2019-2020年高中生物《6.2 基因工程及其應(yīng)用》學(xué)案(2)新人教版必修2.doc
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2019-2020年高中生物《6.2 基因工程及其應(yīng)用》學(xué)案(2)新人教版必修2 教學(xué)目標(biāo) 1.舉例說出基因工程的應(yīng)用。2.關(guān)注轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因食品的安全性。 3.嘗試運(yùn)用基因工程原理,提出解決某一實(shí)際問題的方案。 一、基因工程的應(yīng)用 1.基因工程與作物育種 (1)目的:把各種________基因通過基因工程導(dǎo)入生物體內(nèi),從而改變生物的________性狀,培育出新品種。 ①培育高產(chǎn)、穩(wěn)定和具有優(yōu)良品質(zhì)的農(nóng)作物,如各種抗蟲植物的培育。②培育各種抗逆性的作物新品種。 (2)優(yōu)點(diǎn):降低________________,減少________對環(huán)境造成的污染,提高農(nóng)作物對不良環(huán)境的________能力。 2.基因工程與藥物研制 把控制產(chǎn)生藥物的________通過基因工程轉(zhuǎn)移到另一種生物(一般是微生物)體內(nèi),從而獲得各種高質(zhì)量、低成本的藥物,如胰島素、干擾素,以及預(yù)防乙肝的疫苗等。 二、轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因食品的安全性 基因工程具有重要的實(shí)踐意義。但是基因工程也會給人類帶來嚴(yán)重的災(zāi)難。 1.可以制造________________、超級雜草等。 2.制造出難以制取的____________、________________。 3.轉(zhuǎn)基因動(dòng)植物的出現(xiàn)引發(fā)生物入侵,有可能破壞原有的________________,對原有物種產(chǎn)生威脅。 4.轉(zhuǎn)基因食品也可能存在____________問題,以下是它的一些優(yōu)缺點(diǎn)。 (1)優(yōu)點(diǎn) ①解決糧食短缺問題;②減少農(nóng)藥使用,從而減少環(huán)境污染;③節(jié)省生產(chǎn)成本,降低糧食售價(jià);④增加食物營養(yǎng),提高附加值;⑤增加食物種類,提升食物品質(zhì);⑥促進(jìn)生產(chǎn)效率,帶動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。 (2)缺點(diǎn) ①可能產(chǎn)生____________和________________;②可能產(chǎn)生________________; ③可能使疾病的散播跨越物種障礙;④可能會損害農(nóng)作物的生物多樣性;⑤可能干擾生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 5.轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因食品的安全性存在兩種觀點(diǎn):一種認(rèn)為不安全,要嚴(yán)格控制;一種認(rèn)為安全,應(yīng)該大范圍推廣。 課時(shí)訓(xùn)練 1.錢永健先生因在研究綠色熒光蛋白方面的杰出成就而獲xx年諾貝爾獎(jiǎng)。在某種生物中檢測不到綠色熒光,將水母綠色熒光蛋白基因轉(zhuǎn)入該生物體內(nèi)后,結(jié)果可以檢測到綠色熒光。由此可知( ) A.該生物的基因型是雜合的 B.該生物與水母有很近的親緣關(guān)系 C.綠色熒光蛋白基因在該生物體內(nèi)得到了表達(dá) D.改變綠色熒光蛋白基因的1個(gè)核苷酸對,就不能檢測到綠色熒光 2.采用基因工程的方法培育抗蟲棉,下列導(dǎo)入目的基因的做法正確的是 ( ) ①將毒素蛋白注射到棉受精卵中 ②將編碼毒素蛋白的DNA序列注射到棉受精卵中 ③將編碼毒素蛋白的DNA序列與質(zhì)粒重組,導(dǎo)入細(xì)菌,用該細(xì)菌感染棉的體細(xì)胞,再進(jìn)行組織培養(yǎng) ④將編碼毒素蛋白的DNA序列與細(xì)菌質(zhì)粒重組,注射到棉的子房并進(jìn)入受精卵 A.