高考一轮复习选修3基因工程教案

总第节

选修三现代生物技术

专题1 《基因工程》

第一课时

【考纲要求】

(1)基因工程的诞生(Ⅰ)

(2)基因工程的原理及技术和PCR 技术(Ⅱ) 【教学目标】

1．知识与技能

（1）识记基因工程的诞生(Ⅰ)

（2）理解基因工程的原理及技术和PCR 技术(Ⅱ) 2．过程与方法

通过指导学生归纳基因工程原理及应用，培养学生分析和推理能力。 3．情感态度与价值观

通过理解基因工程原理及应用，培养学生的科学素养。【教学重点】

（1）理解基因工程的原理及技术和PCR 技术(Ⅱ) （2）理解基因工程的应用(Ⅱ) 【教学难点】

（1）理解基因工程的原理及技术和PCR 技术(Ⅱ) （2）理解基因工程的应用(Ⅱ 【教学过程】

一，基础知识回顾 1基因工程（概念）

2.基因工程的操作程序 (1)目的基因的获取 ①从基因文库中获取。

②利用PCR 技术扩增：其实质是在体外对目的基因进行大量复制。 ③用化学方法人工合成：

a ．对于已知的核苷酸序列直接人工合成。

b ．可通过反转录法获取，即mRNA ――→逆转录酶

单链DNA ――→DNA 聚合酶

双链DNA 。 (2)基因表达载体的构建

①基因表达载体的组成：目的基因＋启动子＋终止子＋标记基因。

②基因表达载体的构建方法

(3)将目的基因导入受体细胞

二，要点讲析

基因工程的基本工具及操作程序分析策略

(1)限制酶及其切点的分析

①一个至多个限制酶切点：作为载体必须具有一个至多个限制酶切点，以便与外源基因连接。

②每种酶一个切点：每种酶的切点最好只有一个。因为某种限制酶只能识别单一切点，若载体上有一个以上的酶切点，则切割重组后可能丢失某些片段，若丢失的片段含复制起点区，则进入受体细胞后便不能自主复制。一个载体若只有某种限制酶的一个切点，则酶切后既能把环打开接纳外源DNA片段，又不会丢失自己的片段。

(2)从“基因表达”层面分析基因表达载体的必需条件

①基因表达载体的组成：目的基因＋启动子＋终止子＋标记基因＋复制原点。

②启动子和终止子：启动子是RNA聚合酶结合位点，启动转录；终止子是终止转录的位点。插入的目的基因只是结构基因部分，其表达需要调控序列，因而用作载体的质粒插入部位前需要有启动子，后需要有终止子。

(3)根据受体种类确定基因工程受体细胞分析

受体种类不同，所用的受体细胞种类也不相同。

①植物：由于植物细胞有全能性，植物体细胞经过植物组织培养能够形成生物体，所以植物的受体细胞一般是体细胞。

②动物：由于动物细胞没有全能性，不能由一个体细胞培养成一个个体，所以动物基因工程的受体细胞不是体细胞，而是受精卵。

③微生物：多用原核生物细胞，因为原核生物繁殖快，多为单细胞，遗传物质相对较少。

三，例题及练习

【例题1】基因工程又叫做基因拼接技术。该技术能够通过对生物的基因进行改造和重新组合，产生出人类所需要的基因产物。自20世纪70年代基因工程发展起来以后，人们开始采用高新技术生产各种基因产品。下表中列出了几种限制酶识别序列及其切割位点，图1和图2示基因工程部分操作过程：

(1)从表中四种酶的切割位点看，可以切出平末端的酶是________。

(2)将目的基因与质粒DNA缝合时，两条链上的磷酸、脱氧核糖在__________酶的作用

下连接起来，形成磷酸二酯键；两条链间的碱基对通过__________连接起来。

(3)图2中的质粒分子可被表中__________酶切割，切割后的质粒含有________个游离

的磷酸基团。

(4)若对图中质粒进行改造，插入的SmaⅠ酶切位点越多，质粒的热稳定性越________。

(5)在相关酶的作用下，甲与乙能否拼接起来？并说明理由：

______________________________。

答案：(1)SmaⅠ酶(2)DNA连接氢键(3)Eco RⅠ2(4)高(5)能。二者具有相同的黏性末端

【例题2】大豆花叶病毒(RNA病毒)是世界性大豆病害，是造成大豆减产的重要原因。某科研小组制备了大豆花叶病毒的空衣壳蛋白(CP蛋白)，生产过程大致如下，请回答问题：

(1)图中的①是指________。

(2)过程Ⅱ中应用的酶是________________________________________________________________________。

此过程中，先要在大豆花叶病毒的基因文库中查找______________的核苷酸序列，以便合成特异性引物。

(3)在上述生产流程中，________________(填序号)是基因工程生产CP衣壳蛋白的核心步骤。为检测样液中是否含有有效成分，在Ⅶ可使用__________________________________进行检测。

答案：(1)RNA

(2)热稳定DNA聚合酶(Taq酶)CP蛋白基因(控制CP蛋白合成的RNA片段)(3)ⅢCP蛋白的抗体

【针对练习】

1．基因工程中，需使用特定的限制酶切割目的基因和质粒，便于重组和筛选。已知限制酶Ⅰ的识别序列和切点是—G↓GATCC—，限制酶Ⅱ的识别序列和切点是—↓GATC—。根据图判断下列操作正确的是( )

A．目的基因和质粒均用限制酶Ⅱ切割 B．目的基因和质粒均用限制酶Ⅰ切割

C．质粒用限制酶Ⅱ切割，目的基因用限制酶Ⅰ切割

D．质粒用限制酶Ⅰ切割，目的基因用限制酶Ⅱ切割

答案 D

2．下列关于基因工程中有关酶的叙述不正确的是( )

A．限制酶水解相邻核苷酸间的化学键打断DNA

B．DNA连接酶可将末端碱基互补的两个DNA片段连接

C．DNA聚合酶能够从引物末端延伸DNA或RNAD．逆转录酶以一条RNA为模板合成互补的DNA 答案 C

3．如图是利用基因工程技术培育转基因植物，生产可食用疫苗的部分过程示意图，其中Pst Ⅰ、SmaⅠ、Eco RⅠ、ApaⅠ为四种限制性核酸内切酶。下列说法错误的是

A．图示过程是基因工程的核心步骤 B．表达载体构建时需要用到限制酶SmaⅠ

C．抗卡那霉素基因的存在有利于将含有抗原基因的细胞筛选出来

D．除图示组成外，表达载体中还应该含有启动子和终止子等结构

答案 B

4．下表中列出了几种限制酶识别序列及其切割位点，图1、图2中箭头表示相关限制酶的酶切位点。请回答下列问题：

(1)一个图1所示的质粒分子经SmaⅠ切割前后，分别含有__________个游离的磷酸基团。

(2)若对图中质粒进行改造，插入的SmaⅠ酶切位点越多，质粒的热稳定性越_________________________________________________________________。

(3)用图中的质粒和外源DNA构建重组质粒，不能使用SmaⅠ切割，原因是________________________________________________________________。

(4)与只使用Eco R Ⅰ相比较，使用Bam H Ⅰ和HindⅢ两种限制酶同时处理质粒、外源DNA 的优点在于可以防止________________________________。

(5)为了获取重组质粒，将切割后的质粒与目的基因片段混合，并加入__________酶。

(6)重组质粒中抗生素抗性基因的作用是为了_________________________

_________________________________________________________________。

(7)为了从cDNA文库中分离获取蔗糖转运蛋白基因，将重组质粒导入丧失吸收蔗糖能力的大肠杆菌突变体，然后在 ____________的培养基中培养，以完成目的基因表达的初步检测。答案(1)0、2 (2)高(3)SmaⅠ会破坏质粒的抗性基因、外源DNA中的目的基因(4)质粒和含目的基因的外源DNA片段自身环化(5)DNA连接

