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2019-2020年高中生物 6.2《基因工程及其應(yīng)用》教案（2） 新人教版必修2 教學(xué)目標(biāo) 1. 簡述基因工程的基本原理。 2. 舉例說出基因工程在農(nóng)業(yè)，醫(yī)藥等領(lǐng)域的應(yīng)用。 3. 關(guān)注轉(zhuǎn)進(jìn)因生物和轉(zhuǎn)基因食品的安全性。 教學(xué)重點(diǎn) （1） 基因工程的基本原理。 （2） 基因工程的安全問題。 教學(xué)難點(diǎn) （1）基因工程的基本原理 （2）轉(zhuǎn)基因生物與轉(zhuǎn)基因食品的安全性 課時(shí)安排：1課時(shí) 學(xué)習(xí)過程 一、基因工程的定義 1、基因工程又叫__________。它是按照人們的意愿，把一種生物的某種基因__________出來，加以飾改造，然后放到另一種生物的細(xì)胞里，__________生物的遺傳性狀。這是在DNA上進(jìn)行的__________水平的設(shè)計(jì)施工?；蚬こ绦枰幕竟ぞ哂小癬_________”、“__________”、“__________。 2、基因工程的優(yōu)點(diǎn)是：可以按照人們的意愿直接__________改變生物的性狀，培育出新品種。 基因工程的概念 基因工程的別名 基因拼接技術(shù)或DNA重組技術(shù) 操作環(huán)境 操作對(duì)象 操作水平 基本過程 剪切→拼接→導(dǎo)入→表達(dá) 結(jié)果 思考：基因工程所依據(jù)的生物學(xué)原理是什么？ 學(xué)習(xí)檢測(cè)1、下有關(guān)基因工程的敘述，正確的是 （ D ） A、基因工程是細(xì)胞水平上的生物工程 B、基因工程的產(chǎn)物對(duì)人類都是有益的 C、基因工程產(chǎn)生的變異屬于人工誘變 D、基因工程育種的優(yōu)點(diǎn)之一是目的性強(qiáng) 二、基因工程的基本工具 1、基因的“剪刀”：__________（簡稱__________） （1）存在：主要在微生物體內(nèi)。 （2）特性：一種限制酶只能識(shí)別（ ），并在（ ）切割DNA分子。 （3）實(shí)例：EcoRI限制酶能專一識(shí)別GAATTC序列，并在G和A之間將這段序列切開。 （4）切割結(jié)果：產(chǎn)生2個(gè)帶有黏性末端的DNA片斷。 （5）作用：基因工程中重要的切割工具，能將外來的DNA切斷，對(duì)自己的DNA無損害。 思考：限制性酸內(nèi)切酶的作用是利用了酶的什么特性？ 學(xué)習(xí)檢測(cè)2、下列關(guān)于限制酶的說法不正確的是（ A ） A．限制酶廣泛存在于各種生物中，微生物中很少分布 B．一種限制酶只能識(shí)別一種特定的核苷酸序列 C．不同的限制酶切割DNA的切點(diǎn)不同 D．限制酶的作用是用來提取目的基因 2、基因的“針線”：__________，作用：連接__________和__________之間的缺口。 DNA連接酶的作用是在DNA分子連接過程中，縫合脫氧核糖和磷酸之間的缺口。如果把DNA分子看成“梯子形”，DNA連接酶的作用是把梯子的扶手連接起來。 分析拓展 DNA聚合酶是把單個(gè)的脫氧核苷酸連接成DNA片斷；DNA連接酶把DNA片連接成DNA分子，兩者都是連接脫氧核糖和磷酸之間的磷酸二酯鍵。 3、基因的運(yùn)載體 （1）作用：將外源基因送入__________。 （2）種類：質(zhì)粒、__________等。 質(zhì)粒：存在于許多__________以及酵母菌等生物中，是細(xì)胞染色體外能夠__________的__________。 （3）條件 ①能在宿主細(xì)胞穩(wěn)定保存并大量復(fù)制 ②有多個(gè)限制酶切點(diǎn)，以便于外源基因相連。 ③有標(biāo)記基因，便于篩選。 思考：基因的運(yùn)載體與物質(zhì)跨膜運(yùn)輸所需的載體本質(zhì)相同嗎？ 學(xué)習(xí)檢測(cè)3、下列關(guān)于基因工程的敘述不正確的是（ D ） A、基因工程的生物學(xué)原理是基因重組 B、通過基因工程技術(shù)能夠定向改造生物的遺傳性狀 C、基因的針線是DNA連接酶 D、基因工程中常用的運(yùn)載體質(zhì)粒在動(dòng)植物細(xì)胞中廣泛存在 學(xué)習(xí)檢測(cè)4、質(zhì)粒是基因工程最常用的運(yùn)載體，它的主要特點(diǎn)是（ C ） ①能自主復(fù)制 ②不能自主復(fù)制 ③結(jié)構(gòu)很小 ④蛋白質(zhì) ⑤環(huán)狀RNA ⑥環(huán)狀DNA ⑦能“友好”地“借居” A、①③⑤⑦ B、②④⑥ C、①③⑥⑦ D、②③⑥⑦ 三、基因工程的步驟 （1）__________；（2）目的基因與___________________結(jié)合；（3）將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞；（4）__________。 