①② B.②③ C.③④ D.④① 3.為了防止轉(zhuǎn)基因作物的目的基因通過花粉轉(zhuǎn)移到自然界中的其他植物中,科學(xué)家設(shè)法將目的基因整合到受體細(xì)胞的葉綠體基因組中,其原因是 ( ) A.葉綠體基因組不會進(jìn)入到生殖細(xì)胞中 B.受精卵中的細(xì)胞質(zhì)幾乎全部來自卵細(xì)胞 C.轉(zhuǎn)基因植物與其他植物間不能通過花粉發(fā)生基因交流 D.植物雜交的后代不會出現(xiàn)一定的性狀分離比 4.干擾素是治療癌癥的重要藥物,它必須從血液中提取,每升人血中只能提取0.5 μg,所以價(jià)格昂貴。美國加利福尼亞的某生物制品公司用如下方法生產(chǎn)干擾素。如圖所示: 從上述過程中可以看出該公司生產(chǎn)干擾素運(yùn)用的方法是 ( ) A.個(gè)體間的雜交 B.基因工程 C.細(xì)胞融合 D.器官移植 5.下列關(guān)于基因工程應(yīng)用的敘述,正確的是 ( ) A.基因治療就是把缺陷基因誘變成正?;? B.基因診斷的基本原理是DNA分子雜交 C.一種基因探針能檢測水體中的各種病毒 D.原核基因不能用來進(jìn)行真核生物的遺傳改良 6.上海醫(yī)學(xué)研究所成功培育出第一頭攜帶人白蛋白基因的轉(zhuǎn)基因牛。他們還研究出一種可大大提高基因表達(dá)水平的新方法,使轉(zhuǎn)基因動(dòng)物乳汁中的藥物蛋白含量提高了30多倍。以下與此有關(guān)的敘述中正確的是 ( ) A.“轉(zhuǎn)基因動(dòng)物”是指體細(xì)胞中出現(xiàn)了新基因的動(dòng)物 B.“提高基因表達(dá)水平”是指設(shè)法使牛的乳腺細(xì)胞中含有更多的人白蛋白基因 C.只在轉(zhuǎn)基因牛乳汁中才能獲取人白蛋白,是因?yàn)槿税椎鞍谆蛑辉谂H橄偌?xì)胞中是純合的 D.轉(zhuǎn)基因牛的肌肉細(xì)胞中也有人白蛋白基因,但不發(fā)生轉(zhuǎn)錄、翻譯,故不合成人白蛋白 7.豇豆對多種害蟲具有抗蟲能力,根本原因是豇豆體內(nèi)具有胰蛋白酶抑制劑基因(CpTI基因)??茖W(xué)家將其轉(zhuǎn)移到水稻體內(nèi)后,卻發(fā)現(xiàn)效果不佳,主要原因是CpTI蛋白質(zhì)的積累量不足。經(jīng)過在體外對CpTI基因進(jìn)行修飾后,CpTI蛋白質(zhì)在水稻中的積累量就得到了提高。修飾和表達(dá)過程如圖所示: 根據(jù)以上材料,回答下列問題: (1)CpTI基因是該基因工程中的__________基因,“信號肽”序列及“內(nèi)質(zhì)網(wǎng)滯留信號”序列的基本單位是四種脫氧核苷酸,在①過程中,首先要用________切開,暴露出________,再用__________連接。 (2)在該基因工程中,供體是________,受體是____________。 (3)檢測修飾后的CpTI基因是否表達(dá)的最好方法是___________________________ ________________________________________________________________________。 8.棉鈴蟲是一種嚴(yán)重危害棉花的害蟲。我國科學(xué)工作者發(fā)現(xiàn)一種生活在棉鈴蟲消化道內(nèi)的蘇云金桿菌能分泌一種毒蛋白使棉鈴蟲致死,而這種毒蛋白對人畜無害。通過基因工程方法,我國已將該蛋白基因轉(zhuǎn)入棉花植株并成功表達(dá)。由于棉鈴蟲吃了這種轉(zhuǎn)基因棉花的植株后就會造成死亡,所以該棉花新品種在xx年推廣后,已取得了很好的經(jīng)濟(jì)效益。請根據(jù)上述材料回答下列問題: (1)毒蛋白對人畜無害,但能使棉鈴蟲致死,從蛋白質(zhì)特性來看,蛋白質(zhì)具有__________性。 (2)利用蘇云金桿菌防治棉鈴蟲屬于生物防治,它突出的優(yōu)點(diǎn)是_________________。 (3)轉(zhuǎn)基因棉花的抗蟲變異來源,屬于可遺傳變異類型中的________________。 (4)從蘇云金桿菌中切割抗蟲基因所用的工具是________,此工具主要存在于__________中,其特點(diǎn)__________________________________。 (5)蘇云金桿菌的DNA分子上有許多基因,獲得抗蟲基因常采用的方法是“鳥槍法”。