(6)鉴别和筛选含有目的基因的细胞(7)蔗糖为唯一含碳营养物质

【作业】

【教学反思】

总第节

选修三现代生物技术

专题1 《基因工程》

第二课时

【考纲要求】

(3)基因工程的应用(Ⅱ)

(4) 蛋白质工程(Ⅱ

(5)DNA的粗提取与鉴定(实验)

【教学目标】

1．知识与技能

（1）理解基因工程的应用(Ⅱ)

（2）理解蛋白质工程(Ⅱ)

(3)掌握DNA的粗提取与鉴定(实验)

2．过程与方法

通过指导学生归纳基因工程原理及应用，培养学生分析和推理能力。

3．情感态度与价值观

通过理解基因工程原理及应用，培养学生的科学素养。

【教学重点】

（1）理解基因工程的原理及技术和PCR技术(Ⅱ)

（2）理解基因工程的应用(Ⅱ)

(3) 蛋白质工程(Ⅱ

【教学难点】

（1）理解基因工程的原理及技术和PCR技术(Ⅱ)

（2）理解基因工程的应用(Ⅱ)

(3) 蛋白质工程(Ⅱ

【教学过程】

考点三蛋白质工程

1．概念理解

(1)基础：蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系。

(2)操作：基因修饰或基因合成。

(3)结果：改造了现有蛋白质或制造出新的蛋白质。

(4)目的：满足人类的生产和生活的需求。

2．操作过程

从预期的蛋白质功能出发→设计预期的蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→找到相对应的脱氧核苷酸序列(基因)→基因表达→产生需要的蛋白质。

实

质

定向改造或生产人类所需要的

蛋白质

定向改造生物的遗传特性，以获

得人类所需的生物类型或生物

产品

结

果

生产自然界中没有的蛋白质生产自然界中已有的蛋白质

联

系

蛋白质工程是在基因工程的基础上延伸出来的第二代基因工程，因为对现

有蛋白质的改造或制造新的蛋白质，都必须通过基因修饰或基因合成来实

现

【例题】

1．干扰素是动物体内合成的一种蛋白质，可以用于治疗病毒感染和癌症，但体外保存相当困难，如果将其分子中的一个半胱氨酸变成丝氨酸，就可以在－70 ℃条件下保存半年，给广大患者带来了福音。

(1)蛋白质的合成是受基因控制的，因此获得能够控制合成“可以保存的干扰素”的基因

是生产的关键，依据蛋白质工程原理，设计实验流程，让动物生产“可以保存的干扰素”：

(2)基因工程和蛋白质工程相比较，基因工程在原则上只能生产_____________________

的蛋白质，不一定符合__________________________的需要。而蛋白质工程是以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系为基础，通过__________________________________或__________________________________，对现有蛋白质进行________________________________________________，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活需要。

(3)蛋白质工程实施的难度很大，原因是蛋白质具有十分复杂的________结构。

(4)对天然蛋白质进行改造，应该直接对蛋白质分子进行操作，还是通过对基因的操作来

实现_______________________________________原因是：__________________________ 答案(1)预期的蛋白质功能预期的蛋白质结构应有的氨基酸序列相对应的脱氧核苷酸序列(基因)(2)自然界已存在人类生产和生活基因修饰基因合成改造

(3)空间(或高级)(4)应该从对基因的操作来实现对天然蛋白质的改造首先，任何一种

天然蛋白质都是由基因编码的，改造了基因也就是改造了蛋白质，并且改造过的蛋白质可以通过改造过的基因遗传给下一代。如果对蛋白质直接改造，即使改造成功，被改造过的蛋白质分子还是无法遗传；其次，对基因进行改造比对蛋白质直接进行改造要容易操作，难度要小得多

【针对练习】现代生物技术并不是各自独立的，而是相互联系、相互渗透的。下图表示利用乳腺生物反应器生产某种动物蛋白的流程示意图，请分析回答下列问题：

(1)该生产流程中应用到的现代生物技术有____________、______________(写出其中两

种)。

(2)图中A、B分别表示______________________________、________________________。

(3)为提高培育成功率，进行②过程之前，对早期胚胎的处理是取其部分细胞用目的基

因探针进行______________检测，对受体动物的处理是用______________进行同期发情处理。

(4)蛋白质工程中，要对蛋白质结构进行设计改造，必须通过基因修饰或基因合成来完

成，而不直接改造蛋白质，原因是____________________________。

答案(1)蛋白质工程基因工程胚胎移植技术(任写两种)(2)推测应有的氨基酸序列基因表达载体(3)DNA(核酸)分子杂交促性腺激素(4)改造后的基因能够遗传(且改造基因易于操作)

转基因抗虫棉的图解。请回答：

(1)图中a 过程要用到的酶是________。

(2)在进行图中b 过程时，由我国科学家独创的十分简便经济的方法是________，此外，也经常采用______________法。若要培育转基因绵羊，则此过程要用________的方法。

(3)为确定抗虫棉是否培育成功，既要用放射性同位素标记的________________作探针进行分子杂交测试，又要在个体水平上鉴定，后者具体过程是________________________________________________________________________。

(4)活化的毒性物质应是一种________分子，可以全部或部分嵌合于昆虫的细胞膜上，使细胞膜产生孔道，导致细胞因渗透平衡遭到破坏而破裂。

(5)我国在“863”计划资助下开展Bt 抗虫棉、抗虫水稻等研究，可以减少农药、杀虫剂的使用，这将对________起到重要作用。答案：(1)限制性核酸内切酶(或限制酶)

(2)花粉管通道法农杆菌转化显微注射

(3)杀虫晶体蛋白质基因(或Bt 基因、目的基因) 让昆虫吞食抗虫棉叶子，观察害虫的生存状态

(4)多肽 (5)环境保护【针对练习】

1如图表示从酵母菌中获取某植物需要的控制某种酶合成的基因的流程，结合所学知识及相关信息回答下列问题：

酵母菌――→①提取DNA ,构建基因组文库――→A 筛选含目的基因的菌株,分离目的基因Ⅰ

――→ 提取mRNA ――→B

cDNA ――→

构建cDNA 文库――→C 筛选含目的基因的菌株

――→ 分离目的基

因Ⅱ

(1)图中cDNA 文库________(填“大于”“等于”或“小于”)基因组文库。 (2)①过程提取的DNA 需要________的切割，B 过程是______________。

(3)为在短时间内获得大量目的基因，可用________扩增的方法，其原理是________________。

(4)获取目的基因之后，需要进行______________，其组成必须有____________以及标记基因等，此步骤是基因工程的核心。

(5)将该目的基因导入某双子叶植物细胞，其能否在此植物体内稳定遗传的关键是________________________________________________________________________。

(6)如果要想使该酶活性更强或具有更强的耐受性，需要对现有蛋白质进行改造，这要通过蛋白质工程。首先要设计预期的________，再推测应有的氨基酸序列，找到相对应的________________。

(7)除植物基因工程硕果累累之外，基因工程在动物基因工程、基因工程药物和基因治疗等方面也取得了显著成果，请至少列举出两方面的应用：________________________________________________________________________。

答案：(1)小于 (2)限制酶逆转录 (3)PCR 技术 DNA 复制 (4)基因表达载体的构建启动子、目的基因、终止子(复制原点可不答) (5)目的基因是否整合到植物细胞的染色体上 (6)蛋白质结构脱氧核苷酸序列 (7)乳腺生物反应器；体外基因治疗复合型免疫缺陷综合症(其他合理答案也可)

