1、1第 2 节 基因工程及其应用学习目标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。学习过程导入新课许多特效药品的生产是从生物组织中提取的。受材料来源限制,产量有限,其价格往往十分昂贵。胰岛素从猪、牛等动物的胰腺中提取,100 千克胰腺只能提取 45 克的胰岛素,其产量之低和价格之高可想而知。同学们能不能设想用容易培养的微生物,如细菌生产制造胰岛素,从而大大降低胰岛素的价格?探究新知探究一:基因工程的原理自主学习 1按要求分析教材 P102内容,并回答以下问题。1.基因工程的概念基因工程又叫做 或 。通俗地说,就是按照人们的意
2、愿,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,定向地改造生物的 。基因工程是在 水平上进行的设计施工,需要有专门的工具。基因工程最基本的工具有:“ ” “ ” “ ” 。 2.基因操作的工具(1)基因的“剪刀”: 。一种限制酶只能识别 特定的核苷酸序列,并在 的切点上切割 DNA 分子。 (2)基因的针线: 。 “缝合” 和 交替连接而构成的DNA 骨架上的缺口。 (3)基因的运载体:目前常用的运载体有 、 和 等。质粒存在于 中,是拟核或细胞核外能够 的 分子。 3.基因操作的基本步骤(1) ;(2) ;(3) ;(4) 。 合作探究 1(1)“分子手术刀”限制性核酸
3、内切酶的分布在哪些部分?(2)这类酶存在于原核生物中的作用是什么?(3)限制酶的作用特点是什么?作用结果如何?举例说明。2(4)限制酶在基因工程中起什么作用?(5)试写出下列序列受 EcoR限制酶作用后的黏性末端。(6)DNA 连接酶连接的是两个脱氧核苷酸分子的什么部位?(7)“运载体”和“载体”相同吗? 探究二:基因工程的应用自主学习 2按要求分析教材 P104内容,并回答以下问题。1.作物育种:利用基因工程的方法,获得高产、稳产和具有优良品质的农作物;培育具有各种 的作物新品种,如抗虫棉等。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 。 2.药物研制:利用基因工程的
4、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。3.环境保护:如利用转基因细菌降解有毒、有害化合物,吸收环境中的重金属,分解泄漏的石油,处理工业废水等。自主总结1.转基因抗虫棉转入的抗虫基因来自哪里?2.该抗虫基因为何有抗虫的效果?3.为获得转基因抗虫棉,大体步骤应该如何操作?探究三:转基因生物和转基因食品的安全性合作探究 2目前关于转基因生物和转基因食品的安全性,有两种观点。一种观点是转因生物和转基因食品不安全,要严格控制;另一种观点转基因生物和转基因食品是安全的,应该大范围推广。3阅读教材 P105内容,提出你对转基因生物和转基因食品安全性的
5、看法。课时检测1.在基因工程中,切割载体和含有目的基因的 DNA 片段时,需使用( )A.同种限制酶 B.两种限制酶C.同种连接酶 D.两种连接酶2.下列关于基因工程的叙述,正确的是( )A.基因工程经常以抗菌素的抗性基因为目的基因B.细菌质粒是基因工程最常用的运载体C.通常选用不同的限制酶分别处理含目的基因的 DNA 和运载体 DNAD.为育成抗除草剂的作物新品种,导入抗除草剂基因时只能以受精卵为受体3.将苏云金杆菌中的抗虫基因导入棉花细胞中,成功培育出抗虫棉。这个过程中利用的主要原理是( )A.基因突变,DNARNA蛋白质B.基因重组,DNARNA蛋白质C.基因工程,DNARNA蛋白质D.
6、染色体变异,DNARNA蛋白质4.不属于基因工程生产的药物是( )A.干扰素 B.青霉素C.白细胞介素 D.乙肝疫苗5.下列实践与基因工程无关的是( )A.利用 DNA 探针检测饮用水是否含病毒B.选择“工程苗”来生产胰岛素C.用不育系来培育杂种一代D.培育转基因抗虫棉6.将重组 DNA 导入细菌生产激素或蛋白质的过程一般称为( )A.基因工程 B.细菌工程C.酶工程 D.微生物工程7.不属于基因工程操作工具的是( )A.目的基因 B.运载体C.DNA 连接酶 D.限制性核酸内切酶8.质粒之所以能作基因工程的运载体,是由于它( )A.含蛋白质从而能完成生命活动B.能够自我复制而保持连续性C.是
7、 RNA,能够指导蛋白质的合成D.具有环状结构能够携带目的基因9.干扰素是治疗癌症的重要物质。人血液中每升只能提取 0.05 mg 干扰素,因其价格昂贵,平民百姓用不起。但美国有一家公司用遗传工程方法合成了价格低廉、药性一样的干扰素,其具体做法是:(1)从人的淋巴细胞中提取能指导干扰素合成的 ,并使之与一种叫 的DNA 结合,然后移到酵母菌内,从而让酵母菌来 。 (2)酵母菌能用 方式繁殖,速度很快,所以能在较短时间内生产大量 。利用这种方法不仅产量高,并且成本较低。 参考答案4学习过程导入新课可以,将人的胰岛素基因转移到细菌中,培养细菌,从中提取胰岛素。探究新知自主学习 11.基因拼接技术
8、DNA 重组技术 修饰改造 遗传性状 分子 基因剪刀 基因针线 基因的运载体2.(1)限制性核酸内切酶(限制酶) 一种 特定 (2)DNA 连接酶 脱氧核糖 磷酸 (3)质粒 噬菌体 动植物病毒 细菌以及酵母菌等生物的细胞 自主复制 很小的环状DNA3.(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)目的基因的检测与鉴定合作探究 1(1)主要存在于微生物中,尤其是原核生物中。(2)用切割外来 DNA 的方法进行自我保护。(3)识别特定序列,切开特定位点。用同一种限制酶切割后可形成相同的黏性末端。(4)获得目的基因。(5)CTTCATG AATTCCCTAAGAAGTACTTAA GGGATT(6)磷酸二酯键。(7)不同。运载体是在基因工程中用到的工具,载体是细胞膜表面协助物质进出的成分。自主学习 21.抗逆性 农药的用量 农药对环境的污染自主总结1.苏云金杆菌。2.该基因控制合成的蛋白质具有毒性。3.(1)用合适的限制酶切割并获取抗虫毒蛋白基因;(2)用同种限制酶切割运载体;(3)DNA 连接酶连接抗虫基因和运载体;(4)导入棉花细胞;(5)组织培养获得抗虫棉;(6)抗虫基因的检测与鉴定。合作探究 2略。课时检测1.A 2.B 3.B 4.B 5.C 6.A 7.A 8.B9.(1)干扰素基因 质粒 合成干扰素 (2)出芽生殖 干扰素
