登陆21世纪教育 助您教考全无忧
人教版 生物必修二 6.2基因工程及其应用
一、教学目标
1．简述基因工程的基本原理
2．举例说出基因工程在农业。医药等领域的应用
3. 关注转基因生物和转基因食品的安全性
二、教学重点难点
1．教学重点：
（1）基因工程的基本原理
（2）基因工程的安全性问题
2．教学难点：
（1）基因工程的基本原理
（2）基因工程的安全性问题
三、教学方法
讲授与学生讨论相结合、问题引导法、归纳
四、课时安排：1课时
五、教学过程
资料：
以往，治疗糖尿病的胰岛素是从动物胰腺中提取的，从100千克猪、牛等动物的胰腺只能提取3－4克胰岛素，治疗一个患者需宰杀40－50头牛，这种药物的造价就可想而知了。
让微生物生产出人的胰岛素等珍贵的药物。
经过多年的努力，科学家于20世纪70年代创立了可以定向改造生物的新技术——基因工程。
第六章 第二节 基因工程及其应用
（一）基因工程的原理
（1）概念：又叫基因拼接技术或DNA重组技术。
就是按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取出来，加以修饰和改造，然后放到另一种生物的细胞里，定向的改变生物的遗传性状。21cnjy.com
（2）原理：基因重组
（3）操作水平：DNA分子水平
（4）结果：定向地改造生物的遗传性状，获得人类所需要的品种。
思考与讨论：
一件衣服从裁剪到成为一件成品，再到运输到商家，至少需要多少种工具呢？
基因工程又需要哪些工具呢？
2. 基因工程的工具
（1）基因的剪刀——限制性核酸内切酶（限制酶）
例如，大肠杆菌里面有一种叫EcoRI的限制酶，它可以识别GAATTC这一个序列。并在在G与A之间把这段序列切开的。21教育网
① 特点：专一性，即识别特定核苷酸序列，切割特定切点。
② 结果：产生黏性未端（碱基互补配对）。
③ 举例：大肠杆菌的一种限制酶（EcoRⅠ）能识别GAATTC序列，并在G和A之间切开。
注意：一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并在特定的切割点上将DNA分子切断。
目前已发现的限制酶有200多种。
思考题：
① 要想获得某个目的基因必须要用限制酶切几个切口？可产生几个黏性末端？
一个目的基因有几个黏性末端？
要切两个切口;产生四个黏性末端：两个。
② 如果把两种来源不同的DNA用同一种限制酶来切割，会怎样呢？
会产生相同的黏性末端。
③ 基因进行了切割以后就有了切口， 怎样才能将有切口的基因与其他基因缝合在一起呢？
（2）基因的针线——DNA连接酶
注：限制酶与连接酶作用的位点都是磷酸二酯键
将互补配对的两个黏性末端连接起来，使之成为一个完整的DNA分子。
考考你
1. 下列是由限制酶切割形成的DNA片段，能用相应DNA连接酶将它们恢复连接的组合是
Ａ．①④；②③ Ｂ．①③；②④ Ｃ．①②；③④ Ｄ．以上都不对
2. DNA连接酶的作用是：
Ａ．子链和母链之间形成氢键 Ｂ．黏性末端之间形成氢键
Ｃ．两个DNA末端间的缝隙连接 Ｄ．以上都对
如何将外源基因送入受体细胞呢？
（3）基因的运输工具——运载体
① 概念：能将外源基因送入细胞的工具就是运载体。
② 种类：质粒(最常用）（能自主复制的小型环状DNA)噬菌体和动植物病毒。
运载体应该具有什么特点呢
① 能够在宿主细胞内复制并稳定保存；
② 具有多个限制酶切点以便与外源基因相连；
③ 具有标记基因，便于进行筛选。
目的基因的表达和鉴定
受体细胞摄入DNA分子后就说明目的基因完成了表达吗？
将每个受体细胞单独培养形成菌落，检测菌落中是否有目的基因的表达产物。
淘汰无表达产物的菌落，保留有表达产物的进一步培养、研究。
如何让大肠杆菌生产人胰岛素？
1. 以下说法正确的是 C
Ａ．所有的限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列
Ｂ．质粒是唯一的运载体
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．DNA连接酶使黏性末段的碱基之间形成氢键
实施基因工程的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
