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1、基因工程及其应用（2）学案6.2基因工程及其应用教学案 一、基因工程的原理阅读教材P1021031基因工程的概念 2基因工程的操作工具 3基因工程操作的基本步骤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检测与鉴定。二、基因工程的应用及平安性阅读教材P1041061基因工程的应用应用内容作物育种目的培育出具有各种抗逆性的作物新品种实例抗棉铃虫的转基因抗虫棉意义削减了农药用量，而且还削减了农药对环境的污染 药物研制目的高效生产高质量、低成本的药品实例生产人的胰岛素过程胰岛素基因与大肠杆菌的DNA分子重组，并在大肠杆菌内获得胜利的表达环境爱护实例利用转基因细菌降解有毒有害的化合
2、物，汲取环境中的重金属，分解泄漏的石油，处理工业废水等2.转基因生物和转基因食品的平安性(1)观点一：转基因生物与转基因食品担心全，要严格限制。(2)观点二：转基因生物与转基因食品是平安的，应当大范围推广。 重点聚焦1.什么是基因工程？2.基因工程的原理是什么？3.基因工程有哪些应用？4.转基因食品平安吗？共研探究1如图为DNA分子在不同酶的作用下所发生的改变，请据图分析： (1)图中表示的酶依次是：限制酶，DNA连接酶，解旋酶，DNA聚合酶。(2)DNA解旋酶和限制酶都作用于DNA，这两种酶的作用部位不同。DNA解旋酶作用于碱基之间的氢键，限制酶作用于磷酸与脱氧核糖之间的磷酸二酯键。2如图表
3、示一段DNA序列，请思索： (1)限制酶和DNA连接酶作用的位点相同，均作用于磷酸二酯键(b部位)。(2)若用DNA连接酶将目的基因与运载体两两结合时，产物可能有三种：目的基因与目的基因结合、运载体与运载体结合、目的基因与运载体结合。3如图为运载体示意图： (1)常用的运载体有质粒、噬菌体和动植物病毒等。(2)运载体与物质跨膜运输中的载体化学本质不相同。运载体是小的DNA分子，载体是蛋白质。(3)基因工程中运载体的特点能够在宿主细胞中稳定保存并大量复制，以保证外源基因在宿主细胞内长期稳定存在并复制。具有多个限制酶切点，以便与外源基因连接。具有某些标记基因，便于检测运载体是否进入受体细胞。4转基
4、因抗虫棉有性繁殖产生的后代不肯定都具有抗虫特性，因为性状分别或变异，抗虫棉的子代可能会失去抗虫特性。 总结升华1基因工程操作工具(1)限制性核酸内切酶(简称限制酶)特性：一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并在特定的位点上切割DNA分子。切割结果：产生两个带有黏性末端或平末端的DNA片段。作用：基因工程中重要的切割工具；能将外来的DNA切断，对自己的DNA无损害。(2)DNA连接酶作用对象：两个具有相同黏性末端或平末端的DNA片段。位置：脱氧核糖与磷酸之间的缺口。结果：形成重组DNA。(3)常用的运载体质粒本质：小型环状DNA分子。作用：a.作为运载工具，将目的基因运输到受体细胞中去；b.
