第六章第2節(jié)基因工程及其應(yīng)用

1、蒙陰一中高二生物學(xué)案 編制：劉玉美 審核：公茂梅 時(shí)間：2012-12-05第六章第2節(jié) 基因工程及其應(yīng)用【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1. 簡(jiǎn)述基因工程的基本原理；2. 舉例說(shuō)出基因工程在農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥等領(lǐng)域的應(yīng)用；3. 關(guān)注轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因食品的安全性?！菊n前自主學(xué)習(xí)】一、基因工程的原理1. 基因工程的概念：基因工程又叫 技術(shù)或 技術(shù)。通俗地說(shuō)，就是按照人們的意愿，把一種生物的 提取出來(lái)，加以 ，然后放到另一種 生物的細(xì)胞里， 地改造生物的 。基因工程是在 上進(jìn)行的 水平的設(shè)計(jì)施工，需要有專門的工具?；蚬こ套罨镜墓ぞ哂校骸?”、“ ”、“ ”。2.基因工程的工具 （1）、基因的“剪刀”：_（簡(jiǎn)稱_）（2）

2、、基因的“針線”：_（3）、基因的 ：基因工程中，目前常用的運(yùn)載體有_、_和_等。3. 基因工程的操作步驟：基因工程操作的一般步驟為：_、目的基因與_結(jié)合、將目的基因?qū)隷、目的基因的_和_。二、基因工程的應(yīng)用1、抗蟲(chóng)基因作物的使用，不僅減少了_，大大降低了生產(chǎn)成本，而且還減少了_。2、基因工程生產(chǎn)藥品有_、_、_等。3、目前關(guān)于轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品的安全性，有兩種觀點(diǎn)，一種觀點(diǎn)是轉(zhuǎn)因生物和轉(zhuǎn)基因食品不安全，_；另一種觀點(diǎn)_?！菊n前預(yù)習(xí)自測(cè)】1要使目的基因與對(duì)應(yīng)的載體重組，所需的兩種酶是 （ ） 限制酶連接酶解旋酶還原酶 2基因工程的正確操作步驟是 （ ）使目的基因與運(yùn)載體結(jié)合將目的基因?qū)?/p>

3、受體細(xì)胞目的基因的表達(dá)和檢測(cè) 提取目的基因 3科學(xué)家們經(jīng)過(guò)多年努力，創(chuàng)立了一種新興生物技術(shù)基因工程，實(shí)施該工程的最終目的是 （ ）A定向提取生物體的DNA分子 B定向地對(duì)DNA分子進(jìn)行“剪切”C在生物體外對(duì)DNA分子進(jìn)行改造 D定向地改造生物的遺傳性狀4下列哪項(xiàng)不是基因工程中經(jīng)常使用的用來(lái)運(yùn)載目的基因的載體 （ ）A細(xì)菌質(zhì)粒 B噬菌體 C動(dòng)植物病毒 D 細(xì)菌核區(qū)的DNA5、不屬于基因工程方法生產(chǎn)的藥物是 （ ）A、干擾素B、白細(xì)胞介素C、青霉素D、乙肝疫苗6、下列哪一組生物都是通過(guò)基因工程方法培育成功的 （ ）A、轉(zhuǎn)基因奶牛與無(wú)籽西瓜B、超級(jí)小鼠與高產(chǎn)青霉菌C、超級(jí)綿羊與無(wú)籽番茄 D、超級(jí)綿羊

4、與抗蟲(chóng)棉【課堂探究】一、基因工程的原理1.基因工程育種與雜交育種、誘變育種相比，主要優(yōu)點(diǎn)是什么？其原理是什么？2.限制酶有什么特點(diǎn)？DNA酶、DNA連接酶和DNA聚合酶有社么區(qū)別？3. 目的基因能否直接導(dǎo)入受體細(xì)胞？4切割運(yùn)載體和目的基因往往是用同一種限制酶還是兩種？5. 基因工程的操作步驟？有哪些應(yīng)用？二、總結(jié)基因工程的別名操作環(huán)境操作對(duì)象操作水平操作工具基本過(guò)程結(jié)果【當(dāng)堂達(dá)標(biāo)】1、下表關(guān)于基因工程中有關(guān)基因操作的名詞及對(duì)應(yīng)的內(nèi)容，正確的組合是供體剪刀針線運(yùn)載體受體A質(zhì)粒限制性內(nèi)切酶DNA連接酶提供目的基因的生物大腸桿菌等B提供目的基因的生物DNA連接酶限制性內(nèi)切酶質(zhì)粒大腸桿菌等C提供目的基