制性内切酶。一种限制性内切酶能识别ＤＮＡ分子的ＧＡＡＴＴＣ顺序，切点在Ｇ和Ａ
之间，这是利用了酶的 B
Ａ．高效性 Ｂ．专一性 Ｃ．多样性 Ｄ．催化活性易受外界影响
3. 基因工程的正确操作步骤是 C
① 使目的基因与运载体结合
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21世纪教育网版权所有
④ 提取目的基因
Ａ．③②④① Ｂ．②④①③ Ｃ．④①②③ Ｄ．③④①②
（二）基因工程的应用
1. 基因工程与作物育种
获得高产、稳产和具有优良品质的农作物，培育出具有各种抗逆性的作物新品种。
2. 基因工程与药物研制—胰岛素
把人的胰岛素基因转入到大肠杆菌内，利用基因工程方法能够高效率地生产出各种高质量、低成本的药品。21·cn·jy·com
3. 基因工程与环境保护
环境监测：基因工程做成的DNA探针能够十分灵敏地检测环境中的病毒、细菌等污染。
“超级细菌”能吞食和分解多种污染环境的物质。
利用基因工程培育的“指示生物”能十分灵敏地反映环境污染的情况，却不易因环境污染而大量死亡，甚至还可以吸收和转化污染物。www.21-cn-jy.com
（三）转基因生物和转基因食品的安全性
1. 转基因生物可能对人体健康产生不利影响，严重的可以致癌和其他疾病。
2. 转基因生物可能对环境质量、生态系统或生态系统的稳定性产生不利影响。
3. 基因武器可能给人类带来毁灭性的危险。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品资料·第 5 页 （共 5 页） 版权所有@21世纪教育网登陆21世纪教育 助您教考全无忧
人教版 生物必修二 第六章第二节 基因工程及其应用
课时训练
一、选择题（共10道，每题10分，将答案填写在后面的表格里）
1.“人类基因组计划”测定可人类基因组的全部DNA序列。下列说法中，不正确的是（ ）
A．测定了人类基因碱基对序列
B. 人类基因组图谱可能带来遗传歧视
C．可对所有那一只鱼的疾病进行基因诊断
D．人类基因组图谱可能有助于揭示人种的差异
下列关于基因工程的叙述，正确的是 （ ）
A. 基因工程经常以抗菌素抗性基因为目的基因
B．细菌质粒是基因工程常用的运载体21教育网
C．通常用一种限制酶处理含有目的基因的DNA，用另一种限制酶处理运载体DNA
D．为育成抗除草剂的作物新品种，导入抗除草剂基因时只能以受精卵为受体
21cnjy.com
以下说法正确的是（ ）
A．目的基因是指重组DNA质粒
B. DNA连接酶能将两条DNA的粘性末端上的脱氧核苷酸连接起来
C．重组DNA所用的工具酶是限制酶、连接酶和运载体
D. 只要受体细胞中含有目的基因，目的基因一定能够表达
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21世纪教育网版权所有
5. 培育转基因抗虫棉，采用的方法是（ ）
A. 基因工程 B. 杂交育种 C. 诱变育种 D. 单倍体育种
6．基因工程的“四步曲”中未发生碱基互补配对的是（ ）
A．用鸟枪法分离出抗病毒基因
B．将人的胰岛素基因与大肠杆菌质粒结合，形成重组质粒
C．将重组质粒导入受体细胞
D．抗病毒基因的表达
7．下列属于利用基因工程技术培育的新品种的是（ ）
A. 耐寒的小黑麦 B. 抗棉铃虫的转基因抗虫棉
C. 太空椒 D. 试管牛
8．下列关于人类基因组计划的叙述，合理的是（ ）
A. 该计划的实施将有助于人类对自身疾病的诊治和预防
B. 该计划是人类从细胞水平研究自身遗传物质的系统工程
C. 该计划的目的是测定人类一个染色体组中全部的DNA序列
D. 该计划的实施不可能产生种族歧视、侵犯个人隐私等负面影响
9. 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. 在酵母菌体内获得的干扰素
C. 在青霉菌体内提取青霉素 D. 在肠杆菌体内获得胰岛素
在基因工程中，把选出的目的基因（共1000个碱基对，其中腺嘌呤460个）利用DNA
扩增仪复制4代，那么扩增仪中至少加入胞嘧啶脱氧核苷酸的个数是（ ）
A. 640 B. 8100 C. 600 D. 8640
班别： 姓名： 座号：________ 分数：___________
一、选择题答题卡
