6.2基因工程及其应用学案
高中生物必修2学案5：6.2基因工程及其应用
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习目标1．简述基因工程的基本工具2．简述基因工程的基本操作步骤3．说出基因突变和基因重组的意义基础知识一、基因工程的原理1. 基因工程的概念：基因工程又叫技术或技术。
通俗地说，就是按照人们的意愿，把一种生物的提取出来，加以，然后放到另一种生物的细胞里，地改造生物的。
基因工程是在上进行的水平的设计施工，需要有专门的工具。
2.基因工程的工具（1）基因的“剪刀”：__________（简称__________），作用：（2）基因的“针线”：__________，作用：（3）基因的：作用：，目前常用的运载体有________、________和______________等。
3. 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________。
二、基因工程的应用1、基因工程在作物育种方面的事例有：、、超级绵羊等；抗虫基因作物的优点，不仅减少了__________，大大降低了生产成本，而且还减少了__________。
2、基因工程生产药品有__________、__________、__________等。
3、目前关于转基因生物和转基因产品的安全性，有两种观点，一种观点是转因生物和转基因食品不安全，____________________；另一种观点，应该大范围推广。
1.看课本P103图6-6，由图中过程怎么操作？用到什么工具？①从人的细胞中分离出DNA ；②用限制酶切取胰岛素基因片断③分离大肠杆菌中的质粒并用同种限制酶切断④用DNA 连接酶将胰岛素基因与质粒DNA 重组⑤将重组质粒导入大肠杆菌进行转化⑥培养大肠杆菌，复制大量胰岛素基因并表达分泌出胰岛素；过程属于基因工程的第一步：；过程属于基因工程的第二步：；过程属于基因工程的第三步：；过程属于基因工程的第四步：；2.此过程的目的基因是_____________，供体是，受体是_________；3.细菌和人是差异非常大的两种生物，为什么通过基因重组后，细菌能够合成人的胰岛素呢？二、请模仿转基因大肠杆菌生产人胰岛素的过程，写出培育转基因抗虫棉的过程。
生物必修2人教新课标6.2基因工程及其应用教案
第2节基因工程及其应用
教学内容
教师组织和引导
教学
意图
导入
问题
讨论
1953年沃森和克里克共同提供了DNA双螺旋结构模型，这是20世纪生物科学最伟大的成就，标志着生物科学的发展进入一个新阶段----分子生物学阶段。在分子生物学带动下，生物科学的众多分支学科都迅猛发展，取得了一系列、划时代的巨大成就，使生物科学成为当代成果最多和最吸引人的学科之一。1973年美国科学家科恩创立了定向改造生物的新技术-----基因工程。
生：质粒。
师：质粒的作用、本质及对受体细胞的影响如何？
生：质粒的作用是运输工具，质粒的本质是环状DNA，对细胞没有不良影响。
师：常用的载体有哪些？最常用的载体是什么？
生：常用的载体有质粒、噬菌体及一些动植物病毒，最常用的载体是质粒。
师：有了上述工具我们就可把把胰岛素基因拼接到大肠杆菌DNA分子上去，再请同学总结一下：把胰岛素基因从人的DNA分子上剪下，与大肠杆菌的DNA分子拼接成新的DNA，用到的工具有哪些？这些工具的作用是什么？
师：重组DNA导入受体细胞后还需什么重要步骤才能完成大肠杆菌生产胰岛素的全过程？
生：还有重组DNA的扩增，目的基因的产物表达等。
师：扩增是指目的基因进入受体细胞后随受体细胞的繁殖而
复制，获得大量目的基因的过程；目的基因的产物表达是指目的基因进入受体细胞后能产生特定的产物的过程。这两步的完成才能说明基因工程的全过程的完成。
师：很好。
展示限制性核酸内切酶的作用
展示黏性末端的形成
展示拼接过程
5分钟
2.基因针线：DNA连接酶
师：现在我们接着上面讨论，如何将胰岛素基因切下并与大肠杆菌的DNA拼接？
人教版必修二生物 精品导学案：6.2基因工程及其应用
