高中生物 62《基因工程及其应用》教案2 新人教版必修2.docx
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高中生物62《基因工程及其应用》教案2新人教版必修2
2019-2020年高中生物6.2《基因工程及其应用》教案
（2）新人教版必修2
教学目标
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.关注转进因生物和转基因食品的安全性。
教学重点
（1）基因工程的基本原理。
（2）基因工程的安全问题。
教学难点
（1）基因工程的基本原理
（2）转基因生物与转基因食品的安全性
课时安排：
1课时
学习过程
一、基因工程的定义
1、基因工程又叫__________。
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。
这是在DNA上进行的__________水平的设计施工。
基因工程需要的基本工具有“__________”、“__________”、“__________。
2、基因工程的优点是：
可以按照人们的意愿直接__________改变生物的性状，培育出新品种。
基因工程的概念
基因工程的别名
基因拼接技术或DNA重组技术
操作环境
操作对象
操作水平
基本过程
剪切→拼接→导入→表达
结果
思考：
基因工程所依据的生物学原理是什么？
学习检测1、下有关基因工程的叙述，正确的是（D）
A、基因工程是细胞水平上的生物工程B、基因工程的产物对人类都是有益的
C、基因工程产生的变异属于人工诱变D、基因工程育种的优点之一是目的性强
二、基因工程的基本工具
1、基因的“剪刀”：
__________（简称__________）
（1）存在：
主要在微生物体内。
（2）特性：
一种限制酶只能识别（），并在（）切割DNA分子。
（3）实例：
EcoRI限制酶能专一识别GAATTC序列，并在G和A之间将这段序列切开。
（4）切割结果：
产生2个带有黏性末端的DNA片断。
（5）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。
思考：
限制性酸内切酶的作用是利用了酶的什么特性？
学习检测2、下列关于限制酶的说法不正确的是（A）
A．限制酶广泛存在于各种生物中，微生物中很少分布
B．一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列
C．不同的限制酶切割DNA的切点不同
D．限制酶的作用是用来提取目的基因
2、基因的“针线”：
__________，作用：
连接__________和__________之间的缺口。
DNA连接酶的作用是在DNA分子连接过程中，缝合脱氧核糖和磷酸之间的缺口。
如果把DNA分子看成“梯子形”，DNA连接酶的作用是把梯子的扶手连接起来。
分析拓展
DNA聚合酶是把单个的脱氧核苷酸连接成DNA片断；DNA连接酶把DNA片连接成DNA分子，两者都是连接脱氧核糖和磷酸之间的磷酸二酯键。
3、基因的运载体
（1）作用：
将外源基因送入__________。
（2）种类：
质粒、__________等。
质粒：
存在于许多__________以及酵母菌等生物中，是细胞染色体外能够__________的__________。
（3）条件①能在宿主细胞稳定保存并大量复制
②有多个限制酶切点，以便于外源基因相连。
③有标记基因，便于筛选。
思考：
基因的运载体与物质跨膜运输所需的载体本质相同吗？
学习检测3、下列关于基因工程的叙述不正确的是（D）
A、基因工程的生物学原理是基因重组
B、通过基因工程技术能够定向改造生物的遗传性状
C、基因的针线是DNA连接酶
D、基因工程中常用的运载体质粒在动植物细胞中广泛存在
学习检测4、质粒是基因工程最常用的运载体，它的主要特点是（C）
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RNA⑥环状DNA⑦能“友好”地“借居”
A、①③⑤⑦B、②④⑥C、①③⑥⑦D、②③⑥⑦
三、基因工程的步骤
（1）__________；
（2）目的基因与___________________结合；（3）将目的基因导入受体细胞；（4）__________。
具体步骤：
分析拓展
不同DNA分子能够拼接在一起的原因：
（1）都具有相同的物质组成，都具有规则的双螺旋结构。
（2）都遵循碱基互补配对的原则
学习检测5、基因工程的操作步骤：
①使目的的基因与运载体相结合②将目的的基因导入受体细胞③检测目的基因的表达是否符合特定性状要求④提取目的基因。
正确的操作顺序是（C）
A、③②④①B、②④①③C、④①②③D、③④①②
学习检测6、下列能说明目的基因完成了表达的是（D）
A、棉株中含有杀虫蛋白基因B、大肠杆菌中具有胰岛素基因
C、土豆含有抗病毒的基因D、从酵母菌中提取到了干扰素