5、因的生物限制性內(nèi)切酶DNA連接酶質(zhì)粒大腸桿菌等D大腸桿菌等DNA連接酶限制性內(nèi)切酶提供目的基因的生物 質(zhì)粒2、下列有關(guān)基因工程技術(shù)的敘述，正確的是 （ ）A.重組DNA技術(shù)所用的工具酶是限制酶、連接酶和運(yùn)載體B.所有的限制酶都只能識(shí)別同一種特定的核苷酸序列C.選用細(xì)菌作為重組質(zhì)粒的受體細(xì)胞是因?yàn)榧?xì)菌繁殖快D.只要目的基因進(jìn)入了受體細(xì)胞就能成功實(shí)現(xiàn)表達(dá)3、實(shí)施基因工程第一步的一種方法是把所需的基因從供體細(xì)胞內(nèi)分離出來(lái)，這要利用限性內(nèi)切酶。一種限制性內(nèi)切酶能識(shí)別DNA子中的GAATTC順序，切點(diǎn)在G和A之間，這是應(yīng)用了酶的 （ ） A高效性 B.專一性 C多樣性 D.催化活性受外界條件影響4、19

6、93年，我國(guó)科學(xué)工作者培育成的抗棉鈴蟲(chóng)的轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉，其抗蟲(chóng)基因來(lái)源（ ）A.普通棉花的基因突變 B.棉鈴蟲(chóng)變異形成的致死基因C.寄生在棉鈴蟲(chóng)體內(nèi)的線蟲(chóng) D.蘇云金芽孢桿菌中的抗蟲(chóng)基因5下圖表示限制酶切割某DNA的過(guò)程，從圖中可知，該限制酶能識(shí)別的堿基序列及切點(diǎn)是 ( )A.CTTAAG，切點(diǎn)在C和T之間B.CTTAAG，切點(diǎn)在G和A之間C.GAATTC，切點(diǎn)在G和A之間D.GAATTC，切點(diǎn)在C和T之間6切取牛的生長(zhǎng)激素和人的生長(zhǎng)激素基因，用顯微注射技術(shù)將它們分別注入小鼠的受精卵中，從而獲得了“超級(jí)鼠”，此項(xiàng)技術(shù)遵循的原理是 ( )A.基因突變：DNARNA蛋白質(zhì)B.基因工程：RNARNA蛋

7、白質(zhì)C.細(xì)胞工程：DNARNA蛋白質(zhì)D.基因重組：DNARNA蛋白質(zhì)7、下列關(guān)于DNA連接酶的敘述正確的是 （ ）催化相同黏性末端的DNA片斷之間的連接 催化不同黏性末端的DNA片斷這間的連接 催化兩個(gè)黏性末端互補(bǔ)堿基間氫鍵的形成 催化DNA分子兩條鏈的脫氧核糖與磷酸間鍵的形成A、 B、 C、 D、8質(zhì)粒是基因工程最常用的運(yùn)載體，它的主要特點(diǎn)是 （）能自主復(fù)制 不能自主復(fù)制 結(jié)構(gòu)很小 蛋白質(zhì) 環(huán)狀RNA分子環(huán)狀DNA 能“友好”地“借居”A. B. C. D.【課后鞏固】1、關(guān)于右圖DNA分子片段的說(shuō)法正確的是 （ ）A限制性內(nèi)切酶可作用于部位，解旋酶作用于部位GCATATGCATAT15N1

8、4NB處的堿基缺失導(dǎo)致染色體結(jié)構(gòu)的變異C把此DNA放在含15N的培養(yǎng)液中復(fù)制2代，子代 中含15N的DNA占3/4D該DNA的特異性表現(xiàn)在堿基種類和（A+T）/（G+C）的比例上2、上海醫(yī)學(xué)遺傳研究所成功培育出第一頭攜帶白蛋白的轉(zhuǎn)基因牛，他們還研究出一種可大大提高基因表達(dá)水平的新方法，使轉(zhuǎn)基因動(dòng)物乳汁中的藥物蛋白含量提高30多倍，轉(zhuǎn)基因動(dòng)物是指 （ ）A.提供基因的動(dòng)物 B.基因組中增加外源基因的動(dòng)物C.能產(chǎn)生白蛋白的動(dòng)物 D.能表達(dá)基因信息的動(dòng)物3、下列不屬于利用基因工程技術(shù)制取的藥物是 （ ） A、從大腸桿菌體內(nèi)制取白細(xì)胞介素 B、在酵母菌體內(nèi)獲得的干擾素 C、在青霉菌體內(nèi)提取青霉素 D、