2．人工构建的大肠杆菌质粒pBR322是基因工程中应用最广泛的载体(见图1)。除标注外，图中其他英文缩写表示该质粒上不同的限制性核酸内切酶的切割位点。请分析回答：

图1pBR322质粒

(1)此质粒的化学本质是________，它可以作为多种目的基因的(运)载体，原因是______________________。amp r和tet r在基因工程中的主要作用是__________________。

(2)人胰岛素由两条肽链共有51个氨基酸组成，如图2所示。

图2人胰岛素的结构

①通过基因工程培育能合成人胰岛素的工程菌时，可先依据________推出________序列，再推出________序列，然后用化学方法人工合成A链和B链基因的片段。将此基因片段分别与________重组后，再导入大肠杆菌内。

②在大肠杆菌内合成的单独的A、B两条多肽链没有生物活性，是因为细菌中缺少________，不能________。若要直接获得有活性的转基因人胰岛素，可以选择________作为受体细胞。

答案：(1)DNA含有多种限制性核酸内切酶的酶切位点作为标记基因

(2)①氨基酸的排列顺序(或A链、B链的一级结构)信使RNA的碱基(或核糖核苷酸的排列序列)DNA(基因)的碱基(或脱氧核糖核苷酸) 不同质粒(2个质粒)

②内质网、高尔基体等细胞器对多肽链进行加工真核细胞(酵母菌)(或人的瘤细胞) 【作业】

【教学反思】

新人教版高中生物选修三专题1基因工程教学设计

新人教版高中生物选修三教学设计专题1基因工程 1.1 DNA重组技术的基本工具教学设计一、教材分析《 DNA重组技术的基本工具》是人教版生物选修三专题一《基因工程》的第一节，本节内容主要是介绍了DNA重组技术的三种基本工具，是学习《基因工程的基本操作程序》的基础和前提。二、教学目标 1．知识目标：（1）简述基础理论研究和技术进步催生了基因工程。（2）简述DNA重组技术所需的三种基本工具。 2．能力目标：运用所学DNA重组技术的知识，模拟制作重组DNA模型。 3．情感、态度和价值观目标：（1）关注基因工程的发展。（2）认同基因工程的诞生和发展离不开理论研究和技术创新。三、教学重点和难点 1、教学重点 DNA重组技术所需的三种基本工具的作用。 2、教学难点基因工程载体需要具备的条件。四、学情分析学生在必修课中已经学习过关于基因工程的基础知识，对于本部分内容已经有了初步了解，所以学习起来应该不会有太大的困难。五、教学方法 1、学案导学：见学案。 2、新授课教学基本环节：预习检查、总结疑惑→情境导入、展示目标→合作探究、精

讲点拨→反思总结、当堂检测→发导学案、布置预习六、课前准备 1．学生的学习准备：预习《DNA重组技术的基本工具》，初步把握DNA重组技术所需的三种基本工具的作用。 2．教师的教学准备：多媒体课件制作，课前预习学案，课内探究学案，课后延伸拓展学案。七、课时安排：1课时八、教学过程 (一) 预习检查、总结疑惑。检查学生落实预习情况并了解学生的疑惑，使教学具有针对性。（二）情景导入、展示目标。教师首先提问：（1）我们以前在哪部分学习过基因工程？（必修二从杂交育种到基因工程）（2）回想一下，转基因抗虫棉是怎样培育出来的？经过了哪些主要步骤？（实质是基因工程的基本操作程序：目的基因的获取，基因表达载体的构建，将目的基因导入受体细胞，目的基因的检测与鉴定）从这节课开始，我们将深入学习基因工程，今天我们来学习DNA重组技术的基本工具。我们来看本节课的学习目标。（多媒体展示学习目标，强调重难点）（三）合作探究、精讲点拨。学生每两人为一组（可以是同桌），结合教材，思考并回答学案上的问题。 1、基因工程的概念什么是基因工程？想一想，基因工程是如何发展起来的？ 2、科技探索之路（阅读课本P2—3页）（1）基因工程是在哪些学科的基础上发展起来的？（2）哪些基础理论的突破催生了基因工程？（3）哪些技术发明促进了基因工程的实施？（4）你觉得，基因工程的诞生和发展能否离不开理论研究和技术创新？ 3、限制性核酸内切酶——“分子手术刀” （1）从噬菌体侵染细菌的实验来看，细菌等单细胞原核生物容易受到自然界外源DNA

高中生物选修3教案

第一章基因工程一.基本工具 (一)限制性核酸内切酶 1.分布:原核生物 2.作用:一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列,并且在特定部位进行切割,使两个核苷酸间的磷酸二酯键断开。 3.作用结果：产生黏性末端或平末端（二）DNA连接酶 1.分类（1）E.coliDNA连接酶来源：大肠杆菌功能：只能连接黏性末端（2）T4DNA连接酶来源：T4噬菌体功能：连接黏性末端和平末端 2.作用：将DNA连接起来（三）基因进入受体细胞的载体 1.条件（1）具有多个限制酶切割位点，供外源基因插入（2）可自我复制或整合到染色体DNA中进行同步复制。（3）具有标记基因，供重组DNA的鉴定和选择 2.种类：λ噬菌体的衍生物、动植物病毒、质粒质粒：双链环状DNA分子，最常用，要人工改造二。基本操作程序（一）目的基因的获取 1.目的基因：编码蛋白质的基因或具有调控作用的因子 2.获取方法（1）从基因文库中获取 **基因组文库，部分基因文库（2）利用PCR技术扩增目的基因（3）化学方法直接人工合成：基因小，核苷酸序列已知（二）基因表达载体的构建（核心步骤） 1.目的(1)稳定存在，遗传给下一代（2）表达和发挥作用

2.结构：启动子、目的基因、终止子、标记基因、复制原点 **启动子：RNA聚合酶识别和结合的部位，驱动基因转录 **终止子：使转录在所需要的地方停止； **标记基因：鉴别受体细胞中是否含目的基因。（三）将目的基因导入受体细胞 1.转化：目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持稳定和表达 2.将目的基因导入植物细胞（1）农杆菌转化法（2）基因枪法（3）花粉管通道法 3.将目的基因导入动物细胞：显微注射法 4.将目的基因导入微生物细胞：Ca+处理使细胞处于感受态 **原核细胞特点：繁殖快，单细胞，遗传物质相对较少（四）目的基因的检测与鉴定 1.分子水平的检测（1）检测受体细胞中是否插入了目的基因:DNA分子杂交技术（2）检测目的基因是否转录出了 mRNA：DNA分子杂交技术（3）检测目的基因是否翻译成蛋白质：抗原—抗体杂交法 **检测成功会出现杂交带 2.个体生物学水平的鉴定：接种实验三．基因工程的应用 1.动物、植物基因工程的成果（1）植物：提高抗逆性、改良品质、生产药物；（2）动物：品种改良、建立生物反应器、器官移植； 2.基因工程药物：细胞因子、抗体、疫苗、激素； 3.基因治疗（1）概念：（2）方法体外基因治疗体内基因治疗四．蛋白质工程的崛起 1.理论推测，人工合成 2.基因工程，蛋白合成（自然界没有的蛋白质）

高中生物选修三基因工程知识点

高中生物选修三基因工程知识点基因工程：是指按照人们的愿望，进行严格的设计，通过体外DNA重组和转基因技术，赋予生物以新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，又叫做DNA重组技术。（一）基因工程的基本工具 1.“分子手术刀”——限制性核酸内切酶（限制酶）（1）来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的。（2）功能：能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开，因此具有专一性。（3）结果：经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式：黏性末端和平末端。 2.“分子缝合针”——DNA连接酶（1）两种DNA连接酶（E·coliDNA连接酶和T4-DNA连接酶）的比较： ①相同点：都缝合磷酸二酯键。 ②区别：E·coliDNA连接酶来源于大肠杆菌，只能将双链DNA片段互补的黏性末端之间的磷酸二酯键连接起来；而T4DNA连接酶能缝合两种末端，但连接平末端的之间的效率较低。（2）与DNA聚合酶作用的异同：