5、用它在受体细胞内对目的基因进行大量复制。作为运载体具备的条件：a.能在受体细胞内稳定保存并大量复制；b.有多个限制酶切点；c.有标记基因。2基因工程的操作步骤 操作步骤示意图3基因工程的留意事项(1)限制酶和DNA连接酶的作用部位都是磷酸二酯键，只是前者将其切开，后者将其连接。(2)获得目的基因、切割运载体须要用同一种限制酶，目的是产生相同的末端。(3)将目的基因导入受体细胞，没有涉及碱基互补配对。限制酶、DNA连接酶和DNA聚合酶的区分不同点相同点作用作用特点作用目标：磷酸二酯键限制酶切割具有特异性 DNA连接酶连接无特异性，将DNA片段连接成DNA分子 DNA聚合酶将单个的脱氧核苷酸连接成
6、DNA片段 对点演练1.推断正误(1)基因工程能够实现不同物种之间基因的重新组合。()(2)基因工程的操作工具酶有限制酶、DNA连接酶及运载体。()(3)全部的限制酶都只能识别同一种特定的核苷酸序列。()解析：(2)运载体的本质是DNA不是酶。(3)不同的限制酶识别不同的核苷酸序列。答案：(1)(2)(3)2下列关于限制酶和DNA连接酶的说法，正确的是()A其化学本质都是蛋白质BDNA连接酶可以复原DNA分子中的氢键C它们不能被反复运用D在基因工程操作中可以用DNA聚合酶代替DNA连接酶解析：选A限制酶与DNA连接酶的化学本质都是蛋白质；DNA连接酶连接两个DNA片段间的磷酸和脱氧核糖；酶在化
7、学反应前后其数量、性质、功能均不发生变更，因此可以反复利用；DNA聚合酶在细胞内DNA分子复制时将单个的脱氧核苷酸连接成DNA片段，不能代替DNA连接酶。共研探究1转基因技术已经实现了将人的胰岛素基因转入细菌内，利用细菌(如图)生产人的胰岛素。(1)运载体与目的基因结合胜利的基础基本单位相同：不同生物的DNA分子都是由脱氧核苷酸构成的。空间结构相同：不同生物的DNA分子都是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链形成的规则的双螺旋结构。碱基配对方式相同：不同生物的DNA分子中两条链之间的碱基配对方式都是A与T配对，G与C配对。(2)基因工程中，目的基因在不同物种中均能胜利表达，因为不同的生物体共用一套遗
8、传密码。2基因工程育种的原理为基因重组，优势在于突破了物种间的界限，实现真正意义上的远缘杂交；特点是能定向改造生物的遗传性状。 总结升华1五种常见育种方式的比较原理常用方式优点缺点举例杂交育种基因重组使不同个体的优良性状集中在同一个个体上操作简便育种时间长局限于亲缘关系较近的个体矮秆抗病小麦诱变育种基因突变辐射、激光、空间诱变等提高变异频率，加速育种进程，大幅度改良性状有很大的盲目性，有利变异少，需大量处理试验材料青霉素高产菌株单倍体育种染色体变异花药离体培育，秋水仙素处理明显缩短育种年限子代均为纯合子技术困难，需与杂交育种协作单倍体育种获得矮秆抗病小麦多倍体育种染色体变异用秋水仙素处理萌发的
9、种子或幼苗器官大，提高养分物质含量只适用于植物，发育延迟，牢固率低三倍体无子西瓜基因工程育种基因重组将一种生物的特定基因转移到另一种生物细胞中打破物种界限，定向改造生物的遗传性状技术困难，生态平安问题较多转基因抗虫棉的培育 2杂交育种和基因工程中“基因重组”的区分(1)杂交育种：基因重组自然发生同一物种的不同基因重新组合。(2)基因工程：基因重组人为发生不同物种之间的不同基因的重组。育种方案的选择育种目标育种方案集中双亲优良性状单倍体育种(明显缩短育种年限)杂交育种(耗时较长，但简便易行)对原品系实施“定向”改造基因工程育种让原品系产生新性状(无中生有)诱变育种(可提高变异频率，加速育种进程)
10、对原品系养分器官“增大”或“加强”多倍体育种 对点演练3抗虫棉在我国棉产区种植的面积占总面积的一半，抗虫棉的种植，不仅有经济效益，还有生态效益，以下叙述正确的是()A抗虫棉的培育利用的是DNA重组技术，切取、导入棉花细胞的抗虫基因是细菌的部分DNA分子B抗虫棉也能抗病C基因工程利用了基因突变的原理D培育抗虫棉所用的基因重组技术，不属于基因重组解析：选A抗虫棉的培育利用了基因工程，基因工程也叫DNA重组技术，切取的是苏云金杆菌DNA分子中的抗虫基因。 1下列黏性末端由同一种限制酶切割而成的是()TCGAGCTTAACAGTTCCAAATTCGAGCTTCAGABCD解析：选B同一种限制酶切割出的
