《基因工程及其应用》教学案

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1、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P102～103)　　．基因工程的概念　　．基因工程的操作工具　　．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、基因工程的应用及安全性(阅读教材P104～106)　　．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　　意义减少了农药用量，而且还减少了农药对环境的污染　　药物　　研制目的高效生产高质量、

2、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成功的表达　　环境　　保护实例利用转基因细菌降解有毒有害的化合物，吸收环境中的重金属，分解泄漏的石油，处理工业废水等　　转基因生物和转基因食品的安全性　　观点一：转基因生物与转基因食品不安全，要严格控制。　　观点二：转基因生物与转基因食品是安全的，应该大范围推广。　　重点聚焦　　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.转基因食品安全吗？　　[共研探究]　　．如图为DNA

3、分子在不同酶的作用下所发生的变化，请据图分析：　　图中表示的酶依次是：①限制酶，②DNA连接酶，③解旋酶，④DNA聚合酶。　　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。　　．如图表示一段DNA序列，请思考：　　限制酶和DNA连接酶作用的位点相同，均作用于磷酸二酯键。　　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。　　．

4、如图为运载体示意图：　　常用的运载体有质粒、噬菌体和动植物病毒等。　　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。　　基因工程中运载体的特点　　①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。　　②具有多个限制酶切点，以便与外源基因连接。　　③具有某些标记基因，便于检测运载体是否进入受体细胞。　　．转基因抗虫棉有性繁殖产生的后代不一定都具有抗虫特性，因为性状分离或变异，抗虫棉的子代可能会失去抗虫特性。　　[总结升华]　　．

5、基因工程操作工具　　限制性核酸内切酶　　①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。　　②切割结果：产生两个带有黏性末端或平末端的DNA片段。　　③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。　　DNA连接酶　　①作用对象：两个具有相同黏性末端或平末端的DNA片段。　　②位置：脱氧核糖与磷酸之间的缺口。　　③结果：形成重组DNA。　　常用的运载体——质粒　　①本质：小型环状DNA分子。　　②作用：a.作为运载工具，将目的基因运送

6、到受体细胞中去；b.用它在受体细胞内对目的基因进行大量复制。　　③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。　　．基因工程的操作步骤　　操作步骤示意图　　．基因工程的注意事项　　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。　　获取目的基因、切割运载体需要用同一种限制酶，目的是产生相同的末端。　　将目的基因导入受体细胞，没有涉及碱基互补配对。　　【易错易混】　限制酶、DNA连接酶和DNA聚合酶的区别　　不同点

7、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DNA片段　　[对点演练]　　判断正误　　基因工程能够实现不同物种之间基因的重新组合。　　基因工程的操作工具酶有限制酶、DNA连接酶及运载体。　　所有的限制酶都只能识别同一种特定的核苷酸序列。　　解析：运载体的本质是DNA不是酶。不同的限制酶识别不同的核苷酸序列。　　答案：√　×　×　　．下列关于限制酶和DNA连接酶的说法，正确的

8、是　　A．其化学本质都是蛋白质　　B．DNA连接酶可以恢复DNA分子中的氢键　　c．它们不能被反复使用　　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；酶在化学反应前后其数量、性质、功能均不发生改变，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]　　．转基因技术已经实现了将人的胰岛素基因转入细菌内，利