一年级数学上册教案 快乐的校园 1-5的写法（青岛版）
文档属性
| 名称 | 一年级数学上册教案 快乐的校园 1-5的写法（青岛版） |  | |
| 格式 | rar | ||
| 文件大小 | 12.4KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 青岛版 | ||
| 科目 | 数学 | ||
| 更新时间 | 2009-09-15 18:57:00 | ||
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文档简介
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选修三 现代生物技术专题
专题一 基因工程
主要内容 本专题包括基因工程的发展过程；DNA重组技术的基本工具；基因工程的基本操作程序；基因工程的应用；蛋白质工程的崛起等部分。
高考联系 基因工程是一门20世纪70年代以来新兴的生物科学与工程技术相结合的科学，也叫DNA重组技术。它是按照人类的意愿，将某种基因有计划地转移到另一种生物中去的新技术，现已成为生命科学中发展最快、最前沿的学科，有关生物工程的内容，己成为近几年生物高考的热点内容。其中基因工程的操作工具和基因工程操作的基本步骤以及基因工程的成果及应用前景将是近年命题的新热点
基因工程操作的三种基本工具，四项基本操作程序等内容将成为考查学生分析综合问题能力的材料；另外，针对生物工程在医药、食品、农林等高新技术产业中的应用，运用有关的生物知识指导生产和实践，对有关的生产方案、生产过程进行分析、综合评价，这也是高考的另一热点。 有关基因工程的备考，今后高考中可能涉及到本考题的热点问题，有如下几个方面：
1.基因工程的基本步骤：目的基因的获取、基因表达运载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因表达的检测与鉴定几个步骤。
2.转基因技术的应用：(1)转基因动植物，如抗虫、抗病、抗逆、抗除草剂，抗倒伏的植物；产肉、产蛋量高、生长快、耐粗饲料的动物；此外，转基因动物为人类异体器官移植提供了可能。(2)基因药物：如人造胰岛素、人造生长激素、溶血栓的尿激酶原等。(3)基因治疗：美国对复合型免疫缺陷症的治疗；糖尿病的治疗：许多科学家希望利用基因工程手段将正常的合成胰岛素基因导入患者体内，并准确表达，以此来修复或替代失去正常功能的胰岛B细胞，从而维持机体血糖平衡。（4）利用遗传工程培养转基因固氮绿色植物的展望。地球上的固氮途径有三条：生物固氮、工业固氮、高能固氮。其中，生物固氮是植物可利用氮的主要来源。利用遗传工程培养转基因固氮绿色植物有重要应用价值，这也是生物高考命题的一个方面。
本专题所涉及的内容大都是社会热点、焦点问题，很可能成为遵循大纲，但又不拘泥于大纲的高考题目的素材，要求我们要有足够的重视。
课标要求
1、知识要求
1）简述基础理论研究和技术进步催生了基因工程
2）简述基因工程的原理和技术
3）举例说出基因工程的应用
4）简述蛋白质工程
2、能力要求
1）运用所学的DNA重组技术，模拟制作重组DNA模型，提高动手能力
2）通过对书中插图、照片等的观察，学会科学的观察方法，培养观察能力。
3）通过讨论、收集资料等，提高收集资料、处理资料、撰写专题综合报告的能力
4）能利用课本以外的资料和信息解决课内学习中发现的问题，从而培养学生自主学习能力，为终身学习、后续学习打下坚实的基础。
5）尝试运用基因工程原理，提出解决某一生产、生活上实际问题的方案，
3、情感要求
1）关注基因工程的发展
2）认同基因工程的应用促进生产力的提高
科技探索之路： 基础理论和技术的发展催生了基因工程
课标要求
1、知识要求
简述基因工程的诞生
2、能力要求
通过复习DNA是遗传物质的证明、DNA双螺旋结构和中心法则的确立、遗传密码的破译等基础知识，提高学习能力、分析能力、探究能力，树立不断学习、不断创新的的精神。
知识网络体系
科技探索之路 基础理论和技术的发展催生了基因工程
基因工程概念——是指按照人们的愿望，进行严格的设计，通过体外DNA重组技术和转基因等技术，赋予生物以新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。由于基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，因此又叫DNA重组技术。
DNA是遗传物质的证明
理论基础 DNA双螺旋结构和中心法则的确立
遗传密码的破译
基因转移载体的发现
工具酶的发现
DNA合成和测序技术的发现
工程技术 DNA体外重组的实现
重组DNA表达实验的成功
第一例转基因动物的问世
PCR技术的发明
热点归纳
理论基础与工程技术的联系
科学的发展离不开理论和实践的探究，科学研究是一个漫长的实践过程
课时安排
教学一课时 习题一课时
课前准备
自制课件、收集有关基因工程的资料
教学过程
学习内容 教师活动 学生活动
一．创设情境，引入新课二．基因工程的概念三．科技探索之路基础理论和技术的发展催生了基因工程1．20世纪中叶，基础理论的重大突破2．技术发明使基因工程的实施成为可能 引导回顾在必修课的学习中对杨唤明教授的访谈，引导阅读课本杨焕明教授致同学们的一封信PPT展示部分基因工程成果的图片资料引导了解什么是基因工程拓展基因工程（见知识拓展）指导学生阅读科技探索之路“基础理论和技术的发展催生了基因工程”引导阅读课本，引导回顾有关DNA是遗传物质的证明、DNA的双螺旋结构和中心法则、遗传密码的破译等知识结合有关PPT简介有关基因转移载体、工具酶、DNA合成和测序技术、DNA体外重组、PCR技术等例题剖析：PPT 阅读课本，体会科学家对同学们的殷切希望观察图片，了解基因工程的概念阅读课本，回顾有关DNA是遗传物质的证明、DNA的双螺旋结构和中心法则、遗传密码的破译等知识阅读课本，观看图片，了解与基因工程有关的技术发明
知识拓展
基因工程
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
基本过程 剪切→拼接→导入→表达
结果 人类需要的基因产物
经典例题剖析
［例1］切取牛的生长激素和人的生长激素基因，用显微注射技术将它们分别注入小鼠的受精卵中，从而获得了“超级鼠”，此项技术遵循的原理是
A．基因突变：DNA→RNA→蛋白质 B．基因工程：RNA→RNA→蛋白质
C．细胞工程：DNA→RNA→蛋白质 D．基因工程：DNA→RNA→蛋白质
【解析】 此题既复习中心法则，又考察基因工程。由题所述是把牛和人的生长素基因注入到鼠的受精卵中，应属于基因工程。 【答案】 D
基础试题训练
１．把兔控制血红蛋白合成的信使RNA加入到大肠杆菌的提取液中，结果能合成出兔的血红蛋白，这说明 ( )
A.兔和大肠杆菌共用一套遗传密码子 B．大肠杆菌的遗传物质是RNA
C．兔的RNA和大肠杆菌的RNA携带相同的遗传信息
D．兔控制血红蛋白合成的基因能进人大肠杆菌
2．能够使植物体表达动物蛋白的育种方法是（ ）
A．单倍体育种 B．杂交育种 C．基因工程育种 D．多倍体育种
3．科学家用纳米技术制造出一种“生物导弹”，可以携带DNA分子。把它注射入组织中，可以通过细胞的内吞作用的方式进入细胞内，DNA被释放出来，进入到细胞核内，最终整合到细胞染色体中，成为细胞基因组的一部分，DNA整合到细胞染色体中的过程，属于( )
A．基因突变 B．基因重组 C．基因互换 D．染色体变异
4．下列何种技术能有效地打破物种的界限,定向地改造生物的遗传性状,培育新的农作物优良品种 A．基因工程技术 B．诱变育种技术
C．杂交育种技术 D．组织培养技术
5．生物细胞中含有细胞质基因的结构是（多选）( )
A. 细胞核和染色体 B．染色体和核糖体 C．线粒体和质粒 D．线粒体和叶绿体
基础试题训练答案
1、A 2、C 3、B 4、A 5、C、D
创新应用训练
1.利用基因工程生产蛋白质药物，经历了三个发展阶段。第一阶段，将人的基因转入细菌细胞；第二阶段，将人的基因转入小鼠等动物的细胞。前两个阶段都是进行细胞培养，提取药物。第三阶段，将人的基因转入活的动物体，饲养这些动物，从乳汁或尿液中提取药物。
（1）将人的基因转入异种生物的细胞或个体内，能够产生药物蛋白的原理是基因能控制 。
（2）人的基因能和异种生物的基因拼接在一起，是因为它们的分子都具有双螺旋结构，都是由四种 构成，基因中碱基配对的规律都是 。
（3）人的基因在异种生物细胞中表达成蛋白质时，需要经过 和翻译两个步骤。在翻译中需要的模板是 ，原料是 ，直接能源是 ，搬运工兼装配工是 ，将氨基酸通过肽键连接成蛋白质的场所是 ，“翻译”可理解为将由 个“字母”组成的核酸“语言”翻译成由 个“字母”组成的蛋白质“语言”，从整体来看 在翻译中充任着“译员”。
2、如下图所示，在a、b试管内加入的DNA都含有30对碱基，四个试管内都有产物生成。请回答：
a b c d
（1）a、d两试管内的产物是相同的，但a试管内模拟的是 过程；d试管内模拟
的是 过程。
（2）b、c两试管内的产物都是 ，但b试管内模拟的是 过
程；c试管内模拟的是 过程；b试管的产物中1个分子中最多含有
碱基，有 个密码子。
(3)d试管中与a试管相比，特有的酶是 。
3、（2003年上海高考题）艾滋病病毒（HIV）是一种球形的RNA病毒，HIV侵染T淋巴细胞并繁殖新一代病毒的过程示意图如下。请回答：
（1）图中①表示病毒正侵染淋巴细胞。进入寄主细胞的是病毒的_________。
（2）遗传学上将过程②称为_________。
（3）③和④的信息传递过程分别称为____________________________。
（4）HIV有Ⅰ和Ⅱ两种类型，其中Ⅰ型又有7个亚型。Ⅰ型的基因组中4个主要基因的变异率最高可达22%。多达100种左右的HIV变异株是目前研制疫苗的主要困难，因此切断传播途径是惟一行之有效的预防措施。HIV众多变异类型是_________的结果，这种变异特点与一般生物的不同之处是___________________________，其原因是________________________________。
（5）2002年12月1日是国际第15个____________________________日。
（6）据最近研究认为，引起“严重急性呼吸系统综合症”（SARS）的病原体可能是
__________________________________。它和HIV一样，其遗传信息的传递是按照
_____________________________________________的规律进行的（可以用简图表达）。
4、有人提出“吃基因补基因”，你是否赞成这种观点？试从新陈代谢的角度简要说明理由
。
５、（05上海）回答有关真核细胞中遗传信息及其表达的问题。
（1）将同位素标记的尿核苷（尿嘧啶和核糖的结合物）加入细胞培养液中，不久在细胞核中发现被标记的__________、__________、__________。
（2）将从A细胞中提取的核酸，通过基因工程的方法，转移到另一种细胞B中，当转入________时，其遗传信息在B细胞中得到表达并能够复制传给下一代；当转入________时，在B细胞中虽能合成相应的蛋白质，但性状不会遗传。
（3）已知某基因片段碱基排列如右图。由它控制合成的多肽中含有“—脯氨酸—谷氨酸—谷氨酸—赖氨酸—”的氨基酸序列。（脯氨酸的密码子是：CCU、CCC、CCA、CCG；谷氨酸的是GAA、GAG；赖氨酸的是AAA、AAG；甘氨酸的是GGU、GGC、GGA、GGG。）
（1）翻译上述多肽的mRNA是由该基因的______链转录的（以图中①或②表示），此mRNA的碱基排列顺序是：__________________________________。
（2）若该基因由于一个碱基被置换而发生突变，所合成的多肽的氨基酸排列顺序成为“—脯氨酸—谷氨酸—甘氨酸—赖氨酸—”。写出转录出此段多DNA单链的碱基排列顺序：___________________________________________。
创新应用训练答案
1、（1）蛋白质的合成 （2）脱氧核苷酸 A—T，G—C；
（3）转录 信使RNA 氨基酸 ATP 转运RNA 核糖体 4 20 转运RNA
2、（1）DNA的复制 逆转录
（2）RNA 转录 RNA的复制 30 10
（3）逆转录酶
3、【解析】 （1）艾滋病是一种病毒性疾病，它的遗传物质是RNA，通过图示及联系噬菌体侵染细菌的实验可知，进入宿主细胞的是病毒的RNA。（2）由单链的RNA到双链的DNA的过程为逆转录。（3）由DNA到RNA，RNA与核糖体相结合合成蛋白质的过程分别称为转录和翻译。（4）艾滋病是一种病毒性疾病，它的致病因素是结构上很相近似的一组病毒，这组病毒被统称为“人类免疫缺陷病毒（HIV）”。这种病潜伏期较长，感染者发病前没有明显的征兆，但已经具备了传染性，一旦发病，死亡率极高。目前还没有艾滋病的预防疫苗和根治的药物；HIV的变异类型有多种，是目前研制疫苗的主要困难。由于HIV病毒是单链RNA病毒结构不稳定，使突变频率增高和更具多方向性。（5）艾滋病自1981年被人类发现，它犹如瘟疫一般在全球肆虐，已夺去一千多万人的生命，至今人类尚无对付艾滋病的药物，惟一的办法只有预防。为提高人们的警觉，自1988年起，每年的12月1日被定为“世界艾滋病日”并且每年都有一个主题。（6）通过大众媒体可知，SARS的病原体是冠状病毒，其遗传信息的传递也是中心法则。
【答案】 （1）RNA （2）逆转录 （3）转录和翻译 （4）基因突变 突变频率高和突变多方向
单链RNA结构不稳定 （5）世界艾滋病 （6）SARS冠状病毒
4、答案（一）不赞成，因为基因被吃入后，和其他大分子一样被消化分解，不可能以原状进入细胞，更不可能补充或整合到人体原有基因组中去。
答案（二）赞成，基因被吃下后，消化分解为简单的物质，可以作为合成或修补体内DNA分子的原料。
５、（1）mRNA，tRNA，rRNA （2）DNA，RNA （3）②，-CCUGAAGAGAAG-，-GGACTTCCCTTC-
第一节 DNA重组技术的基本工具
课标要求
简述基因工程的原理和技术
教学目标
知识：简述DNA重组技术所需三种基本工具的作用
情感：认同基因工程的诞生和发展离不开理论研究和技术创新。
能力：1）通过学习ＤＮＡ重组技术的基本工具，模拟制作重组DNA模型，初步掌握基因工程的基本方法提高动手能力
2）通过对书中插图、照片等的观察，学会科学的观察方法，培养观察能力。
3）通过对基本概念、基本原理、科学方法的正确理解和掌握，逐步形成比较、判断、推理、分析、综合等思维能力，具备能运用学到的生物学知识评价和解决某些实际问题的能力。
教学重点
DNA重组技术所需的三种基本工具的作用。
教学难点
基因工程载体需要具备的条件
知识网络体系
来源：主要从原核生物中分离
功能：能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，
限制性内切酶 并使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷
（分子手术刀） 酸二酯键断开。
切割后的DNA末端： 黏性末端
平末端
功能：将切下来的DNA片段拼接成新的DNA分子
DNA连接酶 T4 DNA连接酶：既能“缝合”双链DNA片段互补的黏性末端，
