生死相隨的海鷗教學(xué)設(shè)計

高二生物教案：《基因工程的基本操作程序》教學(xué)設(shè)計。

作為杰出的教學(xué)工作者，能夠保證教課的順利開展，作為教師準(zhǔn)備好教案是必不可少的一步。教案可以讓學(xué)生更容易聽懂所講的內(nèi)容，幫助教師能夠井然有序的進行教學(xué)。那么，你知道教案要怎么寫呢？下面是由小編為大家整理的“高二生物教案：《基因工程的基本操作程序》教學(xué)設(shè)計”，歡迎您參考，希望對您有所助益！

1.2基因工程的基本操作程序

【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.理解基因工程的原理

2.簡述基因工程基本步驟的幾個步驟

【學(xué)習(xí)重點】基因工程的基本操作步驟

【基礎(chǔ)回扣】

1、轉(zhuǎn)錄：場所：_________________模板：_________________原料：_______________________

酶： 原則： 結(jié)果：_______________________

2、翻譯：場所：_________________模板：_________________原料：_______________________

酶： 原則： 結(jié)果：_______________________

氨基酸有_________種，決定氨基酸的密碼子共有_________種， 一種tRNA只能攜帶___種氨基酸,一種氨基酸可以由______種tRNA攜帶。mRNA ……U-U-A-G-A-U-A-C-U ……這mRNA上有密碼子________個，與其相應(yīng)的反密碼子為_______________________________________。

3、DNA 場所：_________________模板：_________________原料：_______________________

復(fù)制 酶： 原則： 結(jié)果：_______________________

4、，默寫出中心法則

【預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)】

1、目的基因獲取

(1)獲取方法主要有兩種：

①獲得原核細(xì)胞的目的基因可采取 ，獲取真核細(xì)胞的目的基因一般是 。

②人工合成目的基因的常用方法有 和 。

(2)PCR擴增目的基因含義： 。

①目的：獲取大量的目的基因 ②原理：

③過程：第一步：加熱至90～95℃ DNA解鏈為 ;第二步：冷卻到55～60℃， 與兩條單鏈DNA結(jié)合;第三步：加熱至70～75℃，熱穩(wěn)定DNA聚合酶從引物起始進行 的合成。特點： 數(shù)目以 形式擴增

2、 基因表達載體的構(gòu)建

(1)重組DNA分子的組成：除了目的基因外，還必須有 、 、 。標(biāo)記基因的的作用：鑒定 中是否含有目的基因，從而將含有目的基因的細(xì)胞 出來。

(2)構(gòu)建方法：同種限制酶分別切割 和 ，再用 把兩者連接。

3、轉(zhuǎn)化：是目的基因進入受體細(xì)胞內(nèi)，在受體細(xì)胞內(nèi)維持 和 的過程。

(2)常用轉(zhuǎn)化方法：

①將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞：采用最多的方法是 ，其次還有基因槍法和 。

②將目的基因?qū)雱游锛?xì)胞：受體細(xì)胞一般選擇 ，最常用的方法是 。

③將目的基因?qū)胛⑸锛?xì)胞：Ca2+處理法。首先將細(xì)胞用 處理，成為 。接下來將載體DNA分子與受體細(xì)胞在 中混合，完成轉(zhuǎn)化過程。

4、

①首先要檢測轉(zhuǎn)基因生物的染色體DNA上是否插入了目的基因，方法是采用 技術(shù)。

②其次還要檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄出 ，方法是采用RNA分子雜交技術(shù)。

③最后檢測目的基因是否翻譯成 ，方法是采用 雜交技術(shù)。

④上述三步檢測為分子水平的檢測，還可以進行個體生物學(xué)水平的鑒定，如抗蟲或抗病的鑒定等。

基因工程的意義：能夠打破生物種屬的界限，即 ，在分子水平上 改變生物的遺傳特性。

【疑難解析】

1、核心操作基因表達載體構(gòu)建的注意事項①載體與表達載體的區(qū)別：二者都有標(biāo)記基因和復(fù)制原點兩部分DNA片段。表達載體在載體基礎(chǔ)上增加了目的基因、啟動子、終止子三部分結(jié)構(gòu)②用到的工具酶：既用到限制酶切割載體，又用到DNA連接酶將目的基因和載體拼接，兩種酶作用的化學(xué)鍵都是磷酸二酯鍵③啟動子、終止子對于目的基因表達必不可少④目的基因不能單獨進入受體細(xì)胞，必需以表達載體的方式攜帶進去。

2、DNA復(fù)制與PCR技術(shù)的比較

PCR技術(shù)DNA復(fù)制

相同點原則堿基互不配對

原料四種脫氧核苷酸

條件模板、能量、酶

不同點解旋方式DNA在高溫下變性解旋解旋酶催化

場所體外復(fù)制細(xì)胞核內(nèi)

酶熱穩(wěn)定的DNA聚合酶細(xì)胞核內(nèi)的DNA聚合酶

結(jié)果大量的DNA片段整個DNA分子

3、①目的基因檢測，利用DNA分子雜交技術(shù)，提取受體細(xì)胞中的DNA，然后高溫解成單鏈，再與同位素標(biāo)記的DNA探針雜交看是否有雜交帶;②mRNA檢測，利用RNA分子雜交技術(shù)，目的基因DNA一條鏈(作探針)與受體細(xì)胞中提取的mRNA雜交看是否有雜交帶;③抗原-抗體雜交所用到的抗體是用表達出的蛋白質(zhì)注射動物進行免疫，產(chǎn)生相應(yīng)的抗體，并提取出而來的。

例題鞏固：1、獲得目的基因的方法有( )（工作總結(jié)之家 Dg15.cOm）

A.構(gòu)建基因文庫從基因文庫中獲取B.人工合成C.PCR技術(shù)大量獲得D.利用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法獲得

2、在基因工程中，把選出的目的基因(共100個脫氧核苷酸對，其中腺嘌呤脫氧核苷酸是46個)放入DNA擴增儀中擴增2代，那么，在擴增儀中應(yīng)放入胞嘧啶脫氧核苷酸的個數(shù)是( )

A.54個 B.162個 C.378個 D.756個

3、.哪項不是基因表達載體的組成部分( )

A.啟動子 B.終止密碼 C.標(biāo)記基因 D.目的基因

4、在基因診斷技術(shù)中，所用的探針DNA分子中必須存在一定量的放射性同位素，后者的作用是( )

A.為形成雜交的DNA分子提供能量 B.引起探針DNA產(chǎn)生不定向的基因突變

C.作為探針DNA的示蹤元素 D.增加探針DNA的分子量

5、下列關(guān)于基因工程的敘述，正確的是( )

A.基因工程經(jīng)常以抗菌素抗性基因為目的基因 B.細(xì)菌質(zhì)粒是基因工程常用的運載體

C.通常用一種限制性內(nèi)切酶處理含目的基因的DNA，用另一種處理運載體DNA

D.為育成抗除草劑的作物新品種，導(dǎo)入抗除草劑基因時只能以受精卵為受體

【基礎(chǔ)鞏固】豇豆對多種害蟲具有抗蟲能力，根本原因是豇豆體內(nèi)具有胰蛋白酶抑制劑基因(CpTI基因)?？茖W(xué)家將其轉(zhuǎn)移到水稻體內(nèi)后，卻發(fā)現(xiàn)效果不理想，主要原因是CpTI蛋白質(zhì)的積累量不足。經(jīng)過在體外對CpTI基因進行了修飾后，CPTI蛋白質(zhì)在水稻中的積累量就得到了提高。修飾和表達過程如下圖所示請根據(jù)以上材料，回答下列問題：

(1)CpTI基因是該基因工程中的 基因，“信號肽，序列及“內(nèi)質(zhì)網(wǎng)滯留信號”序列的基本組成單位是 。在①過程中，首先要用 酶切開，暴露出 ，再用 酶連接。②過程稱為 。

