第六章 第25课时

1、1.1.结合教材图文，概述基因工程的基本原理和基本结合教材图文，概述基因工程的基本原理和基本步骤步骤。2 2. .结合具体实例，了解基因工程的应用及其安全性。结合具体实例，了解基因工程的应用及其安全性。基因工程的基本原理和基本步骤。基因工程的基本原理和基本步骤。知识储备区123课堂导入课堂导入 1 1基因是基因是有有_的的DNADNA片段，由于片段，由于DNADNA分子分子具有具有_性和特性和特_性性，因此基因是多种多样的，其，因此基因是多种多样的，其中中的的_就是就是遗传信息遗传信息。123课堂导入课堂导入 遗传效应遗传效应多样多样特异特异脱氧核苷酸的排列顺序脱氧核苷酸的排列顺序( (1)a

2、1)a、b b、c c、d d所表示的四个过程依次分别所表示的四个过程依次分别是是_、_、_、_。(2)(2)真核生物中，过程真核生物中，过程a a的主要场所的主要场所是是_，过程过程b b的原料的原料是是_。2 2中心法则揭示了生物遗传信息由中心法则揭示了生物遗传信息由DNADNA向蛋白质传递与向蛋白质传递与表达的过程表达的过程。123课堂导入课堂导入 复制复制转录转录翻译翻译逆转录逆转录细胞核细胞核4 4种核糖核苷酸种核糖核苷酸( (3)3)在不同的生物体内，同一种在不同的生物体内，同一种mRNAmRNA经过经过c c过程产生的过程产生的蛋白质中的氨基酸排列顺序蛋白质中的氨基酸排列顺序是是

3、_的的，因为因为_ _。123课堂导入课堂导入 相同相同 所有生物所有生物共共用一套遗传密码用一套遗传密码2 2中心法则揭示了生物遗传信息由中心法则揭示了生物遗传信息由DNADNA向蛋白质传递与向蛋白质传递与表达的过程表达的过程。3 3基因对性状的控制方式及实例基因对性状的控制方式及实例(1)(1)直接途径：直接途径：基因基因 _ 生物体生物体的性状，如镰刀型细胞贫血症、囊性纤维病的病因。的性状，如镰刀型细胞贫血症、囊性纤维病的病因。(2)(2)间接途径：间接途径：基因基因 _ _ _ _ 生物体生物体的性状，如白化病、豌豆的粒形。的性状，如白化病、豌豆的粒形。蛋白质的结构蛋白质的结构123课

4、堂导入课堂导入 酶的合成酶的合成细胞代谢细胞代谢控制控制控制控制控制控制控制控制控制控制科幻电影科幻电影蜘蛛侠蜘蛛侠中的男主中的男主角意外被转基因的蜘蛛咬伤，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蜘蛛的基因整合到了他的基因上，并且在他体内表达，从而上，并且在他体内表达，从而使他成了具有特殊本领的超级使他成了具有特殊本领的超级英雄。英雄。123课堂导入课堂导入 现实中，我们已经运用类似的技术来改造生物的性状，获得现实中，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。人们所需要的品种，这就是基因工程。学习探究区探究点一基因工程的原理探究点一基因工程的原

5、理探究点二基因工程的应用及转基因探究点二基因工程的应用及转基因生物生物和和转基因食品的安全性转基因食品的安全性课堂小结课堂小结探究点一基因工程的原理基因工程是在分子水平上改造基因工程是在分子水平上改造DNADNA分子，需要特殊的工具分子，需要特殊的工具和操作步骤，分析下列问题。和操作步骤，分析下列问题。1 1基因工程的概念基因工程的概念(1)(1)基因工程，又叫做基因拼接技术基因工程，又叫做基因拼接技术或或_技术。技术。通俗地说，就是通俗地说，就是按照按照_，把一种生物的某种把一种生物的某种基因提取出来，基因提取出来，加以加以_，然后放到另一种生物然后放到另一种生物的细胞里的细胞里，_地地改造

6、生物的遗传性状改造生物的遗传性状。(2)(2)基因工程是把一种生物的某种基因转移到另一种生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，所以应该发生了变化，所以应该属于属于_。DNADNA重组重组人们的意愿人们的意愿修饰改造修饰改造定向定向基因重组基因重组可见，限制性核酸内切酶的作可见，限制性核酸内切酶的作用特点是用特点是识别识别_序列序列，并，并在在_上上切切割割DNADNA分子，形成分子，形成2 2个个_末末端端。2 2基因工程的基本工具基因工程的基本工具(1)(1)限制性核酸内切酶限制性