（分子缝合针） 种类 也能“缝合”双链DNA的平末端
E·coli DNA连接酶：只能将双链片段互补的黏性末端连接
能在宿主细胞中保存下来并大量复制
条件： 有一个至多个限制酶切割点，
基因进入受体细胞的载体 有特殊的遗传标记基因，便于筛选。
（分子运输车） 质粒（常用）
种类： λ噬菌体的衍生物
动植物病毒
热点归纳
限制性内切酶的功能
黏性末端和平末端
DNA连接酶与DNA聚合酶的区别
载体必须具备的条件
质粒与质体的区别
常用的载体
课时安排
教学2课时 习题2课时（见基础练习、创新练习、全练习题）
课前准备
自制PPT、收集有关图片及文字资料
教学过程
学习内容 教师活动 学生活动
第一课时一.创设情境，引入新课二．DNA重组技术的基本工具1.“分子手术刀”——限制性核酸内切酶2．“分子缝合针”——DNA连接酶 第二课时3.“分子运输车”──基因进入受体细胞的载体三．模拟制作——重组DNA分子的模拟制作 1973年转基因微生物──转基因大肠杆菌问世；1980年第一个转基因动物──转基因小鼠诞生；1983年第一例转基因植物──转基因烟草出现，实现了一种生物的某些性状在另一种生物中的表达。“工欲善其事，必先利其器”引入，PPT展示我国转基因抗虫棉培育过程的简要过程思考：转基因抗虫棉培育的关键步骤是什么？（PPT小结：三个关键步骤）（拿出两种不同颜色的等宽的纸条）说明纸条：一条是DNA上的能指导合成某种药物蛋白的基因，另一条是烟草的DNA。引导分析，要实现药物基因在烟草中的表达，提前要做哪些关键工作？引导思考：如何将控制合成药物的基因转入烟草细胞中？小结科学家思考的问题：中国有句俗语叫“没有金刚钻儿，不揽瓷器活儿”。科学家们在实施基因工程之前，苦苦求索，终于找到了实施基因工程的三种“金刚钻儿”，使基因工程的设想成为了现实。这三种“金刚钻儿”，一是准确切割DNA的工具，“分子手术刀”──限制酶；二DNA片段的连接工具，“分子缝合针”──DNA连接酶；三是基因转移工具，“分子运输车”──基因进入受体细胞的载体。引导学习发现限制酶的思路：一些生物的DNA可能进入另一种生物的细胞中的实例：现今存在的生物为什么没有在长期的进化过程中被外源DNA的入侵而绝灭，仍能保持一种稳定状态呢？作为单细胞的生物来讲，怎么会有那么复杂的结构和系统？它如何来抵抗入侵的外源DNA，保护自身呢？怎样才能让DNA失效？用DNA酶，那么生物自身的DNA不也要失效了吗？6)从哪里获得这种酶小结：科学家的基本意向：单细胞生物比多细胞生物更容易受到外源DNA的侵入。在长期的进化过程中，使其必须有处理外源DNA的酶。科学家们经过不懈的努力，终于从原核生物中分离纯化出这种酶，叫做限制酶。迄今已从近300种微生物中分离出4 000种限制酶。这种酶与我们以前知道的DNA酶的作用是不同的。引导阅读课本：P4思考：限制酶特有的作用（PPT演示）引导分析限制酶的特点：一是识别特定核苷酸序列，如EcoRI只能识别GAATTC的核苷酸序列，SmaI只识别CCCGGG的核苷酸序列二是从特定部位的两个核苷酸之间切开,如EcoRI就从G和A之间切开，SmaI就从C和G之间切开。讲述：科学家们已经分离出4 000多种限制酶。由于酶的不同，它们识别的特定核苷酸序列也不同，这样就为我们切割DNA提供了多种特定的“手术刀”。引导阅读课本（PPT演示）限制酶切割DNA后形成的末端有几种可能？这两种末端是如何形成的呢？引导思考：用什么酶可将切断的DNA片段要与受体细胞的DNA连接？引导阅读课文引导小结：DNA连接酶和DNA聚合酶：DNA连接酶是将双链的DNA片段连接起来，就是说DNA连接酶是同时连接双链的切口，而DNA聚合酶只是在单链上将一个个脱氧核苷酸连接起来。相同之处都是通过形成磷酸二酯键来连接的。（PPT演示）提问：我们在学习了限制酶切割后有两种不同的结果，一种产生黏性末端，一种产生平末端。那么恢复它们的连接，所用DNA连接酶是否可以不加选择？单纯的DNA片段是很难导入受体细胞的，所以我们将切割下来的目的基因导入受体细胞就需要有一个“分子运输车”帮助。不是任何的“分子运输车”都可以用来作目的基因进入受体细胞的载体的。阅读课文,思考问题：1.假如目的基因导入受体细胞后不能复制将怎样？2.作为载体没有切割位点将怎样？3.目的基因是否进入受体细胞，你如何去察觉？4.如果载体对受体细胞有害将怎样？不能分离会怎样？引导讨论选择充当基因进入受体细胞载体的必要条件小结：目前通常利用的载体是“质粒”。质粒是能“友好”寄宿在细菌细胞内的小型的环状DNA。引导识图P6图1-5（PPT演示）要点：1）找到“复制原点”──说明质粒能复制并能带着插入的目的基因一起复制。2）找到“目的基因的插入位点”──说明质粒有切割位点。3）找到“氨苄青霉素抗性基因”──说明有标记基因的存在，将来可用含青霉素的培养基鉴别。4）找到此质粒来自大肠杆菌──说明没有危害，大肠杆菌是非致病菌，大肠杆菌分裂快，也便于从大量复制个体中分离出来。指导模拟制作 联系旧知识，认识基因工程是建立在基因控制蛋白质合成的基础理论上的，两者是不可割裂。思考：转基因抗虫棉培育的关键的步骤小结思考问题，尝试小结：1. 要将药物基因切割下来；2. 要将药物基因整合到烟草的DNA上。讨论、自由发言根据问题，思考，讨论1）噬菌体侵染细菌的实验2）2）2）生物体有的有免疫系统，如如动物；有的有保护作用的组组织、器官，如植物3）只有让外来的DNA失效，才能保护自身。4）用DNA酶5)一种特殊的酶，能切割外来的DNA，而对自身不切割。6)到单细胞的生物中去找阅读课本，思考问题，小结：能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开。分析限制酶的特点阅读课本，回答问题1.一种形成黏性末端，一种形成平末端2.限制酶在它识别序列的中心位置两侧将DNA两条单链分割开，就形成黏性末端，而从识别序列的中心位置切开就产生平末端思考，自由讨论阅读课文，回答问题小结：DNA连接酶是将双链的DNA片段连接起来，而DNA聚合酶则是将一个个脱氧核苷酸连接起来。观看PPT，阅读课文应该有所选择。因为E·coli DNA连接酶只能将双链DNA片段黏性末端之间连接起来，不能将双链DNA片段平末端之间连接起来。 T4 DNA连接酶既可“缝合”双链黏性末端， 也可“缝合”双链DNA的平末端， 但平末端之间连接的效率比较低。阅读课文，思考问题，讨论，小结1.导入受体细胞的目的基因不能复制，将在细胞增殖中丢失。2.载体没有切割位点，外源的目的基因不可能插入。3.如果载体上有遗传标记基因，这样，在载体进入受体细胞后，就可通过标记基因的表达来检测。4.载体对受体有害，将影响受体细胞新陈代谢，进而使转入的目的基因也无立足之地。载体不能分离，就不能获得更多带有目的基因的载体。讨论，尝试小结1. 能自我复制；2. 有切割位点；3. 有遗传标记基因；4. 对受体细胞无害、易分离。识图，提高识图能力根据提示认识图片模拟制作
经典例题剖析
下图表示限制酶切割某DNA的过程，从图中可知，该限制酶能识别的碱基序列及切点是（ ）
A．CTTAAG，切点在C和T之间 B．CTTAAG，切点在G和A之间
C．GAATTC，切点在G和A之间 D．CTTAAC，切点在C和T之间
【解析】 由图不难看出该限制酶识别的碱基序列是GAATTC，切点是G与A之间。
答案C
基础试题训练
1．在基因工程中，科学家所用的“剪刀”、“针线”和“载体”分别是指( )
A.大肠杆菌病毒、质粒、DNA连接酶 B.噬菌体、质粒、DNA连接酶
C.DNA限制酶、RNA连接酶、质粒 D.DNA限制酶、DNA连接酶、质粒
2．不属于质粒被选为基因运载体的理由是 （ ）
A．能复制 B.有多个限制酶切点 C．具有标记基因 D．它是环状DNA
3．下列四条DNA分子，彼此间间具有粘性末端的一组是 （ ）
① ②
③ ④
A．①② B．②③ C．③④ D．②④
４．质粒是基因工程中最常用的运载体，它的主要特点是
①能自主复制 ②不能自主复制 ③结构很小 ④蛋白质 ⑤环状RNA ⑥环状DNA
⑦能“友好”地“借居”
A．①③⑤⑦ B．①④⑥ C．①③⑥⑦ D．②③⑥⑦
５．有关基因工程的叙述中，错误的是 （ ）
A．DNA连接酶将黏性未端的碱基对连接起来
B．限制性内切酶用于目的基因的获得
C．目的基因须由载体导入受体细胞
D．人工合成目的基因不用限制性内切酶
６．实施基因工程第一步的一种方法是把所需的基因从供体细胞内分离出来，这要利用限性
内切酶。一种限制性内切酶能识别DNA子中的GAATTC顺序，切点在G和A之间，
这是应用了酶的（ ）
A．高效性 B.专一性
C．多样性 D.催化活性受外界条件影响
７．人们常选用的细菌质粒分子往往带有一个抗菌素抗性基因，该抗性基因的主要作用是
A . 提高受体细胞在自然环境中的耐药性 B. 有利于对目的基因是否导入进行检测
C. 增加质粒分子的分子量 D．便于与外源基因连接
8．下列属于基因运载体所必须具有的条件是（多选） （ ）
A、具有某些标志基因 B、具有环状的DNA分子
C、能够在宿主细胞内复制 D、具有多种限制性内切酶
9．下列哪些可作为基因工程技术中常用的基因运载工具（多选） （ ）
A．大肠杆菌 B．质粒 C．动物病毒 D．线粒体
10．在重组DNA技术中，不常用到的酶是
A、限制性内切酶 B、DNA聚合酶
C、DNA连接酶 D、反转录酶
11．多数限制性核酸内切酶切割后的DNA末端为
A、平头末端 B、3突出末端 C、5突出末端 D、粘性末端
12．在基因工程中通常所使用的质粒是
A、细菌的染色体DNA B、细菌染色体外的DNA
C、病毒染色体DNA D、噬菌体DNA
13．（2006深圳一模考题）研究人员想将生长激素基因通过质粒介导入大肠杆菌细胞内，以表达产生生长激素。已知质粒中存在两个抗性基因：A是抗链霉素基因，B是抗氨苄青霉素基因，且目的基因不插入到基因A、B中，而大肠杆菌不带任何抗性基因，则筛选获得“工程菌”的培养基中的抗抗生素首先应该
A、仅有链霉素 B、仅有氨苄青霉素
C、同时有链霉素和氨苄青霉素 D、无链霉素和氨苄青霉素
14．（05全国Ⅰ）镰刀型细胞贫血症的病因是血红蛋白基因的碱基序列发生了改变。检测这种碱基序列改变必须使用的酶是
A. 解旋酶 B. DNA连接酶 C. 限制性内切酶 D、RNA聚合酶
基础试题训练答案
1、D 2、D 3、D 4、【解析】 质粒是细胞染色体外能够自主复制的很小的环状的DNA分子，它能“友好”地“借居”在宿主细胞中。【答案】C 5、A 6、B 7、B 8、AC
9、BC 10、 11、D 12、B 13、C 14、C
创新应用训练
1.番茄在运输和贮藏过程中，由于过早成熟而易腐烂。应用基因工程技术，通过抑制某种促进果实成熟激素的合成，可使番茄贮藏时间延长，培育成耐贮藏的番茄新品种。这种转基因番茄已于1993年在美国上市，请回答：
（1）促进果实成熟的重要激素是 。
（2）在培育转基因番茄的操作中，所用的基因的“剪刀”是 ，基因的“针线”是 ，基因的“运输工具”是 。
（3）与杂交育种、诱变育种相比，通过基因工程来培育新品种的主要优点是 、 和 。
2、（05天津理综）限制性内切酶Ⅰ的识别序列和切点是—G↓GATCC—，限制性内切酶Ⅱ的识别序列和切点是—↓GATC—。在质粒上有酶Ⅰ的一个切点，在目的基因的两侧各有一个酶Ⅱ的切点。
（1）请画出质粒被限制酶Ⅰ切割后所形成的黏性末端。
（2）请画出目的基因两侧被限制酶Ⅱ切割后所形成的黏性末端。
3）在DNA连接酶作用下，上述两种不同限制酶切割后形成的黏性末端能否连接？为什么？
创新应用训练答案
1、（1）乙烯 （2）限制性内切酶 DNA连接酶 载体
（3）目的性强 育种周期短 克服远源杂交的障碍
2、（1）
（2）
（3）可以连接。因为由两种不同限制酶切割后形成的黏性末端是相同的（或是可以互补的）
第二节 基因工程的基本操作程序
课标要求
简述基因工程的原理和技术
教学目标
知识：简述基因工程原理及基本操作程序
能力：（1）通过对书中插图、照片等的观察，学会科学的观察方法，培养观察能力。
（2）通过对基因工程的基本操作程序的学习，使学生在理解步骤的同时，举一反三，对于其他基因工程操作实例做到能理解、能介绍，从而培养学生对相关知识的理解能力及良好的语言表达能力。
（3）尝试设计某一转基因生物的研制过程
教学重点
基因工程基本操作程序的四个步骤
教学难点
（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
知识网络体系
目的基因：指编码蛋白质结构基因
基因文库
从基因文库中获取 基因组文库
目的基因的获取 方法 部分基因文库
人工合成
PCR：是一项在生物体外复制特定
DNA片段的核酸合成技术。
利用PCR技术扩增目的基因 目的：获取大量的目的基因
原理：DNA复制
过程
目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在，并可以遗传给下一代，并使目的基因能够表达和发挥作用。
基因表达载体的构建
（基因工程的核心） 目的基因：
基因表达载体的组成： 启动子：
终止子：
标记基因：
转化：目的基因进入受体细胞内并在受体细胞内维持稳定
和表达的过程
将目的基因导入受体细胞 农杆菌转化法
导入植物细胞的方法： 基因枪法
方法： 花粉通道法
导入动物细胞的方法： 显微注射技术
导入微生物的方法：
检测转基因生物的染色体上是否插入了目的基因
方法：分子杂交技术（DNA探针+转基因生物DNA）
检测： 检测目的基因是否转录
方法：分子杂交技术（DNA探针+转基因生物mRNA）
目的基因的检测和鉴定 检测目的基因是否翻译成蛋白质
抗原—抗体杂交
鉴定： 对生物进行个体水平的鉴定
热点归纳
提取目的基因的方法
目的基因导入受体细胞的途径。
课时安排
教学二课时 习题二课时
课前准备
PPT、相关习题练习
教学过程
学习内容 教师活动 学生活动
第一课时一.创设情境，引入新课二.基因工程的基本操作步骤步骤一：.目的基因的获取1.目的基因的概念2.获取目的基因的方法a.从基因文库中获取目的基因b.利用PCR技术扩增目的基因c.人工合成第二课时步骤二：基因表达载体的构建步骤三：目的基因导入受体细胞a.将目的基因导入植物细胞b. 将目的基因导入动物细胞c. 将目的基因导入微生物细胞步骤四：目的基因的检测与鉴定 PPT播放基因工程基本操作程序的FLASH动画引导思考并小结基本步骤PPT演示，引导学生阅读课本引导学生阅读课本，自学有关目的基因的概念引导学生阅读课本，自学有关基因文库、部分基因文库PPT演示，协助学生理解有关概念引导学生阅读课本，自学有关PCR技术课件展示PCR技术，讲述反应原理里引导学生阅读课本，了解基因表达载体构建的条件PPT简介常用的受体细胞，将目的基因导入受体细胞的原理引导学生阅读课本，自学农杆菌及农杆菌转化法引导学生阅读课本，自学显微注射法引导学生阅读课本，自学微生物的转化方法，了解感受态细胞引导思考“受体细胞摄入DNA分子后就说明目的基因完成了表达吗？”引导思考检测内容及方法引导学生阅读课本，小结目的基因的检测内容与鉴定方法 观看PPT，思考基因工程基本操作程序的基本步骤学生阅读课本，了解流程阅读课本，理解什么是目的基因阅读课本，理解有关基因文库、部分基因文库观看PPT阅读课本，自学有关PCR技观看课件，倾听讲述，加深理解阅读课本，了解基因表达载体构建的条件观看PPT，了解常用的受体细胞，将目的基因导入受体细胞的原理学生阅读课本，自学农杆菌及农杆菌转化法学生阅读课本，自学显微注射法学生阅读课本，自学微生物的转化方法，了解感受态细胞思考“受体细胞摄入DNA分子后就说明目的基因完成了表达吗？”思考检测内容及方法学生阅读课本，小结目的基因的检测内容与鉴定方法
