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視頻標簽：基因工程及其應用
所屬欄目：高中生物優質課視頻
視頻課題：人教版高中生物必修二《遺傳與進化》第六章第2節《基因工程及其應用》廣東省優課
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人教版高中生物必修二《遺傳與進化》第六章第2節《基因工程及其應用》廣東省優課
第六章第2節 基因工程的原理
【學習目標】 簡述基因工程的原理和基本步驟 【學習重點】基因工程的三個工具和具體操作步驟
【預習案】
1．概念：又叫__________技術或___________技術，是按照人們的意愿，把一種生物的________提取出來，加以___________，然后放到另一種生物的細胞里，________地改造生物的遺傳性狀。
2．基本工具：(1)基因的剪刀：________________（簡稱__________）。(2)基因的針線：________________。(3)基因的運載體：常用的有________、噬菌體和________________等。
3．操作步驟：(1)___________。(2)目的基因與________結合。(3)將目的基因導入__________。(4)目的基因的________________。
4．應用：基因工程主要在________、藥物研制和_________等方面取得了重大成就。如：______________________________________________________________________________________ 【探究案】
情景導入：胰島素做為治療糖尿病的最主要的藥物,其需求量越來越大。科學家利用微生物快速繁殖的特點，將人的胰島素基因轉移到大腸桿菌體內，讓大腸桿菌來產生人的胰島素。假如你作為一名研究者，來培育能產生人胰島素的大腸桿菌，那么你會遇到哪些困難或需要解決哪些問題呢？你認為關鍵的步驟是什么？
一． 基因工程的工具
1. 基因的“剪刀”——限制性核酸內切酶
（1）存在：主要在微生物體內。
（2）特性：一種限制酶只能識別_____________，并在______________切割DNA分子。 （3）切割結果：產生2個帶有_______________的DNA片斷。 【合作探究一】
① EcoRI限制酶能專一識別GAATTC序列，并在G和A之間將這段序列切開,試寫出下列序列受EcoRI
限制酶作用后產生的2個DNA片段
② HindⅢ限制酶能專一識別AAGCTT序列,并在A和A之間將這段序列切開,試寫出下列序列受EcoRI
限制酶作用后產生的2個DNA片段
③ 被EcoRI限制酶和HindⅢ限制酶切斷的2個DNA是否具有相同的黏性末端？限制酶有什么特點？
④ 要獲得目的基因必須要用限制酶切幾個切口？可產生幾個黏性末端？
編制人：許蝶燕 審核人：朱利超 審批人： 組內評價： 教師評價：
2. 基因的運載體
1）作用：將外源基因送入__________的工具。 2）種類：質粒、________和_________等。
質粒：存在于許多__________以及酵母菌等生物中，是細胞染色體外能夠_____的____。 【探究二】
運載體運輸目的基因之前需要先切割運載體（質粒），才能將目的基因拼接上去，那么應該使用什么工具來切割運載體？請分析這樣操作的目的是什么？
3. 基因的“針線”—— DNA連接酶
（1）作用：具有相同（互補）黏性末端的兩個DNA片段黏合后，它縫合DNA分子骨架上__________和__________之間的缺口。 （2）結果：形成___________。 【探究三】
①DNA連接酶可以將具有相同黏性末端的兩個DNA片段縫合。那么它縫合的是兩個DNA片段的什么部位？
②用DNA連接酶將目的基因與運載體兩兩連接時，可能有哪些產物？
二． 基因工程的操作步驟
【合作探究四】
1.如何讓大腸桿菌生產人胰島素？請動手操作，并準確闡述操作步驟。
2. 嫁接了人胰島素基因的工程菌，能大量合成人胰島素。細菌和人是差異非常大的兩種生物，為什么通過基因重組后，細菌能夠合成人體的某些蛋白質呢？
生物必修2 編號4 2016年11月第14周 班級_______組別_____姓名________
3
三．課堂小結
4個步驟、3個工具、2種酶、1個原理
四．課堂檢測
1.判斷題
（1）所有的限制酶都識別GAATTC序列
（2）一種限制酶只能識別一種特定的核苷酸序列 （3）限制酶能識別和切割RNA
（4）DNA連接酶可將黏性末端之間的堿基連接起來
（5）基因工程所用的工具酶有限制酶、DNA連接酶和運載體 （6）基因工程中載體只有質粒
2.圖為DNA分子的某一片段，其中①②③分別表示某種酶的作用部位，則相應的酶依次是
A. DNA連接酶、限制酶、解旋酶 B．限制酶、解旋酶、DNA連接酶 C．解旋酶、限制酶、DNA連接酶 D．限制酶、DNA連接酶、解旋酶 3.基因工程基本操作流程如下圖，請據圖分析回答。
（1）圖中A是________；在基因工程中，①需要在_______酶的作用下才能完成剪接過程。基因的針線是 ；質粒作為運載體，其基本組成單位是 。
（2）在下圖基因工程的操作過程中，遵循堿基互補配對原則的步驟有______________。（用圖中序號表示）
（3）從分子水平分析不同種生物之間的基因移植成功的主要原因是____________，這也說明了不同生物共用一套___________。 學習反思：
編制人：許蝶燕 審核人：朱利超 審批人： 組內評價： 教師評價：
【練習案】
1.有關基因工程的敘述，正確的是：（）
A.基因工程所用的工具酶是限制酶、連接酶和運載體 B．所有的限制酶都只能識別同一種特定的核苷酸序列 C．選用細菌作為重組質粒的受體細胞是因為細菌繁殖快 D．只要目的基因進入了受體細胞就能成功實現表達 2.圖中a、b、c、d代表的結構和物質的描述。正確的是
A. a為質粒RNA B．b為限制酶 C．c為RNA聚合酶 D．d為標記基因 3.下列有關DNA連接酶的敘述，正確的是（ ）
A.催化相同黏性末端的DNA片段之間的連接 B.催化不同黏性末端的DNA片段之間的連接 C.催化兩個黏性末端互補堿基間氫鍵的形成 D.在基因工程操作中，可用DNA聚合酶代替DNA連接酶 4.要使目的基因和相應的運載體重組，所需的兩種酶是（） ①限制酶②連接酶③解旋酶④還原酶
A．①② B．③④ C．①④ D．②③
5.如圖為DNA 分子在不同酶的作用下所發生的變化,圖中依次表示限制性核酸內切酶、DNA 聚合酶、DNA 連接酶、解旋酶作用的是( )
A.①②③④ B.①②④③ C.①④②③ D.①④③②
6.酵母菌的維生物、蛋白質含量高，可用來生產食品和藥物品和藥品等。科學家將大麥細胞的LTP1基因植入啤酒酵母菌中，獲得的啤酒酵母菌種可產生LTP1蛋白，并釀出泡沫豐富的啤酒。基本的操作過程如下：
(1)圖中①—③過程中分別是：①是_____________________;②是______________________________；③是_____________________________________________。
(2)本操作中為了將LTP1基因導入酵母菌細胞內，所用的載體是_________。
(3)要使載體與LTP1基因連接，首先應使用_________進行切割。切割完成后，采用_________酶將載體與LTP1基因連接。
(4)有C進入的酵母菌分別在含有青霉素、四環素的兩種選擇培養基上的生長情況是______________ _____________________________________________________________________________________。 (5)除了看啤酒泡沫豐富度外，還可以怎樣檢測LTP1基因在啤酒酵母菌中的表達?_________________ ________________________________________________________________________________。 (6)該技術定向改變了酵母菌的性狀，這在可遺傳變異的來源中屬于_________。
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