人教版高中生物选修三4.1转基因生物的安全性学案。
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4.1 转基因生物的安全性
1.关注转基因生物的安全性问题，认同对生物技术安全性问题讨论的必要性。
2.举例说出对转基因生物安全性问题的不同观点及论据。
3.形成对待转基因生物安全性问题的理性、求实的态度。
一、转基因成果令人叹为观止
1.转基因微生物方面
(1)制造出具有重要经济价值的各种，如清除石油污染的。
(2)使用的微生物生产稀缺的生化药物，即。
2．转基因动物方面
(1)在培育生长迅速、的转基因家畜、家禽方面不断取得辉煌成就，如转基因牛、猪、鸡、鲤鱼、鲫鱼等。
(2)科学家把转基因动物变成，让它们的奶中富含某种营养物质、或人类所需的。
3．转基因植物方面
(1)成果：目前，科学家已经培育出了大批具有抗虫、、抗除草剂、等全新性状的农作物。
(2)推广国家及品种：全球种植转基因农作物的国家已经达到20多个，种植面积较大的国家有美国、阿根廷、巴西、加拿大、印度和，种植的转基因植物中以大豆和玉米最多，其次是转基因和油菜。
二、对转基因生物安全性的争论
1.引发人们对转基因生物安全性激烈争论的原因
(1)科学发展水平的限制，目前科学家对、以及等都了解得相当有限。
(2)转移的基因虽然是功能已知的基因，但不少却是异种生物的基因。
(3)外源基因插入宿主基因组的部位往往是的。
2．引发了人们在、和三个方面的激烈争论。
3．实质性等同
在转基因农作物中，只要某些没有发生改变，就可以认为与天然品种“”。
三、理性看待转基因技术
1.面对转基因技术的利弊，正确的做法应该是，而不能因噎废食。
2．1993年，中国制定了《基因工程安全管理办法》。为了维护消费者对转基因产品的和
，2002年，我国农业部又颁布了《农业转基因生物标识管理办法》。
思考交流
1．假如外源基因是转移到农作物的叶绿体DNA上的，能通过花粉传播吗？为什么？
2．为什么转基因食物可能会出现滞后效应？
正误判断
1．通过转基因生产药物只是转基因微生物方面的应用。()
2．生物反应器是能生产人类所需的特定蛋白质的动物，包括乳腺生物反应器和膀胱生物反应器。()
3．转基因生物引发了人们在食物安全、生物安全、环境安全等方面的激烈争论。()
4．理性看待转基因技术，就是听之任之，不管不问。()
一、转基因生物与生物安全的两种观点
观点引起生物安全问题不引起生物安全问题
论据①可能变成野生种类或杂草
②可能重组出新的有害病原体
③有可能形成用除草剂除不去的“超级杂草”
④可能成为“入侵的外来物种”①进入非种植区生命力很差
②存在生殖隔离，难与其他植物杂交
③花粉的传播距离和存活时间有限
④新性状的表现必须具有一定水、肥等条件以及配套的种植技术
例1棉铃虫是一种严重危害棉花的害虫。我国科学家发现一种生活在棉铃虫消化道内的苏云金芽孢杆菌能分泌一种毒蛋白使棉铃虫致死，而此毒蛋白对人畜无害。通过基因工程的方法，我国已将该毒蛋白基因移入棉株细胞内并实现成功表达。由于棉铃虫吃了这种转基因棉花的植株后就会死亡，所以该棉花新品种在1998年推广后，已取得了很好的经济效益。请根据上述材料回答下列问题。
(1)该项科学成果在环境保护上的重要作用是__________________________________________________________。
(2)题中“毒蛋白基因移入棉株细胞内并实现成功表达”中的“成功表达”含义是指____________________________________________________________。
(3)与杂交育种、诱变育种相比，通过基因工程培育新品种的主要优点是_____________________
________________________________________________________________________。
(4)在培育“转基因抗虫棉”的基因操作中，所用的基因的“剪刀”是______________________，基因的“缝合针线”是____________，基因的“运载工具”是________。
(5)转基因技术有利有弊，请各举一例加以说明。
有利方面：________________________________________________________________________；
有害方面：________________________________________________________________________。
(1)减少了农药对环境的污染，保护了生态环境
(2)毒蛋白基因在棉花细胞内经过转录和翻译合成了毒蛋白
(3)目的性强，育种周期短，克服了远缘杂交不亲和的障碍
(4)限制性核酸内切酶 DNA连接酶 质粒
(5)用于疾病的诊断和治疗，用于培育优良动、植物新品种等 不利于环境保护，可能引起环境问题、食物安全性问题、生物安全性问题等
二、理性看待转基因技术
为什么说生物技术是一把双刃剑？如何理性看待生物技术？
例2 害虫损伤番茄的叶片后，组成叶片细胞的细胞壁能释放出一种类激素物质，这种物质可以扩散到番茄的其他部位，诱导细胞内蛋白酶抑制剂基因表达，合成蛋白酶抑制剂，导致害虫不能消化食物而死亡。科学家利用转基因技术把番茄的蛋白酶抑制剂基因转移到玉米中，使玉米获得了与番茄相似的抗虫性状，有效抵御了玉米螟对玉米的危害。
请结合上面的材料回答：
(1)转移了番茄蛋白酶抑制剂基因的玉米合成番茄蛋白酶抑制剂的具体部位是________，合成的化合物还需要在________________________中加工才具有生物活性。
(2)这种抗玉米螟玉米品种的培育技术属于________技术，这种变异在生物学上称为________。
(3)在种植了这种转基因玉米的农田中的杂草是否也会出现抗玉米螟性状？原因是什么？
(4)抗玉米螟玉米具有显著的生态效应。你认为种植该玉米的农田是否还需要进行防虫管理？理由是什么？
(5)有人对食用该玉米的安全性表示担忧，你认为这种担忧有无道理？请简要说明理由。