第2节基因工程及其应用【知识目标】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。
【学习重点】基因工程的基本原理和安全性问题。
【学习难点】基因工程的基本原理和安全性问题。
【学习新知】学习任务一基因工程的原理自主学习活动1 阅读课本P102基因工程的概念，分析基因工程的原理、目的、操作水平。
活动2 观察课本P103图6-3至图6-6，并阅读教材。
然后独立思考并回答下面问题1.基因工程的基本工具有哪些？2.说出限制酶和DNA连接酶的特点及作用，比较DNA连接酶和DNA聚合酶的不同点。
3.常见的运载体有哪些？什么是质粒？4.基因工程的操作步骤有哪些？自学检测1. 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连接酶连接的是两条链上的磷酸和脱氧核糖C. DNA连接酶连接的是两条链上的磷酸和核糖D. 同一种DNA连接酶可以切出不同的黏性末端2. 关于右图DNA分子片段的说法正确的是（）A．限制性内切酶可作用于①部位，解旋酶作用于③部位B．②处的碱基缺失导致染色体结构的变异C．把此DNA放在含15N的培养液中复制2代，子代中含15N的DNA占3/4D．该DNA的特异性表现在碱基种类和（A+T）/（G+C）的比例上3. 下列有关质粒的叙述，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自主复制的小型环状DNA分子C．质粒只有在侵入宿主细胞后才能复制D．细菌质粒的复制过程一定是在宿主细胞外独立进行的4. 在基因工程操作的基本步骤中，不进行碱基互补配对的步骤是（）A.人工合成目的基因B.目的基因与运载体结合C.目的基因的检测和表达D.将目的基因导入受体细胞5. 采用基因工程的方法培育抗虫棉，下列导入目的基因的做法正确的是（）①将毒素蛋白质注射到棉受精卵中②将编码毒素蛋白的DNA序列注射到棉受精卵中③将编码毒素蛋白的DNA序列与细菌质粒重组，注射到棉的子房并进入受精卵中④将编码毒素蛋白的DNA序列与质粒重组，导人细菌感染棉的体细胞，再进行组织培养（）A．①② B．②③ C．③④ D．①④6.萤火虫的荧光素基因转入烟草植物细胞，获得了高水平的表达。
6.2基因工程及其应用 导学案
第6章第2节基因工程及其应用班级：小组：姓名：评价：【学习目标】1、简述基因工程的基本原理，操作工具和基本操作步骤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，并认同基因工程是一把双刃剑这一观念【重点难点】重点：基因工程的基本原理及操作步骤；基因工程的安全性问题。
难点：转基因生物与转基因食品的安全性。
【使用说明与学法指导】1、依据学习目标，结合导学案中的问题，认真研读课本第102至第106页；2、独立完成预习导学，尝试归纳基因工程中各种工具的特点和应用。
3、尝试对探究点进行研究，用红笔标注疑问，并反馈，以备课上合作探究。
【预习导学】一、基因工程的概念1、基因工程又叫__________或。
它是按照人们的意愿，把一种生物的某种基因__________出来，加以饰改造，然后放到另一种生物的细胞里，__________生物的遗传性状。
2、概念理解：①基因工程的操作对象：基因②操作水平：③优点：可以二、基因工程的原理1、基因工程的工具。
（1）基因的“剪刀”——______ ___，简称为。
①作用特性：一种限制酶只能识别，并在切割DNA 分子；②作用位点：（化学键）③作用结果：产生。
（2）基因的“针线”——___ ______。
可以“缝合” _________和_________交替连接而构成的DNA骨架上的缺口，即作用位点是。
（3）基因工程运输工具——运载体①作用：将。
②常见种类：、、等。
③运载体需具备的条件：a、能在宿主细胞中复制并稳定存在b、具有多个限制酶切割位点，以便与外源基因连接c、具有某些标记基因，以便于检测和筛选（4）基因工程的基本原理：三、基因工程操作步骤⑴⑵⑶⑷【课堂模拟】应用课前准备的相应材料和工具，演示和模拟基因工程的操作过程。
