第三节 基因工程与转基因生物一：学习目标1.阅读基因工程中抗虫棉的获取过程，理解基因工程的概念，感受科学实验探究的过程，感悟科学家在实验中严谨的科学态度。2．理解基因工程的基本过程也就是四个基本操作步骤。3．理解基因工程的应用以及可能带来的安全问题。二、学习重点：1．基因工程概念中的例子（抗虫棉的获取过程）2. 基因工程的基本过程也就是四个基本操作步骤(人生长激素制造的过程)3. 转基因生物（微生物、植物、动物基因工程成果展示）三、学习难点：1. 限制酶和dna连接酶2. 重组dna3. 基因工程的基本步骤四、知识精要1、基因工程的概念：基因工程是指依据预先设计的蓝图，用人工方法将某种生物的基因，接合到另一种生物的基因组dna中并使其表达，使后者获得新的遗传性状，产生出人类所需要的产物，或创造出新的生物类型的现代生物技术。 2、抗虫棉的获取过程所需要的三种工具:(1)是切割dna分子获得抗虫基因的酶，俗称＂化学剪刀＂；(2)是连接抗虫基因和运载体的酶，俗称＂化学浆糊＂；(3)是将重组dna导入细胞中的运载体，俗称＂分子运输车＂。 3、基因工程中的四个基本操作步骤：(1)获取目的基因；(2)目的基因与运载体重组；(3) 重组dna导入受体细胞；(4)筛选含目的基因的受体细胞。 4、 转基因技术的应用：(1)微生物基因工程；(2) 植物基因工程，＂抗病毒烟草＂等；(3) 动物基因工程，＂巨型小鼠＂等。 5、 转基因生物产品的安全性：(1)转基因生物本身是否会对生态环境造成不利的影响；(2) 转基因生物产品是否会对人类的健康造成损害。 五、学习过程指导1、基因工程的概念在学习新知识时，，先复习旧知识（基因的概念？dna是如何传递遗传信息的？中心法则的内容？） 再思考问题：是否可以将一种生物的基因转移到另一种生物的基因组中，并使其表达出具有特定用途的产物或创造出新的生物类型呢？（用实验事实证明） 怎样解决农民棉花虫害问题？ 抗虫棉的获取过程 基因工程中的三种操作工具：① ；② ；③ 。 基因工程中质粒作为运载体的条件是： （1） ( 能装载目的基因) （2） （能为受体细胞所接纳） （3） (能自我复制) （4） (带有可供识别的标志基因) 基因工程的操作步骤： 操作对象： 操作水平： 基本过程：结 果 ： 实 质： 基 因 dna 分子水平 剪切 重组 导入 筛选 人类需要的基因产物 基因重组 转基因技术的应用： 转基因生物产品的安全性： 巩固性练习：（课堂完成，检测课堂学习效果）1、生物学家通过基因工程培育出了能够通过乳房生物反应器生产人的血清蛋白。（1）在基因工程的操作中，目的基因是怎样获取的？ （2）＂分子手术刀＂ _ _ ， （3）＂分子缝合针＂ ， （4）＂分子运输车＂ 。 （5）操作步骤：从人的____________获取目的基因；目的基因与____________结合构建基因表达载体；在基因表达载体中还应插入___________和终止子。然后把基因表达载体导入牛的____________，通过发育形成的牛体细胞含人的_________________，成熟的牛产的的奶中含有___________________，证明基因操作成功。 (6)人的基因在牛体内能表达,说明人和牛___________ 2、基因操作的基本操作程序①基因操作一般要经历四个基本步骤：① ；② ；③ ；④ 。 ②目的基因获取的方法主要有 和 两种。3、基因工程是dna分子水平的操作，下列有关基因工程的叙述中，错误的是 a.所用的工具酶是限制酶，dna连接酶b.载体与目的基因必须用同一种限制酶处理 c.限制酶只用于切割获取目的基因d.带有目的基因的载体是否进入受体细胞需检测4、＂转基因动物＂是指（ ） a．含有可利用基因的动物 b. 基因组中插入外源基因的动物 c．本身具有抗体蛋白类的动物 d. 能表达基因信息的动物 5、想要获得既高产又抗病毒、抗寒、抗旱、抗除草剂等多重优点的农作物，以下哪种方法能做到（ ） a．细胞融合技术 b.转基因技术 c.组织培养技术 d.人工诱变 6、下列哪项不是转基因成果（ ） a．清除石油污染的假单抱杆菌 b．转基因抗虫棉 c．高产青霉素菌株 d．巨型小鼠 7、下列关于质粒的叙述，正确的是 （ ）a、质粒是广泛存在于细菌细胞中的一种颗粒状细胞器b、质粒是细菌细胞质中能够自主复制的小型环状dna分子c、质粒只有在导入宿主细胞后才能在宿主细胞内复制d、细菌质粒的复制过程一定是在宿主细胞外独立进行的答案：1、（1）从人的基因组文库获得 （2）限制性内切酶（或限制酶） （3）dna连接酶（4）基因进入受体细胞的载体 （5）基因组文库 载体 启动子 受精卵 血清蛋白基因 人的血清蛋白 （6）共用一套密码子 2、略 3、c 4、b 5、b 6、c 7、b拓展性练习：（课后完成，形成知识迁移）1、下列关于各种酶作用的叙述，不正确的是（ ） a．