高二生物教案：《基因的表达》教学设计.docx

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1、高二生物教案：基因的表达教学设计高二生物教案：基因工程的应用教学设计 1.3基因工程的应用 【学习目标】1、关注基因工程的进展，举例说出基因工程应用及取得的丰硕成果。 2、认同基因工程促进生产力提高，尝试应用基因工程技术设计一个解决生活中疑难问题的方案。 【学习重点】基因工程在农业和医疗等方面的应用。 【预习导学】 一、植物基因工程的成果：植物基因工程技术主要用于提高农作物的实力、以及改良农作物的和利用植物产生等方面。 (一)抗虫转基因植物 1、杀虫基因：、。 2、成果：抗虫植物如水稻、棉、玉米、马铃薯、番茄等。 3、好处：减轻、有利人类、可以降低生产等。 (二)抗病转基因植物 1、病原微生物

2、：、等。 2、抗病基因种类：(1)抗病毒基因： 、等。 (2)抗真菌基因：、等。 3、成果：抗烟草花叶病毒的转基因烟草和抗病毒的转基因小麦、甜椒、番茄等。 (三)抗逆转基因植物 1、抗逆基因：调整细胞的基因使作物抗碱、抗旱;鱼的 使作物耐寒实力提高;使作物抗除草剂等。 2、成果：具抗寒实力的烟草、番茄，具抗除草剂的大豆、玉米等。 (四)利用转基因改良植物品质 1、优良基因：必需氨基酸的蛋白质编码基因、限制番茄果实成熟基因和植物花青素代谢有关基因等。 2、成果：转基因玉米、转基因延熟番茄、转基因矮牵牛花等。 二、动物基因工程的成果 (一)提高动物的生长速度 1、生长基因：外源基因 2、成果：转基

3、因绵羊、转基因鲤鱼等。 (二)改善畜产品的品质 1、优良基因：肠基因 2、成果：转基因奶牛分泌的牛奶中削减。 (三)用转基因动物生产药物 1、基因来源：基因与乳腺蛋白基因的等调控组件重组在一起。 2、成果：乳腺生物反应器或者乳房生物反应器。 (四)用转基因动物作器官移植供体 1、器官供体：抑制或除去 确定基因。2、成果：利用克隆技术培育没有免疫排斥反应的猪器官。 三、基因工程药物 1、药物来源：转基因即用基因工程的方法，使外源基因得到表达的菌类细胞株系。 2、药物品种： 、 、 、 等。3、作用：治疗 等疾病。 四、基因治疗：把正常导入病人体内，使该基因表达产物发挥功能，从而达到治疗疾病的目的

4、。这是治疗遗传病的最有效的手段。 2、实例：治疗。3、方法：基因治疗和体内基因治疗。 【例题巩固】 1、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 2、干扰素是一种糖蛋白，是人体淋巴细胞受到病毒侵染后释放的一种淋巴因子，几乎能反抗全部病毒引起的感染。假如利用基因工程合成具有生物活性的干扰素，以下可作为受体细胞的是( ) A.大肠杆菌 B.乙肝病毒 C.枯草杆菌 D.酵母菌 3、转基因抗虫棉可以有效地用于棉铃虫的防治。在大田中种植转基因抗虫棉的同时，间隔种植少量非转基因的棉花或其他作物，供棉铃虫取食。这种做法的主要目的是( ) A.

5、 维持棉田物种多样性 B. 减缓棉铃虫抗性基因频率增加的速度 C. 使食虫鸟有虫可食 D. 维持棉田生态系统中的能量流淌 4、 右图为某种质粒表达载体简图，小箭头所指分别为限制性内切酶EcoRI、BamHI的酶切位点，ampR为青霉素抗性基因，tctR 为四环素抗性基因，P启动子，T为终止子，ori为复制原点。已知目的基因的两端分别有包括EcoRI、BamHI在内的多种酶的酶切位点。据图回答： (1)将含有目的基因的DNA与质粒该表达载体分别用 EcoRI酶切，酶切产物用DNA连接酶进行连接后，其中由两个DNA片段之间连接形成的产物有 、三种 。若要从这些连接产物中分别出重组质粒，须要对这些连

6、接产物进行 。 (2)用上述3种连接产物与无任何抗药性的原核宿主细胞进行转化试验。之后将这些宿主细胞接种到含四环素的培育基中，能生长的原核宿主细胞所含有的连接产物是 ; (3)在上述试验中，为了防止目的基因和基因和质粒表达载体在酶切后产生的末端发生随意连接，酶切时应选用的酶是 。 5、干扰素是临床上运用最普遍、最为成熟的基因工程产品，干扰素是能够抑制多种病毒复制的高效蛋白质。科学家利用基因工程技术从人的T淋巴细胞中提取干扰素基因转人羊的DNA中，培育出羊乳腺生物发生器，使羊乳汁中含有人体干扰素。下图为获得转基因羊的基本步骤。请据图回答： (1)图中获得干扰素基因所用的“分子手术刀”是 ，将人体