9、在腸桿菌體內(nèi)獲得胰島素4、依圖示有關(guān)工具酶功能的敘述，不正確的是（ ）A、連接b處的酶為RNA聚合酶B、連接a處的酶為DNA聚合酶C、切斷b處的酶為解旋酶D、切斷a處的酶為限制性核酸內(nèi)切酶5.下列黏性末端屬于同一種限制性內(nèi)切酶切割的是 （ ）ABCD365021196、基因工程是在DNA分子水平上進(jìn)行設(shè)計(jì)施工的。在基因操作的基本步驟中，不進(jìn)行堿基互補(bǔ)配對(duì)的是（ ）A人工合成目的基因 B目的基因與運(yùn)載體結(jié)合C將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞 D目的基因的檢測(cè)和表達(dá)7、利用外源基因在受體細(xì)胞中表達(dá)，可生產(chǎn)人類所需要的產(chǎn)品。下列各項(xiàng)中能說(shuō)明目的基因完成了在受體細(xì)胞中表達(dá)的是 （ ）A棉花二倍體細(xì)胞中檢測(cè)到細(xì)菌

10、的抗蟲(chóng)基因 B大腸桿菌中檢測(cè)到人胰島素基因及其mRNAC山羊乳腺細(xì)胞中檢測(cè)到人生長(zhǎng)激素DNA序列 D酵母菌細(xì)胞中提取到人干擾素蛋白8、下列有關(guān)基因操作的工具的說(shuō)法，正確的是 （ ）A限制性內(nèi)切酶是作用于DNA的酶，其化學(xué)本質(zhì)是RNAB一種限制酶只能識(shí)別一種特定的脫氧核苷酸序列，并在特定位置進(jìn)行切割C一個(gè)DNA分子用不同的限制酶處理，得到的黏性末端一定不同D在DNA連接酶的催化下，可以形成磷酸二脂鍵，因此DNA連接酶和DNA聚合酶的作用完全相同9據(jù)調(diào)查,隨著化學(xué)農(nóng)藥的產(chǎn)量和品種逐年增加,害蟲(chóng)的抗藥性也不斷增強(qiáng),危害很嚴(yán)重,如近年來(lái),棉鈴蟲(chóng)在我國(guó)大面積爆發(fā)成災(zāi),造成經(jīng)濟(jì)損失每年達(dá)100億元以上.針

11、對(duì)這種情況,我國(guó)科學(xué)工作者經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)一種生活在棉鈴蟲(chóng)消化道內(nèi)的蘇云金芽孢桿菌能分泌一種毒蛋白使棉鈴蟲(chóng)致死,而此毒蛋白對(duì)人畜無(wú)害。通過(guò)科技攻關(guān)，我國(guó)科技工作者已成功地將該毒蛋白基因?qū)氲矫藁ㄖ仓陜?nèi)并成功實(shí)現(xiàn)表達(dá)。由于棉鈴蟲(chóng)吃了新品種“轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉”植株后會(huì)死亡，所以該棉花新品種在1998年推廣后，取得了很好的經(jīng)濟(jì)效益。請(qǐng)據(jù)上述材料回答下列問(wèn)題：（1）害蟲(chóng)抗藥性的增強(qiáng)是 的結(jié)果。（2）“轉(zhuǎn)基因”抗蟲(chóng)棉新品種的培育應(yīng)用了 新技術(shù)。（3）在培養(yǎng)轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉新品種過(guò)程中，所用的基因的“剪刀”是 ，基因的針線是 ，基因的運(yùn)載工具是 。（4）將毒蛋白轉(zhuǎn)入棉花植株內(nèi)的操作步驟是 _(5)”轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉”抗害蟲(chóng)

12、的遺傳信息傳遞過(guò)程可以表示為 (6)該科技成果在環(huán)保上的重要作用是 第六章第2節(jié) 基因工程及其應(yīng)用參考答案答案【課前預(yù)習(xí)學(xué)案】（一） 基因工程的原理1. 基因工程的概念：基因拼接 DNA重組 某種基因 修飾改造 定向 生物的遺傳性狀2. 基因工程的工具 ：限制性核酸內(nèi)切酶（限制酶） DNA連接酶 運(yùn)載體 質(zhì)粒 噬菌體 動(dòng)植物病毒3. 基因工程的操作步驟：提取目的基因 運(yùn)載體 受體細(xì)胞 檢測(cè) 鑒定（二）、基因工程的應(yīng)用1.農(nóng)藥的用量 農(nóng)藥對(duì)環(huán)境的污染2.胰島素 干擾素 乙肝疫苗3.要嚴(yán)格控制 轉(zhuǎn)因生物和轉(zhuǎn)基因食品是安全的，應(yīng)該大范圍推廣【課堂探究】一、基因工程的原理1.目的性強(qiáng)，育種周期短，克服

