【教案】【人教版】2018年必修二生物：6.2《基因工程及其应用》教学案.docVIP

一、基因工程的原理 1．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、基因工程的应用及安全性 1．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、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 2.转基因生物和转基因食品的安全性 (1)观点一：转基因生物与转基因食品不安全，要严格控制。 (2)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 [共研探究] 1．如图为DNA分子在不同酶的作用下所发生的变化，请据图分析： (1)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。 (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．如图表示一段DNA序列，请思考： (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 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。 4．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] 1．基因工程操作工具 (1)限制性核酸内切酶(简称限制酶) 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。 (2)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。 (3)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。 2．基因工程的操作步骤 操作步骤示意图 3．基因工程的注意事项 (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。 (3)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 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] 1.判断正误 (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)所有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 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] 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)