（2）目的：获取大量的目的基因（3）原理：DNA双链复制（4）过程：第一步：加热至90～95℃DNA解链为单链；第二步：冷却到55～60℃，引物与两条单链DNA结合；第三步：加热至70～75℃，热稳定DNA聚合酶从引物起始进行互补链的合成。（5）特点：指数(2^n)形式扩增第二步：基因表达载体的构建(核心) 1.目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传至下一代，使目的基因能够表达和发挥作用。 2.组成：目的基因＋启动子＋终止子＋标记基因（1）启动子：是一段有特殊结构的DNA片段，位于基因的首端，是RNA 聚合酶识别和结合的部位，能驱动基因转录出mRNA，最终获得所需的蛋白质。（2）终止子：也是一段有特殊结构的DNA片段，位于基因的尾端。（3）标记基因的作用：是为了鉴定受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来。常用的标记基因是抗生素基因。第三步：将目的基因导入受体细胞 1.转化的概念：是目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程。 2.常用的转化方法：

高中生物选修三基因工程主要知识点

高中生物选修三基因工程主要知识点（1.1、1.2）一、基因工程：按照人们的意愿，进行严格的设计，并通过体外DNA重组和转基因等技术，赋予生物以新的遗传特性，从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。一、基因工程的三大工具：限制性核酸内切酶—“分子手术刀”；DNA连接酶—“分子缝合针”；基因进入受体细胞的载体—“分子运输车”。二、限制性核酸内切酶的特点：能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，并且是每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键。三、限制酶识别序列的特点：反向对称，重复排列。四、限制酶在原核生物中的作用：切割外源DNA，保护细菌细胞。五、为什么限制酶不剪切原核生物自身的DNA分子？原核生物本身不含相应特异性序列；对DNA分子进行甲基化修饰。六、两种常见的DNA连接酶：E〃coli DNA连接酶：源自大肠杆菌，只连接黏性末端；T4DNA连接酶：提取自T4噬菌体，两种末端均可连接，连接平末端效率低。七、DNA连接酶和DNA聚合酶的相同点：都是蛋白质；都能生成3'磷酸二酯键。不同：前者在两个片段之间形成3'磷酸二酯键，后者只能将单个核苷酸连接到已有片段上；前者不需要模版，后者需要。八、载体需要满足的条件：有一到多个限制酶切点；对受体细胞无害；导入基因能在受体细胞内复制和表达；有某些标记基因；分子大小合适。九、质粒：一种裸露的、结构简单、独立于细菌拟核DNA之外，并具有自我复制能力的很小的双链环状DNA分子。十、标记基因的作用：鉴别受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来。十一、三类载体：质粒；λ噬菌体的衍生物；动植物病毒。十二、获取目的基因的方法：说法一：从自然界已有的物种中分体（鸟枪法、反转录法）、用人工的方法合成；说法二：从基因文库中获取（鸟枪法、反转录法）、利用PCR技术合成、用化学方法人工合成。十三、基因库：一个物种中全部个体的全部基因的总和；基因文库：将含有某种生物不同基因的许多DNA片段，导入受体菌的群体中储存，个个受体菌分别含有这种生物的不同的基因；基因组文库：含有某种生物全部基因的基因文库；部分基因文库：只含有一种生物部分基因的基因文库；cDNA文库：用某种生物发育的某个时期的mRNA反转录产生的多种互补DNA片段，与载体连接后储存在一个受体菌群中。十四、文库类型cDNA文库基因组文库文库大小小大启动子无有内含子无有基因多少某种生物的部分基因某种生物的全部基因物种间基因交流可以部分基因可以十五、人工合成目的基因的两个条件：基因比较小；核苷酸序列已知。十六、目的基因：主要是指编码蛋白质的基因，也可以使一些具有调控作用的因

中图版选修三基因工程的原理教案

第一节基因工程的原理【教学目标】知识与能力方面：[来源:Z。xx。https://www.360docs.net/doc/6513087524.html,] 简述基因工程所需三种基本工具的作用。简述基因工程的原理及基本操作程序。过程与方法方面：尝试运用基因工程原理，提出一解决实际问题的方案。情感态度、价值观方面：关注基因工程的发展。【教学重点】基因工程所需三种基本工具的作用。基因工程操作程序。【教学难点】基因工程操作程序。【教学方法】学生分组讨论展示与教师总结归纳相结合，将知识化整为零逐一解决。【教学课时】 1课时【教学过程】（导入新课）师：观看课件所列两种普通玫瑰与“蓝色妖姬”的图片，思考培育“蓝色妖姬” 的方法？生：可以通过基因工程。师：“蓝色妖姬”最早来自荷兰是一种加工花卉。它是用一种对人体无害的染色剂和助染剂调合成着色剂，等白玫瑰（或白月季）快到花期时，开始用染料浇灌花卉，让花像吸水一样，将色剂吸入进行染色。据花卉专家介绍，目前世界上极少有自然生长的蓝色玫瑰花，现在市场上出售的“蓝色妖姬”都是人工染色后的产物。比较正规的“蓝色妖姬”是在花卉的成长期开始染色，颜色能均匀地附着在花瓣上，看上去比较自然；部分商贩直接将普通的白玫瑰花采摘后染成蓝色，颜色不自然，也容易掉色。2008年11月1日闭幕的东京国际花卉博览会上，全球首批真正的蓝玫瑰首次在公众面前亮相。这种蓝玫瑰是转基因玫瑰，被植入三色紫罗兰所含一种能刺激蓝色素产生的基因，花瓣因而自然呈现蓝色。（提出问题）1.基因工程得以实现的条件是什么？ 2.限制性内切酶有何特点？ 3.DNA连接酶有何功能？（学生活动）仔细阅读探究活动“走进基因工程”，分组讨论展示所得答案。（总结归纳）1.限制性内切酶一一“基因手术刀” ①来源：有大肠杆菌等微生物体内提取而来； ②特点：识别特定的脱氧核苷酸序列，并在特异的位点上切割磷酸二酯键从而把双链DNA 分子切开；限制酶识别的序列大多数为回文对称结构，切割位点在DNA两条链相对称的位置，如下图

生物选修3专题1 基因工程知识点复习学案

专题1 基因工程基因工程的概念基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，通过________________________，赋予生物以 _____________________，创造出______________________________________。基因工程是在____________上进行设计和施工的，又叫做__________________。 1. （1 （2 （3 2. (1)两种DNA ②区别：E· (2)与DNA 酸二酯键。 3. （1 （2 _____________________的双链___________DNA （3）其它载体： _________________________________ (二)基因工程的基本操作程序第一步：__________________________ 1.目的基因是指： ______________________________________________________ 。 2.目的基因可采取_______________-获得，也可以用_____________________。人工合成目的基因的常用方法有________________和_________________。 3.PCR技术扩增目的基因（1）原理：_____________________ 将目的基因导入植物细胞：采用最多的方法是________________，其次还有基因枪法和花粉管通道法等。将目的基因导入动物细胞：最常用的方法是 _______________。此方法的受体细胞多是 ____________。将目的基因导入微生物细胞：★原核生物作为受体细胞的原因是繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少，最常用的原核细胞是 ____________，其转化方法是：先用 ________处理细

