2018-2019学年高中生物第6章从杂交育种到基因工程第2节基因工程及其应用学案新人教版

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1、第2节　基因工程及其应用[学习目标]　1.概述基因工程的原理和应用。2.了解转基因生物和转基因食品的安全性。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DNA重组技术。通俗地说，就是按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里，定向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

2、是识别特定的核苷酸序列，并在特定的切点上切割DNA分子。(2)DNA连接酶连接黏性末端或平末端脱氧核糖和磷酸之间的缺口。(3)运载体①作用：将外源基因送入受体细胞。②种类：质粒、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。上面通常含有的抗性基因可以作为标记基因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：人们所需要的特定基因目的基因与运载体结合　将目的基因导入受体细胞：主要是借鉴细菌或病毒侵染细胞的方法　目的基

3、因的检测与鉴定例1　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聚合酶答案　C解析　如图所示为目的基因与运载体结合过程，需要基因的“剪刀”——限制性核酸内切酶和基因的“针线”——DNA连接酶。此过程不涉及DNA复制，不需要DNA聚合酶和解旋酶。例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

4、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，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)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

5、作物，培育出具有各种抗逆性的作物新品种。②实例：抗棉铃虫的转基因抗虫棉。③意义：抗虫基因作物的使用，不仅减少了农药的用量，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分子重组，并且在大肠杆菌内获得成功的表达。(3)基因工程与环境保护实例：利用转基因细菌降解有毒有害的化合物，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例3　转基因成果令人叹为观止，下列不是转基因成果的一项是(　　)

6、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．抗除草剂玉米答案　C解析　转基因生物是指运用基因工程操作程序，即通过提取目的基因、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等获得的含有外源基因的生物。转基因生物包括转基因植物、转基因动物和转基因微生物。抗虫棉花、能清除石油污染的假单胞杆菌、抗除草剂玉米都属于转基因成果。我国奶牛的主要品种中国荷斯坦奶牛，是杂交育种技术的结果。例4　下列关于基因工程及转基因食品的安全性的叙述，正确的是(　　)A．基因工程经常以抗

7、生素抗性基因作为目的基因B．通过转基因技术可获得抗虫粮食作物，从而增加粮食产量，减少农药使用C．通常用一种限制性核酸内切酶处理含目的基因的DNA，用另一种限制性核酸内切酶处理运载体DNAD．若转入甘蔗中的外源基因来源于自然界，则生产出来的甘蔗不存在安全性问题答案　B解析　基因工程常以抗生素抗性基因作为标记基因；在基因工程的实验操作中通常用同一种限制性核酸内切酶来处理含目的基因的DNA和运载体DNA，使它们产生相同的黏性末端；若转基因甘蔗中的外源基因来源于自然界，则仍可能存在食品安全、环境安全等安全性问题。1．判断正误(

8、1)基因工程的原理是基因突变(　　)(2)基因工程能够定向地改变生物的性状(　　)(3)所有的限制酶都只能识别同一种特定的核苷酸序列(　　)(4)基因工程中的运载体只有质粒(　　)(5)只要目的基因进入了受体细胞就能成功实现表达(　　)(6)转基因生物和转基因食品都是不安全的(　　)答案　(1)×　(2)√　(3)×　(4)×　(