第2节 基因工程及其应用学案

【学习目标】

1、简述基因工程的基本原理

2、举例说出基因工程在农业、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

【学习重点：】基因工程的基本原理和安全性问题

【学习难点：】基因工程的基本原理和转基因生物与转基因食品的安全性

导学过程

知识点	观察与思考	归纳与结论
基因工程的概念	1．  基因工程又叫————— 2．  操作水平——————— 3．  目的是———————— 4．  操作环境———————	1、基因工程又叫                                通俗的说，基因工程就是按照人们的意愿，把
基因工程的原理	观察课本103页图6—3至图6—6， 并阅读教材。然后思考并回答右面问题   1、在以上的基因工程培育抗虫棉的过程中，关键步骤或难点是什么？ 2、目的基因和运载体能够结合的结构基础是？ 3、检测目的基因是否导入的依据是？ 4、检测是否表达的依据是？	1、基因工程最基本的工具：                基因的“剪刀”：                                   “剪刀”特点：                               举例说明基因“剪刀”特点：                                                     基因的针线：                             基因的运输工具：          种类有                                                     运载体必备的条件—————————————————————————————————————————————————— 3、基因操作的基本步骤 ⑴                         工具是：          ⑵                       工具是：          ⑶                       工具是：          ⑷
基因工程的应用	你见到过转基因生物或者使用过基因工程药品吗？结合身边的例子思考基因工程应用前景	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：                                                                                                                                                                                     ②该科技成果在环保上的重要作用是：                                                       ③人们培育出的转基因作物和转基因动物主要有 _____________________________________________ _____________________________________________ 2、基因工程与药物研制 转基因药物有：________、________、________、 ________、________、________、________、 ________、________。 3、转基因生物和转基因食品的安全性 ①两种观点是：__________________________________ 和_____________________________________________ ②你认为应该如何对待转基因生物与转基因食品的安全性问题：

例题领悟

在植物基因工程中，用土壤农杆菌中的Ti质粒作为运载体，把目的基因重组入Ti质粒上的T—DNA片段中，再将重组的T—DNA插入植物细胞的染色体DNA中。

（1）科学家在进行上述基因操作时，要用同一种            分别切割质粒和目的基因，质粒的黏性末端与目的基因DNA片段的黏性末端就可通过                   而黏合。

（2）将携带抗除草剂基因的重组Ti质粒导入二倍体油菜细胞，经培养、筛选获得一株有抗除草剂特性的转基因植株。经分析，该植株含有一个携带目的基因的T—DNA片段，因此可以把它看作是杂合子。理论上，在该转基因植株自交F₁代中，仍具有抗除草剂特性的植株占总数的      ，原因是                                                   。

（3）种植上述转基因油菜，它所携带的目的基因可以通过花粉传递给近缘物种，造成“基因污染”。如果把目的基因导入叶绿体DNA中，就可以避免“基因污染”，原因是     

.                                                       。

[解析]：本题考查基因工程与分离定律。（1）同一种限制性内切酶能在相应基因上切出相同的黏性末端，再通过碱基互补配对而黏合。（2）该性状是显性性状，母本又是杂合子，因此在自交后代中，具有抗除草剂特性的植株占总数的3/4，这是因为减数分裂形成生殖细胞时，产生两种雌雄配子且雌雄配子随机结合。（3）叶绿体遗传是细胞质遗传，其特点之一是母系遗传，目的基因不会通过花粉传递而在下一代中显现出来。

答案：（1）限制性内切酶   碱基互补配对    （2）3/4   雌雄配子各有1/2含抗除草剂基因；受精时，雌雄配子随机结合    （3）叶绿体遗传表现为母系遗传，目的基因不会通过花粉传递而在下一代显现出来。

反馈校正

1．不属于基因工程方法生产的药物是（   ）

A.干扰素   B.白细胞介素   C.青霉素   D.乙肝疫苗

2．质粒是基因工程最常用的运载体，它的主要特点是（　　）

①能自主复制 ②不能自主复制 ③结构很小  ④蛋白质  ⑤环状RNA分子

⑥环状DNA  ⑦能“友好”地“借居”

A.①③⑤⑦   B.②④⑥    C.①③⑥⑦    D.②③⑥⑦

3．1993年，我国科学工作者培育成的抗棉铃虫的转基因抗虫棉，其抗虫基因来源（  ）

A.普通棉花的基因突变     B.棉铃虫变异形成的致死基因

C.寄生在棉铃虫体内的线虫 D.苏云金芽孢杆菌中的抗虫基因

4．下图表示限制酶切割某DNA的过程，从图中可知，该限制酶能识别的碱基序列及切点是(  )

