18版高中生物 第四章遗传的分子基础第四节基因突变和基因重组第课时教学案苏教版必修

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1、第2课时　基因工程及其应用[学习导航]　1.结合教材图文，概述基因工程的基本原理和基本步骤。2.结合具体实例，了解基因工程的应用及其安全性。[重难点击]　基因工程的基本原理和基本步骤。科幻电影《蜘蛛侠》中的男主角意外被转基因的蜘蛛咬伤，蜘蛛的基因整合到了他的基因上，并且在他体内表达，从而使他成了具有特殊本领的超级英雄。现实中，我们已经运用类似的技术来改造生物的性状，获得人们所需要的品种，这就是基因工程。解决学生疑难点　_______________________________________________________________一、基因工程的原理

2、1.基因工程的概念(1)基因工程，又叫做DNA重组技术，是把在一个生物体内分离得到或人工合成的目的基因导入另一个生物的细胞，定向地使后者获得新的遗传性状或表达所需产物的技术。(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，所以应该属于基因重组。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特定的核苷酸序列，并在特定的切点上切割DNA分子，形成许多DNA片段。(2)DNA连接酶：连接同种限制酶切割后产生的DNA片段。(3)运载体①作用：将外源基因送入受体细胞。②种类：质粒、

3、噬菌体和动植物病毒等。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自主复制的很小的环状DNA分子。3.基因工程的操作步骤提取目的基因↓↓导入目的基因：主要是借鉴细菌或病毒侵染细胞的方法↓检测与鉴定目的基因↓目的基因的表达：目的基因在受体细胞中表达，产生蛋白质下图是利用基因工程技术生产人胰岛素的操作过程示意图，请据图回答。1.能否利用人的皮肤细胞进行过程①？过程②需要的酶是哪一种？答案　不能，皮肤细胞中胰岛素基因不表达；过程②是逆转录，需要逆转录酶。2.如何将A和B连接成C？操作后的产物只有C吗？答案　用同一种限制酶切割A和B，再加入DNA连接

4、酶，才能形成C。操作后的产物除了C，还可能有A与A结合、B与B结合的产物。3.如果要检测D中是否含有C，通常如何检测？答案　利用C上的标记基因进行检测。4.人的胰岛素基因能够在大肠杆菌细胞中表达的基础是什么？答案　所有生物共用一套遗传密码。5.该方法和诱变育种相比，有什么优点？答案　可以定向地改造生物的遗传性状。知识整合　胰岛素基因只在胰岛细胞中转录出mRNA；目的基因和运载体结合时，通常用同一种限制酶切割，再加入DNA连接酶；操作后的产物也有目的基因和运载体自我环化的产物。基因工程可以定向地改造生物的遗传性状。1.某科学家从细菌中分离出耐高温淀粉酶(Amy)

5、基因a，通过基因工程的方法，将基因a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①B.连接基因a与运载体的DNA连接酶的作用部位是图中的②C.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答案　B解析　限制酶和DNA连接酶均作用于磷酸二酯键，即①处，二者作用相反，分别是打开和连接该化学键；目的基因进入受体细胞后，会随着马铃薯DNA分子的复制而复制，传给子代细胞，使之产生定

6、向变异，从而改变其遗传性状。2.如图所示为一项重要生物技术的关键步骤，X是获得外源基因并能够表达的细胞。下列有关说法不正确的是(　　)A.X是能合成胰岛素的细菌细胞B.质粒具有标记基因和多个限制酶切点C.外源基因与运载体的重组只需要DNA连接酶D.该细菌的性状被定向改造答案　C解析　根据图示，重组质粒导入的是细菌细胞，所以X是能合成胰岛素的细菌细胞，A正确；质粒作为运载体需要有多个限制酶切点以便转运多种目的基因，同时具有标记基因以便检测目的基因是否导入受体细胞内，B正确；基因与运载体的重组需要限制酶和DNA连接酶，C错误；基因工程的特点是能够定向改造生物的性状

7、，D正确。二、基因工程的应用及其安全性1.基因工程的应用(1)生产特殊蛋白质如胰岛素、生长激素等。(2)按照人们的意愿定向改造动植物。(3)运用转基因技术进行环境保护。2.转基因生物和转基因食品的安全性1.你所知道的我国转基因成果都有哪些？答案　我国科学家培育的转基因猪、牛、鸡、鲤鱼等，还有大批具有抗虫、抗病、抗除草剂、抗逆等全新性状的农作物。2.转基因抗虫玉米在环境保护上的重要作用是什么？此种转基因玉米独立种植若干代后是否会出现不抗虫的植株，为什么？答案　减少了农药使用对环境造成的污染。转基因生物独立种植若干代后，也会出现不抗虫的植株，因为玉米螟(玉米植株上

8、的一种害虫)可能会发生基因突变，基因突