11、黏性末端应是互补的，而且两者的序列相同，是互补的，切点都是在G与A之间，识别序列为GAATTC。2质粒是基因工程中最常用的运载体，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(拟)核外的细胞质基质中D质粒是基因工程中的重要工具酶之一解析：选C质粒存在于很多细菌以及酵母菌等生物中，是拟核或细胞核外能够自主复制的很小的环状DNA分子，在病毒、动植物细胞中是不存在的；细菌的基因只有少部分在质粒上，大部分在拟核中的DNA分子上。3下列关于基因工程的叙述，错误的是()A基因工程的生物学原理是基因重组B通过基因工程技术能够
12、定向改造生物的遗传性状C整个过程都须要酶的催化D基因工程属于分子水平的操作解析：选C目的基因的导入及目的基因的检测与鉴定等步骤可以不须要酶的催化。4中国新闻网报道，阿根廷科学家近日培育出了世界上第一头携带有两个人类基因的牛，因此有望生产出和人类母乳极其类似的奶制品。下列叙述正确的是()该技术将导致定向变异DNA连接酶将目的基因与运载体黏性末端的碱基对连接起来蛋白质中的氨基酸序列可为合成目的基因供应资料受精卵是志向的受体细胞ABCD解析：选D转基因技术导致的变异属于定向变异。DNA连接酶连接的是目的基因和运载体黏性末端的磷酸和脱氧核糖之间的磷酸二酯键，而不是碱基对之间的氢键。由蛋白质中的氨基酸序
13、列可逆推出相应mRNA可能的碱基序列，进而为人工合成目的基因供应资料。动物的受精卵具有全能性，是志向的受体细胞。5酵母菌的维生素、蛋白质含量高，可用于生产食品和药品等。科学家将大麦细胞中的LTP1基因植入啤酒酵母菌中，获得的啤酒酵母菌可产生LTP1蛋白，并酿出泡沫丰富的啤酒。基本的操作过程如图所示：(1)该技术定向变更了酵母菌的性状，这在可遗传变异的来源中属于_。(2)本操作中为了将LTP1基因导入酵母菌细胞内，所用的运载体是_。(3)要使运载体与LTP1基因连接，首先应运用_进行切割。(4)切割完成后，利用_将运载体与LTP1基因连接。解析：图中a表示目的基因的获得，b是来自大肠杆菌的质粒，
14、c是重组质粒，目的基因插入抗四环素基因内部。(1)基因工程可使原本不属于同一物种的基因组合在一起，从而使转基因生物产生特定的性状，其原理属于基因重组。(2)从图示可以看出本试验中的运载体是质粒。(3)重组质粒形成前，需用同种限制酶切割目的基因和质粒，得到相同的黏性末端。(4)切割完成后，再用DNA连接酶连接。答案：(1)基因重组(2)质粒(3)同种限制酶(限制性核酸内切酶)(4)DNA连接酶 1下列有关基因工程中限制酶的描述，错误的是()A一种限制酶只能识别一种特定的脱氧核苷酸序列B限制酶的活性受温度影响C限制酶能识别和切割RNAD限制酶可从原核生物中提取解析：选C限制酶只能识别和切割DNA，
15、不能识别和切割RNA。2下列关于DNA连接酶的叙述，正确的是()催化具有互补配对的黏性末端的DNA片段之间的连接催化具有不同黏性末端的DNA片段之间的连接催化两个黏性末端互补碱基间氢键的形成催化DNA分子两条链的脱氧核糖与磷酸之间的磷酸二酯键的形成ABCD解析：选D在DNA重组技术中，两个DNA片段之间必需有互补配对的黏性末端才能进行结合；对具有互补配对的黏性末端的DNA分子连接时，DNA连接酶的作用是催化DNA分子两条链的脱氧核糖与磷酸之间的磷酸二酯键的形成。3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是()A人工合成目的基因B目的基因与运载体结
