高中生物第二冊第6章遺傳住處的傳遞和表達6.3基因工程與轉(zhuǎn)基因生物學(xué)案（1）滬科版

1、第三節(jié) 基因工程與轉(zhuǎn)基因生物一：學(xué)習(xí)目標1.閱讀基因工程中抗蟲棉的獲取過程，理解基因工程的概念，感受科學(xué)實驗探究的過程，感悟科學(xué)家在實驗中嚴謹?shù)目茖W(xué)態(tài)度。2理解基因工程的基本過程也就是四個基本操作步驟。3理解基因工程的應(yīng)用以及可能帶來的安全問題。二、學(xué)習(xí)重點：1基因工程概念中的例子（抗蟲棉的獲取過程）2. 基因工程的基本過程也就是四個基本操作步驟(人生長激素制造的過程)3. 轉(zhuǎn)基因生物（微生物、植物、動物基因工程成果展示）三、學(xué)習(xí)難點：1. 限制酶和DNA連接酶2. 重組DNA3. 基因工程的基本步驟四、知識精要1、基因工程的概念：基因工程是指依據(jù)預(yù)先設(shè)計的藍圖，用人工方法將某種生物的基因，接

2、合到另一種生物的基因組DNA中并使其表達，使后者獲得新的遺傳性狀，產(chǎn)生出人類所需要的產(chǎn)物，或創(chuàng)造出新的生物類型的現(xiàn)代生物技術(shù)。2、抗蟲棉的獲取過程所需要的三種工具:(1)是切割DNA分子獲得抗蟲基因的酶，俗稱“化學(xué)剪刀”；(2)是連接抗蟲基因和運載體的酶，俗稱“化學(xué)漿糊”；(3)是將重組DNA導(dǎo)入細胞中的運載體，俗稱“分子運輸車”。3、基因工程中的四個基本操作步驟：(1)獲取目的基因；(2)目的基因與運載體重組；(3) 重組DNA導(dǎo)入受體細胞；(4)篩選含目的基因的受體細胞。4、 轉(zhuǎn)基因技術(shù)的應(yīng)用：(1)微生物基因工程；(2) 植物基因工程，“抗病毒煙草”等；(3) 動物基因工程，“巨型小鼠”

3、等。5、 轉(zhuǎn)基因生物產(chǎn)品的安全性：(1)轉(zhuǎn)基因生物本身是否會對生態(tài)環(huán)境造成不利的影響；(2) 轉(zhuǎn)基因生物產(chǎn)品是否會對人類的健康造成損害。五、學(xué)習(xí)過程指導(dǎo)1、基因工程的概念在學(xué)習(xí)新知識時，先復(fù)習(xí)舊知識（基因的概念？DNA是如何傳遞遺傳信息的？中心法則的內(nèi)容？） 再思考問題：是否可以將一種生物的基因轉(zhuǎn)移到另一種生物的基因組中，并使其表達出具有特定用途的產(chǎn)物或創(chuàng)造出新的生物類型呢？（用實驗事實證明） 怎樣解決農(nóng)民棉花蟲害問題？ 抗蟲棉的獲取過程 基因工程中的三種操作工具： ； ； ?；蚬こ讨匈|(zhì)粒作為運載體的條件是： （1） ( 能裝載目的基因)（2） （能為受體細胞所接納）（3） (能自我復(fù)制)（

4、4） (帶有可供識別的標志基因) 基因工程的操作步驟： 操作對象：操作水平：基本過程：結(jié) 果 ： 實 質(zhì)：基因DNA 分子水平剪切重組導(dǎo)入篩選人類需要的基因產(chǎn)物基因重組 轉(zhuǎn)基因技術(shù)的應(yīng)用： 轉(zhuǎn)基因生物產(chǎn)品的安全性： 鞏固性練習(xí)：（課堂完成，檢測課堂學(xué)習(xí)效果）1、生物學(xué)家通過基因工程培育出了能夠通過乳房生物反應(yīng)器生產(chǎn)人的血清蛋白。（1）在基因工程的操作中，目的基因是怎樣獲取的？ （2）“分子手術(shù)刀” _ _ ，（3）“分子縫合針” ， （4）“分子運輸車” 。（5）操作步驟：從人的_獲取目的基因；目的基因與_結(jié)合構(gòu)建基因表達載體；在基因表達載體中還應(yīng)插入_和終止子。然后把基因表達載體導(dǎo)入牛的_，

