2021人教版高中生物必修二《基因工程及其应用》教案4.pdf

20212021 人教版高中生物必修二基因工程及其应用人教版高中生物必修二基因工程及其应用wordword 教案教案 4 4第第 2 2 课时课时（二）基因工程的应用（二）基因工程的应用基因工程自 1973 年产生后，由于基因工程技术具有能够直截了当操纵基因，将基因从一个物种转移至另一个物种，制造出新的物种或新的品种的显著特点也确实是说，可按照人们的主观愿望，制造出自然界中原先并不存在的新的生物类型，使人类从单纯地认识生物和利用生物的传统模式跳跃到为所欲为改造生物和制造生物的新时代通过30 多年的进展历程，取得了惊人的成绩，专门是近10 年来，基因工程的进展更是突飞猛进基因转移、基因扩增技术的应用，不仅使生命科学的研究发生了前所未有的变化，而且在实际应用领域中，为农牧业、食品工业、医药卫生、环境爱护等方面开拓了宽敞的进展前景1 1基因工程与作物育种基因工程与作物育种（1）基因工程在农业上的应用基因工程在农业上的应用要紧表现在两方面：过基因工程技术获得高产、稳产和具有优良品质的农作物用基因工程的方法可培养出具有各种抗逆性的作物新品种现在已培养出一批分别具有抗病、抗虫、抗除草剂、抗盐碱、抗病毒、抗洪涝等性状的转基因农作物。

1996 至 2000年的短短五年，全球转基因作物从 170104hm2进展到 4420104hm2，其推广速度是前所未有的（2）基因工程在畜牧养殖业的应用2 2基因工程与药物研制基因工程与药物研制基因工程在医药卫生领域的应用要紧可概括为两个方面：（1）用于生产基因工程药品所谓基因工程药物确实是先确定对某种疾病有预防和治疗作用的蛋白质，然后将操纵该蛋白质合成过程的基因取出来，通过一系列基因操作，最后将该基因放入能够大量生产的受体细胞中去，这些受体细胞包括细菌、酵母菌、动物或动物细胞、植物或植物细胞，在受体细胞不断繁育过程中，大规模生产具有预防和治疗这些疾病的蛋白质，即基因疫苗或药物基因工程的方法由于不受原料的限制，能够高效率的生产出各种高质量、低成本的药物，如胰岛素、抗生素等2）用于基因诊断和基因治疗基因诊断（展现 DNA 分子杂交过程的动画成效）基因诊断：运用基因分析对疾病作出诊断的方法，是遗传病最准确的诊断手段，也是一种威力强大的高新技术传统诊断方法是通过表现型来估量基因型，而基因诊断是从基因着手来推断表现型，即绕过基因产物，通过直截了当探查基因进行诊断，不受细胞类型和发病年龄的限制，可用于一切遗传病的诊断。

基因诊断也称为DNA 诊断或基因探针技术，即在DNA 水平分析检测某一基因，从而对特定的疾病进行诊断用放射性同位素（如P）、荧光分子等标记的 DNA 分子做探针，利用 DNA 分子杂交原理，鉴定被检测标本上的遗传信息，达到检测疾病的目的癌细胞的病变过程，要紧是由于基因调剂操纵失灵，通过基因诊断，将发生紊乱的基因加以修复，有期望根治癌症半乳糖血症是一种先天性糖代谢缺陷症，通过基因诊断，发觉病人缺少一个合成半乳糖转移酶的基因若把半乳糖转移酶的基因转入缺乏这种基因的人体中，治疗这种先天性疾病将成为可能基因诊断已用于镰刀型红细胞贫血症的诊断；对肠道病毒、疱疹病毒、腺病毒、肝炎病毒等引起的疾病，基因诊断技术已用于临床实践基因治疗基因治疗，顾名思义，是指在基因水平上对人类疾病进行治疗具体地说，它是利用基因转移或基因调控的手段，将正常基因转入疾病患者机体细胞内，取代致病的突变基因，表达所缺乏的基因产物或者是通过基因调控的手段，有目的地抑制专门基因表达或重新开启已关闭的基因，达到治疗遗传病、肿瘤、艾滋病、心血管等疾病的目的3 3基因工程与环境爱护基因工程与环境爱护基因工程应用于环保，一方面基因工程方法可用于环境监测。

据报道，用DNA 探针能够检测饮用水病毒的含量具体方法：用一个特定的 DNA 片段制成探针，与被测的病毒DNA 杂交，从而把病毒检测出来与传统方法相比具有快速、灵敏的特点传统的检测一次，需几天或几个星期的时刻，精确度不高，而用 DNA 探针只需一天据报道，能从 1t水中检测出 10 个病毒来，精确度大大提高基因工程还可用于净化环境随着石油工业的迅速进展，石油这种含有多种烃类的物质对环境造成专门大的污染自然界中，假单胞杆菌的细菌能够分解石油，然而，每一种假单胞杆菌只能分解石油中的某一种成分1975 年，科学家用基因工程的方法，制造出了能同时分解四种烃类的“超级细菌”三）转基因生物和转基因食品的安全性（三）转基因生物和转基因食品的安全性当人类拥有了改造生物、制造生物的能力时，也感到了不安和困惑人类制造的转基因生物和转基因食品是否会危害整个生物圈，甚至人类自身1998 年英国的研究人员普斯陶伊通过新闻媒体向人展现了他的研究成果：实验鼠在食用转基因土豆十天后，其肾、脾和消化道都显现了不同程度的损害你们如何样看待转基因生物和转基因食品的安全性呢？资料分析：转基因生物和转基因食品的安全性资料分析：转基因生物和转基因食品的安全性教师引导学生阅读教科书 P105 的内容，对教科书 P105 资料分析中的两种观点进行摸索、讨论，找出支持某一观点的有力论据。

