高中生物人教版 (新課標)必修2《遺傳與進化》第2節(jié) 基因工程及其應用教案設計

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第6章　從雜交育種到基因工程第2節(jié)  基因工程及其應用教學目標簡述基因工程的基本原理。舉例說出基因工程在農業(yè)，醫(yī)藥等領域的應用。關注轉進因生物和轉基因食品的安全性。教學重點（1） 基因工程的基本原理。  （2） 基因工程的安全問題。教學難點（1）基因工程的基本原理  （2）轉基因生物與轉基因食品的安全性課時安排：1課時學習過程一、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胞里，__________生物的遺傳性狀。這是在DNA上進行的__________水平的設計施工。基因工程需要的基本工具有“__________”、“__________”、“__________。2、基因工程的優(yōu)點是：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或DNA重組技術操作環(huán)境 操作對象 操作水平 基本過程剪切→拼接→導入→表達結果 思考：基因工程所依據的生物學原理是什么？ 學習檢測1、下有關基因工程的敘述，正確的是   （  D  ）A、基因工程是細胞水平上的生物工程    B、基因工程的產物對人類都是有益的C、基因工程產生的變異屬于人工誘變    D、基因工程育種的優(yōu)點之一是目的性強二、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。（2）特性：一種限制酶只能識別（              ），并在（          ）切割DNA分子。（3）實例：EcoRI限制酶能專一識別GAATTC序列，并在G和A之間將這段序列切開。
（4）切割結果：產生2個帶有黏性末端的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，對自己的DNA無損害。思考：限制性酸內切酶的作用是利用了酶的什么特性？ 學習檢測2、下列關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．一種限制酶只能識別一種特定的核苷酸序列C．不同的限制酶切割DNA的切點不同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、基因的運載體（1）作用：將外源基因送入__________。（2）種類：質粒、__________等。質粒：存在于許多__________以及酵母菌等生物中，是細胞染色體外能夠__________的__________。（3）條件   ①能在宿主細胞穩(wěn)定保存并大量復制②有多個限制酶切點，以便于外源基因相連。   ③有標記基因，便于篩選。思考：基因的運載體與物質跨膜運輸所需的載體本質相同嗎？ 學習檢測3、下列關于基因工程的敘述不正確的是（ D  ）A、基因工程的生物學原理是基因重組B、通過基因工程技術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載體質粒在動植物細胞中廣泛存在 學習檢測4、質粒是基因工程最常用的運載體，它的主要特點是（  C ）①能自主復制 ②不能自主復制 ③結構很小 ④蛋白質 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___________________結合；（3）將目的基因導入受體細胞；（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）都具有相同的物質組成，都具有規(guī)則的雙螺旋結構。（2）都遵循堿基互補配對的原則 學習檢測5、基因工程的操作步驟：①使目的的基因與運載體相結合 ②將目的的基因導入受體細胞 ③檢測目的基因的表達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學習檢測6、下列能說明目的基因完成了表達的是（ 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、基因工程的應用1、抗蟲基因作物的使用，不僅減少了__________，大大降低了生產成本，而且還減少了__________。2、基因工程生產藥品的優(yōu)點是__________、__________、__________。3、目前關于轉基因生物和轉基因產品的安全性，有兩種觀點，一種觀點是轉因生物和轉基因食品不安全，____________________；另一種觀點____________________。 限時訓練1、下列有關基因工程的敘述，正確的是（ D   ）A、DNA連接酶可將兩個黏性末端的堿基連接起來B、目的基因導入受體細胞后，受體細胞即發(fā)生基因突變C、目的基因與運載體結合的過程發(fā)生在細胞外D、常使用的運載體有大腸桿菌、噬菌體和動植物病毒等2、下列關于質粒的敘述，正確的是（ B   ）A、質粒是廣泛存在于細胞中的一種顆粒狀細胞器B、質粒是細菌細胞中能自主復制的小型環(huán)狀DAN分子C、質粒只有在侵入宿主細胞后才能在宿主細胞內復制D、細菌質粒的復制過程一定是在宿主細胞外獨立進行的3、基因工程是在DNA分子水平上進行設計施工的，在基因操作步驟中，不進行堿基互補配對的是（C    ）A、人工合成目的基因    B、目的基因與運載體結合C、將目的基因導入受體細胞中  D、目的的基因的檢測和表達4、下列關于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催化兩個黏性末端互補堿基間氫鍵的形成 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、①④5、依圖示有關工具酶功能的敘述，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切酶6.下列黏性末端屬于同一種限制性內切酶切割的是（   C  ） A．①② B．①③ C．②④ D．③④7、采用基因工程的方法培育抗蟲棉，下列導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序列與質粒重組，導入細菌。用該細菌感染棉的體細胞，再進行組織培養(yǎng) ④將編碼毒素蛋白的DNA序列，與細菌質粒重組，注射到棉的子房并進入受精卵A、①②  B、②③  C、③④  D、①④8．（1）限制性內切酶Ⅰ的識別序列和切點是—G↓GATCC—，限制性內切酶Ⅱ的識別序列和切點是—↓GATC—。在質粒上有酶Ⅰ的一個切點，在目的基因的兩側各有1個酶Ⅱ的切點。①請畫出質粒被限制酶Ⅰ切割后形成的黏性未端。___________________________ ②請畫出目的基因兩側被限制酶Ⅱ切割后形成的黏性未端。_____________________