知识拓展
1．外显子与内含子：一般来说，结构基因都是由外显子和内含子组成，但是，外显子和内含子的关系不是完全固定不变的。有时同一条DNA链上的某一段DNA序列，当它作为编码某多肽链的基因时是外显子，而作为编码另一多肽链的基因时，则是内含子，结果是同一基因可以同时转录为两种或两种以上的mRNA。
2．原核细胞的基因结构与真核细胞的基因结构的异同点
原核细胞的基因 真核细胞的基因
不同点 编码区连续；结构简单 编码区有间隔，不连续；结构复杂
相同点 都有编码区和非编码区；编码区都有调控遗传信息表达的核苷酸序列；编码区上游都有与RNA聚合酶结合的位点
3．获取目的基因的方法（见后表格）
从基因文库中获取
鸟枪法
人工合成
4．目的基因与运载体结合（以质粒为运载体）
5．将目的基因导入受体细胞
受体细胞：细菌
↓氯化钙
细胞壁的通透性增大
↓
重组质粒进入受体细胞
↓
目的基因随受体细胞的繁殖而复制
经典例题剖析
［例1］下列有关基因工程技术的正确叙述是
A．重组DNA技术所用的工具酶是限制酶、连接酶和运载体
B．所有的限制酶都只能识别同一种特定的核苷酸序列
C．选用细菌作为重组质粒的受体细胞是因为细菌繁殖快
D．只要目的基因进入了受体细胞就能成功实现表达
【解析】 基因操作的工具有限制酶、连接酶，一种限制酶只能识别特定的核苷酸序列。运载体是基因的运输工具，目的基因进入受体细胞后，受体细胞表现出特定的性状，才说明目的基因完成了表达，基因工程的结果是让目的基因完成表达，生产出目的基因的产物，选择受体细胞的重要条件就是能够快速繁殖。
【答案】 C
［例2］应用基因工程技术诊断疾病的过程中必须使用基因探针才能达到探测疾病的目的。基因探针是指
A．用于检测疾病的医疗器械
B．用放射性同位素或荧光分子等标记的DNA分子
C．合成β—球蛋白的DNA D．合成苯丙羟化酶DNA片段
【解析】 基因诊断是用放射性同位素、荧光分子等标记的DNA作探针，利用DNA分子杂交原理，鉴定被检测标本上的遗传信息，达到检测疾病的目的。
基础试题训练
1、构建基因组DNA文库时，首先需分离细胞的
A、染色体DNA B、线粒体DNA C、总mRNA D、tRNA
2．在基因工程中，把选出的目的基因（共1000个脱氧核苷酸对，其中腺嘌岭脱氧核苷酸是460个）放入DNA扩增仪中扩增4代，那么，在扩增仪中应放入胞嘧啶脱氧核苷酸的个数是
A.540个 B.8100个 C.17280个 D.7560个
2．在基因工程中，科学家常用细菌、酵母菌等微生物作为受体细胞，原因是（ ）
A.结构简单，操作方便 B.遗传物质含量少
C. 繁殖速度快 D.性状稳定，变异少
3．因工程的操作步骤：①使目的基因与运载体相结合，②将目的基因导入受体细胞，③检测目的基因的表达是否符合特定性状要求，④提取目的基因，正确的操作顺序是（ ）
A．③②④① B.②④①③ C．④①②③ D．③④①②
4．工程是在DNA分子水平上进行设计施工的，在基因操作的基本步骤中，不进行碱基互补配对的步骤是 （ ）
A．人工合成基因 B．目的基因与运载体结合
C．将目的基因导入受体细胞 D．目的基因的检测和表达
5．就分于结构而论，质粒是
A、环状双链DNA分子 B、环状单链DNA分于
C、环状单链RNA分子 D、线状双链DNA分子
6．聚合酶链反应可表示为
A、PEC B、PER C、PDR D、PCR
7．在已知序列信息的情况下，获取目的基因的最方便方法是
A、化学合成法 B、基因组文库法
C、CDNA文库法 D、聚合酶链反应
8．有关基因工程的叙述正确的是 （ ）
A.限制性内切酶只在获得目的基因时才用 B.重组质粒的形成在细胞内完成
C.质粒都可作运载体 D.蛋白质的结构可为合成目的基因提供资料
9．不属于目的基因与运载体结合过程的是 （ ）
A．用一定的限制酶切割质粒露出黏性末端
B．用同种限制酶切割目的基因露出黏性末端
C. 将重组DNA导入受体细胞中进行扩增
D．将切下的目的基因插入到质粒切口处
10．科学家通过基因工程的方法，能使马铃薯块茎含有人奶蛋白。以下有关该基因工程的叙述错误的是
A．采用反转录的方法得到的目的基因
B．基因非编码区对于目的基因在块茎中的表达是不可缺少的
C．马铃薯的叶肉细胞可作为受体细胞
D．用不同种限制酶处理质粒和含有目的基因的DNA，可产生黏性末端而形成重组DNA
分子
11．基因工程常用的受体细胞有
①大肠杆菌 ②枯草杆菌 ③支原体 ④动植物细胞
A．①②③④ B．①②③ C．②③④ D．①②④
12．用DNA探针检测饮用水中病毒的具体方法是
A．与被检测病毒的DNA碱基序列进行比较 B．与被检测病毒的DNA碱基序列进行组合
C．与被检测病毒的DNA碱基序列进行杂交 D．A、B、C三种方法均可
13．1976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移到大肠杆菌，并获得表达，此文中的“表达”是指该基因在大肠杆菌( )
A．能进行DNA复制 B.能传递给细菌后代
C. 能合成生长抑制素释放因子 D.能合成人的生长素
14．在遗传工程技术中，限制性内切酶主要用于 （ ）
A．目的基因的提取和导入 B．目的基因的导入和检测
C．目的基因与运载体结合和导入 D．目的基因的提取和与运载体结合
15、（05广东）以下有关基因工程的叙述，正确的是
A. 基因工程是细胞水平上的生物工程 B．基因工程的产物对人类全部是有益的
C．基因工程产生的变异属于人工诱变 D．基因工程育种的优点之一是目的性强
16．（多选）一个基因表达载体的构建应包括（ ）
A．目的基因 B．启动子 C．终止子 D．标记基因
创新应用训练
1、在药品生产中，有些药品如干扰素，白细胞介素，凝血因子等，以前主要是从生物体的组织、细胞或血液中提取的，由于受原料来源限制，价价十分昂贵，而且产量低，临床供应明显不足。自70年代遗传工程发展起来以后，人们逐步地在人体内发现了相应的目的基因，使之与质粒形成重组DNA，并以重组DNA引入大肠杆菌，最后利用这些工程菌，可以高效率地生产出上述各种高质量低成本的药品，请分析回答：
（1）在基因工程中，质粒是一种最常用的 ，它广泛地存在于细菌细胞中，是一种很小的环状 分子。
（2）在用目的基因与质粒形成重组DNA过程中，一般要用到的工具酶是 和 。
（3）将含有“某激素基因”的质粒导入细菌细胞后，能在细菌细胞内直接合成“某激素”，则该激素在细菌体内的合成包括 和 两个阶段。
（4）在将质粒导入细菌时，一般要用 处理细菌，以增大 。
2、下图是将人类的生长激素基因导入细菌B细胞内制造“工程菌”的示意图，所用的载体为质粒A。已知细菌B细胞内不含质粒A，也不含质粒A上的基因，质粒导入细菌B后，其上的基因能得到表达。请回答下列问题：（注：质粒中的a点即是四环素抗性基因的存在位置，又是与目的基因的结合点；斜线部分为抗氨苄青霉素基因）
（1）人工合成目的基因的途径一般有哪两条？
（2）如何将目的基因和质粒结合成重组质粒？
（3）目前把重组质粒导入细菌细胞时，效率还不高，导入完成后得到的细菌，实际上有的根本没有导入质粒，有的导入的是普通质粒A，只有极少数导入的是重组质粒。可通过以下步骤鉴别得到的细菌是否导入了质粒A或重组质粒；将得到的细菌涂布在一个含有氨苄青霉素的培养基上，能够生长的就是导入了质粒A和重组质粒的细菌，反之则没导入。使用这种方法鉴别的原因是什么？
（4）若把通过鉴定证明导入了普通质粒A或重组质粒的细菌放在含有四环素的培养基上培养，发生的现象是什么？
（5）导入细菌B细胞的目的基因成功表达的标志是什么？
３、科学家通过基因工程培育抗虫棉时，需要从苏云金芽孢杆菌中提取出抗虫基因，“放入”棉花的细胞中与棉花的DNA结合起来并发挥作用，请回答下列有关问题：
（1）从苏云金芽孢杆菌中切割抗虫基因所用的工具是 ，此工具主要存在于 中，其特点是 。
（2）苏云金芽孢秆菌一个DNA分子上有许多基因，获得抗虫基因常采用的方法是“鸟枪法”。具体做法是：用 酶将苏云金芽孢杆菌的 切成许多片段，然后将这些片段 ，再通过 转入不同的受体细胞，让它们在各个受体细胞中大量 ，从中找出含有目的基因的细胞，再用一定的方法把 分离出来。
（3）进行基因操作一般要经过的四个步骤是 、 、 、 。
【答案】
基础试题训练
1、A 2、C 3、C 4、C 5、A 6、D 7、D 8、D 9、C 10、D
11、【解析】 基因工程常用的受体细胞有大肠杆菌、枯草杆菌、土壤农杆菌、酵母菌和动植物细胞。答案：D
12、【解析】 用DNA探针检测饮水中病毒的具体方法是使用一个特定的DNA片段制成探针，与被检测的病毒DNA杂交，从而检测出饮用水中病毒来。答案：C
13、C 14、Ｄ 15、Ｄ １６、ＡＢＣＤ
创新应用训练
1、（1）基因的运载体 DNA （2）限制性内切酶 DNA连接酶 （3） 转录 翻译
（4） 氯化钙 细菌细胞壁的通透性
2、【解析】 此题是对基因操作“四步曲”比较全面的考查，而且注意联系实际。
（1）据课本内容知人工合成基因的两条途径是：①将从细胞中提取分离出的目的基因作为模板，转录成mRNA单链DNA双链DNA；②据蛋白质中氨基酸序列mRNA中碱基序列DNA碱基序列目的基因。
（2）将目的基因和质粒结合形成重组质粒的过程是：①用一定的限制酶切割质粒，使其出现一个有粘性末端的切口；②用同种限制酶切割目的基因，产生相同的粘性末端；③将切下的目的基因片段插入到质粒的切口处，再加入适量的DNA连接酶，使质粒与目的基因结合成重组质粒。
（3）检测质粒或重组质粒是否导入受体细胞，均需利用质粒上某些标记基因的特性。即对已经做了导入处理的、本身无相应特性的受体细胞进行检测，根据受体细胞是否具有相应的特性来确定。抗氨苄青霉素基因在质粒A和重组质粒上，且它与目的基因是否插入无关，所以，用含氨苄青霉素这种选择培养基培养经导入质粒处理的受体细胞，凡能生长的则表明质粒导入成功；不能生长的则无质粒导入。
（4）抗四环素基因不仅在质粒A上，而且它的位置正是目的基因插入之处，因此当目的基因插入质粒A形成重组质粒时，此处的抗四环素基因的结构和功能就会被破坏，含重组质粒的受体细胞就不能在含四环素的培养基上生长，而质粒A上无目的基因插入的，抗四环素基因结构是完整的，这种受体细胞就能在含四环素的培养基上生长。
（5）基因成功表达的标志是受体细胞通过转录、翻译合成相应的蛋白质，即人的生长激素。
【答案】 （1）①将从细胞中提取分离出的目的基因作为模板，转录成mRNA单链DNA双链DNA；②据蛋白质中氨基酸序列mRNA中碱基序列DNA碱基序列目的基因。
（2）①用一定的限制酶切割质粒，使其出现一个有粘性末端的切口；②用同种限制酶切割目的基因，产生相同的粘性末端；③将切下的目的基因片段插入到质粒的切口处，再加入适量的DNA连接酶，使质粒与目的基因结合成重组质粒。
（3）普通质粒A和重组质粒都含有抗氨苄青霉素基因。
（4）有的能生长，有的不能生长。导入普通质粒A的细菌能生长，因为普通质粒A上有抗四环素基因；导入重组质粒的细菌不能生长，因为目的基因插在抗四环素基因中，抗四环素基因的结构被破坏。
（5）受体细胞通过转录、翻译合成相应的蛋白质，即人的生长激素。
３、（１）限制性内切酶 微生物 一种限制性内切酶只能识别一种特定的核苷酸
系列，并在特定的点位切割
（２）限制性内切酶 ＤＮＡ 分别与载体结合 载体 复制
带有目的基因的ＤＮＡ片段
（３）提取目的基因 目的基因与载体结合 将目的基因导入受体细胞
目的基因的检测和表达
第三节 基因工程的应用
课标要求
基因工程的原理和技术
教学目标
知识：举例说出基因工程应用及取得的丰硕成果
情感：1）关注基建工程的进展
2）认同基因工程的应用促进了生产力的提高
3）通过学习了解我国基因工程的发展前景及成果，激发学生对于生物知识的兴趣，开阔学生的思路，培养学生的爱国主义热情，树立在学习上努力刻苦的决心。
能力：1）引导学生课前收集网络资源，改变学生传统的学习方式，引导学生主动参与，乐于探究，培养学生收集和处理科学信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力及交流与合作的能力。
2）尝试运用基因工程原理，提出解决某一生产、生活上实际问题的方案，
教学重点
基因工程在农业和医疗等方面的应用
教学难点
基因治疗
知识网络体系
抗虫转基因植物
抗病转基因植物
转基因植物 抗虫逆转基因植物
改良植物品质
提高动物生长速度
改善畜产品的品质
转基因动物 用转基因动物生产药物
用转基因动物作器官移植的供体
基因工程药物
基因治疗
热点归纳
基因工程的应用成果
转基因植物
转基因动物
基因工程药物
基因治疗
转基因食品：转基因食品是通过遗传工程改变植物种子中的脱氧核糖核酸，然后把这些修改过的再复合基因转移到另一些植物种子内，从而获得在自然界中无法自动生长的植物物种。上世纪 80年代末，科学家们开始把10多年分子研究的成果运用到转基因食品上，1995年成功地生产出抗杂草黄豆，并在市场上出售。又经过7年的努力，现在他们利用基因技术已批量生产出抗虫害、抗病毒、抗杂草的转基因玉米、黄豆、油菜、土豆、西葫芦等。目前，转基因食品的主要产地是美国、加拿大、欧盟、南非、阿根廷等。
转基因食品安全评价：随着转基因技术向农业、食品和医药领域的不断渗透和迅速发展，转基因食品安全性现成为全球关注的热点问题之一
课时安排
教学二课时 习题一课时（见基础练习、创新练习、全练习题）
课前准备
自制PPT、收集有关图片及文字资料
教学过程
学习内容 教师活动 学生活动
第一课时一、设情激趣，引入新课二、植物基因工程硕果累累1.抗虫转基因植物2.抗病转基因植物3.抗逆转基因植物4.利用转基因改良植物的品质二、动物基因工程前景广阔第二课时三、基因工程药品异军突起四、基因治疗曙光初照五、基因工程与食品业六、基因工程与环境保护 设疑：生活中我们有没有接触过基因工程？它们对我们的生活有什么样的影响？PPT展示植物基因工程的累累硕果引导阅读课文，了解抗虫转基因植物的培育过程引导自学有关用于杀虫的基因引导阅读课文，了解抗病转基因植物的培育过程引导自学有关病原微生物及有关抗病转基因植物所采用的基因引导分析我国的自然环境条件，思考抗逆转基因植物培育的意义引导阅读课文，了解有关抗逆转基因植物引导阅读课文引导分析转基因矮牵牛的培育过程引导小结：基因工程在农业上的应用引导阅读课文，了解动物基因工程的应用前景重点引导分析乳房生物反应器（PPT引导分析）引导分析传统药品生产的缺陷（PPT）拓展：基因工程药品——胰岛素 ——干扰素 ——生长激素引导阅读课文，了解基因治疗（PPT）演示;基因诊断的原理基因探针的组成DNA分子杂交原理举例：基因治疗的实例拓展，引导分析拓展，引导分析 阅读课文，自学抗虫转基因植物的培育过程自学有关用于杀虫的基因阅读课文，自学抗病转基因植物的培育过程引导自学有关病原微生物及有关抗病转基因植物所采用的基因分析我国的自然环境条件，思考抗逆转基因植物培育的意义阅读课文，了解有关抗逆转基因植物阅读课文分析转基因矮牵牛的培育过程小结：基因工程在农业上的应用阅读课文，了解动物基因工程的应用前景根据PPT分析乳房生物反应器，了解其过程、优势、意义分析传统药品生产的缺陷通过知识拓展了解：基因工程药品——胰岛素 ——干扰素 ——生长激素阅读课文，了解基因治疗观看PPT,了解基因诊断的原理基因探针的组成DNA分子杂交原理了解基因治疗