【归纳小结】比较有关酶的作用DNA连接酶DNA聚合酶解旋酶RNA聚合酶四、基因工程的应用1、基因工程与作物育种（1）分析我国科学家利用基因工程成功培育抗棉铃虫的转基因抗虫棉的相关问题：转基因抗虫棉的抗虫基因来自_________。
学案13：6.2 基因工程及其应用
基因工程及其应用学习目标：1.掌握基因工程的原理、工具和步骤；2.了解转基因生物和转基因食品的安全性。
学习重点：基因工程的原理、工具、操作步骤学习难点：基因工程的工具、操作步骤学习过程：【课前预习】阅读课本P102-P105，填写学案：一、基因工程的概念通俗的说，就是按照，把一种生物的某种提取出来，加以，然后放到另一种生物的细胞里，地改造生物的。
基因工程的原理：_________________ (属于哪种可遗传变异)二、基因工程的概念要点三、基因工程的三个操作工具①基因的“剪刀”：（1）名称：（简称：）（2）特性：。
一种限制酶只能识别一种特定的序列，并在上切割DNA分子，断开（化学键）。
②基因的“针线”：（1）名称：。
（2）连接和之间的缺口，“缝合”（化学键）。
DNA连接酶和DNA聚合酶都可以催化（化学键）的生成，区别是DNA连接酶连接的对象是，而DNA聚合酶连接的对象是。
③基因的运载体：（1）作用：将送入受体细胞。
（2）种类：、和。
质粒存在于许多和等生物的细胞中，是拟核或细胞核外能够的。
（3）条件：①具有或限制酶切位点，便于与外源基因连接②在细胞内能且稳定保存③具有便于筛选四、基因工程的四个操作步骤看课本图6-6，填写基因工程的步骤，组员之间互相叙述步骤一：步骤二：步骤三：步骤四：五、基因工程的应用1.基因工程与作物育种（1）培育抗逆性品种，实例：抗虫棉（抗虫基因来自__________），抗虫基因作物的使用，不仅减少了____________，降低了____________，而且还减少了________________。
（2）培养出具有特殊用途的动植物，例如：生长快、耐不良环境、肉质好的转基因鱼2.基因工程与药物研制[实例：生产人的胰岛素，人的胰岛素基因与_______的DNA分子重组，并在_______内获得成功的表达。
除此之外，用基因工程方法生产药品还有_______、_______、______等。
高中生物 6.2.2 基因工程及其应用(一)导学案1 新人教版必修2
高中生物 6.2.2 基因工程及其应用（一）导学案1 新人教版必修21、基因工程的概念2、基因操作的工具3、基因操作的基本步骤展示基因工程给人类带来的巨大成就。
自学与诊断根据所学内容，试概括写出基因工程解决了哪些生活、生产中难以解决的问题。
提示：基因工程可以生产人类需要的药物，如胰岛素、干扰素等。
我们吃的某些食品如番茄、大豆等也可以是基因工程产品。
农业生产中的抗虫棉、抗病毒烟草、抗除草剂大豆等都已进入商品化生产，上述产品有些是常规方法难以生产的或者生产成本过高。
合作互动互动与展示学生分组汇报并交流课前收集资料的的情况。
学生1基因工程在农业上的的应用学生2基因工程在畜牧业上的的应用学生3基因工程在食品工业上的的应用学生4基因工程在医药卫生上的的应用学生5基因工程在环境保护上的的应用精讲与点拨基因工程的操作过程大致归纳为：获取目的基因（例如血清白蛋白基因）→构建基因表达载体（在血清白蛋白基因前加特异表达的启动子）→显微注射导入哺乳动物受精卵中→形成胚胎→将胚胎送入母体动物→发育成转基因动物（只有在产下的雌性个体中，转入的基因才能表达）。
检测与评价总结与升华一、基因工程的应用1、农业上的应用①获得高产、稳产和具有优良品质的农作物②培育出具有各种抗逆性的作物新品种2、畜牧业上的应用①培育各种具有优良品质的动物②利用动物乳腺细胞获得人类所需要的各种物质3、基因工程与医药卫生①生产基因工程药品②用于基因诊断与基因治疗4、基因工程与环境保护①用于环境检测②用于被污染环境的净化二、关注转基因生物和转基因食品的安全性达标检测题1 、用现代生物技术培育生物新品种，下列不是其优越性的是…（）A、克隆技术可以快速繁育优良性状的家畜B、现代转基因技术可迅速改变生物的基因组成C、现代生物技术迅速使新品种形成群落D、现代生物技术可克服远源杂交不亲和的障碍 2 、下列实例中，涉及基因重组的是（双选）（）A、我国著名育种专家袁隆平利用杂交技术培育出超级水稻品种B、英国科学家利用细胞核移植技术克隆出小绵羊C、荷兰科学家将人乳高铁蛋白基因移植到牛体内并获得成功D、乘宇宙飞船上过太空的辣椒种子结出的果实较平常的大一倍以上课后反思：。