(1)核糖体 内质网和高尔基体 (2)转基因 基因重组 (3)(答案不唯一)不会。不同物种之间存在生殖隔离，玉米的花粉不能传递给杂草。(或会。蛋白酶抑制剂基因通过玉米的花粉传递给杂草，使杂草获得抗虫基因，从而表现出抗虫性状。) (4)需要。转基因玉米能够抵抗玉米螟，但不一定能抵抗其他玉米害虫。 (5)(答案不唯一)有道理。这种玉米的子粒可能含有蛋白酶抑制剂，人食用后可能抑制人体蛋白酶的活性，影响人体健康。(或没有道理。人蛋白酶与玉米螟蛋白酶结构不同，玉米中的蛋白酶抑制剂对人体蛋白酶无影响。)
课堂达标
1．下列不是转基因成果的是()
A．清除石油污染的假单胞杆菌B．高产青霉素菌株
C．转基因抗虫棉D．巨型小鼠
2．下列哪项支持转基因生物会引发生物安全性问题()
A．生殖隔离使转基因植物与其他植物很难杂交
B．花粉的传播距离有限，不会引起生物安全
C．植物花粉存活时间有限，不会散失到其他环境，威胁其他生物
D．转基因生物有可能像“入侵的外来物种”
3．抗逆转基因作物的培育与推广给社会带来的巨大效益是()
①在一定程度上使作物摆脱了土壤和气候条件的限制
②减少化学农药对环境的污染和人畜的危害
③减少了化肥的制造和使用量，有利于环境保护
④使得作物在不良环境下更好地生长，提高产量
A．①②③ B．①②④C．①③④D．②③④
4．为了防止转基因作物的目的基因通过花粉转移到自然界中的其他植物，科学家设法将目的基因整合到受体细胞的叶绿体基因组中。其原因是()
A．叶绿体基因组不会进入到生殖细胞中
B．受精卵中的细胞质几乎全部来自卵细胞
C．转基因植物与其他植物间不能发生基因交流
D．植物杂交的后代不会出现一定的性状分离比
5．随着转基因技术的发展，“基因污染”应运而生，关于基因污染的下列说法不正确的是()
A．转基因作物可通过花粉散落到它的近亲作物上，从而污染生物基因库
B．基因污染是一种不可扩散的污染
C．杂草、害虫从它的近亲获得抗性基因，可能破坏生态系统的稳定性
D．转基因生物有可能成为“入侵的外来物种”，威胁生态系统中其他生物的生存
6．一个学习小组的同学在对当地栽培作物种类进行调查时，发现有的地方种植了转基因抗除草剂玉米，这种玉米在喷洒除草剂的环境中生长良好，杂草被除草剂杀死，玉米还能正常生长，给农民节省了很大的人力和物力。跟踪调查还发现，这种转基因玉米除直接食用外，还被加工成食品摆在超市的货架上。请回答下列问题：
(1)一部分同学认为，这种转基因玉米不会对当地的生物多样性构成威胁。如果你同意这种观点，请列举出三条理由。
①________________________________________________________________________。
②________________________________________________________________________。
③________________________________________________________________________。
(2)用转基因玉米加工的食品被摆在超市货架上，生产厂商根据我国的有关规定，对产品进行转基因生物标注，这样做是为了保护________________________。在有关标识中，应标注“________________”或“________________”。如果该产品中已不再含有或检测不出转基因成分，应标注为“本产品为________加工制成，但本品中__________________________”。
课外强化
1．下列关于转基因生物安全性的叙述，错误的是()
A．种植转基因作物应与传统农业种植区隔离
B．转基因作物被动物食用后，目的基因会转入动物体细胞中
C．种植转基因植物有可能因基因扩散而影响野生植物的遗传多样性
D．转基因植物的目的基因可能转入根际微生物
2．20世纪70年代基因工程技术刚兴起的时候，都以微生物作为实验材料，且必须在“负压”(低于外界大气压)的实验室里操作。这里“负压”的作用主要是()
A．防止重组基因的生物进入人体或逃逸到外界，从而对环境造成基因污染
B．提高微生物的基因突变频率
C．加快微生物的繁殖速度
D．避免其他微生物对实验材料的污染
3．下列关于转基因生物与环境安全的叙述错误的是()
A．重组的微生物在降解污染物的过程中可能产生二次污染
B．种植抗虫棉可以减少农药的使用量，对环境没有任何负面影响
C．如果转基因花粉中含有有毒蛋白或过敏蛋白，可能会通过食物链传递到人体内
D．转基因生物所带来的环境安全问题是可以解决的
4．下列关于转基因生物安全性的叙述中，错误的是()
A．我国已经对转基因食品和转基因农产品强制实施了产品标识制度
B．国际上大多数国家都在转基因食品标签上警示性注明可能的危害
C．开展风险评估、预警跟踪和风险管理是保障转基因生物安全的前提
D．目前对转基因生物安全性的争论主要集中在食用安全性和环境安全性上
5．将人的抗病毒干扰素基因“嫁接”到烟草的DNA分子中，可使烟草获得抗病毒的能力，形成转基因产品。试分析回答：
(1)烟草转基因产品的获得属于()
A．基因工程B．细胞工程C．微生物工程D．酶工程
(2)人的基因之所以能接到植物体中去，原因是____________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)烟草具有抗病毒能力，说明烟草体内产生____________________________。
(4)不同生物间基因移植成功，说明生物共用一套____________，从进化的角度看，这些生物具有__________________________。
(5)该工程应用于实践，将给农业、医药等诸多领域带来革命，目前已取得了许多成就，请你列举你所知道的或你所设想应用该工程的三个具体实例。
________________________________________________________________________。
(6)有人认为，转基因产品也是一把双刃剑，有如水能载舟也能覆舟，甚至可能带来灾难性的后果，你是否支持这一观点？如果支持，请你举出一个可能出现的灾难性后果的实例。
精选阅读
转基因生物的安全性教学设计
疏导引导
1.关于转基因生物的安全性问题?
