6-2《基因工程及其应用》导学案

6-2《基因工程及其应用》导学案灵宝市第一高级中学生物导学案——《遗传与进化》模块编号：21第六章第二节《基因工程及其应用》高一生物组撰稿人：高江辉2009年4月23日【自学导航】1.学习目标：（1）简述基因工程的基本原理；（2）举例说明基因工程在农业、医药等领域的应用；（3）关注转基因生物和转基因食品的安全性。2.学习重点：（1）基因工程的基本原理；（2）基因工程的安全性问题。3.学习难点：转基因生物与转基因食品的安全性。4.学习建议：（1）本节学习的重点是基因工程的基本原理和大致过程。在理解基因工程的基本原理的基础上，记住限制酶和质粒的特点以及基因工程的操作过程：用“工具”对目的基因进行“提、剪、拼、接、导、检”。从而进一步明确基因工程就是按照人们的意愿，把一种生物的基因提取出来，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。（2）对几种常用育种方法进行列表比较，总结从杂交育种到基因工程发展的历程（见第一节表）。（3）在了解基因工程各种应用的基础上，理解基因工程应用的利与弊。并搜集有关资料，进行思考，以分析、推断和辩论相结合的方法，围绕基因工程的利与弊，分析讨论是否需要关注转基因食品和转基因生物。5.学习内容：一、基因工程的原理1.基因工程的概念基因工程，又称为基因技术。通俗地说，就是按照人们的意愿，将一种生物的某种基因提取出来，加以修饰改造，然后放入另一种生物的细胞中，以定向地改造生物的遗传性状。2.基因工程的基本内容（1）基因的操作工具基因操作的两种工具：限制酶和质粒。①限制酶是基因的“剪刀”，具有化学本质和专一性识别与切割的特点。主要存在于细菌中。②质粒是基因的“针线”，作用的部位是细菌胞内。常用的运载体是大肠杆菌。（2）基因操作的基本步骤：①提取目的基因；②目的基因与运载体结合：a.用限制酶切割质粒和目的基因，形成分子；b.物质基础是目的基因与运载体的化学组成单位与空间结构相同。③将目的基因导入受体细胞；④目的基因的检测和表达：a.检测：根据受体细胞是否具有某些特定性状判断目的基因是否导入；b.表达：受体细胞表现出新的性状。二、基因工程的应用1.基因工程与作物育种①分析我国科学家利用基因工程成功培育抗棉铃虫的转基因抗虫棉的关键步骤：7.我国科学家培育出的抗棉铃虫的转基因抗虫棉的抗虫基因来源于苏云金芽孢杆菌中的抗虫基因。这项成果是通过将苏云金芽孢杆菌中的抗虫基因导入棉花基因组中实现的。8.实施基因工程的第一步是从供体细胞内分离出所需的基因，这需要利用限制性内切酶。限制性内切酶是一种具有高度专一性的酶，如EcorI就能识别DNA分子中的GAATTC序列，在G和A之间切割。这是因为限制性内切酶具有高效的催化活性，并且受外界条件的影响较小。9.基因工程中常采用微生物（如细菌、酵母菌）作为受体细胞的原因是它们具有结构简单、操作方便、繁殖速度快、遗传物质含量少、性状稳定且变异少等优点。10.目的基因完成表达的例子包括：将杀虫蛋白基因导入棉株中、将胰岛素基因导入大肠杆菌中、将干扰素基因导入酵母菌中以及将抗病毒基因导入土豆细胞中等。11.选择同一种限制酶切割而成的黏性末端是①②、①③、①④和②③。12.转基因动物是指基因组中增加外源基因的动物，例如上海医学遗传研究所培育出的携带白蛋白基因的转基因牛，以及他们研究出的可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。13.不正确的关于限制酶的说法是限制酶广泛存在于各种生物中，但微生物中分布较多。14.选择“工程菌”来生产胰岛素、培育转基因抗虫棉和利用DNA探针检测饮用水是否含有病毒都与基因工程有关，而人工诱导多倍体则与基因工程无关。15.基因操作基本步骤中不进行碱基互配对的步骤是将目的基因导入受体细胞。16.我国科学家将苏云金芽孢杆菌中的杀虫晶体