人教版高中生物必修二第六章第2节《基因工程及其应用》 设计
6-2 基因工程及其应用教学设计教材分析1. 教学内容分析高中生物必修2遗传与进化模块第6章从杂交育种到基因工程是整本书的一个重点内容。
而该章的第2节基因工程及其应用中，基因工程的原理及基本操作程序又是该章节的重中之重，在本章中起到承上启下的作用，上承DNA重组技术的基本工具，下接基因工程的应用，难点多，内容杂，较抽象，学生不易理解，学好这部分内容对学生从遗传与变异角度理解生命活动至关重要。
2. 课程标准要求搜集生物变异在育种上应用的事例。
关注转基因生物和转基因食品的安全性。
教学目标（三维教学目标）【知识目标】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。
【能力目标】进行转基因生物和转基因食品安全性的资料搜集和分析。
【情感目标】1、关注转基因生物和转基因食品的安全性。
2、讨论从杂交育种到基因工程这一科技发展历程中，科学、技术和社会的相互作用。
教学重点：1、基因工程的基本原理2、基因工程的操作过程教学难点：1、基因工程的基本原理2、基因工程的操作过程教学策略或方法：从对杂交育种及诱变育种的特点总结入手，结合“问题探讨”，引入基因工程的概念，将重点放在引导学生了解基因工程的基本原理和大致过程上。
在教学过程中，结合学生熟悉的具体事例来讲述，并安排学生制作模型来模拟基因工程的操作过程，使学生切身体会基因工程“剪、拼、接、转”的主要过程。
本节课的侧重点是基因工程的原理，因此在教学深度上定位于学生了解基因工程的过程和方法，不必引入过多的专业术语和详细的操作技术。
通过本节课的学习，学生应了解基因工程所用到的“工具”和基因工程的大致过程。
教学方法为讲述法、讨论法教学用具：黑板、粉笔、多媒体课件教学板书：基因工程一、概念：二、步骤：1、提取目的基因；2、目的基因与运载体的结合；3、将目的基因导入受体细胞；4、目的基因的检测和表达。
三、工具：基因剪刀——限制性内切酶基因针线——DNA连接酶基因的运载体——质粒、噬菌体、动植物病毒等。
人教版必修二6.2基因工程及其应用学案
基因工程及其应用学案预习导航情境导入合作用的猪，哪种育种技术具有一定的可行 性？ 1•说出基因工程的概念。
2 •简述基因工程的基本原理。
3.比较与DNA 分子有关的几种酶。
4 •举例说明基因工程在农业、医药等领域的 应用。
5•关注转基因生物和转基因食品的安全性。
一、 基因工程的原理1. 基因工程的概念 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， 并加以修饰改造， 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. 基因工程最基本的工具 …-限制性核酸内切酶、 DNA 连接酶、运载体。
(1)基因的“剪刀”是指限制性核酸内切酶 (简称限制酶)。
一种该物质只能识别一种 特定的核苷酸序列，并在特定的切点上切割 DNA 分子。
例如：大肠杆菌中的一种叫 EcoR I 的限制酶，能够专一识别 GAATTC 的序列，并在 G 和A 之间将这段序列切开。
一(2) 基因的“针线”即 DNA 连接酶，可以“缝合”磷酸和脱氧核糖交替连接而构成 的DNA 骨架上的缺口。
(3) 基因工程中，目前常用的运载体有质粒、噬菌体和动植物病毒等。
(4) ______________________________________________________________________ 质粒存在于许多细菌及酵母菌等生物中，是拟核或细胞核外能够自主复制 _________________________________的很小的环状DNA 分子。
