山东省平邑县曾子学校高中生物必修二学案第六章从杂交育种到基因工程第2节基因工程及其应用（学案38）

第六章从杂交育种到基因工程基因工程及其应用（学案38）【学习目标】1．简述基因工程的诞生．原理及技术。明确基因工程操作的基本步骤和最基本的工具。2．举例说明基因工程的应用，通过比较，要特别明确基因工程育种比传统育种方法的优越性。3．关注转基因生物和转基因食品的安全性。注意培养自身的批判性思维能力，提高生物科学素养。【预习探究】（一）基因工程的原理1.基因工程的概念：基因工程又叫技术或技术。通俗地说，就是按照人们的意愿，把一种生物的提取出来，加以，然后放到另一种生物的细胞里，地改造生物的。基因工程是在上进行的水平的设计施工，需要有专门的工具。基因工程最基本的工具有：“”．“”．“”。2.基因工程的工具（1）．基因的“剪刀”：__________（简称__________）（2）．基因的“针线”：__________（3）．基因的：基因工程中，目前常用的运载体有________．________和______________等。3.基因工程的操作步骤：基因工程操作的一般步骤为：__________________．目的基因与___________结合．将目的基因导入_________________．目的基因的________和________。（二）．基因工程的应用1．抗虫基因作物的使用，不仅减少了__________，大大降低了生产成本，而且还减少了__________。2．基因工程生产药品有__________．__________．__________等。3．目前关于转基因生物和转基因产品的安全性，有两种观点，一种观点是转因生物和转基因食品不安全，____________________；另一种观点____________________。【课堂探究】一、基因工程的原理1．基因工程的原理．操作对象各是什么？2．限制性内切酶的分布．特点．作用部位和作用结果如何？3．要想从DNA上切下目的基因，应切几个切口？产生几个末端？质粒运载体需切出几个切口，几个黏性末端？4．DNA连接酶的作用对象．位置和结果如何？5．下图表示一段DNA序列，请确定限制酶和DNA连接酶的作用部位。6．DNA连接酶、DNA聚合酶和DNA酶有何不同？二．基因工程的应用1．基因工程在实际应用中有哪些主要应用？2．抗虫基因作物的优点有哪些？【当堂达标】1．DNA连接酶的重要功能是（）A．DNA复制时母链与子链之间形成氢键B．黏性末端碱基之间形成氢键C．两条DNA末端之间的缝隙连接起来D．ABC都不正确2．基因工程是在DNA分子水平上进行设计施工的，在基因操作的基本步骤中，不进行碱基互补配对的步骤是（）

A．人工合成基因B．目的基因与运载体结合C．将目的基因导入受体细胞D．目的基因的检测和表达3．基因工程中常作为基因的运载体的一组结构是：A．质粒．线粒体．噬菌体B．染色体．叶绿体．线粒体C．质粒．噬菌体．动植物病毒D．细菌．噬菌体．动植物病毒4．以下有关基因工程的叙述，正确的是()A．基因工程是细胞水平上的生物工程B．基因工程的产物对人类都是有益的C．基因工程产生的变异属于人工诱变D．基因工程育种的优点之一是目的性强5．如图是基因工程主要技术环节的一个基本步骤，这一步骤需用到的工具是()A．DNA连接酶和解旋酶B．DNA聚合酶和限制性核酸内切酶C．限制性核酸内切酶和DNA连接酶D．DNA聚合酶和RNA聚合酶6.为了知道苏云金芽孢杆菌的抗虫基因导入棉花细胞是否已表达，最佳的检测方法是()A．是否有抗生素抗性B．是否有目的基因的产物C．是否能分离到目的基因D．是否有相应的性状8.质粒是基因工程最常用的运载体，下列有关质粒的说法正确的是()A．质粒不仅存在于细菌中，某些病毒也具有B．细菌的基因只存在于质粒上C．质粒为小型环状DNA分子，存在于核(区)外的细胞质基质中D．质粒是基因工程中的重要工具酶之一9.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，该酶可催化分解有机磷农药。近年来已将控制酯酶合成的基因分离出来，通过生物工程技术导入细菌体内，并与细菌内DNA分子结合起来。经过这样处理的细菌能分裂繁殖。请根据上述资料回答：(1)人工诱变在生产实践中已得到广泛应用，因为它能提高_________，通过人工选择获得___________(2)酯酶的化学本质是_______________，基因控制酯酶合成要经过__________和_______两个过程。(3)通过生物工程产生的细菌，其后代同样能分泌酶，这是由于___________。.(4)请你说出一项上述科研成果的实际应用______。10.人们试图利用基因工程的方法，用乙种生物生产甲种生物的一种蛋白质，请根据下面的示意图回答下列问题。获得甲生物合成该蛋白质的信使RNAeq\o(→,\s\up7(①))目的基因eq\o(→,\s\up7(②))与质粒DNA重组eq\o(→,\s\up7(③))导入乙生物细胞eq\o(→,\s\up7(④))获得甲生物的蛋白质(1)①操作过程需要加入的四种核苷酸是_____________________________。(2)质粒是常用的运载体，它存在于许多细菌及酵母菌等生物中。它常含有________基因，这种基因有助于对受体细胞是否导入了目的基因进行检测。②过程首先要用________酶切断质粒DNA，再用________酶将目的基因与质粒DNA连接重组在一起。(3)在②操作过程中，若目的基因的黏性末端为，则其运载体(质粒)与之相对应的黏性末端是____________。(4)经过③过程导入受体细胞的质粒是否能够自主复制？____________。【拓展延伸】杂交育种诱变育种多倍体育种单倍体育种基因工程育种原理基因重组基因突变染色体变异染色体变异基因重组常用方法杂交→自交→选种→自交辐射诱变，激光诱变，作物空间技术育种用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗花药离体培养，秋水仙素处理萌提取目的基因→目的基因与运载体结合→将目的基因导入受体细胞→目的基因的表达与检测→筛选获得优良个体优点将不同个体的优良性状，集中于同一个体上从而产生符合要求的新类型提高变异频率，加速育种过程，或大幅度改良某些性状，创造新品种或新类型器官较大，营养物质含量高自交后代不发生性状分离，可明显缩短育种年限目的性强，育种周期短；克服了远缘杂交不亲和的障碍缺点杂交后代会出现性状分离，育种