人教課標(biāo)實驗版-遺傳與進(jìn)化-從雜交育種到基因工程-第２節(jié)基因工程及其應(yīng)用全國優(yōu)質(zhì)課一等獎

《基因工程及其應(yīng)用》學(xué)案一、課標(biāo)解讀簡述基因工程的原理和應(yīng)用，關(guān)注轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因食品的安全性。（一）知識網(wǎng)絡(luò)體系概念按照人類的意愿把一種生物的某種基因提取出來，加以修飾改造，然后放到另一種生物的細(xì)胞里，定向地改造生物的遺傳性狀。基因工程原理基因剪刀限制性核酸內(nèi)切酶工具基因針線DNA連接酶基因的運載體質(zhì)粒、噬菌體和動植物病毒提取目的基因操作步驟目的基因與運載體結(jié)合將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞目的基因的表達(dá)和檢測作物育種基因工程的應(yīng)用藥物研制轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因食品的安全性。（二）重難點歸納重點：基因工程操作的工具和基本步驟?；蚬こ淘卺t(yī)藥衛(wèi)生方面的重要作用?；蚬こ淘谵r(nóng)牧業(yè)方面取得的成果及前景。難點：基因操作的工具和基本步驟。復(fù)習(xí)策略：深入理解基因工程的概念，結(jié)合圖形掌握基因工程操作的工具和基本步驟。并和實際應(yīng)用聯(lián)系起來，進(jìn)一步鞏固有關(guān)知識。二、經(jīng)典例題例題1在現(xiàn)代發(fā)酵工程中，利用下列哪一項技術(shù)，有目的地改造原有的菌種并且提高其產(chǎn)量（）A．細(xì)胞融合 B．誘變育種 C．克隆 D．DNA重組技術(shù)解析基因工程即DNA重組技術(shù)是指按照人類的愿望，將不同生物的遺傳物質(zhì)在體外人工剪切并和載體重組后轉(zhuǎn)入細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行擴增，并表達(dá)產(chǎn)生所需蛋白質(zhì)的技術(shù)。基因工程能夠打破種屬的界限，在基因水平上改變生物遺傳性，并通過工程化為人類提供有用產(chǎn)品及服務(wù)。答案D例題2要使目的基因與對應(yīng)的載體重組，所需的兩種酶是（）①限制酶②連接酶③解旋酶④還原酶A．①②B．③④C．①④D．②③解析用選定的限制性內(nèi)切酶同時切割運載體和目的基因，才能各自產(chǎn)生相同的粘性末端，它們通過堿基互補配對交錯相接。留下的缺口是在DNA連接酶的作用下封閉而形成一個完整的DNA分子，目的基因即被插入到運載體中。B、C、D都不對，因DNA重組不需解旋酶和還原酶。答案：A例題3（2004天津模擬）下列關(guān)于生物工程相關(guān)知識的敘述，正確的是（）A.在基因工程操作中為了獲得重組質(zhì)粒，必須用相同的限制性內(nèi)切酶，露出的黏性末端可以不相同B.若要生產(chǎn)轉(zhuǎn)基因抗病水稻，可將目的基因先導(dǎo)入到大腸桿菌中，再轉(zhuǎn)入水稻細(xì)胞中C.植物體細(xì)胞雜交，能克服遠(yuǎn)源雜交不親和的障礙，培育出的新品種一定不是單倍體D.基因治療主要是對具有缺陷的體細(xì)胞進(jìn)行全面修復(fù)解析相同的限制性內(nèi)切酶，切出的黏性末端肯定相同，生產(chǎn)轉(zhuǎn)基因抗病水稻是直接將目的基因?qū)胨炯?xì)胞中?；蛑委熓前呀】档耐庠椿?qū)胗谢蛉毕莸募?xì)胞中，達(dá)到治療疾病的目的。答案C例題4(2003上海）艾滋病病毒（HIV）是一種球形的RNA病毒，HIV侵染T淋巴細(xì)胞并繁殖新一代病毒的過程示意圖，如右圖所示。請回答下列問題：（1）圖中①表示病毒正侵染淋巴細(xì)胞。進(jìn)入寄主細(xì)胞的是病毒的。（2）遺傳學(xué)上將過程②稱為。（3）③和④的信息傳遞過程分別稱為。（4）HIV有Ⅰ和Ⅱ兩種類型，其中Ⅰ型又有7個亞型，Ⅰ型的基因組中4個主要基因的變異率最高可達(dá)22％。多達(dá)100種左右的HIV變異株是目前研制疫苗的主要困難，因此切斷傳播途徑是惟一行之有效的預(yù)防措施，HIV眾多變異類型是的結(jié)果，這種變異的特點與一般生物的不同之處是，其原因是。（5）2002年12月1日是國際第15個日。（6）據(jù)最近研究認(rèn)為，引起“嚴(yán)重急性呼吸系統(tǒng)綜合癥”（SARS）的病原體可能是。它和HIV一樣，遺傳信息的傳遞是按照的規(guī)律進(jìn)行的（可以用簡圖表達(dá)）。解析（1）對于病毒而言，其組成的化學(xué)成分為蛋白質(zhì)和核酸（DNA或RNA），核酸是它的遺傳物質(zhì)，位于病毒粒子的中心，蛋白質(zhì)構(gòu)成病毒粒子的外殼。病毒侵染細(xì)胞時，將其遺傳物質(zhì)注入細(xì)胞內(nèi)部，從而產(chǎn)生與它相同的后代。艾滋病病毒是一種RNA病毒，RNA是它的遺傳物質(zhì)。（2）由于某些RNA病毒體內(nèi)含有逆轉(zhuǎn)錄酶，在被其感染的細(xì)胞中，出現(xiàn)以病毒RNA為模板合成DNA的現(xiàn)象，叫逆轉(zhuǎn)錄。（3）細(xì)胞內(nèi)生物大分子間遺傳信息的傳遞是有規(guī)律的，即中心法則。圖示的③過程表示遺傳信息從雙螺旋的DNA到單鏈的RNA的轉(zhuǎn)錄過程。圖示的④過程表示由RNA決定蛋白質(zhì)外殼合成的翻譯過程。（4）基因突變是產(chǎn)生新基因的根本來源，能使生物的性狀出現(xiàn)差別。HIV眾多變異類型是基因突變的結(jié)果。大部分生物的遺傳物質(zhì)是DNA，雙螺旋結(jié)構(gòu)使其分子具有相對的穩(wěn)定性，因而對于某一物種而言，發(fā)生基因突變的頻率較低，且突變具有不定向性，有害的變異較多，一般不利于生物的生存。而艾滋病病毒I型的基因組中4個主要基因的變異頻率最高可達(dá)22％，其變異頻率較高，存在的多達(dá)100種左右的HIV變異株說明突變的多方向性。這同HIV的遺傳物質(zhì)是RNA有著密切的關(guān)系，RNA為單鏈結(jié)構(gòu)，其分子中的堿基易受到外界環(huán)境因素的影響，導(dǎo)致遺傳信息發(fā)生改變，使HIV產(chǎn)生多種變