四、基因工程的应用
1、抗虫基因作物的使用，不仅减少了__________，大大降低了生产成本，而且还减少了__________。
2、基因工程生产药品的优点是__________、__________、__________。
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____________________。
限时训练
1、下列有关基因工程的叙述，正确的是（D）
A、DNA连接酶可将两个黏性末端的碱基连接起来
B、目的基因导入受体细胞后，受体细胞即发生基因突变
C、目的基因与运载体结合的过程发生在细胞外
D、常使用的运载体有大肠杆菌、噬菌体和动植物病毒等
2、下列关于质粒的叙述，正确的是（B）
A、质粒是广泛存在于细胞中的一种颗粒状细胞器
B、质粒是细菌细胞中能自主复制的小型环状DAN分子
C、质粒只有在侵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
3、基因工程是在DNA分子水平上进行设计施工的，在基因操作步骤中，不进行碱基互补配对的是（C）
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中D、目的的基因的检测和表达
4、下列关于DNA连接酶的叙述正确的是（D）
①催化相同黏性末端的DNA片断之间的连接②催化不同黏性末端的DNA片断这间的连接③催化两个黏性末端互补碱基间氢键的形成④催化DNA分子两条链的脱氧核糖与磷酸间键的形成
A、①③B、②④C、②③D、①④
5、依图示有关工具酶功能的叙述，不正确的是（A）
A、连接b处的酶为RNA聚合酶
B、连接a处的酶为DNA连接酶
C、切断b处的酶为解旋酶
D、切断a处的酶为限制性核酸内切酶
6.下列黏性末端属于同一种限制性内切酶切割的是（C）
A．①②B．①③C．②④D．③④
7、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（C）
①将毒素蛋白注射到棉受精卵中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序列与质粒重组，导入细菌。
用该细菌感染棉的体细胞，再进行组织培养④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
A、①②B、②③C、③④D、①④
8．
（1）限制性内切酶Ⅰ的识别序列和切点是—G↓GATCC—，限制性内切酶Ⅱ的识别序列和切点是—↓GATC—。
在质粒上有酶Ⅰ的一个切点，在目的基因的两侧各有1个酶Ⅱ的切点。
①请画出质粒被限制酶Ⅰ切割后形成的黏性未端。
___________________________
②请画出目的基因两侧被限制酶Ⅱ切割后形成的黏性未端。
_____________________
2019-2020年高中生物6.2《基因工程及其应用》教案（4）新人教版必修2
课标要求：
基因工程的原理及应用。
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。
学习重点：
基因工程的应用。
学习难点：
转基因工程的利弊。
我的课堂：
自学等级
一、情景导入：
二、课堂预学：
1.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能够________的很小的___________________分子。
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________。
三、合作探究、展示：
1.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？
2.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？
3.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）？
4.基因工程有哪些优点？
5．基因工程有哪些方面的应用？
四、我的疑问：
五、归纳总结：
基因工程的别名
操作对象
基因
操作水平
操作工具
基本过程
结果
人类需要的基因产物
六、自我测评：
1、DNA连接酶的作用是（）
A、子链与母链间形成氢键 B、黏性末端之间形成氢键
C、两DNA末端间的缝隙连接 D、以上三项都对
2、下表关于基因工程中有关基因操作的名词及对应的内容，正确的组合是
供体
剪刀
针线
运载体
受体
A
质粒
限制性内切酶
DNA连接酶
提供目的基因的生物
大肠杆菌等
B
提供目的基因的生物
DNA连接酶
限制性内切酶
质粒
大肠杆菌等
C
提供目的基因的生物
限制性内切酶
DNA连接酶
质粒
大肠杆菌等
D
大肠杆菌等
DNA连接酶
限制性内切酶
