生物课堂探究第六章第节基因工程及其应用

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精课堂探究探究点一基因工程的原理问题导引转基因棉花是指把其他物种中的有用基因导入棉花的基因组后，获得的具有该基因功能的棉花。目前转基因抗虫棉已经得到大规模的推广应用。转基因抗虫棉因为携带有其他生物的抗虫基因，因此具有普通棉花所没有的抗虫性状。思考:（1）和普通棉花相比，转基因抗虫棉有哪些优点？（2）诱变育种也可能培育出具有抗虫性状的棉花,诱变育种和基因工程育种有何不同？提示：(1）植株本身有抗虫性状，减少杀虫剂的使用,减少环境污染;节省农民的劳动力；产量高,农民的投入少，经济价值高等。（2)前者具有盲目性和不定向性，后者具有定向性。名师精讲1．基因工程的基本工具（1）基因的“剪刀"——限制性核酸内切酶（简称限制酶）。①存在：主要存在于微生物中,有200多种.②作用与特性：一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列,并在特定的位点切割DNA分子，也就是说限制酶具有专一性和特异性。③作用结果：一般产生黏性末端（碱基能互补配对）。限制性核酸内切酶切割DNA分子示意图a．限制酶切割的是脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键，而不是碱基之间的氢键。b．目的基因的两端一般具有黏性末端.c．限制酶切割目的基因不一定都产生黏性末端，也可能产生整齐的平末端。（2）基因的“针线"-—DNA连接酶。①催化对象：两个具有相同黏性末端或平末端的DNA片段。②催化位置：脱氧核糖与磷酸之间的缺口。③催化结果：形成重组DNA。(3）基因的运输工具——运载体。①作用：作为运载工具将目的基因转移到宿主细胞中;利用它在宿主细胞内对目的基因进行大量复制。②需要具备的条件：能够在宿主细胞中复制并稳定地保存；具备多个限制酶切点,以便与外源基因连接；具有某些标记基因便于进行筛选。③常见的种类：质粒、噬菌体和动植物病毒等.质粒是一种相对分子质量较小、独立于染色体之外的环状DNA(一般有100～200kb，kb为千碱基对）,存在于许多细菌和酵母菌等生物中。特别提醒①DNA连接酶连接的是磷酸和脱氧核糖之间的磷酸二酯键,而不是碱基之间的氢键.②限制酶与DNA连接酶的联系.③限制酶、DNA连接酶和DNA聚合酶的比较.限制酶DNA连接酶DNA聚合酶不同点作用将DNA分子切割成DNA片段将DNA片段连接成DNA分子将单个脱氧核苷酸连接成DNA片段特点具有识别碱基序列的特异性不具有识别碱基序列的特异性相同点作用部位相同，切割和连接的都是脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键2．基因工程操作的基本步骤(1）基因工程的基本步骤。【例题1】下图为DNA分子的某一片段，其中①②③分别表示某种酶的作用部位，则相应的酶依次是(）A．DNA连接酶、限制性核酸内切酶、解旋酶B．限制性核酸内切酶、解旋酶、DNA连接酶C．解旋酶、限制性核酸内切酶、DNA连接酶D．限制性核酸内切酶、DNA连接酶、解旋酶解析：使氢键断裂的是解旋酶，限制性核酸内切酶将相邻两个脱氧核苷酸的磷酸二酯键断裂;连接DNA片段间磷酸二酯键的是DNA连接酶。答案：C探究点二基因工程的应用及转基因生物和转基因食品的安全性问题导引为使公众全面了解转基因生物技术和安全管理知识,由国家农业转基因生物安全管理部际联席会议办公室和中国科协科普部联合编印的《理性看待转基因》科普读本由科学普及出版社正式发行。你认为《理性看待转基因》一书对转基因技术持有的基本态度是什么？提示：认同转基因技术，但要对其加强监管和检测，消除其负面的作用。名师精讲1．基因工程的应用（1)基因工程与作物育种。①目的:把各种优良基因通过基因工程导入生物体内,从而改变生物的遗传特性，获得高产、稳产和具有优良品质的农作物,培育出具有各种抗逆性的作物新品种。②优点：降低生产成本，减少因农药的使用而对环境造成的污染，提高农作物对不良环境的适应能力.（2）基因工程与药物研制。利用基因工程培育转基因生物，利用转基因生物生产出各种高质量、低成本的药品,如将动物胰岛素基因与大肠杆菌DNA分子重组，在大肠杆菌体内表达，可在大肠杆菌培养液中提取胰岛素。还有干扰素、乙肝疫苗、白细胞介素等的生产.（3）基因工程与环境保护。①利用转基因细菌发酵和转基因植物生产可降解的新型塑料。②改造细菌，产生能降解石油的细菌。③生产转基因微生物，吸收环境中的重金属，降解有毒化合物和处理工业废水等。2．转基因食品通过基因工程手段将一种或几种外源性基因转移至某种生物（动植物或微生物等)体内,并使其有效表达出相应的产物（多肽或蛋白质),以这样的生物体作为食品或以其为原料加工生产的食品，就是转基因食品。3．转基因食品的优点和缺点优点缺点①解决粮食短缺问题；②减少农药的使用，从而减少环境污染；③节省生产成本，降低粮食售价;④增加食物营养，提高附加价值；⑤增加食物种类，提升食物品质;⑥促进生产效率,带动相关产业发展①可能产生新毒素和新过敏原；②可能产生抗除草剂的杂草；③可能使疾病的散播跨越物种的障碍；④可能会损害农作物的生物多样性；⑤可能干扰生态系统的稳定性【例题2】转基因作物(GMC）是通过转基因技术对农作物进行精确的改造而产生的，转基因作物一方面在产量、抗逆性及品质等方面有显著改进，极大地降低了农业生产成本，另一方面科学家通过动物实验发现转基因作物可能对人类健康存在着危害。就以上材料你以为下列说法欠妥的是（）A．转基因技术应用的基本原理是基因重组，转基因作物是转基因技术的一种产物B．如果转基因作物产生了对人类健康及环境的负面影响,我们应该终止转基因技术C．科学家必须在现有知识与技术的基础上尽量考虑转基因作物可能存在的风险并采取相应的防范措施D．国家必须对转基因作物的研究制定相应的法律法规,并进行严格管理与