(2)在該基因工程中，供體細(xì)胞是 ，受體細(xì)胞是 。

(3)檢測修飾后的CpTI基因是否表達的最好方法是 。

(4)與雜交育種、誘變育種相比，通過基因工程來培育新品種的主要優(yōu)點是 和 。

(5)當(dāng)前，轉(zhuǎn)基因大豆、轉(zhuǎn)基因棉花等已經(jīng)進入了我們的生活。請你談?wù)勣D(zhuǎn)基因農(nóng)作物可能帶來的利

與弊。(各一條)利： 。

弊： 。

答案

例題鞏固：1、D 2、B 3、B 4、C 5、B

基礎(chǔ)鞏固：

(1)目的 四種脫氧核苷酸 限制性內(nèi)切酶 黏性末端 轉(zhuǎn)錄

(2)豇豆細(xì)胞 水稻細(xì)胞

(3)讓多種害蟲吞食水稻葉片

(4)目的明確，培育周期短。

(5)可以讓人類獲得具有優(yōu)良品質(zhì)的作物，如蛋白質(zhì)含量更高、抗逆性更強;打破傳統(tǒng)育種界限，如植物表達微生物的抗蟲性狀。弊：轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物也可能變異成為對人類或環(huán)境有害的物種，如抗逆性極強的“超級雜草”;造成基因污染;影響食品安全。

答案

例題鞏固：1、D 2、B 3、B 4、C 5、B

基礎(chǔ)鞏固：

(5)目的 四種脫氧核苷酸 限制性內(nèi)切酶 黏性末端 轉(zhuǎn)錄

(6)豇豆細(xì)胞 水稻細(xì)胞

(7)讓多種害蟲吞食水稻葉片

(8)目的明確，培育周期短。

(5)可以讓人類獲得具有優(yōu)良品質(zhì)的作物，如蛋白質(zhì)含量更高、抗逆性更強;打破傳統(tǒng)育種界限，如植物表達微生物的抗蟲性狀。弊：轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物也可能變異成為對人類或環(huán)境有害的物種，如抗逆性極強的“超級雜草”;造成基因污染;影響食品安全。

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古人云，工欲善其事，必先利其器。教師要準(zhǔn)備好教案，這是老師職責(zé)的一部分。教案可以讓學(xué)生們能夠在上課時充分理解所教內(nèi)容，幫助授課經(jīng)驗少的教師教學(xué)。教案的內(nèi)容具體要怎樣寫呢？小編特地為大家精心收集和整理了“高二生物教案：《基因工程的應(yīng)用》教學(xué)設(shè)計”，僅供參考，歡迎大家閱讀。

1.3基因工程的應(yīng)用

【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1、關(guān)注基因工程的進展，舉例說出基因工程應(yīng)用及取得的豐碩成果。

2、認(rèn)同基因工程促進生產(chǎn)力提高，嘗試應(yīng)用基因工程技術(shù)設(shè)計一個解決生活中疑難問題的方案。

【學(xué)習(xí)重點】基因工程在農(nóng)業(yè)和醫(yī)療等方面的應(yīng)用。

【預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)】

一、植物基因工程的成果：植物基因工程技術(shù)主要用于提高農(nóng)作物的能力、以及改良農(nóng)作物的和利用植物產(chǎn)生等方面。

(一)抗蟲轉(zhuǎn)基因植物

1、殺蟲基因：、、、。

2、成果：抗蟲植物如水稻、棉、玉米、馬鈴薯、番茄等。

3、好處：減輕　、有利人類、可以降低生產(chǎn)等。

(二)抗病轉(zhuǎn)基因植物

1、病原微生物：、、等。

2、抗病基因種類：(1)抗病毒基因： 、　等。

(2)抗真菌基因：、等。

3、成果：抗煙草花葉病毒的轉(zhuǎn)基因煙草和抗病毒的轉(zhuǎn)基因小麥、甜椒、番茄等。

(三)抗逆轉(zhuǎn)基因植物

1、抗逆基因：調(diào)節(jié)細(xì)胞的基因使作物抗堿、抗旱;魚的

使作物耐寒能力提高;使作物抗除草劑等。

2、成果：具抗寒能力的煙草、番茄，具抗除草劑的大豆、玉米等。

(四)利用轉(zhuǎn)基因改良植物品質(zhì)

1、優(yōu)良基因：必需氨基酸的蛋白質(zhì)編碼基因、控制番茄果實成熟基因和植物花青素代謝有關(guān)基因等。

2、成果：轉(zhuǎn)基因玉米、轉(zhuǎn)基因延熟番茄、轉(zhuǎn)基因矮牽?；ǖ取?/p>

二、動物基因工程的成果

(一)提高動物的生長速度

1、生長基因：外源基因 2、成果：轉(zhuǎn)基因綿羊、轉(zhuǎn)基因鯉魚等。

(二)改善畜產(chǎn)品的品質(zhì)

1、優(yōu)良基因：腸基因 2、成果：轉(zhuǎn)基因奶牛分泌的牛奶中減少。

(三)用轉(zhuǎn)基因動物生產(chǎn)藥物

1、基因來源：　基因與乳腺蛋白基因的等調(diào)控組件重組在一起。

2、成果：乳腺生物反應(yīng)器或者乳房生物反應(yīng)器。

(四)用轉(zhuǎn)基因動物作器官移植供體

1、器官供體：抑制或除去 決定基因。2、成果：利用克隆技術(shù)培育沒有免疫排斥反應(yīng)的豬器官。

三、基因工程藥物

1、藥物來源：轉(zhuǎn)基因――即用基因工程的方法，使外源基因得到表達的菌類細(xì)胞株系。

2、藥物品種： 、 、 、 等。3、作用：治療 等疾病。

四、基因治療：把正常導(dǎo)入病人體內(nèi)，使該基因表達產(chǎn)物發(fā)揮功能，從而達到治療疾病的目的。這是治療遺傳病的最有效的手段。

2、實例：治療。3、方法：基因治療和體內(nèi)基因治療。

【例題鞏固】

1、能夠使植物體表達動物蛋白的育種方法是( )

A.單倍體育種 B.雜交育種 C.基因工程育種 D.多倍體育種

2、干擾素是一種糖蛋白，是人體淋巴細(xì)胞受到病毒侵染后釋放的一種淋巴因子，幾乎能抵抗所有病毒引起的感染。如果利用基因工程合成具有生物活性的干擾素，以下可作為受體細(xì)胞的是( )

A.大腸桿菌 B.乙肝病毒 C.枯草桿菌 D.酵母菌

3、轉(zhuǎn)基因抗蟲棉可以有效地用于棉鈴蟲的防治。在大田中種植轉(zhuǎn)基因抗蟲棉的同時，間隔種植少量非轉(zhuǎn)基因的棉花或其他作物，供棉鈴蟲取食。這種做法的主要目的是( )

A. 維持棉田物種多樣性 B. 減緩棉鈴蟲抗性基因頻率增加的速度

C. 使食蟲鳥有蟲可食 D. 維持棉田生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動

4、 右圖為某種質(zhì)粒表達載體簡圖，小箭頭所指分別為限制性內(nèi)切酶EcoRI、BamHI的酶切位點，ampR為青霉素抗性基因，tctR 為四環(huán)素抗性基因，P啟動子，T為終止子，ori為復(fù)制原點。已知目的基因的兩端分別有包括EcoRI、BamHI在內(nèi)的多種酶的酶切位點。據(jù)圖回答：

(1)將含有目的基因的DNA與質(zhì)粒該表達載體分別用 EcoRI酶切，酶切產(chǎn)物用DNA連接酶進行連接后，其中由兩個DNA片段之間連接形成的產(chǎn)物有 、、三種 。若要從這些連接產(chǎn)物中分離出重組質(zhì)粒，需要對這些連接產(chǎn)物進行 。