转基因生物的安全性问题包括食物安全、生物安全和环境安全三方面，对于这三个问题的学习，要注意以下几点：?
（1）对于某一观点，要切实联系前面学过的生物学原理来分析，根据所掌握的生物学知识分析其可能性，不要盲目地下结论。?
（2）注意查阅资料，开阔视野，丰富自己的知识面。?
（3）采用辩证的观点看待问题，培养自己的辩证思维能力。
2.“实质性等同原则”只是转基因植物安全性评价的起点，而不是终点?
美国政府为了获得国际贸易的有利地位，于1992年5月，宣布只要基因工程产品中蛋白质组成与天然的一样，就没有必要再通过FDA（药物和食品管理局）批准，可直接投放市场。? “实质性等同”是指转基因生物与自然存在的传统生物在相同条件下进行性状表现的比较。比较的内容包括生理性状、分子特征、营养成分、毒素含量和过敏原等是否具有等同性。实质性等同是一种动态比较过程。美国FDA采用了二步评价法。第一步对目的基因及相应产物作出评价，它是反映外源基因及产物的安全性。第二步，对接受外源基因植物所出现的意外性状进行评价，它是反映该植物的属性。
3.理性看待转基因技术?
对于这个问题的学习，要求同学们注意以下几个方面：?
（1）首先认识到转基因技术的应用前景是非常广阔的，以基因工程为代表的一大批生物技术成果，进入人类的生产和生活，特别是在医药和农业生产上发挥了极大的作用。?
（2）要正视转基因技术带来的安全性问题，切实认识到个别有害转基因生物的危害性，要趋利避害。?
（3）完善相应的法令法规，利用法制手段确保转基因生物的安全性。?
（4）增强科学家的法制意识，提高科学家的道德研究水平。
活学巧用
下列哪项不是转基因食物潜在的安全隐患（）?
A.转基因植物有可能合成出对人体有直接毒性或潜在毒性的蛋白质?
B.转基因植物合成的某些新的蛋白质有可能成为某些人的过敏原?
C.某些转基因生物可以合成干扰素进入人体，增强相应细胞的免疫力?
D.某些基因足以使植物体内某些代谢途径发生变化，导致转基因农作物营养成分的改变?
解题提示：转基因生物引发食物安全的主要理由如下：对食物的安全性检测不够；担心出现滞后效应；担心出现新的过敏原；担心营养成分改变等。因此A、B、D三项都属于转基因食物潜在的安全隐患，只有C项不是，它是基因在制药方面的应用。?
答案：C?
20世纪90年代，乌干达木薯业遭到了病害的毁灭性打击。科学家究其原因发现，是一种新的病毒引发的疾病，而这种新病毒是由两种已知病毒重组产生的。这一事实有力地支持了下列哪一观点（）?
A.转基因生物有可能成为“入侵的外来物种”，威胁生态系统中其他生物的生存?
B.导入转基因生物的外源基因有可能与感染转基因生物的某些细菌或病原体杂交，从而重组出对人类或其他生物有害的病原体?
C.转基因植物的抗除草剂基因，有可能通过花粉传播而进入杂草中，使杂草成为除不掉的“超级杂草”?
D.抗虫棉能抵抗棉铃虫，但随着棉铃虫抗性的增强，抗虫棉有可能被淘汰?
解题提示：由题干材料可知，这种新病毒是由两种已知病毒重组产生的，说明两种病毒的基因可以重新组合，形成新的生物。而B项正说明外源基因与某细菌或病毒重组形成新的生物。因此是对B项的有力支持。?
答案：B?