7、核酸内切酶在大肠杆菌中，有一种叫做在大肠杆菌中，有一种叫做EcoEcoRR的限制酶，能够专的限制酶，能够专一识别一识别GAATTCGAATTC的序列，并在的序列，并在G G和和A A之间将这段序列切开。之间将这段序列切开。如图所示如图所示：特定的切点特定的切点特定的核苷酸特定的核苷酸 黏性黏性 小贴士小贴士限制酶切割的是脱氧核苷酸之间的化学限制酶切割的是脱氧核苷酸之间的化学键键，不是，不是碱基之间的氢键；切割后不一定都产生碱基之间的氢键；切割后不一定都产生黏性黏性末端，末端，也可能产生平末端。也可能产生平末端。同种限制酶切割不同同种限制酶切割不同DNADNA分子后形成的黏性末端是分子后形成的黏

8、性末端是可以通过可以通过_连连接起来的，但是接起来的，但是_和和_之间之间的缺口要靠的缺口要靠DNADNA连接酶进行连接连接酶进行连接。碱基碱基互补配对互补配对脱氧核糖脱氧核糖(2)DNA(2)DNA连接酶连接酶磷酸磷酸(3)(3)运载体运载体作用：将外源基因作用：将外源基因送入送入_。种类：种类：质粒、质粒、_和和动植物病动植物病毒等。质粒存在于许多细菌以及酵毒等。质粒存在于许多细菌以及酵母菌等生物细胞中母菌等生物细胞中( (如图如图) )，是拟核，是拟核或细胞核外或细胞核外能够能够_的的很小很小的的_状状DNADNA分子。上面通常含有的抗分子。上面通常含有的抗性基因可以性基因可以作为作为_

9、用于用于目的目的基因基因导入受体细胞的检测依据。导入受体细胞的检测依据。受体细胞受体细胞噬菌体噬菌体自主复制自主复制环环标记基因标记基因目的基因插入位点氨苄青霉素抗性基因复制原点DNA质粒大肠杆菌细胞大肠杆菌质粒结构示意图大肠杆菌质粒结构示意图目的基因：人目的基因：人们的们的特定基因特定基因3 3基因工程的操作基因工程的操作步骤步骤结合教材图结合教材图6 66 6归纳归纳：目的基因目的基因与与运运载体结合载体结合提取目的基因提取目的基因用某种限制酶切割用某种限制酶切割用切割目的基因用切割目的基因加入加入质粒和目的基因结合形成质粒和目的基因结合形成_ _质粒质粒同一种限制酶同一种限制酶DNADN

10、A连接酶连接酶重组重组DNADNA分子分子所需要所需要将目的基因导入受体细胞：主要是借鉴细菌或病毒侵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染细胞的方法目的基因目的基因的的检检测与鉴定测与鉴定检测：根据受体细胞中是否具有检测：根据受体细胞中是否具有，判断目的基因是否导入受体细胞，判断目的基因是否导入受体细胞表达：受体细胞表现出，如表达：受体细胞表现出，如棉花抗虫性状的表现棉花抗虫性状的表现标记基标记基特定的性状特定的性状因因不不相同。相同。DNA解旋酶作用于碱基之间的氢键，解旋酶作用于碱基之间的氢键，而限而限制酶制酶作用于磷酸与脱氧核糖之间的化学键，即磷酸作用于磷酸与脱氧核糖

11、之间的化学键，即磷酸二酯键。二酯键。(2)(2)切割运载体和目的基因为什么常用同一种限制酶？切割运载体和目的基因为什么常用同一种限制酶？(1)DNA(1)DNA解旋酶和限制酶都作用于解旋酶和限制酶都作用于DNADNA，试分析这两种，试分析这两种酶的作用部位相同吗？酶的作用部位相同吗？因因为只有用同一种限制酶才能切割出相同的为只有用同一种限制酶才能切割出相同的黏性黏性末末端，利于目的基因与运载体结合。端，利于目的基因与运载体结合。相相同，均作用于磷酸二酯键。同，均作用于磷酸二酯键。(4)(4)若用若用DNADNA连接酶将目的基因与运载体两两结合时，连接酶将目的基因与运载体两两结合时，可能有哪些产