3. 基因工程的操作步骤(1)提取目的基因；(2)目的基因与运载体结合； (3)将目的基因导入受体细胞；(4)课程目标我要能像郴物一样晒晞太阳就町以制造 我所需的营拧而省去取代的麻烦该多好!7^ - 假如有朝一日能培育出像植物一样能进行光目的基因的检测与鉴定。
二、基因工程的应用1. 作物育种利用基因工程的方法，获得高产、稳产和具有优良品质的农作物, 培育各种抗逆性作物新品种。
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课型：新授主备：同备审批: 7/13/2013
第6章从杂交育种到基因工程
第2节基因工程
【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
【学习重点】1. 基因工程的基本原理
【学习难点】基因工程的基本原理
【学习过程】
一、基因工程的基本原理
（一）、基因工程的概念
基因工程又叫做或。
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，然后放到另一种生物的细胞里，定向地改造生物的。
【思考】
为什么不同生物的基因可以相互转移？转基因生物是否产生了新基因和新型蛋白质？
（二）、基因工程的工具
基因的“剪刀”——
一种限制酶只能识别特定的核苷酸序列，并在的切点上切割DNA分子。
【思考】
要获得某个特定性状的基因必须要用限制酶切几个切口？可产生几个黏性末端？
被同一种限制酶切断的几个DNA是否具有相同的黏性末端？
【练一练】试写出下列序列受EcoRI限制酶作用后的黏性末端
基因的“针线”——
“缝合”__________和_________交替连接而构成的DNA骨架上的缺口。
【思考】DNA连接酶连接的是两个脱氧核苷酸分子的什么部位？
基因的运载体目前常用的运载体有________、________和______________等。
质粒存在于中,是拟核或细胞核外能够________的______________分子。
（三）、基因工程的操作步骤
目的基因、目的基因与结合、将目的基因、目的基因的和
【思考】
目的基因和质粒为什么要用同一种限制酶切割？限制酶和DNA连接酶作用的位点相同吗？用DNA连接酶讲目的基因与运载体结合时，有其他不同的结合情况吗（两两结合时）？
二、基因工程的应用
1、基因工程与作物育种
人们培育出的转基因作物和转基因动物主要有
___________________________ ___ _____ ____
____________________________________ __ 2、基因工程与药物研制
转基因药物有：________、________、________、________、________、________、________、________、________。
三、转基因生物和转基因食品的安全性
两种观点：__________________________________和_______________________________ ［课堂小结］
【自我检测】
1．不属于基因工程方法生产的药物是（）
A.干扰素
B.白细胞介素
C.青霉素
D.乙肝疫苗
2．质粒是基因工程最常用的运载体，它的主要特点是（）
①能自主复制②不能自主复制③结构很小④蛋白质⑤环状RNA分子
⑥环状DNA ⑦能“友好”地“借居”
A.①③⑤⑦
B.②④⑥
C.①③⑥⑦
D.②③⑥⑦
3．1993年，我国科学工作者培育成的抗棉铃虫的转基因抗虫棉，其抗虫基因来源（）A.普通棉花的基因突变 B.棉铃虫变异形成的致死基因
C.寄生在棉铃虫体内的线虫
D.苏云金芽孢杆菌中的抗虫基因
4．下图表示限制酶切割某DNA的过程，从图中可知，该限制酶能识别的碱基序列及切点是( )
A.CTTAAG，切点在C和T之间
B.CTTAAG，切点在G和A之间
C.GAATTC，切点在G和A之间
D.GAA TTC，切点在C和T之间
5．切取牛的生长激素和人的生长激素基因，用显微注射技术将它们分别注入小鼠的受精卵中，从而获得了“超级鼠”，此项技术遵循的原理是( )
