高中生物：基因工程及其应用导学案人教版必修2

1 6 2基因工程及其应用导学案基因工程及其应用导学案 学习目标学习目标 简述基因工程的基本原理 学习重点 难点学习重点 难点 基因工程的基本原理 学习过程学习过程 阅读 P102 问题探讨 思考 为什么能把人的基因 嫁接 到细菌上 传统育种的局限性 传统育种的局限性 一般只能在同种生物中进行 很难将一种生物的优良 性状 移植到另一种生物身上 基因工程的出现基因工程的出现使人类有可能按照自己的意愿直接定向地改变生物 培育 出新品种 一 基因工程的原理一 基因工程的原理 1 1 基因工程的概念 又叫基因工程的概念 又叫 或或 基因工程就是按照 把一种生物的某种基因提取出来 并加以 然后放到另一种生物的细胞里 地改造生物的 2 2 基因工程最基本的工具 基因工程最基本的工具 1 基因的 剪刀 是指 一种该物质只能识别 种特定的核苷酸序列 并在特定切点上 DNA 分子 大肠杆 菌中的一种叫做 EcoRI 的限制酶 能够专一识别 的序列 并 在 G 和 A 之间将这段序列切开 2 基因的 针线 即 可以 缝合 和 交替连接而构成的 DNA 骨架上的缺口 3 基因工程中 目前常用的运载体有 和 等 4 质粒存在于许多 及 等生物中 其本质是细胞染色体外 的 能够 的很小的 分子 3 基因工程的操作步骤 参照图示 6 6 理解 基因工程操作的一般步骤为 目的基因与 2 结合 将目的基因导入 目的基因的 和 二 习题巩固 二 习题巩固 1 DNA 连接酶的主要功能是 A DNA 复制时母链与子链之间形成的氢键 B 粘性末端碱基之间形成的氢键 C 将两条 DNA 末端之间的缝隙连接起来 D 将碱基 脱氧核糖 磷酸之间的键连接起来 2 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 供体剪刀针线运载体受体 A 质粒限制性内切酶DNA连接酶 提供目的基因 的生物 大肠杆菌等 B 提供目的基因 的生物 DNA连接酶限制性内切酶质粒大肠杆菌等 C 提供目的基因 的生物 限制性内切酶DNA连接酶质粒大肠杆菌等 D 大肠杆菌等DNA连接酶限制性内切酶 提供目的基因 的生物 质粒 记忆节节清 记忆节节清 一 基因工程的基本工具一 基因工程的基本工具 1 基因的 剪刀 限制性核酸内切酶 能识别特定的核苷酸序列 并在特定位点上 切割 DNA 分子 如 EcoRI 的限制酶 能够转移识别 GAATTC 的序列 并在 G 和 A 之间将 这段序列切开 2 基因的 针线 DNA 连接酶 缝合脱氧核糖和磷酸交替连接而构成的 DNA 骨架上 的缺口 3 基因的 运载体 质粒 噬菌体和动植物病毒等 将外源基因送入受体细胞的专 门运输工具 二 基因工程的步骤 二 基因工程的步骤 提取目的基因 目的基因与运载体结合 将目的基因导入受体细 胞 目的基因的表达和检测 3 3 实施基因工程第一步的一种方法是把所需的基因从供体细胞内分离出来 这要利用限制性内切酶 从大肠杆菌中提取的一种限制性内切酶 EcorI 能识 别 DNA 分子中的 GAATTC 序列 切点在 G 与 A 之间 这是应用了酶的 A 高效性 B 专一性 C 多样性 D 催化活性受外界条件影响 4 在基因工程操作的基本步骤中 不进行碱基互补配对的步骤是 A 人工合成目的基因 B 目的基因与运载体结合 C 目的基因的检测和表达 D 将目的基因导入受体细胞 5 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中的一种颗粒状细胞器 B 质粒是细菌细胞质中能自主复制的小型环状 DNA 分子子 C 质粒只有在侵入宿主细胞后才能在宿主细胞内复制 D 细菌质粒的复制过程一定是在宿主细胞外独立进行的 6 如果科学家通过转基因工程 成功地把一位女性血友病患者的造血细胞进 行改造 使其凝血功能恢复正常 那么 她后来所生的儿子中 A 全部正常 B 一半正常 C 全部有病 D 不能确定 7 关于右图 DNA 分子片段的说法正确的是 A 限制性内切酶可作用于 部位 解旋酶 作用于 部位 B 处的碱基缺失导致染色体结构的变异 C 把此 DNA 放在含 15N 的培养液中复 制 2 代 子代中含 15N 的 DNA 占 3 4 D 该 DNA 的特异性表现在碱基种类和 A T G C 的比例上 8 不属于目的基因与运载体结合过程的是 A 用一定的限制酶切割质粒露出黏性末端 B 用同种限制酶切断目的基因露出黏性末端 C 将切下的目的基因的片段插入到质粒切口处 D 将重组 DNA 引入受体细胞中进行扩增 9 下列关于限制酶的说法不正确的是 A 限制酶广泛存在于各种生物中 微生物中很少分布 B 