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 C B B B A C B A C B
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品资料·第 1 页 （共 2 页） 版权所有@21世纪教育网(共34张PPT)
资料：
以往，治疗糖尿病的胰岛素是从动物胰腺中提取的，
从100千克猪、牛等动物的胰腺只能提取3－4克胰岛素，
治疗一个患者需宰杀40－50头牛，这种药物的造价就可想而知了。
让微生物生产出人
的胰岛素等珍贵的药物
经过多年的努力，
科学家于20世纪70年代
创立了可以定向改造生物
的新技术——基因工程。
第2节
基因工程及其应用
（2）原理：
（3）操作水平：
（4）结果：
基因重组
DNA分子水平
定向地改造生物的遗传性状，
获得人类所需要的品种。
又叫基因拼接技术或DNA重组技术。
就是按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取
出来，加以修饰和改造，然后放到另一种生物的细胞里，
定向的改变生物的遗传性状。
（1）概念：
一、基因工程的原理
1. 基因工程
思考讨论：
一件衣服从裁剪到成为一件成品，
再到运输到商家，至少需要多少种工具呢？
基因工程又需要哪些工具呢？
一、基因工程的原理
剪 刀
针 线
运载体
2. 基因工程的工具
一、基因工程的原理
（1）基因的剪刀
2. 基因工程的工具
（1）基因的剪刀——
剪 刀
运载体
① 特点：
② 结果：
③ 举例：
注意：一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，
并在特定的切割点上将DNA分子切断。
目前已发现的限制酶有200多种。
专一性，即识别特定核苷酸序列，
切割特定切点。
产生黏性未端（碱基互补配对）。
大肠杆菌的一种限制酶（EcoRⅠ）
能识别GAATTC序列，并在G和A之间切开。
限制性核酸内切酶（限制酶）
2. 基因工程的工具
（1）基因的剪刀
CTTCATG AATTCCCTAA
GAAGTACTTAA GGGATT
GGCATCTTAA
AATTCCGTAG
CTTCATG AATTCCCTAA
GAAGTACTTAA GGGATT
GGCATCTTAA
AATTCCGTAG
黏性末端
目的基因
2. 基因工程的工具
思考题：
（1）要想获得某个目的基因必须要用限制酶切几个切口？
可产生几个黏性末端？一个目的基因有几个黏性末端？
（2）如果把两种来源不同的DNA用同一种限制酶来切割，
会怎样呢？
会产生相同的黏性末端。
（3）基因进行了切割以后就有了切口，
怎样才能将有切口的基因与其他基因缝合在一起呢？
要切两个切口;产生四个黏性末端;两个。
CTTCATG AATT CCCT AA
GAAGT ACTTAA GGGATT
GGCATCTTA A
AATTCCGTAG
甲片段
GGCATCTTAA
AATTCCGTAG
（2）基因的针线——DNA连接酶
2. 基因工程的工具
将互补配对的两个黏性末端连接起来，
使之成为一个完整的DNA分子。
（2）基因的针线——DNA连接酶
C T T A A
G
A A T T C
G
重组DNA分子（外源基因）
2. 基因工程的工具
Ａ．①④；②③
Ｂ．①③；②④
Ｃ．①②；③④
Ｄ．以上都不对
1. 下列是由限制酶切割形成的DNA片段，
能用相应DNA连接酶将它们恢复连接的组合是
考考你
①…CTGCA …G
②…G
…CTTAA
③ G…
ACGTC…
④ AATTC…
G…
Ａ．子链和母链之间形成氢键
Ｃ．两个DNA末端间的缝隙连接
Ｂ．黏性末端之间形成氢键
Ｄ．以上都对
2. DNA连接酶的作用是：
考考你
将互补配对的两个黏性末端连接起来，
使之成为一个完整的DNA分子。
（2）基因的针线——DNA连接酶
C T T A A
G
A A T T C
G
重组DNA分子（外源基因）
注：限制酶与连接酶作用的位点都是磷酸二酯键
？如何将外源基因
送入受体细胞呢？
2. 基因工程的工具
（3）基因的运输工具——运载体
① 概念：
② 种类：
大肠杆菌
DNA
质粒
（环状DNA分子）
能将外源基因送入细胞的工具就是运载体。