提供目的基因的生物
质粒
3、下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
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、关于转基因技术的应用，不正确的是（）
A．可以将抗病虫害、抗除草剂等基因转入农作物使其具有相应的抗性
B.可以使用DNA重组的微生物，生产稀缺的基因药物
C.可以通过转基因技术使奶牛变成生物反应器，使它们的奶中富含某种营养物质、珍贵药材或人类所需要的蛋白质
D.将不同生物的DNA进行转移和重组，可以创造出新物种
6、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3/4
D．该DNA的特异性表现在碱基种类和（A+T）/（G+C）的比例上
反思与积累：
过关检测（六）
一、选择题
1、下列关于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.所有限制酶都只能识别同一种按规定的核苷酸序列
C.选用细菌作为重组质粒的受体细胞是因为细胞繁殖快
D.只要目的基因进入了受体细胞就能成功实现表达
2、以下说法正确的是（）
A.所有的限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列
B．质粒是基因工程中惟一的运载体
C．运载体必须具备的条件之一是：
具有多个限制酶切点，以便与外源基因连接
D．基因治疗主要是对有缺陷的细胞进行修复
3、实施基因工程第一步的一种方法是把所需的基因从供体细胞内分离出来，这要利用限性内切酶。
一种限制性内切酶能识别DNA子中的GAATTC顺序，切点在G和A之间，这是应用了酶的（ ）
A．高效性 B.专一性C．多样性 D.催化活性受外界条件影响
4、上海医学遗传研究所成功培育出第一头携带白蛋白的转基因牛，他们还研究出一种可大大提高基因表达水平的新方法，使转基因动物乳汁中的药物蛋白含量提高30多倍，转基因动物是指（ ）
A.提供基因的动物 B.基因组中增加外源基因的动物
C.能产生白蛋白的动物D.能表达基因信息的动物
5．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
6.两个亲本杂交，根据自由组合定律，子代基因型为2yyRr；2YyRr；1yyRR；1Yyrr；1YyRR；1yyrr则这两个两个亲本基因型为（）
A.yyRR×yyRrB.yyRr×YyRrC.YyRr×YyRrD.Yyrr×YyRr
7.控制蛇皮颜色的基因遵循遗传规律进行传递，现进行下列杂交实验：
甲：
P黑斑蛇×黄斑蛇乙：
F1黑斑蛇×F1黑斑蛇
↓↓
F1黑斑蛇黄斑蛇F2黑斑蛇黄斑蛇
A、所有黑斑蛇的亲本至少有一方是黑斑蛇
B、黄斑是隐性性状
C、甲实验中，F1黑斑蛇基因型与亲本黑斑蛇基因型相同
D、乙实验中，F2黑斑蛇基因型与亲本黑斑蛇基因型相同
8.下列科技成果中，根据基因重组的原理进行的是（）
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育出克隆牛
A、①B、①②C、①②③D、②③④
9．对下列有关实例形成原理的解释，正确的是（）
A．培育无籽西瓜是利用单倍体育种的原理
B．杂交育种是利用了染色体数目的变异的原理
C．培养青霉素高产菌株过程中利用了基因突变的原理
D．“多莉羊”的诞生是利用了诱变育种的原理
10．基因工程的“四步曲”中未发生碱基互补配对的是（）
A．用鸟枪法分离出抗病毒基因
B．将人的胰岛素基因与大肠杆菌质粒结合，形成重组质粒
C．将重组质粒导入受体细胞D．抗病毒基因的表达
11．下列属于利用基因工程技术培育的新品种的是（）
Ａ、耐寒的小黑麦 Ｂ、抗棉铃虫的转基因抗虫棉
Ｃ、太空椒 Ｄ、试管牛
12．基因工程的正确操作步骤是（）
①目的基因与运载体相结合②将目的基因导入受体细胞
③检测目的基因的表达④提取目的基因
A、③④②①B、②④①③C、④①②③D、③④①②
13．下列说法正确的是（）
A、基因突变对于生物个体是利多于弊B、基因重组能产生新的基因
C、基因突变都可以遗传给后代
D、基因重组是进行有性生殖的生物才具有的一种可遗传变异方式
14．下列关于育种优点的叙述，不正确的是（ ）
A、多倍体较二倍体茎杆粗大，果实种子大B、杂交育种能产生新基因
C、人工诱变育种能提高变异频率D、利用单倍体育种能明显缩短育种年限
15下列不属于利用基因工程技术制取的药物是（）
A、从大肠杆菌体内制取白细胞介素B、在酵母菌体内获得的干扰素
C、在青霉菌体内提取青霉素D、在肠杆菌体内获得胰岛素
16.在基因工程中，把选出的目的基因（共1000个碱基对，其中腺嘌呤460个）利用DNA扩增仪复制4代，那么扩增仪中至少加入胞嘧啶脱氧核苷酸的个数是（）
A、640B、8100C、600D、8640
二.填空题.