16、合C将目的基因导入受体细胞D目的基因的检测和表达解析：选C目的基因的合成、目的基因与运载体的结合以及目的基因的检测和表达都进行碱基互补配对。4如图为DNA分子的某一片段，其中分别表示某种酶的作用部位，则相应的酶依次是()ADNA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、解旋酶答案：C5基因工程技术也称DNA重组技术，其实施时须要的四个必要条件是()A目的基因、限制酶、运载体、体细胞B重组DNA、RNA聚合酶、内切酶、连接酶C模板DNA、信使RNA、质粒、受体细胞D工具酶、目的基因、运载体、受
17、体细胞解析：选D基因工程必需用到限制酶、DNA连接酶等工具酶，须要将目的基因与运载体结合，并导入受体细胞，所以基因工程实施时须要的四个必要条件是工具酶、目的基因、运载体和受体细胞。6各种育种方法或技术都有其优劣之处，下列相关叙述不正确的是()A传统的育种方法周期长，可选择的范围有限B通过人工诱变，人们有目的地选育新品种，能避开育种的盲目性C杂交育种难以克服远缘杂交不亲和的障碍，耗时长，效率低D基因工程可以实现基因在不同物种之间的转移，人们可以定向选育新品种解析：选B杂交育种的缺点：育种周期长，可选择的范围有限；诱变育种的原理是基因突变，突变是不定向的，避开不了盲目性；杂交育种必需选择同种生物进
18、行杂交，不能克服远缘杂交不亲和的障碍；基因工程可在不同物种之间进行基因转移，定向地改造生物的某些性状。7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()ADNA连接酶和解旋酶BDNA聚合酶和限制酶C限制酶和DNA连接酶DDNA聚合酶和RNA聚合酶解析：选C该步骤是基因工程的其次步目的基因与运载体结合。切割质粒要用限制酶，目的基因与切割后的质粒结合要用DNA连接酶。8下列关于基因工程及转基因食品的平安性的叙述，正确的是()A基因工程常常以抗生素抗性基因作为目的基因B通过转基因技术可获得抗虫粮食作物，从而增加粮食产量，削减农药运用C通常用一种限制性核酸内切酶处理含目的基因的DN
19、A，用另一种限制性核酸内切酶处理运载体DNAD若转入甘蔗中的外源基因来源于自然界，则生产出来的甘蔗不存在平安性问题解析：选B基因工程常以抗生素抗性基因作为标记基因；在基因工程的试验操作中肯定要用同一种限制性核酸内切酶来处理含目的基因的DNA和运载体DNA，使它们产生相同的末端；若转基因甘蔗中的外源基因来源于自然界，则可能存在食品平安、环境平安等平安性问题。9水母发光蛋白由236个氨基酸构成，现已将编码这种蛋白质的基因作为生物转基因的标记，应用在转基因技术中。这种蛋白质的作用是()A使目的基因顺当导入受体细胞B使目的基因在宿主细胞中产生多个拷贝C使目的基因的转移易被检测出来D使目的基因胜利表达后
20、发出肉眼可见光波解析：选C发光蛋白由限制水母发光的基因合成，如通过基因工程将此基因转入受体细胞后能使该生物发光，则说明完全的基因工程过程操作胜利。10在用基因工程技术构建抗除草剂的转基因烟草过程中，下列操作错误的是()A用限制酶切割烟草花叶病毒的核酸B用DNA连接酶连接经切割的抗除草剂基因和运载体C将重组DNA分子导入烟草原生质体D用含除草剂的培育基筛选转基因烟草细胞解析：选A限制酶切割的是DNA，而烟草花叶病毒的遗传物质为RNA；目的基因与运载体的连接由DNA连接酶催化；受体细胞为植物细胞，所以可以是烟草原生质体；目的基因为抗除草剂基因，所以筛选的时候应当用含除草剂的培育基筛选转基因烟草细胞
21、。11下图表示一项重要生物技术的关键步骤，X是获得外源基因并能够表达的细胞。下列有关说法不正确的是()AX是能合成胰岛素的细菌细胞B质粒应具有多个标记基因和多个限制酶切点C基因与运载体的重组只须要DNA连接酶D该细菌的性状被定向改造解析：选C依据图示，重组质粒导入的是细菌细胞，所以X是能合成胰岛素的细菌细胞。质粒作为运载体须要有多个限制酶切点以便转运多种目的基因，同时应具有标记基因以便于检测目的基因是否导入受体细胞。基因与运载体的重组须要限制酶和DNA连接酶。基因工程的特点是能够定向改造生物的遗传性状。12下列高科技成果中，依据基因重组原理进行的是()利用杂交技术培育出超级水稻通过返回式卫星搭