经典例题剖析
1．不属于基因工程方法生产的药物是
A．干扰素 B．白细胞介素 C．青霉素 D．乙肝疫苗
【解析】 基因工程生产的药物有胰岛素、干扰素、白细胞介素、溶血栓剂、凝血因子、人造血液代用品、乙肝疫苗等。而青霉素是发酵工程的产品之一。
【答案】 C
基础试题训练
1．若利用基因工程技术培育能固氮的水稻新品种，其在环保上的重要意义是（ ）
A．减少氮肥的使用量，降低生产成本 B．减少氮肥的使用量，节约能源
C．避免氮肥过多引起环境污染 D．改良土壤结构
2．基因治疗是指（ ）
A.对有基因缺陷的细胞进行修复，从而使其恢复正常，达到治疗疾病的目的
B.把健康的外源基因导入到有基因缺陷的细胞中，达到治疗疾病的目的
C.运用人工诱变的方法，使有基因缺陷的细胞发生基因突变恢复正常
D.运用基因工程技术，把有缺陷的基因切除，达到治疗疾病的目的
3．治疗白化病、苯丙酮尿症等人类遗传病的根本途径是（ ）
A．口服化学药物 B．注射化学药物
C. 采用基因疗法替换致病基因 D.利用辐射或药物诱发致病基因突变
4．上海医学遗传研究所成功培育出第一头携带白蛋白的转基因牛，他们还研究出一种可大大提高基因表达水平的新方法，使转基因动物乳汁中的药物蛋白含量提高30多倍，转基因动物是指（ ）
A.提供基因的动物 B.基因组中增加外源基因的动物
C.能产生白蛋白的动物 D.能表达基因信息的动物
5．在基因诊断技术中，所用的探针DNA分子中必须存在一定量的放射性同位素，后者的作用是 （ ）
A．为形成杂交的DNA分子提供能量 B．引起探针DNA产生不定向的基因突变
C. 作为探针DNA的示踪元素 D．增加探针DNA的分子量
6．诊断苯丙酮尿症所用的探针是 （ ）
A．32P半乳糖甘转移酶基因 B．荧光标记的苯丙氨酸羧化酶
C. 荧光标记的β—珠蛋白基因 D．3H苯丙氨酸羧化酶基因
7．基因工程生产胰岛素的主要原因是 （ ）
A.工艺简单，容易操作 B.生产量大，价格较低
C.所生产的胰岛素可以用于口服 D.所生产的胰岛素疗效大大提高
８．1975年，科学家用基因工程的方法创造出了一种能分解石油的“超级细菌”，下列关于此种细菌的说法正确的是 （ ）
A.与一般细菌相比它体积特别巨大 B.它是现在唯一能分解石油的细菌
C.它同时能分解石油中的四种烃类 D.与一般细菌相比，它繁殖速度极快
９．下列说法正确的是 （ ）
A．所有的限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列
B．质粒是基因工程中惟一的运载体
C．运载体必须具备的条件之一是：具有多个限制酶切点，以便与外源基因连接
D．基因治疗主要是对有缺陷的细胞进行修复
1０．用于鉴定转化于细胞是否含重组 DNA的最常用方法是
A、抗药性选择 B、分于杂交选择 C、RNA反转录 D、免疫学方法
11、（05江苏）能够使植物体表达动物蛋白的育种方法是
A．单倍体育种 B．杂交育种 C．基因工程育种 D．多倍体育种
12．下列育种需要使用生物工程技术的是（多选）( )
A.高产青霉素菌株 B.能分泌含抗体的乳汁的母牛
C.生长较快的鲤鲫鱼 D.利于贮藏的白菜—甘蓝
13．下列关于基因工程成果的概述，正确的是（多选）( )
A.在医药卫生方面，主要用于诊断治疗疾病
B.在农业上主要是培育高产、稳产、品质优良和具有抗性的农作物
C.在畜牧养殖业上培育出了体型巨大、品质优良的动物
D.在环境保护方面主要用于环境监测和对污染环境的净化
14、用现代生物技术培育生物新品种，其优越性在于（多选） （ ）
A．克隆技术可以快速繁殖优良形状的家畜
B．现代转基因生物技术可以迅速改变生物的基因组成
C．现代生物技术可以迅速使新品种形成群落
D．现代生物技术可以克服远源杂交不亲和的障碍
创新应用训练
1、1990年对一位缺乏腺苷脱氨酶基因，而患先天性体液兔疫缺陷病的美国女孩进行基因治疗，其方法是首先将患者的白细胞取出作体外培养，然后用逆转录病毒将正常腺苷脱氨酶基因转入人工培养的白细胞中，再将这些转基因白细胞回输到患者的体内，经过多次治疗，患者的免疫功能趋于正常。
（1）在基因治疗过程中，逆转录病毒的作用相当于基因工程中基因操作工具中的 ，此基因工程中的目的基因是 ，目的基因的受体细胞是 。
（2）将转基因白细胞多次回输到患者体内后，兔疫能力趋于正常是由于产生了 ，产生这种物质的两个基本步骤是 、 。
2．（14分）将人的抗病毒干扰基因“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）人的基因工程之所以能接到植物体中去，原因是：————————。
烟草具有抗病毒能力，说明烟草体内产生：——————————。
不同生物间基因移植成功，说明生物共有一套-——————，从进化的角度看，这些生物具有———————。
烟草DNA分子被“嫁接”上或“切割”掉某个基因，实际并不影响遗传信息的表达功能。这说明——————————————。
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：———————————。
有人认为，转基因新产品也是一把双刃剑，有如船能载舟也能覆舟，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：————————————————————————————。
３．干扰素是治疗癌症的重要物质，人血液中每升只能提取0．05 mg干扰素，因而其价格昂贵，平民百姓用不起。但美国有一家公司用遗传工程方法合成了价格低廉、药性一样的干扰素，其具体做法是：
（1）从人的淋巴细胞中提取能指导干扰素合成的 ，并使之与一种叫质粒的DNA结合，然后移植到酵母菌内，从而让酵母素来 。
（2）酵母菌能用 方式繁殖，速度很快，所以能在较短的时间内大量生产 。利用这种方法不仅产量高，并且成本较低。
（3）科学家陈炬在这方向也作出了突出贡献，他成功地把人的干扰素基因嫁接到了烟草的DNA分子上，其物质基础和结构基础是 。
（4）烟草具有了抗病毒能力，这表明烟草体内产生了 ，由此可见，烟草和人体合成蛋白质的方式是 ，从进化的角度来考虑，证明了人和植物的起源 。
4、（05江苏）在植物基因工程中，用土壤农杆菌中的Ti质粒作为运载体，把目的基因重组入Ti质粒上的T-DNA片段中，再将重组的T-DNA插入植物细胞的染色体DNA中。
（1）科学家在进行上述基因操作时，要用同一种 分别切割质粒和目的基因，质粒的黏性末端与目的基因DNA片段的黏性末端就可通过 而黏合。
（2）将携带抗除草剂基因的重组Ti质粒导入二倍体油菜细胞，经培养、筛选获得一株有抗除草剂特性的转基因植株。经分析，该植株含有一个携带目的基因的T-DNA片段，因此可以把它看作是杂合子。理论上，在该转基因植株自交F1代中，仍具有抗除草剂特性的植株占总数的 ，原因 。
（3）种植上述转基因油菜，它所携带的目的基因可以通过花粉传递给近缘物种，造成“基因污染”。如果把目的基因导入叶绿体DNA中，就可以避免“基因污染”，原因是: 。
基础试题训练
1、Ｃ ２、B ３、Ｃ ４Ｂ ５、Ｃ 6、D ７、Ｂ ８、Ｃ ９、Ｃ
１0、Ｂ 11、C １2、BCD 13、BCD 14、 ABD
创新应用训练
１、（１）载体 正常腺苷脱氧酶基因 白细胞
（２）腺苷脱氧酶（抗体） 转录 翻译
2．（1）A. （2）人与植物结构组成相同。 （3）抗病毒干扰素。
（4）遗传密码，共同的原始祖先。 （5）基因是遗传物质结构和功能的基本单位。
（6）将抗病毒基因嫁接到水稻中，形成抗病毒水稻新品种；将人的血型基因移入猪体内，培育人血的猪；将干扰素基因移入细菌体内，培育出能产生干扰素的细菌。
（7）用于改良作物的抗不良环境的基因引入杂草，就将难以控制杂草。
３、（１）干扰素 合成干扰素 （２）出芽生殖 干扰素
（３）都是脱氧核苷酸组成的 都具有双螺旋结构（４）干扰素 相同的 相同的
4.（1）限制性内切酶，碱基互补配对 （2）3/4，雌雄配子各有1/2含抗除草剂基因；受精时，雌雄配子随机结合 （3）叶绿体遗传表现为母系遗传，目的基因不会通过花粉传递而在下一代中显现出来
第四节 蛋白质工程的崛起
课标要求
1.举例说出蛋白质工程崛起的缘由。
2.简述蛋白质工程的原理。
教学目标
知识：1.举例说出蛋白质工程崛起的缘由。
2.简述蛋白质工程的原理。
能力：尝试运用逆向思维分析和解决问题。
教学重点
1.为什么要开展蛋白质工程的研究
2.蛋白质工程的原理
教学难点
蛋白质工程的原理
知识网络体系
基因工程的实质：
蛋白质工程崛起缘由 基因工程原则上只能生产自然界原有的蛋白质
蛋白质工程的目的：
目标
蛋白质工程的基本原理 原理：
过程：
蛋白质工程的进展和前景
热点归纳
1）蛋白质工程与基因工程的区别：蛋白质工程就是根据蛋白质的精细结构与功能之间的关系，利用基因工程的手段，按照人类自身的需要，定向地改造天然的蛋白质，甚至创造新的、自然界本不存在的、具有优良特性的蛋白质分子。蛋白质工程自诞生之日起，就与基因工程密不可分。基因工程是通过基因操作把外源基因转入适当的生物体内，并在其中进行表达，它的产品还是该基因编码的天然存在的蛋白质。蛋白质工程则更进一步。它可以根据对分子预先设计的方案，通过对天然蛋白质的基因进行改造，来实现对它所编码的蛋白质进行改造。因此，它的产品已不再是天然的蛋白质，而是经过改造的、具有了人类所需要的优点的蛋白质。天然蛋白质都是通过漫长的进化过程而形成的，而蛋白质工程对天然蛋白质的改造，好比是在实验室里加快了进化的过程。
2）为什么要开展蛋白质工程的研究：蛋白质工程是在基因重组技术、生物化学、分子生物学、分子遗传学等学科的基础之上，融合了蛋白质晶体学、蛋白质动力学、蛋白质化学和计算机辅助设计等多学科而发展起来的新兴研究领域。其内容主要有两个方面：根据需要合成具有特定氨基酸序列和空间结构的蛋白质；确定蛋白质化学组成、空间结构与生物功能之间的关系。在此基础之上，实现从氨基酸序列预测蛋白质的空间结构和生物功能，设计合成具有特定生物功能的全新的蛋白质，这也是蛋白质工程最根本的目标之一。
3）蛋白质工程的原理
预期功能→蛋白质三维结构→氨基酸序列（多肽链）→基因→具有预期功能的蛋白质
课时安排
教学一课时 习题一课时（见基础练习、创新练习、全练习题）
课前准备
自制PPT、收集有关图片及文字资料
教学过程
学习内容 教师活动 学生活动
一、设疑引趣，导入新课二、蛋白质工程崛起的缘由三、蛋白质工程的基本原理1.目标2.蛋白质工程的原理3.蛋白质工程的途径4.概念四、蛋白质工程的进展和前景 提问：国际人类蛋白质组计划？引导阅读课文，引导分析基因工程的限制（PPT）小结举例：改造的蛋白质的优点引导阅读课文，引导分析蛋白质工程的原理：目标引导复习中心法则引导逆推中心法则引导阅读课文，了解途径引导进行课文讨论题P27小结概念引导阅读课文，了解进展和前景引导分析蛋白质工程与基因工程的区别拓展：酶工程 蛋白质工程改造实例 了解国际人类蛋白质组计划 阅读课文，分析基因工程的限制了解改造的蛋白质的优点阅读课文，分析蛋白质工程的原理目标复习中心法则尝试逆推中心法则阅读课文，了解途径分组进行课文讨论题P27小结概念阅读课文，了解进展和前景分析蛋白质工程与基因工程的区别拓展：酶工程 蛋白质工程改造实例
经典例题剖析
1、蛋白质工程中直接需要进行操作的对象是（ ）
A、氨基酸结构 B、蛋白质空间结构 C、肽链结构 D、基因结构
【解析】 蛋白质工程是指以蛋白质分子结构规律及其与生物功能的关系为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产或或生活需要。因此，归根到底，还是要对基因进行改造。 【答案】D
2、科学家将β干扰素基因进行定点突变导入大肠杆菌表达，使干扰素第17位的半胱氨酸改变成丝氨酸，结果大大提高β-干扰素的抗病性活性，并且提高了储存稳定性，该生物技术为（ ）A、基因工程 B、蛋白质工程 C、基因突变 D、细胞工程
【解析】 基因工程是通过对基因的操作，将符合人们需要的目的基因导入适宜的生物体，原则上只能生产自然界已存在的蛋白质，蛋白质工程是指以蛋白质分子结构规律及其与生物功能的关系为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产或或生活需要。本题中合成的β干扰素不是天然的，因此，属于蛋白质工程。 【答案】B
基础试题训练
1、蛋白质工程的实质是 （ ）
A、改变氨基酸结构 B、改造蛋白质结构 C、改变肽链结构 D、改造基因结构
2、基因工程的实质是 （ ）
A、基因重组 B、基因突变 C、产生新的蛋白质 D、产生新的基因
3、干扰素经过改造可长期储存，从蛋白质水平上应改变的是 （ ）
A、光氨酸 B、精氨酸 C、谷氨酸 D、半光氨酸
4、蛋白质工程制造的蛋白质是 （ ）
A、天然蛋白质 B、稀有蛋白质 C、自然界中不存在的蛋白质 D、血红蛋白质
5、蛋白质工程的基础是 （ ）
A、基因工程 B、细胞工程 C、酶工程 D、发酵工程
6、玉米是生产赖氨酸的好材料，可是产量低，需要改变什么结构就能提高产量？ （ ）
A、天冬氨酸激酶 B、二氢吡啶二羧合成酶 C、肽酶 D、A、B都是
7、天然蛋白质合成遵循的法则是 （ ）
A、中心法则 B、转录 C、翻译 D、复制
8、关于蛋白质工程的说法错误的是 （ ）
A、蛋白质工程能定向改造蛋白质的分子结构，使之更加符合人类的需要
B、蛋白质工程是在分子水平上对蛋白质分子直接进行操作，定向改变分子结构
C、蛋白质工程能产生出自然界中不曾存在过的新型蛋白质分子
D、蛋白质工程又称为第二代基因工程
9、蛋白质工程的基本操作程序正确是 （ ）
①蛋白质分子结构合成 ②DNA合成 ③mRNA合成
④蛋白质的预期功能 ⑤根据氨基酸的序列推出脱氧核苷酸的序列
A、①→②→③→④→⑤→① B、⑤→④→③→②→①→②
C、④→①→⑤→②→③→① D、②→③→⑤→①→②→④
10、下列各项与蛋白质结构多样性无关的是 （ ）
A、氨基酸的种类、数目、排列顺序 B、构成蛋白质的多肽链的数目
C、构成蛋白质的肽链的空间结构 D、氨基酸至少含一个氨基和一个羧基
11、蛋白质工程中直接操作的对象是 （ ）
A、氨基酸的结构 B、蛋白质空间结构 C、肽链结构 D、基因结构
12、当前医学上，蛋白质工程药物正逐步取代第一代基因工程多肽蛋白质类替代治疗剂，则基因工程药物与蛋白质工程药物的区别是 （ ）
A、都与天然产物完全相同 B、都与天然产物不相同
C、基因工程药物与天然产物完全相同，蛋白质工程药物与天然产物不相同 D、基因工程药物与天然产物不相同，蛋白质工程药物与天然产物完全相同
创新应用训练
1、蛋白质工程的目标是根据对蛋白质 的特定需求，对蛋白质
进行分子设计，根据 法则便可以改造天然蛋白质，例如：玉米的赖氨酸含量低，原因是赖氨酸合成过程中的两个关键的酶 、
的活性受赖氨酸浓度的影响，如果我们将 中的第352位的苏氨酸变为
，把 中第104位的天冬酰氨变成
，就可以提高玉米中的赖氨酸含量提高2—5倍。
答案：基础试题训练
1、D 2、A 3、D 4、C 5、A 6、D 7、A 8、B 9、C 10、Ｄ
11、Ｄ 12、C
创新应用训练
1、答案：功能、结构 中心法则、天冬氨酸激酶、二氢吡啶二羧酸合成酶、天冬氨酸激酶、异亮氨酸、二氢吡啶二羧酸合成酶、异亮氨酸
RNA
ATP
酶
脱氧核苷酸
DNA
ATP