17.下图表示以某种农作物
（1）和
（2）两个品种为基础，培育出（4）、（5）、（6）、（7）四个品种的过程。
根据下图，回答下列问题：
（1）用<1>和<2>培育出<5>所采用的方法I和II分别称为_______和_______，其培育出<5>所依据的原理是_______。
（2）由<3>培育出<4>的常用方法III是_______；由<4>培育成<5>的方法V称_______，其优点是_______。
（3）由<3>培育出<6>的常用方法IV是_______，其形成的<6>称_______。
（4）由<2>培育出<7>的方法VI是_______。
18.下图展示了现代小麦的起源过程。
据图回答下列问题：
（1）假如该过程表示一种育种方法，这种方法称为。
（2）杂交种F1（是或不是）一个新种，原因是。
（3）杂交种F2不育的原因是。
（4）最后形成的小麦（是或不是）一种新物种，它与一粒小麦杂交形成的后代的生殖能力怎样?
这说明它们之间已经形成了。
19.现在有两个小麦品种，一个纯种小麦的性状是高杆（D），抗锈病（T），另一个纯种小麦的性状是矮杆（d），易染锈病（t）。
两对基因独立遗传，育种专家提出了两种方法育种，如下图，问：
（1）要缩短育种时间，应选择的方法是_____（A或B），理由是____________。
方法A依据的变异的原理是__________________，方法B依据的变异的原因是_________；
（2）下图中①和④的基因组合分别是____________和____________。
（3）
（二）过程中，D和d的分离发生在____________；（三）过程采用的方法称
为：
_______________；（四）过程最常用的化学试剂是____________________。
（4）（五）过程产生的矮杆抗锈病植株中的纯合体占____________，如果让F1按方法B连续自交二代，则⑥中符合生产要求的能稳定遗传的个体占____________；
（5）如果将方法A中获得的③⑤植株杂交，再让其后代自交，则得到的个体的基因型比例是________________。
20、下图表示利用某二倍体农作物①、②两个品种培育④、⑤、⑥三个新品种的过程，Ⅰ——Ⅴ表示育种过程，两对基因独立遗传，分析回答：
（1）由图中Ⅰ→Ⅱ获得④称为育种，其育种原理是，其中过程Ⅰ是，过程Ⅱ是
（2）由图中Ⅰ→Ⅲ→Ⅳ获得④过程称为育种，其育种原理是，其中Ⅲ表示技术。
该育种方法优点是。
（3）由图中Ⅰ→Ⅱ获得④时，Aabb所占比例为，由图中Ⅰ→Ⅲ→Ⅳ获得④时，Aabb所占比例为。
（4）图中Ⅳ、Ⅴ过程常用的方法是。
（5）品种⑥为倍体，它接受④花粉后结（有、无）籽果实。
（6）④和⑥是否可看成同一物种？
。
阐述理由。
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