《基因工程及其應(yīng)用》學(xué)案

1、《基因工程及其應(yīng)用》學(xué)案《基因工程及其應(yīng)用》學(xué)案張建尚江蘇【學(xué)習(xí)目標(biāo)】站得高——明確學(xué)習(xí)目標(biāo)。1.簡(jiǎn)述基因工程的基本原理；2.舉例說(shuō)出基因工程在農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥等領(lǐng)域的應(yīng)用；3.關(guān)注轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因食品的安全性?！局攸c(diǎn)和難點(diǎn)】重點(diǎn)：1.基因工程的基本原理；2.基因工程的安全性問(wèn)題。難點(diǎn)：1.基因工程的基本原理；2.轉(zhuǎn)基因生物與轉(zhuǎn)基因食品的安全性?！緦W(xué)法提示】1.動(dòng)手畫出限制性核酸內(nèi)切酶對(duì)特定核苷酸序列的切割及切割片段的連接，認(rèn)識(shí)粘性末端，理

2、解限制性核酸內(nèi)切酶、DNA連接酶的特點(diǎn)和作用。2.根據(jù)重組DNA技術(shù)的一般過(guò)程圖解，逐一理解各步驟的方法、作用。3.通過(guò)小組討論，總結(jié)出基因工程在農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥等領(lǐng)域的應(yīng)用，舉例說(shuō)明轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因食品的安全性。【課前預(yù)習(xí)】起步穩(wěn)——知識(shí)源于生活。1.基因工程又叫做①或②。就是按照人們的意愿，把一種生物的基因提取出來(lái)，加以③，然后放到另一種生物的細(xì)胞里，定向地改造生物的④?；蚬こ痰幕竟ぞ咧小盎蚣舻丁笔侵涪?，“基因針線”是指⑥，運(yùn)輸工

3、具是⑦。2.限制性核酸內(nèi)切酶的作用是①，DNA連接酶的作用是②，運(yùn)載體的作用是③，常用的運(yùn)載體有④、⑤和動(dòng)植物病毒等。3.基因工程的操作一般要經(jīng)歷①、②、③和④。4.轉(zhuǎn)基因抗蟲棉的抗蟲基因來(lái)自①，該基因能產(chǎn)生②的蛋白質(zhì)晶體，使棉鈴蟲等害蟲癱瘓死亡?？瓜x基因作物的使用，不僅減少了農(nóng)藥的使用，降低生產(chǎn)成本，而且還減少了③。傳統(tǒng)上生產(chǎn)胰島素是從動(dòng)物的④中提取，產(chǎn)量低，價(jià)格昂貴，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足需求。可科學(xué)家將⑤與大腸桿菌的⑥重組，并在大腸桿菌體內(nèi)

4、成功表達(dá)，獲得高質(zhì)量、低成本的胰島素。5.一位生物學(xué)家宣布：老鼠食用了轉(zhuǎn)基因馬鈴薯后，腎、脾和消化道都出現(xiàn)了損傷，體重和器官重量減輕，免疫系統(tǒng)遭到破壞。這說(shuō)明轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因食品是①；轉(zhuǎn)基因食品的構(gòu)成與非轉(zhuǎn)基因食品一樣，都是由氨基酸、蛋白質(zhì)和碳水化合物組成的，從理論上分析轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因食品是②。答案1.①基因拼接技術(shù)②重組DNA技術(shù)③修飾改造④遺傳性狀⑤限制性核酸內(nèi)切酶⑥D(zhuǎn)NA連接酶⑦運(yùn)載體2.①識(shí)別特定的核苷酸序列并在特定的切點(diǎn)

5、上切割DNA分子②連接DNA骨架上的缺口③將外源基因?qū)胧荏w細(xì)胞④質(zhì)粒⑤噬菌體3.①提取目的基因②目的基因與運(yùn)載體結(jié)合③將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞④目的基因的表達(dá)和檢測(cè)4.①蘇云金芽孢桿菌②毒性很強(qiáng)的③農(nóng)藥對(duì)環(huán)境的污染④胰腺⑤胰島素基因⑥D(zhuǎn)NA分子5.①不安全的②安全的【課堂探究】走得歡——探索成長(zhǎng)快樂(lè)。1.限制性內(nèi)切酶Ⅰ的識(shí)別序列和切點(diǎn)是G↓GATCC，限制性內(nèi)切酶Ⅱ的識(shí)別序列和切點(diǎn)是昆蟲學(xué)家用人工誘變的方法使昆蟲產(chǎn)生基因突變，導(dǎo)致酯酶活

