2020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教案新人教版必修2.docx

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1、第2节　基因工程及其应用[学习目标]　1.概述基因工程的基本原理及基本步骤。2.了解基因工程的应用及其安全性。知识点一　基因工程的原理知识梳理1.概念：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．原理：基因重组。3．操作水平：DNA分子水平；操作环境：体外。4．基本工具(1)基因的“剪刀”——限制性核酸内切酶(简称限制酶)。①特点：一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并在特定的切点上

2、切割DNA分子。②作用位点：磷酸二酯键。③实例：大肠杆菌的一种限制酶能专一识别GAATTC序列，并在G和A之间切割，产生两个带有黏性末端的DNA片段，如图所示：(2)基因的“针线”——DNA连接酶。①作用对象：两个具有相同末端的DNA分子。②作用位置：DNA骨架上脱氧核糖与磷酸之间的缺口。③产物：形成重组DNA分子。(3)基因的运载体①作用：将外源基因送入受体细胞。5．操作步骤　1.运载体和细胞膜上的载体相同吗？提示：不同。运载体是将外源基因导入受体细胞的专门运输工具，常用的运载体有质粒、动植物病毒、噬菌体等；载体是位

3、于细胞膜上的载体蛋白，与控制物质进出细胞有关。2．限制酶与DNA连接酶作用的化学键相同吗？提示：相同，均作用于磷酸二酯键。3．切割目的基因和运载体为什么常用同一种限制酶？提示：因为用同一种限制酶可以切割出相同的黏性末端，有利于目的基因与运载体结合。4．与诱变育种、杂交育种相比，基因工程育种的优点又是什么？提示：目的性强，定向改造生物的性状；克服远缘杂交不亲和障碍。5．基因工程中，为什么目的基因在不同物种中均能成功表达？提示：不同的生物体共用一套遗传密码。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　典题精析[例1]　如图为DN

4、A分子的某一片段，其中①②③分别表示某种酶的作用部位，则相应的酶依次是(　　)A．DNA连接酶、限制酶、解旋酶B．限制酶、解旋酶、DNA连接酶C．解旋酶、限制酶、DNA连接酶D．限制酶、DNA连接酶、解旋酶解题分析　①处为氢键，解旋酶可断开氢键，使DNA分子解旋；②处为磷酸和脱氧核糖形成的化学键，限制酶可断开此化学键，常用于基因工程中切割运载体和目的基因；③处为断开的DNA片段的切口，可将此连接起来的酶是DNA连接酶。答案　C[例2]　如图表示一项重要的生物技术，对图中物质a、b、c、d的描述(a、b、c为三种工具)，

5、正确的是(　　)A．a具有多个标记基因和多个限制酶切点，最为常用的是噬菌体B．要获得相同的黏性末端，通常用同种b去切割a和dC．c连接双链间的氢键，使黏性末端处碱基互补配对D．重组DNA导入受体细胞中即可表达解题分析　在基因工程中，最常用的运载体是质粒，其上有标记基因和限制酶切点，A错误；通常使用同种限制酶切割目的基因和运载体，以获得相同的黏性末端，B正确；c为DNA连接酶，其作用是使两个DNA片段之间形成磷酸二酯键，C错误；重组DNA导入受体细胞后，有可能表达，也可能不表达，需要检测和鉴定，D错误。答案　B题后归纳　

6、　　　1.DNA相关六种酶的比较2.提醒目的基因与运载体结合的过程中，形成的重组分子中不只有目的基因和运载体的结合物，还有目的基因之间或运载体之间的结合物。知识点二　基因工程的应用及其安全性知识梳理1.基因工程的应用(1)作物育种①现状：近几年来，人们利用基因工程的方法，获得了高产、稳产和具有优良品质的农作物，培育出具有各种抗逆性的作物新品种。②实例：a.抗棉铃虫的转基因抗虫棉、烟草、玉米等。抗虫基因来自苏云金芽孢杆菌，该基因能够指导合成一种毒性很强的蛋白质晶体，使棉铃虫等害虫死亡。科学家将编码这个蛋白质的基因导入作物

7、，使作物自身具有抵御虫害的能力。b．转基因奶牛、超级绵羊等。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)药物研制①现状：在药品生产中，有些药品由于受原料来源的限制，价格十分昂贵。用基因工程的方法能够高效率地生产出各种高质量、低成本的药品，如胰岛素、干扰素、乙肝疫苗。②实例：胰岛素科学家将人体内能够产生胰岛素的基因与大肠杆菌的DNA分子重组，并在大肠杆菌内获得成功表达。③意义：大大降低了药品生产的成本。(3)环境保护利用转基因细菌降解有毒有害的化合物，吸收环境

8、中的重金属，分解泄漏的石油，处理工业废水等。2．转基因生物及转基因食品的安全性目前对转基因生物和转基因食品的安全性问题存在两个观点：(1)转基因生物和转基因食品是安全的，应该大范围推广。(2)转基因生物和转基因食品是不安全的，应该严格控制。态度：要理性看待科学技术，在看到转基因技术的应用前景非常广阔的同时，也要正视转基因技术带来的