5、通過發(fā)育形成的牛體細胞含人的_，成熟的牛產(chǎn)的的奶中含有_，證明基因操作成功。(6)人的基因在牛體內(nèi)能表達,說明人和牛_ 2、基因操作的基本操作程序基因操作一般要經(jīng)歷四個基本步驟： ； ； ； 。 目的基因獲取的方法主要有 和 兩種。3、基因工程是DNA分子水平的操作，下列有關(guān)基因工程的敘述中，錯誤的是A.所用的工具酶是限制酶，DNA連接酶B.載體與目的基因必須用同一種限制酶處理C.限制酶只用于切割獲取目的基因D.帶有目的基因的載體是否進入受體細胞需檢測4、“轉(zhuǎn)基因動物”是指（ ） A含有可利用基因的動物 B. 基因組中插入外源基因的動物 C本身具有抗體蛋白類的動物 D. 能表達基因信息的動物

6、5、想要獲得既高產(chǎn)又抗病毒、抗寒、抗旱、抗除草劑等多重優(yōu)點的農(nóng)作物，以下哪種方法能做到（ ） A細胞融合技術(shù) B.轉(zhuǎn)基因技術(shù) C.組織培養(yǎng)技術(shù) D.人工誘變 6、下列哪項不是轉(zhuǎn)基因成果（ ） A清除石油污染的假單抱桿菌 B轉(zhuǎn)基因抗蟲棉 C高產(chǎn)青霉素菌株 D巨型小鼠 7、下列關(guān)于質(zhì)粒的敘述，正確的是（）A、質(zhì)粒是廣泛存在于細菌細胞中的一種顆粒狀細胞器B、質(zhì)粒是細菌細胞質(zhì)中能夠自主復(fù)制的小型環(huán)狀DNA分子C、質(zhì)粒只有在導(dǎo)入宿主細胞后才能在宿主細胞內(nèi)復(fù)制D、細菌質(zhì)粒的復(fù)制過程一定是在宿主細胞外獨立進行的答案：1、（1）從人的基因組文庫獲得（2）限制性內(nèi)切酶（或限制酶）（3）DNA連接酶（4）基因進入

7、受體細胞的載體（5）基因組文庫 載體 啟動子 受精卵 血清蛋白基因 人的血清蛋白（6）共用一套密碼子2、略 3、C 4、B 5、B 6、C 7、B拓展性練習(xí)：（課后完成，形成知識遷移）1、下列關(guān)于各種酶作用的敘述，不正確的是（ ）ADNA連接酶能使不同脫氧核苷酸的磷酸與脫氧核糖連接BRNA聚合酶能與基因的特定位點結(jié)合，催化遺傳信息的轉(zhuǎn)錄C一種DNA限制酶能識別多種核苷酸序列，切割出多種目的基因D胰蛋白酶能作用于離體的動物組織，使其分散成單個細胞2、根據(jù)mRNA的信息推出獲取目的基因的方法是（ ）A.用DNA探針測出目的基因B.用mRNA探針測出目的基因C.用mRNA反轉(zhuǎn)錄形成目的基因D.用PC

8、R技術(shù)擴增mRNA3、堿基互補配對發(fā)生在下列哪些生理過程或生物技術(shù)中：（ ）種子的萌發(fā) 病毒的增殖過程細菌的二分裂過程目的基因與運載體的結(jié)合DNA探針的使用分泌蛋白的加工和運輸ABC D4、以下關(guān)于蛋白質(zhì)工程的說法正確的是（ ）A.蛋白質(zhì)工程只能生產(chǎn)天然的蛋白質(zhì)B.蛋白質(zhì)工程就是酶工程的延伸C.蛋白質(zhì)工程就是用蛋白酶對蛋白質(zhì)進行改造D.蛋白質(zhì)工程以基因工程為基礎(chǔ)5、轉(zhuǎn)基因抗蟲棉可以有效地用于棉鈴蟲的防治。在大田中種植轉(zhuǎn)基因抗蟲棉的同時，間隔種植少量非轉(zhuǎn)基因的棉花或其他作物，供棉鈴蟲取食。這種做法的主要目的是 A. 維持棉田物種多樣性 B. 減緩棉鈴蟲抗性基因頻率增加的速度 C. 使食蟲鳥有蟲可