第一章《基因工程》教案一苏教版选修3

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ACGTTAGA CGTTAGAT GTTAGATC 先找出共同的序列是GTTA然后向左、向右找，得到重组的互补序列 ATACGTTAGATC 则靶序列是 TATGCAATCTAG 依照此种方法得出图2的靶序列。 5. 第11题：这题主要就是区分蛋白质工程和基因工程这两个概念，很多同学混淆这两个概念。 6. 第13题：首先得知道基因工程的“四步曲”是什么，然后弄清楚碱基互补配对发生的过程。 7. 第21题第（3）：用同一种限制性核酸内切酶切割运载体与目的基因，再用DNA连接酶连接，得到的产物有3种，目的基因——载体连接物，载体一—载体连接物，目的基因一一目的基因连接物。三、教师总结。课后：四、布置课后作业。结合，催化遗传信息的转录 C一种DNA限制酶能识别多种核苷酸序列，切割出多种目的基因 D解旋酶能作用于氢键，在转录或翻译时使DNA分子双链打开 3.科学家已能运用基因工程技术，让羊合成并分泌抗体。相关叙述不正确的是 A该技术将导致定向的变异B受精卵是理想的受体细胞 C宜采用PCR技术扩增目的基因 D卵巢分泌的孕激素能促进抗体的产生【分析】真核细胞的基因中有内含子，在转录过程中内含子和外显子都要转录，在形成成熟NRA 时，要把与内含子相应的RNA片断切除掉，而原核细胞中没有这类酶，所以若将真核基因在原核细胞中表达，先要把真核细胞基因的内含子去掉。当把切割后的运载体与目的基因片段混合，在加入DNA连接酶后，有可能是两个目的基因片段相连成一个环状DNA或是可能是一个目的基因片段与运载体相连成一个环状DNA 或是两个运载体相连，所以会产生三种环状DNA分子。__________________________ 学生自我小结。板书设计单位结构真核生物核苷酸基因现代技术“ 原核生物基因工程 -2 -

选修三专题一1.4《蛋白质工程的崛起》优秀教案

专题一1.4 蛋白质工程地崛起课前预习学案、预习目标 1、简述蛋白质工程地实质及基因工程生产地蛋白质种类. 2 、解释蛋白质工程地基本原理及基本途径. 3、分析蛋白质工程将来地发展前景. 、预习内容三、提出疑惑同学们，通过你地自主学习，你还有哪些疑惑，请把它填在下面地表格中

一、学习目标 1. 举例说出蛋白质工程崛起地缘由. 2. 简述蛋白质工程地原理. 3. 尝试运用逆向思维分析和解决问题. 二、学习重点和难点 1. 教学重点（1）为什么要开展蛋白质工程地研究？（2）蛋白质工程地原理. 2. 教学难点蛋白质工程地原理. 三、学习过程（一）、蛋白质工程崛起地缘由：1、基因工程地实质：将一种生物地转移到另一处生物体内，后者产生它本不能产地，从而产生新性状. 2．蛋白质工程目地：生产符合人们生活需要地并非自然界已存在地. （二）、蛋白质工程基本原理 1．目标：根据人们对功能地特定需求，对结构进行分析设计. 2．原理：基因改造. 3．过程：预期蛋白质功能→设计结构→推测应有序列→找到对应地序列（基因）.（三）、蛋白质工程地进展和前景例如：科学家通过对地改造，已使其成为速效型药品；用蛋白质工程方法制成地电子元件，具有、和地特点，因此有极为广阔地发展前景. b5E2RGbCAP 四、当堂检测 1、科学家运用基因工程技术，可以使哺乳动物本身变成“批量生产药物地工厂”，如“乳腺生物反应器”地培养，就是将“某种基因”通过显微注射法导入哺乳动物地受精卵中，然后，将受精卵送入母体内，使其生长发育成转基因动物.这里地“某种基因”是指：（）p1EanqFDPw A ．乳腺蛋白基因B．药用蛋白基因 C．药用蛋白基因和乳腺蛋白基因地启动子重组在一起D ．药用蛋白基因和细菌质粒基因重组在一起2、下列有关基因工程技术地叙述，正确地是( ) A．重组DNA技术所用地工具酶是限制酶、连接酶和运载体B．所有地限制酶都只能识别同一种特定地核苷酸序列C．选用细菌作为重组质粒地受体细胞是因为细菌繁殖快D．只要目地基因进入了受体细胞就能成功实现表达 3、PCR技术地原理类似于细胞内DNA地复制，短时间内就可以在体外将目地基因扩增放大几百万倍. 下

高中生物选修3第一章基因工程习题及答案word版本

第Ⅱ卷非选择题三．非选择题： 29．（7分）SARS 病毒能引起非典型肺炎，医生在治疗实践中发现，非典病人治愈后，其血清可用于治疗其他非典病人。有三位科学家分别从三个不同的方面进行了研究，其研究的方向如下图所示。请根据下图回答： SARS 病毒 [丙的研究] 抽取血清蛋白质X [乙的研究] 注射注射灭活或培养非典病人B 治愈的病人B 非典病人D 减毒处理动物实验健康人C 健康人C 健康人C 治愈的病人D （1）从免疫学的角度看，SARS 病毒对于人来讲属于，治愈的病人A 的血清中因为含有，所以可用来治疗“非典”病人B 。（2）甲的研究中，所合成或生产的蛋白质X 是，它可以通过化学的方法合成，也可以通过生物学方法—— 技术生产。（3）乙的研究目的主要是制造出以保护易感人群。图中使健康人C 获得抵抗“非典”病毒能力的过程，属于免疫学应用中的免疫。（4）图中丙主要研究不同国家和地区SARS 病毒的异同，再按照免疫学原理，为研究一种或多种提供科学依据。 30．（8分）聚合酶链式反应(PCR 技术)是在实验室中以少量样品DNA 制备大量DNA 的生化技术，反应系统中包括微量样品DNA 、DNA 聚合酶、引物、足量的4种脱氧核苷酸及ATP 等。反应中新合成的DNA 又可以作为下一轮反应的模板，故DNA 数以指数方式扩增，其简要过程如右图所示。（1）某个DNA 样品有1000个脱氧核苷酸，已知它的一条单链上碱基A:G:T:C=1:2:3:4，则经过PCR 仪五次循环后，将产生个DNA 分子，其中需要提供胸腺嘧啶脱氧核苷酸的数量至少是个。（2）分别以不同生物的DNA 样品为模板合成的各个新DNA 之间存在差异，这些差异是。（3）请指出PCR 技术与转录过程的三个不同之处： ① 。 ② 。循环重复 [甲的研究] 用激素等治疗非典病人A 治愈的病人A 健康人合成或生产其他辅助治疗接种提纯、

选修三专题一1.3《基因工程的应用》教案.doc

选修三专题一第3节基因工程的应用一、教学目标 1.举例说出基因工程应用及取得的丰硕成果。 2.关注基因工程的进展。 3.认同基因工程的应用促进生产力的提高。二、教学重点和难点 1.教学重点基因工程在农业和医疗等方面的应用。 2.教学难点基因治疗。三、教学过程 1、转基因生物与目的基因的关系转基因生物目的基因目的基因从何来抗虫棉Bt毒蛋白基因苏云金芽孢杆菌抗真菌立枯丝核菌的烟草几丁质酶基因和抗毒素合成基因抗盐碱和干旱作物调节细胞渗透压的基因耐寒的番茄抗冻蛋白基因鱼抗除草剂大豆抗除草剂基因增强甜味的水果降低乳糖的奶牛甜味基因肠乳糖酶基因生产胰岛素的工程菌人胰岛素基因人讨论： 1、用动物乳腺作为反应器，生产高价值的蛋白质（如教材中列举的血清白蛋白、抗凝血酶等）比工厂化生产的优越之处有哪些？（乳腺生物反应器的优点：①产量高；②质量好； ③成本低；④易提取。）简介：动物乳腺生物反应器 1987年美国科学家戈登（Gordon）等人首次在小鼠的奶中生产出一种医用蛋白──tPA （组织

