陜西省南鄭中學(xué)高中生物 6.2基因工程及其應(yīng)用（第2課時(shí)）教案B 新人教版必修2(1).doc

陜西省南鄭中學(xué)2014高中生物 6.2基因工程及其應(yīng)用（第2課時(shí)）教案b 新人教版必修2（二）基因工程的應(yīng)用基因工程自1973年誕生后，由于基因工程技術(shù)具有可以直接控制基因，將基因從一個(gè)物種轉(zhuǎn)移至另一個(gè)物種，創(chuàng)造出新的物種或新的品種的顯著特點(diǎn)。也就是說(shuō)，可按照人們的主觀愿望，創(chuàng)造出自然界中原先并不存在的新的生物類(lèi)型，使人類(lèi)從單純地認(rèn)識(shí)生物和利用生物的傳統(tǒng)模式跳躍到隨心所欲改造生物和創(chuàng)造生物的新時(shí)代。經(jīng)過(guò)30多年的發(fā)展歷程，取得了驚人的成績(jī)，特別是近10年來(lái)，基因工程的發(fā)展更是突飛猛進(jìn)?；蜣D(zhuǎn)移、基因擴(kuò)增技術(shù)的應(yīng)用，不僅使生命科學(xué)的研究發(fā)生了前所未有的變化，而且在實(shí)際應(yīng)用領(lǐng)域中，為農(nóng)牧業(yè)、食品工業(yè)、醫(yī)藥衛(wèi)生、環(huán)境保護(hù)等方面開(kāi)拓了廣闊的發(fā)展前景。1基因工程與作物育種（1）基因工程在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用基因工程在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用主要表現(xiàn)在兩方面： 過(guò)基因工程技術(shù)獲得高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)和具有優(yōu)良品質(zhì)的農(nóng)作物。用基因工程的方法可培育出具有各種抗逆性的作物新品種?，F(xiàn)在已培育出一批分別具有抗病、抗蟲(chóng)、抗除草劑、抗鹽堿、抗病毒、抗干旱等性狀的轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物。1996至2000年的短短五年，全球轉(zhuǎn)基因作物從170104hm2發(fā)展到4420104hm2，其推廣速度是前所未有的（2）基因工程在畜牧養(yǎng)殖業(yè)的應(yīng)用2基因工程與藥物研制基因工程在醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域的應(yīng)用主要可概括為兩個(gè)方面：（1） 用于生產(chǎn)基因工程藥品所謂基因工程藥物就是先確定對(duì)某種疾病有預(yù)防和治療作用的蛋白質(zhì)，然后將控制該蛋白質(zhì)合成過(guò)程的基因取出來(lái)，經(jīng)過(guò)一系列基因操作，最后將該基因放入可以大量生產(chǎn)的受體細(xì)胞中去，這些受體細(xì)胞包括細(xì)菌、酵母菌、動(dòng)物或動(dòng)物細(xì)胞、植物或植物細(xì)胞，在受體細(xì)胞不斷繁殖過(guò)程中，大規(guī)模生產(chǎn)具有預(yù)防和治療這些疾病的蛋白質(zhì)，即基因疫苗或藥物?；蚬こ痰姆椒ㄓ捎诓皇茉系南拗疲梢愿咝实纳a(chǎn)出各種高質(zhì)量、低成本的藥物，如胰島素、抗生素等。（2）用于基因診斷和基因治療基因診斷（展示dna分子雜交過(guò)程的動(dòng)畫(huà)效果）基因診斷：運(yùn)用基因分析對(duì)疾病作出診斷的方法，是遺傳病最準(zhǔn)確的診斷手段，也是一種威力強(qiáng)大的高新技術(shù)。傳統(tǒng)診斷方法是通過(guò)表現(xiàn)型來(lái)推測(cè)基因型，而基因診斷是從基因著手來(lái)推斷表現(xiàn)型，即繞過(guò)基因產(chǎn)物，通過(guò)直接探查基因進(jìn)行診斷，不受細(xì)胞類(lèi)型和發(fā)病年齡的限制，可用于一切遺傳病的診斷?；蛟\斷也稱(chēng)為dna診斷或基因探針技術(shù)，即在dna水平分析檢測(cè)某一基因，從而對(duì)特定的疾病進(jìn)行診斷。用放射性同位素（如p）、熒光分子等標(biāo)記的dna分子做探針，利用dna分子雜交原理，鑒定被檢測(cè)標(biāo)本上的遺傳信息，達(dá)到檢測(cè)疾病的目的。癌細(xì)胞的病變過(guò)程，主要是由于基因調(diào)節(jié)控制失靈，通過(guò)基因診斷，將發(fā)生紊亂的基因加以修復(fù)，有希望根治癌癥。半乳糖血癥是一種先天性糖代謝缺陷癥，通過(guò)基因診斷，發(fā)現(xiàn)病人缺少一個(gè)合成半乳糖轉(zhuǎn)移酶的基因。