2019-2020年高中生物《6.2 基因工程及其應用》學案（2）新人教版必修2.doc

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2019-2020年高中生物《6.2 基因工程及其應用》學案（2）新人教版必修2 教學目標　1.舉例說出基因工程的應用。2.關注轉基因生物和轉基因食品的安全性。 3.嘗試運用基因工程原理，提出解決某一實際問題的方案。 一、基因工程的應用 1．基因工程與作物育種 (1)目的：把各種________基因通過基因工程導入生物體內，從而改變生物的________性狀，培育出新品種。 ①培育高產(chǎn)、穩(wěn)定和具有優(yōu)良品質的農(nóng)作物，如各種抗蟲植物的培育。②培育各種抗逆性的作物新品種。 (2)優(yōu)點：降低________________，減少________對環(huán)境造成的污染，提高農(nóng)作物對不良環(huán)境的________能力。 2．基因工程與藥物研制 把控制產(chǎn)生藥物的________通過基因工程轉移到另一種生物(一般是微生物)體內，從而獲得各種高質量、低成本的藥物，如胰島素、干擾素，以及預防乙肝的疫苗等。 二、轉基因生物和轉基因食品的安全性 基因工程具有重要的實踐意義。但是基因工程也會給人類帶來嚴重的災難。 1．可以制造________________、超級雜草等。 2．制造出難以制取的____________、________________。 3．轉基因動植物的出現(xiàn)引發(fā)生物入侵，有可能破壞原有的________________，對原有物種產(chǎn)生威脅。 4．轉基因食品也可能存在____________問題，以下是它的一些優(yōu)缺點。 (1)優(yōu)點 ①解決糧食短缺問題；②減少農(nóng)藥使用，從而減少環(huán)境污染；③節(jié)省生產(chǎn)成本，降低糧食售價；④增加食物營養(yǎng)，提高附加值；⑤增加食物種類，提升食物品質；⑥促進生產(chǎn)效率，帶動相關產(chǎn)業(yè)發(fā)展。 (2)缺點 ①可能產(chǎn)生____________和________________；②可能產(chǎn)生________________； ③可能使疾病的散播跨越物種障礙；④可能會損害農(nóng)作物的生物多樣性；⑤可能干擾生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 5．轉基因生物和轉基因食品的安全性存在兩種觀點：一種認為不安全，要嚴格控制；一種認為安全，應該大范圍推廣。 課時訓練 1．錢永健先生因在研究綠色熒光蛋白方面的杰出成就而獲xx年諾貝爾獎。在某種生物中檢測不到綠色熒光，將水母綠色熒光蛋白基因轉入該生物體內后，結果可以檢測到綠色熒光。由此可知(　　) A．該生物的基因型是雜合的 B．該生物與水母有很近的親緣關系 C．綠色熒光蛋白基因在該生物體內得到了表達 D．改變綠色熒光蛋白基因的1個核苷酸對，就不能檢測到綠色熒光 2．采用基因工程的方法培育抗蟲棉，下列導入目的基因的做法正確的是 (　　) ①將毒素蛋白注射到棉受精卵中 ②將編碼毒素蛋白的DNA序列注射到棉受精卵中 ③將編碼毒素蛋白的DNA序列與質粒重組，導入細菌，用該細菌感染棉的體細胞，再進行組織培養(yǎng) ④將編碼毒素蛋白的DNA序列與細菌質粒重組，注射到棉的子房并進入受精卵 A．①② B．②③ C．③④ D．④① 3．為了防止轉基因作物的目的基因通過花粉轉移到自然界中的其他植物中，科學家設法將目的基因整合到受體細胞的葉綠體基因組中，其原因是 (　　) A．葉綠體基因組不會進入到生殖細胞中 B．受精卵中的細胞質幾乎全部來自卵細胞 C．轉基因植物與其他植物間不能通過花粉發(fā)生基因交流 D．植物雜交的后代不會出現(xiàn)一定的性狀分離比 4．干擾素是治療癌癥的重要藥物，它必須從血液中提取，每升人血中只能提取0.5 μg，所以價格昂貴。美國加利福尼亞的某生物制品公司用如下方法生產(chǎn)干擾素。如圖所示： 從上述過程中可以看出該公司生產(chǎn)干擾素運用的方法是 (　　) A．個體間的雜交 B．基因工程 C．細胞融合 D．器官移植 5．下列關于基因工程應用的敘述，正確的是 (　　) A．基因治療就是把缺陷基因誘變成正?；? B．基因診斷的基本原理是DNA分子雜交 C．一種基因探針能檢測水體中的各種病毒 D．原核基因不能用來進行真核生物的遺傳改良 6．上海醫(yī)學研究所成功培育出第一頭攜帶人白蛋白基因的轉基因牛。他們還研究出一種可大大提高基因表達水平的新方法，使轉基因動物乳汁中的藥物蛋白含量提高了30多倍。以下與此有關的敘述中正確的是 (　　) A．“轉基因動物”是指體細胞中出現(xiàn)了新基因的動物 B．“提高基因表達水平”是指設法使牛的乳腺細胞中含有更多的人白蛋白基因 C．只在轉基因牛乳汁中才能獲取人白蛋白，是因為人白蛋白基因只在牛乳腺細胞中是純合的 D．轉基因牛的肌肉細胞中也有人白蛋白基因，但不發(fā)生轉錄、翻譯，故不合成人白蛋白 7.豇豆對多種害蟲具有抗蟲能力，根本原因是豇豆體內具有胰蛋白酶抑制劑基因(CpTI基因)?？