22、载种子培育出太空椒胡萝卜经组织培育产生完整植株将苏云金芽孢杆菌的某些基因转移到棉花体内，培育出抗虫棉ABCD解析：选C通过返回式卫星搭载种子培育出太空椒属于诱变育种，其原理为基因突变；胡萝卜经组织培育形成完整植株属于无性生殖，体现了细胞的全能性。13在培育转基因植物的探讨中，卡那霉素抗性基因(kanR)常作为标记基因，只有含卡那霉素抗性基因的细胞才能在卡那霉素培育基上生长。如图为获得抗虫棉的技术流程，请据图回答：(1)基因工程的基本操作程序主要包括四个步骤：提取目的基因、_、将目的基因导入受体细胞、_。(2)要使运载体与该抗虫基因连接，A过程中首先应运用_进行切割。假如运载体被切割后，得到的分
23、子末端序列为AATTCG，则能与该运载体连接的抗虫基因分子的末端是()ACGTTAABAATCCTCGCTTTADTAAATC(3)切割完成后，用_将运载体与该抗虫基因连接，连接后得到的DNA分子称为_。(4)来自苏云金杆菌的抗虫基因能在植物体内胜利表达，说明苏云金杆菌和植物等生物共用_。解析：(1)基因工程的四个步骤中，其次、四步分别是目的基因与运载体结合、目的基因的检测与鉴定。(2)切割目的基因和运载体时用同一种限制酶，以便切出的黏性末端能够完成碱基互补配对，并且能连接在一起。(3)目的基因和运载体结合时，用DNA连接酶催化该过程，形成的分子称为重组DNA分子。(4)同一种基因在不同生物体
24、内合成了相同的蛋白质，说明这些生物的密码子与氨基酸的对应关系是相同的，即共用一套遗传密码。答案：(1)目的基因与运载体结合目的基因的检测与鉴定(2)限制酶A(3)DNA连接酶重组DNA分子(4)一套遗传密码14通过DNA重组技术使原有基因得以改造的动物称为转基因动物。运用这一技术可使羊奶中含有人体蛋白质，如图表示这一技术的基本过程，在该工程中所用的基因“剪刀”能识别的序列和切点是GGATCC，请回答：(1)从羊染色体中“剪下”羊的蛋白质基因的酶是_，人体蛋白质基因“插入”后连接在羊染色体中须要的酶是_。(2)人体蛋白质基因之所以能连接到羊染色体DNA中，缘由是_，人体蛋白质基因导入羊细胞时常用
25、的工具是_。(3)此过程中目的基因的检测与表达中的表达是指_。(4)你认为此类羊产的奶平安牢靠吗？理由是什么？_。解析：(1)剪取目的基因的酶是限制酶，将末端具有互补碱基的DNA片段连接起来的酶是DNA连接酶。(2)不同生物的DNA化学组成和空间结构相同，即具有相同的物质基础和结构基础。目的基因导入受体细胞需先与运载体结合，最常用的运载体是质粒，也可以用动物病毒的DNA。(3)基因的表达是指基因通过限制蛋白质的合成来限制生物的性状，即通过转录和翻译过程合成相应的蛋白质。(4)此题为开放性问题，理由与观点相对应即可。答案：(1)限制酶DNA连接酶(2)具有相同的物质基础和结构基础(有互补的碱基序
26、列)细菌质粒或病毒(3)人体蛋白质基因在羊细胞内限制合成人体蛋白质(4)平安，因为目的基因导入受体细胞后没有变更，限制合成的人体蛋白质成分没有变更(或担心全，因为目的基因导入受体细胞后，可能由于羊细胞中某些成分的影响，合成的蛋白质成分发生肯定的变更)15如图表示利用基因工程培育抗虫棉过程的示意图，请据图回答下列有关问题： (1)科学家在进行图中操作时，要用_分别切割运载体和目的基因，还要用_将运载体和目的基因连接起来，形成_。(2)经过操作将目的基因导入_，然后经过组织培育形成抗虫棉植株，此过程体现了质粒作为运载体必需具备的两个条件是_、_。(3)下列是几种氨基酸对应的密码子，据此推断图中合成
27、的多肽的前三个氨基酸的种类(按前后依次排列)_。(几种氨基酸对应的密码子：甲硫氨酸(AUG)、甘氨酸(GGA)、丝氨酸(UCU)、酪氨酸(UAC)、精氨酸(AGA)、丙氨酸(GCU)。)(4)经过培育、筛选获得一株有抗虫特性的转基因植株。经过分析，该植株细胞中含有一个携带目的基因的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产生的F1中，仍具有抗虫特性的植株占总数的_。将上述抗虫棉植株的后代种子种植下去后，后代往往有许多植株不再具有抗虫特性，缘由是_。要想获得纯合子，常采纳的方法是_。解析：(1)切割运载体和目的基因要用同一种限制性核酸内切酶，使运载体和目的基因形成相同的末