质粒(最常用）（能自主复制的小型环状DNA)
噬菌体和动植物病毒。
运载体应该具有什么特点呢
2. 基因工程的工具
（3）基因的运输工具——运载体
① 能够在宿主细胞内复制并稳定保存；
② 具有多个限制酶切点以便与外源基因相连；
③ 具有标记基因，便于进行筛选。
2. 基因工程的工具
寻找
磨合
新房
结晶
（1）目的基
因的获取
（2）目的基因与运载体结合
（3）目的基因
导入受体细胞
（4）目的基
因的检测
与鉴定
基因工程
“四部曲”
3. 基因工程的步骤
归纳：
结婚
“四部曲”
目的基因的表达和鉴定
受体细胞摄入DNA分子后就说明目的基因完成了表达吗？
将每个受体细胞单独培养形成菌落，检测菌落中是否
有目的基因的表达产物。
淘汰无表达产物的菌落，保留有表达产物的进一步培
养、研究。
无表达产物
无表达产物
有表达产物
无表达产物
⑥ 培养大肠杆菌 克隆大量基因
⑤ 用重组质粒转化大肠杆菌
④ DNA重组
③分离大肠杆菌 中的质粒
② 限制酶 截取DNA片断
？如何让大肠杆菌生产人胰岛素？
① 从细胞中 分离出DNA
①
②
③
④
⑤
⑥
基
因
工
程
一个原理
两类细胞
三种工具
四个步骤
基因重组
供体细胞 受体细胞
表达
1.限制酶 2.DNA连接酶 3.运载体
1.提取目的基因
2.目的基因与运载体结合
3.将目的基因导入受体细胞
4.目的基因的检测和表达
课堂小结：
1. 以下说法正确的是
Ａ．所有的限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列
Ｂ．质粒是唯一的运载体
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．DNA连接酶使黏性末段的碱基之间形成氢键
C
2. 实施基因工程的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，这要利用限制性内切酶。
一种限制性内切酶能识别ＤＮＡ分子的ＧＡＡＴＴＣ
顺序，切点在Ｇ和Ａ之间，这是利用了酶的（ ）
Ａ．高效性
Ｂ．专一性
Ｃ．多样性
Ｄ．催化活性易受外界影响
B
3. 基因工程的正确操作步骤是 ① 使目的基因与运载体结合 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
Ａ．③②④①
Ｂ．②④①③
Ｃ．④①②③
Ｄ．③④①②
C
二、基因工程的应用
1. 基因工程与作物育种
获得高产、稳产和具有优良品质的农作物，
培育出具有各种抗逆性的作物新品种。
转基因抗虫棉
二、基因工程的应用
2. 基因工程与药物研制
把人的胰岛素基因转入到大肠杆菌
内，利用基因工程方法能够高效率地生
产出各种高质量、低成本的药品。
30 毫升
每天4 毫升
糖尿病人
3. 基因工程与环境保护
环境监测：基因工程做成的DNA探针能够十分灵敏地
检测环境中的病毒、细菌等污染。
1t水中只有10个病毒也能被DNA探针检测出来
二、基因工程的应用
3. 基因工程与环境保护
“超级细菌”能吞食和分解多种污染环境的物质。
二、基因工程的应用
利用基因工程培育的“指示生物”能十分灵敏
地反映环境污染的情况，却不易因环境污染而大量
死亡，甚至还可以吸收和转化污染物。
二、基因工程的应用
三、转基因生物和转基因食品的安全性
三、转基因生物和转基因食品的安全性
转基因生物可能对人体健康产生不利影响，
严重的可以致癌和其他疾病。
2. 转基因生物可能对环境质量、生态系统或
生态系统的稳定性产生不利影响。
3. 基因武器可能给人类带来毁灭性的危险。
1. 什么是基因工程？
2. 基因工程的基本工具是什么？
3. 说一说基因工程操作的四个基本步骤。
4. 基因工程的应用有哪些？
课堂小结：
exercise
⒈ 要使目的基因与对应的载体重组，所需的两种酶是
①限制酶 ②连接酶 ③解旋酶 ④还原酶 Ａ．①② Ｂ．③④
Ｃ．①④ Ｄ．②③
2. 用基因工程技术可使大肠杆菌合成人的蛋白质。
下列说法不正确的是
A. 常用相同的限制性核酸内切酶处理目的 基因和质粒 B. DNA连接酶和RNA聚合酶是构建重组质粒必需的工具酶 C. 可用抗生素的培养基检测大肠杆菌中是否导入了重组质粒 D. 导入大肠杆菌的目的基因不一定能成功表达.
