基因工程及其应用公开课教学设计模版

沛县湖西中学高一生物备课组

制作人：朱广喜

使用时间：2018年5月

沛县湖西中学高一生物学科活动单

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班级

第2节

基因工程及其应用

【目标导航】

1.结合教材图文，简述基因工程的基本原理和基本步骤。

2.结合具体实例，举例说出基因工程的应用及其安全性。

一、基因工程的原理

1.基因工程的概念

(1)基因工程，又叫做基因拼接技术或

技术。通俗地说，就是按照

，把一种生物的某种基因提取出来，加以

，然后放到另一种生物的细胞里，

地改造生物的遗传性状。

(2)基因工程是把一种生物的某种基因转移到另一种生物体的细胞内，基因的结构基本没有变化，只是位置发生了变化，所以应该属于

。

2.基因工程的基本工具

(1)限制性核酸内切酶

限制性核酸内切酶的作用特点是识别

序列，并在________ 上切割DNA分子，形成2个

末端。

(2)DNA连接酶

连接黏性末端

和

之间的缺口。

(3)运载体

①作用：将外源基因送入

。

②种类：质粒、

和动植物病毒等。质粒存在于许多细菌以及酵母菌等生物细胞中，是拟核或细胞核外能够

的很小的环状DNA分子。上面通常含有的抗性基因可以作为

用于目的基因导入受体细胞的检测依据。

3.基因工程的操作步骤

提取目的基因

目的基因的检测与鉴定

【合作探究】根据预习所理解掌握的内容并结合模型，回答下列问题：

1.

指出模型中①

、②所代表化学键的名称及③的结构名称

2、DNA解旋酶和限制酶都作用于DNA，试分析这两种酶的作用部位相同吗？

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制作人：朱广喜

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限制酶和DNA连接酶作用的化学键相同吗？

3、切割运载体和目的基因为什么常用同一种限制酶？

4、若用DNA连接酶将目的基因与运载体两两结合时，可能有哪些产物？

【活学活用】某科学家从细菌中分离出耐高温淀粉酶(Amy)基因与运载体结合后导入马铃薯植株中，经检测发现Amy在成熟块茎细胞中存在。结合图形分析下列有关这一过程的叙述，不正确的是(

) A.获取基因a的限制酶的作用部位是图中的①

B.连接基因a与运载体的DNA连接酶的作用部位是图中的②

a，通过基因工程的方法，将基因aC.基因a进入马铃薯细胞后，可随马铃薯DNA分子的复制而复制，传给子代细胞

D.通过该技术人类实现了定向改造马铃薯的遗传性状

【思考】从分子水平分析不同种生物之间的基因移植能够成功的主要原因是_________________________，也说明了不同生物共用一套________。

二、基因工程的应用及其安全性

1.基因工程的应用

(1)基因工程与作物育种

①目的：获得高产、稳产和具有优良品质的农作物，培育出具有各种 的作物新品种。

②实例： 的转基因抗虫棉。

③意义：抗虫基因作物的使用，不仅减少了 ，大大降低了生产成本，而且还减少了农药对环境的污染。

(2)基因工程与药物研制

①实例：用基因工程方法生产胰岛素。

②过程：胰岛素基因与大肠杆菌的DNA分子 ，并且在大肠杆菌内获得成功的 。

(3)基因工程与环境保护

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实例：利用转基因细菌降解 ，吸收环境中的重金属，分解泄漏的石油、处理工业废水等。

2.转基因生物和转基因食品的安全性

【合作探所知道的我国都有哪些？转独立种植若干出现不抗虫的么？

2、辩论基因工程技术的应用利弊

究】1、你转基因成果基因抗虫棉代后是否会植株，为什【活学活用】1、转基因成果令人叹为观止，下列不是转基因成果的一项是( A.抗虫棉花 B.能清除石油污染的假单胞杆菌

C.我国奶牛的主要品种——中国荷斯坦奶牛 D.抗除草剂玉米

2、下列选项中是转基因生物引起的食物安全问题证据的是(

) A.世界上数以亿计的人口食用转基因农作物

B.转基因生物合成的营养物质与天然品种没有差别

C.转基因生物合成的某些蛋白质可能对某些人造成过敏反应

D.转基因产品经过了多环节、严谨的安全性评价

)

1.改良缺乏某种抗病性的棉花品种，不宜采用的方法是(

) A.诱变育种

B.单倍体育种

C.基因工程育种

3 D.杂交育种

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制作人：朱广喜

使用时间：2018年5月

2.科学家们经过多年的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分子进行人工“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

3.如图是基因工程主要技术环节的一个基本步骤，这一步骤需用到的工具是(

) A.DNA连接酶和解旋酶

B.DNA聚合酶和限制性核酸内切酶

C.限制性核酸内切酶和DNA连接酶

D.DNA聚合酶和RNA聚合酶

4.基因工程是在DNA分子水平上进行设计施工的。在基因工程操作的基本步骤中，不进行碱基互补配对的是(

) A.人工合成目的基因

B.目的基因与运载体结合

C.将目的基因导入受体细胞

D.目的基因的检测与鉴定

5.干扰素是一种糖蛋白，过去从人的血液中的白细胞中提取，产量很低。我国的科研人员侯云院士等一批人，成功运用基因工程技术提高了其产量，如图为其原理过程图。请据图回答下面的问题：

(1)图中①过程叫做________________。

(2)图中③物质的化学本质是________，它之所以能作为

运载体，必须具备的特点是___________(写出任两点)。

(3)切割②和③过程所需的酶一般是相同的，其原因是____。

(4)该过程中，供体细胞是______________，受体细胞是

______(填字母)，重组DNA分子是______(填序号)。

(5)大肠杆菌等微生物是基因工程最常用的实验材料，这是因为_______。

(6)人的干扰素基因能在大肠杆菌内表达，其根本原因是_____________。

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