若把半乳糖轉(zhuǎn)移酶的基因轉(zhuǎn)入缺乏這種基因的人體中，治療這種先天性疾病將成為可能。基因診斷已用于鐮刀型紅細(xì)胞貧血癥的診斷；對(duì)腸道病毒、皰疹病毒、腺病毒、肝炎病毒等引起的疾病，基因診斷技術(shù)已用于臨床實(shí)踐。 基因治療 基因治療，顧名思義，是指在基因水平上對(duì)人類(lèi)疾病進(jìn)行治療。具體地說(shuō)，它是利用基因轉(zhuǎn)移或基因調(diào)控的手段，將正?；蜣D(zhuǎn)入疾病患者機(jī)體細(xì)胞內(nèi)，取代致病的突變基因，表達(dá)所缺乏的基因產(chǎn)物?；蛘呤峭ㄟ^(guò)基因調(diào)控的手段，有目的地抑制異?；虮磉_(dá)或重新開(kāi)啟已關(guān)閉的基因，達(dá)到治療遺傳病、腫瘤、艾滋病、心血管等疾病的目的。3基因工程與環(huán)境保護(hù)基因工程應(yīng)用于環(huán)保，一方面基因工程方法可用于環(huán)境監(jiān)測(cè)。據(jù)報(bào)道，用dna探針可以檢測(cè)飲用水病毒的含量。具體方法：用一個(gè)特定的dna片段制成探針，與被測(cè)的病毒dna雜交，從而把病毒檢測(cè)出來(lái)。與傳統(tǒng)方法相比具有快速、靈敏的特點(diǎn)。傳統(tǒng)的檢測(cè)一次，需幾天或幾個(gè)星期的時(shí)間，精確度不高，而用dna探針只需一天。據(jù)報(bào)道，能從1t水中檢測(cè)出 10個(gè)病毒來(lái)，精確度大大提高?；蚬こ踢€可用于凈化環(huán)境。隨著石油工業(yè)的迅速發(fā)展，石油這種含有多種烴類(lèi)的物質(zhì)對(duì)環(huán)境造成很大的污染。自然界中，假單胞桿菌的細(xì)菌能夠分解石油，但是，每一種假單胞桿菌只能分解石油中的某一種成分。1975年，科學(xué)家用基因工程的方法，創(chuàng)造出了能同時(shí)分解四種烴類(lèi)的“超級(jí)細(xì)菌”。（三）轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因食品的安全性當(dāng)人類(lèi)擁有了改造生物、創(chuàng)造生物的能力時(shí)，也感到了不安和困惑。人類(lèi)創(chuàng)造的轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因食品是否會(huì)危害整個(gè)生物圈，甚至人類(lèi)自身。1998年英國(guó)的研究人員普斯陶伊通過(guò)新聞媒體向人展示了他的研究成果：實(shí)驗(yàn)鼠在食用轉(zhuǎn)基因土豆十天后，其腎、脾和消化道都出現(xiàn)了不同程度的損傷。你們?cè)鯓涌创D(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因食品的安全性呢？資料分析：轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因食品的安全性教師引導(dǎo)學(xué)生閱讀教科書(shū)p105的內(nèi)容，對(duì)教科書(shū)p105資料分析中的兩種觀點(diǎn)進(jìn)行思考、討論，找出支持某一觀點(diǎn)的有力論據(jù)。在討論的基礎(chǔ)上，協(xié)商或小組指派某個(gè)角色，安排角色扮演活動(dòng)。站在所扮演角色的立場(chǎng)上，收集證據(jù)，按規(guī)定程序陳述。強(qiáng)調(diào)：支持某一觀點(diǎn)的論據(jù)要充分，要注意科學(xué)性、客觀性和邏輯性。小結(jié)：展望21世紀(jì)，將是基因工程迅速發(fā)展和日臻完善的世紀(jì)，它將為人類(lèi)帶來(lái)巨大的效益，人們不光在基因工程的技術(shù)上取得突破，還將加速其產(chǎn)業(yè)化的進(jìn)程?；蚬こ虒⒃谌祟?lèi)生活的方方面面發(fā)揮它舉足輕重的作用。三、例題操練例1：上海醫(yī)學(xué)遺傳研究所成功培育出第一頭攜帶白蛋白的轉(zhuǎn)基因牛，他們還研究出一種可大大提高基因表達(dá)水平的新方法，使轉(zhuǎn)基因動(dòng)物乳汁中的藥物蛋白含量提高30多倍?！稗D(zhuǎn)基因動(dòng)物”是指（）a提供基因的動(dòng)物b基因組中增加外源基因的動(dòng)物c能產(chǎn)生白蛋白的動(dòng)物d能表達(dá)基因信息的動(dòng)物解析：提供基因的動(dòng)物是一個(gè)正常的動(dòng)物，而不是轉(zhuǎn)基因工程的產(chǎn)物，也含有白蛋白基因，因此能產(chǎn)生白蛋白，在產(chǎn)生白蛋白過(guò)程中必然能夠完成該基因的信息表達(dá)，因此a、c、d三個(gè)選項(xiàng)均是錯(cuò)誤的。轉(zhuǎn)基因動(dòng)物指的就是在其基因組中含有外源基因的動(dòng)物。