型纤溶酶原激活物），展示了用动物乳腺生产高附加值产品的可能性。利用动物乳腺生产高价值产品的方式称为动物乳腺反应器。为什么要用动物乳腺作为反应器生产高价值的蛋白质产品呢？这是因为动物乳房是一种高度分化的专门化腺体，合成蛋白质的能力非常强，尤其是一些经过长期的遗传改良，专门产奶的乳用动物品种，蛋白质合成能力更是惊人。一头优质奶牛，一年可产奶10 000 kg。即便是一只奶山羊，一年也可产奶2 000 kg。动物乳腺生物反应器归纳起来有四大优点：①产量高，且易收获目标产品，可以随乳汁分泌而排出动物体外；②目标产品的质量好。动物乳腺组织不仅具有按遗传信息流向合成蛋白质的能力，而且具备一整套对蛋白进行修饰和加工的能力，如糖基化、羧化、磷酸化以及分子组装等，而微生物和植物系统都不具备这种全面的蛋白质后加工能力；③产品成本低；④从奶牛中提取产品，操作比较简单。正因为利用动物乳腺生物反应器生产高附加值的产品有上述优点，目前利用动物乳腺生物反应器生产医用蛋白质已成为一种风险投资产业，受到科学家、商界和医药界的高度重视。目前瞄准的目标医药产品有：①血液蛋白质，如表1-2所示，这些血液蛋白质有巨大的经济效益，其中利用奶牛生产的凝血酶Ⅲ已通过第三期临床实验，即将投放市场。②第二代医用蛋白质，主要有抗体、降钙素、人的生长激素、胰岛素等药物蛋白，乳白蛋白、乳铁蛋白等营养蛋白，疫苗，组织修复物等。③生产“人源化牛奶”，即用成人的乳蛋白基因替代牛的乳蛋白基因，使牛奶变成像人奶的一种基因工程奶。动物乳腺生物反应器的做法与转基因动物的操作是相同的，只是为了将目标产品在乳汁中形成，需要使用乳腺组织中特异表达的启动子，即在目标产品蛋白质编码框的前面加上乳腺组织中特异表达的启动子等，构建成表达载体后通过注射导入受精卵中，再将其送入母体动物内，发育成动物个体，这个转基因动物就会在奶中产生所需要的目标产品。 2、用基因工程技术实现动物乳腺生物反应器的操作过程是怎样的？用基因工程技术实现动物乳腺生物反应器的操作过程与转基因动物操作过程相同。不同之处：为了将目标产品在奶中形成，需要使用乳腺组织中特异表达的启动子，要在编码目的蛋白质的基因序列前加上乳腺组织中特异表达的启动子构建成表达载体。操作过程大致归纳为：获取目的基因（例如血清白蛋白基因）→构建基因表达载体（在血清白蛋白基因前加特异表达的启动子）→显微注射导入哺乳动物受精卵中→形成胚胎→将胚胎送入母体动物→发育成转基因动物（只有在产下的雌性个体中，转入的基因才能表达）。

高中生物 1.3基因工程的应用教案新人教版选修3

2021年-2022年最新【优化设计】2015-2016学年高中生物 1.3基因工程的应用教案新人教版选修3 教学建议 1.本节可将教材中提供的实例列表总结,给出具体的转基因生物,指导学生整理教材中提供的信息,填写出相应的目的基因及其来源,增强学生分析、处理信息的能力。 2.将“基因工程的概念与原理”与本节内容一起学习,加强学生对基因工程概念的理解,通过一个又一个转基因生物实例,能更好理解“DNA分子水平”“定向改造生物性状”“基因重组”等基因工程这一概念中的关键词。既能学好概念,反过来又能帮助学习基因工程的实例。 3.教材中的一些难点,如关于乳腺生物反应器、工程菌、基因治疗等,可适当讲解。关于乳腺生物反应器,其基本过程与其他转基因动物操作过程相同,不同之处可单独提出,如需要使用乳腺组织中特异表达的启动子。关于工程菌,可结合基因工程操作程序以及微生物生长和代谢的特点,说明用其生产药物的优越性。关于基因治疗,可结合教材中的具体实例归纳出大致治疗过程。参考资料基因治疗 1.基因治疗的定义基因治疗狭义上指用具有正常功能的基因置换或增补患者体内有缺陷的基因,从而达到治疗疾病的目的。而广义上指把某些遗传物质转移到患者体内,使其在体内表达,最终达到治疗某种疾病的方法。 2.基因治疗的分类 (1)基因治疗按基因操作方式分为两类,一类为基因修正和基因置换,即将缺陷基因的异常序列进行矫正,对缺陷基因精确地原位修复,不涉及基因组的其他任何改变。通过同源重组即基因打靶技术将外源正常的基因在特定的部位进行重组,从而使缺陷基因在原位特异性修复。另一类为基因增强和基因失活,是不去除异常基因,而通过导入外源基因使其表达正常产物,从而补偿缺陷基因等的功能;或特异封闭某些基因的翻译或转录,以达到抑制某些异常基因表达的目的。 (2)按靶细胞类型又可分为生殖细胞基因治疗和体细胞基因治疗。广义的生殖细胞基因治疗以精子、卵子和早期胚胎细胞作为治疗对象。由于当前基因治疗技术还不成熟,以及涉及一系列伦理学问题,生殖细胞基因治疗仍属禁区。在现有的条件下,基因治疗仅限于体细胞基因治疗。 3.基因治疗的基本步骤 (1)目的基因的转移:在基因治疗中迄今所应用的目的基因转移方法可分为两大类:病毒方法和非病毒方法。基因转移的病毒方法中,RNA和DNA病毒都可用作基因转移的载体。常用的有反转录病毒载体和腺病毒载体。转移的基本过程是将目的基因重组到病毒基因组中,然后让重组病毒感染宿主细胞,以使目的基因能整合到宿主基因组内。非病毒方法有磷酸钙沉淀法、脂质体转染法、显微注射法等。 (2)目的基因的表达:目的基因的表达是基因治疗的关键之一。为此,可运用连锁基因扩增等方法适当提高外源基因在细胞中的拷贝数。在重组病毒上连接启动子或增强子等基因表达的控制信号,使整合在宿主基因组中的新基因高效表达,产生所需的某种蛋白质。几个重要概念 1.干扰素:是指动物或人体受到病毒侵染后产生的一种糖蛋白,几乎能抵抗所有病毒引起的感染。 2.外毒素:病原体产生的代谢产物,成分是蛋白质,抗原性强,刺激人体产生抗毒素。 3.抗生素:以前称抗菌素,微生物(细菌、真菌、放线菌)产生的代谢产物,干扰其他微生物细胞生长、发育,用于治疗细菌感染。 1