茖W家將其轉移到水稻體內后，卻發(fā)現(xiàn)效果不佳，主要原因是CpTI蛋白質的積累量不足。經(jīng)過在體外對CpTI基因進行修飾后，CpTI蛋白質在水稻中的積累量就得到了提高。修飾和表達過程如圖所示： 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“內質網(wǎng)滯留信號”序列的基本單位是四種脫氧核苷酸，在①過程中，首先要用________切開，暴露出________，再用__________連接。 (2)在該基因工程中，供體是________，受體是____________。 (3)檢測修飾后的CpTI基因是否表達的最好方法是___________________________ ________________________________________________________________________。 8．棉鈴蟲是一種嚴重危害棉花的害蟲。我國科學工作者發(fā)現(xiàn)一種生活在棉鈴蟲消化道內的蘇云金桿菌能分泌一種毒蛋白使棉鈴蟲致死，而這種毒蛋白對人畜無害。通過基因工程方法，我國已將該蛋白基因轉入棉花植株并成功表達。由于棉鈴蟲吃了這種轉基因棉花的植株后就會造成死亡，所以該棉花新品種在xx年推廣后，已取得了很好的經(jīng)濟效益。請根據(jù)上述材料回答下列問題： (1)毒蛋白對人畜無害，但能使棉鈴蟲致死，從蛋白質特性來看，蛋白質具有__________性。 (2)利用蘇云金桿菌防治棉鈴蟲屬于生物防治，它突出的優(yōu)點是_________________。 (3)轉基因棉花的抗蟲變異來源，屬于可遺傳變異類型中的________________。 (4)從蘇云金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__________________________________。 (5)蘇云金桿菌的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__________酶將蘇云金桿菌的______________切成許多片段，然后將這些片段______________，再通過______________轉入不同的受體細胞，讓它們在各個受體細胞中大量_____________________，從中找出含有目的基因的細胞，再用一定的方法把____________________________分離出來。 (6)“毒蛋白基因轉入棉花植株內并成功表達”的含義是___________________。 答案 一、1.(1)優(yōu)良　遺傳　(2)生產(chǎn)成本　農(nóng)藥　適應 2．基因 二、1.超級細菌 2．病原體　生物武器 3．生態(tài)平衡 4．安全性　(2)①新毒素　新過敏原　②抗除草劑的雜草 課時訓練 1．C　[某種生物中檢測不到綠色熒光，將水母綠色熒光蛋白基因轉入該生物體內后，結果可以檢測到綠色熒光，說明綠色熒光蛋白基因在該生物體內得到了表達。] 2．C　[基因工程一般要經(jīng)歷四個步驟：提取目的基因、目的基因與運載體結合、將目的基因導入受體細胞及目的基因的檢測與鑒定。所以在導入目的基因前，首先要獲得目的基因即本題中的編碼毒素蛋白的DNA序列，然后要將目的基因與運載體結合即與細菌質粒重組。完成上述兩步以后才能將目的基因導入受體細胞即棉的體細胞或受精卵，目的基因導入受體細胞后，可隨受體細胞的繁殖而復制，所以上述③、④操作是正確的。①沒有獲得目的基因；②沒有將目的基因與受體細胞結合，所以①、②操作是錯誤的。] 3．B　[目的基因整合到受體細胞的葉綠體基因組中，只會隨卵細胞細胞質遺傳而不會隨花粉遺傳。] 4．B 5．B　[基因工程是生物工程技術的核心內容，能夠按照人們的意愿，定向地改造生物的遺傳性狀?；蛑委熓前颜５幕驅胗谢蛉毕莸募毎瑥亩蛊浔磉_，達到治療目的?；蛟\斷常用基因探針來進行，其遵循的原理是DNA分子雜交?；蛱结樉哂泻軓姷奶禺愋裕虼艘环N探針只能檢測水體中的一種(類)病毒。所有生物共用一套遺傳密碼，所以原核基因也能用來進行真核生物的遺傳改良。] 6．D　[轉基因動物的受體細胞是受精卵，所以含有轉基因的受精卵在形成個體時，所有細胞都會含有轉入的基因。但在機體發(fā)育過程中，基因要進行選擇性表達。] 7．(1)目的　限制酶　黏性末端　DNA連接酶 (2)豇豆　水稻　(3)讓多種害蟲食用水稻葉片觀察害蟲變化 解析　由題圖中看出“信號肽”序列和“內質網(wǎng)滯留信號”序列可以與CpTI基因拼接在一起，因此，它們應為DNA片段。豇豆是供體，CpTI基因為目的基因，若受體細胞是水稻的體細胞，可通過組織培養(yǎng)來獲得抗蟲水稻。檢測CpTI基因表達的最簡單的方法是讓害蟲食用水稻葉片，觀察害蟲變化。 8．(1)特異　(2)減少了農(nóng)藥用量，減少了環(huán)境污染　(3)基因重組　(4)限制酶　微生物　一種限制酶只能識別特定的核苷酸序列，并在特定的位點進行切割　(5)限制　DNA　分別載入運載體　運載體　復制　帶有目的基因的DNA片段　(6)棉花細胞產(chǎn)生了毒蛋白