1、生物必修 人教版第六章从杂交育种到基因工程第2节基因工程及其应用1基础知识3指点迷津4问题释疑5学霸记忆6训练巩固2课内探究7课时作业基 础 知 识一、基因工程的原理1基因工程的概念(1)别名：_。(2)操作思路：提取某种生物的_加以_放到另一种生物的_中_生物的遗传性状。2基因工程操作的基本工具(1)基因的“剪刀”名称：_，简称限制酶。特性：一种限制酶只能识别_，并在_上切割DNA分子。基因拼接技术或DNA重组技术基因修饰改造细胞定向地改造限制性核酸内切酶一种特定的核苷酸序列特定的切点实例及剪切位点：a实例：大肠杆菌中的EcoR限制酶。b在下图中标出剪切位点：如下图_(2)基因的“针线”名称
2、：_。作用：连接_和_之间的缺口。(3)基因的运载体作用：将外源基因送入_。种类：_、噬菌体、动植物病毒等。DNA连接酶脱氧核糖磷酸受体细胞质粒质粒a分布：_及酵母菌等生物的细胞中。b特点：能够_。c本质：_。3基因工程的步骤：_目的基因与_结合将目的基因导入_目的基因的_。细菌自主复制环状DNA分子提取目的基因运载体受体细胞检测与鉴定二、基因工程的应用及转基因生物和转基因食品的安全性1基因工程的应用基因工程与作物育种：农业上获得高产、稳产、具优良品质的农作物，畜牧业上获得人们所需要的、具优良品质的转基因动物。基因工程与药物研制：能高效地生产出各种高质量、低成本药品。基因工程与环境保护：可进行
3、环境监测，环境净化。2转基因生物和转基因食品的安全性(1)两种观点：转基因生物和转基因食品不安全，要_；转基因生物和转基因食品是安全的，应该_。(2)我国的态度：十分重视转基因生物及其食品的安全性问题。严格控制大范围推广1转基因抗虫棉对人体有毒害作用吗？提示：没有，转基因抗虫棉表达出的“毒蛋白”只特异性的对鳞翅目的昆虫有毒害作用，不对人体产生毒害作用。2不同的限制酶所识别的核苷酸序列相同吗？为什么？提示：不相同。一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，所以不同的限制酶所识别的序列也不同。1一种限制酶可识别多种特定的核苷酸序列。()提示：一种限制酶只识别一种核苷酸序列。2基因工程的运载体与物质跨
4、膜运输所需要的载体化学本质相同。()提示：前者的化学本质是DNA，后者的化学本质是蛋白质。3不同限制酶切割DNA后形成的黏性末端可能相同。()判断题判断题 4基因工程育种的原理是基因突变。()提示：基因重组。5质粒上抗性基因的存在有利于目的基因表达的鉴定。()提示：有利于对导入目的基因的受体细胞的筛选。6通过基因工程技术能够定向改造生物的遗传性状。()7基因工程属于分子水平的操作。()8对待转基因技术应该趋利避害，不能因噎废食。()课 内 探 究知识点知识点1基因工程的原理基因工程的原理1基因工程的概念基因工程又叫做基因拼接技术或DNA重组技术。注意：基因工程也是基因重组的一种。2基因工程的操
5、作环节及结果，如下表所示知识贴士(1)对于基因工程的操作工具应记住名称，理解其功能。理解基因工程操作的四个基本步骤，并注意联系“酶的专一性”“碱基互补配对原则”“逆转录”“中心法则”等知识。(2)基因工程中的运载体。在基因操作过程中使用运载体有两个目的：一是用它作为运载工具，将目的基因转移到宿主细胞中去；二是利用它在宿主细胞内对目的基因进行大量的复制。现在所用的运载体主要有两类：一类是细菌质粒，它是一种相对分子质量较小、独立于染色体DNA之外的环状DNA(一般有100200 kb，kb为千碱基对)，有的细菌中有一个，有的细菌中有多个。另一类运载体是噬菌体或某些病毒等。现在人们还在不断寻找新的运
6、载体，如叶绿体或线粒体DNA等也可能成为运载体。下表关于基因工程中有关基因操作的名词及对应的内容，正确的组合是()典例典例 1C解析供体是提供目的基因的生物，受体是接受目的基因的生物，剪刀是限制酶，针线是DNA连接酶，常用的运载体是质粒。变式训练1下列有关基因工程技术的正确叙述是()A重组DNA技术所用的工具酶是限制酶、连接酶和运载体B所有限制酶都只能识别同种特定的核苷酸序列C选用细菌作为重组质粒的受体细胞是因为细菌繁殖快D基因工程中常用的运载体质粒在动植物细胞中广泛存在C知识点知识点2基因工程的应用基因工程的应用知识贴士(1)限制酶和DNA连接酶作用的部位是相同的，都是磷酸二酯键。(2)只有
7、目的基因在受体细胞中表达，才能说明基因工程的操作成功。有关基因工程的成果及应用的说法，正确的是()A用基因工程方法培养的抗虫植物也能抗病毒B基因工程在畜牧业上应用的主要目的是培养体型巨大、品质优良的动物C目前任何一种药物都可以运用基因工程来生产D基因工程在农业上的应用主要是培育高产、稳产、品质优良和具有抗逆性的农作物典例典例 2D解析用基因工程方法培育出的抗虫植物只能杀死害虫，对病毒无效；基因工程在畜牧业上的应用不仅是培养体型巨大、品质优良的动物，更重要的是利用某些特定外源基因在哺乳动物体内的表达，从这些动物的乳腺细胞中获得人类所需要的各类物质；目前基因工程只是实现了一部分药物的生产。变式训练