A.CTTAAG，切点在C和T之间　　　B.CTTAAG，切点在G和A之间

C.GAATTC，切点在G和A之间　　　D.GAATTC，切点在C和T之间

5．切取牛的生长激素和人的生长激素基因，用显微注射技术将它们分别注入小鼠的受精卵中，从而获得了“超级鼠”，此项技术遵循的原理是  (  )

A.基因突变：DNA→RNA→蛋白质　　B.基因工程：RNA→RNA→蛋白质

C.细胞工程：DNA→RNA→蛋白质　　D.基因重组：DNA→RNA→蛋白质

6.治疗白化病、苯丙酮尿症等人类遗传病的根本途径是（  ）

A．口服化学药物                      B．注射化学药物

C.利用辐射或药物诱发致病基因突变      D.采用基因疗法替换致病基因

7．下列高科技成果中，根据基因重组原理进行的是

① 我国科学家袁隆平利用杂交技术培育出超级水稻

② 我国科学家将苏云金杆菌的某些基因移植到棉花体内，培育出抗虫棉

③ 我国科学家通过返回式卫星搭载种子培育出太空椒

④ 我国科学家通过体细胞克隆技术培养出克隆牛

A．①    B．①②    C．①②③    D．②③④

8．“试管婴儿”技术属于（    ）

A．胚胎移植         B．组织培养       C．克隆技术       D．基因工程

9．据调查,随着化学农药的产量和品种逐年增加,害虫的抗药性也不断增强,危害很严重,如近年来,棉铃虫在我国大面积爆发成灾,造成经济损失每年达100亿元以上.针对这种情况,我国科学工作者经研究发现一种生活在棉铃虫消化道内的苏云金芽孢杆菌能分泌一种毒蛋白使棉铃虫致死,而此毒蛋白对人畜无害。通过科技攻关，我国科技工作者已成功地将该毒蛋白基因导入到棉花植株内并成功实现表达。由于棉铃虫吃了新品种“转基因抗虫棉”植株后会死亡，所以该棉花新品种在1998年推广后，取得了很好的经济效益。

请据上述材料回答下列问题：

（1）害虫抗药性的增强是            的结果。

（2）“转基因”抗虫棉新品种的培育应用了                新技术。

（3）在培养转基因抗虫棉新品种过程中，所用的基因的“剪刀”是                   ，基因的针线是                        ，基因的运载工具是                       。

（4）将毒蛋白转入棉花植株内的操作步骤是①                                                   

②                                                                      

③___________________________________________________________________

④__________________________________________________________________

(5)”转基因抗虫棉”抗害虫的遗传信息传递过程可以表示为                                        

(6)该科技成果在环保上的重要作用是                                             

10．如图将人的生长激素基因导入细菌B细胞内制造“工程菌”示意图，所用载体为质粒A。已知细菌B细胞内不含质粒A，也不含质粒A上的基因，质粒A导入细菌B后，其上的基因能得到表达。请回答下列问题：

（1）图中的目的基因是指：______________________________________________

（2）如何将目的基因和质粒相结合形成重组质粒？

①_____________________________________________

②_____________________________________________

③_____________________________________________

（3）目前把重组质粒导入细菌细胞时，效率还不太高；导入完成后所得到的细菌，实际上有的根本没有导入质粒，有的导入的是普通质粒，只有少数导入的是重组质粒。此处可以通过如下步骤来鉴别得到的细菌是否导入了质粒A或重组质粒：将得到的细菌涂布在一个有氨苄青霉素的培养基上，能够生长的就是导入了质粒A或重组质粒，反之则没有。用这种方法鉴别的原理是                                           。

 

.参考答案：

1-5CCDCD  6-8DBA

9.答案：（1）自然选择  （2）基因工程 （3）限制性内切酶   DNA连接酶   运载体

(4)①提取目的基因,苏云金芽孢杆菌的毒蛋白基因  ②将目的基因毒蛋白基因与运载体结合

   ③将目的基因导入棉花植株④目的基因的监测和表达

(5)抗虫基因RNA毒蛋白

(6)减少农药对环境的污染、保护生态平衡

10. 答案：（1）人的生长激素基因

(2)①用一定的限制酶切割质粒，使其出现一个有粘性末端的切口；②用同种限制酶切割目的基因，产生相同的粘性末端；③将切下的目的基因片段插入到质粒的切口处，再加入适量的DNA连接酶，使质粒与目的基因结合成重组质粒。

(3)普通质粒A和重组质粒都含有抗氨苄青霉素基因。