(2)用上述3種連接產(chǎn)物與無任何抗藥性的原核宿主細(xì)胞進行轉(zhuǎn)化實驗。之后將這些宿主細(xì)胞接種到含四環(huán)素的培養(yǎng)基中，能生長的原核宿主細(xì)胞所含有的連接產(chǎn)物是 ;

(3)在上述實驗中，為了防止目的基因和基因和質(zhì)粒表達載體在酶切后產(chǎn)生的末端發(fā)生任意連接，酶切時應(yīng)選用的酶是 。

5、干擾素是臨床上使用最普遍、最為成熟的基因工程產(chǎn)品，干擾素是能夠抑制多種病毒復(fù)制的高效蛋白質(zhì)?？茖W(xué)家利用基因工程技術(shù)從人的T淋巴細(xì)胞中提取干擾素基因轉(zhuǎn)人羊的DNA中，培育出羊乳腺生物發(fā)生器，使羊乳汁中含有人體干擾素。下圖為獲得轉(zhuǎn)基因羊的基本步驟。請據(jù)圖回答：

(1)圖中獲取干擾素基因所用的“分子手術(shù)刀”是 ，將人體干擾素基因“插入”到病毒DNA上所用的“分子針線”是 ，在此過程中，病毒是 。

(2)請在右框中畫出某DNA片段被切割形成貓性末端的過程示意圖。

(3)干擾素基因控制合成干擾素要經(jīng)過 和 兩個步驟，該基因在病毒體內(nèi)

(能，不能)表達。

6、繼哺乳動物乳腺生物反應(yīng)器研發(fā)成功后，膀胱生物反應(yīng)器的研究也取得了一定進展。最近，科學(xué)家培育出一種轉(zhuǎn)基因小鼠，其膀胱上皮細(xì)胞可以合成人的生長激素并分泌到尿液中。請回答：

(1)將人的生長激素基因?qū)胄∈笫荏w細(xì)胞，常用的方法是　。

(2)進行基因轉(zhuǎn)移時，通常要將外源基因轉(zhuǎn)入中，原因是。

(3)通常采用技術(shù)檢測外源基因是否插入了小鼠的基因組。

(4)在研制膀胱生物反應(yīng)器時，應(yīng)使外源基因在小鼠的細(xì)胞中特異表達。

【學(xué)后反思】

1.3基因工程的應(yīng)用學(xué)案答案

1、C 2、D 3、B

4、

(1)目的基因-載體連接物載體-載體連接物　目的基因-目的基因連接物分離純化

(2)目的基因-載體連接物 載體-載體連接物

(3)EcoRI和BamHI(2分)(只答一個酶不給分)

5、

(1)限制性核酸內(nèi)切酶或限制性內(nèi)切酶或限制酶(1分)DNA連接酶(1分)運載體或載體(1分)

(2) (2分，寫出兩個勃性末端各給1分)

(3)轉(zhuǎn)錄(1分)翻譯(1.分)不能(1分)

6、

(1)顯微注射法

(2)受精卵 受精卵的全能性比較高

(3)DNA分子雜交

(4)小鼠膀胱上皮細(xì)胞

1.3基因工程的應(yīng)用學(xué)案答案

1、C 2、D 3、B

4、

(1)目的基因-載體連接物載體-載體連接物　目的基因-目的基因連接物分離純化

(2)目的基因-載體連接物 載體-載體連接物

(3)EcoRI和BamHI(2分)(只答一個酶不給分)

5、

(1)限制性核酸內(nèi)切酶或限制性內(nèi)切酶或限制酶(1分)DNA連接酶(1分)運載體或載體(1分)

(2) (2分，寫出兩個勃性末端各給1分)

(4)轉(zhuǎn)錄(1分)翻譯(1.分)不能(1分)

6、

(5)顯微注射法

(6)受精卵 受精卵的全能性比較高

(7)DNA分子雜交

(8)小鼠膀胱上皮細(xì)胞

高二生物教案：《基因的表達》教學(xué)設(shè)計

作為優(yōu)秀的教學(xué)工作者，在教學(xué)時能夠胸有成竹，教師要準(zhǔn)備好教案，這是教師需要精心準(zhǔn)備的。教案可以保證學(xué)生們在上課時能夠更好的聽課，幫助教師更好的完成實現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。寫好一份優(yōu)質(zhì)的教案要怎么做呢？下面是小編精心為您整理的“高二生物教案：《基因的表達》教學(xué)設(shè)計”，歡迎您參考，希望對您有所助益！

第四章 基因的表達

第一節(jié) 《基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成》教學(xué)案

一、教學(xué)目標(biāo)

(1)識記：概述遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯過程。

(2)理解：“密碼子”和“反密碼子”的概念。

(3)體驗:基因表達過程的和諧美，基因表達原理的邏輯美、簡約美。

二、教學(xué)重點難點

遺傳信息轉(zhuǎn)錄和翻譯的過程

遺傳信息的翻譯過程

三、教學(xué)過程

(一)知識導(dǎo)入：觀看2分鐘《侏羅紀(jì)公園》電影。思考

問題1：電影中的科學(xué)家是怎么使已滅絕的動物復(fù)活的?

問題2：利用已滅絕的生物的遺傳基因，真的能夠使滅絕的生物復(fù)活嗎?

問題3：基因主要存在哪里?蛋白質(zhì)合成的場所在哪里?

(二)問題4：為什么RNA適合做DNA的信使呢?、

(1)比較兩種核酸(DNA和RNA)在基本單位、化學(xué)組成、結(jié)構(gòu)等方面的區(qū)別

核酸項目RNADNA組成單位五碳糖含氮堿基結(jié)構(gòu)存在部位

(2)RNA在細(xì)胞中有三種：

mRNA(______RNA)，tRNA(_______RNA)，rRNA(_________RNA)。

(3)總結(jié)：為什么RNA適合做DNA的信使呢?

(三)問題5：DNA中的遺傳信息是怎樣傳遞給mRNA的呢?

轉(zhuǎn)錄：概念:在_______內(nèi)，以DNA的______為模板， 按照____________的原則合成_____的過程。

DNA分子的復(fù)制與轉(zhuǎn)錄的比較

轉(zhuǎn)錄復(fù)制場所模板原料酶能量堿基配對產(chǎn)物

(四)問題6：轉(zhuǎn)錄得到的RNA仍是堿基序列，而不是蛋白質(zhì)。那么，RNA上的堿基序列如何能變成蛋白質(zhì)中氨基酸的種類、數(shù)量和排列順序呢?

翻譯： 概念：在______中,以______為模板,合成具有一定______順序的蛋白質(zhì)的過程。

翻譯場所模板原料工具酶與能量堿基配對產(chǎn)物

(五) 問題7：堿基上的遺傳信息怎么被翻譯成氨基酸的?