在讨论的基础上，协商或小组指派某个角色，安排角色扮演活动站在所扮演角色的立场上，收集证据，按规定程序陈述强调：支持某一观点的论据要充分，要注意科学性、客观性和逻辑性小结：展望 21 世纪，将是基因工程迅速进展和日臻完善的世纪，它将为人类带来庞大的效益，人们不光在基因工程的技术上取得突破，还将加速其产业化的进程基因工程将在人类生活的方方面面发挥它举足轻重的作用三、例题操练三、例题操练例 1：上海医学遗传研究所成功培养出第一头携带白蛋白的转基因牛，他们还研究出一种可大大提高基因表达水平的新方法，使转基因动物乳汁中的药物蛋白含量提高 30 多倍转基因动物”是指（）A提供基因的动物B基因组中增加外源基因的动物C能产生白蛋白的动物D能表达基因信息的动物解析：提供基因的动物是一个正常的动物，而不是转基因工程的产物，也含有白蛋白基因，因此能产生白蛋白，在产生白蛋白过程中必定能够完成该基因的信息表达，因此 A、C、D 三个选项均是错误的转基因动物指的确实是在其基因组中含有外源基因的动物答案：B例 2：要使目的基因与对应的载体重组，所需的两种酶是（）限制酶连接酶解旋酶还原酶解析：A、B、D 选项中的药物差不多上通过基因工程实现了外源基因在异体表达而获得的，C 项中的青霉菌合成青霉素是自身基因表达的结果。

答案：C例 4：DNA 整合到细胞染色体中的过程，属于（）A基因突变B基因重组C基因互换D染色体变异解析：DNA 整合到细胞染色体中的过程确实是利用基因工程技术完成的，该 DNA 与细胞内染色体上的 DNA 发生了重新组合的现象，属于广义的基因重组答案：B例 5：基因工程是在 DNA 水平上进行设计施工的在基因操作的差不多步骤中，不进行碱基互补的步骤的是（）A目的基因与运载体结合B将目的基因导入受体细胞C目的基因的检测D目的基因的表达解析：在基因工程操作的4 个差不多步骤中，形成重组DNA 分子以及目的基因检测和表达过程，均存在碱基互补配对，只有目的基因导入受体细胞不需要碱基互补配对答案：B例 6：下列有关质粒的叙述，正确的是（）A质粒是广泛存在于细菌细胞内的一种颗粒状细胞器B质粒是仅存于细菌细胞中能自我复制的小型环状DNA 分子C质粒在侵入宿主细胞后能够自主复制D质粒的复制过程一定是在宿主细胞外独立地进行解析：质粒存在于许多细菌以及酵母菌等生物中，是细胞染色体外能够自主复制的专门小的环状 DNA 分子，能够在宿主细胞中自主复制并得以表达答案：C例 7：为了培养节水高产品种，科学家将大麦中与抗旱节水有关的基因导入小麦，得到转基因小麦，其水分利用率提高了20%。

这项技术的遗传学原理是（）A基因突变B基因重组C基因复制D基因分离解析：本题考查学生对生物变异原理的明白得应用重组DNA 技术，人们能够把某个目的基因，通过载体送入生物细胞中，同时使新的基因在细胞中正确表达，从而达到定向改变生物性状的目的这项技术的遗传学原理是基因重组除了转基因技术外，利用杂交育种或诱变育种的手段也能培养新品种答案：B例 8：下图纵轴表示青霉菌的菌株数，横轴表示青霉菌产生的青霉素产量，曲线a 表示使用诱变剂前菌株数与产量之间的变化，曲线 b、c、d 表示使用不同剂量的诱变剂后菌株数与产量之间的变化请依照图完成下列问题：（1）曲线 b 和 a 相比，说明了_2）b、c、d 3 条曲线比较，说明了_3）比较 b、c、d 3 条曲线的变化，最符合人们要求的菌株是_，从中我们可得到什么启发？解析：（1）分析曲线关于 a 与 b 的菌株数最高值，能够看出诱变后少量的菌株就能够产生等量的青霉素，因此说基因突变提高了青霉素的产量2）b、c、d 相比较能够看出，用不同剂量的诱变剂能够使青霉菌向不同的方向突变，从而使产量显现专门大的差异，这就表达了基因突变的不定向性3）符合人们要求的菌株是d，因为在同样多的菌株的情形下，d 的产量是最多的。

答案：（1）诱变剂能够引起青霉菌发生基因突变，使青霉素的产量提高（2）基因突变具有不定向性（3）d 曲线对应的青霉素株人们能够通过反复诱变，不断地从诱变产生的突变中选择出高产菌株，从而提高青霉素的产量四、作业四、作业教材 P106“练习”一、二提示：提示：基础题1基因工程的操作通常包括以下4 步：（1）获得目的基因（外源基因）；（2）目的基因与运载体结合，形成重组 DNA 分子；（3）将重组 DNA 分子导人受体细胞；（4）目的基因的检测与表达2ATCTCGAGACTGATTGGC CTTAAGCTTAAGCTCGAGATGACCATGGCCAGGCTCGAGCTGATGATAGAGCTCTGACTAACCG GAATTCGAGCTCTACTGGTACCGGTCCGAGCTCGACTACT3常用的运载体有质粒、噬菌体、农杆菌、动植物病毒等拓展题1这是因为在基因水平上，人和细菌的遗传机制是一致的细菌和人的遗传物质差不多上 DNA，都使用同一套遗传密码子，都遵循中心法则因此，通过基因重组，细菌。