13、遠(yuǎn)緣雜交不親的障礙2.一種限制酶只能識(shí)別一種特定的核苷酸系列，并在特定的切點(diǎn)上切割DNA分子。3.不能4.同一種5. 提取目的基因、目的基因與運(yùn)載體結(jié)合、將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞、目的基因的檢測(cè)與鑒定。二、反思總結(jié)基因工程的別名基因拼接技術(shù)或DNA重組技術(shù)操作環(huán)境生物體外操作對(duì)象DNA或基因操作水平DNA分子水平操作工具限制性核酸內(nèi)切酶、DNA連接酶、運(yùn)載體基本過(guò)程（1）提取目的基因（2）目的基因與運(yùn)載體結(jié)合 （3）將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞（4）目的基因的表達(dá)和檢測(cè)結(jié)果人類需要的基因產(chǎn)物【課前預(yù)習(xí)自測(cè)】 ACDDCD【當(dāng)堂達(dá)標(biāo)】 1-5 CCBDC 6-8 DDC【課后鞏固】 1-5 ABCAC

14、6-8 CDB9.答案：（1）自然選擇 （2）基因工程 （3）限制性內(nèi)切酶 DNA連接酶 運(yùn)載體(4)提取目的基因,蘇云金芽孢桿菌的毒蛋白基因 將目的基因毒蛋白基因與運(yùn)載體結(jié)合 將目的基因?qū)朊藁ㄖ仓昴康幕虻谋O(jiān)測(cè)和表達(dá)(5)抗蟲(chóng)基因RNA毒蛋白 (6)減少農(nóng)藥對(duì)環(huán)境的污染、保護(hù)生態(tài)平衡課本答案提示（一）問(wèn)題探討 提示：此節(jié)“問(wèn)題探討”以基因工程菌的實(shí)例，引導(dǎo)學(xué)生思考基因工程的原理。為啟發(fā)學(xué)生思考，教師可引導(dǎo)學(xué)生回憶前面學(xué)過(guò)的遺傳學(xué)知識(shí)，如不同生物的DNA在結(jié)構(gòu)上的統(tǒng)一性、幾乎所有的生物都共用一套遺傳密碼等。 （二）練習(xí) 基礎(chǔ)題 1.基因工程的操作通常包括以下4步：（1）獲得目的基因（外源基因

15、）；（2）目的基因與運(yùn)載體結(jié)合，形成重組DNA分子；（3）將重組DNA分子導(dǎo)入受體細(xì)胞；（4）目的基因的檢測(cè)與表達(dá)。2、    3.常用的運(yùn)載體有質(zhì)粒、噬菌體、農(nóng)桿菌、動(dòng)植物病毒等。拓展題 1.提示：這是因?yàn)樵诨蛩缴?，人和?xì)菌的遺傳機(jī)制是一致的。細(xì)菌和人的遺傳物質(zhì)都是DNA，都使用同一套遺傳密碼子，都遵循中心法則。因此，通過(guò)基因重組，細(xì)菌能夠合成人體的某些蛋白質(zhì)。 2.提示：例如，可以向客戶說(shuō)明農(nóng)場(chǎng)具備相應(yīng)的安全檢測(cè)設(shè)施和措施，已經(jīng)領(lǐng)取了農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物安全證書(shū)，產(chǎn)品中所含有的成分都是自然界天然存在的物質(zhì)，產(chǎn)品經(jīng)過(guò)試用表明對(duì)人體無(wú)害等。 3.提示：例如，“轉(zhuǎn)基因土豆肝炎患者的希望！”等。自我檢測(cè)的答案和提示 一、概念檢測(cè) 連線題 1B，2C，3E，4D，5F，6A。判斷題1.×。2.。3.。4.。畫(huà)概念圖二、知識(shí)遷移 提示：此題是一道開(kāi)放性題目，答案從略。三、技能應(yīng)用 提示：這是一幅具有諷刺意味的卡通圖。畫(huà)面中兩位研究人員在培養(yǎng)室中面對(duì)人工栽培的人形