密碼子;總結(jié)密碼子的特點，學(xué)會查密碼子表，了解推算密碼子的數(shù)量和種類的方法。

密碼子的特點：

(1)一個密碼子決定一個特定的氨基酸;

(2)有的氨基酸可能有一個以上的密碼子;

(3)起始密碼子、終止密碼子

四.本堂小結(jié)

基因的表達是在細(xì)胞中完成的。DNA分子、RNA分子、氨基酸分子、核糖體和線粒體等眾多的細(xì)胞器共同合作完成遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯。在組成蛋白質(zhì)的肽鏈合成后，肽鏈就從核糖體與mRNA的復(fù)合物上脫離，經(jīng)過一系列步驟，被運送到各自的崗位，盤曲折疊成具有特定空間結(jié)構(gòu)和功能的蛋白質(zhì)分子，開始承擔(dān)細(xì)胞生命活動的各項職責(zé)。

五.鞏固練習(xí)

1.骨骼肌細(xì)胞中合成mRNA及多肽鏈的場所分別是( )

A.細(xì)胞質(zhì)與細(xì)胞核 B.細(xì)胞核與線粒體

C.內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與核糖體 D.細(xì)胞核與核糖體

2. 一條多肽鏈中有氨基酸l 000個，則作為合成該多肽鏈模板的mRNA分子和用來轉(zhuǎn)錄成mRNA的DNA分子分別至少需要堿基( )

A.3 000個和3 000個 B.1 000個和2 000個

C.2 000個和4 000個 D.3 000個和6 000個

3.一個雙鏈DNA分子中堿基A占30%，其轉(zhuǎn)錄成的信使RNA上的U為35%，則信使RNA上的堿基A為( )

A.30% B.35% C.25% D.40%

4.已知一段信使RNA上有12個A和G，該信使RNA上共有30個堿基。那么轉(zhuǎn)錄成信使RNA的一段DNA分子中應(yīng)有C和T ( )

A.12個 B.18個 C.24個 D.30個

5.一種tRNA只能轉(zhuǎn)運( )

A.不同種氨基酸 B.一種氨基酸 C.各種氨基酸 D.一個氨基酸

6.某信使RNA的堿基中，尿嘧啶占20%，腺嘌呤占10%，則作為它的模板的DNA分子中胞嘧啶占( )

A.30% B.35% C.70% D.無法計算

7.小麥的遺傳物質(zhì)由幾種核苷酸組成( )

A.2種 B.4種 C.5種 D.8種

8.一個轉(zhuǎn)運RNA一端的三個堿基是CGA，它轉(zhuǎn)運的氨基酸是( )

A.酪氨酸(UAC) B.谷氨酸(GAG) C.精氨酸(CGA) D.丙氨酸(GCU)

9.根據(jù)基因控制蛋白質(zhì)的知識填表：

DNAⅠT C T

Ⅱ T G A

mRNA AUC

tRNA CGA

氨基酸 亮氨酸

六.學(xué)習(xí)反思

請根據(jù)本節(jié)課的學(xué)習(xí)，寫出你的收獲與困惑

基因工程的基本內(nèi)容

基因工程的基本內(nèi)容
一.本周教學(xué)內(nèi)容：
基因工程的基本內(nèi)容
二.學(xué)習(xí)內(nèi)容：
本周學(xué)習(xí)基因工程的操作過程，指導(dǎo)進行基因工程操作時需要的基本工具：限制酶、連接酶、運載體，了解他們的特點，及其在基因工程中的應(yīng)用。理解基因工程操作的基本步驟，理解如何提取目的基因，怎樣將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞，怎樣鑒定試驗的成果等等。了解基因工程對現(xiàn)代社會的貢獻及基因工程應(yīng)用的發(fā)展。

三.學(xué)習(xí)重點：
1.基因工程的概念
2.基因工程的操作工具
3.運載體的基本條件
4.基因工程的基本操作步驟
5.基因工程的應(yīng)用和發(fā)展

四.學(xué)習(xí)難點：
1.基因工程工具：限制酶、運載體
2.運載體的基本要求
3.基因工程的操作步驟
4.如何檢測基因操作
5.基因工程應(yīng)用的兩面性

五.學(xué)習(xí)過程：
（一）概念：基因工程——又叫基因拼接技術(shù)或DNA重組技術(shù)。
是指在生物體外，通過對DNA分子進行人工“剪切”和“拼接”，對生物的基因進行改造和重新組合，然后導(dǎo)入受體細(xì)胞內(nèi)進行無性繁殖，使重組基因在受體細(xì)胞內(nèi)表達，產(chǎn)生出人類所需要的基因產(chǎn)物。
概念要點：
1.在DNA分子水平上進行設(shè)計操作的
2.在生物體外實現(xiàn)的基因改造
3.對受體細(xì)胞進行無性繁殖
4.重組基因最終表達獲得性狀

（二）基因操作的工具
1.抗蟲棉的培育：將抗蟲的基因從某種生物（如蘇云金芽孢桿菌）中提取出來，“插入”到棉花的細(xì)胞中，與棉細(xì)胞中的DNA結(jié)合起來，在棉中發(fā)揮作用。
2.技術(shù)要點
首先：從蘇云金芽孢桿菌的一個DNA分子上辨別出所需要的基因，并且把它切割下來
其次：將切割下來的抗蟲基因與棉的DNA“縫合”起來
A.基因的剪刀——限制性內(nèi)切酶
全稱：DNA限制性內(nèi)切酶（以下簡稱限制酶）。
來源：主要來自于微生物中（目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了200多種限制酶）
特點：一種限制酶只能識別一種特定的核苷酸序列，并在特定的切點上切割DNA分子
例如：從大腸桿菌中發(fā)現(xiàn)的一種限制酶只能識別GAATTC序列，并在G和A間切開。
補充知識：
1.限制性內(nèi)切酶可以水解侵入細(xì)菌的外源性DNA分子，保護細(xì)菌自身
2.每種限制性內(nèi)切酶能識別DNA中4—6個核苷酸的特殊序列
3.細(xì)菌自身相同序列被修飾（甲基化）而不被水解
4.限制酶能產(chǎn)生交錯切口，形成粘性末端
B.基因的針線——DNA連接酶
黏性末端：被限制酶切開的DNA兩條單鏈的切口，帶有幾個伸出的核苷酸，它們之間正好互補配對，這樣的切口叫做黏性末端。
DNA連接酶：兩種來源不同的DNA用同一種限制酶來切割，然后讓兩者的黏性末端通過互補的堿基黏合起來，DNA連接酶在斷口處把兩條DNA末端之間的縫隙“縫合”起來——形成共價鍵
C.基因的運輸工具——運載體
作用：要將一個外源基因，送入受體細(xì)胞。
條件：
①能夠在宿主細(xì)胞中復(fù)制并穩(wěn)定地保存進行復(fù)制、表達
②具有多個限制酶切點以便與外源基因連接
③具有某些標(biāo)記基因便于進行篩選
常用運載體：質(zhì)粒、噬菌體和動植物病毒等。
質(zhì)粒：是基因工程最常用的運載體，最常用的質(zhì)粒是大腸桿菌的質(zhì)粒
存在于許多細(xì)菌以及酵母菌等生物中，是細(xì)胞染色體外能夠自主復(fù)制的很小的環(huán)狀DNA分子。
特點：①含有抗性基因：大腸桿菌質(zhì)粒中常含抗藥基因，如：抗四環(huán)素的標(biāo)記基因
②基因組很?。杭?xì)菌質(zhì)粒的大小只有普通細(xì)菌染色體DNA的百分之一
③質(zhì)粒能夠“友好”地“借居”在宿主細(xì)胞中。一般來說，質(zhì)粒的存在與否對宿主細(xì)胞生存沒有決定性的作用。
④質(zhì)粒的復(fù)制則只能在宿主細(xì)胞內(nèi)完成。
來源：大腸桿菌、枯草桿菌、土壤農(nóng)桿菌等細(xì)菌中都有質(zhì)粒。（土壤農(nóng)桿菌很容易感染植物細(xì)胞，使細(xì)胞生有瘤狀物。培育轉(zhuǎn)基因植物時，常常用土壤農(nóng)桿菌中的質(zhì)粒做運載體。）