12、物？可能有哪些产物？(3)(3)限制酶和限制酶和DNADNA连接酶作用的化学键相同吗？连接酶作用的化学键相同吗？产产物可能有三种：目的基因与目的基因结合物可能有三种：目的基因与目的基因结合、运载体、运载体与运载体结合、目的基因与运载体结合。与运载体结合、目的基因与运载体结合。(5)(5)目的基因能够在受体细胞中表达的基础是什么？目的基因能够在受体细胞中表达的基础是什么？所所有生物共用一套遗传密码。有生物共用一套遗传密码。基因工程操作中应注意的问题基因工程操作中应注意的问题(1)(1)四个步骤中只有第三步将目的基因导入受体细胞四个步骤中只有第三步将目的基因导入受体细胞不涉及碱基互补配对。不涉及碱

13、基互补配对。(2)(2)目的基因必须与运载体结合后才能导入受体细胞，目的基因必须与运载体结合后才能导入受体细胞，才能稳定地保存，并进行复制。才能稳定地保存，并进行复制。(3)(3)受体细胞常用微生物的原因：繁殖快、代谢快、受体细胞常用微生物的原因：繁殖快、代谢快、目的产物多。目的产物多。(4)(4)培育转基因动物，受体细胞一般选用受精卵。培育转基因动物，受体细胞一般选用受精卵。归纳提炼归纳提炼A A获取基因获取基因a a的限制酶的作用部位是图中的的限制酶的作用部位是图中的B B连接基因连接基因a a与运载体的与运载体的DNADNA连接酶的作用部位是图中的连接酶的作用部位是图中的C C基因基因a

14、 a进入马铃薯细胞后，可随马铃薯进入马铃薯细胞后，可随马铃薯DNADNA分子的复制而复制，分子的复制而复制，传给子代细胞传给子代细胞D D通过该技术人类实现了定向改造马铃薯的遗传性状通过该技术人类实现了定向改造马铃薯的遗传性状1 1某科学家从细菌中分离出耐高温淀粉酶某科学家从细菌中分离出耐高温淀粉酶(Amy)(Amy)基因基因a a，通过基，通过基因工程的方法，将基因因工程的方法，将基因a a与运载体结合后导入马铃薯植株中，经与运载体结合后导入马铃薯植株中，经检测发现检测发现AmyAmy在成熟块茎细胞中存在。结合图形分析下列有关这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

15、的是一过程的叙述，不正确的是( () )活学活用活学活用1 1某科学家从细菌中分离出耐高温淀粉酶某科学家从细菌中分离出耐高温淀粉酶(Amy)(Amy)基因基因a a，通过基，通过基因工程的方法，将基因因工程的方法，将基因a a与运载体结合后导入马铃薯植株中，经与运载体结合后导入马铃薯植株中，经检测发现检测发现AmyAmy在成熟块茎细胞中存在。结合图形分析下列有关这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，不正确的是一过程的叙述，不正确的是( () )活学活用活学活用A A获取基因获取基因a a的限制酶的作用部位是图中的的限制酶的作用部位是图中的B B连接基因连接基因a a与运载

16、体的与运载体的DNADNA连接酶的作用部位是图中的连接酶的作用部位是图中的C C基因基因a a进入马铃薯细胞后，可随马铃薯进入马铃薯细胞后，可随马铃薯DNADNA分子的复制而复制，分子的复制而复制，传给子代细胞传给子代细胞D D通过该技术人类实现了定向改造马铃薯的遗传性状通过该技术人类实现了定向改造马铃薯的遗传性状1 1某科学家从细菌中分离出耐高温淀粉酶某科学家从细菌中分离出耐高温淀粉酶(Amy)(Amy)基因基因a a，通过基，通过基因工程的方法，将基因因工程的方法，将基因a a与运载体结合后导入马铃薯植株中，经与运载体结合后导入马铃薯植株中，经检测发现检测发现AmyAmy在成熟块茎细胞中存

17、在。结合图形分析下列有关这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，不正确的是一过程的叙述，不正确的是( () )活学活用活学活用B 返回返回探究点二基因工程的应用及安全性转基因技术已经在生产中有了广泛的应用，对其安全性转基因技术已经在生产中有了广泛的应用，对其安全性也存在着争议，请分析讨论也存在着争议，请分析讨论：1 1基因工程的应用基因工程的应用(1)(1)基因工程与基因工程与作物育种作物育种目的：获得高产、稳产和具有优良品质的农作物，培目的：获得高产、稳产和具有优良品质的农作物，培育出具有育出具有各种各种_的的作物新品种。作物新品种。实例实例：_的的转基因抗虫棉。转基因抗