酶
核糖核苷酸
RNA
ATP
酶
核糖核苷酸
DNA
ATP
酶
脱氧核苷酸
①—GGCCTGAAGAGAAGT—
②—CCGGACTTCTCTTCA—
T A G G
C C A T
T A C C
G G T A
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选修三 现代生物技术专题
专题一 基因工程
主要内容 本专题包括基因工程的发展过程；DNA重组技术的基本工具；基因工程的基本操作程序；基因工程的应用；蛋白质工程的崛起等部分。
高考联系 基因工程是一门20世纪70年代以来新兴的生物科学与工程技术相结合的科学，也叫DNA重组技术。它是按照人类的意愿，将某种基因有计划地转移到另一种生物中去的新技术，现已成为生命科学中发展最快、最前沿的学科，有关生物工程的内容，己成为近几年生物高考的热点内容。其中基因工程的操作工具和基因工程操作的基本步骤以及基因工程的成果及应用前景将是近年命题的新热点
基因工程操作的三种基本工具，四项基本操作程序等内容将成为考查学生分析综合问题能力的材料；另外，针对生物工程在医药、食品、农林等高新技术产业中的应用，运用有关的生物知识指导生产和实践，对有关的生产方案、生产过程进行分析、综合评价，这也是高考的另一热点。 有关基因工程的备考，今后高考中可能涉及到本考题的热点问题，有如下几个方面：
1.基因工程的基本步骤：目的基因的获取、基因表达运载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因表达的检测与鉴定几个步骤。
2.转基因技术的应用：(1)转基因动植物，如抗虫、抗病、抗逆、抗除草剂，抗倒伏的植物；产肉、产蛋量高、生长快、耐粗饲料的动物；此外，转基因动物为人类异体器官移植提供了可能。(2)基因药物：如人造胰岛素、人造生长激素、溶血栓的尿激酶原等。(3)基因治疗：美国对复合型免疫缺陷症的治疗；糖尿病的治疗：许多科学家希望利用基因工程手段将正常的合成胰岛素基因导入患者体内，并准确表达，以此来修复或替代失去正常功能的胰岛B细胞，从而维持机体血糖平衡。（4）利用遗传工程培养转基因固氮绿色植物的展望。地球上的固氮途径有三条：生物固氮、工业固氮、高能固氮。其中，生物固氮是植物可利用氮的主要来源。利用遗传工程培养转基因固氮绿色植物有重要应用价值，这也是生物高考命题的一个方面。
本专题所涉及的内容大都是社会热点、焦点问题，很可能成为遵循大纲，但又不拘泥于大纲的高考题目的素材，要求我们要有足够的重视。
课标要求
1、知识要求
1）简述基础理论研究和技术进步催生了基因工程
2）简述基因工程的原理和技术
3）举例说出基因工程的应用
4）简述蛋白质工程
2、能力要求
1）运用所学的DNA重组技术，模拟制作重组DNA模型，提高动手能力
2）通过对书中插图、照片等的观察，学会科学的观察方法，培养观察能力。
3）通过讨论、收集资料等，提高收集资料、处理资料、撰写专题综合报告的能力
4）能利用课本以外的资料和信息解决课内学习中发现的问题，从而培养学生自主学习能力，为终身学习、后续学习打下坚实的基础。
5）尝试运用基因工程原理，提出解决某一生产、生活上实际问题的方案，
3、情感要求
1）关注基因工程的发展
2）认同基因工程的应用促进生产力的提高
科技探索之路： 基础理论和技术的发展催生了基因工程
课标要求
1、知识要求
简述基因工程的诞生
2、能力要求
通过复习DNA是遗传物质的证明、DNA双螺旋结构和中心法则的确立、遗传密码的破译等基础知识，提高学习能力、分析能力、探究能力，树立不断学习、不断创新的的精神。
知识网络体系
科技探索之路 基础理论和技术的发展催生了基因工程
基因工程概念——是指按照人们的愿望，进行严格的设计，通过体外DNA重组技术和转基因等技术，赋予生物以新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。由于基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，因此又叫DNA重组技术。
DNA是遗传物质的证明
理论基础 DNA双螺旋结构和中心法则的确立
遗传密码的破译
基因转移载体的发现
工具酶的发现
DNA合成和测序技术的发现
工程技术 DNA体外重组的实现
重组DNA表达实验的成功
第一例转基因动物的问世
PCR技术的发明
热点归纳
理论基础与工程技术的联系
科学的发展离不开理论和实践的探究，科学研究是一个漫长的实践过程
课时安排
教学一课时 习题一课时
课前准备
自制课件、收集有关基因工程的资料
教学过程
学习内容 教师活动 学生活动
一．创设情境，引入新课二．基因工程的概念三．科技探索之路基础理论和技术的发展催生了基因工程1．20世纪中叶，基础理论的重大突破2．技术发明使基因工程的实施成为可能 引导回顾在必修课的学习中对杨唤明教授的访谈，引导阅读课本杨焕明教授致同学们的一封信PPT展示部分基因工程成果的图片资料引导了解什么是基因工程拓展基因工程（见知识拓展）指导学生阅读科技探索之路“基础理论和技术的发展催生了基因工程”引导阅读课本，引导回顾有关DNA是遗传物质的证明、DNA的双螺旋结构和中心法则、遗传密码的破译等知识结合有关PPT简介有关基因转移载体、工具酶、DNA合成和测序技术、DNA体外重组、PCR技术等例题剖析：PPT 阅读课本，体会科学家对同学们的殷切希望观察图片，了解基因工程的概念阅读课本，回顾有关DNA是遗传物质的证明、DNA的双螺旋结构和中心法则、遗传密码的破译等知识阅读课本，观看图片，了解与基因工程有关的技术发明
知识拓展
基因工程
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
基本过程 剪切→拼接→导入→表达
结果 人类需要的基因产物
经典例题剖析
［例1］切取牛的生长激素和人的生长激素基因，用显微注射技术将它们分别注入小鼠的受精卵中，从而获得了“超级鼠”，此项技术遵循的原理是
A．基因突变：DNA→RNA→蛋白质 B．基因工程：RNA→RNA→蛋白质
C．细胞工程：DNA→RNA→蛋白质 D．基因工程：DNA→RNA→蛋白质
【解析】 此题既复习中心法则，又考察基因工程。由题所述是把牛和人的生长素基因注入到鼠的受精卵中，应属于基因工程。 【答案】 D
基础试题训练
１．把兔控制血红蛋白合成的信使RNA加入到大肠杆菌的提取液中，结果能合成出兔的血红蛋白，这说明 ( )
A.兔和大肠杆菌共用一套遗传密码子 B．大肠杆菌的遗传物质是RNA
C．兔的RNA和大肠杆菌的RNA携带相同的遗传信息
D．兔控制血红蛋白合成的基因能进人大肠杆菌
2．能够使植物体表达动物蛋白的育种方法是（ ）
A．单倍体育种 B．杂交育种 C．基因工程育种 D．多倍体育种
3．科学家用纳米技术制造出一种“生物导弹”，可以携带DNA分子。把它注射入组织中，可以通过细胞的内吞作用的方式进入细胞内，DNA被释放出来，进入到细胞核内，最终整合到细胞染色体中，成为细胞基因组的一部分，DNA整合到细胞染色体中的过程，属于( )
A．基因突变 B．基因重组 C．基因互换 D．染色体变异
4．下列何种技术能有效地打破物种的界限,定向地改造生物的遗传性状,培育新的农作物优良品种 A．基因工程技术 B．诱变育种技术
C．杂交育种技术 D．组织培养技术
5．生物细胞中含有细胞质基因的结构是（多选）( )
A. 细胞核和染色体 B．染色体和核糖体 C．线粒体和质粒 D．线粒体和叶绿体
基础试题训练答案
1、A 2、C 3、B 4、A 5、C、D
创新应用训练
1.利用基因工程生产蛋白质药物，经历了三个发展阶段。第一阶段，将人的基因转入细菌细胞；第二阶段，将人的基因转入小鼠等动物的细胞。前两个阶段都是进行细胞培养，提取药物。第三阶段，将人的基因转入活的动物体，饲养这些动物，从乳汁或尿液中提取药物。
（1）将人的基因转入异种生物的细胞或个体内，能够产生药物蛋白的原理是基因能控制 。
（2）人的基因能和异种生物的基因拼接在一起，是因为它们的分子都具有双螺旋结构，都是由四种 构成，基因中碱基配对的规律都是 。
（3）人的基因在异种生物细胞中表达成蛋白质时，需要经过 和翻译两个步骤。在翻译中需要的模板是 ，原料是 ，直接能源是 ，搬运工兼装配工是 ，将氨基酸通过肽键连接成蛋白质的场所是 ，“翻译”可理解为将由 个“字母”组成的核酸“语言”翻译成由 个“字母”组成的蛋白质“语言”，从整体来看 在翻译中充任着“译员”。
2、如下图所示，在a、b试管内加入的DNA都含有30对碱基，四个试管内都有产物生成。请回答：
a b c d
（1）a、d两试管内的产物是相同的，但a试管内模拟的是 过程；d试管内模拟
的是 过程。
（2）b、c两试管内的产物都是 ，但b试管内模拟的是 过
程；c试管内模拟的是 过程；b试管的产物中1个分子中最多含有
碱基，有 个密码子。
(3)d试管中与a试管相比，特有的酶是 。
3、（2003年上海高考题）艾滋病病毒（HIV）是一种球形的RNA病毒，HIV侵染T淋巴细胞并繁殖新一代病毒的过程示意图如下。请回答：
（1）图中①表示病毒正侵染淋巴细胞。进入寄主细胞的是病毒的_________。
（2）遗传学上将过程②称为_________。
（3）③和④的信息传递过程分别称为____________________________。
（4）HIV有Ⅰ和Ⅱ两种类型，其中Ⅰ型又有7个亚型。Ⅰ型的基因组中4个主要基因的变异率最高可达22%。多达100种左右的HIV变异株是目前研制疫苗的主要困难，因此切断传播途径是惟一行之有效的预防措施。HIV众多变异类型是_________的结果，这种变异特点与一般生物的不同之处是___________________________，其原因是________________________________。
（5）2002年12月1日是国际第15个____________________________日。
（6）据最近研究认为，引起“严重急性呼吸系统综合症”（SARS）的病原体可能是
__________________________________。它和HIV一样，其遗传信息的传递是按照
_____________________________________________的规律进行的（可以用简图表达）。
4、有人提出“吃基因补基因”，你是否赞成这种观点？试从新陈代谢的角度简要说明理由
。
５、（05上海）回答有关真核细胞中遗传信息及其表达的问题。
（1）将同位素标记的尿核苷（尿嘧啶和核糖的结合物）加入细胞培养液中，不久在细胞核中发现被标记的__________、__________、__________。
（2）将从A细胞中提取的核酸，通过基因工程的方法，转移到另一种细胞B中，当转入________时，其遗传信息在B细胞中得到表达并能够复制传给下一代；当转入________时，在B细胞中虽能合成相应的蛋白质，但性状不会遗传。
（3）已知某基因片段碱基排列如右图。由它控制合成的多肽中含有“—脯氨酸—谷氨酸—谷氨酸—赖氨酸—”的氨基酸序列。（脯氨酸的密码子是：CCU、CCC、CCA、CCG；谷氨酸的是GAA、GAG；赖氨酸的是AAA、AAG；甘氨酸的是GGU、GGC、GGA、GGG。）
（1）翻译上述多肽的mRNA是由该基因的______链转录的（以图中①或②表示），此mRNA的碱基排列顺序是：__________________________________。
（2）若该基因由于一个碱基被置换而发生突变，所合成的多肽的氨基酸排列顺序成为“—脯氨酸—谷氨酸—甘氨酸—赖氨酸—”。写出转录出此段多DNA单链的碱基排列顺序：___________________________________________。
创新应用训练答案
1、（1）蛋白质的合成 （2）脱氧核苷酸 A—T，G—C；
（3）转录 信使RNA 氨基酸 ATP 转运RNA 核糖体 4 20 转运RNA
2、（1）DNA的复制 逆转录
（2）RNA 转录 RNA的复制 30 10
（3）逆转录酶
3、【解析】 （1）艾滋病是一种病毒性疾病，它的遗传物质是RNA，通过图示及联系噬菌体侵染细菌的实验可知，进入宿主细胞的是病毒的RNA。（2）由单链的RNA到双链的DNA的过程为逆转录。（3）由DNA到RNA，RNA与核糖体相结合合成蛋白质的过程分别称为转录和翻译。（4）艾滋病是一种病毒性疾病，它的致病因素是结构上很相近似的一组病毒，这组病毒被统称为“人类免疫缺陷病毒（HIV）”。这种病潜伏期较长，感染者发病前没有明显的征兆，但已经具备了传染性，一旦发病，死亡率极高。目前还没有艾滋病的预防疫苗和根治的药物；HIV的变异类型有多种，是目前研制疫苗的主要困难。由于HIV病毒是单链RNA病毒结构不稳定，使突变频率增高和更具多方向性。（5）艾滋病自1981年被人类发现，它犹如瘟疫一般在全球肆虐，已夺去一千多万人的生命，至今人类尚无对付艾滋病的药物，惟一的办法只有预防。为提高人们的警觉，自1988年起，每年的12月1日被定为“世界艾滋病日”并且每年都有一个主题。（6）通过大众媒体可知，SARS的病原体是冠状病毒，其遗传信息的传递也是中心法则。
【答案】 （1）RNA （2）逆转录 （3）转录和翻译 （4）基因突变 突变频率高和突变多方向
单链RNA结构不稳定 （5）世界艾滋病 （6）SARS冠状病毒
4、答案（一）不赞成，因为基因被吃入后，和其他大分子一样被消化分解，不可能以原状进入细胞，更不可能补充或整合到人体原有基因组中去。
答案（二）赞成，基因被吃下后，消化分解为简单的物质，可以作为合成或修补体内DNA分子的原料。
５、（1）mRNA，tRNA，rRNA （2）DNA，RNA （3）②，-CCUGAAGAGAAG-，-GGACTTCCCTTC-
第一节 DNA重组技术的基本工具
课标要求
简述基因工程的原理和技术
教学目标
知识：简述DNA重组技术所需三种基本工具的作用
情感：认同基因工程的诞生和发展离不开理论研究和技术创新。
能力：1）通过学习ＤＮＡ重组技术的基本工具，模拟制作重组DNA模型，初步掌握基因工程的基本方法提高动手能力
2）通过对书中插图、照片等的观察，学会科学的观察方法，培养观察能力。
3）通过对基本概念、基本原理、科学方法的正确理解和掌握，逐步形成比较、判断、推理、分析、综合等思维能力，具备能运用学到的生物学知识评价和解决某些实际问题的能力。
教学重点
DNA重组技术所需的三种基本工具的作用。
教学难点
基因工程载体需要具备的条件
知识网络体系
来源：主要从原核生物中分离
功能：能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，
限制性内切酶 并使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷
（分子手术刀） 酸二酯键断开。
切割后的DNA末端： 黏性末端
平末端
功能：将切下来的DNA片段拼接成新的DNA分子
DNA连接酶 T4 DNA连接酶：既能“缝合”双链DNA片段互补的黏性末端，
（分子缝合针） 种类 也能“缝合”双链DNA的平末端
E·coli DNA连接酶：只能将双链片段互补的黏性末端连接
能在宿主细胞中保存下来并大量复制
条件： 有一个至多个限制酶切割点，
基因进入受体细胞的载体 有特殊的遗传标记基因，便于筛选。
（分子运输车） 质粒（常用）
种类： λ噬菌体的衍生物
动植物病毒
热点归纳
