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课 题
第二节 基因工程及其应用

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、关注转基因生物和转基因食品的安全性

教方学法
讲述与学生练习、讨论相结合
教
材
分
析
重点
基因工程的基本原理和安全性问题

难点
基因工程的基本原理和转基因生物与转基因食品的安全性
教具
实物投影、多媒体课件
教

学

过

程
复习
比较四种育种方法

常规育种
诱变育种
多倍体育种
单倍体育种
处理
P F1 F2
在F2中选育
用射线、激光、
化学药物处理
用秋水仙素处理
萌发后的种子或幼苗
花药离体培养
原理
基因重组，
组合优良性状
人工诱发基因
突变
破坏纺锤体的形成，
使染色体数目加倍
诱导花粉直接发育，
再用秋水仙素
优
缺
点
方法简单，
可预见强，
但周期长
加速育种，改良性状，但有利个体不多，需大量处理
器官大，营养物质
含量高，但发育延迟，结实率低
缩短育种年限，
但方法复杂，
成活率较低
例子
水稻的育种
高产量青霉素菌株
无籽西瓜
抗病植株的育成

一、基因工程的概念
1． 基因工程又叫—————
2． 操作水平———————
3． 目的是————————
操作环境———————
基因工程又叫
通俗的说，基因工程就是按照人们的意愿，把

教

学

过

程

二、基因工程的原理
1、基因工程最基本的工具：
基因的“剪刀”：
“剪刀”特点：
举例说明基因“剪刀”特点：

基因的针线：
基因的运输工具： 种类有

运载体必备的条件——————————————————————————————————————————————————
3、基因操作的基本步骤
⑴ 工具是：
⑵ 工具是：
⑶ 工具是：
⑷
三、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关键步骤：

②该科技成果在环保上的重要作用是：

③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：________、________、________、
________、________、________、________、
________、________。
3、转基因生物和转基因食品的安全性
①两种观点是：__________________________________
和_____________________________________________
典型例题：
1、在植物基因工程中，用土壤农杆菌中的Ti质粒作为运载体，把目的基因重组入Ti质粒上的T—DNA片段中，再将重组的T—DNA插入植物细胞的染色体DNA中。
（1）科学家在进行上述基因操作时，要用同一种 分别切割质粒和目的基因，质粒的黏性末端与目的基因DNA片段的黏性末端就可通过 而黏合。
（2）将携带抗除草剂基因的重组Ti质粒导入二倍体油菜细胞，经培养、筛选获得一株有抗除草剂特性的转基因植株。经分析，该植株含有一个携带目的基因的T—DNA片段，因此可以把它看作是杂合子。理论上，在该转基因植株自交F1代中，仍具有抗除草剂特性的植株占总数的 ，原因是 。
（3）种植上述转基因油菜，它所携带的目的基因可以通过花粉传递给近缘物种，造成“基因污染”。如果把目的基因导入叶绿体DNA中，就可以避免“基因污染”，原因是
[解析]：本题考查基因工程与分离定律。（1）同一种限制性内切酶能在相应基因上切出相同的黏性末端，再通过碱基互补配对而黏合。（2）该性状是显性性状，母本又是杂合子，因此在自交后代中，具有抗除草剂特性的植株占总数的3/4，这是因为减数分裂形成生殖细胞时，产生两种雌雄配子且雌雄配子随机结合。（3）叶绿体遗传是细胞质遗传，其特点之一是母系遗传，目的基因不会通过花粉传递而在下一代中显现出来。
答案：（1）限制性内切酶 碱基互补配对 （2）3/4 雌雄配子各有1/2含抗除草剂基因；受精时，雌雄配子随机结合 （3）叶绿体遗传表现为母系遗传，目的基因不会通过花粉传递而在下一代显现出来。
目标检测
●基础题
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.GAATTC，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．控制细菌的抗药性、固氮、抗生素基因存在于（ ）
A.核区 B.线粒体 C.质粒 D.核糖体
8．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
9．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．① B．①② C．①②③ D．②③④
10．“试管婴儿”技术属于（ ）
A．胚胎移植 B．组织培养 C．克隆技术 D．基因工程
答案：1：C　2：C3：D4：C5：D6：D7：C：A8、B、D9：B10：A

2．如图将人的生长激素基因导入细菌B细胞内制造“工程菌”示意图，所用载体为质粒A。已知细菌B细胞内不含质粒A，也不含质粒A上的基因，质粒A导入细菌B后，其上的基因能得到表达。请回答下列问题：
（1）图中的目的基因是指：______________________________________________
（2）如何将目的基因和质粒相结合形成重组质粒？
①_____________________________________________
②_____________________________________________
③______________

3）目前把重组质粒导入细菌细胞时，效率还不太高；导入完成后所得到的细菌，实际上有的根本没有导入质粒，有的导入的是普通质粒，只有少数导入的是重组质粒。此处可以通过如下步骤来鉴别得到的细菌是否导入了质粒A或重组质粒：将得到的细菌涂布在一个有氨苄青霉素的培养基上，能够生长的就是导入了质粒A或重组质粒，反之则没有。用这种方法鉴别的原理是 。
答案：（1）人的生长激素基因
(2)①用一定的限制酶切割质粒，使其出现一个有粘性末端的切口；②用同种限制酶切割目的基因，产生相同的粘性末端；③将切下的目的基因片段插入到质粒的切口处，再加入适量的DNA连接酶，使质粒与目的基因结合成重组质粒。
(3)普通质粒A和重组质粒都含有抗氨苄青霉素基因。

作
业

教
学
后
记

5