高中生物《6.2基因工程及其應(yīng)用》學(xué)案新人教版必修2

1、第第1頁(yè)共1頁(yè)高中生物62基因工程及其應(yīng)用學(xué)案新人教版必修26、2基因工程及其應(yīng)用教學(xué)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。教學(xué)重點(diǎn)：1、基因工程的基本原理；2、基因工程的安全性問(wèn)題。教學(xué)難點(diǎn)h1、基因工程的基本原理；2、轉(zhuǎn)基因生物與轉(zhuǎn)基因食品的安全性。教學(xué)過(guò)程h閱讀P102問(wèn)題探討，思考：為什么能把人的基 因“嫁接到細(xì)菌上？o傳統(tǒng)育種的局限性：一般只能在同種生 物中進(jìn)行，很難將一種生物的優(yōu)良性狀，移植到另一種生物身 上?；蚬こ痰某霈F(xiàn)使人類(lèi)有可能按照自己的意愿直接定向地改 變生物，培育出新品種。一、基因工程的原

2、理1、基因工程的概念：基因工程就是按照,把一種生物的某種基因提取出來(lái)，并加以,然后放到另一種生物的細(xì)胞里，地改造生物的O2、基因工程最基本的工具：、o (1)基因的“剪 刀”是指o 一種該物質(zhì)能識(shí)別種核昔酸序列，并在切點(diǎn)上切割DNA分子。大腸桿菌中 的一種叫ECORl的限制酶，能夠?qū)Ｒ蛔R(shí)別的序列，并在G和A之間將這段序列切開(kāi)。(2)基因的“針線即 ,可以“縫合” 和交替連接而 構(gòu)成的DNA骨架上的缺口。(3)基因工程中，目前常用的運(yùn)載體 有、和等。(4)質(zhì)粒存在于許多細(xì)菌及酵母菌等生物中，其本質(zhì)是細(xì)胞染色體外的，能夠 的很小的分子。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

3、結(jié)合、將目的基因 導(dǎo)入、目的基因的和O二、基因工程的應(yīng)用1、作物育種：利用基因工程的方法，獲得高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)和具有 優(yōu)良品質(zhì)的農(nóng)作物，培育各種抗逆性作物新品種。如抗蟲(chóng)棉等。2、藥物研制：利用基因工程的方法，培育轉(zhuǎn)基因生物，利用轉(zhuǎn)基因生物生 產(chǎn)出各種高質(zhì)量、低成本的藥品。如胰島素、干擾素、乙肝疫苗 等。3、環(huán)境保護(hù)：如利用轉(zhuǎn)基因細(xì)菌降解有毒有害化合物，吸 收環(huán)境重金屬，分解泄漏的石油，處理工業(yè)廢水等。三、轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因食品的安全性通過(guò)學(xué)習(xí)，要認(rèn)識(shí)到 科學(xué)技術(shù)是一把雙刃劍，認(rèn)識(shí)到生命中許多事實(shí)還有待于人類(lèi)去 探索，科學(xué)發(fā)展中仍有許多問(wèn)題有爭(zhēng)議。記憶節(jié)節(jié)清：一、基因工程的基本工具1、基因的剪刀”限制

4、性核酸內(nèi)切酶：能識(shí)別特定的核昔酸 序列，并在特定位點(diǎn)上切割DNA分子。如ECoRl的限制酶，能夠 轉(zhuǎn)移識(shí)別GAATTC的序列，并在G和A之間將這段序列切開(kāi)。2、基因的“針線” DNA連接酶：縫合脫氧核糖和磷酸交替連 接而構(gòu)成的DNA骨架上的缺口。3、基因的“運(yùn)載體”質(zhì)粒、噬菌體和動(dòng)植物病毒等：將外源 基因送入受體細(xì)胞的專(zhuān)門(mén)運(yùn)輸工具。二、基因工程的步驟：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、目的基因的表達(dá)和檢測(cè)。習(xí)題鞏 固：1、DNA連接酶的主要功能是（）A、DNA復(fù)制時(shí)母鏈與子鏈之間形成的氫鍵B、粘性末端堿基之間形成的氫鍵C、將兩條DNA末端之間的縫隙連接起來(lái)D、將堿基

