2018-2019学年高中生物第6章从杂交育种到基因工程第2节基因工程及其应用学案新人教版必修2

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1、第2节基因工程及其应用［学习目标］1.概述基因工程的原理和应用。2.了解转基因生物和转基因食品的安全性。新知导学启迪思维探究规律一、基因工程的原理1.基因工程的概念(1)基因工程，又叫做基因拼接技术或DNA重组技术。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，加以修饰改造,然后放到另一种生物的细胞里，定向地改造生物的遗传性状。(2)基因工程是把一种生物的某种基因转移到另一种生物体的细胞内，基因的结构基本没有变化，只是位置发生了变化，所以应该属于基因重组。2.基因工程的基本工具(1)限制性核酸内切酶限制性核酸内切酶的作用特点

2、是识别特定的核廿酸序列,并在特定的切点上切割DNA分子。(2)DNA连接酶连接黏性末端或平末端脱氧核糖和磷酸之间的缺口。(3)运载体①作用：将外源基因送入受体细胞。②种类：质粒、噬菌体和动植物病毒等。质粒存在于许多细菌以及酵母菌等生物细胞屮，是拟核或细胞核外能够口主复制的很小的坏状DNA分子。上面通常含有的抗性基因诃以作为桩记基因用于目的基因导入受体细胞的检测依据。3.基因工程的操作步骤提取目的基因一一目的基因：人们所需要的特定基因k用某种限制酶切割质粒用同一种限制酶切割目的基因目的基因与运载体结合＜加入DNA连接酶质粒和冃的基因结合形成

3、重组DNA分子将目的基因导入受体细胞：主要是借鉴细菌或病毒侵染细胞的方法口的基因的检测与鉴定＜表达：受体细胞表现出特定的检测：根据受体细胞中是否具有标记基因，判断目的基因是否导入受体细胞性状，如棉花抗虫性状的＜表现【例1】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（）/＜亠人的生长激素基因A.DNA连接酶和解旋酶B.DNA聚合酶和限制性核酸内切酶C.限制性核酸内切酶和DNA连接酶D.DNA聚合酶和RNA聚合酶答案C解析如图所示为目的基因与运载体结合过程，需要基因的“剪刀”一一限制性核酸内切酶和基因的“针线”一一DNA

4、连接酶。此过程不涉及DNA复制，不需要DNA聚合酶和解旋酶。【例21如图所示为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（）A.X是能合成胰岛素的细菌细胞B.质粒具有标记基因和多个限制酶切点C.外源基因与运载体的重组只需要DNA连接酶D.该细菌的性状被定向改造答案C解析根据图示，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，A正确;质粒作为运载体需要有多个限制酶切点以便转运多种目的基因，同时具冇标记基因以便检测目的基因是否导入受体细胞内，B正确；基因与运载体的重组需要限制酶和DNA连接

5、酶，C错误；基因工程的特点是能够定向改造生物的性状，D正确。二、基因工程的应用及其安全性1.基因工程的应用(1)基因工程与作物育种①目的：获得高产、稳产和具有优良品质的农作物，培育出具有各种抗逆性的作物新品种。②实例：抗棉铃虫的转基因抗虫棉。③意义：抗虫基因作物的使用，不仅减少了农药的用暈,大大降低了生产成本，而且还减少了农药对坏境的污染。(2)基因工程与药物研制①实例：用基因工程方法生产胰岛素。②过程：胰粘素基因与大肠杆菌的DNA分子輕，并且在大肠杆菌内获得成功的表达。(3)基因工程与环境保护实例：利用转基因细菌降解有毒有害的化合物，吸

6、收环境中的重金属，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安全性【例3】转基因成果令人叹为观止，下列不是转基因成果的一项是()A.抗虫棉花B.能清除石油污染的假单胞杆菌A.我国奶牛的主要品种一一中国荷斯坦奶牛B.抗除草剂玉米答案C解析转基因生物是指运用基因工程操作程序，即通过提取目的基因、目的皐因与运载体结合、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定等获得的含有外源基因的生物。转基因生物包插转基因植物、转基因动物和转基因微生物。抗虫棉花、能清除石油污染的假单胞杆菌、抗除草剂玉米都属于转基因成果。我国奶牛的主要品种中

7、国荷斯坦奶牛，是杂交育种技术的结果。【例4】下列关于基因工程及转基因食品的安全性的叙述，正确的是（）A.基因工程经常以抗生素抗性基因作为目的基因B.通过转基因技术对获得抗虫粮食作物，从而增加粮食产量，减少农药使用C.通常用一种限制性核酸内切酶处理含目的基因的DNA,用另一种限制性核酸内切酶处理运载体DMAD.若转入廿蔗中的外源基因来源于自然界，则生产出来的廿蔗不存在安全性问题答案B解析基因工程常以抗生素抗性基因作为标记基因；在基因工程的实验操作中通常用同一种限制性核酸内切酶來处理含目的基因的DNA和运载体DNA,使它们产生相同的黏性末端；

8、若转基因甘蔗屮的外源基因来源于自然界，则仍可能存在食品安全、环境安全等安全性问题。学习小结转基冈生物与转基因食品的安全性问题作物育种药物研制环境保护基因工程目的基因与运载体结的导体目因受胞将基