18、虫棉。意义：抗虫基因作物的使用，不仅减少意义：抗虫基因作物的使用，不仅减少了了_、大大降低了生产成本，而且还减少了农药对环境的大大降低了生产成本，而且还减少了农药对环境的污染。污染。抗逆性抗逆性抗棉铃虫抗棉铃虫农药的用量农药的用量(2)(2)基因工程与药物研制基因工程与药物研制实例：用基因工程方法生产胰岛素。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过程：胰岛素基因与大肠杆菌的DNADNA分子分子_，并并且在大肠杆菌内获得成功且在大肠杆菌内获得成功的的_。(3)(3)基因工程与环境保护基因工程与环境保护实例：利用转基因细菌实例：利用转基因细菌降解降解_，吸收吸收环境中的重金属

19、，分解泄漏的石油、处理工业废水等环境中的重金属，分解泄漏的石油、处理工业废水等。重组重组表达表达有毒有害的化合物有毒有害的化合物2 2转基因生物和转基因食品的转基因生物和转基因食品的安全性。安全性。结合教材的结合教材的“资料分析资料分析”，分正方、反方组辩论转基，分正方、反方组辩论转基因生物和转基因食品的安全性。因生物和转基因食品的安全性。正方观点：安全，应大力推广正方观点：安全，应大力推广参考论据参考论据(1)(1)解决粮食短缺问题；解决粮食短缺问题；(2)(2)减少农药使用，避免环境污染；减少农药使用，避免环境污染；(3)(3)节省生产成本，降低食物售价；节省生产成本，降低食物售价；(4)

20、(4)增加食物营养，提高附加值；增加食物营养，提高附加值；(5)(5)增加食物种类，提升食物增加食物种类，提升食物品质品质反方观点：不安全，要严格控制反方观点：不安全，要严格控制参考论据参考论据(1)(1)产生新毒素和新过敏原；产生新毒素和新过敏原；(2)(2)产生抗除草剂的杂草；产生抗除草剂的杂草；(3)(3)使疾病的散播跨越物种障碍；使疾病的散播跨越物种障碍；(4)(4)会损害农作物的生物多样性；会损害农作物的生物多样性；(5)(5)干扰生态系统的稳定性。干扰生态系统的稳定性。结合以上观点和论据，搜集资料，发表你个人的意见，结合以上观点和论据，搜集资料，发表你个人的意见，言之成理即可。言之

21、成理即可。基因重组和基因工程的比较基因重组和基因工程的比较归纳提炼归纳提炼比较项目比较项目基因重组基因重组基因工程基因工程不不同同点点重组方式重组方式同一种生物不同同一种生物不同基因基因不同生物不不同生物不同基因同基因繁殖方式繁殖方式有性生殖有性生殖无性生殖无性生殖变异大小变异大小小小大大意义意义生物变异的主要生物变异的主要来源，对生物进来源，对生物进化有重要意义化有重要意义使 人 类 有 可使 人 类 有 可能 按 自 己 的能 按 自 己 的意 愿 定 向 改意 愿 定 向 改造生物造生物基因重组和基因工程的比较基因重组和基因工程的比较归纳提炼归纳提炼比较项目比较项目基因重组基因重组基因工

22、程基因工程相同点相同点都实现了不同基因间的重新组合，都都实现了不同基因间的重新组合，都能使生物产生变异能使生物产生变异A A生产乙肝疫苗的过程也达到了定向改造细菌的目的生产乙肝疫苗的过程也达到了定向改造细菌的目的B B在过程中需要限制性核酸内切酶和在过程中需要限制性核酸内切酶和DNADNA连接酶连接酶C C用于生产疫苗的目的基因为编码核心蛋白的基因和表面抗原用于生产疫苗的目的基因为编码核心蛋白的基因和表面抗原蛋白基因蛋白基因D D这种转基因的细菌一定是安全的，不用担心其扩散这种转基因的细菌一定是安全的，不用担心其扩散到到自然界自然界2 2由于乙肝病毒不能用动物细胞来培养，因此无法用细胞培由于乙

