人教课标实验版-遗传与进化-从杂交育种到基因工程-第２节基因工程及其应用全国优质课一等奖

《基因工程及其应用》学案一、课标解读简述基因工程的原理和应用，关注转基因生物和转基因食品的安全性。（一）知识网络体系概念按照人类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。基因工程原理基因剪刀限制性核酸内切酶工具基因针线DNA连接酶基因的运载体质粒、噬菌体和动植物病毒提取目的基因操作步骤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作物育种基因工程的应用药物研制转基因生物和转基因食品的安全性。（二）重难点归纳重点：基因工程操作的工具和基本步骤。基因工程在医药卫生方面的重要作用。基因工程在农牧业方面取得的成果及前景。难点：基因操作的工具和基本步骤。复习策略：深入理解基因工程的概念，结合图形掌握基因工程操作的工具和基本步骤。并和实际应用联系起来，进一步巩固有关知识。二、经典例题例题1在现代发酵工程中，利用下列哪一项技术，有目的地改造原有的菌种并且提高其产量（）A．细胞融合 B．诱变育种 C．克隆 D．DNA重组技术解析基因工程即DNA重组技术是指按照人类的愿望，将不同生物的遗传物质在体外人工剪切并和载体重组后转入细胞内进行扩增，并表达产生所需蛋白质的技术。基因工程能够打破种属的界限，在基因水平上改变生物遗传性，并通过工程化为人类提供有用产品及服务。答案D例题2要使目的基因与对应的载体重组，所需的两种酶是（）①限制酶②连接酶③解旋酶④还原酶A．①②B．③④C．①④D．②③解析用选定的限制性内切酶同时切割运载体和目的基因，才能各自产生相同的粘性末端，它们通过碱基互补配对交错相接。留下的缺口是在DNA连接酶的作用下封闭而形成一个完整的DNA分子，目的基因即被插入到运载体中。B、C、D都不对，因DNA重组不需解旋酶和还原酶。答案：A例题3（2004天津模拟）下列关于生物工程相关知识的叙述，正确的是（）A.在基因工程操作中为了获得重组质粒，必须用相同的限制性内切酶，露出的黏性末端可以不相同B.若要生产转基因抗病水稻，可将目的基因先导入到大肠杆菌中，再转入水稻细胞中C.植物体细胞杂交，能克服远源杂交不亲和的障碍，培育出的新品种一定不是单倍体D.基因治疗主要是对具有缺陷的体细胞进行全面修复解析相同的限制性内切酶，切出的黏性末端肯定相同，生产转基因抗病水稻是直接将目的基因导入水稻细胞中。基因治疗是把健康的外源基因导入有基因缺陷的细胞中，达到治疗疾病的目的。答案C例题4(2003上海）艾滋病病毒（HIV）是一种球形的RNA病毒，HIV侵染T淋巴细胞并繁殖新一代病毒的过程示意图，如右图所示。请回答下列问题：（1）图中①表示病毒正侵染淋巴细胞。进入寄主细胞的是病毒的。（2）遗传学上将过程②称为。（3）③和④的信息传递过程分别称为。（4）HIV有Ⅰ和Ⅱ两种类型，其中Ⅰ型又有7个亚型，Ⅰ型的基因组中4个主要基因的变异率最高可达22％。多达100种左右的HIV变异株是目前研制疫苗的主要困难，因此切断传播途径是惟一行之有效的预防措施，HIV众多变异类型是的结果，这种变异的特点与一般生物的不同之处是，其原因是。（5）2002年12月1日是国际第15个日。（6）据最近研究认为，引起“严重急性呼吸系统综合症”（SARS）的病原体可能是。它和HIV一样，遗传信息的传递是按照的规律进行的（可以用简图表达）。解析（1）对于病毒而言，其组成的化学成分为蛋白质和核酸（DNA或RNA），核酸是它的遗传物质，位于病毒粒子的中心，蛋白质构成病毒粒子的外壳。病毒侵染细胞时，将其遗传物质注入细胞内部，从而产生与它相同的后代。艾滋病病毒是一种RNA病毒，RNA是它的遗传物质。（2）由于某些RNA病毒体内含有逆转录酶，在被其感染的细胞中，出现以病毒RNA为模板合成DNA的现象，叫逆转录。（3）细胞内生物大分子间遗传信息的传递是有规律的，即中心法则。图示的③过程表示遗传信息从双螺旋的DNA到单链的RNA的转录过程。图示的④过程表示由RNA决定蛋白质外壳合成的翻译过程。（4）基因突变是产生新基因的根本来源，能使生物的性状出现差别。HIV众多变异类型是基因突变的结果。大部分生物的遗传物质是DNA，双螺旋结构使其分子具有相对的稳定性，因而对于某一物种而言，发生基因突变的频率较低，且突变具有不定向性，有害的变异较多，一般不利于生物的生存。而艾滋病病毒I型的基因组中4个主要基因的变异频率最高可达22％，其变异频率较高，存在的多达100种左右的HIV变异株说明突变的多方向性。这同HIV的遗传物质是RNA有着密切的关系，RNA为单链结构，其分子中的碱基易受到外界环境因素的影响，导致遗传信息发生改变，使HIV产生多种变