8、2下列各项不属于基因工程的应用的是()A转基因抗虫棉的培育成功B利用DNA探针检测饮用水中有无病毒C利用工程菌生产胰岛素D将甲植物的叶绿体移入乙植物，使光合效率提高解析将甲植物的叶绿体移入乙植物，转移的是细胞器而非基因，故不属于基因工程的范畴。D知识点知识点3转基因生物和转基因食品的安全性转基因生物和转基因食品的安全性转基因食品的优缺点通过学习，认识到科学技术是一把双刃剑，认识到生命中的许多事实还有通过学习，认识到科学技术是一把双刃剑，认识到生命中的许多事实还有待于人类去探索，科学发展中仍有许多问题有争议。待于人类去探索，科学发展中仍有许多问题有争议。(见教材见教材P105页页)知识贴士因为科
9、学技术是一把双刃剑，在很多方面展示出美好的应用前景，但另一方面，基因工程也给人们带来了许多潜在的危险，因此要辩证地看待基因工程所引发的问题：如可能制造超级细菌、超级杂草等；制造出难以制服的病原体、生物武器；转基因动植物的出现引发物种入侵，有可能破坏原有的生态平衡，对原有物种产生威胁；还可能带来转基因食品的安全性问题等。下列有关基因工程的应用中，对人类不利的是()A制造“工程菌”用于药品生产B制造“超级菌”分解石油、农药C重组DNA诱发受体细胞基因突变D导入外源基因替换缺陷基因典例典例 3C解析制造“工程菌”用于药品生产，帮助治疗疾病，对人类有利，A项不符合题意。制造“超级菌”分解石油、农药，减
10、少环境污染，对人类有利，B项不符合题意。由于基因突变的少利多害性，所以重组DNA诱发受体细胞基因突变往往产生对人类不利的变异，C项符合题意。导入外源基因替换缺陷基因，使该基因的表达产物发挥功能，从而达到治疗疾病的目的，对人类有利，D项不符合题意。变式训练3美国科学家在研究生长在墨西哥某地的野生玉米后，发现这种玉米含有包括苏云金芽孢杆菌(一种产生抗虫毒蛋白的细菌)基因在内的转基因作物的基因。下列有关说法正确的是()转基因作物的基因可传播到野生植物中转基因作物可对天然植物的遗传多样性构成威胁为防止基因污染，应当禁止转基因作物的研究自然杂交过程的实质是一个长期的转基因过程，两者没有任何区别A B C
11、DC解析根据题意可知，转基因植物的基因传播到野生植物中，这样会对植物遗传多样性构成威胁。自然杂交是通过传粉的方式实现基因重组，与转基因技术中通过重组质粒实现基因重组是有区别的。指 点 迷 津与DNA有关的酶1五种酶的比较下图为DNA分子在不同酶的作用下所发生的变化，图中依次表示限制酶、DNA聚合酶、DNA连接酶、解旋酶作用的正确顺序是()A BC D解析限制酶可在特定位点对DNA分子进行切割；DNA聚合酶在DNA分子复制时将脱氧核苷酸连接成脱氧核苷酸链；DNA连接酶可将限制酶切开的磷酸二酯键连接在一起；解旋酶的作用是将DNA双链解开螺旋，为复制或转录提供模板。典例典例 4C问 题 释 疑(一)
12、问题探讨提示：此节“问题探讨”以基因工程菌的实例，引导学生思考基因工程的原理。为启发学生思考，教师可引导学生回忆前面学过的遗传学知识，如不同生物的DNA在结构上的统一性，几乎所有的生物都共用一套遗传密码等。(二)练习基础题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分子导入受体细胞；(4)目的基因的检测与鉴定。2ATCTCGAGACTGATTGGCCTTAAGCTCGAGATGACCATGGCCAGGCTCGAGCTGATGATAGAGCTCTGACTAACCGGAATTCGAGCTCTACTGGTACCG
13、GTCCGAGCTCGACTACT3常用的运载体有质粒、噬菌体、农杆菌、动植物病毒等。(三)拓展题1提示：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都是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，细菌能够合成人体的某些蛋白质。2提示：例如，可以向客户说明农场具备相应的安全检测设施和措施，已经领取了农业转基因生物安全证书，产品中所含有的成分都是自然界天然存在的物质，产品经过试用表明对人体无害等。3提示：例如，“转基因土豆肝炎患者的希望！”等。学 霸 记 忆1限制酶具有特异性，即一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并在特定的位点上切割DNA分子。2DNA连接酶的作用部位是磷酸二酯键。3质粒是常用的载体，它是一种小型的双链环状DNA分子，具有一个至多个限制酶切割位点及标记基因。训 练 巩 固课 时 作 业