9、食 D. 維持棉田生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動 6、試管嬰兒、試管苗和克隆羊三者均屬于生物工程技術(shù)的杰出成果，下面敘述正確的是A 都屬于無性生殖能保持母本性狀B 都是細胞工程的技術(shù)范圍C 都充分體現(xiàn)了體細胞的全能性D 都不會發(fā)生基因重組和變異答案：1、C 2、C 3 4、D 5、B 6、B【易錯點總結(jié)】1、 DNA聚合酶與DNA連接酶的區(qū)別DNA連接酶:用于連接各種DNA片段，使不同基因重組。將雙鏈DNA片段“縫合”起來，恢復(fù)被限制酶切開了的磷酸二酯鍵DNA聚合酶：用于合成DNA片段及制備DNA探針，連接部位和DNA連接酶相同，但連接的對象是游離的脫氧核苷酸。訓(xùn)練1：酶是生物體內(nèi)具有催化作用的一類有機

10、物，下列有關(guān)不同酶作用的敘述，正確的是（ ）ADNA連接酶能使不同脫氧核苷酸的脫氧核糖 與含氮堿基連接起來BDNA聚合酶能將兩條脫氧核苷酸鏈間的磷酸二脂鍵連接起來C一種限制酶只能識別一種核苷酸序列，切割出兩個相同的末端DDNA連接酶和DNA聚合酶作用相同，都是連接氫鍵2、切割目的基因與切割運載體用同一種限制酶 限制性核酸內(nèi)切酶：用于有規(guī)律地切割DNA，把提供的DNA原材料切割成具有特定末端的DNA片段，同種限制酶切割得到的末端相同，作用部位是兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵。訓(xùn)練2：(2003年江蘇高考題)下列關(guān)于基因工程的敘述，正確的是（ ）A、基因工程經(jīng)常以抗菌素抗性基因為目的基因B、細菌質(zhì)粒是

11、基因工程常用的運載體C、通常用一種限制性核酸內(nèi)切酶處理含目的基因的DNA，用另一種處理運載體DNAD、為培育成抗除草劑的作物新品種，導(dǎo)入抗除草劑基因時只能以受精卵為載體3、體內(nèi)DNA自我復(fù)制與體外PCR的區(qū)別與聯(lián)系解旋酶溫度DNA聚合酶DNA復(fù)制需要恒溫普通DNA聚合酶PCR技術(shù)不需要，加熱解旋溫度不斷變化熱穩(wěn)定DNA聚合酶訓(xùn)練3：聚合酶鍵式反應(yīng)（PCR）是生物學(xué)家在實驗室以少量制品制備大量DNA的生化技術(shù)，反應(yīng)中新合成的DNA又可以作為下一輪循環(huán)的模板。其過程如下：（1）在制備DNA的反應(yīng)系統(tǒng)中應(yīng)該加入的物質(zhì)是 。（2）此過程與生物體內(nèi)DNA的復(fù)制都需要解旋，試說明它們的不同之處 。（3）舉出此過程與轉(zhuǎn)錄的不同點（試舉兩例） ； ?！疽族e點總結(jié)答案】： 1、C 2、B3、（1）引物、模板DNA、四種脫氧核苷酸、熱穩(wěn)定DNA聚合酶（2）此過程所需溫度為9095，不需解旋酶參與，所需DNA聚合酶需耐高溫；DNA復(fù)制過程是在正常全溫下進行，需DNA解旋酶和普通DNA聚合酶參與。（3）項目模板原料酶PCRDNA的兩條鏈四種脫氧核苷酸