人教版高中生物选修三1.3基因工程的应用学案
一名优秀的教师在教学方面无论做什么事都有计划和准备，作为教师就要精心准备好合适的教案。教案可以让学生们能够更好的找到学习的乐趣，帮助教师能够井然有序的进行教学。教案的内容具体要怎样写呢？为了让您在使用时更加简单方便，下面是小编整理的“人教版高中生物选修三1.3基因工程的应用学案”，仅供参考，欢迎大家阅读。
1.3 基因工程的应用
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。
一、植物基因工程硕果累累
植物基因工程技术主要用于提高农作物的能力、改良农作物的品质、利用植物生产等方面。
二、动物基因工程及基因工程药物
1.动物基因工程应用的几个方面
项目应用基因来源或处理成果
提高动物的生长速度 外源基因转基因绵羊、转基因鲤鱼
改善畜产品的品质 基因转基因牛分泌的乳汁中乳糖含量少
转基因动物生产药物 药用基因＋蛋白基因的启动子乳腺生物反应器
转基因动物作器官移植的供体抑制或除去基因结合培育出没有的转基因克隆猪器官
2.基因工程药物
(1)方式：利用基因工程培育“”来生产药品。
(2)成果：利用“工程菌”可生产细胞因子、抗体、疫苗、激素等。
三、基因治疗
1.概念：把导入病人体内，使该基因的表达产物发挥功能，从而达到治疗疾病的目的。
2．类型：基因治疗和基因治疗。
3．成果：将腺苷酸脱氨酶基因导入患者的淋巴细胞，治疗。
思考交流
通过基因治疗的患者体内是否还存在与该病有关的缺陷基因？
正误判断
1．基因工程育种与传统育种相比并无优势。()
2．通过植物基因工程可以减少农药的使用量。()
3．利用乳腺生物反应器生产的蛋白质与天然的蛋白质不同。()
4．所有遗传病都可以通过基因治疗彻底治好。()
1．基因检测与基因治疗的比较
目的基因的作用备注
基因
检测制作相应，利用原理，快速、准确地检测人类某种疾病临床应用阶段
基因
治疗把的外源基因导入有基因缺陷的细胞中，可分为和两种方法仅处于初期的临床试验阶段，仍有许多问题和困难制约该技术的开展
2.两种基因治疗途径的比较
途径
比较体外基因治疗体内基因治疗
不
同
点方法
特点操作复杂，但效果可靠方法较简单，但效果难以控制
相同点都是将外源基因导入靶细胞，以纠正基因.
例1继哺乳动物乳腺生物反应器研发成功后，膀胱生物反应器的研究也取得了一定进展。最近，科学家培育出一种转基因小鼠，其膀胱上皮细胞可以合成人的生长激素并分泌到尿液中。请回答下列问题：
(1)将人的生长激素基因导入小鼠受体细胞，常用的方法是________________。
(2)进行基因转移时，通常要将外源基因转入________中，原因是____________________________。
(3)通常采用____________技术检测外源基因是否插入到小鼠的基因组。
(4)在研制膀胱生物反应器时，应使外源基因在小鼠的________细胞中特异表达。
(1)显微注射法(2)受精卵(或早期胚胎) 受精卵(或早期胚胎细胞)具有全能性，可使外源基因在相应组织细胞中表达(3)DNA分子杂交(4)膀胱上皮
课堂达标
1．下列转基因植物与所选用的目的基因对应错误的是()
A．抗虫棉——Bt毒蛋白基因
B．抗病毒转基因烟草——几丁质酶基因
C．抗盐碱和抗旱植物——调节细胞渗透压的基因
D．耐寒的番茄——抗冻基因
2．抗病毒转基因植物成功表达后，以下说法正确的是()
A．抗病毒转基因植物可以抵抗所有病毒
B．抗病毒转基因植物对病毒的抗性具有局限性或特异性
C．抗病毒转基因植物可以抗害虫
D．抗病毒转基因植物可以稳定遗传，不会变异
3．21世纪被认为是生物学的世纪，目前基因芯片可以在很短的时间内观察到病变细胞，并分析出是因哪个基因变异而引起的疾病。以下与基因芯片有关的叙述中，不正确的是()
A．利用基因芯片可以进行基因鉴定B．利用基因芯片可以改造变异基因
C．利用基因芯片可以检测变异基因D．基因芯片技术能识别碱基序列
4．“工程菌”是指()
A．用物理或化学方法诱发菌类自身某些基因得到高效表达的菌类细胞株系
B．用遗传工程的方法，把相同种类不同株系的菌类通过杂交得到的新细胞株系
C．用基因工程的方法，使外源基因得到高效表达的菌类细胞株系
D．从自然界中选取的能迅速增殖的菌类
5．近年来基因工程的发展非常迅速，科学家可以用DNA探针和外源基因导入的方法进行遗传病的诊断和治疗，下列做法不正确的是()
A．用DNA探针检测镰刀型细胞贫血症
B．用DNA探针检测病毒性肝炎
C．用导入外源基因的方法治疗半乳糖血症
D．用基因替换的方法治疗21三体综合征
6．番茄营养丰富，是人们喜爱的一类果蔬。但普通番茄细胞中含有多聚半乳糖醛酸酶基因，控制细胞产生多聚半乳糖醛酸酶，该酶能破坏细胞壁，使番茄软化，不耐储藏。为满足人们的生产、生活需要，科学家们通过基因工程技术，培育出了抗软化、保鲜时间长的番茄新品种。操作流程如下图，请回答下列问题。
抗软化番茄的培育过程示意图
(1)过程①需要的工具酶有_____________________。
(2)构建基因表达载体时，除了要在重组DNA中插入外源基因外，还需要有___________________________。
(3)提取目的基因采用的限制性核酸内切酶的识别序列和切点是—↓GATC—。在目的基因的两侧各有1个酶的切点，请画出目的基因两侧被限制酶切割后形成的黏性末端的过程示意图。