具體做法是:用__________酶將蘇云金桿菌的______________切成許多片段,然后將這些片段______________,再通過______________轉(zhuǎn)入不同的受體細(xì)胞,讓它們在各個(gè)受體細(xì)胞中大量_____________________,從中找出含有目的基因的細(xì)胞,再用一定的方法把____________________________分離出來。 (6)“毒蛋白基因轉(zhuǎn)入棉花植株內(nèi)并成功表達(dá)”的含義是___________________。 答案 一、1.(1)優(yōu)良 遺傳 (2)生產(chǎn)成本 農(nóng)藥 適應(yīng) 2.基因 二、1.超級細(xì)菌 2.病原體 生物武器 3.生態(tài)平衡 4.安全性 (2)①新毒素 新過敏原?、诳钩輨┑碾s草 課時(shí)訓(xùn)練 1.C [某種生物中檢測不到綠色熒光,將水母綠色熒光蛋白基因轉(zhuǎn)入該生物體內(nèi)后,結(jié)果可以檢測到綠色熒光,說明綠色熒光蛋白基因在該生物體內(nèi)得到了表達(dá)。] 2.C [基因工程一般要經(jīng)歷四個(gè)步驟:提取目的基因、目的基因與運(yùn)載體結(jié)合、將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞及目的基因的檢測與鑒定。所以在導(dǎo)入目的基因前,首先要獲得目的基因即本題中的編碼毒素蛋白的DNA序列,然后要將目的基因與運(yùn)載體結(jié)合即與細(xì)菌質(zhì)粒重組。完成上述兩步以后才能將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞即棉的體細(xì)胞或受精卵,目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞后,可隨受體細(xì)胞的繁殖而復(fù)制,所以上述③、④操作是正確的。①沒有獲得目的基因;②沒有將目的基因與受體細(xì)胞結(jié)合,所以①、②操作是錯(cuò)誤的。] 3.B [目的基因整合到受體細(xì)胞的葉綠體基因組中,只會隨卵細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)遺傳而不會隨花粉遺傳。] 4.B 5.B [基因工程是生物工程技術(shù)的核心內(nèi)容,能夠按照人們的意愿,定向地改造生物的遺傳性狀。基因治療是把正常的基因?qū)胗谢蛉毕莸募?xì)胞,從而使其表達(dá),達(dá)到治療目的?;蛟\斷常用基因探針來進(jìn)行,其遵循的原理是DNA分子雜交。基因探針具有很強(qiáng)的特異性,因此一種探針只能檢測水體中的一種(類)病毒。所有生物共用一套遺傳密碼,所以原核基因也能用來進(jìn)行真核生物的遺傳改良。] 6.D [轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的受體細(xì)胞是受精卵,所以含有轉(zhuǎn)基因的受精卵在形成個(gè)體時(shí),所有細(xì)胞都會含有轉(zhuǎn)入的基因。但在機(jī)體發(fā)育過程中,基因要進(jìn)行選擇性表達(dá)。] 7.(1)目的 限制酶 黏性末端 DNA連接酶 (2)豇豆 水稻 (3)讓多種害蟲食用水稻葉片觀察害蟲變化 解析 由題圖中看出“信號肽”序列和“內(nèi)質(zhì)網(wǎng)滯留信號”序列可以與CpTI基因拼接在一起,因此,它們應(yīng)為DNA片段。豇豆是供體,CpTI基因?yàn)槟康幕?,若受體細(xì)胞是水稻的體細(xì)胞,可通過組織培養(yǎng)來獲得抗蟲水稻。檢測CpTI基因表達(dá)的最簡單的方法是讓害蟲食用水稻葉片,觀察害蟲變化。 8.(1)特異 (2)減少了農(nóng)藥用量,減少了環(huán)境污染 (3)基因重組 (4)限制酶 微生物 一種限制酶只能識別特定的核苷酸序列,并在特定的位點(diǎn)進(jìn)行切割 (5)限制 DNA 分別載入運(yùn)載體 運(yùn)載體 復(fù)制 帶有目的基因的DNA片段 (6)棉花細(xì)胞產(chǎn)生了毒蛋白- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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