23、肝病毒不能用动物细胞来培养，因此无法用细胞培养的方法生产疫苗，但可用基因工程的方法进行生产，现已知养的方法生产疫苗，但可用基因工程的方法进行生产，现已知病毒的核心蛋白和表面抗原蛋白的氨基酸序列，生产示意图如病毒的核心蛋白和表面抗原蛋白的氨基酸序列，生产示意图如下，下列相关说法不正确的是下，下列相关说法不正确的是( () )活学活用活学活用D转基因生物的安全性还存在争议转基因生物的安全性还存在争议乙肝病毒乙肝病毒有关基因有关基因细菌细菌大量生产疫苗大量生产疫苗分离分离导入导入发酵发酵返回返回课堂小结 运运载体载体 受体受体细胞细胞 检检测与鉴测与鉴定定限限制制酶酶连接连接返回返回自我检测区123

24、541 1基因工程技术也称为基因工程技术也称为DNADNA重组技术，其实施必须具重组技术，其实施必须具备的四个必要条件是备的四个必要条件是( () )A A目的基因、限制酶、运载体、体细胞目的基因、限制酶、运载体、体细胞B B重组重组DNADNA、RNARNA聚合酶聚合酶、限制限制酶酶、连接酶、连接酶C C模板模板DNADNA、信使、信使RNARNA、质粒、受体细胞、质粒、受体细胞D D工具酶、目的基因、运载体、受体细胞工具酶、目的基因、运载体、受体细胞D 12354基因工程必须用到限制酶、基因工程必须用到限制酶、DNADNA连接酶等工具酶，需要连接酶等工具酶，需要将目的基因与运载体结合，并导

25、入受体细胞将目的基因与运载体结合，并导入受体细胞。2 2下列关于基因工程的叙述，错误的是下列关于基因工程的叙述，错误的是( () )A A目的基因和受体细胞均可来自动、植物或微生物目的基因和受体细胞均可来自动、植物或微生物B B限制性核酸内切酶和限制性核酸内切酶和DNADNA连接酶是两类常用的工具连接酶是两类常用的工具酶酶C C人胰岛素原基因在大肠杆菌中表达的胰岛素原无人胰岛素原基因在大肠杆菌中表达的胰岛素原无生物活性生物活性D D运载体上的抗性基因有利于筛选含重组运载体上的抗性基因有利于筛选含重组DNADNA的细胞的细胞和促进目的基因的表达和促进目的基因的表达D 12354有利于筛选含重组有

26、利于筛选含重组DNADNA的细胞，的细胞，但但不能促进目的基因的表达不能促进目的基因的表达。3 3基因工程是在基因工程是在DNADNA分子水平上进行设计施工的。分子水平上进行设计施工的。在基因工程操作的基本步骤中，不涉及碱基互补配在基因工程操作的基本步骤中，不涉及碱基互补配对的是对的是( () )A A人工合成目的基因人工合成目的基因B B目的基因与运载体结合目的基因与运载体结合C C将目的基因导入受体细胞将目的基因导入受体细胞D D目的基因的检测与鉴定目的基因的检测与鉴定C 12354主要是借鉴细菌或病毒侵染细胞的途径，与碱基互主要是借鉴细菌或病毒侵染细胞的途径，与碱基互补配对原则没有关系。

27、补配对原则没有关系。4 4下列关于基因工程安全性的说法中，不正确的是下列关于基因工程安全性的说法中，不正确的是( () )A A转基因作物的基因可通过花粉扩散到它的近亲作物上，转基因作物的基因可通过花粉扩散到它的近亲作物上，可能出现对农业不利的可能出现对农业不利的“超级植物超级植物”B B杂草、害虫从它的近亲获得抗性基因，可能破坏生态杂草、害虫从它的近亲获得抗性基因，可能破坏生态系统的稳定性系统的稳定性C C转基因必须在人为控制下才能完成，自然条件下基因转基因必须在人为控制下才能完成，自然条件下基因污染是不增殖和不扩散的污染是不增殖和不扩散的D D转基因食品转入的蛋白质是新蛋白时，这些异种蛋白转基因食品转入的蛋白质是新蛋白时，这些异种蛋白有可能引起人食物过敏有可能引起人食物过敏12354C 如如抗除草剂的杂草是由于基因污染而产生的。抗除草剂的杂草是由于基因污染而产生的。5 5通过通过DNADNA重组技术使原有基因得以改造的动物称为转基重组技术使原有基因得以改造的动物称为转基因动物。运用这一技术可使羊奶中含有人体蛋白质，如图因动物。运用这一技术可使羊奶中含有人体蛋白质，如图表示这一技术的