高中生物选修3专题《基因工程：DNA重组技术基本工具》教学设计

DNA重组技术基本工具的教学设计设计思路 “DNA重组技术的基本工具”这节课位于人教版高中生物选修三第一专题第一节第二课时。基因工程是现代生物技术的核心内容，通过模拟DNA重组过程，将具体的操作程序有机联系起来，加深对这一程序的理解，有利于提高学生的认知水平和接受能力。针对重点难点对教学内容进行结构化处理，并与基因工程的实际操作练习起来；在模拟探究的过程中不断生成问题，引导学生依据载体的特点，按照相似性原理，选择和建立模型，进而对模型进行“剪”与“连”等操作，并分析操作结果。教学分析 1．教材分析重点：DNA重组技术的三种基本工具难点：载体的特点及应用 2．学情分析通过上一节课的学习，学生们已初步掌握了“DNA重组技术的基本工具”有哪些，其作用是什么。但这些基本工具在实际应用中如何发挥作用，是非常抽象的内容，仅仅靠学生的想象，很难真正理解并融会贯通；同时，中学生的心理发育特点，决定了他们更乐于通过实际动手操作来解决遇到的问题，同时对自己新发现的问题有更加强烈的探究欲望。 3．教学条件分析对于本节课的教学设计而言，需要如下教学条件：电脑，投影仪，彩色复印纸，剪刀，双面胶。教学目标简述基因工程原理及基本操作程序掌握基因工程基本操作程序的四个步骤通过动手操作、小组合作，提高学生自主学习及合作探究的能力。教学策略与手段教学模式：探究式教学，通过创设问题情境，在分析问题、解决问题的过程中不断生成一系列新的问题，培养学生的自学能力，以及探究和思维能力。教学策略：利用教学多媒体，自制教具，使抽象的问题形象化，引导学生自主动手操作，解决每一程序中的技术难点和重点。教学手段：PPT，自制教具，投影仪等综合教学辅助工具。本节课模拟探究的是载体与目的基因的连接，所以将教材提供的碱基序列加以调整，用彩色打印纸打印，如图：

2019高考生物人教版总复习作业：选修3第1讲基因工程(可编辑修改word版)

选修③第一讲一、选择题 1.下列一般不作为基因工程中的标记基因的是( ) A．四环素抗性基因 B．绿色荧光蛋白基因 C．产物具有颜色反应的基因 D．贮藏蛋白的基因解析：标记基因位于载体(质粒)上，以利于重组DNA 的鉴定和选择，如四环素抗性基因、绿色荧光蛋白基因、产物具有颜色反应的基因等。答案：D 2.某研究所的研究人员将生长激素基因通过质粒导入大肠杆菌细胞，使其表达，产生生长激素。已知质粒中存在两个抗性基因：甲是抗链霉素基因，乙是抗氨苄青霉素基因，且目的基因要插入到基因乙中，而大肠杆菌不带有任何抗性基因。下列叙述正确的是( ) A．导入大肠杆菌的质粒一定为重组质粒 B．RNA 聚合酶是构建该重组质粒必需的工具酶 C．可用含氨苄青霉素的培养基检测大肠杆菌中是否导入了重组质粒 D．在含氨苄青霉素的培养基中不能生长，但在含链霉素培养基中能生长的可能是符合生产要求的大肠杆菌解析：抓住“目的基因要插入到基因乙中”这一关键信息是正确解答本题的前提。基因操作过程中，用同一种限制酶分别切割生长激素基因所在的DNA 分子和质粒后，会产生相同的黏性末端，黏性末端连接时，目的基因和目的基因、目的基因和质粒、质粒和质粒都可能连接，因此，导入大肠杆菌的质粒不一定为重组质粒。构建该重组质粒必需的工具酶是限制酶和DNA 连接酶。目的基因插入到基因乙中后形成重组质粒的抗氨苄青霉素基因被破坏，故导入了重组质粒的大肠杆菌对氨苄青霉素不具有抗性，但对链霉素仍具有抗性。答案：D 3.限制酶M unⅠ和限制酶E c o RⅠ的识别序列及切割位点分别是—C↓AA TT G—和—G↓AA TT C—。下图表示四种质粒和目的基因，其中，箭头所指部位为酶的识别位点，质粒的阴影部分表示标记基因。适于作为图示目的基因运载体的质粒是( ) 解析：由图可知，质粒 B 上无标记基因，不适合作为运载体；质粒 C 和 D 的标记基因上都有限制性内切酶的识别位点。质粒A有标记基因且M unⅠ的切点不在标记基因上。

2021人教版高中生物选修三《基因工程的应用》word教案

2021人教版高中生物选修三《基因工程的应用》word 教案教学建议 1.本节可将教材中提供的实例列表总结,给出具体的转基因生物,指导学生整理教材中提供的信息,填写出相应的目的基因及其来源,增强学生分析、处理信息的能力。 2.将“基因工程的概念与原理”与本节内容一起学习,加强学生对基因工程概念的明白得,通过一个又一个转基因生物实例,能更好明白得“DNA分子水平”“定向改造生物性状”“基因重组”等基因工程这一概念中的关键词。既能学好概念,反过来又能关心学习基因工程的实例。 3.教材中的一些难点,如关于乳腺生物反应器、工程菌、基因治疗等,可适当讲解。关于乳腺生物反应器,其差不多过程与其他转基因动物操作过程相同,不同之处可单独提出,如需要使用乳腺组织中特异表达的启动子。关于工程菌,可结合基因工程操作程序以及微生物生长和代谢的特点,说明用其生产药物的优越性。关于基因治疗,可结合教材中的具体实例归纳出大致治疗过程。参考资料基因治疗 1.基因治疗的定义基因治疗狭义上指用具有正常功能的基因置换或增补患者体内有缺陷的基因,从而达到治疗疾病的目的。而广义上指把某些遗传物质转移到患者体内,使其在体内表达,最终达到治疗某种疾病的方法。 2.基因治疗的分类 (1)基因治疗按基因操作方式分为两类,一类为基因修正和基因置换,立即缺陷基因的专门序列进行矫正,对缺陷基因精确地原位修复,不涉及基因组的其他任何改变。通过同源重组即基因打靶技术将外源正常的基因在特定的部位进行重组,从而使缺陷基因在原位特异性修复。另一类为基因增强和基因失活,是不去除专门基因,而通过导入外源基因使其表达正常产物,从而补偿缺陷基因等的功能;或特异封闭某些基因的翻译或转录,以达到抑制某些专门基因表达的目的。 (2)按靶细胞类型又可分为生殖细胞基因治疗和体细胞基因治疗。广义的生殖细胞基因治疗以精子、卵子和早期胚胎细胞作为治疗对象。由于当前基因治疗技术还不成熟,以及涉及一系列伦理学问题,生殖细胞基因治疗仍属禁区。在现有的条件下,基因治疗仅限于体细胞基因治疗。 3.基因治疗的差不多步骤 (1)目的基因的转移:在基因治疗中迄今所应用的目的基因转移方法可分为两大类:病毒方法和非病毒方法。基因转移的病毒方法中,RNA和DNA病毒都可用作基因转移的载体。常用的有反转录病毒载体和腺病毒载体。转移的差不多过程是将目的基因重组到病毒基因组中,然后让重组病毒感染宿主细胞,以使目的基因能整合到宿主基因组内。非病毒方法有磷酸钙沉淀法、脂质体转染法、显微注射法等。 (2)目的基因的表达:目的基因的表达是基因治疗的关键之一。为此,可运用连锁基因扩增等方法适当提高外源基因在细胞中的拷贝数。在重组病毒上连接启动子或增强子等基因表达的操纵信号,使整合在宿主基因组中的新基因高效表达,产生所需的某种蛋白质。几个重要概念 1.干扰素:是指动物或人体受到病毒侵染后产生的一种糖蛋白,几乎能抗击所有病毒引