(4)在番茄新品种的培育过程中，将目的基因导入受体细胞的方法叫做________________。目的基因能在植物体内稳定遗传的关键是___________________________。
(5)从图中可见，mRNA1和mRNA2的结合直接导致了______无法合成，最终使番茄获得了抗软化的性状。
课外强化
1．转基因技术在植物品种改良方面应用广泛，其中一项基因工程就是改造CO2固定酶。其目的是()
A．提高光合作用效率B．延长果实的储藏期
C．培育新作物品种D．提高植物的抗性
2．抗病毒转基因植物所采用的基因，使用最多的是()
①病毒外壳蛋白基因 ②几丁质酶基因
③抗毒素合成基因④病毒的复制酶基因
A．①②③ B．③④C．②③④D．①④
3.转基因食品已大量进入我们的日常生活，如转基因西红柿、转基因草莓等，涉及的问题甚至关系到国家之间的贸易竞争，上图为“霸占中国市场的转基因大豆油”的部分图示。下列关于转基因大豆的叙述不正确的是()
A．培育过程中可能用到抗病、抗虫等抗性基因
B．目的基因的受体细胞可以是大豆受精卵，也可以是体细胞
C．转基因大豆的种植过程中减少了农药等的使用量，生产成本更低
D．固氮菌的固氮基因也是必需的目的基因之一
4．科学家已能运用基因工程技术，让羊合成并由乳腺分泌抗体，相关叙述中正确的是()
①该技术将导致定向变异②DNA连接酶把目的基因与载体黏性末端的碱基对连接起来
③蛋白质中的氨基酸序列可为合成目的基因提供资料④受精卵是理想的受体细胞
A．①②③④B．①③④C．②③④D．①②④
5．科学家将含有人的α－抗胰蛋白酶基因的DNA片段注射到羊的受精卵中，由该受精卵发育的羊能分泌含α－抗胰蛋白酶的奶。这一过程不涉及()
A．DNA按照碱基互补配对原则自我复制
B．DNA以其一条链为模板合成RNA
C．RNA以自身为模板自我复制
D．按照RNA密码子的排列顺序合成蛋白质
6．1976年，美国的H·Boyer教授首次将人的生长抑制素释放因子的基因转入大肠杆菌体内，并获得表达，这是人类第一次获得的转基因生物。上述的“表达”是指该基因在大肠杆菌体内()
A．能进行DNA的复制B．能进行转录
C．能合成人的生长激素D．能控制合成人的生长抑制素释放因子
7．下列不属于利用基因工程技术制取的药物是()
A．从大肠杆菌体内制取白细胞介素B．在酵母菌体内获得干扰素
C．利用青霉菌获取青霉素D．在大肠杆菌内获得胰岛素
8．某研究小组进行了甲型H1N1流感病毒的疫苗研制工作，下图为他们前期研究工作的简要操作流程图：
(1)实验步骤①所代表的反应过程是________；在步骤②之间扩增H基因常采用的方法是________________________________________________________________________
________。
(2)步骤②构建重组表达载体A和重组表达载体B必须使用的酶是______________________________。
(3)构建重组表达载体时，一般需要将H基因与载体结合，常用作基因工程载体的是________；在检测受体细胞中是否已经导入目的基因时，常常要借助载体上________的表达。
(4)某志愿者接种甲型H1N1流感病毒的疫苗后，第15天感染甲型H1N1流感病毒，则体内________细胞将迅速增殖分化形成________细胞，从而产生大量抗体；当该病毒侵入人体细胞后所引起的免疫反应是________与宿主细胞紧密接触并使其裂解。
(5)机体能合成数百万种特异性抗体，抗体种类如此多的原因是其结构中的
________________________________________________________________________。
人教版高中生物选修三1.2基因工程的基本操作程序学案
一名合格的教师要充分考虑学习的趣味性，高中教师要准备好教案，这是老师职责的一部分。教案可以让学生更好的消化课堂内容，帮助高中教师营造一个良好的教学氛围。怎么才能让高中教案写的更加全面呢？急您所急，小编为朋友们了收集和编辑了“人教版高中生物选修三1.2基因工程的基本操作程序学案”，供大家借鉴和使用，希望大家分享！
1.2 基因工程的基本操作程序
1.简述基因工程原理及基本操作程序。
2.尝试设计某一转基因生物的研制过程。
基因工程的基本操作程序
1.的获取。2．的构建。
3．将目的基因导入。4．目的基因的与鉴定。
一、目的基因的获取
1.目的基因：主要是指编码蛋白质的，也可以是一些具有。
2．基因文库
(1)基因文库的含义：将含有某种生物不同基因的许多，导入的群体中储存，各个受体菌分别含有这种生物的不同的基因，称为基因文库。
(2)基因文库的种类
①基因组文库：含有一种生物的基因。
②部分基因文库：含有一种生物的基因。
3．获取目的基因的方法
(1)从基因文库中获取目的基因
(2)利用PCR技术扩增目的基因
①PCR的含义：是一项在生物体外特定DNA片段的核酸合成技术。
②过程：目的基因受热形成，与引物结合，在的作用下延伸形成DNA。
③方式：指数扩增＝2n(n为扩增循环的次数)。
(3)人工合成法：若较小，序列已知，可以人工合成。
二、基因表达载体的构建
1.基因表达载体的组成
2．基因表达载体的功能
(1)使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以给下一代。
(2)使目的基因和发挥作用。
三、将目的基因导入受体细胞
1.转化：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．导入植物细胞
