3.2 基因突变和基因重组（4） 教学设计-高一生物必修二同步教学（苏教版）

第三章 生物的变异 第二节 基因突变和基因重组 第4课时 基因突变和基因重组（4） 一、教学目标： 理解生物变异在育种上的应用，了解基因工程原理关注转基因生物的安全性。 二、教学重点： 基因突变和基因重组是生物变异的重要来源。 三、教学难点： 理解基因突变特征和原因以及基因重组及意义。 四、课时安排：1 五、教学过程： 【自主梳理】 一、基因工程及其应用 1.概念 2.原理 基因重组 3.基因工程的基本工具 （1）.基因的“剪刀” ——（限制性内切酶） 限制性内切酶能够对DNA分子进行切割，它具有专一性和特异性。即一种内切酶只对DNA分子内特定的碱基序列中的特定位点发生作用，把它切开。 （2.）基因的“针线” ——（DNA连接酶） 能够将限制酶切开的黏性末端连接起来，从而使两个DNA片段连接起来。 注：限制酶与连接酶作用的位点都是磷酸二酯键 （3）.基因的运载体：作用：将外源基因送入受体细胞 种类：质粒、噬菌体和动物病毒。其中质粒是 基因工程中最常用的运载体，最常用的质粒是大肠杆菌的质粒。 特点：是细胞染色体外能自主复制的很小的环状DNA 分子，存在于许多细菌及酵母菌等生物中。 条件： (1)能在宿主细胞内复制并稳定保存，并对宿主细胞正常生活没有影响； (2)具有多个限制酶切点，便于与外源基因连接 (3) 具有某些标记基因，便于目的基因检测 基因工程的别名 基因拼接技术或DNA重组技术 操作环境 生物体外 操作对象 基因 操作水平 DNA分子水平 操作工具 基因的剪刀、针线、运载体 基本过程 剪刀→拼接→导入→表达 结果 人类需要的基因产物 ( 提取目的基因 途径：直接分离基因或人工合成基因 目的基因与运载体结合 将目的基因导入受体细胞 目的基因的检测和表达 用 同一种 限制酶处理目的基因和 运载体，借助 DNA 连接酶使目的基因和运载体结合形成重组 DNA 重组 DNA 导入受体细胞 根据标记基因判断目的基因导入与否 根据受体细胞特定的性状判断目的基因表达与否 )4.基因工程的基本步骤 【课堂小结】见以上的基因工程的步骤。 【作业布置】 （一）基础题 1．简述基因工程操作的几个步骤。 2．假如用限制性内切酶EcoRI处理以下的DNA序列，会产生几个片段?请先写出下面的 DNA序列的互补链，然后标出酶切位点。 3．将外源基因导入受体细胞时，常用的运载体有哪些? （二）拓展题 1．细菌和人是差异非常大的两种生物，为什么通过基因重组后，细菌能够合成人体的某些蛋白质呢? 2．如果你是一个生产基因工程产品的农场的经营者，你将如何向客户解释你的产品，并让他们放心地购买你的产品呢? 3．设计并制作一则关于转基因作物和转基因食品安全性的公益广告，形式不限。 基础题：1．基因工程的操作通常包括以下4步：(1)获得目的基因(外源基因)；(2)目的基因与运载体结合，形成重组DNA分子；(3)将重组DNA分子导人受体细胞；(4)目的基因的检测与表达。 3．常用的运载体有质粒、噬菌体、农杆菌、动植物病毒等。 拓展题 1．提示：这是因为在基因水平上，人和细菌的遗传机制是一致的。细菌和人的遗传物质都是DNA，都使用同一套遗传密码子，都遵循中心法则。因此，通过基因重组，细菌能够合成人体的某些蛋白质。 2．提示：例如，可以向客户说明农场具备相应的安全检测设施和措施，已经领取了农业转基因生物安全证书，产品中所含有的成分都是自然界天然存在的物质，产品经过试用表明对人体无害等。 3．提示：例如，“转基因土豆--肝炎患者的希望!!”等。 三、自我检测 （一）概念检测 连线题 1．基因工程中剪切基因的工具 A．细菌在发酵罐内发酵 2．人工诱变常用的处理手段 B．限制性内切酶 3．基因工程中拼接基因的工具 C．辐射 4．杂交育种利用 D．基因的自由组合原理 5．搬运目的基因的运载工具 E．DNA连接酶 6．大量表达目的基因常用的手段 F．细菌质粒或噬菌体 判断题 1．将两匹奔跑速度快、耐力持久的种马交配，所生小马一定能继承“双亲”的特征，不仅跑得快，而且耐力持久。 ( ) 2．选择育种是一种古老的育种方法，它的局限性在于进展缓慢，可选择的范围有限。 ( ) 3．人工诱变是创造动植物新品种和微生物新类型的重要方法，它突出的优点是可以提高突变率，加速育种工作的进程。 ( ) 4．对于基因工程或分子生物学实验室向外排放转基因细菌等必须严加管制。 ( ) 画概念图 画出基因工程操作的常规方法