《基因工程及其应用》学案

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1、《基因工程及其应用》学案张建尚/;江苏【学习目标】站得高——明确学习目标。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。【重点和难点】重点：1.基因工程的基本原理；2.基因工程的安全性问题。难点：1.基因工程的基本原理；2.转基因生物与转基因食品的安全性。【学法提示】1.动手画出限制性核酸内切酶对特定核苷酸序列的切割及切割片段的连接，认识粘性末端，理解限制性核酸内切酶、DNA连接酶的特点和作用。2.根据重组DNA技术的一般过程图解，逐一理解各步骤的方法、作用。3.通过小组讨论，总结出

2、基因工程在农业、医药等领域的应用，举例说明转基因生物和转基因食品的安全性。【课前预习】起步稳——知识源于生活。1.基因工程又叫做①或②。就是按照人们的意愿，把一种生物的基因提取出来，加以③，然后放到另一种生物的细胞里，定向地改造生物的④。基因工程的基本工具中“基因剪刀”是指⑤，“基因针线”是指⑥，运输工具是⑦。2.限制性核酸内切酶的作用是①，DNA连接酶的作用是②，运载体的作用是③，常用的运载体有④、⑤和动植物病毒等。3.基因工程的操作一般要经历①、②、③和④。4.转基因抗虫棉的抗虫基因来自①，该基因能产生②的蛋白质晶体，使棉铃虫等害虫瘫痪死亡。抗虫

3、基因作物的使用，不仅减少了农药的使用，降低生产成本，而且还减少了③。传统上生产胰岛素是从动物的④中提取，产量低，价格昂贵，远远不能满足需求。可科学家将⑤与大肠杆菌的⑥重组，并在大肠杆菌体内成功表达，获得高质量、低成本的胰岛素。5.一位生物学家宣布：老鼠食用了转基因马铃薯后，肾、脾和消化道都出现了损伤，体重和器官重量减轻，免疫系统遭到破坏。这说明转基因生物和转基因食品是①；转基因食品的构成与非转基因食品一样，都是由氨基酸、蛋白质和碳水化合物组成的，从理论上分析转基因生物和转基因食品是②。答案1.①基因拼接技术②重组DNA技术③修饰改造④遗传性状⑤限制性

4、核酸内切酶⑥DNA连接酶⑦运载体2.①识别特定的核苷酸序列并在特定的切点上切割DNA分子②连接DNA骨架上的缺口③将外源基因导入受体细胞④质粒⑤噬菌体3.①提取目的基因②目的基因与运载体结合③将目的基因导入受体细胞④目的基因的表达和检测4.①苏云金芽孢杆菌②毒性很强的③农药对环境的污染④胰腺⑤胰岛素基因⑥DNA分子5.①不安全的②安全的【课堂探究】走得欢——探索成长快乐。1.限制性内切酶Ⅰ的识别序列和切点是-G↓GATCC-，限制性内切酶Ⅱ的识别序列和切点是-↓GATC-。在质粒上有酶Ⅰ的一个切点，在目的基因的两侧各有1个酶Ⅱ的切点。—GGATCC—

5、—CCTAGG—用酶Ⅰ切割（1）请画出质粒被限制酶Ⅰ切割后所形成的黏性末端。①用酶Ⅱ切割—GATC……GATC——CTAG……CTAG—（2）请画出目的基因两侧被限制酶Ⅱ切割后所形成的黏性末端。①（3）在DNA连接酶的作用下，上述两种不同限制酶切割后形成的黏性末端能否连接起来？为什么？①。2.以下是基因工程的一般过程示意图。培养受体细胞质粒大肠杆菌供体细胞目的基因目的基因的表达产物含重组质粒的大肠杆菌重组质粒DNA（1）分离目的基因需要①酶，该酶的特点是②。（2）质粒在该过程中所起的作用是①，在②酶的作用下，目的基因与载体形成重组质粒。（3）将重组D

6、NA分子导入受体细胞时，有的根本就没有导入，所以必须进行①，目的基因成功导入受体细胞的标志是②。（4）目的基因的表达过程包括①和②两步。3.阅读分析（1）棉铃虫是一种严重危害棉花的害虫。我国科学家发现一种生活在棉铃虫消化道内的苏云金芽孢杆菌能分泌一种毒蛋白使棉铃虫致死，而此毒蛋白对人畜无害。通过基因工程的方法，我国已将该毒蛋白基因移人棉株细胞内并实现成功表达。由于棉铃虫吃了这种转基因棉花的植株后就会死亡，所以该棉花新品种在1998年推广后，已取得了很好的经济效益。毒蛋白对人畜无害，但能使棉铃虫致死，从蛋白质的特性看，蛋白质具有①性；题中“毒蛋白基因转

7、入棉花植株内并实现成功表达”中的“成功表达”含义是指②；该项科学成果在环境保护上的重要作用是③。（2）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高质量、低成本的药品。如胰岛素、干扰素、乙肝疫苗等。利用基因工程生产的胰岛素可以治疗①，乙肝疫苗可以预防②。4.阅读分析：昆虫学家用人工诱变的方法使昆虫产生基因突变，导致酯酶活性升高，该酶可催化分解有机磷农药。近年来已将控制酯酶合成的基因分离出来，通过生物工程技术将它导入细菌体内，并与细菌内的DNA分子结合起来。经过这样处理的细菌仍能分裂繁。请根据上述资料回答：（1）酯酶的化学本质是①，基因

8、控制酯酶合成要经过②和③两个过程。通过生物工程产生的细菌，其后代同样能分泌酯酶，这是由于④。（2）请你具体说