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视频标签：基因工程及其应用
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视频课题：人教版高中生物必修二《遗传与进化》第六章第2节《基因工程及其应用》广东省优课
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人教版高中生物必修二《遗传与进化》第六章第2节《基因工程及其应用》广东省优课
第六章第2节 基因工程的原理
【学习目标】 简述基因工程的原理和基本步骤 【学习重点】基因工程的三个工具和具体操作步骤
【预习案】
1．概念：又叫__________技术或___________技术，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，________地改造生物的遗传性状。
2．基本工具：(1)基因的剪刀：________________（简称__________）。(2)基因的针线：________________。(3)基因的运载体：常用的有________、噬菌体和________________等。
3．操作步骤：(1)___________。(2)目的基因与________结合。(3)将目的基因导入__________。(4)目的基因的________________。
4．应用：基因工程主要在________、药物研制和_________等方面取得了重大成就。如：______________________________________________________________________________________ 【探究案】
情景导入：胰岛素做为治疗糖尿病的最主要的药物,其需求量越来越大。科学家利用微生物快速繁殖的特点，将人的胰岛素基因转移到大肠杆菌体内，让大肠杆菌来产生人的胰岛素。假如你作为一名研究者，来培育能产生人胰岛素的大肠杆菌，那么你会遇到哪些困难或需要解决哪些问题呢？你认为关键的步骤是什么？
一． 基因工程的工具
1. 基因的“剪刀”——限制性核酸内切酶
（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）切割结果：产生2个带有_______________的DNA片断。 【合作探究一】
① 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,试写出下列序列受EcoRI
限制酶作用后产生的2个DNA片段
② HindⅢ限制酶能专一识别AAGCTT序列,并在A和A之间将这段序列切开,试写出下列序列受EcoRI
限制酶作用后产生的2个DNA片段
③ 被EcoRI限制酶和HindⅢ限制酶切断的2个DNA是否具有相同的黏性末端？限制酶有什么特点？
④ 要获得目的基因必须要用限制酶切几个切口？可产生几个黏性末端？
编制人：许蝶燕 审核人：朱利超 审批人： 组内评价： 教师评价：
2. 基因的运载体
1）作用：将外源基因送入__________的工具。 2）种类：质粒、________和_________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____。 【探究二】
运载体运输目的基因之前需要先切割运载体（质粒），才能将目的基因拼接上去，那么应该使用什么工具来切割运载体？请分析这样操作的目的是什么？
3. 基因的“针线”—— DNA连接酶
（1）作用：具有相同（互补）黏性末端的两个DNA片段黏合后，它缝合DNA分子骨架上__________和__________之间的缺口。 （2）结果：形成___________。 【探究三】
①DNA连接酶可以将具有相同黏性末端的两个DNA片段缝合。那么它缝合的是两个DNA片段的什么部位？
②用DNA连接酶将目的基因与运载体两两连接时，可能有哪些产物？
二． 基因工程的操作步骤
【合作探究四】
1.如何让大肠杆菌生产人胰岛素？请动手操作，并准确阐述操作步骤。
2. 嫁接了人胰岛素基因的工程菌，能大量合成人胰岛素。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，细菌能够合成人体的某些蛋白质呢？
生物必修2 编号4 2016年11月第14周 班级_______组别_____姓名________
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三．课堂小结
4个步骤、3个工具、2种酶、1个原理
四．课堂检测
1.判断题
（1）所有的限制酶都识别GAATTC序列
（2）一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列 （3）限制酶能识别和切割RNA
（4）DNA连接酶可将黏性末端之间的碱基连接起来
（5）基因工程所用的工具酶有限制酶、DNA连接酶和运载体 （6）基因工程中载体只有质粒
2.图为DNA分子的某一片段，其中①②③分别表示某种酶的作用部位，则相应的酶依次是
A. DNA连接酶、限制酶、解旋酶 B．限制酶、解旋酶、DNA连接酶 C．解旋酶、限制酶、DNA连接酶 D．限制酶、DNA连接酶、解旋酶 3.基因工程基本操作流程如下图，请据图分析回答。
（1）图中A是________；在基因工程中，①需要在_______酶的作用下才能完成剪接过程。基因的针线是 ；质粒作为运载体，其基本组成单位是 。
（2）在下图基因工程的操作过程中，遵循碱基互补配对原则的步骤有______________。（用图中序号表示）
（3）从分子水平分析不同种生物之间的基因移植成功的主要原因是____________，这也说明了不同生物共用一套___________。 学习反思：
编制人：许蝶燕 审核人：朱利超 审批人： 组内评价： 教师评价：
【练习案】
1.有关基因工程的叙述，正确的是：（）
A.基因工程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 2.图中a、b、c、d代表的结构和物质的描述。正确的是
A. a为质粒RNA B．b为限制酶 C．c为RNA聚合酶 D．d为标记基因 3.下列有关DNA连接酶的叙述，正确的是（ ）
A.催化相同黏性末端的DNA片段之间的连接 B.催化不同黏性末端的DNA片段之间的连接 C.催化两个黏性末端互补碱基间氢键的形成 D.在基因工程操作中，可用DNA聚合酶代替DNA连接酶 4.要使目的基因和相应的运载体重组，所需的两种酶是（） ①限制酶②连接酶③解旋酶④还原酶
A．①② B．③④ C．①④ D．②③
5.如图为DNA 分子在不同酶的作用下所发生的变化,图中依次表示限制性核酸内切酶、DNA 聚合酶、DNA 连接酶、解旋酶作用的是( )
A.①②③④ B.①②④③ C.①④②③ D.①④③②
6.酵母菌的维生物、蛋白质含量高，可用来生产食品和药物品和药品等。科学家将大麦细胞的LTP1基因植入啤酒酵母菌中，获得的啤酒酵母菌种可产生LTP1蛋白，并酿出泡沫丰富的啤酒。基本的操作过程如下：
(1)图中①—③过程中分别是：①是_____________________;②是______________________________；③是_____________________________________________。
(2)本操作中为了将LTP1基因导入酵母菌细胞内，所用的载体是_________。
(3)要使载体与LTP1基因连接，首先应使用_________进行切割。切割完成后，采用_________酶将载体与LTP1基因连接。
(4)有C进入的酵母菌分别在含有青霉素、四环素的两种选择培养基上的生长情况是______________ _____________________________________________________________________________________。 (5)除了看啤酒泡沫丰富度外，还可以怎样检测LTP1基因在啤酒酵母菌中的表达?_________________ ________________________________________________________________________________。 (6)该技术定向改变了酵母菌的性状，这在可遗传变异的来源中属于_________。
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