六.基因操作的基本步驟
（一）取目的基因
目的基因:是人們所需要的特定基因
蘇云金芽孢桿菌中的抗蟲基因
植物的抗?。共《尽⒖辜?xì)菌）基因
種子的貯藏蛋白的基因
人的胰島素基因、干擾素基因等
主要途徑：①從供體細(xì)胞的DNA中直接分離基因②人工合成基因。
1.直接分離基因:最常用的方法是“鳥槍法”，又叫“散彈射擊法”。
具體操作：供體細(xì)胞中的DNA切成許多片段重組DNA
受體細(xì)胞（大量復(fù)制）基因擴增分離含有目的基因的細(xì)胞把帶有目的基因的DNA片段分離出來
優(yōu)點：操作簡便
缺點：
①工作量大，具有一定的盲目性
②真核細(xì)胞的基因含有不表達的DNA片段，不能直接用于基因的擴增和表達
主要應(yīng)用：如許多抗蟲、抗病毒的基因都可以用上述方法獲得。
2.人工合成基因：
（1）逆轉(zhuǎn)錄法
以目的基因轉(zhuǎn)錄成的信使RNA為模板，反轉(zhuǎn)錄成互補的單鏈DNA，然后在酶的作用下合成雙鏈DNA，從而獲得所需要的基因。
目的基因mRNA單鏈DNA雙鏈DNA（目的基因序列）
（2）化學(xué)合成法
根據(jù)已知的蛋白質(zhì)的氨基酸序列，推測出相應(yīng)的信使RNA序列，然后按照堿基互補配對原則，推測出它的結(jié)構(gòu)基因的核苷酸序列，再通過化學(xué)方法，以單核苷酸為原料合成目的基因
蛋白質(zhì)氨基酸序列mRNA序列DNA序列目的基因
優(yōu)點：目的性強，比較容易獲得真核基因序列
缺點：操作技術(shù)性強，不容易獲取，基因表達不容易控制
主要應(yīng)用：如人的血紅蛋白基因、胰島素基因等就可以通過人工合成基因的方法獲得。
重要發(fā)展：DNA序列自動測序儀對提取出來的基因進行核苷酸序列分析，擴增DNA技術(shù)（也叫PCR技術(shù)），使目的基因在短時間內(nèi)成百萬倍地擴增。
A.目的基因與運載體結(jié)合
B.將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞
常用受體細(xì)胞：大腸桿菌、枯草桿菌、土壤農(nóng)桿菌、酵母菌和動植物細(xì)胞等。
主要手段：借鑒細(xì)菌或病毒侵染細(xì)胞的途徑。
質(zhì)粒細(xì)菌目的基因擴增
感受態(tài)細(xì)胞：能夠接受外源DNA的細(xì)胞
將細(xì)菌用氯化鈣處理，以增大細(xì)菌細(xì)胞壁的通透性，使含有目的基因的重組質(zhì)粒易進入受體細(xì)胞。
C.目的基因的檢測和表達
1.轉(zhuǎn)基因結(jié)果：
①在全部受體細(xì)胞中，真正能夠攝入重組DNA分子的受體細(xì)胞很少
②重組DNA轉(zhuǎn)移成功的受體細(xì)胞不一定能夠表達
③必須通過一定的手段對受體細(xì)胞中是否導(dǎo)入了目的基因進行檢測。
2.檢測的方法
（1）抗性監(jiān)測：
（2）性狀檢測：
受體細(xì)胞是否表現(xiàn)出特定的性狀，才能說明目的基因完成了表達過程。
基因工程的成果與發(fā)展前景
一.基因工程與醫(yī)藥衛(wèi)生
A.生產(chǎn)基因工程藥品
傳統(tǒng)藥品生產(chǎn)：直接從生物體的組織、細(xì)胞或血液中提取的
原料有限，產(chǎn)品價格昂貴。如：豬胰島素，紫草素
工程菌生產(chǎn)：通過發(fā)酵工程生產(chǎn)
高效率、高質(zhì)量、低成本的藥品。如胰島素、干擾素和乙肝疫苗等
胰島素：是治療糖尿病的特效藥。

胰島素生產(chǎn)傳統(tǒng)方法基因工程
來源豬、牛胰腺提取大腸桿菌工程菌分泌
產(chǎn)量4—5克/100千克100克/1000升培養(yǎng)液
比較產(chǎn)量低、價格高、供不應(yīng)求產(chǎn)量高、工廠化生產(chǎn)、滿足患者需要
白細(xì)胞介素－2：是淋巴細(xì)胞產(chǎn)生的一種淋巴因子
本質(zhì)：小分子蛋白質(zhì)（分布于血清中）
功能：能促進淋巴細(xì)胞活化和增殖
應(yīng)用：主要用于治療腫瘤和感染性疾病
生產(chǎn)：白細(xì)胞介素－2在大腸桿菌中的高效表達，發(fā)酵工程生產(chǎn)
干擾素：是病毒侵入細(xì)胞后產(chǎn)生的一種糖蛋白
本質(zhì)：可溶性糖蛋白（分布于血清和組織液）
來源：被病毒感染的組織細(xì)胞產(chǎn)生（非病毒基因表達產(chǎn)物）
功能：
①它是一種抗病毒的特效藥，對細(xì)菌和真菌感染作用不大
②幾乎能抵抗所有病毒引起的感染，如水痘、肝炎、狂犬病等病毒引起的感染，
③干擾素對治療乳腺癌、骨髓癌、淋巴癌等癌癥和某些白血病也有一定療效。
干擾素生產(chǎn)傳統(tǒng)方法基因工程方法
來源從人血液中的白細(xì)胞內(nèi)提取大腸桿菌及酵母菌細(xì)胞內(nèi)獲得
產(chǎn)量1mg干擾素/300L血液20～40mg干擾素/1kg細(xì)菌培養(yǎng)物
比較基因工程方法生產(chǎn)產(chǎn)量高、效果穩(wěn)定、成本低，適于工廠化生產(chǎn)
基因工程藥物：
蛋白質(zhì)產(chǎn)品：胰島素、干擾素外、白細(xì)胞介素、溶血栓劑、凝血因子、人造血液代用品等
疫苗產(chǎn)品：預(yù)防乙肝、狂犬病、百日咳、霍亂、傷寒、虐疾等疾病的各類疫苗。
B.用于基因診斷與基因治療
基因工程技術(shù)還可以直接用于基因的診斷和治療。
1.基因診斷：用放射性同位素（如32P）、熒光分子等標(biāo)記的DNA分子做探針，利用DNA分子雜交原理，鑒定被檢測標(biāo)本上的遺傳信息，達到檢測疾病的目的。
基本原理：分子雜交
診斷病例：
①病毒性疾病：利用DNA探針可以迅速地檢出肝炎患者的肝炎病毒、腸道病毒、單純皰疹病毒等多種病毒。
②診斷遺傳性疾病：用β－珠蛋白的DNA探針檢測出鐮刀狀細(xì)胞貧血癥，苯丙氨酸羥化酶基因探針檢測出苯丙酮尿癥。
③腫瘤診斷中的應(yīng)用：用白血病患者細(xì)胞中分離出的癌基因制備的DNA探針，可以用來檢測白血病。
2.基因治療：把健康的外源基因?qū)胗谢蛉毕莸募?xì)胞中，達到治療疾病的目的
病例試驗：
半乳糖血癥：常染色體單基因隱性遺傳病
病理：乳糖代謝異常
由于細(xì)胞內(nèi)半乳糖苷轉(zhuǎn)移酶基因缺陷而缺少半乳糖苷轉(zhuǎn)移酶，因此當(dāng)乳糖分解成半乳糖后，不能繼續(xù)轉(zhuǎn)化為葡萄糖，過多的半乳糖在體內(nèi)積聚，會引起肝、腦等功能受損
治療：體外試驗水平
用帶有半乳糖苷轉(zhuǎn)移酶基因的噬菌體侵染患者的離體組織細(xì)胞，結(jié)果發(fā)現(xiàn)這些組織細(xì)胞能夠利用半乳糖了
結(jié)論：用基因替換的方法治療這種遺傳病是可能的
基因治療并非對致病基因進行修復(fù)
該種治療方法并不能穩(wěn)定遺傳
二.基因工程與農(nóng)牧業(yè)、食品工業(yè)
1.主要應(yīng)用：培育高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)或具有特殊用途的動植物新品種。
（1）通過基因工程技術(shù)獲得高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)和具有優(yōu)良品質(zhì)的農(nóng)作物。
如：用基因工程的方法可以改善糧食作物的蛋白質(zhì)含量。
實驗：將菜豆儲存蛋白的基因轉(zhuǎn)移到向日葵中，培育出了“向日葵豆”植株
前景：如果以此作為技術(shù)基礎(chǔ)，把大豆蛋白的基因轉(zhuǎn)移到水稻、小麥等糧食作物中，就可以提高這些作物的蛋白質(zhì)含量，改善它們的品質(zhì)。
（2）用基因工程的方法培育出具有各種抗逆性的作物新品種。
原理：抗性基因轉(zhuǎn)移到作物體內(nèi)，將從根本上改變作物的特性。
如抗蟲、抗病毒、抗除草劑、抗鹽堿、抗干旱、抗高溫等（自然界中細(xì)菌身上幾乎可以找到植物所需要的各種抗性）
例如：抗蟲的煙草、番茄、馬鈴薯、玉米、大豆、油菜、棉等作物，抗黃瓜花葉病毒、苜?；ㄈ~病毒的作物，以及抗除草劑的植物等
（3）基因工程在畜牧養(yǎng)殖業(yè)上的應(yīng)用：
病毒DNA
實驗前景：
①特殊動物：
將人生長素基因和牛生長素基因分別注射到小白鼠的受精卵，得到體型巨大的“超級小鼠”
②乳房反應(yīng)器
利用某些特定的外源基因在哺乳動物體內(nèi)的表達，從這些動物的乳腺細(xì)胞中獲得人類所需要的各類物質(zhì)，如激素、抗體及酶類等。
③開辟新的食物來源
可以用基因工程的方法從微生物中獲得人們所需要的糖類、脂肪和維生素等產(chǎn)品。