A.基因突变：DNA→RNA→蛋白质
B.基因工程：RNA→RNA→蛋白质
C.细胞工程：DNA→RNA→蛋白质
D.基因重组：DNA→RNA→蛋白质
6.治疗白化病、苯丙酮尿症等人类遗传病的根本途径是（）
A．口服化学药物B．注射化学药物
C.利用辐射或药物诱发致病基因突变
D.采用基因疗法替换致病基因
7．科学家将含人的α-抗胰蛋白酶基因的DNA片段，注射到羊的受精卵中，该受精卵发育的羊能分泌含α-抗胰蛋白酶的奶。
这一过程涉及（）（多选）
A．DNA按照碱基互补配对原则自我复制
B．DNA以其一条链为模板合成RNA
C．RNA以自身为模板自我复制
D．按照RNA密码子的排列顺序合成蛋白质
8．下列高科技成果中，根据基因重组原理进行的是
①我国科学家袁隆平利用杂交技术培育出超级水稻
②我国科学家将苏云金杆菌的某些基因移植到棉花体内，培育出抗虫棉
③我国科学家通过返回式卫星搭载种子培育出太空椒
④我国科学家通过体细胞克隆技术培养出克隆牛
A．①B．①②C．①②③D．②③④
9．列有关基因工程技术的叙述，正确的是（）
A．重组DNA技术所用的工具酶是限制酶、连接酶和运载体
B．所有的限制酶都只能识别同一种特定的核苷酸序列
C．选用细菌作为重组质粒的受体细胞是因为细菌繁殖快
D．只要目的基因进入了受体细胞就能成功实现表达
10．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是（）
A．人工合成目的基因 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
11．中国青年科学家陈大炬成功地把人的抗病毒干扰素基因“嫁接”到烟草的DNA分子上，使烟草获得了抗病毒的能力，试分析回答：
(1)人的基因之所以能接到植物体上，原因是_______________________________________
(2)烟草具有抗病毒能力，说明烟草体内产生了____________________________。
(3)不同生物间的基因移植成功，说明生物共有一套____________，从进化的角度来看，这些生物具有____________________________________________________________。
(4)烟草DNA分子被“嫁接”上或“切割”掉某个基因，实际上并不影响遗传信息的表达功能。
这说明__________________________________________________________。
12 据调查,随着化学农药的产量和品种逐年增加,害虫的抗药性也不断增强,危害很严重,如近年来,棉铃虫在我国大面积爆发成灾,造成经济损失每年达100亿元以上.针对这种情况,我国科学工作者经研究发现一种生活在棉铃虫消化道内的苏云金芽孢杆菌能分泌一种毒蛋白使棉铃虫致死,而此毒蛋白对人畜无害。
通过科技攻关，我国科技工作者已成功地将该毒蛋白基因导入到棉花植株内并成功实现表达。
由于棉铃虫吃了新品种“转基因抗虫棉”植株后会死亡，所以该棉花新品种在1998年推广后，取得了很好的经济效益。
请据上述材料回答下列问题：
（1）害虫抗药性的增强是__________________的结果。
（2）“转基因”抗虫棉新品种的培育应用了__________________新技术。
（3）在培养转基因抗虫棉新品种过程中，所用的基因的“剪刀”__________________，基因的针线是__________________，基因的运载工具是__________________ 。
（4）将毒蛋白转入棉花植株内的操作步骤是
①_______________ ___
②
③___________________________________________________________________
④__________________________________________________________________
(5)”转基因抗虫棉”抗害虫的遗传信息传递过程可以表示为
(6)该科技成果在环保上的重要作用是。