高三年级生物科学案
周次: 编号:54 时间 : 主编:张菊连 审定:
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。
重点难点 1、基因工程的基本原理; 2、基因工程的安全性问题。
教学过程
目标一、基因工程
【导读】阅读课本相关内容,填空
传统育种的局限性:一般只能在同种生物中进行,很难将一种生物的优良性状,移植到另一种生物身上。
基因工程的出现使人类有可能按照自己的意愿直接定向地改变生物,培育出新品种。
一、基因工程的原理
1. 基因工程的概念:
基因工程就是按照___________,把一种生物的某种基因提取出来,并加以___________,然后放到另一种生物的细胞里,___________地改造生物的________________。
2. 基因工程最基本的工具:_______________、______________、___________________。
(1)基因的“剪刀”是指_________________________。一种该物质能识别________种核苷酸序列,并在切点上切割DNA分子。大肠杆菌中的一种叫EcoRI的限制酶,能够专一识别_______________的序列,并在G和A之间将这段序列切开。
(2)基因的“针线”即____________,可以“缝合”__________和_________交替连接而构成的DNA骨架上的缺口。
(3)基因工程中,目前常用的运载体有_____ ___、______ __和______________等。
(4)质粒存在于许多细菌及酵母菌等生物中,其本质是细胞染色体外的,能够________的很小的___________________分子。
3. 基因工程的操作步骤:
基因工程操作的一般步骤为:__________________、目的基因与___________结合、将目的基因导入_________________、目的基因的________和________。
【导思】为什么能把人的基因“嫁接”到细菌上?
【导练】
1.控制细菌的抗药性、固氮、抗生素基因存在于( )
A.核区 B.线粒体 C.质粒 D.核糖体
2.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步骤是 ( )
A.人工合成基因 B.目的基因与运载体结合
C.将目的基因导入受体细胞 D.目的基因的检测和表达
目标二、基因工程的应用
【导读】阅读课本相关内容,填空
一、基因工程与育种
1.基因工程与农作物育种
①成果:利用基因工程,获得 、 和 的农作物,培育出具有 的作物新品种。
②与杂交育种和诱变育种相比的优点是:克服 障碍;
抗虫棉:抗虫基因来源于 。
其他抗虫作物: 、 等。
优点:不仅减少了 ,大大降低了 ,
而且还减少了 。
其他转基因作物: 、 、 等。
2.转基因动物:科学家利用基因工程方法培育出 、 等多种转基因动物,人们可从中获得所需要的多种优良品质,如 、 、 、 等。
二、基因工程与药物研制:
1.优点: 、 。
2.实例:
化学本质:
①胰岛素 生理作用:降低 。
分泌不足引起的重要生理疾病是 。
②干扰素:是治疗癌症的药物,它必须从人血中提取,每升人血只能提取O.05/4g,所以价格昂贵。现在美国加利福尼亚的基因公司利用基因工程生产干扰紊,即从人的淋巴细胞中取出 ,使它同细菌 相结合,然后移植到酵母菌体内,让酵母菌 ,酵母菌繁殖速度很快,能大量生产
但提高了产量,也降低了成本。
③其他基因工程药物: 、 、 等。
三、基因工程与环境保护
利用基因工程产生的“ ”是把三种假单孢杆菌中能分解不同烃类化合物的基因同时“移入”到另外一种假单孢杆菌的细胞内,使之具有分解四种烃类化合物的功能。
★关注转基因生物和转基因食品的安全性
1.基因工程的开发对发展 、 、 等均有直接的关系,其研究成果将使人类生活发生革命性变化。
2.事物总是一分为二的,基因工程可以给人类带来福音,也能带来 。
如战争狂人、恐怖主义者可制造难以制服的 ,进行讹诈和大规模毁灭人类的生物战争;转基因动、植物的出现引发物种入侵,有可能破坏原有的 ,对原有物种产生威胁;转基因食品安全问题等等。
【导思】如何理解基因工程是把双刃剑?
【导练】下列关于DNA连接酶的叙述中,正确的是( )
A. DNA连接酶连接的是两条链碱基对之间的氢键
B. DNA连接酶连接的是黏性末端两条链主链上的磷酸和脱氧核糖
C. DNA连接酶连接的是黏性末端两条链主链上的磷酸和核糖
D. 同一种DNA连接酶可以切出不同的黏性末端
【小结】