第六章第2节《基因工程及其应用》导学案 (1)

第六章 第2节 基因工程及其应用学案

制作：魏田芳

一、学习目标 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； 3. 关注转基因生物和转基因食品的安全性。

二、学习重难点：

1. 基因工程的基本原理；

2. 基因工程的安全性问题。

课前预习学案

预习内容：

（一） 基因工程的原理 1. 基因工程的概念：

基因工程又叫 技术或 技术。通俗地说，就是按照人们的意

愿，把一种生物的 提取出来，加以 ，然后放到另一种 生物的细胞里， 地改造生物的 。

基因工程是在 上进行的 水平的设计施工，需要有专门的工具。

基因工程最基本的工具有：“ ”、“ ”、“ ”。

2.基因工程的工具

（1）基因的“剪刀”：______________________（简称__________）

存在：主要在微生物体内。

① 特性：一种限制酶只能识别_____________，并在______________切割DNA分子。

② 实例：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。

③ 切割结果：产生2个带有_______________的DNA片断。 （2）、基因的“针线”：__________

① 作用：具有相同（互补）黏性末端的两个DNA片段黏合后，它缝合DNA分子骨架上__________和__________之间的缺口。

② 结果：形成重组DNA分子。

（3）、基因的运载体——最常用的是________、________和______________等。

① 作用：将外源基因送入__________的工具。

② 种类：质粒、________和_________等。

质粒：存在于许多__________以及酵母菌等生物中，是细胞染色体外能够_____

的____。

3. 基因工程的操作步骤：

基因工程操作的一般步骤为：__________________、目的基因与___________结合、将目的

基因导入_________________、目的基因的________和________。

（二）、基因工程的应用

1、作物育种：利用基因工程的方法，获得高产、稳产和具有优良品质的农作物，培育各种

________作物新品种。如抗虫棉等。 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__________。

2、药物研制：利用基因工程的方法，培育转基因生物，利用转基因生物生产出各种__________、__________的药品。如胰岛素、干扰素、乙肝疫苗等。 3、环境保护：如利用转基因细菌降解有毒有害化合物，吸收环境重金属，分解泄漏的石油，处理工业废水等。如“超级细菌”等。

环境检测：用DNA探针检测水中病毒的含量

4、目前关于转基因生物和转基因产品的安全性，有两种观点，一种观点是转因生物和转基

因食品不安全，____________________；另一种观点____________________。 三、提出疑惑

同学们，通过你的自主学习，你还有哪些疑惑，请把它填在下面的表格中 疑惑点 疑惑内容 课内探究学案

★合作探究（一）基因工程的概念： ★含义解析（1）遗传学原理： （基因突变、基因重组还是染色体变异？） （2）操作水平： （3）结 果： 思考：

1.基因工程育种与杂交育种、诱变育种相比，主要优点是什么？

2、为什么不同生物的基因相互转移后，转基因生物能表达相应的遗传性状？ （提示：遗传密码） ★合作探究（二）基因工程的工具： 1、基因的剪刀：

★温故：①DNA分子具有怎么样的空间结构？

②构成DNA分子的基本单位是什么？

③这些基本单位通过什么化学键相连构成脱氧核苷酸链？ ④找出下列DNA片段中EcoRI的限制酶的切割位点，用箭头表示。指出限制酶作用哪个化学键？

★知新：⑤写出下面被限制酶切割后的两个黏性末端：

[牛刀小试] 下列四条DNA分子，彼此间具有互补粘性末端的一组是（ ） A．①② B．②③ C．③④ D．②④ ★延伸：⑥在一段DNA序列中获得某个特定性状的基因片段必须要用限制酶切几个切口？ 2、基因的“针线”：________________

★疑问：DNA连接酶和限制酶分别作用的是哪个化学键？

★延伸：DNA聚合酶的作用和DNA连接酶有何异同？

[牛刀小试] 依图示有关工具酶功能的叙述，不正确的是（ ） A、连接b处的酶为RNA聚合酶 B、连接a处的酶为DNA连接酶 C、切断b处的酶为解旋酶 D、切断a处的酶为限制性核酸内切酶 ★目的基因和质粒为什么要用同一种限制酶切割？ 反思总结：

基因工程的别名 操作环境 操作对象 操作水平 操作工具 基本过程 结果 当堂检测：

1．要使目的基因与对应的载体重组，所需的两种酶是 （ ） ①限制酶②连接酶③解旋酶④还原酶 Ａ．①② Ｂ．③④ Ｃ．①④ Ｄ．②③

2．基因工程的正确操作步骤是 （ ） ①使目的基因与运载体结合②将目的基因导入受体细胞 ③目的基因的表达和检测 ④提取目的基因 Ａ．③②④① Ｂ．②④①③ Ｃ．④①②③ Ｄ．③④①②

3．科学家们经过多年努力，创立了一种新兴生物技术—基因工程，实施该工程的最终目的是 （ ）A．定向提取生物体的DNA分子 B．定向地对DNA分子进行“剪切” C．在生物体外对DNA分子进行改造 D．定向地改造生物的遗传性状

4．下列哪项不是基因工程中经常使用的用来运载目的基因的载体 （ ） A．细菌质粒 B．噬菌体 C．动植物病毒 D． 细菌核区的DNA 5．有关基因工程的叙述中，错误的是 （ ）

A．DNA连接酶将黏性末端的碱基对连接起来 B．限制性内切酶用于目的基因的获得

C．目的基因须由运载体导入受体细胞 D．人工合成目的基因不用限制性内切酶 6、不属于基因工程方法生产的药物是 （ ） A、干扰素B、白细胞介素C、青霉素D、乙肝疫苗 7、下列哪一组生物都是通过基因工程方法培育成功的 （ ）

A、转基因奶牛与无籽西瓜 B、超级小鼠与高产青霉菌 C、超级绵羊与无籽番茄 D、超级绵羊与抗虫棉 7．中国青年科学家陈大炬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)人的基因之所以能接到植物体上，原因是_______________________________________ (2)烟草具有抗病毒能力，说明烟草体内产生了____________________________。 (3)不同生物间的基因移植成功，说明生物共有一套____________，从进化的角度来看，这些生物具有____________________________________________________________。 (4)烟草DNA分子被“嫁接”上或“切割”掉某个基因，实际上并不影响遗传信息的表达功能。

这说明__________________________________________________________。 参考答案

一、课前预习学案 二、

课内探究学案

（一）基因工程的原理

1.目的性强，育种周期短，克服远缘杂交不亲的障碍

2.一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸系列，并在特定的切点上切割DNA分子。 3.不能 4.同一种

5. 提取目的基因、目的基因与运载体结合、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定。反思总结

基因工程的别名 基因拼接技术或DNA重组技术 操作环境 生物体外 操作对象 DNA或基因 操作水平 DNA分子水平 操作工具 限制性核酸内切酶、DNA连接酶、运载体 （1）提取目的基因（2）目的基因与运载体结基本过程 合 （3）将目的基因导入受体细胞（4）目的基因的表达和检测 结果 人类需要的基因产物

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