28、端，然后用DNA连接酶将运载体和目的基因连接起来形成重组质粒。(2)将目的基因导入受体细胞，经过组织培育形成抗虫棉植株。作为运载体必需具有标记基因，以便于进行筛选；能在宿主细胞中复制并稳定保存，才能表达肯定的性状。(3)如图合成多肽的起始密码子是AUG，所以第一个氨基酸是甲硫氨酸，其余两个依次是丙氨酸(GCU)和丝氨酸(UCU)。(4)该抗虫棉植株是杂合子，依据基因分别定律，自交产生的F1中，具有抗虫特性的植株占总数的3/4，须要进行连续自交，才能获得稳定遗传的纯合子。答案：(1)同一种限制性核酸内切酶DNA连接酶重组质粒(2)受体细胞具有标记基因能在宿主细胞中复制并稳定保存(3)甲硫氨酸、丙
29、氨酸、丝氨酸(4)3/4发生了性状分别连续自交 基因工程的应用 辅导教案基础链接温故知新一、遗传变异与育种1利用_的原理，有目的地将两个或多个_的优良性状组合在一起，再通过选择和培育，创建新品种的技术叫杂交育种。通过诱变技术，使生物发生_，创建新的基因和基因型，从而改良生物品种。2单倍体育种的特点，其一，_，仅用2年即可获得可育纯种；其二，_，提高效率。多倍体育种常用的方法是用_处理萌发的种子或幼苗。二、遗传与人类健康1由细胞中的_在结构或功能上发生了变更引起的人类疾病，称为遗传病。2基因治疗遗传病的一种方法是为细胞补上丢失的基因或_，以达到治疗的目的。三、生物多样性生物多样性包括生态系统多样
30、性、物种多样性和_多样性。一、1.基因重组(优良)品种基因突变2缩短育种年限解除显隐性干扰秋水仙素二、1.遗传物质2变更病变的基因三、遗传聚焦科技扫描学问随着基因工程的诞生和技术的发展，目前基因工程已成为生物科学的核心技术，已经广泛应用于农牧业和医药卫生等领域，并取得了巨大成就。一、基因工程与遗传育种1转基因植物(transgenicplant)(1)优点：克服了远缘种及种间杂交不育或不能杂交的障碍，产生我们所须要的优良性状。同时还缩短了育种周期。缺点：技术难度大，技术要求高。(2)产生过程：ks5u(3)成果：植物基因工程的成果都是由两方面组成：一是外源基因来源；二是外源基因的表达成果。 抗
31、性转基因植物抗虫植物：(杀虫基因)如棉、玉米、马铃薯、番茄等。抗病植物：(抗菌蛋白基因)如烟草、番茄、苜蓿、马铃薯等。抗除草剂植物：(抗除草剂基因)如烟草、番茄、马铃薯等。抗盐碱植物：(调整细胞渗透压的基因)如大麦、番茄等。抗旱植物：调整细胞渗透压的基因)如小麦、玉米、大豆。抗寒植物：(抗冻蛋白基因)如番茄。改良植物品质转基因延熟番茄和转基因矮牵牛。2.转基因动物(transgenicanimal)提高动物生长速度，导入的是生长激素基因而不是生长素基因。ks5u 转基因动物是指转入了外源基因的动物。(1)提高动物的生长速度的基因：外源生长激素基因。(2)成果：转基因鼠、转基因鲤鱼。二、基因工程
32、与疾病治疗1基因工程药物基因工程药物，是重组DNA的表达产物。广义地说，凡是在药物生产过程中涉及用基因工程的，都可以称为基因工程药物。青霉素是由青霉菌产生的，不是通过基因工程生产的。 利用基因工程培育“工程菌”来生产药品，是基因工程的低成本高效益的工程产业，可以通过转基因培育的工程菌(如大肠杆菌)生产人胰岛素、人生长激素、干扰素、乙肝疫苗等。(1)胰岛素化学本质：蛋白质。合成过程：作用：降血糖(治疗依靠型糖尿病的有效药物)。(2)干扰素化学本质：糖蛋白。作用：抗病毒、抗细胞分裂和免疫调整等，治疗病毒性肝炎和肿瘤的药物。(3)乙型肝炎疫苗：可用来预防病毒性肝炎，可通过疫苗增加人体的免疫实力。下面
