6-2《基因工程及其應(yīng)用》導(dǎo)學(xué)案

6-2《基因工程及其應(yīng)用》導(dǎo)學(xué)案靈寶市第一高級(jí)中學(xué)生物導(dǎo)學(xué)案——《遺傳與進(jìn)化》模塊編號(hào)：21第六章第二節(jié)《基因工程及其應(yīng)用》高一生物組撰稿人：高江輝2009年4月23日【自學(xué)導(dǎo)航】1.學(xué)習(xí)目標(biāo)：（1）簡(jiǎn)述基因工程的基本原理；（2）舉例說明基因工程在農(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。2.學(xué)習(xí)重點(diǎn)：（1）基因工程的基本原理；（2）基因工程的安全性問題。3.學(xué)習(xí)難點(diǎn)：轉(zhuǎn)基因生物與轉(zhuǎn)基因食品的安全性。4.學(xué)習(xí)建議：（1）本節(jié)學(xué)習(xí)的重點(diǎn)是基因工程的基本原理和大致過程。在理解基因工程的基本原理的基礎(chǔ)上，記住限制酶和質(zhì)粒的特點(diǎn)以及基因工程的操作過程：用“工具”對(duì)目的基因進(jìn)行“提、剪、拼、接、導(dǎo)、檢”。從而進(jìn)一步明確基因工程就是按照人們的意愿，把一種生物的基因提取出來，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。（2）對(duì)幾種常用育種方法進(jìn)行列表比較，總結(jié)從雜交育種到基因工程發(fā)展的歷程（見第一節(jié)表）。（3）在了解基因工程各種應(yīng)用的基礎(chǔ)上，理解基因工程應(yīng)用的利與弊。并搜集有關(guān)資料，進(jìn)行思考，以分析、推斷和辯論相結(jié)合的方法，圍繞基因工程的利與弊，分析討論是否需要關(guān)注轉(zhuǎn)基因食品和轉(zhuǎn)基因生物。5.學(xué)習(xí)內(nèi)容：一、基因工程的原理1.基因工程的概念基因工程，又稱為基因技術(shù)。通俗地說，就是按照人們的意愿，將一種生物的某種基因提取出來，加以修飾改造，然后放入另一種生物的細(xì)胞中，以定向地改造生物的遺傳性狀。2.基因工程的基本內(nèi)容（1）基因的操作工具基因操作的兩種工具：限制酶和質(zhì)粒。①限制酶是基因的“剪刀”，具有化學(xué)本質(zhì)和專一性識(shí)別與切割的特點(diǎn)。主要存在于細(xì)菌中。②質(zhì)粒是基因的“針線”，作用的部位是細(xì)菌胞內(nèi)。常用的運(yùn)載體是大腸桿菌。（2）基因操作的基本步驟：①提取目的基因；②目的基因與運(yùn)載體結(jié)合：a.用限制酶切割質(zhì)粒和目的基因，形成分子；b.物質(zhì)基礎(chǔ)是目的基因與運(yùn)載體的化學(xué)組成單位與空間結(jié)構(gòu)相同。③將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞；④目的基因的檢測(cè)和表達(dá)：a.檢測(cè)：根據(jù)受體細(xì)胞是否具有某些特定性狀判斷目的基因是否導(dǎo)入；b.表達(dá)：受體細(xì)胞表現(xiàn)出新的性狀。二、基因工程的應(yīng)用1.基因工程與作物育種①分析我國(guó)科學(xué)家利用基因工程成功培育抗棉鈴蟲的轉(zhuǎn)基因抗蟲棉的關(guān)鍵步驟：7.我國(guó)科學(xué)家培育出的抗棉鈴蟲的轉(zhuǎn)基因抗蟲棉的抗蟲基因來源于蘇云金芽孢桿菌中的抗蟲基因。這項(xiàng)成果是通過將蘇云金芽孢桿菌中的抗蟲基因?qū)朊藁ɑ蚪M中實(shí)現(xiàn)的。8.實(shí)施基因工程的第一步是從供體細(xì)胞內(nèi)分離出所需的基因，這需要利用限制性內(nèi)切酶。限制性內(nèi)切酶是一種具有高度專一性的酶，如EcorI就能識(shí)別DNA分子中的GAATTC序列，在G和A之間切割。這是因?yàn)橄拗菩詢?nèi)切酶具有高效的催化活性，并且受外界條件的影響較小。9.基因工程中常采用微生物（如細(xì)菌、酵母菌）作為受體細(xì)胞的原因是它們具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、繁殖速度快、遺傳物質(zhì)含量少、性狀穩(wěn)定且變異少等優(yōu)點(diǎn)。10.目的基因完成表達(dá)的例子包括：將殺蟲蛋白基因?qū)朊拗曛?、將胰島素基因?qū)氪竽c桿菌中、將干擾素基因?qū)虢湍妇幸约皩⒖共《净驅(qū)胪炼辜?xì)胞中等。11.選擇同一種限制酶切割而成的黏性末端是①②、①③、①④和②③。12.轉(zhuǎn)基因動(dòng)物是指基因組中增加外源基因的動(dòng)物，例如上海醫(yī)學(xué)遺傳研究所培育出的攜帶白蛋白基因的轉(zhuǎn)基因牛，以及他們研究出的可提高基因表達(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。13.不正確的關(guān)于限制酶的說法是限制酶廣泛存在于各種生物中，但微生物中分布較多。14.選擇“工程菌”來生產(chǎn)胰島素、培育轉(zhuǎn)基因抗蟲棉和利用DNA探針檢測(cè)飲用水是否含有病毒都與基因工程有關(guān)，而人工誘導(dǎo)多倍體則與基因工程無關(guān)。15.基因操作基本步驟中不進(jìn)行堿基互配對(duì)的步驟是將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞。16.我國(guó)科學(xué)家將蘇云金芽孢桿菌中的殺蟲晶體