(1)方法：、基因枪法、花粉管通道法等。
(2)农杆菌的特点
①易感染和裸子植物。
②Ti质粒上的可转移至受体细胞，并且整合到受体细胞上。
3．导入动物细胞
(1)常用方法：技术。(2)常用受体细胞：。
4．导入微生物细胞
(1)原核生物特点：繁殖快、多为、遗传物质相对等。
(2)对受体细胞的常用处理方法：用处理细胞，使细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态(这种细胞称为)。
四、目的基因的检测与鉴定
1.检测方法
(1)技术：①检测转基因生物的上的目的基因；②检测目的基因是否转录出。
(2)抗原—抗体杂交技术：用于检测目的基因是否翻译成。
2．鉴定：鉴定、抗性鉴定等。
思考交流
1．利用PCR技术扩增目的基因时，需要提供哪些物质和条件？
2．一般情况下，基因工程操作获得成功的标志是什么？
正误判断
1．基因工程操作程序中的核心步骤是基因表达载体的构建。()
2．利用反转录法获取的目的基因在构建基因表达载体时，可以不另外添加启动子和终止子。()
3．基因表达载体中的启动子和终止子决定着翻译的开始与结束。()
4．将目的基因导入微生物细胞时，对受体细胞不需做任何处理。()
5．DNA分子杂交是在分子水平上进行的目的基因的检测。()
一、什么是基因文库、基因组文库、cDNA文库？
请列表比较基因组文库、cDNA文库。
文库类型cDNA文库基因组文库
概念
文库大小小大
基因中有无启动子
基因中有无内含子
基因多少某种生物的部分基因某种生物的全部基因
物种间的基因交流可以
二、PCR技术与生物体内DNA复制的比较：
项目PCR技术DNA复制
不同点解旋方式解旋酶催化
场所主要在细胞核内
酶细胞内含有的DNA聚合酶
温度条件细胞内温和条件
结果形成整个DNA分子
相同点原理DNA双链复制(碱基互补配对)
原料四种游离的脱氧核苷酸
条件模板、ATP、酶等
三、获取目的基因的方法有哪些，分别在什么情况下使用？
1．如果不知道目的基因的核苷酸序列，可以通过的方法。
2．如果知道目的基因的核苷酸序列，而且基因比较小，可以通过。
3．如果只知道扩增目的基因的两端的核苷酸序列，而且基因又比较大，则可以通过目的基因。
四、构建基因表达载体的目的是什么？
基因表达载体在组成上至少应包括哪四部分，其各自的作用是什么？
例1将ada(腺苷酸脱氨酶基因)通过质粒pET28b导入大肠杆菌并成功表达腺苷酸脱氨酶。下列叙述错误的是
A．每个大肠杆菌细胞至少含一个重组质粒
B．每个重组质粒至少含一个限制性核酸内切酶识别位点
C．每个限制性核酸内切酶识别位点至少插入一个ada
D．每个插入的ada至少表达一个腺苷酸脱氨酶分子
C
五、不同受体细胞的常用导入方法
生物种类植物细胞动物细胞微生物细胞
常用方法农杆菌转化法显微注射法Ca2＋处理法
受体细胞体细胞受精卵原核细胞
转化过程目的基因插入Ti质粒的T－DNA上→导入植物细胞→整合到受体细胞的DNA→表达目的基因表达载体提纯→取卵(受精卵)→显微注射→受精卵发育→获得具有新性状的动物Ca2＋处理细胞→感受态细胞→表达载体与感受态细胞混合→感受态细胞吸收DNA分子
例2我国中科院上海生化所合成了一种具有镇痛作用而又不会像吗啡那样使病人上瘾的药物——脑啡肽多糖(类似于人体中的糖蛋白)。在人体细胞中糖蛋白必须经过内质网和高尔基体的进一步加工才能形成。如果要采用基因工程和发酵工程技术让微生物来生产脑啡肽多糖，应该用下列哪种微生物作受体细胞
A．大肠杆菌 B．酵母菌C．T4噬菌体D．大肠杆菌质粒
B
六、不同水平上对目的基因检测与鉴定的方法主要有哪些？
类型步骤检测内容方法结果显示
分子检测导入检测目的基因是否导入受体细胞DNA分子杂交技术：和之间是否成功显示出杂交带
表达检测目的基因是否转录出mRNA核酸分子杂交技术：和之间是否成功显示出杂交带
目的基因是否翻译出蛋白质蛋白质分子杂交：和之间是否成功显示出杂交带
个体生物学
水平的鉴定①确定是否具有抗性及抗性程度②基因工程产品与天然产品的活性是否相同①抗虫或抗病的接种实验②基因工程产品与天然产品活性的比较是否赋予了预期抗性或蛋白质活性
课堂达标
1．下列不属于获取目的基因的方法是()
A．利用DNA连接酶复制目的基因B．反转录法
C．从基因文库中获取目的基因D．利用PCR技术扩增目的基因
2．下列关于基因表达载体构建的相关叙述，不正确的是()
A．需要限制酶和DNA连接酶B．必须在细胞内进行
C．抗生素抗性基因可作为标记基因D．启动子位于目的基因的首端
3．目前，将目的基因导入动物细胞最常用和最有效的方法是()
A．显微注射法 B．农杆菌转化法C．基因枪法D．花粉管通道法
4．在用基因工程技术构建抗除草剂的转基因烟草过程中，下列操作错误的是()
A．用限制性核酸内切酶切割烟草花叶病毒的核酸
B．用DNA连接酶连接经切割的抗除草剂基因和载体
C．将重组DNA分子导入烟草原生质体
D．用含除草剂的培养基筛选转基因烟草细胞
5．利用苏云金芽孢杆菌的抗虫基因培育的抗虫棉是否成功，最好检测()
A．是否有抗生素产生B．是否有目的基因表达
C．是否有抗虫的性状出现D．是否能分离到目的基因
6.科学家通过基因工程方法，将苏云金芽孢杆菌的Bt毒蛋白基因转入普通棉株细胞内，并成功实现了表达，从而培育出了能抗棉铃虫的棉花植株——抗虫棉。其过程大致如下图所示。根据题意，回答下列问题。