dna连接酶能使不同脱氧核苷酸的磷酸与脱氧核糖连接 b．rna聚合酶能与基因的特定位点结合，催化遗传信息的转录 c．一种dna限制酶能识别多种核苷酸序列，切割出多种目的基因 d．胰蛋白酶能作用于离体的动物组织，使其分散成单个细胞 2、根据mrna的信息推出获取目的基因的方法是（ ） a.用dna探针测出目的基因b.用mrna探针测出目的基因 c.用mrna反转录形成目的基因d.用pcr技术扩增mrna3、碱基互补配对发生在下列哪些生理过程或生物技术中：（ ） ①种子的萌发 ②病毒的增殖过程③细菌的二分裂过程④目的基因与运载体的结合⑤dna探针的使用⑥分泌蛋白的加工和运输 a．①②③④⑤ b．①②③④⑤⑥c．②④⑤ d．②③⑤⑥ 4、以下关于蛋白质工程的说法正确的是（ ） a.蛋白质工程只能生产天然的蛋白质b.蛋白质工程就是酶工程的延伸 c.蛋白质工程就是用蛋白酶对蛋白质进行改造d.蛋白质工程以基因工程为基础5、转基因抗虫棉可以有效地用于棉铃虫的防治。在大田中种植转基因抗虫棉的同时，间隔种植少量非转基因的棉花或其他作物，供棉铃虫取食。这种做法的主要目的是 a. 维持棉田物种多样性 b. 减缓棉铃虫抗性基因频率增加的速度 c. 使食虫鸟有虫可食 d. 维持棉田生态系统中的能量流动 6、试管婴儿、试管苗和克隆羊三者均属于生物工程技术的杰出成果，下面叙述正确的是a 都属于无性生殖能保持母本性状b 都是细胞工程的技术范围c 都充分体现了体细胞的全能性d 都不会发生基因重组和变异答案：1、c 2、c 3 4、d 5、b 6、b【易错点总结】1、 dna聚合酶与dna连接酶的区别①dna连接酶:用于连接各种dna片段，使不同基因重组。将双链dna片段＂缝合＂起来，恢复被限制酶切开了的磷酸二酯键②dna聚合酶：用于合成dna片段及制备dna探针，连接部位和dna连接酶相同，但连接的对象是游离的脱氧核苷酸。训练1：酶是生物体内具有催化作用的一类有机物，下列有关不同酶作用的叙述，正确的是（ ）a．dna连接酶能使不同脱氧核苷酸的脱氧核糖 与含氮碱基连接起来b．dna聚合酶能将两条脱氧核苷酸链间的磷酸二脂键连接起来c．一种限制酶只能识别一种核苷酸序列，切割出两个相同的末端d．dna连接酶和dna聚合酶作用相同，都是连接氢键2、切割目的基因与切割运载体用同一种限制酶 限制性核酸内切酶：用于有规律地切割dna，把提供的dna原材料切割成具有特定末端的dna片段，同种限制酶切割得到的末端相同，作用部位是两个核苷酸之间的磷酸二酯键。训练2：(xx年江苏高考题)下列关于基因工程的叙述，正确的是（ ）a、基因工程经常以抗菌素抗性基因为目的基因b、细菌质粒是基因工程常用的运载体c、通常用一种限制性核酸内切酶处理含目的基因的dna，用另一种处理运载体dnad、为培育成抗除草剂的作物新品种，导入抗除草剂基因时只能以受精卵为载体3、体内dna自我复制与体外pcr的区别与联系 解旋酶 温度 dna聚合酶dna复制 需要 恒温 普通dna聚合酶pcr技术 不需要，加热解旋 温度不断变化 热稳定dna聚合酶训练3：聚合酶键式反应（pcr）是生物学家在实验室以少量制品制备大量dna的生化技术，反应中新合成的dna又可以作为下一轮循环的模板。其过程如下：（1）在制备dna的反应系统中应该加入的物质是 。（2）此过程与生物体内dna的复制都需要解旋，试说明它们的不同之处 。（3）举出此过程与转录的不同点（试举两例）① ；② 。【易错点总结答案】： 1、c 2、b3、（1）引物、模板dna、四种脱氧核苷酸、热稳定dna聚合酶（2）此过程所需温度为90~95 ，不需解旋酶参与，所需dna聚合酶需耐高温；dna复制过程是在正常全温下进行，需dna解旋酶和普通dna聚合酶参与。（3） 项目 模板 原料 酶 pcr dna的两条链 四种脱氧核苷酸 热稳定dna聚合酶 转录 dna的一条链 四种核糖核苷酸 解旋酶、rna聚合酶学习性自我形成评价：1、对这节课的主要知识内容，我掌握的程度是：（ ）a、完全掌握； b、基本掌握； c、部分掌握； d、未掌握。2、对课堂作业，我完成的程度是（ ）a、独立完成； b、讨论后完成； c、只能完成小部分； d、不能完成3、这节课我的收获与感悟：4、我还没弄懂的地方是：