6、性升高，該酶可催化分解有機(jī)磷農(nóng)藥。近年來(lái)已將控制酯酶合成的基因分離出來(lái)，通過(guò)生物工程技術(shù)將它導(dǎo)入細(xì)菌體內(nèi)，并與細(xì)菌內(nèi)的DNA分子結(jié)合起來(lái)。經(jīng)過(guò)這樣處理的細(xì)菌仍能分裂繁。請(qǐng)根據(jù)上述資料回答：（1）酯酶的化學(xué)本質(zhì)是①，基因控制酯酶合成要經(jīng)過(guò)②和③兩個(gè)過(guò)程。通過(guò)生物工程產(chǎn)生的細(xì)菌，其后代同樣能分泌酯酶，這是由于④。（2）請(qǐng)你具體說(shuō)出一項(xiàng)上述科研成果的實(shí)際應(yīng)用：①。（3）試舉一例說(shuō)明轉(zhuǎn)基因細(xì)菌有可能出現(xiàn)的安全性問(wèn)題：①。答案1.（1）①（2）①

7、（3）①可以連接。因?yàn)橛蓛煞N不同限制酶切割后形成的黏性末端是相同的（或是可以互補(bǔ)的）2.（1）①限制酶②識(shí)別特定的核苷酸序列并在特定的切點(diǎn)上切割DNA分子（2）①作為目的基因的運(yùn)載體②DNA連接（3）①篩選②受體細(xì)胞中表達(dá)產(chǎn)生出蛋白質(zhì)（4）①轉(zhuǎn)錄②翻譯3.（1）①特異②毒蛋白基因在棉花細(xì)胞內(nèi)合成出毒蛋白③減少了農(nóng)藥對(duì)環(huán)境的污染（2）①糖尿?、谝腋?.（1）①蛋白質(zhì)②轉(zhuǎn)錄③翻譯（2）①用于降解污水中的有機(jī)磷農(nóng)藥，以保護(hù)環(huán)境（3）①重組出病

8、原微生物、造成二次污染等（答案合理即可）【知識(shí)體系】【課堂鞏固】跑得快——善于學(xué)習(xí)，手不釋卷！運(yùn)用現(xiàn)代生物技術(shù)的育種方法，將抗菜青蟲的Bt基因轉(zhuǎn)移到優(yōu)質(zhì)油菜中，培育出轉(zhuǎn)基因抗蟲的油菜品種。這一品種在生長(zhǎng)過(guò)程中能產(chǎn)生特異的殺蟲蛋白，對(duì)菜青蟲有顯著抗性，能大大減輕菜青蟲對(duì)油菜的危害，提高油菜產(chǎn)量。（1）Bt毒蛋白基因的基本組成單位是，Bt毒蛋白的基本組成單位是，Ti質(zhì)粒的化學(xué)本質(zhì)是。（2）切割Bt毒蛋白基因和Ti質(zhì)粒的工具是，將兩者構(gòu)成重組

9、質(zhì)粒的工具是，Bt毒蛋白基因插入Ti質(zhì)粒后，不能影響Ti質(zhì)粒的。若目的基因?qū)氲氖侵参矬w細(xì)胞，則a過(guò)程是。轉(zhuǎn)基因抗蟲油菜的培育是否成功，最簡(jiǎn)便的檢測(cè)方法是。（3）假如質(zhì)粒被切割后，得到的分子末端序列為，則能與該載體連接的抗病基因分子末端是。（4）已知轉(zhuǎn)基因油菜中殺蟲蛋白只結(jié)合某些昆蟲腸上皮細(xì)胞表面的特異受體，使細(xì)胞膜穿—GGATCC——CCTAGG——GATC——CTAG—蘇云金芽孢桿菌Ti質(zhì)粒Bt毒蛋白基因重組質(zhì)粒轉(zhuǎn)入農(nóng)桿菌感染a目的