限制性内切酶的功能
黏性末端和平末端
DNA连接酶与DNA聚合酶的区别
载体必须具备的条件
质粒与质体的区别
常用的载体
课时安排
教学2课时 习题2课时（见基础练习、创新练习、全练习题）
课前准备
自制PPT、收集有关图片及文字资料
教学过程
学习内容 教师活动 学生活动
第一课时一.创设情境，引入新课二．DNA重组技术的基本工具1.“分子手术刀”——限制性核酸内切酶2．“分子缝合针”——DNA连接酶 第二课时3.“分子运输车”──基因进入受体细胞的载体三．模拟制作——重组DNA分子的模拟制作 1973年转基因微生物──转基因大肠杆菌问世；1980年第一个转基因动物──转基因小鼠诞生；1983年第一例转基因植物──转基因烟草出现，实现了一种生物的某些性状在另一种生物中的表达。“工欲善其事，必先利其器”引入，PPT展示我国转基因抗虫棉培育过程的简要过程思考：转基因抗虫棉培育的关键步骤是什么？（PPT小结：三个关键步骤）（拿出两种不同颜色的等宽的纸条）说明纸条：一条是DNA上的能指导合成某种药物蛋白的基因，另一条是烟草的DNA。引导分析，要实现药物基因在烟草中的表达，提前要做哪些关键工作？引导思考：如何将控制合成药物的基因转入烟草细胞中？小结科学家思考的问题：中国有句俗语叫“没有金刚钻儿，不揽瓷器活儿”。科学家们在实施基因工程之前，苦苦求索，终于找到了实施基因工程的三种“金刚钻儿”，使基因工程的设想成为了现实。这三种“金刚钻儿”，一是准确切割DNA的工具，“分子手术刀”──限制酶；二DNA片段的连接工具，“分子缝合针”──DNA连接酶；三是基因转移工具，“分子运输车”──基因进入受体细胞的载体。引导学习发现限制酶的思路：一些生物的DNA可能进入另一种生物的细胞中的实例：现今存在的生物为什么没有在长期的进化过程中被外源DNA的入侵而绝灭，仍能保持一种稳定状态呢？作为单细胞的生物来讲，怎么会有那么复杂的结构和系统？它如何来抵抗入侵的外源DNA，保护自身呢？怎样才能让DNA失效？用DNA酶，那么生物自身的DNA不也要失效了吗？6)从哪里获得这种酶小结：科学家的基本意向：单细胞生物比多细胞生物更容易受到外源DNA的侵入。在长期的进化过程中，使其必须有处理外源DNA的酶。科学家们经过不懈的努力，终于从原核生物中分离纯化出这种酶，叫做限制酶。迄今已从近300种微生物中分离出4 000种限制酶。这种酶与我们以前知道的DNA酶的作用是不同的。引导阅读课本：P4思考：限制酶特有的作用（PPT演示）引导分析限制酶的特点：一是识别特定核苷酸序列，如EcoRI只能识别GAATTC的核苷酸序列，SmaI只识别CCCGGG的核苷酸序列二是从特定部位的两个核苷酸之间切开,如EcoRI就从G和A之间切开，SmaI就从C和G之间切开。讲述：科学家们已经分离出4 000多种限制酶。由于酶的不同，它们识别的特定核苷酸序列也不同，这样就为我们切割DNA提供了多种特定的“手术刀”。引导阅读课本（PPT演示）限制酶切割DNA后形成的末端有几种可能？这两种末端是如何形成的呢？引导思考：用什么酶可将切断的DNA片段要与受体细胞的DNA连接？引导阅读课文引导小结：DNA连接酶和DNA聚合酶：DNA连接酶是将双链的DNA片段连接起来，就是说DNA连接酶是同时连接双链的切口，而DNA聚合酶只是在单链上将一个个脱氧核苷酸连接起来。相同之处都是通过形成磷酸二酯键来连接的。（PPT演示）提问：我们在学习了限制酶切割后有两种不同的结果，一种产生黏性末端，一种产生平末端。那么恢复它们的连接，所用DNA连接酶是否可以不加选择？单纯的DNA片段是很难导入受体细胞的，所以我们将切割下来的目的基因导入受体细胞就需要有一个“分子运输车”帮助。不是任何的“分子运输车”都可以用来作目的基因进入受体细胞的载体的。阅读课文,思考问题：1.假如目的基因导入受体细胞后不能复制将怎样？2.作为载体没有切割位点将怎样？3.目的基因是否进入受体细胞，你如何去察觉？4.如果载体对受体细胞有害将怎样？不能分离会怎样？引导讨论选择充当基因进入受体细胞载体的必要条件小结：目前通常利用的载体是“质粒”。质粒是能“友好”寄宿在细菌细胞内的小型的环状DNA。引导识图P6图1-5（PPT演示）要点：1）找到“复制原点”──说明质粒能复制并能带着插入的目的基因一起复制。2）找到“目的基因的插入位点”──说明质粒有切割位点。3）找到“氨苄青霉素抗性基因”──说明有标记基因的存在，将来可用含青霉素的培养基鉴别。4）找到此质粒来自大肠杆菌──说明没有危害，大肠杆菌是非致病菌，大肠杆菌分裂快，也便于从大量复制个体中分离出来。指导模拟制作 联系旧知识，认识基因工程是建立在基因控制蛋白质合成的基础理论上的，两者是不可割裂。思考：转基因抗虫棉培育的关键的步骤小结思考问题，尝试小结：1. 要将药物基因切割下来；2. 要将药物基因整合到烟草的DNA上。讨论、自由发言根据问题，思考，讨论1）噬菌体侵染细菌的实验2）2）2）生物体有的有免疫系统，如如动物；有的有保护作用的组组织、器官，如植物3）只有让外来的DNA失效，才能保护自身。4）用DNA酶5)一种特殊的酶，能切割外来的DNA，而对自身不切割。6)到单细胞的生物中去找阅读课本，思考问题，小结：能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开。分析限制酶的特点阅读课本，回答问题1.一种形成黏性末端，一种形成平末端2.限制酶在它识别序列的中心位置两侧将DNA两条单链分割开，就形成黏性末端，而从识别序列的中心位置切开就产生平末端思考，自由讨论阅读课文，回答问题小结：DNA连接酶是将双链的DNA片段连接起来，而DNA聚合酶则是将一个个脱氧核苷酸连接起来。观看PPT，阅读课文应该有所选择。因为E·coli DNA连接酶只能将双链DNA片段黏性末端之间连接起来，不能将双链DNA片段平末端之间连接起来。 T4 DNA连接酶既可“缝合”双链黏性末端， 也可“缝合”双链DNA的平末端， 但平末端之间连接的效率比较低。阅读课文，思考问题，讨论，小结1.导入受体细胞的目的基因不能复制，将在细胞增殖中丢失。2.载体没有切割位点，外源的目的基因不可能插入。3.如果载体上有遗传标记基因，这样，在载体进入受体细胞后，就可通过标记基因的表达来检测。4.载体对受体有害，将影响受体细胞新陈代谢，进而使转入的目的基因也无立足之地。载体不能分离，就不能获得更多带有目的基因的载体。讨论，尝试小结1. 能自我复制；2. 有切割位点；3. 有遗传标记基因；4. 对受体细胞无害、易分离。识图，提高识图能力根据提示认识图片模拟制作
经典例题剖析
下图表示限制酶切割某DNA的过程，从图中可知，该限制酶能识别的碱基序列及切点是（ ）
A．CTTAAG，切点在C和T之间 B．CTTAAG，切点在G和A之间
C．GAATTC，切点在G和A之间 D．CTTAAC，切点在C和T之间
【解析】 由图不难看出该限制酶识别的碱基序列是GAATTC，切点是G与A之间。
答案C
基础试题训练
1．在基因工程中，科学家所用的“剪刀”、“针线”和“载体”分别是指( )
A.大肠杆菌病毒、质粒、DNA连接酶 B.噬菌体、质粒、DNA连接酶
C.DNA限制酶、RNA连接酶、质粒 D.DNA限制酶、DNA连接酶、质粒
2．不属于质粒被选为基因运载体的理由是 （ ）
A．能复制 B.有多个限制酶切点 C．具有标记基因 D．它是环状DNA
3．下列四条DNA分子，彼此间间具有粘性末端的一组是 （ ）
① ②
③ ④
A．①② B．②③ C．③④ D．②④
４．质粒是基因工程中最常用的运载体，它的主要特点是
①能自主复制 ②不能自主复制 ③结构很小 ④蛋白质 ⑤环状RNA ⑥环状DNA
⑦能“友好”地“借居”
A．①③⑤⑦ B．①④⑥ C．①③⑥⑦ D．②③⑥⑦
５．有关基因工程的叙述中，错误的是 （ ）
A．DNA连接酶将黏性未端的碱基对连接起来
B．限制性内切酶用于目的基因的获得
C．目的基因须由载体导入受体细胞
D．人工合成目的基因不用限制性内切酶
６．实施基因工程第一步的一种方法是把所需的基因从供体细胞内分离出来，这要利用限性
内切酶。一种限制性内切酶能识别DNA子中的GAATTC顺序，切点在G和A之间，
这是应用了酶的（ ）
A．高效性 B.专一性
C．多样性 D.催化活性受外界条件影响
７．人们常选用的细菌质粒分子往往带有一个抗菌素抗性基因，该抗性基因的主要作用是
A . 提高受体细胞在自然环境中的耐药性 B. 有利于对目的基因是否导入进行检测
C. 增加质粒分子的分子量 D．便于与外源基因连接
8．下列属于基因运载体所必须具有的条件是（多选） （ ）
A、具有某些标志基因 B、具有环状的DNA分子
C、能够在宿主细胞内复制 D、具有多种限制性内切酶
9．下列哪些可作为基因工程技术中常用的基因运载工具（多选） （ ）
A．大肠杆菌 B．质粒 C．动物病毒 D．线粒体
10．在重组DNA技术中，不常用到的酶是
A、限制性内切酶 B、DNA聚合酶
C、DNA连接酶 D、反转录酶
11．多数限制性核酸内切酶切割后的DNA末端为
A、平头末端 B、3突出末端 C、5突出末端 D、粘性末端
12．在基因工程中通常所使用的质粒是
A、细菌的染色体DNA B、细菌染色体外的DNA
C、病毒染色体DNA D、噬菌体DNA
13．（2006深圳一模考题）研究人员想将生长激素基因通过质粒介导入大肠杆菌细胞内，以表达产生生长激素。已知质粒中存在两个抗性基因：A是抗链霉素基因，B是抗氨苄青霉素基因，且目的基因不插入到基因A、B中，而大肠杆菌不带任何抗性基因，则筛选获得“工程菌”的培养基中的抗抗生素首先应该
A、仅有链霉素 B、仅有氨苄青霉素
C、同时有链霉素和氨苄青霉素 D、无链霉素和氨苄青霉素
14．（05全国Ⅰ）镰刀型细胞贫血症的病因是血红蛋白基因的碱基序列发生了改变。检测这种碱基序列改变必须使用的酶是
A. 解旋酶 B. DNA连接酶 C. 限制性内切酶 D、RNA聚合酶
基础试题训练答案
1、D 2、D 3、D 4、【解析】 质粒是细胞染色体外能够自主复制的很小的环状的DNA分子，它能“友好”地“借居”在宿主细胞中。【答案】C 5、A 6、B 7、B 8、AC
9、BC 10、 11、D 12、B 13、C 14、C
创新应用训练
1.番茄在运输和贮藏过程中，由于过早成熟而易腐烂。应用基因工程技术，通过抑制某种促进果实成熟激素的合成，可使番茄贮藏时间延长，培育成耐贮藏的番茄新品种。这种转基因番茄已于1993年在美国上市，请回答：
（1）促进果实成熟的重要激素是 。
（2）在培育转基因番茄的操作中，所用的基因的“剪刀”是 ，基因的“针线”是 ，基因的“运输工具”是 。
（3）与杂交育种、诱变育种相比，通过基因工程来培育新品种的主要优点是 、 和 。
2、（05天津理综）限制性内切酶Ⅰ的识别序列和切点是—G↓GATCC—，限制性内切酶Ⅱ的识别序列和切点是—↓GATC—。在质粒上有酶Ⅰ的一个切点，在目的基因的两侧各有一个酶Ⅱ的切点。
（1）请画出质粒被限制酶Ⅰ切割后所形成的黏性末端。
（2）请画出目的基因两侧被限制酶Ⅱ切割后所形成的黏性末端。
3）在DNA连接酶作用下，上述两种不同限制酶切割后形成的黏性末端能否连接？为什么？
创新应用训练答案
1、（1）乙烯 （2）限制性内切酶 DNA连接酶 载体
（3）目的性强 育种周期短 克服远源杂交的障碍
2、（1）
（2）
（3）可以连接。因为由两种不同限制酶切割后形成的黏性末端是相同的（或是可以互补的）
第二节 基因工程的基本操作程序
课标要求
简述基因工程的原理和技术
教学目标
知识：简述基因工程原理及基本操作程序
能力：（1）通过对书中插图、照片等的观察，学会科学的观察方法，培养观察能力。
（2）通过对基因工程的基本操作程序的学习，使学生在理解步骤的同时，举一反三，对于其他基因工程操作实例做到能理解、能介绍，从而培养学生对相关知识的理解能力及良好的语言表达能力。
（3）尝试设计某一转基因生物的研制过程
教学重点
基因工程基本操作程序的四个步骤
教学难点
（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
知识网络体系
目的基因：指编码蛋白质结构基因
基因文库
从基因文库中获取 基因组文库
目的基因的获取 方法 部分基因文库
人工合成
PCR：是一项在生物体外复制特定
DNA片段的核酸合成技术。
利用PCR技术扩增目的基因 目的：获取大量的目的基因
原理：DNA复制
过程
目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在，并可以遗传给下一代，并使目的基因能够表达和发挥作用。
基因表达载体的构建
（基因工程的核心） 目的基因：
基因表达载体的组成： 启动子：
终止子：
标记基因：
转化：目的基因进入受体细胞内并在受体细胞内维持稳定
和表达的过程
将目的基因导入受体细胞 农杆菌转化法
导入植物细胞的方法： 基因枪法
方法： 花粉通道法
导入动物细胞的方法： 显微注射技术
导入微生物的方法：
检测转基因生物的染色体上是否插入了目的基因
方法：分子杂交技术（DNA探针+转基因生物DNA）
检测： 检测目的基因是否转录
方法：分子杂交技术（DNA探针+转基因生物mRNA）
目的基因的检测和鉴定 检测目的基因是否翻译成蛋白质
抗原—抗体杂交
鉴定： 对生物进行个体水平的鉴定
热点归纳
提取目的基因的方法
目的基因导入受体细胞的途径。
课时安排
教学二课时 习题二课时
课前准备
PPT、相关习题练习
教学过程
学习内容 教师活动 学生活动
第一课时一.创设情境，引入新课二.基因工程的基本操作步骤步骤一：.目的基因的获取1.目的基因的概念2.获取目的基因的方法a.从基因文库中获取目的基因b.利用PCR技术扩增目的基因c.人工合成第二课时步骤二：基因表达载体的构建步骤三：目的基因导入受体细胞a.将目的基因导入植物细胞b. 将目的基因导入动物细胞c. 将目的基因导入微生物细胞步骤四：目的基因的检测与鉴定 PPT播放基因工程基本操作程序的FLASH动画引导思考并小结基本步骤PPT演示，引导学生阅读课本引导学生阅读课本，自学有关目的基因的概念引导学生阅读课本，自学有关基因文库、部分基因文库PPT演示，协助学生理解有关概念引导学生阅读课本，自学有关PCR技术课件展示PCR技术，讲述反应原理里引导学生阅读课本，了解基因表达载体构建的条件PPT简介常用的受体细胞，将目的基因导入受体细胞的原理引导学生阅读课本，自学农杆菌及农杆菌转化法引导学生阅读课本，自学显微注射法引导学生阅读课本，自学微生物的转化方法，了解感受态细胞引导思考“受体细胞摄入DNA分子后就说明目的基因完成了表达吗？”引导思考检测内容及方法引导学生阅读课本，小结目的基因的检测内容与鉴定方法 观看PPT，思考基因工程基本操作程序的基本步骤学生阅读课本，了解流程阅读课本，理解什么是目的基因阅读课本，理解有关基因文库、部分基因文库观看PPT阅读课本，自学有关PCR技观看课件，倾听讲述，加深理解阅读课本，了解基因表达载体构建的条件观看PPT，了解常用的受体细胞，将目的基因导入受体细胞的原理学生阅读课本，自学农杆菌及农杆菌转化法学生阅读课本，自学显微注射法学生阅读课本，自学微生物的转化方法，了解感受态细胞思考“受体细胞摄入DNA分子后就说明目的基因完成了表达吗？”思考检测内容及方法学生阅读课本，小结目的基因的检测内容与鉴定方法
知识拓展
