情感目標(biāo)通過學(xué)習(xí)基因工程，激發(fā)學(xué)生對生物知識的興趣，開闊學(xué)生的思路，樹立在學(xué)習(xí)上努力刻苦的決心。二、學(xué)習(xí)重點(diǎn)基因工程的基本原理學(xué)習(xí)難點(diǎn) 基因工程的基本原理三、學(xué)習(xí)方法指導(dǎo) 課前導(dǎo)學(xué)、質(zhì)疑討論、反饋矯正、遷移創(chuàng)新四、知識鏈接1、什么是基因？回答：2、DNA分

2、子的結(jié)構(gòu)有何特點(diǎn)？試述之?；卮穑?、酶有哪些特性？回答：4、雜交育種能夠?qū)⑼N生物不同個(gè)體的優(yōu)良性狀集于一身，我們能否將一種生物的優(yōu)良性狀移植到另一種生物身上呢？思考并回答?；卮穑?、中心法則的內(nèi)容包括哪些？請書寫完整的表達(dá)式。回答：五、探究過程 （一）基因工程的原理問題1基因工程又叫做_或_。通俗地說，就是_。 問題2 基因工程是在_上進(jìn)行的_水平的設(shè)計(jì)施工，_、_、_是基因工程最基本的工具。問題3 基因的“剪刀”是指_，簡稱_。其作用特點(diǎn)是_。 問題 4 基因的“針線”是指_。當(dāng)用_切割兩種來源不同的DNA后，露出的末端可以通過_黏合起來，但_和_交替連接而構(gòu)成的DNA骨架上仍有缺口，該缺

3、口就需要靠_來“縫合”。 問題 5基因的運(yùn)載體是指_的運(yùn)輸工具。目前常用的運(yùn)載體有_、_和_等。質(zhì)粒存在于_等生物中，是細(xì)胞染色體外能夠_的_狀DNA分子。問題 6基因工程的操作步驟是：_、_、_、_。拓展視野 閱讀 （二）基因工程的工具基因工程是在DNA上進(jìn)行的分子水平的設(shè)計(jì)施工，需要專門的工具：“剪刀”限制性內(nèi)切酶、“針線”DNA連接酶、運(yùn)載體。a. 限制性核酸內(nèi)切酶（簡稱限制酶）已發(fā)現(xiàn)的限制性酶達(dá)200多種，一種限制酶只能識別一定的核苷酸序列，并能在特定的切點(diǎn)上切割DNA分子，不同限制酶切割DNA分子的切點(diǎn)不同，豐富的限制酶系為專一性切割DNA分子中的不同基因提供了條件。b. DNA連接

4、酶DNA連接酶的作用是在DNA分子連接過程中，催化磷酸二脂鍵的形成。如果把DNA分子看成“梯子形”，DNA連接酶的作用是把梯子的扶手連接起來。c. 運(yùn)載體運(yùn)載體是基因的運(yùn)輸工具，在基因操作過程中，使用運(yùn)載體有兩個(gè)目的：一是用它作為運(yùn)載工具，將目的基因送到宿主細(xì)胞中去；二是利用它在宿主細(xì)胞內(nèi)對目的基因進(jìn)行大量復(fù)制。（三）基因工程操作的基本步驟步驟1、提取目的基因 提取目的基因的兩條途徑：直接分離基因和人工合成基因。步驟2、目的基因與運(yùn)載體結(jié)合 用同一種限制酶處理目的基因和運(yùn)載體，而后加DNA連接酶，使目的基因載入到運(yùn)載體中，形成重組DNA。思考1：目的基因與運(yùn)載體結(jié)合的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)是什么？回答：步驟

5、3、將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞。 重組DNA導(dǎo)入受體細(xì)胞步驟 4、目的基因的表達(dá)與檢測 根據(jù)標(biāo)記基因判斷目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞與否。思考2：檢測目的基因在受體細(xì)胞是否表達(dá)的依據(jù)是什么？回答：思考3：基因工程是否形成了生新的基因？能否產(chǎn)生新的物質(zhì)？回答： 例題分析1、右圖示限制酶切割某DNA分子過程，從圖中可知，該限制酶能識別的堿基序列是（ ）ACTTAAGBCUUAAGCGAATTCDGAAUUC思路解析：每種限制酶只能識別某種特定的核苷酸序列，并只能在特定的位點(diǎn)切割DNA分子，從圖中可知，該酶識別的核苷酸序列為GAATTC，并在G與A之間將這段序列切開。2、用基因工程技術(shù)可使大腸桿菌合成人的蛋白質(zhì)

6、。下列敘述不正確的是（ ）A常用相同的限制性內(nèi)切酶處理目的基因和質(zhì)粒BDNA連接酶和DNA聚合酶是構(gòu)建重組質(zhì)粒必需的工具酶C可用含抗生素的培養(yǎng)基檢測大腸桿菌中是否導(dǎo)入了重組質(zhì)粒D導(dǎo)入大腸桿菌的目的基因不一定能成功表達(dá)思路解析：基因工程中限制性內(nèi)切酶和DNA連接酶是構(gòu)建重組質(zhì)粒必需的工具酶。質(zhì)粒作為運(yùn)載體必須具有標(biāo)記基因，導(dǎo)入的目的基因不一定能夠表達(dá)成功，還要進(jìn)行修飾或其他處理。六、評價(jià)反饋A級1、下列正確表示基因操作“四部曲”的是（ ）A提取目的基因目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞目的基因與運(yùn)載體結(jié)合目的基因的表達(dá)和檢測 B目的基因的表達(dá)和檢測提取目的基因目的基因與運(yùn)載體結(jié)合目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞 C提取目