33、以人胰岛素为例，图示转基因药物的生产过程。2基因治疗(1)含义：向目标细胞中引入正常功能的基因，以订正或补偿基因的缺陷，达到治疗的目的。(2)实例：第一例基因治疗是美国在1990年进行的。当时，有个小女孩由于体内腺苷酸脱氨酶缺乏而患了严峻的复合型免疫缺陷症。科学家对她进行了基因治疗并取得了胜利。这一开创性的工作标记着基因治疗已经从试验探讨过渡到临床试验。1991年，我国首例B型血友病的基因治疗临床试验也获得了胜利。 基因治疗的实质是把正常基因导入病人体内，使该基因的表达产物发挥功能，并不是干脆修复缺陷基因。 (3)基因治疗进行的程序若T淋巴细胞中腺苷酸脱氨酶基因(ada)发生了突变，不能合成腺
34、苷酸脱氨酶(ADA)，从而不能产生抗体，造成免疫功能低下，不能反抗病原微生物的威逼。通过基因治疗，使缺陷细胞得到修复，成千上万的转基因T淋巴细胞注射到患者体内，症状得到缓解。(4)探讨现状有了肯定的成果，但仍处于初级阶段。三、基因工程与生态环境爱护基因工程可用于被污染环境的净化。(1)利用基因工程技术对自然界存在的能够分解石油的细菌进行改造，大大提高分解石油的效率。(2)用转基因开发具有生物可降解的新塑料，如聚羟基烷酯。(3)利用转基因微生物汲取环境中的重金属、降解有毒化合物和处理工业废水。纲举目张理清结构基因工程自诞生以来，已经创建出了巨大的经济效益。在农牧业、医药和医学、环境爱护等领域也展
35、示出了美妙的前景。Ks5u突破难点化解疑点1以镰刀型细胞贫血症的治疗过程为例，说明基因治疗的过程。探究发觉：ks5u步骤过程ks5u获得正常的血红蛋白基因用限制性核酸内切酶从人的DNA分子中切取血红蛋白基因形成重组载体DNA用同一种限制性核酸内切酶在载体DNA上切开一个切口，用DNA连接酶将正常血红蛋白基因连接在载体DNA上，形成重组载体重组载体的转化与筛选将携带正常血红蛋白基因的重组载体导入患者的造血干细胞中，用选择培育基筛选出含重组质粒的造血干细胞将含正常血红蛋白基因的造血干细胞回输给患者将携带正常血红蛋白基因的造血干细胞输入患者骨髓中，此造血干细胞产生含正常血红蛋白的红细胞，以根治镰刀型
36、细胞贫血症 我的发觉： 2分析说明基因治疗存在的问题与伦理。探究发觉：(1)导入基因的稳定高效表达导入的方法、运用的受体细胞等都会影响到基因导入的效率和基因的表达，因此在基因工程操作时要进行筛选和培育。骨髓作为受体细胞运用的最多，对它进行细胞培育、干细胞分化、运用造血因子等方法可增加基因的稳定高效表达。(2)导入基因的平安性导入的基因是否引起重要基因的失活或更严峻地激活一个原癌基因，目前还不非常清晰，因此要重视基因的平安性问题。(3)基因治疗与社会伦理道德体细胞基因治疗是符合伦理道德的，但试图订正生殖细胞遗传缺陷或通过遗传工程手段来变更正常人的遗传特征却引起争议。我的发觉： 3利用微生物生产药
37、物有何优越性？探究发觉：所谓利用微生物生产蛋白质类药物，是指将人们须要的某种蛋白质基因，导入微生物，然后利用微生物发酵来生产蛋白质类药物。与传统的制药相比有以下优越性：(1)利用活细胞作为表达系统，表达效率高，无需大型装置和大面积厂房就可以生产出大量的药品。(2)可以解决传统制药中原料来源的不足。例如，传统的胰岛素生产方式是从猪和羊的胰腺中提取，获得1g胰岛素大约须要100kg的猪胰脏，生产成本高，价格昂贵；但利用基因工程菌发酵生产即能大量生产(1000L大肠杆菌发酵液可得到100g胰岛素)，又不须要从动物或人体上获得原料。(3)降低生产成本，削减生产人员和管理人员。我的发觉： 6.2基因工程
38、及其应用 教学设计案例 基因工程及其应用-案例 一、教学目标的确定 课程标准中与本节内容相对应的详细内容标准是：关注转基因生物和转基因食品的平安性，这也是本节要达成的主要教学目标。课程标准并未明确指出本章要讲解并描述基因工程的内容，考虑到本章教材学问体系的完整性，以及学生达成上述目标所须要的学问基础，本节还将简述基因工程的基本原理，举例说出基因工程在农业、医药等领域的应用作为教学目标。 二、-思路 第一课时-流程图如下。 其次课时-流程图如下。 三、教学实施的程序 老师组织引导 学生活动 教学意图 老师通过图片和音像资料展示基因工程产品，如种子、水果、疫苗或药物等，引入课题。 老师利用问题探讨