1．外显子与内含子：一般来说，结构基因都是由外显子和内含子组成，但是，外显子和内含子的关系不是完全固定不变的。有时同一条DNA链上的某一段DNA序列，当它作为编码某多肽链的基因时是外显子，而作为编码另一多肽链的基因时，则是内含子，结果是同一基因可以同时转录为两种或两种以上的mRNA。
2．原核细胞的基因结构与真核细胞的基因结构的异同点
原核细胞的基因 真核细胞的基因
不同点 编码区连续；结构简单 编码区有间隔，不连续；结构复杂
相同点 都有编码区和非编码区；编码区都有调控遗传信息表达的核苷酸序列；编码区上游都有与RNA聚合酶结合的位点
3．获取目的基因的方法（见后表格）
从基因文库中获取
鸟枪法
人工合成
4．目的基因与运载体结合（以质粒为运载体）
5．将目的基因导入受体细胞
受体细胞：细菌
↓氯化钙
细胞壁的通透性增大
↓
重组质粒进入受体细胞
↓
目的基因随受体细胞的繁殖而复制
经典例题剖析
［例1］下列有关基因工程技术的正确叙述是
A．重组DNA技术所用的工具酶是限制酶、连接酶和运载体
B．所有的限制酶都只能识别同一种特定的核苷酸序列
C．选用细菌作为重组质粒的受体细胞是因为细菌繁殖快
D．只要目的基因进入了受体细胞就能成功实现表达
【解析】 基因操作的工具有限制酶、连接酶，一种限制酶只能识别特定的核苷酸序列。运载体是基因的运输工具，目的基因进入受体细胞后，受体细胞表现出特定的性状，才说明目的基因完成了表达，基因工程的结果是让目的基因完成表达，生产出目的基因的产物，选择受体细胞的重要条件就是能够快速繁殖。
【答案】 C
［例2］应用基因工程技术诊断疾病的过程中必须使用基因探针才能达到探测疾病的目的。基因探针是指
A．用于检测疾病的医疗器械
B．用放射性同位素或荧光分子等标记的DNA分子
C．合成β—球蛋白的DNA D．合成苯丙羟化酶DNA片段
【解析】 基因诊断是用放射性同位素、荧光分子等标记的DNA作探针，利用DNA分子杂交原理，鉴定被检测标本上的遗传信息，达到检测疾病的目的。
基础试题训练
1、构建基因组DNA文库时，首先需分离细胞的
A、染色体DNA B、线粒体DNA C、总mRNA D、tRNA
2．在基因工程中，把选出的目的基因（共1000个脱氧核苷酸对，其中腺嘌岭脱氧核苷酸是460个）放入DNA扩增仪中扩增4代，那么，在扩增仪中应放入胞嘧啶脱氧核苷酸的个数是
A.540个 B.8100个 C.17280个 D.7560个
2．在基因工程中，科学家常用细菌、酵母菌等微生物作为受体细胞，原因是（ ）
A.结构简单，操作方便 B.遗传物质含量少
C. 繁殖速度快 D.性状稳定，变异少
3．因工程的操作步骤：①使目的基因与运载体相结合，②将目的基因导入受体细胞，③检测目的基因的表达是否符合特定性状要求，④提取目的基因，正确的操作顺序是（ ）
A．③②④① B.②④①③ C．④①②③ D．③④①②
4．工程是在DNA分子水平上进行设计施工的，在基因操作的基本步骤中，不进行碱基互补配对的步骤是 （ ）
A．人工合成基因 B．目的基因与运载体结合
C．将目的基因导入受体细胞 D．目的基因的检测和表达
5．就分于结构而论，质粒是
A、环状双链DNA分子 B、环状单链DNA分于
C、环状单链RNA分子 D、线状双链DNA分子
6．聚合酶链反应可表示为
A、PEC B、PER C、PDR D、PCR
7．在已知序列信息的情况下，获取目的基因的最方便方法是
A、化学合成法 B、基因组文库法
C、CDNA文库法 D、聚合酶链反应
8．有关基因工程的叙述正确的是 （ ）
A.限制性内切酶只在获得目的基因时才用 B.重组质粒的形成在细胞内完成
C.质粒都可作运载体 D.蛋白质的结构可为合成目的基因提供资料
9．不属于目的基因与运载体结合过程的是 （ ）
A．用一定的限制酶切割质粒露出黏性末端
B．用同种限制酶切割目的基因露出黏性末端
C. 将重组DNA导入受体细胞中进行扩增
D．将切下的目的基因插入到质粒切口处
10．科学家通过基因工程的方法，能使马铃薯块茎含有人奶蛋白。以下有关该基因工程的叙述错误的是
A．采用反转录的方法得到的目的基因
B．基因非编码区对于目的基因在块茎中的表达是不可缺少的
C．马铃薯的叶肉细胞可作为受体细胞
D．用不同种限制酶处理质粒和含有目的基因的DNA，可产生黏性末端而形成重组DNA
分子
11．基因工程常用的受体细胞有
①大肠杆菌 ②枯草杆菌 ③支原体 ④动植物细胞
A．①②③④ B．①②③ C．②③④ D．①②④
12．用DNA探针检测饮用水中病毒的具体方法是
A．与被检测病毒的DNA碱基序列进行比较 B．与被检测病毒的DNA碱基序列进行组合
C．与被检测病毒的DNA碱基序列进行杂交 D．A、B、C三种方法均可
13．1976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移到大肠杆菌，并获得表达，此文中的“表达”是指该基因在大肠杆菌( )
A．能进行DNA复制 B.能传递给细菌后代
C. 能合成生长抑制素释放因子 D.能合成人的生长素
14．在遗传工程技术中，限制性内切酶主要用于 （ ）
A．目的基因的提取和导入 B．目的基因的导入和检测
C．目的基因与运载体结合和导入 D．目的基因的提取和与运载体结合
15、（05广东）以下有关基因工程的叙述，正确的是
A. 基因工程是细胞水平上的生物工程 B．基因工程的产物对人类全部是有益的
C．基因工程产生的变异属于人工诱变 D．基因工程育种的优点之一是目的性强
16．（多选）一个基因表达载体的构建应包括（ ）
A．目的基因 B．启动子 C．终止子 D．标记基因
创新应用训练
1、在药品生产中，有些药品如干扰素，白细胞介素，凝血因子等，以前主要是从生物体的组织、细胞或血液中提取的，由于受原料来源限制，价价十分昂贵，而且产量低，临床供应明显不足。自70年代遗传工程发展起来以后，人们逐步地在人体内发现了相应的目的基因，使之与质粒形成重组DNA，并以重组DNA引入大肠杆菌，最后利用这些工程菌，可以高效率地生产出上述各种高质量低成本的药品，请分析回答：
（1）在基因工程中，质粒是一种最常用的 ，它广泛地存在于细菌细胞中，是一种很小的环状 分子。
（2）在用目的基因与质粒形成重组DNA过程中，一般要用到的工具酶是 和 。
（3）将含有“某激素基因”的质粒导入细菌细胞后，能在细菌细胞内直接合成“某激素”，则该激素在细菌体内的合成包括 和 两个阶段。
（4）在将质粒导入细菌时，一般要用 处理细菌，以增大 。
2、下图是将人类的生长激素基因导入细菌B细胞内制造“工程菌”的示意图，所用的载体为质粒A。已知细菌B细胞内不含质粒A，也不含质粒A上的基因，质粒导入细菌B后，其上的基因能得到表达。请回答下列问题：（注：质粒中的a点即是四环素抗性基因的存在位置，又是与目的基因的结合点；斜线部分为抗氨苄青霉素基因）
（1）人工合成目的基因的途径一般有哪两条？
（2）如何将目的基因和质粒结合成重组质粒？
（3）目前把重组质粒导入细菌细胞时，效率还不高，导入完成后得到的细菌，实际上有的根本没有导入质粒，有的导入的是普通质粒A，只有极少数导入的是重组质粒。可通过以下步骤鉴别得到的细菌是否导入了质粒A或重组质粒；将得到的细菌涂布在一个含有氨苄青霉素的培养基上，能够生长的就是导入了质粒A和重组质粒的细菌，反之则没导入。使用这种方法鉴别的原因是什么？
（4）若把通过鉴定证明导入了普通质粒A或重组质粒的细菌放在含有四环素的培养基上培养，发生的现象是什么？
（5）导入细菌B细胞的目的基因成功表达的标志是什么？
３、科学家通过基因工程培育抗虫棉时，需要从苏云金芽孢杆菌中提取出抗虫基因，“放入”棉花的细胞中与棉花的DNA结合起来并发挥作用，请回答下列有关问题：
（1）从苏云金芽孢杆菌中切割抗虫基因所用的工具是 ，此工具主要存在于 中，其特点是 。
（2）苏云金芽孢秆菌一个DNA分子上有许多基因，获得抗虫基因常采用的方法是“鸟枪法”。具体做法是：用 酶将苏云金芽孢杆菌的 切成许多片段，然后将这些片段 ，再通过 转入不同的受体细胞，让它们在各个受体细胞中大量 ，从中找出含有目的基因的细胞，再用一定的方法把 分离出来。
（3）进行基因操作一般要经过的四个步骤是 、 、 、 。
【答案】
基础试题训练
1、A 2、C 3、C 4、C 5、A 6、D 7、D 8、D 9、C 10、D
11、【解析】 基因工程常用的受体细胞有大肠杆菌、枯草杆菌、土壤农杆菌、酵母菌和动植物细胞。答案：D
12、【解析】 用DNA探针检测饮水中病毒的具体方法是使用一个特定的DNA片段制成探针，与被检测的病毒DNA杂交，从而检测出饮用水中病毒来。答案：C
13、C 14、Ｄ 15、Ｄ １６、ＡＢＣＤ
创新应用训练
1、（1）基因的运载体 DNA （2）限制性内切酶 DNA连接酶 （3） 转录 翻译
（4） 氯化钙 细菌细胞壁的通透性
2、【解析】 此题是对基因操作“四步曲”比较全面的考查，而且注意联系实际。
（1）据课本内容知人工合成基因的两条途径是：①将从细胞中提取分离出的目的基因作为模板，转录成mRNA单链DNA双链DNA；②据蛋白质中氨基酸序列mRNA中碱基序列DNA碱基序列目的基因。
（2）将目的基因和质粒结合形成重组质粒的过程是：①用一定的限制酶切割质粒，使其出现一个有粘性末端的切口；②用同种限制酶切割目的基因，产生相同的粘性末端；③将切下的目的基因片段插入到质粒的切口处，再加入适量的DNA连接酶，使质粒与目的基因结合成重组质粒。
（3）检测质粒或重组质粒是否导入受体细胞，均需利用质粒上某些标记基因的特性。即对已经做了导入处理的、本身无相应特性的受体细胞进行检测，根据受体细胞是否具有相应的特性来确定。抗氨苄青霉素基因在质粒A和重组质粒上，且它与目的基因是否插入无关，所以，用含氨苄青霉素这种选择培养基培养经导入质粒处理的受体细胞，凡能生长的则表明质粒导入成功；不能生长的则无质粒导入。
（4）抗四环素基因不仅在质粒A上，而且它的位置正是目的基因插入之处，因此当目的基因插入质粒A形成重组质粒时，此处的抗四环素基因的结构和功能就会被破坏，含重组质粒的受体细胞就不能在含四环素的培养基上生长，而质粒A上无目的基因插入的，抗四环素基因结构是完整的，这种受体细胞就能在含四环素的培养基上生长。
（5）基因成功表达的标志是受体细胞通过转录、翻译合成相应的蛋白质，即人的生长激素。
【答案】 （1）①将从细胞中提取分离出的目的基因作为模板，转录成mRNA单链DNA双链DNA；②据蛋白质中氨基酸序列mRNA中碱基序列DNA碱基序列目的基因。
（2）①用一定的限制酶切割质粒，使其出现一个有粘性末端的切口；②用同种限制酶切割目的基因，产生相同的粘性末端；③将切下的目的基因片段插入到质粒的切口处，再加入适量的DNA连接酶，使质粒与目的基因结合成重组质粒。
（3）普通质粒A和重组质粒都含有抗氨苄青霉素基因。
（4）有的能生长，有的不能生长。导入普通质粒A的细菌能生长，因为普通质粒A上有抗四环素基因；导入重组质粒的细菌不能生长，因为目的基因插在抗四环素基因中，抗四环素基因的结构被破坏。
（5）受体细胞通过转录、翻译合成相应的蛋白质，即人的生长激素。
３、（１）限制性内切酶 微生物 一种限制性内切酶只能识别一种特定的核苷酸
系列，并在特定的点位切割
（２）限制性内切酶 ＤＮＡ 分别与载体结合 载体 复制
带有目的基因的ＤＮＡ片段
（３）提取目的基因 目的基因与载体结合 将目的基因导入受体细胞
目的基因的检测和表达
第三节 基因工程的应用
课标要求
基因工程的原理和技术
教学目标
知识：举例说出基因工程应用及取得的丰硕成果
情感：1）关注基建工程的进展
2）认同基因工程的应用促进了生产力的提高
3）通过学习了解我国基因工程的发展前景及成果，激发学生对于生物知识的兴趣，开阔学生的思路，培养学生的爱国主义热情，树立在学习上努力刻苦的决心。
能力：1）引导学生课前收集网络资源，改变学生传统的学习方式，引导学生主动参与，乐于探究，培养学生收集和处理科学信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力及交流与合作的能力。
2）尝试运用基因工程原理，提出解决某一生产、生活上实际问题的方案，
教学重点
基因工程在农业和医疗等方面的应用
教学难点
基因治疗
知识网络体系
抗虫转基因植物
抗病转基因植物
转基因植物 抗虫逆转基因植物
改良植物品质
提高动物生长速度
改善畜产品的品质
转基因动物 用转基因动物生产药物
用转基因动物作器官移植的供体
基因工程药物
基因治疗
热点归纳
基因工程的应用成果
转基因植物
转基因动物
基因工程药物
基因治疗
转基因食品：转基因食品是通过遗传工程改变植物种子中的脱氧核糖核酸，然后把这些修改过的再复合基因转移到另一些植物种子内，从而获得在自然界中无法自动生长的植物物种。上世纪 80年代末，科学家们开始把10多年分子研究的成果运用到转基因食品上，1995年成功地生产出抗杂草黄豆，并在市场上出售。又经过7年的努力，现在他们利用基因技术已批量生产出抗虫害、抗病毒、抗杂草的转基因玉米、黄豆、油菜、土豆、西葫芦等。目前，转基因食品的主要产地是美国、加拿大、欧盟、南非、阿根廷等。
转基因食品安全评价：随着转基因技术向农业、食品和医药领域的不断渗透和迅速发展，转基因食品安全性现成为全球关注的热点问题之一
课时安排
教学二课时 习题一课时（见基础练习、创新练习、全练习题）
课前准备
自制PPT、收集有关图片及文字资料
教学过程
学习内容 教师活动 学生活动
第一课时一、设情激趣，引入新课二、植物基因工程硕果累累1.抗虫转基因植物2.抗病转基因植物3.抗逆转基因植物4.利用转基因改良植物的品质二、动物基因工程前景广阔第二课时三、基因工程药品异军突起四、基因治疗曙光初照五、基因工程与食品业六、基因工程与环境保护 设疑：生活中我们有没有接触过基因工程？它们对我们的生活有什么样的影响？PPT展示植物基因工程的累累硕果引导阅读课文，了解抗虫转基因植物的培育过程引导自学有关用于杀虫的基因引导阅读课文，了解抗病转基因植物的培育过程引导自学有关病原微生物及有关抗病转基因植物所采用的基因引导分析我国的自然环境条件，思考抗逆转基因植物培育的意义引导阅读课文，了解有关抗逆转基因植物引导阅读课文引导分析转基因矮牵牛的培育过程引导小结：基因工程在农业上的应用引导阅读课文，了解动物基因工程的应用前景重点引导分析乳房生物反应器（PPT引导分析）引导分析传统药品生产的缺陷（PPT）拓展：基因工程药品——胰岛素 ——干扰素 ——生长激素引导阅读课文，了解基因治疗（PPT）演示;基因诊断的原理基因探针的组成DNA分子杂交原理举例：基因治疗的实例拓展，引导分析拓展，引导分析 阅读课文，自学抗虫转基因植物的培育过程自学有关用于杀虫的基因阅读课文，自学抗病转基因植物的培育过程引导自学有关病原微生物及有关抗病转基因植物所采用的基因分析我国的自然环境条件，思考抗逆转基因植物培育的意义阅读课文，了解有关抗逆转基因植物阅读课文分析转基因矮牵牛的培育过程小结：基因工程在农业上的应用阅读课文，了解动物基因工程的应用前景根据PPT分析乳房生物反应器，了解其过程、优势、意义分析传统药品生产的缺陷通过知识拓展了解：基因工程药品——胰岛素 ——干扰素 ——生长激素阅读课文，了解基因治疗观看PPT,了解基因诊断的原理基因探针的组成DNA分子杂交原理了解基因治疗
经典例题剖析
1．不属于基因工程方法生产的药物是
A．干扰素 B．白细胞介素 C．青霉素 D．乙肝疫苗
【解析】 基因工程生产的药物有胰岛素、干扰素、白细胞介素、溶血栓剂、凝血因子、人造血液代用品、乙肝疫苗等。而青霉素是发酵工程的产品之一。