答案：b 例2：要使目的基因與對(duì)應(yīng)的載體重組，所需的兩種酶是（）限制酶連接酶解旋酶還原酶解析：a、b、d選項(xiàng)中的藥物都是通過(guò)基因工程實(shí)現(xiàn)了外源基因在異體表達(dá)而獲得的，c項(xiàng)中的青霉菌合成青霉素是自身基因表達(dá)的結(jié)果。答案：c 例4：dna整合到細(xì)胞染色體中的過(guò)程，屬于（）a基因突變b基因重組c基因互換d染色體變異解析：dna整合到細(xì)胞染色體中的過(guò)程就是利用基因工程技術(shù)完成的，該dna與細(xì)胞內(nèi)染色體上的dna發(fā)生了重新組合的現(xiàn)象，屬于廣義的基因重組。答案：b 例5：基因工程是在dna水平上進(jìn)行設(shè)計(jì)施工的。在基因操作的基本步驟中，不進(jìn)行堿基互補(bǔ)的步驟的是（）a目的基因與運(yùn)載體結(jié)合 b將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞c目的基因的檢測(cè)d目的基因的表達(dá)解析：在基因工程操作的4個(gè)基本步驟中，形成重組dna分子以及目的基因檢測(cè)和表達(dá)過(guò)程，均存在堿基互補(bǔ)配對(duì)，只有目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞不需要堿基互補(bǔ)配對(duì)。答案：b 例6：下列有關(guān)質(zhì)粒的敘述，正確的是（）a質(zhì)粒是廣泛存在于細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)的一種顆粒狀細(xì)胞器b質(zhì)粒是僅存于細(xì)菌細(xì)胞中能自我復(fù)制的小型環(huán)狀dna分子c質(zhì)粒在侵入宿主細(xì)胞后能夠自主復(fù)制d質(zhì)粒的復(fù)制過(guò)程一定是在宿主細(xì)胞外獨(dú)立地進(jìn)行解析：質(zhì)粒存在于許多細(xì)菌以及酵母菌等生物中，是細(xì)胞染色體外能夠自主復(fù)制的很小的環(huán)狀dna分子，能夠在宿主細(xì)胞中自主復(fù)制并得以表達(dá)。答案：c例7：為了培育節(jié)水高產(chǎn)品種，科學(xué)家將大麥中與抗旱節(jié)水有關(guān)的基因?qū)胄←?，得到轉(zhuǎn)基因小麥，其水分利用率提高了20%。這項(xiàng)技術(shù)的遺傳學(xué)原理是（）a基因突變b基因重組c基因復(fù)制d基因分離解析：本題考查學(xué)生對(duì)生物變異原理的理解。應(yīng)用重組dna技術(shù)，人們可以把某個(gè)目的基因，通過(guò)載體送入生物細(xì)胞中，并且使新的基因在細(xì)胞中正確表達(dá)，從而達(dá)到定向改變生物性狀的目的。這項(xiàng)技術(shù)的遺傳學(xué)原理是基因重組。除了轉(zhuǎn)基因技術(shù)外，利用雜交育種或誘變育種的手段也能培育新品種。答案：b例8：下圖縱軸表示青霉菌的菌株數(shù)，橫軸表示青霉菌產(chǎn)生的青霉素產(chǎn)量，曲線a表示使用誘變劑前菌株數(shù)與產(chǎn)量之間的變化，曲線b、c、d表示使用不同劑量的誘變劑后菌株數(shù)與產(chǎn)量之間的變化。請(qǐng)根據(jù)圖完成下列問(wèn)題：（1）曲線b和a相比，說(shuō)明了_。（2）b、c、d 3條曲線比較，說(shuō)明了_。（3）比較b、c、d 3條曲線的變化，最符合人們要求的菌株是_，從中我們可得到什么啟示？解析：（1）分析曲線對(duì)于a與b的菌株數(shù)最高值，可以看出誘變后少量的菌株就可以產(chǎn)生等量的青霉素，所以說(shuō)基因突變提高了青霉素的產(chǎn)量。（2）b、c、d相比較可以看出，用不同劑量的誘變劑可以使青霉菌向不同的方向突變，從而使產(chǎn)量出現(xiàn)很大的差異，這就體現(xiàn)了基因突變的不定向性。（3）符合人們要求的菌株是d，因?yàn)樵谕瑯佣嗟木甑那闆r下，d的產(chǎn)量是最多的。答案：（1）誘變劑可以引起青霉菌發(fā)生基因突變，使青霉素的產(chǎn)量提高（2）基因突變具有不定向性（3）d曲線對(duì)應(yīng)的青霉素株人們可以通過(guò)反復(fù)誘變，不斷地從誘變產(chǎn)生的突變中篩選出高產(chǎn)菌株，從而提高青霉素的產(chǎn)量。四、作業(yè)教材p106“練習(xí)”一、二。提示：基礎(chǔ)題1基因工程的操作通常包括以下4步：（1）獲得目的基因（外源基因）；（2）目的基因與運(yùn)載體結(jié)合，形成重組dna分子；（3）將重組dna分子導(dǎo)人受體細(xì)胞；（4）目的基因的檢測(cè)與表達(dá)。2atctcgagactgattggcc