39、，提出问题，组织学生探讨、沟通看法。 为什么能把一种生物的基因嫁接到另一种生物上？ 推想这种嫁接怎样才能实现？ 这种嫁接对品种的改良有什么意义？ 老师小结：从杂交育种的局限性切入，人类可以利用基因工程技术根据自己的意愿干脆定向变更生物。说明本节教学目标。 老师确定学生合理的想法，引发思索。 你的想法很好，可是用什么样的方法才能实现你的设想呢？ 老师用类比的方法引导学生思索基因工程的大致步骤和所须要的工具：剪刀、针线、运载体等。并用问题启发学生：你能想像这种剪刀加浆糊式的嫁接工作在分子水平的操作，其难度会有多大吗？ 以EcoRI为例，构建重组DNA分子模型，体会基因的剪切、拼接、缝合的道理。老师
40、交代清晰EcoRI是已发觉的500多种限制性内切酶中的一种，它是一种从细菌中发觉的能在特定位置上切割DNA分子的酶。它的特别性在于，它在DNA分子内部下剪刀，特地识别DNA分子中含有的GAATTC这样的序列，一旦找到就从G和A之间剪断（参考教科书插图6-3）。 用同一种限制性内切酶切割后的DNA片断其末端可以用连接酶来缝合（参考教科书插图6?4）。这样剪切拼接就可以形成重组的DNA分子。 将学生分成4个人一组，发给所需材料，可将构建模型的文字指导（参见选修3现代生物科技专题P.6重组DNA分子的模拟操作），复印后发给各组。 老师提出问题： 1.在制作模型时用到的工具（剪刀和不干胶）各代表什么？
41、比较剪切后的DNA片断的末端切片，你发觉有什么特点呢？ 2.回顾在模型构建过程中，每一步的操作和所用到的工具以及形成的产品，你对重组DNA的操作有什么新的理解？ 老师启发学生思索重组后的DNA分子还须要特别的搬运工具运载到受体细胞（如大肠杆菌、动植物细胞）中。 老师用图片或课件动画展示质粒的结构及特点。（教科书图6-5） 细胞拟核之外的小的环状DNA分子。 借宿于细菌、霉菌、酵母菌等细胞里，对细胞的正常生活几乎没有影响。 能够自主复制。 可以简单地从细胞中取出或放入。 这些特点使它能够胜任运载体的工作，携带目的基因进入细胞。 老师用多媒体课件或与教科书插图6-6类似的示意图，简要归纳基因工程操
42、作的基本步骤和大致过程。 启发学生思索：想像科学家在分子水平上进行这一操作的精确性。 老师小结本节内容。 布置学生课下搜集基因工程应用的事例及其价值的资料；搜集有关基因工程技术平安性方面的报道、法规等的资料。 课堂作业、课后练习：基础题1、2、3；拓展题。 复习基因工程操作的基本步骤和重要工具。 检查课前收集到的有关基因工程应用的资料。 导入新课：基因工程的应用。 指定几名学生汇报，其他人补充。 学生阅读教科书P.104的内容。 老师总结，并从详细事例引入关于转基因生物和转基因食品平安性的争议，启发学生对其平安性问题进行探讨。 学生分组探讨，老师强调支持某一观点的论据要充分，要留意科学性、客观
43、性和逻辑性。 在学生探讨的基础上，与学生协商或按小组指派某个角色，支配角色扮演活动。 老师可将角色扮演的程序、规则和详细要求以及评价标准事先复印好，分发给各组，引导学生以小组为单位探讨并形成陈述报告要点。 模拟听证会 议题：近来，一些市民和媒体纷纷向市政府反映了他们对转基因农产品或转基因食品平安性的担忧，呼吁市政府制定条例对转基因生物及转基因食品的生产和销售加以限制。请你作为A-F中的任一角色参与听证会，就是否应当对转基因生物与转基因食品加以限制发表你的看法。 要求：观点正确，论据充分，留意科学性，客观性和逻辑性。 听证会程序： 1.决策部门的主管陈述听证会议题及议程（规则）； 2.控辩双方分别陈述各自的主见； 3.辩论阶段； 4.法律专家代表陈述我国和世界各主要国家和地区的有关法律法规； 5.表决有关条例决议案。 师生共同总结，对活动过程和结果做出合理评价。 老师依据教科书P.107的本章小结，对本章内容进行简要总结。 学生视察、传看。 学生列举自己知道的基因工程产品及利用的例子。 学生分组探讨。 学生设想用类似的方法来改造某种生物，使其符合人们某种特定须要，说出详细设想。各小组选派代表陈述观点。 学生回忆并思索杂交育种的局限性以及基因工程的应用。