(1)基因工程的操作程序主要包括的四个步骤是：________________、________________、________________、________________。
(2)Ti质粒是农杆菌中的一种质粒，其上有T－DNA，把目的基因插入Ti质粒的T－DNA中是利用T－DNA____________________________的特点。
(3)Bt毒蛋白基因转入普通棉株细胞内并成功实现表达的过程，在基因工程中称为________。
(4)将目的基因导入受体细胞的方法有很多种，该题中涉及的是________________。
(5)目的基因能否在棉株体内稳定维持和表达其遗传特性的关键是___________________________________，
这需要通过检测才能知道，检测采用的方法是_______________________________________________。
课外强化
1．农杆菌是一种在土壤中生活的微生物，能在自然条件下感染植物，因而在植物基因工程中得到了广泛的运用。下图为农杆菌转化法的示意图，试回答下列问题。
(1)一般情况下农杆菌不能感染的植物是________，利用农杆菌自然条件下感染植物的特点，能实现__________________。具体原理是在农杆菌的Ti质粒上存在T－DNA片段，它具有可转移到受体细胞并整合到受体细胞的________上的特点，因此只要将携带外源基因的DNA片段插入到________(部位)即可。
(2)根据T－DNA这一转移特点，猜测该DNA片段上可能含有控制________________(酶)合成的基因。
(3)图中过程c中，能促进农杆菌移向植物细胞的物质是________类化合物。
(4)植物基因工程中将目的基因导入受体细胞的方法除了农杆菌转化法之外，还可采取的方法是。(至少写出两种)
人教版高中生物选修三第一章基因工程学案
俗话说，磨刀不误砍柴工。作为高中教师就要在上课前做好适合自己的教案。教案可以让学生们充分体会到学习的快乐，帮助高中教师提前熟悉所教学的内容。那么一篇好的高中教案要怎么才能写好呢？下面是小编精心收集整理，为您带来的《人教版高中生物选修三第一章基因工程学案》，欢迎阅读，希望您能够喜欢并分享！
选修三第一章基因工程（学案27）
学习目标
1．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(Ⅱ)。
4.蛋白质工程(Ⅰ)。
课前探究
1.基因工程的概念
(1)供体：提供。(2)操作环境：。(3)操作水平：水平。
(4)原理：。(5)受体：表达目的基因。(6)本质：性状在受体体内的表达。
(7)优点：克服的障碍，定向改造生物的。
2.DNA重组技术的基本工具
(1)限制性核酸内切酶(简称：)
①主要是从生物中分离纯化出来的。
②作用：识别特定的并切开特定部位的两个核苷酸之间的。
③结果：产生或平末端。
(2)DNA连接酶
①种类：按来源可分为E·coliDNA连接酶和T4DNA连接酶。
②作用：将双链DNA片段“缝合”起来，恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的。
③DNA连接酶和限制酶的关系
(3)载体
①种类：、λ噬菌体的衍生物、动植物病毒等。
②质粒的特点：
2.基因工程的操作过程与应用
1．基因工程的基本操作步骤
(1)获得目的基因
①目的基因：人们所需要的基因。如：人的胰岛素基因、白细胞介素基因、植物的抗病基因等。
②获取方法
(2)形成重组DNA分子
一般用分别切割含有的供体DNA分子和载体DNA(如质粒)，使其产生相同的，然后用将两者连接在一起，形成。
(3)将重组DNA分子导入受体细胞
①常用的受体细胞：、枯草杆菌、酵母菌和动植物细胞等。
②导入方法举例：用质粒作为载体，宿主细胞应该选择，用处理大肠杆菌，增加其的通透性，使含有目的基因的进入大肠杆菌宿主细胞。
(4)筛选含有目的基因的受体细胞
①筛选原因：并不是所有的细胞都接纳了。
②筛选方法举例：质粒上有抗生素如四环素的，所以含有这种重组质粒的受体细胞就能够在有的培养基中生长，而没有接纳的细胞则不能生长，这样就能筛选出含有的受体细胞。
(5)目的基因的表达：目的基因在中表达，产生人们需要的。
3．基因工程的应用
(1)基因工程与遗传育种
①转基因植物：培育优点
②转基因动物
(2)基因工程与疾病治疗
①基因工程药物：如通过大肠杆菌生产胰岛素治疗糖尿病，通过酵母菌生产乙肝疫苗等。
②基因治疗指的是向目标细胞中引入的基因，以基因的缺陷，达到治疗的目的。
3.蛋白质工程
(1)流程图
写出流程图中字母代表的含义：
A.，B.，C.，D.，E.。
(2)结果：改造了现有蛋白质或制造出。
(3)应用：主要集中应用于对进行改造，改良生物性状。
限制性核酸内切酶、DNA连接酶等酶的作用
如图为DNA分子在不同酶的作用下所发生的变化，图中依次表示限制酶、DNA聚合酶、DNA连接酶、解旋酶作用的正确顺序是()
A.①②③④B.①②④③
C.①④②③D.①④③②
若要利用某目的基因(见图甲)和P1噬菌体载体(见图乙)构建重组DNA(见图丙)，限制性核酸内切酶的酶切位点分别是BglⅡ(A↓GATCT)、EcoRⅠ(G↓AATTC)和Sau3AⅠ(↓GATC)。下列分析合理的是()
A.用EcoRⅠ切割目的基因和P1噬菌体载体
B.用BglⅡ和EcoRⅠ切割目的基因和P1噬菌体载体
C.用BglⅡ和Sau3AⅠ切割目的基因和P1噬菌体载体