具體步驟： 分析拓展 不同DNA分子能夠拼接在一起的原因： （1）都具有相同的物質(zhì)組成，都具有規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)。 （2）都遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)的原則 學(xué)習(xí)檢測(cè)5、基因工程的操作步驟：①使目的的基因與運(yùn)載體相結(jié)合 ②將目的的基因?qū)胧荏w細(xì)胞 ③檢測(cè)目的基因的表達(dá)是否符合特定性狀要求 ④提取目的基因。正確的操作順序是（ C ） A、③②④① B、②④①③ C、④①②③ D、③④①② 學(xué)習(xí)檢測(cè)6、下列能說明目的基因完成了表達(dá)的是（ D ） A、棉株中含有殺蟲蛋白基因 B、大腸桿菌中具有胰島素基因 C、土豆含有抗病毒的基因 D、從酵母菌中提取到了干擾素 四、基因工程的應(yīng)用 1、抗蟲基因作物的使用，不僅減少了__________，大大降低了生產(chǎn)成本，而且還減少了__________。 2、基因工程生產(chǎn)藥品的優(yōu)點(diǎn)是__________、__________、__________。 3、目前關(guān)于轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品的安全性，有兩種觀點(diǎn)，一種觀點(diǎn)是轉(zhuǎn)因生物和轉(zhuǎn)基因食品不安全，____________________；另一種觀點(diǎn)____________________。 限時(shí)訓(xùn)練 1、下列有關(guān)基因工程的敘述，正確的是（ D ） A、DNA連接酶可將兩個(gè)黏性末端的堿基連接起來 B、目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞后，受體細(xì)胞即發(fā)生基因突變 C、目的基因與運(yùn)載體結(jié)合的過程發(fā)生在細(xì)胞外 D、常使用的運(yùn)載體有大腸桿菌、噬菌體和動(dòng)植物病毒等 2、下列關(guān)于質(zhì)粒的敘述，正確的是（ B ） A、質(zhì)粒是廣泛存在于細(xì)胞中的一種顆粒狀細(xì)胞器 B、質(zhì)粒是細(xì)菌細(xì)胞中能自主復(fù)制的小型環(huán)狀DAN分子 C、質(zhì)粒只有在侵入宿主細(xì)胞后才能在宿主細(xì)胞內(nèi)復(fù)制 D、細(xì)菌質(zhì)粒的復(fù)制過程一定是在宿主細(xì)胞外獨(dú)立進(jìn)行的 3、基因工程是在DNA分子水平上進(jìn)行設(shè)計(jì)施工的，在基因操作步驟中，不進(jìn)行堿基互補(bǔ)配對(duì)的是（C ） A、人工合成目的基因 B、目的基因與運(yùn)載體結(jié)合 C、將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞中 D、目的的基因的檢測(cè)和表達(dá) 4、下列關(guān)于DNA連接酶的敘述正確的是（ D ） ①催化相同黏性末端的DNA片斷之間的連接 ②催化不同黏性末端的DNA片斷這間的連接 ③催化兩個(gè)黏性末端互補(bǔ)堿基間氫鍵的形成 ④催化DNA分子兩條鏈的脫氧核糖與磷酸間鍵的形成 A、①③ B、②④ C、②③ D、①④ 5、依圖示有關(guān)工具酶功能的敘述，不正確的是（ A ） A、連接b處的酶為RNA聚合酶 B、連接a處的酶為DNA連接酶 C、切斷b處的酶為解旋酶 D、切斷a處的酶為限制性核酸內(nèi)切酶 6.下列黏性末端屬于同一種限制性內(nèi)切酶切割的是（ C ） A．①② B．①③ C．②④ D．③④ 7、采用基因工程的方法培育抗蟲棉，下列導(dǎo)入目的基因的做法正確的是（ C ） ①將毒素蛋白注射到棉受精卵中 ②將編碼毒素蛋白的DNA序列注射到棉受精卵中③將編碼毒素蛋白的DNA序列與質(zhì)粒重組，導(dǎo)入細(xì)菌。用該細(xì)菌感染棉的體細(xì)胞，再進(jìn)行組織培養(yǎng) ④將編碼毒素蛋白的DNA序列，與細(xì)菌質(zhì)粒重組，注射到棉的子房并進(jìn)入受精卵 A、①② B、②③ C、③④ D、①④ 8．（1）限制性內(nèi)切酶Ⅰ的識(shí)別序列和切點(diǎn)是—G↓GATCC—，限制性內(nèi)切酶Ⅱ的識(shí)別序列和切點(diǎn)是—↓GATC—。在質(zhì)粒上有酶Ⅰ的一個(gè)切點(diǎn)，在目的基因的兩側(cè)各有1個(gè)酶Ⅱ的切點(diǎn)。 ①請(qǐng)畫出質(zhì)粒被限制酶Ⅰ切割后形成的黏性未端。___________________________ ②請(qǐng)畫出目的基因兩側(cè)被限制酶Ⅱ切割后形成的黏性未端。_____________________