三.基因工程與環(huán)境保護
1.用于環(huán)境監(jiān)測——用DNA探針可以檢測飲用水中病毒的含量
方法：使用一個特定的DNA片段制成探針，與被檢測的病毒DNA雜交，從而把病毒檢測出來
特點：快速、靈敏
（用傳統(tǒng)方法進行檢測，一次需要耗費幾天或幾個星期的時間，精確度也不高。用DNA探針只需要花費一天的時間，并且能夠大幅度地提高檢測精度，據(jù)報道，1t水中有10個病毒也能檢測出來。）
2.用于被污染環(huán)境的凈化——工程菌分解環(huán)境污染物
“超級細(xì)菌”：把能分解三種烴類的基因都轉(zhuǎn)移到能分解另一種烴類的假單孢桿菌內(nèi)，創(chuàng)造出了能同時分解四種烴類的“超級細(xì)菌”
假單胞桿菌：異養(yǎng)需氧型

一.判斷題
1.重組DNA技術(shù)所用的工具酶是限制酶、連接酶和運載體。（）
2.限制酶的切口一定是GAATTC堿基序列。（）
3.一種限制酶只能識別一種特定的核苷酸序列。（）
4.目的基因是指重組DNA質(zhì)粒。（）
5.只要檢測出受體細(xì)胞中含有目的基因，那么，目的基因一定能成功地進行表達。（）
6.基因治療主要是對有缺陷的細(xì)胞進行修復(fù)。（）
7.基因工程在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用主要是培育高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、品質(zhì)優(yōu)良和具有抗性的農(nóng)作物。（）
8.用基因工程方法培育的抗蟲植物也能夠抗病毒。（）
9.基因工程在畜牧業(yè)上應(yīng)用的主要目的是培育體型巨大、品質(zhì)優(yōu)良的動物。（）
10.任何一種假單孢桿菌都能分解四種石油成分，因此，假單孢桿菌是“超級細(xì)菌”。（）

二.選擇題
1.1971年，科學(xué)家在體外做實驗，將帶有半乳糖苷轉(zhuǎn)移酶基因的噬菌體侵染半乳糖血癥患者（半乳糖苷轉(zhuǎn)移酶基因缺陷）的離體組織細(xì)胞，結(jié)果發(fā)現(xiàn)這些組織細(xì)胞能產(chǎn)生半乳糖苷轉(zhuǎn)移酶，恢復(fù)了將半乳糖轉(zhuǎn)化為葡萄糖的能力，從而能利用半乳糖能量。該材料說明（）
A.半乳糖血癥為顯性遺傳病，會導(dǎo)致體內(nèi)半乳糖積聚，進而導(dǎo)致肝傷害
B.噬菌體自身攜帶有半乳糖苷轉(zhuǎn)移酶基因，能合成半乳糖苷酶
C.實驗展示了基因治療的前景，表明能對缺陷基因進行修復(fù)達到治療疾病的目的
D.人類已經(jīng)能定位并且分離出半乳糖轉(zhuǎn)移酶基因，可以通過基因探針進行基因診斷
2.關(guān)于基因工程的敘述正確的是（）
A.限制酶只有在獲得目的基因時才用
B.重組質(zhì)粒的形成是在細(xì)胞內(nèi)完成
C.質(zhì)粒都可以作為運載體
D.蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)分析可為目的基因的合成提供材料
3.苯丙氨酸羥化酶基因探針可以用來檢測苯丙酮尿癥，其基本原理是（）
A.利用苯丙氨酸羥化酶催化反應(yīng)來檢測酮尿癥癥狀
B.利用苯丙氨酸羥化酶基因測序確定是否患苯丙酮尿癥
C.通過標(biāo)記的DNA探針分子與苯丙氨酸羥化酶基因分子雜交檢測確定
D.通過標(biāo)記的DNA探針分子與苯丙氨酸羥化酶RNA分子雜交檢測確定
4.關(guān)于運載體的描述中正確的是（）
A.運載體的物質(zhì)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，能夠在不同的細(xì)胞間轉(zhuǎn)移基因
B.運載體主要存在于細(xì)胞膜上，完成膜兩側(cè)的信息交流和物質(zhì)轉(zhuǎn)運功能
C.運載體是核酸分子，能夠與基因重組完成攜帶轉(zhuǎn)移、遺傳信息的作用
D.運載體可以是動植物病毒，主要完成蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)運功能
5.基因工程操作是在哪個水平上完成的（）
A.染色體水平B.細(xì)胞水平C.轉(zhuǎn)錄水平D.DNA分子水平
三.簡答題
1.β－珠蛋白是動物血紅蛋白的重要組成成分。當(dāng)它的功能不正常時，動物有可能患某種疾病，如鐮刀型細(xì)胞貧血癥。假如讓你用基因工程的方法，使大腸桿菌生產(chǎn)出鼠的β－珠蛋白，想一想，應(yīng)如何進行設(shè)計？
2.基因工程對人類產(chǎn)生的影響都是有益的嗎？為什么？
3.下圖是將人的生長素基因?qū)氲郊?xì)菌M內(nèi)制造“工程菌”示意圖，所用載體質(zhì)粒A，已知細(xì)菌M內(nèi)不含質(zhì)粒A，也不含質(zhì)粒A上的基因，質(zhì)粒A導(dǎo)入細(xì)菌M后，其上的基因能得到表達。則：
（1）人工合成目的基因的途徑一般有那兩條？寫出其過程。
（2）在分子遺傳學(xué)上C被稱為_____________，其特點是________________________。
如何根據(jù)通過A、B來構(gòu)建C，請寫出簡要過程。
（3）通常用CaCl2處理M，完成導(dǎo)入過程，其原因是什么？導(dǎo)入過程的效率是很低的，只有少數(shù)的M才能稱為工程菌，請問如何選擇可用于工業(yè)發(fā)酵生產(chǎn)的工程菌菌株。
（4）工程菌成功表達的標(biāo)志是什么？
4.利用基因工程生產(chǎn)蛋白質(zhì)藥物，經(jīng)歷了三個發(fā)展階段。第一階段，將人的基因轉(zhuǎn)入細(xì)菌細(xì)胞；第二階段，將人的基因轉(zhuǎn)入小鼠等動物的細(xì)胞。前兩個階段都是進行細(xì)胞培養(yǎng)，提取藥物。第三階段，將人的基因轉(zhuǎn)入活的動物體，飼養(yǎng)這些動物，從乳汁或尿液中提取藥物。
（1）將人的基因轉(zhuǎn)入異種生物的細(xì)胞或個體內(nèi)，能夠產(chǎn)生藥物蛋白的原理是基因能控制。
（2）人的基因能和異種生物的基因拼接在一起，是因為它們的分子都具有雙螺旋結(jié)構(gòu)，都是由四種構(gòu)成，基因中堿基配對的規(guī)律都是　。
（3）人的基因在異種生物細(xì)胞中表達成蛋白質(zhì)時，需要經(jīng)過　和翻譯兩個步驟。在翻譯中需要的模板是　，原料是氨基酸，直接能源是ATP，搬運工兼裝配工是，將氨基酸的肽鍵連接成蛋白質(zhì)的場所是　，“翻譯”可理解為將由　
　個“字母”組成的核酸“語言”翻譯成由個“字母”組成的蛋白質(zhì)“語言”，從整體來看在翻譯中充任著“譯員”。
（4）利用轉(zhuǎn)基因牛、羊乳汁提取藥物工藝簡單，甚至可直接飲用治病。如果將藥物蛋白基因移到動物如牛、羊的膀胱上皮細(xì)胞中，利用轉(zhuǎn)基因牛羊尿液提取藥物比乳汁提取藥物的更大優(yōu)越性在于：處于　動物都可生產(chǎn)藥物。
5.科學(xué)家通過基因工程培育抗蟲棉時，需要從蘇云金芽孢桿菌中提取出抗蟲基因，“放入”棉花的細(xì)胞中與棉花的DNA結(jié)合起來并發(fā)揮作用，請回答下列有關(guān)問題：
（1）從蘇云金芽孢桿菌中切割抗蟲基因所用的工具是，此工具主要存在于中，其特點是　。
（2）蘇云金芽孢稈菌一個DNA分子上有許多基因，獲得抗蟲基因常采用的方法是“鳥槍法”。具體做法是：用酶將蘇云金芽孢桿菌的　切成許多片段，然后將這些片段　，再通過轉(zhuǎn)入不同的受體細(xì)胞，讓它們在各個受體細(xì)胞中大量，從中找出含有目的基因的細(xì)胞，再用一定的方法把分離出來。
（3）進行基因操作一般要經(jīng)過的四個步驟是、、　
、。

