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第2节基因工程及其应用学习目标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。学习过程导入新课许多特效药品的生产是从生物组织中提取的。受材料来源限制,产量有限,其价格往往十分昂贵。胰岛素从猪、牛等动物的胰腺中提取,100千克胰腺只能提取45克的胰岛素,其产量之低和价格之高可想而知。同学们能不能设想用容易培养的微生物,如细菌生产制造胰岛素,从而大大降低胰岛素的价格?探究新知探究一:基因工程的原理自主学习1按要求分析教材P102内容,并回答以下问题。1.基因工程的概念基因工程又叫做或。通俗地说,就是按照人们的意愿,把一种生物的某种基因提取出来,加以,然后放到另一种生物的细胞里,定向地改造生物的。基因工程是在水平上进行的设计施工,需要有专门的工具。基因工程最基本的工具有:“”“”“”。2.基因操作的工具(1)基因的“剪刀”:。一种限制酶只能识别特定的核苷酸序列,并在的切点上切割DNA分子。(2)基因的针线:。“缝合”和交替连接而构成的DNA骨架上的缺口。(3)基因的运载体:目前常用的运载体有、和等。质粒存在于中,是拟核或细胞核外能够的分子。3.基因操作的基本步骤(1);(2);(3);(4)。合作探究1(1)“分子手术刀”限制性核酸内切酶的分布在哪些部分?(2)这类酶存在于原核生物中的作用是什么?(3)限制酶的作用特点是什么?作用结果如何?举例说明。(4)限制酶在基因工程中起什么作用?(5)试写出下列序列受EcoR限制酶作用后的黏性末端。(6)DNA连接酶连接的是两个脱氧核苷酸分子的什么部位?(7)“运载体”和“载体”相同吗? 探究二:基因工程的应用自主学习2按要求分析教材P104内容,并回答以下问题。1.作物育种:利用基因工程的方法,获得高产、稳产和具有优良品质的农作物;培育具有各种的作物新品种,如抗虫棉等。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.药物研制:利用基因工程的方法培育转基因生物,利用转基因生物生产出各种高质量、低成本的药品,如胰岛素、干扰素、乙肝疫苗等。3.环境保护:如利用转基因细菌降解有毒、有害化合物,吸收环境中的重金属,分解泄漏的石油,处理工业废水等。自主总结1.转基因抗虫棉转入的抗虫基因来自哪里?2.该抗虫基因为何有抗虫的效果?3.为获得转基因抗虫棉,大体步骤应该如何操作?探究三:转基因生物和转基因食品的安全性合作探究2目前关于转基因生物和转基因食品的安全性,有两种观点。一种观点是转因生物和转基因食品不安全,要严格控制;另一种观点转基因生物和转基因食品是安全的,应该大范围推广。阅读教材P105内容,提出你对转基因生物和转基因食品安全性的看法。课时检测1.在基因工程中,切割载体和含有目的基因的DNA片段时,需使用()A.同种限制酶B.两种限制酶C.同种连接酶D.两种连接酶2.下列关于基因工程的叙述,正确的是()A.基因工程经常以抗菌素的抗性基因为目的基因B.细菌质粒是基因工程最常用的运载体C.通常选用不同的限制酶分别处理含目的基因的DNA和运载体DNAD.为育成抗除草剂的作物新品种,导入抗除草剂基因时只能以受精卵为受体3.将苏云金杆菌中的抗虫基因导入棉花细胞中,成功培育出抗虫棉。这个过程中利用的主要原理是()A.基因突变,DNARNA蛋白质B.基因重组,DNARNA蛋白质C.基因工程,DNARNA蛋白质D.染色体变异,DNARNA蛋白质4.不属于基因工程生产的药物是()A.干扰素B.青霉素C.白细胞介素D.乙肝疫苗5.下列实践与基因工程无关的是()A.利用DNA探针检测饮用水是否含病毒B.选择“工程苗”来生产胰岛素C.用不育系来培育杂种一代D.培育转基因抗虫棉6.将重组DNA导入细菌生产激素或蛋白质的过程一般称为()A.基因工程B.细菌工程C.酶工程D.微生物工程7.不属于基因工程操作工具的是()A.目的基因B.运载体C.DNA连接酶D.限制性核酸内切酶8.质粒之所以能作基因工程的运载体,是由于它()A.含蛋白质从而能完成生命活动B.能够自我复制而保持连续性C.是RNA,能够指导蛋白质的合成D.具有环状结构能够携带目的基因9.干扰素是治疗癌症的重要物质。人血液中每升只能提取0.05 mg干扰素,因其价格昂贵,平民百姓用不起。但美国有一家公司用遗传工程方法合成了价格低廉、药性一样的干扰素,其具体做法是:(1)从人的淋巴细胞中提取能指导干扰素合成的,并使之与一种叫的DNA结合,然后移到酵母菌内,从而让酵母菌来。(2)酵母菌能用方式繁殖,速度很快,所以能在较短时间内生产大量。利用这种方法不仅产量高,并且成本较低。参考答案学习过程导入新课可以,将人的胰岛素基因转移到细菌中,培养细菌,从中提取胰岛素。探究新知自主学习11.基因拼接技术DNA重组技术修饰改造遗传性状分子基因剪刀基因针线基因的运载体2.(1)限制性核酸内切酶(限制酶)一种特定(2)DNA连接酶脱氧核糖磷酸(3)质粒噬菌体动植物病毒细菌以及酵母菌等生物的细胞自主复制很小的环状DNA3.(1)提取目的基因(2)目的基因与运载体结合(3)将目的基因导入受体细胞(4)目的基因的检测与鉴定合作探究1(1)主要存在于微生物中,尤其是原核生物中。(2)用切割外来DNA的方法进行自我保护。(3)识别特定序列,切开特定位点。用同一种限制酶切割后可形成相同的黏性末端。(4)获得目的基因。(5)CTTCATGAATTCCCTAAGAAGTACTTAAGGGATT(6)磷酸二酯键。(7)不同。运载体是在基因工程中用到的工具,载体是细胞膜表面协助物质进出的成分。自主学习21.抗逆性农药的用量农药对环境的污染自主总结1.苏云金杆菌。2.该基因控制合成的蛋白质具有毒性。3.(1)用合适的限制酶切割并获取抗虫毒蛋白基因;(2)用同种限制酶切割运载体;(3)DNA连接酶连接抗虫基因和运载体;(4)导入棉花细胞;(5)组织培养获得抗虫棉;(6)抗虫基因的检测与鉴定。合作探究2略。课时检测1.A2.B3.B4.B5.C6.A7.A8.B9.(1)干扰素基因质粒合成干扰素(2)出芽生殖干扰素
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