一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列 G C A TA T G C A TA T 15N 14N 4 C 不同限制酶切割 DNA 的切点不同 D 限制酶的作用之一可用来提取目的基因 10 下列是由限制酶切割形成的 DNA 片段 能用相应的 DNA 连接酶恢复连 接的组合是 A B C D 以上都对 11 利用基因工程 将人的基因转入细菌细胞或活的动物体细胞内 生产药物 蛋白质 在基因工程操作中所用的基因 剪刀 是 基因 针线 是 基因 运载工具 是 人的基因和异种生物的基因拼接在一起 是因为它们的基本组成单位都是 空间结构均为 且都遵循 原则 人的基因在异种生物细胞中表达成蛋白质时同样需要经过 和 两个步骤 人的基因在异种生物细胞内能够同样表达 说明 我的收获与困惑 我的收获与困惑 学习目标学习目标 1 举例说出基因工程在农业 医药等领域的应用 1 关注转基因生物和转基因食品的安全性 学习重点学习重点 1 基因工程的安全性问题 学习难点学习难点 1 转基因生物与转基因食品的安全性 二 基因工程的应用二 基因工程的应用 1 1 基因工程与作物育种 基因工程与作物育种 利用基因工程的方法 获得高产 稳产和具有优良品质的农作物 培育各 种抗逆性作物新品种 如抗虫棉等 2 2 基因工程与药物研制 基因工程与药物研制 CTGCA G G AATTC G CTTAA ACGTC G 5 利用基因工程的方法 培育转基因生物 利用转基因生物生产出各种高质 量 低成本的药品 如胰岛素 干扰素 乙肝疫苗等 3 3 基因工程与环境保护 基因工程与环境保护 如利用转基因细菌降解有毒有害化合物 吸收环境重金属 分解泄漏的石 油 处理工业废水等 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 通过学习 要认识到科学技术是一把双刃剑 认识到生命中许多事实还有 待于人类去探索 科学发展中仍有许多问题有争议 3 下列各项应用中不属于基因工程的是 A 转基因抗虫棉的培育成功 B 利用工程菌生产胰岛素 C 将 C4植物叶绿体移入 C3植物体内使光合效率提高 D 利用 DNA 探针检测饮用水有无病毒 4 下列关于 DNA 连接酶的叙述中 正确的是 A DNA 连接酶连接的是两条链碱基对之间的氢键 B DNA 连接酶连接的是黏性末端两条链主链上的磷酸和脱氧核糖 C DNA 连接酶连接的是黏性末端两条链主链上的磷酸和核糖 D 同一种 DNA 连接酶可以切出不同的黏性末端 5 萤火虫的荧光素基因转入烟草植物细胞 获得了高水平的表达 这一研究成 果表明 萤火虫与烟草植物的 DNA 结构基本相同 萤火虫与烟草植物共用一 套遗传密码子 烟草植物体内合成了荧光素 萤火虫和烟草植物合成蛋白质 的方式基本相同 A B C D 12 科学家通过基因工程培育抗虫棉时 需要从苏云金芽孢杆菌中提取出抗虫 基因 放入 棉的细胞中与棉的 DNA 结合起来并发挥作用 请回答下列有关 问题 1 从苏云金芽孢杆菌中切割抗虫基因所用的工具是 此 工具主要存在于 中 其特点是 2 苏云金芽孢杆菌一个 DNA 分子上有许多基因 获得抗虫基因常采用的 方法是 鸟枪法 具体做法是 用 酶将苏云金芽孢杆菌的 DNA 切成许多片段 然后将这些片段导入 再转人不同的 并且大量复制 然后从中找出含有目的基因的细胞 再用一定的方法把其分 离出来 3 进行基因操作的最后一个步骤是 6 13 在 1990 年医生对一位因缺乏腺苷脱氨酶基因而患先天性体液免疫缺陷病 的美国女孩进行治疗 采用的方法是首先将患者的白细胞取出作体外培养 然 后用某种病毒将正常腺苷脱氨酶基因转入人工培养的白细胞中 再将这些转基 因白细胞回输到患者的体内 经过多次治疗 患者的免疫功能趋于正常 1 该病治疗运用了基因工程技术 在这个实例中运载体是 目的基因是 目的基因的受体细胞是 2 将转基因白细胞多次回输到患者体内后 免疫能力趋于正常是由于产 生了 产生这种物质的两个基本步骤是 和 3 人的腺苷脱氨酶基因与胰岛素基因相比 其主要差别是 4 该病的治疗方法属于基因工程运用中的 这种治疗方 法的原理是 14 糖尿病是一种常见病 且发病率有逐年增加的趋势 以致发达国家把它列 为第 3 号 杀手 请回答下列问题 1 目前 对糖尿病的治疗 大多采用激素疗法 所用激素为 由 细胞分泌 2 目前检测尿糖常用的试剂为 糖尿遇该试剂加热后呈 色 3 所用激素过去主要是从动物的内脏中提取 数量有限 现大多采用基 因工程的方法生产 如图所示 d 为 获得 f 必须先用 切割 b 和 d 使它们产生相同的黏性末 端 再加入适量的 方可形成 b 的名称是 其化学本质为 15 昆虫学家用人工诱变的方法使昆虫产生基因突变 导致酯酶活性升高 该