5、、脫氧核糖、磷酸之間的鍵連接起來(lái)2、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（）o供體剪刀針線運(yùn)載體受體A質(zhì)粒限制性?xún)?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?xún)?nèi)切酶質(zhì)粒大腸桿菌等C提供目的基因 的生物限制性?xún)?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?xún)?nèi)切酶提供目的基因的生物質(zhì)粒3、下列各項(xiàng)應(yīng)用中不屬于基因工程的是（）A、轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉的培育成功B、利用工程菌生產(chǎn)胰島素C、將C4植物葉綠體移入C3植物體內(nèi)使光合效率提高D、利用DNA探針檢測(cè)飲用水有無(wú)病毒4、下列關(guān)于DNA連接酶的敘述中，正確的是（）A、DNA

6、連接酶連接的是兩條鏈堿基對(duì)之間的氫鍵B、DNA連接酶連接的是黏性末端兩條鏈主鏈上的磷酸和脫氧 核糖C、DNA連接酶連接的是黏性末端兩條鏈主鏈上的磷酸和核糖D、同一種DNA連接酶可以切出不同的黏性末端5、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)，這要利用限制性?xún)?nèi)切酶。從大腸桿菌中提取的 一種限制性?xún)?nèi)切酶EcorI,能識(shí)別DNA分子中的GAATTC序列，切 點(diǎn)在G與A之間。這是應(yīng)用了酶的（）A、高效性B、專(zhuān)一性C、多樣性D、催化活性受外界條件影響6、在基因工程操作的基本步驟中，不進(jìn)行堿基互補(bǔ)配對(duì)的 步驟是（）A、人工合成目的基因B、目的基因與運(yùn)載體結(jié)合C、目的基因的檢測(cè)和表

7、達(dá)D、將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞7、螢火蟲(chóng)的熒光素基因轉(zhuǎn)入煙草植物細(xì)胞，獲得了高水平的 表達(dá)。這一研究成果表明螢火蟲(chóng)與煙草植物的DNA結(jié)構(gòu)基本相 同螢火蟲(chóng)與煙草植物共用一套遺傳密碼子煙草植物體內(nèi)合成 了熒光素螢火蟲(chóng)和煙草植物合成蛋白質(zhì)的方式基本相同（） TOC o 1-5 h z A、B、C、D、8、下列有關(guān)質(zhì)粒的敘述，正確的是（）A、質(zhì)粒是廣泛存在于細(xì)菌細(xì)胞中的一種顆粒狀細(xì)胞器B、質(zhì)粒是細(xì)菌細(xì)胞質(zhì)中能自主復(fù)制的小型環(huán)狀DNA分子C、質(zhì)粒只有在侵入宿主細(xì)胞后才能在宿主細(xì)胞內(nèi)復(fù)制D、細(xì)菌質(zhì)粒的復(fù)制過(guò)程一定是在宿主細(xì)胞外獨(dú)立進(jìn)行的9、如果科學(xué)家通過(guò)轉(zhuǎn)基因工程，成功地把一位女性血友病 患者的造血細(xì)胞進(jìn)行

8、改造，使其凝血功能恢復(fù)正常。那么，她后 來(lái)所生的兒子中（）A、全部正常B、一半正常C、全部有病D、不能確定gcattgctat 15N14N10、關(guān)于右圖DNA分子片段的說(shuō)法正確的是（）A、限制性?xún)?nèi)切酶可作用于部位，解旋酶作用于部位B、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(lèi)和（+T） / （G+C）的比 例上11、不屬于目的基因與運(yùn)載體結(jié)合過(guò)程的是（）A、用一定的限制酶切割質(zhì)粒露出黏性末端B、用同種限制酶切斷目的基因露出黏性末端C、將切下的目的基因的片段插入到質(zhì)粒切口處D、將重組DNA引入

9、受體細(xì)胞中進(jìn)行擴(kuò)增12、科學(xué)家通過(guò)基因工程培育抗蟲(chóng)棉時(shí)，需要從蘇云金芽匏桿菌中提取出抗蟲(chóng)基因，“放入棉的細(xì)胞中與棉的DNA結(jié)合起 來(lái)并發(fā)揮作用，請(qǐng)回答下列有關(guān)問(wèn)題：（1）從蘇云金芽砲桿菌中切 割抗蟲(chóng)基因所用的工具是,此工具主要存在于中，其特點(diǎn)是 _。（2）蘇云金芽胞桿菌一個(gè)DNA分子上有許多基因，獲得抗蟲(chóng) 基因常采用的方法是“鳥(niǎo)槍法”。具體做法是：用酶將蘇云金芽砲桿菌的DNA切成許多片段，然后將這些片段導(dǎo)入，再轉(zhuǎn)人不同的，并且大量復(fù)制，然后從中找出含有目的基 因的細(xì)胞，再用一定的方法把其分離出來(lái)。（3）進(jìn)行基因操作的最 后一個(gè)步驟是O13、在1990年醫(yī)生對(duì)一位因缺乏腺昔脫氨酶基因而患先天 性

