江苏省江阴市高中生物第六章从杂交育种到基因工程6.2基因工程及其应用教案新人教版必修2

内部文件，版权追溯 内部文件，版权追溯 内部文件，版权追溯 第六章 从杂交育种到基因工程 6.2 基因工程及其应用

一、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.收集基因工程所取得的成果以及发展前景 能力目标

1.利用课本以外的资料和信息解决课内学习中发现的问题，培养自主学习能力

2.通过制作模型来模拟基因工程的操作过程，帮助学生理解体会基因工程的主要过程 情感态度与价值观目标

1.关注转基因生物和转基因食品的安全性

2.通过学习了解我国基因工程的发展前景及成果，激发学生对于生物知识的兴趣，开阔学生的思路，养成学生的爱国主义热情，树立在学习上努力刻苦的决心 二、教学重点

1.基因工程的基本原理 2.基因工程的安全性问题 三、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 四、教具：挂图、投影、多媒体课件 五、教学方法：讨论法、 演示法 六、课时安排：1课时 七、教学过程：

【导入】我们知道通过杂交育种是没有办法让禾本科植物固定空气中的氮气、让微生物生产出人的胰岛素和干扰素等药物，那么能否通过其他途径而实现该目的呢？ 一、基因工程的概念 别名 基因拼接技术或 DNA重组技术 操作环境 细胞外 操作对象 基因 操作水平 DNA分子水平 结果/优点 定向 改变生物性状 原理 基因重组

二、基因工程的基本工具

探究

1.要想获得某特定基因，必需用几个限制酶切割？产生几个粘性末端？ 2.基因的“针线”——DNA连接酶，

①作用：连接 磷酸和脱氧核糖 之间的缺口（磷酸二酯键）

1

②连接结果：形成重组DNA分子

探究2.用DNA连接酶连接两个相同的黏性末端，形成几个磷酸二酯键?

3.基因的运载体

①作用:将外源基因(目的基因)导入受体细胞 ②种类：质粒 、 噬菌体 、 动植物病毒 等 ③最常用的运载体：质粒

分布：存在于许多 细菌（原核） 、 酵母菌（真核） 等生物的细胞中 本质：细胞拟核或细胞核外的能够 自主复制 的很小的 环状DNA分子 ④具备的条件:

A.能在宿主细胞内复制并 稳定保存 ；

B.具有多个限制酶 切点，以便与外源基因连接； C.具有某些 标记 基因，便于重组DNA的筛选 探究3.酶工具作用的比较

（1）解旋酶和限制酶都作用于DNA，试分析这两种酶的作用部位相同吗？

不相同。解旋酶：作用于DNA两条脱氧核苷酸链之间的氢键

限制酶：作用于同一条链上相邻两个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键 （2）限制酶和DNA连接酶作用的位点相同吗？ 相同。均作用于磷酸二酯键

（3）尝试比较DNA连接酶和DNA聚合酶的相同点和不同点 项目 DNA连接酶 需要 模板 DNA聚合酶 在脱氧核苷酸链上添加单个脱氧核苷酸 不同点 作用对象 连接DNA片段 作用条件 不需 模板

三、基因工程的步骤

1.提取目的基因 （人们所需要的特定基因） 2.目的基因与运载体结合

探究4.分析切割运载体和目的基因用同一种限制酶的原因。

因为只有同一种限制酶才能切割出相同点黏性末端，利于目的基因与运载体的结合。 3.将目的基因导入受体细胞

导入受体细胞的实质上是：重组DNA（重组质粒） 4.目的基因的检测与鉴定

检测：根据受体细胞中是否具有标记基因，判断目的基因是否导入 表达：受体细胞表现出特定的性状

探究4.四步曲中，是否都遵循碱基互补配对原则？

四、基因工程的应用 1.作物育种

①目的：获得高产、稳产和具有优良品质的农作物

培育出具有各种抗逆性的作物新品种

②实例：转基因抗虫棉

③意义：抗虫基因作物的使用，不仅减少了 农药的用量 ，大大降低了生产成本，而且还

相同点 作用部位 连接不同脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键 2

减少了 农药对环境污染 。 小结：基因工程育种的优点：

目的性强；育种周期短；克服了远缘杂交不亲和的障碍；可定向改变生物性状 2.畜牧养殖业：培育转基因动物

培育转基因动物的受体细胞：受精卵 转基因植物的受体细胞：几乎所有细胞

3.药物研制：利用转基因生物生产出各种高质量、低成本的药品

4.环境保护：如利用转基因细菌降解有毒有害的化合物，吸收_环境中的重金属 ， 分解_泄漏的石油_，处理_工业废水_等

如：每一种假单孢杆菌只能分解石油中的某一种成分。 “超级细菌”能同时分解石油中的四种成分。 五、转基因生物和转基因食品的安全性 1.两种观点

①转基因生物和转基因食品不安全，要 严格控制 ；

②转基因生物和转基因食品是安全的，应该 大范围推广 。 2.我国的态度：十分重视转基因生物及其产品的安全性问题。

六、各种育种方式的比较 杂交育种 诱变育种 多倍体育种 单倍体育种 基因工程育种 方法 杂交→自交→选种→自交 在F2中选育 基因重组 用射线、激光、 化学药物处理 基因突变 用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗 染色体变异 花药离体培养；将一种生物特定秋水仙素诱导基因转移到另一染色体加倍 种生物细胞中 染色体变异 基因重组 使位于不同提高变异频茎秆粗壮，器官明显缩短育种定向改造生物的个体的优良率，加速育种大，营养物质含年限，但方法复遗传性状，克服远性状集中于进程，但有利量高，但发育延杂， 缘杂交不亲和的一个个体上，个体不多，需迟，结实率低 成活率较低 障碍 但周期长 大量处理 例矮抗小麦的青霉素高产无籽西瓜的培快速培育矮抗抗虫棉的培育 子 培育 菌株的培育 育 小麦 探究5.根据不同育种需求选择不同的育种方法 （1）最简捷、最常规的育种方法是 ；