【答案】 C
基础试题训练
1．若利用基因工程技术培育能固氮的水稻新品种，其在环保上的重要意义是（ ）
A．减少氮肥的使用量，降低生产成本 B．减少氮肥的使用量，节约能源
C．避免氮肥过多引起环境污染 D．改良土壤结构
2．基因治疗是指（ ）
A.对有基因缺陷的细胞进行修复，从而使其恢复正常，达到治疗疾病的目的
B.把健康的外源基因导入到有基因缺陷的细胞中，达到治疗疾病的目的
C.运用人工诱变的方法，使有基因缺陷的细胞发生基因突变恢复正常
D.运用基因工程技术，把有缺陷的基因切除，达到治疗疾病的目的
3．治疗白化病、苯丙酮尿症等人类遗传病的根本途径是（ ）
A．口服化学药物 B．注射化学药物
C. 采用基因疗法替换致病基因 D.利用辐射或药物诱发致病基因突变
4．上海医学遗传研究所成功培育出第一头携带白蛋白的转基因牛，他们还研究出一种可大大提高基因表达水平的新方法，使转基因动物乳汁中的药物蛋白含量提高30多倍，转基因动物是指（ ）
A.提供基因的动物 B.基因组中增加外源基因的动物
C.能产生白蛋白的动物 D.能表达基因信息的动物
5．在基因诊断技术中，所用的探针DNA分子中必须存在一定量的放射性同位素，后者的作用是 （ ）
A．为形成杂交的DNA分子提供能量 B．引起探针DNA产生不定向的基因突变
C. 作为探针DNA的示踪元素 D．增加探针DNA的分子量
6．诊断苯丙酮尿症所用的探针是 （ ）
A．32P半乳糖甘转移酶基因 B．荧光标记的苯丙氨酸羧化酶
C. 荧光标记的β—珠蛋白基因 D．3H苯丙氨酸羧化酶基因
7．基因工程生产胰岛素的主要原因是 （ ）
A.工艺简单，容易操作 B.生产量大，价格较低
C.所生产的胰岛素可以用于口服 D.所生产的胰岛素疗效大大提高
８．1975年，科学家用基因工程的方法创造出了一种能分解石油的“超级细菌”，下列关于此种细菌的说法正确的是 （ ）
A.与一般细菌相比它体积特别巨大 B.它是现在唯一能分解石油的细菌
C.它同时能分解石油中的四种烃类 D.与一般细菌相比，它繁殖速度极快
９．下列说法正确的是 （ ）
A．所有的限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列
B．质粒是基因工程中惟一的运载体
C．运载体必须具备的条件之一是：具有多个限制酶切点，以便与外源基因连接
D．基因治疗主要是对有缺陷的细胞进行修复
1０．用于鉴定转化于细胞是否含重组 DNA的最常用方法是
A、抗药性选择 B、分于杂交选择 C、RNA反转录 D、免疫学方法
11、（05江苏）能够使植物体表达动物蛋白的育种方法是
A．单倍体育种 B．杂交育种 C．基因工程育种 D．多倍体育种
12．下列育种需要使用生物工程技术的是（多选）( )
A.高产青霉素菌株 B.能分泌含抗体的乳汁的母牛
C.生长较快的鲤鲫鱼 D.利于贮藏的白菜—甘蓝
13．下列关于基因工程成果的概述，正确的是（多选）( )
A.在医药卫生方面，主要用于诊断治疗疾病
B.在农业上主要是培育高产、稳产、品质优良和具有抗性的农作物
C.在畜牧养殖业上培育出了体型巨大、品质优良的动物
D.在环境保护方面主要用于环境监测和对污染环境的净化
14、用现代生物技术培育生物新品种，其优越性在于（多选） （ ）
A．克隆技术可以快速繁殖优良形状的家畜
B．现代转基因生物技术可以迅速改变生物的基因组成
C．现代生物技术可以迅速使新品种形成群落
D．现代生物技术可以克服远源杂交不亲和的障碍
创新应用训练
1、1990年对一位缺乏腺苷脱氨酶基因，而患先天性体液兔疫缺陷病的美国女孩进行基因治疗，其方法是首先将患者的白细胞取出作体外培养，然后用逆转录病毒将正常腺苷脱氨酶基因转入人工培养的白细胞中，再将这些转基因白细胞回输到患者的体内，经过多次治疗，患者的免疫功能趋于正常。
（1）在基因治疗过程中，逆转录病毒的作用相当于基因工程中基因操作工具中的 ，此基因工程中的目的基因是 ，目的基因的受体细胞是 。
（2）将转基因白细胞多次回输到患者体内后，兔疫能力趋于正常是由于产生了 ，产生这种物质的两个基本步骤是 、 。
2．（14分）将人的抗病毒干扰基因“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）人的基因工程之所以能接到植物体中去，原因是：————————。
烟草具有抗病毒能力，说明烟草体内产生：——————————。
不同生物间基因移植成功，说明生物共有一套-——————，从进化的角度看，这些生物具有———————。
烟草DNA分子被“嫁接”上或“切割”掉某个基因，实际并不影响遗传信息的表达功能。这说明——————————————。
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：———————————。
有人认为，转基因新产品也是一把双刃剑，有如船能载舟也能覆舟，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：————————————————————————————。
３．干扰素是治疗癌症的重要物质，人血液中每升只能提取0．05 mg干扰素，因而其价格昂贵，平民百姓用不起。但美国有一家公司用遗传工程方法合成了价格低廉、药性一样的干扰素，其具体做法是：
（1）从人的淋巴细胞中提取能指导干扰素合成的 ，并使之与一种叫质粒的DNA结合，然后移植到酵母菌内，从而让酵母素来 。
（2）酵母菌能用 方式繁殖，速度很快，所以能在较短的时间内大量生产 。利用这种方法不仅产量高，并且成本较低。
（3）科学家陈炬在这方向也作出了突出贡献，他成功地把人的干扰素基因嫁接到了烟草的DNA分子上，其物质基础和结构基础是 。
（4）烟草具有了抗病毒能力，这表明烟草体内产生了 ，由此可见，烟草和人体合成蛋白质的方式是 ，从进化的角度来考虑，证明了人和植物的起源 。
4、（05江苏）在植物基因工程中，用土壤农杆菌中的Ti质粒作为运载体，把目的基因重组入Ti质粒上的T-DNA片段中，再将重组的T-DNA插入植物细胞的染色体DNA中。
（1）科学家在进行上述基因操作时，要用同一种 分别切割质粒和目的基因，质粒的黏性末端与目的基因DNA片段的黏性末端就可通过 而黏合。
（2）将携带抗除草剂基因的重组Ti质粒导入二倍体油菜细胞，经培养、筛选获得一株有抗除草剂特性的转基因植株。经分析，该植株含有一个携带目的基因的T-DNA片段，因此可以把它看作是杂合子。理论上，在该转基因植株自交F1代中，仍具有抗除草剂特性的植株占总数的 ，原因 。
（3）种植上述转基因油菜，它所携带的目的基因可以通过花粉传递给近缘物种，造成“基因污染”。如果把目的基因导入叶绿体DNA中，就可以避免“基因污染”，原因是: 。
基础试题训练
1、Ｃ ２、B ３、Ｃ ４Ｂ ５、Ｃ 6、D ７、Ｂ ８、Ｃ ９、Ｃ
１0、Ｂ 11、C １2、BCD 13、BCD 14、 ABD
创新应用训练
１、（１）载体 正常腺苷脱氧酶基因 白细胞
（２）腺苷脱氧酶（抗体） 转录 翻译
2．（1）A. （2）人与植物结构组成相同。 （3）抗病毒干扰素。
（4）遗传密码，共同的原始祖先。 （5）基因是遗传物质结构和功能的基本单位。
（6）将抗病毒基因嫁接到水稻中，形成抗病毒水稻新品种；将人的血型基因移入猪体内，培育人血的猪；将干扰素基因移入细菌体内，培育出能产生干扰素的细菌。
（7）用于改良作物的抗不良环境的基因引入杂草，就将难以控制杂草。
３、（１）干扰素 合成干扰素 （２）出芽生殖 干扰素
（３）都是脱氧核苷酸组成的 都具有双螺旋结构（４）干扰素 相同的 相同的
4.（1）限制性内切酶，碱基互补配对 （2）3/4，雌雄配子各有1/2含抗除草剂基因；受精时，雌雄配子随机结合 （3）叶绿体遗传表现为母系遗传，目的基因不会通过花粉传递而在下一代中显现出来
第四节 蛋白质工程的崛起
课标要求
1.举例说出蛋白质工程崛起的缘由。
2.简述蛋白质工程的原理。
教学目标
知识：1.举例说出蛋白质工程崛起的缘由。
2.简述蛋白质工程的原理。
能力：尝试运用逆向思维分析和解决问题。
教学重点
1.为什么要开展蛋白质工程的研究
2.蛋白质工程的原理
教学难点
蛋白质工程的原理
知识网络体系
基因工程的实质：
蛋白质工程崛起缘由 基因工程原则上只能生产自然界原有的蛋白质
蛋白质工程的目的：
目标
蛋白质工程的基本原理 原理：
过程：
蛋白质工程的进展和前景
热点归纳
1）蛋白质工程与基因工程的区别：蛋白质工程就是根据蛋白质的精细结构与功能之间的关系，利用基因工程的手段，按照人类自身的需要，定向地改造天然的蛋白质，甚至创造新的、自然界本不存在的、具有优良特性的蛋白质分子。蛋白质工程自诞生之日起，就与基因工程密不可分。基因工程是通过基因操作把外源基因转入适当的生物体内，并在其中进行表达，它的产品还是该基因编码的天然存在的蛋白质。蛋白质工程则更进一步。它可以根据对分子预先设计的方案，通过对天然蛋白质的基因进行改造，来实现对它所编码的蛋白质进行改造。因此，它的产品已不再是天然的蛋白质，而是经过改造的、具有了人类所需要的优点的蛋白质。天然蛋白质都是通过漫长的进化过程而形成的，而蛋白质工程对天然蛋白质的改造，好比是在实验室里加快了进化的过程。
2）为什么要开展蛋白质工程的研究：蛋白质工程是在基因重组技术、生物化学、分子生物学、分子遗传学等学科的基础之上，融合了蛋白质晶体学、蛋白质动力学、蛋白质化学和计算机辅助设计等多学科而发展起来的新兴研究领域。其内容主要有两个方面：根据需要合成具有特定氨基酸序列和空间结构的蛋白质；确定蛋白质化学组成、空间结构与生物功能之间的关系。在此基础之上，实现从氨基酸序列预测蛋白质的空间结构和生物功能，设计合成具有特定生物功能的全新的蛋白质，这也是蛋白质工程最根本的目标之一。
3）蛋白质工程的原理
预期功能→蛋白质三维结构→氨基酸序列（多肽链）→基因→具有预期功能的蛋白质
课时安排
教学一课时 习题一课时（见基础练习、创新练习、全练习题）
课前准备
自制PPT、收集有关图片及文字资料
教学过程
学习内容 教师活动 学生活动
一、设疑引趣，导入新课二、蛋白质工程崛起的缘由三、蛋白质工程的基本原理1.目标2.蛋白质工程的原理3.蛋白质工程的途径4.概念四、蛋白质工程的进展和前景 提问：国际人类蛋白质组计划？引导阅读课文，引导分析基因工程的限制（PPT）小结举例：改造的蛋白质的优点引导阅读课文，引导分析蛋白质工程的原理：目标引导复习中心法则引导逆推中心法则引导阅读课文，了解途径引导进行课文讨论题P27小结概念引导阅读课文，了解进展和前景引导分析蛋白质工程与基因工程的区别拓展：酶工程 蛋白质工程改造实例 了解国际人类蛋白质组计划 阅读课文，分析基因工程的限制了解改造的蛋白质的优点阅读课文，分析蛋白质工程的原理目标复习中心法则尝试逆推中心法则阅读课文，了解途径分组进行课文讨论题P27小结概念阅读课文，了解进展和前景分析蛋白质工程与基因工程的区别拓展：酶工程 蛋白质工程改造实例
经典例题剖析
1、蛋白质工程中直接需要进行操作的对象是（ ）
A、氨基酸结构 B、蛋白质空间结构 C、肽链结构 D、基因结构
【解析】 蛋白质工程是指以蛋白质分子结构规律及其与生物功能的关系为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产或或生活需要。因此，归根到底，还是要对基因进行改造。 【答案】D
2、科学家将β干扰素基因进行定点突变导入大肠杆菌表达，使干扰素第17位的半胱氨酸改变成丝氨酸，结果大大提高β-干扰素的抗病性活性，并且提高了储存稳定性，该生物技术为（ ）A、基因工程 B、蛋白质工程 C、基因突变 D、细胞工程
【解析】 基因工程是通过对基因的操作，将符合人们需要的目的基因导入适宜的生物体，原则上只能生产自然界已存在的蛋白质，蛋白质工程是指以蛋白质分子结构规律及其与生物功能的关系为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产或或生活需要。本题中合成的β干扰素不是天然的，因此，属于蛋白质工程。 【答案】B
基础试题训练
1、蛋白质工程的实质是 （ ）
A、改变氨基酸结构 B、改造蛋白质结构 C、改变肽链结构 D、改造基因结构
2、基因工程的实质是 （ ）
A、基因重组 B、基因突变 C、产生新的蛋白质 D、产生新的基因
3、干扰素经过改造可长期储存，从蛋白质水平上应改变的是 （ ）
A、光氨酸 B、精氨酸 C、谷氨酸 D、半光氨酸
4、蛋白质工程制造的蛋白质是 （ ）
A、天然蛋白质 B、稀有蛋白质 C、自然界中不存在的蛋白质 D、血红蛋白质
5、蛋白质工程的基础是 （ ）
A、基因工程 B、细胞工程 C、酶工程 D、发酵工程
6、玉米是生产赖氨酸的好材料，可是产量低，需要改变什么结构就能提高产量？ （ ）
A、天冬氨酸激酶 B、二氢吡啶二羧合成酶 C、肽酶 D、A、B都是
7、天然蛋白质合成遵循的法则是 （ ）
A、中心法则 B、转录 C、翻译 D、复制
8、关于蛋白质工程的说法错误的是 （ ）
A、蛋白质工程能定向改造蛋白质的分子结构，使之更加符合人类的需要
B、蛋白质工程是在分子水平上对蛋白质分子直接进行操作，定向改变分子结构
C、蛋白质工程能产生出自然界中不曾存在过的新型蛋白质分子
D、蛋白质工程又称为第二代基因工程
9、蛋白质工程的基本操作程序正确是 （ ）
①蛋白质分子结构合成 ②DNA合成 ③mRNA合成
④蛋白质的预期功能 ⑤根据氨基酸的序列推出脱氧核苷酸的序列
A、①→②→③→④→⑤→① B、⑤→④→③→②→①→②
C、④→①→⑤→②→③→① D、②→③→⑤→①→②→④
10、下列各项与蛋白质结构多样性无关的是 （ ）
A、氨基酸的种类、数目、排列顺序 B、构成蛋白质的多肽链的数目
C、构成蛋白质的肽链的空间结构 D、氨基酸至少含一个氨基和一个羧基
11、蛋白质工程中直接操作的对象是 （ ）
A、氨基酸的结构 B、蛋白质空间结构 C、肽链结构 D、基因结构
12、当前医学上，蛋白质工程药物正逐步取代第一代基因工程多肽蛋白质类替代治疗剂，则基因工程药物与蛋白质工程药物的区别是 （ ）
A、都与天然产物完全相同 B、都与天然产物不相同
C、基因工程药物与天然产物完全相同，蛋白质工程药物与天然产物不相同 D、基因工程药物与天然产物不相同，蛋白质工程药物与天然产物完全相同
创新应用训练
1、蛋白质工程的目标是根据对蛋白质 的特定需求，对蛋白质
进行分子设计，根据 法则便可以改造天然蛋白质，例如：玉米的赖氨酸含量低，原因是赖氨酸合成过程中的两个关键的酶 、
的活性受赖氨酸浓度的影响，如果我们将 中的第352位的苏氨酸变为
，把 中第104位的天冬酰氨变成
，就可以提高玉米中的赖氨酸含量提高2—5倍。
答案：基础试题训练
1、D 2、A 3、D 4、C 5、A 6、D 7、A 8、B 9、C 10、Ｄ
11、Ｄ 12、C
创新应用训练
1、答案：功能、结构 中心法则、天冬氨酸激酶、二氢吡啶二羧酸合成酶、天冬氨酸激酶、异亮氨酸、二氢吡啶二羧酸合成酶、异亮氨酸
RNA
ATP
酶
脱氧核苷酸
DNA
ATP
酶
核糖核苷酸
RNA
ATP
酶
核糖核苷酸
DNA
ATP
酶
脱氧核苷酸
①—GGCCTGAAGAGAAGT—
②—CCGGACTTCTCTTCA—
T A G G
C C A T
T A C C
G G T A
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