[參考答案]

1.×運載體不是酶，是DNA分子
2.×不同的限制酶有不同的識別位點，切割位點也各不相同
3.√
4.×目的基因是自然界中存在的各種基因，為人類所要利用的基因
5.×目的基因轉(zhuǎn)移成功不一定能夠表達，表達是一個受調(diào)控的復(fù)雜過程
6.×基因治療是一種補償性治療，對原來的基因沒有做修復(fù)處理
7.√
8.×不同的目的基因功能不同，抗蟲基因和抗病毒基因不是同一基因
9.×轉(zhuǎn)基因動物主要是培育能產(chǎn)生特定蛋白質(zhì)的動物
10.×一般假單孢菌子只能分解一種烴
二.選擇題：
1.D2.D3.C4.C5.D
三.簡答題：
1.提取目的基因、目的基因與運載體結(jié)合、目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞、對目的基因檢測
2.基因工程的應(yīng)用不一定都是好的：
（1）安全性問題：對人體是否真正安全
（2）生態(tài)環(huán)境問題：轉(zhuǎn)基因生物會不會導(dǎo)致生態(tài)平衡被破壞
（3）大眾能否接受：混淆了傳統(tǒng)意義上的界限，如動物蛋白和植物蛋白等
（4）社會倫理道德問題：克隆生物（人）的認(rèn)可問題
3.（1）①逆轉(zhuǎn)錄法：利用提取的目的基因的mRNA逆轉(zhuǎn)錄出單鏈DNA，然后合成雙鏈DNA分子，獲得目的基因；②人工化學(xué)合成法：通過分析蛋白質(zhì)的氨基酸序列，根據(jù)遺傳密碼子，推導(dǎo)出mRNA的堿基序列，根據(jù)堿基互補配對原則，推導(dǎo)出目的基因的堿基序列，通過化學(xué)方法合成。
（2）重組DNA分子（重組質(zhì)粒）；質(zhì)粒上含有目的基因；用同一種限制性內(nèi)切酶分別切割A(yù)、B，使A、B具有同一種粘性末端，將A、B以適當(dāng)比例混合，利用DNA連接酶使形成重組質(zhì)粒C
（3）CaCl2處理使細(xì)胞壁的通透性變大，外源DNA更容易進入細(xì)菌。
利用添加青霉素的選擇培養(yǎng)基培養(yǎng)轉(zhuǎn)到細(xì)菌，如果長出菌落，表明該菌落細(xì)菌具有青霉素抗性，為轉(zhuǎn)導(dǎo)成功菌株，攜帶人生長素基因，可作為工業(yè)生產(chǎn)用的工程菌。
（4）能夠分泌人生長素
4.（1）蛋白質(zhì)的合成
（2）脫氧核苷酸；A對T、G對C
（3）轉(zhuǎn)錄；mRNA；tRNA；核糖體；多個；3個；tRNA
（4）不同發(fā)育時期的
5.（1）限制性內(nèi)切酶；微生物；只能識別一種特定的核苷酸序列，并且能在特定的切點上切割DNA分子
（2）限制性內(nèi)切；DNA分子；分別載入運載體；運載體；復(fù)制；目的基因
（3）提取目的基因；目的基因與運載體結(jié)合；將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞；目的基因的檢測與表達

高三生物教案：《第二輪基因工程和細(xì)胞工程》教學(xué)設(shè)計

作為杰出的教學(xué)工作者，能夠保證教課的順利開展，教師要準(zhǔn)備好教案，這是教師的任務(wù)之一。教案可以讓學(xué)生能夠在教學(xué)期間跟著互動起來，幫助教師掌握上課時的教學(xué)節(jié)奏。您知道教案應(yīng)該要怎么下筆嗎？下面的內(nèi)容是小編為大家整理的高三生物教案：《第二輪基因工程和細(xì)胞工程》教學(xué)設(shè)計，希望對您的工作和生活有所幫助。

本文題目：高三生物教案：第二輪基因工程和細(xì)胞工程

【考綱要求】

1. 基因工程的誕生 I 5. 植物組織培養(yǎng) II

2. 基因工程的原理及技術(shù) II 6. 動物細(xì)胞培養(yǎng)和體細(xì)胞克隆I

3. 基因工程的應(yīng)用 I 7. 細(xì)胞融合和單克隆抗體 II

4. 蛋白質(zhì)工程 I

【課前回顧區(qū)】

1. 利用關(guān)鍵詞構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)：基因工程、蛋白質(zhì)工程、細(xì)胞工程、植物組織培養(yǎng)、植物體細(xì)胞雜交技術(shù)、動物細(xì)胞培養(yǎng)、動物細(xì)胞核移植、動物細(xì)胞融合、單克隆抗體的制備

2. 基因工程、蛋白質(zhì)工程、細(xì)胞工程、胚胎工程的操作對象

3. 基因工程的工具、核心、表達載體所包含的構(gòu)件、如何對目的基因進行檢測和鑒定

4. 細(xì)胞工程都有哪些技術(shù)，分別利用什么原理

5. 細(xì)胞表現(xiàn)全能性的條件

6. 原生質(zhì)體融合和動物細(xì)胞融合的原理和方法一樣嗎?