10、體液免疫缺陷病的美國(guó)女孩進(jìn)行治療。采用的方法是首先將患 者的白細(xì)胞取出作體外培養(yǎng)，然后用某種病毒將正常腺昔脫氨酶 基因轉(zhuǎn)入人工培養(yǎng)的白細(xì)胞中，再將這些轉(zhuǎn)基因白細(xì)胞回輸?shù)交?者的體內(nèi)，經(jīng)過(guò)多次治療，患者的免疫功能趨于正常。（1）該病治 療運(yùn)用了基因工程技術(shù)，在這個(gè)實(shí)例中運(yùn)載體是，目的基因是，目的基因的受體細(xì)胞是。（2）將轉(zhuǎn)基因白細(xì)胞多次回輸?shù)交?者體內(nèi)后，免疫能力趨于正常是由于產(chǎn)生了，產(chǎn)生這種物質(zhì)的兩 個(gè)基本步驟是和。（3）人的腺昔脫氨酶基因與胰島素基因相比， 其主要差別是;（4）該病的治療方法屬于基因工程運(yùn)用中的； 這種治療方法的原理是。14、糖尿病是一種常見(jiàn)病，且發(fā)病率有逐年增加的趨勢(shì)，以致

11、發(fā)達(dá)國(guó)家把它列為第3號(hào)“殺手”。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1) 前，對(duì)糖尿病的治療，大多采用激素療法，所用激素為，由 細(xì)胞分泌。(2)目前檢測(cè)尿糖常用的試劑 為，糖尿遇該試劑加熱后呈色。(3)所用激素過(guò)去主要是從動(dòng)物 的內(nèi)臟中提取，數(shù)量有限，現(xiàn)大多采用基因工程的方法生產(chǎn)(如圖 所示)。d為。獲得f,必須先用切割b和d,使它們產(chǎn)生相 同的黏性末端，再加入適量的方可形成。b的名稱(chēng)是，其化學(xué) 本質(zhì)為。15、昆蟲(chóng)學(xué)家用人工誘變的方法使昆蟲(chóng)產(chǎn)生基因突變，導(dǎo)致 酯酶活性升高，該酶可催化分解有機(jī)磷農(nóng)藥。近年來(lái)已將控制酯 酶合成的基因分離出來(lái)，通過(guò)生物工程技術(shù)導(dǎo)入細(xì)菌體內(nèi)，并與 細(xì)菌內(nèi)DNA分子結(jié)合起來(lái)。經(jīng)過(guò)這樣處理

12、的細(xì)菌能分裂繁殖。請(qǐng) 根據(jù)上述資料回答：人工誘變?cè)谏a(chǎn)實(shí)踐中已得到廣泛應(yīng)用，因?yàn)樗芴岣?,通過(guò)人工選擇獲得O酯酶的化學(xué)本質(zhì)是,基因控制酯酶合成要經(jīng)過(guò)和兩個(gè)過(guò)程。通過(guò)生物工程產(chǎn)生的細(xì)菌，其后代同樣能分泌酶，這是由 于、（4）請(qǐng)你說(shuō)出一項(xiàng)上述科研成果的實(shí)際應(yīng)用6、2答案教學(xué)過(guò)程：?jiǎn)栴}探討：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密碼子。1、人們的意愿、修飾改造、定向、遺傳性狀。2、基因剪刀、基因針線、基因的運(yùn)載體（1）限制性核酸內(nèi) 切酶、1、GTTC （2） DNA連接酶、脫氧核糖、磷酸（3）質(zhì) 粒、噬菌體、動(dòng)植物病毒（4）自主復(fù)制環(huán)狀DNA3、提取目的基因、運(yùn)載體、受體細(xì)胞、表達(dá)、檢測(cè)習(xí)題鞏 固： TOC o 1-5 h z 1、C2、C3、C4、B5、B6、D7、D8、B9、C10、A11、D12、(1)限制酶 微生物一種限制酶只能識(shí)別一種特定的核 昔酸序列，并且在特定的核昔酸序列上對(duì)DNA進(jìn)行切割(2)限制 運(yùn)載體受體細(xì)胞(3)目的基因的表達(dá)和檢測(cè)13、(1)某種病毒腺昔脫氨