高中生物第六章从杂交育种到基因工程第2节基因工程及其应用教学案新人教版必修2
13页1、我带领班子成员及全体职工,积极参加县委、政府和农牧局组织的政治理论学习,同时认真学习业务知识,全面提高了自身素质,增强职工工作积极性,杜绝了纪律松散第2节基因工程及其应用学习导航 1.结合教材图文,概述基因工程的基本原理和基本步骤。2.结合具体实例,了解基因工程的应用及其安全性。重难点击基因工程的基本原理和基本步骤。科幻电影蜘蛛侠中的男主角意外被转基因的蜘蛛咬伤,蜘蛛的基因整合到了他的基因上,并且在他体内表达,从而使他成了具有特殊本领的超级英雄。现实中,我们已经运用类似的技术来改造生物的性状,获得人们所需要的品种,这就是基因工程。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是识别特定的核苷酸序列,并在特定的切点上切割DNA分
2、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)运载体作用:将外源基因送入受体细胞。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因的检测与鉴定下图是利用基因工程技术生产人胰岛素的操作过程示意图,请据图回答。1能否利用人的皮肤细胞进行过程?过程特别需要的酶是哪一种?答案不能,皮肤细胞中胰岛素基因不表达;过程是逆转录,需要逆转录酶。2如何将A和B连接成C?操作后的产物只有C吗?答案用同一种限制酶切割A和B,再加入DNA连接酶,才能形成C。操作后的产物除了C,还可能有A与A结合、B与B结合的产物。3如果要检测D中是否含有C,通常如何检测?答案利用C上的标记基因进行检测。4人的胰岛素基因能够在大肠杆菌细胞中表达的基础是什么?答案所有生物共用一套遗传密码。5该方法和诱变育
3、种相比,有什么优点?答案可以定向地改造生物的遗传性状。知识整合胰岛素基因只在胰岛细胞中转录出mRNA;目的基因和运载体结合时,通常用同一种限制酶切割,再加入DNA连接酶;操作后的产物也有目的基因和运载体自我环化的产物。基因工程可以定向地改造生物的遗传性状。1某科学家从细菌中分离出耐高温淀粉酶(Amy)基因a,通过基因工程的方法,将基因a与运载体结合后导入马铃薯植株中,经检测发现Amy在成熟块茎细胞中存在。结合图形分析下列有关这一过程的叙述,不正确的是()A获取基因a的限制酶的作用部位是图中的B连接基因a与运载体的DNA连接酶的作用部位是图中的C基因a进入马铃薯细胞后,可随马铃薯DNA分子的复制而复制,传给子代细胞D通过该技术人类实现了定向改造马铃薯的遗传性状答案B解析限制酶和DNA连接酶均作用于磷酸二酯键,即处,二者作用相反,分别是打开和连接该化学键;目的基因进入受体细胞后,会随着马铃薯DNA分子的复制而复制,传给子代细胞,使之产生定向变异,从而改变其遗传性状。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()AX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目的:获得高产、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。实例:抗棉铃虫的转基因抗虫棉。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实例:用基因工程方法生产胰岛素。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1你所知道的我国转基因成果都有哪些?答案
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