7.雜交瘤特點和單克隆抗體的特點

【課堂探究區(qū)】

探究一：完成基因工程操作的步驟

思考：蛋白質(zhì)工程的操作和基因工程有何不同?

【典型例題1】下表中列出了幾種限制酶識別序列及其切割位點，圖1、圖2中箭頭表示相關(guān)限制酶的酶切位點。請回答下列問題：

限制酶 BamH Ⅰ Hind Ⅲ EcoR Ⅰ Sma Ⅰ

識別序列

及切割位點 ↓

GGATCC

CCTAGG

↑ ↓

AAGCTT

TTCGAA

↑ ↓

GAATTC

CTTAAG

↑ ↓

CCCGGG

GGGCCC

↑

(1)一個圖1所示的質(zhì)粒分子經(jīng)Sma Ⅰ切割前后，分別含有________個游離的磷酸基團。

(2)若對圖中質(zhì)粒進行改造，插入的Sma Ⅰ酶切位點越多，質(zhì)粒的熱穩(wěn)定性越______。

(3)用圖中的質(zhì)粒和外源DNA構(gòu)建重組質(zhì)粒，不能使用Sma Ⅰ切割，原因是__________________________________________________________。

(4)與只使用EcoR Ⅰ相比較，使用BamH Ⅰ和Hind Ⅲ兩種限制酶同時處理質(zhì)粒、外源DNA的優(yōu)點在于可以防止____________________________________________。

(5)為了獲取重組質(zhì)粒，將切割后的質(zhì)粒與目的基因片段混合，并加入_________________酶。

(6)重組質(zhì)粒中抗生素抗性基因的作用是為了______________ _____________________。

(7)為了從cDNA文庫中分離獲取蔗糖轉(zhuǎn)運蛋白基因，將重組質(zhì)粒導(dǎo)入喪失吸收蔗糖能力的大腸桿菌突變體，然后在__________________________________的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，以完成目的基因表達的初步檢測。

探究二:畫出植物組織培養(yǎng)技術(shù)的操作流程

【典型例題2】科學(xué)家將魚抗凍蛋白基因轉(zhuǎn)入番茄，使番茄的耐寒能力大大提高，可以在相對寒冷的環(huán)境中生長。質(zhì)粒上有PstⅠ、SmaⅠ、HindⅢ、AluⅠ等四種限制酶切割位點，下圖是轉(zhuǎn)基因抗凍番茄培育過程的示意圖(ampr為抗氨芐青霉素基因)，其中①～④是轉(zhuǎn)基因抗凍番茄培育過程中的相關(guān)步驟，Ⅰ、Ⅱ表示相關(guān)結(jié)構(gòu)或細(xì)胞。請據(jù)圖作答：

(1)在構(gòu)建基因表達載體時，可用一種或者多種限制酶進行切割。為了避免目的基因和載體在酶切后產(chǎn)生的末端發(fā)生任意連接，在此實例中，應(yīng)該選用限制酶________________分別對________________________進行切割，切割后產(chǎn)生的DNA片段分別為________種。

(2)培養(yǎng)基中的氨芐青霉素會抑制番茄愈傷組織細(xì)胞的生長，要利用該培養(yǎng)基篩選已導(dǎo)入含魚的抗凍蛋白基因的番茄細(xì)胞，應(yīng)使基因表達載體Ⅰ中含有________________作為標(biāo)記基因。

(3)研究人員通常采用________________法將魚抗凍蛋白基因?qū)敕鸭?xì)胞內(nèi)。通常采用________________技術(shù)，在分子水平檢測目的基因是否翻譯形成了相應(yīng)的蛋白質(zhì)。

(4)利用組織培養(yǎng)技術(shù)將導(dǎo)入含魚的抗凍蛋白基因的番茄組織細(xì)胞培育成植株。圖中③、④依次表示組織培養(yǎng)過程中番茄組織細(xì)胞的________________過程。

探究三:動物體細(xì)胞核移植、單克隆抗體的制備流程

【典型例題3】有性生殖的生物產(chǎn)生后代需要進行受精作用，植物體細(xì)胞雜交要進行原生質(zhì)體的融合，單克隆抗體的制備需要進行動物細(xì)胞融合，可見細(xì)胞的融合技術(shù)有著廣泛的應(yīng)用。下列為細(xì)胞融合的簡略過程，據(jù)圖回答相關(guān)問題：

(1)若a、b分別是基因型為Hhrr、hhRr兩個煙草品種的花粉，且這兩對基因分別位于兩對同源染色體上。由于一對隱性純合基因(rr或hh)的作用，在光照強度大于800 lx時兩種煙草都不能生長。要想從融合細(xì)胞的培養(yǎng)液中分離出基因型為HhRr的雜種細(xì)胞，較為簡便的篩選方法是________________________________________。

(2)若a、b表示兩種植物體細(xì)胞，則由d細(xì)胞形成雜種植株的原理是_________________________，這種育種方法的優(yōu)點是_______________________________________________

(3)若a、b分別為骨髓瘤細(xì)胞和B淋巴細(xì)胞，則d細(xì)胞的特點是___________________________________。

由d細(xì)胞產(chǎn)生的抗體與普通血清抗體相比較，具有_______________________________的特點。生產(chǎn)上一般不能通過直接培養(yǎng)B淋巴細(xì)胞的方法生產(chǎn)單克隆抗體的主要原因是______________________________________________________________

(4)下列各圖表示單克隆抗體制備過程的各階段圖解，請用箭頭把代表各圖解的字母按單克隆抗體制備過程的順序連接起來。順序是___________________________________________________________。

【課后檢測】

1.人的血清白蛋白作為血漿容量擴充劑用途廣泛，是當(dāng)前的研究熱點之一。圖T14-3是利用奶牛生產(chǎn)人類血清白蛋白的圖解，請回答：

圖T14-3

(1)圖中所涉及的生物技術(shù)中，屬于細(xì)胞水平的是____________、____________。

(2)獲取①基因的常用方法有________________(舉一例)，基因工程的核心是____________________。

(3)②→③一般需用________酶處理，為獲取數(shù)量較多的未受精卵細(xì)胞，需用____________處理母牛。

(4)⑤→⑦為____________技術(shù)，操作的時期是________________。

專題15 基因工程和細(xì)胞工程

【答案】

【典型例題1】

1.(1)0、2

(2)高

(3)SmaⅠ會破壞質(zhì)粒的抗性基因、外源DNA中的目的基因

(4)質(zhì)粒和含目的基因的外源DNA片段自身環(huán)化

(5)DNA連接

(6)鑒別和篩選含有目的基因的細(xì)胞

(7)蔗糖為唯一含碳營養(yǎng)物質(zhì)

【典型例題2】

2.答案：　(1)PstⅠ、SmaⅠ　含魚抗凍蛋白基因的DNA、質(zhì)粒　4、2

(2)抗氨芐青霉素基因(ampr)　(3)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化(或基因槍法等，答案合理即給分)　抗原—抗體雜交

(4)脫分化、再分化

【典型例題3】

3.(1)大于800 lx光照

(2)植物細(xì)胞的全能性

克服了遠緣雜交不親和的障礙

(3)既能無限繁殖，又能產(chǎn)生特定的抗體

特異性強、靈敏度高、化學(xué)性質(zhì)單一

B淋巴細(xì)胞高度分化，不能增殖

(4)

【課后檢測】

1.(1)核移植技術(shù)　動物細(xì)胞培養(yǎng)

(2)從基因文庫中提取(或PCR技術(shù)擴增、人工化學(xué)合成)　基因表達載體的構(gòu)建

(3)胰蛋白　促性腺激素

(4)胚胎分割移植　桑椹胚或囊胚