D.用EcoRⅠ和Sau3AⅠ切割目的基因和P1噬菌体载体
1.确定限制酶的种类
(1)根据目的基因两端的限制酶切点确定限制酶的种类
①应选择切点位于目的基因两端的限制酶，如图甲可选择。
②不能选择切点位于目的基因内部的限制酶，如图甲不能选择。
③为避免目的基因和质粒的自身环化和随意连接，也可使用不同的限制酶切割目的基因和质粒，如图甲也可选择用两种限制酶(但要确保质粒上也有这两种酶的切点)。
(2)根据质粒的特点确定限制酶的种类
①所选限制酶要与切割目的基因的限制酶相一致，以确保具有相同的。
②质粒作为载体必须具备标记基因等，所以所选择的限制酶尽量不要破坏这些结构，如图乙中限制酶
会破坏标记基因；如果所选酶的切点不止一个，则切割重组后可能会丢失某些片段，若丢失的片段含复制起点区，则切割重组后的片段进入受体细胞后不能自主复制。
目的基因的获取及基因表达载体的构建
下图是利用基因工程技术生产可食用疫苗的部分过程，其中PstⅠ、SmaⅠ、EcoRⅠ、ApaⅠ为四种限制性核酸内切酶。下列有关说法中正确的是()
A.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
B.图示中构建基因表达载体时，需用到一种限制性核酸内切酶
C.一种限制性核酸内切酶只能识别一种特定的核糖核苷酸序列
D.图示过程是基因工程的核心步骤，所需的限制性核酸内切酶均来自原核生物
如图为抗虫棉的培育过程，请据图回答下列问题：
(1)该基因工程中的目的基因和载体分别是什么？一般情况下，为什么要用同一种限制酶处理目的基因和载体？
(2)该实例中，采用何种方法导入目的基因？为什么目的基因可以整合到染色体的DNA上？
(3)该实例中，检测目的基因是否表达常见的方法有哪两种？
如图表示用化学方法合成目的基因Ⅰ的过程。据图分析，下列叙述正确的是()
A.过程①需要DNA连接酶
B.过程②需要限制性核酸内切酶
C.目的基因Ⅰ的碱基序列是已知的
D.若某质粒能与目的基因Ⅰ重组，则该质粒和目的基因Ⅰ的碱基序列相同
蛋白质工程概念和过程的辨析
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___________________________________________________。
当堂达标
1.(2015·全国Ⅱ，40)已知生物体内有一种蛋白质(P)，该蛋白质是一种转运蛋白，由305个氨基酸组成。如果将P分子中158位的丝氨酸变成亮氨酸，240位的谷氨酰胺变成苯丙氨酸，改变后的蛋白质(P1)不但保留P的功能，而且具有了酶的催化活性。回答下列问题：
(1)从上述资料可知，若要改变蛋白质的功能，可以考虑对蛋白质的____________________进行改造。
(2)以P基因序列为基础，获得P1基因的途径有修饰________基因或合成________基因，所获得的基因表达时是遵循中心法则的，中心法则的全部内容包括______________的复制，以及遗传信息在不同分子之间的流动，即：_______________________________________________________________。
(3)蛋白质工程也被称为第二代基因工程，其基本途径是从预期蛋白质功能出发，通过__________________和____________________，进而确定相对应的脱氧核苷酸序列，据此获得基因，再经表达、纯化获得蛋白质，之后还需要对蛋白质的生物________进行鉴定。
2.将苏云金杆菌Bt蛋白的基因导入棉花细胞中，可获得抗棉铃虫的转基因棉，其过程如下图所示：
注：农杆菌中Ti质粒上只有T?DNA片段能转移到植物细胞中。
(1)过程①需用同种__________________酶对含Bt基因的DNA和Ti质粒进行酶切。为将过程②获得的含重组质粒的农杆菌筛选出来，应使用________培养基。
(2)过程③中将棉花细胞与农杆菌混合后共同培养，旨在让________进入棉花细胞；除尽农杆菌后，还须转接到含卡那霉素的培养基上继续培养，目的是_________________________________。
(3)若过程④仅获得大量的根，则应在培养基中增加__________________以获得芽；部分接种在无激素培养基上的芽也能长根，原因是_________________________________________。
(4)检验转基因棉的抗虫性状，常用方法是_____。种植转基因抗虫棉能减少_____的使用，以减轻环境污染。
D.蛋白质工程中可能构建出一种全新的基因
11.下图是某种动物蛋白质工程示意图，请据图回答下列问题：
(1)目前，蛋白质工程中难度最大的是图中编号______所示的过程，实现③过程的依据有________________。
(2)在⑤过程中，________连接酶既可以“缝合”双链DNA片段互补的黏性末端，又可以“缝合”双链DNA片段的平末端。
(3)为获得较多的受精卵进行研究，⑥过程需用激素做____________处理。若⑥过程所得的卵母细胞是从屠宰母畜的卵巢中获得的，则体外受精前的⑧过程表示在体外人工培养卵母细胞到__________________期。
(4)为提高培育成功率，进行⑩过程之前，需对胚胎进行质量检查，应取部分滋养层细胞，以_______________为探针进行DNA分子杂交检测。对受体动物需要用特定的激素进行________________处理。