生物选修3《现代生物技术》专题复习

生物选修3《现代生物技术》专题复习一、考试说明要求 1 基因工程：⑴基因工程的诞生Ⅰ（2）基因工程的原理及技术Ⅱ（3）基因工程的应用Ⅰ（4）蛋白质工程Ⅰ 2 克隆技术：⑴植物的组织培养Ⅱ（2）动物的细胞培养与体细胞克隆Ⅰ细胞融合Ⅰ单克隆抗体Ⅱ 3胚胎工程：（1）动物胚胎发育的基本过程与胚胎工程的理论基础Ⅰ（2）胚胎干细胞的移植Ⅰ ⑶胚胎工程的应用Ⅰ 4生物技术的安全性和伦理问题：1.转基因生物的安全性Ⅰ（2）生物武器对人类的威胁Ⅰ生物技术中的伦理问题Ⅰ 5生态工程：生态工程的原理Ⅰ生态工程的实例Ⅰ 二.核心概念基因工程植物细胞工程植物体细胞杂交技术动物细胞工程细胞全能性动物细胞培养动物细胞融合核移植单克隆抗体胚胎工程胚胎分割移植专题1基因工程（一）基因工程的基本工具 1.“分子手术刀”——限制性核酸内切酶（限制酶）（1）来源：主要是从原核生物（2）功能：断开磷酸二酯键 2.“分子缝合针”——DNA连接酶 3.“分子运输车”——运载体（1）运载体具备的条件：①能在受体细胞中复制并稳定保存。 ②具有一至多个限制酶切点，供外源DNA片段插入。 ③具有标记基因，供重组DNA的鉴定和选择。（2）最常用的运载体：质粒，（3）其它运载体：噬菌体的衍生物、动植物病毒 (二)基因工程的基本操作程序第一步：目的基因的获取 1.基因文库获取2.人工合成。 3.PCR技术扩增（1）原理：DNA双链复制（2）过程第一步：加热至90～95℃DNA解链；第二步：冷却到55～60℃，引物结合到互补DNA链；第三步：加热至70～75℃，热稳定DNA聚合酶从引物起始互补链的合成。第二步：基因表达载体的构建：组成：目的基因＋启动子＋终止子＋标记基因第三步：将目的基因导入受体细胞：常用的转化方法：将目的基因导入植物细胞：农杆菌转化法，基因枪法和花粉管通道法等。将目的基因导入动物细胞：最常用的方法是显微注射技术。方法的受体细胞多是受精卵。将目的基因导入微生物细胞：感受态细胞法第四步：目的基因的检测和表达⑴分子水平检测： 1.首先要检测转基因生物的染色体DNA上是否插入了目的基因，方法是采用： DNA分子杂交技术。（分子探针：同位素标记的目的基因的单链） 2.其次还要检测目的基因是否转录出了mRNA，方法：用标记的目的基因作探针与mRNA杂交。 3.最后检测目的基因是否翻译成蛋白质。（1）分子水平方法：抗原—抗体杂交(生物中蛋白质与抗体) ⑵个体水平鉴定（性状）：转基因抗虫植物是否出现抗虫性状。（抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等）（三）基因工程的应用 1.植物基因工程：抗虫、抗病、抗逆转基因植物，利用转基因改良植物的品质。 2.动物基因工程：提高动物生长速度、改善畜产品品质、用转基因动物生产药物。 3.基因治疗：把正常的外源基因导入病人体内，使该基因表达产物发挥作用。（四）蛋白质工程的概念蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需求。（基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质）

生物选修3《专题一基因工程》教学设计

专题一 1.1 DNA重组技术的基本工具一、教材分析《DNA重组技术的基本工具》是人教版生物选修三专题一《基因工程》的第一节，本节内容主要是介绍了DNA重组技术的三种基本工具，是学习《基因工程的基本操作程序》的基础和前提。二、教学目标 1．知识目标：（1）简述基础理论研究和技术进步催生了基因工程。（2）简述DNA重组技术所需的三种基本工具。 2．能力目标：运用所学DNA重组技术的知识，模拟制作重组DNA模型。 3．情感、态度和价值观目标：（1）关注基因工程的发展。（2）认同基因工程的诞生和发展离不开理论研究和技术创新。三、教学重点和难点 1、教学重点 DNA重组技术所需的三种基本工具的作用。 2、教学难点基因工程载体需要具备的条件。四、学情分析学生在必修课中已经学习过关于基因工程的基础知识，对于本部分内容已经有了初步了解，所以学习起来应该不会有太大的困难。五、教学方法 1、学案导学：见学案。 2、新授课教学基本环节：预习检查、总结疑惑→情境导入、展示目标→合作探究、精讲点拨→反思总结、当堂检测→发导学案、布置预习六、课前准备 1．学生的学习准备：预习《DNA重组技术的基本工具》，初步把握DNA重组技术所需的三种基本工具的作用。 2．教师的教学准备：多媒体课件制作，课前预习学案，课内探究学案，课后延伸拓展学案。七、课时安排：1课时八、教学过程 (一) 预习检查、总结疑惑。检查学生落实预习情况并了解学生的疑惑，使教学具有针对性。（二）情景导入、展示目标。教师首先提问：（1）我们以前在哪部分学习过基因工程？（必修二从杂交育种到基因工程）（2）回想一下，转基因抗虫棉是怎样培育出来的？经过了哪些主要步骤？（实质是基因工程的基本操作程序：目的基因的获取，基因表达载体的构建，将目的基因导入受体细胞，目的基因的检测与鉴定）从这节课开始，我们将深入学习基因工程，今天我们来学习DNA重组技术的基本工具。我们来看本节课的学习目标。（多媒体展示学习目标，强调重难点）

高二生物选修三基因工程练习题

高二生物选修3基因工程练习题一、单项选择题 1、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．基因工程：DNA→RNA→蛋白质 2、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．CTTAAC，切点在C和T之间 3．在基因工程中，科学家所用的“剪刀”、 “针线”和“载体”分别是指( ) A.大肠杆菌病毒、质粒、DNA连接酶 B.噬菌体、质粒、DNA连接酶 C.限制酶、RNA连接酶、质粒 D.限制酶、DNA连接酶、质粒 4．不属于质粒被选为基因运载体的理由是（） A．能自我复制 B.有多个限制酶切点C．具有标记基因D．它是环状DNA 5．运用现代生物技术育种方法，将抗菜青虫的Bt基因转移到优质油菜中，培育出转基因抗虫的油菜品种，这一品种在生长过程中能产生特异的杀虫蛋白质，对菜青虫有显著抗性，能大大减轻菜青虫对油菜的危害，提高油菜产量，减少农药使用，据以上信息，下列叙述正确的是( ) A、Bt基因的化学成分是蛋白质 B、Bt基因中有菜青虫的遗传物质 C、转基因抗虫油菜能产生杀虫蛋白是由于具有Bt基因 D、转基因抗虫油菜产生的杀虫蛋白是无机物 6．质粒是基因工程中最常用的运载体，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 ⑥环状DNA ⑦能“友好”地“借居”在细菌细胞内 A．①③⑤⑦B．①④⑥C．①③⑥⑦ D．②③⑥⑦ ７．人们常选用的细菌质粒分子往往带有一个抗菌素抗性基因，该抗性基因的主要作用是 A . 提高受体细胞在自然环境中的耐药性 B. 有利于对目的基因是否导入进行检测 C. 增加质粒分子的分子量D．便于与外源基因连接 8．在基因工程中，科学家常用细菌、酵母菌等微生物作为受体细胞，原因是（） A.结构简单，操作方便 B.遗传物质含量少 C. 繁殖速度快 D.性状稳定，变异少9．基因工程的操作步骤：①使目的基因与运载体相结合，②将目的基因导入受体细胞，③检测目的基因的表达是否符合特定性状要求，④提取目的基因，正确的操作顺序是（）A．③②④① B.②④①③C．④①②③D．③④①② 10．基因工程是在DNA分子水平上进行设计施工的，在基因操作的基本步骤中，一定不进行碱基互补配对的步骤是（） A．人工合成基因B．目的基因与运载体结合 C．将目的基因导入受体细胞D．目的基因的检测和表达 11．有关基因工程的成果及应用的说法不正确的是（） ①、用基因工程方法培育的抗虫植物能抗病毒 ②、基因工程在畜牧业上应用的主要目的是培育品质优良的动物 ③、任何一种假单孢杆菌都能分解四种石油成分，所以假单孢杆菌是“超级菌” ④、基因工程在农业上的应用主要是培育高产、稳产、品质优良和具有抗逆性的农作物