（2）将不同亲本的优良性状集中到一个个体上的方法是 ； （3）快速育种的方法是 ；

（4）大幅度改良某一性状，使之出现前所未有的性状的育种方法是 ； （5）提高品种产量，提高营养物质含量的方法是 。

课堂小结：

一、基因工程的概念

二、基因工程的基本工具：限制酶、DNA连接酶、运载体 三、基因工程的步骤：

提取目的基因、目的基因与运载体结合、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定

四、基因工程的应用

3

原理 优 缺 点 五、转基因生物和转基因食品的安全性 六、四种育种方式的比较

基础训练：

1.从大肠杆菌中提取的一种限制性核酸内切酶能识别DNA分子中的GAATTC序列，切点在G与A之间，这是应用了酶的

A.高效性 B.专一性 C.多样性 D.活性受外界条件影响 2.下列哪组均为基因工程技术中常用的基因运载工具

A.大肠杆菌、噬菌体 B.蓝藻、质粒 C.动物病毒、噬菌体 D.线粒体、质粒

3.下列属于基因运载体所必须具备的条件是 ①具有某些标记基因 ②具有环状的DNA分子 ③能够在宿主细胞内复制 ④具有多种限制性内切酶

A.①② B.③④ C.①③ D.②④ 4.用基因工程技术可使大肠杆菌合成人的蛋白质，下列叙述不正确的是 A.常用相同的限制性内切酶处理目的基因和质粒

B.DNA连接酶和RNA聚合酶是构建重组质粒必需的工具酶

C.可用含抗生素的培养基检测大肠杆菌中是否导入了重组质粒 D.导入大肠杆菌的目的基因不一定能成功表达

5.某种转基因玉米能高效合成一种多肽类的消化酶抑制剂，让害虫无法消化食物而死。下列就该玉米对人类的安全性评价中，不符合生物学原理的是

A.安全，不同物种的酶在结构上有差异，该抑制剂对人体消化酶无影响 B.安全，人类通常食用煮熟的玉米，该抑制剂被高温破坏后不会影响人体

C.不安全，该抑制剂基因能直接在人体细胞内表达，使人无法消化食物而患病 D.不安全，该转基因玉米可能存在一些未被人知的潜在威胁需要进一步评估 6.改良缺乏某种抗病性的水稻品种，不宜采用的方法是

A.诱变育种 B.单倍体育种 C.基因工程育种 D.杂交育种

7.水稻的糯性、无籽西瓜、黄圆豌豆×绿皱豌豆→绿圆豌豆，这些变异的来源依次是 A.环境改变、染色体变异、基因突变 B.染色体变异、基因突变、基因重组 C.基因突变、环境改变、基因重组 D.基因突变、染色体变异、基因重组 8.用杂合子种子尽快获得纯合子植株的方法是

A.种植→F2→选不分离者→纯合子 B.种植→秋水仙素处理→纯合子 C.种植→花药离体培养→单倍体幼苗→秋水仙素处理→纯合子 D.种植→秋水仙素处理→花药离体培养→纯合子

11.1976年，美国的H.Boyer首次将人的生长抑制素释放因子的基因转移到大肠杆菌，并获得了表达,此文中的“表达”是指该基因在大肠杆菌细胞内 A.能进行DNA复制 B.能传递给细菌后代 C.能合成生长抑制素释放因子 D.能合成人的生长素

12.苏云金芽孢杆菌的抗虫基因之所以能在棉花的叶肉细胞中准确地表达出来主要是因为

4

A.目的基因能在植物体细胞核中进行复制 B.不同生物具有相同的一套遗传信息 C.目的基因与棉花DNA的基本结构相同 D.不同生物共用一套遗传密码

13.下图甲、乙表示水稻两个品种，A、a和B、b表示分别位于两对同源染色体上两对等位基因，①～⑦表示培育水稻新品种的过程，则下列说法错误的是 A.①→②过程简便，但培育周期长 B.①和⑦的变异都发生于有丝分裂间期 C.③过程常用的方法是花药离体培养 D.③→⑥过程与⑦过程的育种原理相同

14.下列关于植物育种和生长的叙述不正确的是 ①诱变育种能较快地选育出新的优良品种②三倍体无籽西瓜的种子种下去就可继续发育成无籽西瓜 ③穗小粒少的小麦种子种到西藏后长成穗大粒多的小麦 ④植物在扦插时使用一定浓度的生长素可以促进生根 ⑤由于没有土壤，在完全营养液中生长的幼苗不能正常生长⑥利用杂种优势可以提高农作物的产量 A.①②④ B.①⑤⑥ C.③④⑥ D.②③⑤

15.下图为几种不同育种方法示意图。据图回答：

⑴图中Ａ→Ｄ所示的途径表示____ _育种方式，Ａ→Ｂ→Ｃ的途径表示____ 育种方式。这两种育种方式相比较，后者的优越性主要表现在 。 ⑵B常用的方法为 。

⑶Ｅ过程对种子或幼苗处理的最佳时间 ，所运用的原理是 ，列举E过程的化学物质 。

⑷C、Ｆ过程中最常采用的药剂是 。

课后反思：

5