7、的基因目的基因與運(yùn)載體結(jié)合將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞目的基因的表達(dá)和檢測 D目的基因與運(yùn)載體結(jié)合提取目的基因?qū)⒛康幕驅(qū)胧荏w細(xì)胞目的基因的表達(dá)和檢測2、切取某動(dòng)物合成生長激素的基因，用某方法將此基因轉(zhuǎn)移到鲇魚的受精卵中，從而使鲇魚比同類個(gè)體大了34倍，此項(xiàng)研究遵循的原理是（ ） A基因突變DNARNA蛋白質(zhì)B基因工程DNARNA蛋白質(zhì)C細(xì)胞工程 D基因工程3、對如右圖有關(guān)工具酶功能的敘述不正確的是 （ ）A切斷a處的酶為限制性核酸內(nèi)切酶B連接a處的酶為DNA連接酶C切斷b處的酶為解旋酶D連接b處的酶為RNA聚合酶B級4、采取基因工程的方法培育抗蟲棉，下列導(dǎo)入目的基因的做法，正確的（ ）將毒素蛋白

8、注射到棉受精卵中 將編碼毒素蛋白的DNA序列，注射到棉的受精卵中 將編碼毒素蛋白的DNA序列與質(zhì)粒重組，導(dǎo)入細(xì)菌，用該細(xì)菌感染棉的體細(xì)胞，再進(jìn)行組織培育 將編碼毒素蛋白的DNA序列與細(xì)菌質(zhì)粒重組，注射到棉的子房并進(jìn)入受精卵A B C D5、在基因工程中用來修飾改造生物基因的工具是（ ）A限制酶和連接酶 B限制酶和水解酶 C限制酶和運(yùn)載體 D連接酶和運(yùn)載體選做題C級6、基因工程中使用的運(yùn)載體是（ ）A病毒DNA B細(xì)菌核區(qū)DNA C植物DNA D動(dòng)物DNA7、“向日葵豆”指（ ）A向日葵嫁接到菜豆上的產(chǎn)物B菜豆嫁接到向日葵上的產(chǎn)物C向日葵與菜豆雜交的產(chǎn)物D菜豆基因轉(zhuǎn)移到向日葵中的產(chǎn)物D級8、某科

9、學(xué)家從細(xì)菌中分離出耐高溫淀粉酶(Amy)基因a，通過基因工程將a轉(zhuǎn)移到馬鈴薯植物中。經(jīng)檢測，Amy在成熟塊莖細(xì)胞的細(xì)胞間隙中發(fā)現(xiàn)。（1）在基因工程中，a叫_，提取它的一個(gè)必要步驟是用限制酶切出黏性末端。它與運(yùn)載工具_(dá)結(jié)合前還必須經(jīng)過的處理步驟是限制酶使質(zhì)粒露出黏性末端。（2）Amy在成熟塊莖細(xì)胞間隙中的發(fā)現(xiàn)，說明細(xì)菌的基因a已整合到右圖中的細(xì)胞核或 _中。（3）合成Amy的過程分為_和_兩大步驟。（4）以本圖比做馬鈴薯塊莖的缺陷細(xì)胞是該圖多畫了 葉綠體。9、科學(xué)家通過基因工程培育抗蟲棉時(shí)，需要從蘇云金芽孢桿菌中提取抗蟲基因，“放入”棉花細(xì)胞中與棉花的 DNA分子結(jié)合起來并發(fā)揮作用。 請完成下列

10、有關(guān)問題： (1)從蘇云金芽孢桿菌中切割抗蟲基因所用的工具是_，其特點(diǎn)是_。 (2)寫出“轉(zhuǎn)基因抗蟲棉”抗害蟲的遺傳信息傳遞的過程：_。(3)進(jìn)行基因操作一般要經(jīng)過的四個(gè)步驟是_；_；_；_。10、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上大量使用化肥存在許多負(fù)面影響，“生物固氮”已成為一項(xiàng)重要的研究課題。生物固氮是利用根瘤菌、藍(lán)藻等微生物，將空氣中的N2固定為NH3的過程。（1）與人工合成NH3所需的高溫、高壓條件相比，生物固氮的順利進(jìn)行是因?yàn)檫@些生物體內(nèi)有特定的_，這類物質(zhì)的化學(xué)本質(zhì)是_。（2）人們正致力于轉(zhuǎn)基因固氮植物的研究，科學(xué)家已通過_將根瘤菌的固氮基因轉(zhuǎn)移到了水稻細(xì)胞中，并在水稻細(xì)胞中找到了固氮物質(zhì)。這說明根瘤菌

11、的固氮基因被整合到了水稻細(xì)胞的_中。（3）在水稻細(xì)胞中得到了與根瘤菌細(xì)胞相同的固氮物質(zhì)，這表明固氮基因在表達(dá)時(shí)使用了相同的_。（4）寫出固氮基因控制固氮物質(zhì)合成的表示式：_。七、歸納與小結(jié)：1、基因重組和基因工程的比較比較項(xiàng)目基因重組基因工程不同點(diǎn)概念在生物體進(jìn)行有性生殖過程中，控制不同性狀的基因的重新組合按照人們的意愿，把一種生物的某種基因提取出來，加以修飾改造，然后放到另一種生物的細(xì)胞里，定向地改造生物的遺傳性狀重組基因同一物種的不同基因不同物種間的不同基因繁殖方式有性生殖無性生殖變異大小小大意義是生物變異的來源之一，對生物進(jìn)化有重要意義使人類有可能按自己的意愿直接定向地改變生物，培育出新品種相同點(diǎn)都實(shí)現(xiàn)了基