7、干扰素基因“插入”到病毒DNA上所用的“分子针线”是 ，在此过程中，病毒是 。 (2)请在右框中画出某DNA片段被切割形成猫性末端的过程示意图。 (3)干扰素基因限制合成干扰素要经过 和 两个步骤，该基因在病毒体内 (能，不能)表达。 6、继哺乳动物乳腺生物反应器研发胜利后，膀胱生物反应器的探讨也取得了肯定进展。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： (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，缘由是。 (3)通常采纳技术检测外源基因是否插入了小鼠的基因组。 (4)在研制膀胱生物反

8、应器时，应使外源基因在小鼠的细胞中特异表达。 【学后反思】 1.3基因工程的应用学案答案 1、C 2、D 3、B 4、 (1)目的基因-载体连接物载体-载体连接物目的基因-目的基因连接物分别纯化 (2)目的基因-载体连接物 载体-载体连接物 (3)EcoRI和BamHI(2分)(只答一个酶不给分) 5、 (1)限制性核酸内切酶或限制性内切酶或限制酶(1分)DNA连接酶(1分)运载体或载体(1分) (2) (2分，写出两个勃性末端各给1分) (3)转录(1分)翻译(1.分)不能(1分) 6、 (1)显微注射法 (2)受精卵 受精卵的全能性比较高 (3)DNA分子杂交 (4)小鼠膀胱上皮细胞 1.

9、3基因工程的应用学案答案 1、C 2、D 3、B 4、 (1)目的基因-载体连接物载体-载体连接物目的基因-目的基因连接物分别纯化 (2)目的基因-载体连接物 载体-载体连接物 (3)EcoRI和BamHI(2分)(只答一个酶不给分) 5、 (1)限制性核酸内切酶或限制性内切酶或限制酶(1分)DNA连接酶(1分)运载体或载体(1分) (2) (2分，写出两个勃性末端各给1分) (4)转录(1分)翻译(1.分)不能(1分) 6、 (5)显微注射法 (6)受精卵 受精卵的全能性比较高 (7)DNA分子杂交 (8)小鼠膀胱上皮细胞 高二生物教案：基因工程的基本操作程序教学设计 1.2基因工程的基本操

10、作程序 【学习目标】1.理解基因工程的原理 2.简述基因工程基本步骤的几个步骤 【学习重点】基因工程的基本操作步骤 【基础回扣】 1、转录：场所：_模板：_原料：_ 酶： 原则： 结果：_ 2、翻译：场所：_模板：_原料：_ 酶： 原则： 结果：_ 氨基酸有_种，确定氨基酸的密码子共有_种， 一种tRNA只能携带_种氨基酸,一种氨基酸可以由_种tRNA携带。mRNA U-U-A-G-A-U-A-C-U 这mRNA上有密码子_个，与其相应的反密码子为_。 3、DNA 场所：_模板：_原料：_ 复制 酶： 原则： 结果：_ 4、，默写出中心法则 【预习导学】 1、目的基因获得 (1)获得方法主要有

11、两种： 获得原核细胞的目的基因可实行 ，获得真核细胞的目的基因一般是 。 人工合成目的基因的常用方法有 和 。 (2)PCR扩增目的基因含义： 。 目的：获得大量的目的基因 原理： 过程：第一步：加热至9095 DNA解链为 ;其次步：冷却到5560， 与两条单链DNA结合;第三步：加热至7075，热稳定DNA聚合酶从引物起始进行 的合成。特点： 数目以 形式扩增 2、 基因表达载体的构建 (1)重组DNA分子的组成：除了目的基因外，还必需有 、 、 。标记基因的的作用：鉴定 中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞 出来。 (2)构建方法：同种限制酶分别切割 和 ，再用 把两者连接。 3

12、、转化：是目的基因进入受体细胞内，在受体细胞内维持 和 的过程。 (2)常用转化方法： 将目的基因导入植物细胞：采纳最多的方法是 ，其次还有基因枪法和 。 将目的基因导入动物细胞：受体细胞一般选择 ，最常用的方法是 。 将目的基因导入微生物细胞：Ca2+处理法。首先将细胞用 处理，成为 。接下来将载体DNA分子与受体细胞在 中混合，完成转化过程。 4、 首先要检测转基因生物的染色体DNA上是否插入了目的基因，方法是采纳 技术。 其次还要检测目的基因是否转录出 ，方法是采纳RNA分子杂交技术。 最终检测目的基因是否翻译成 ，方法是采纳 杂交技术。 上述三步检测为分子水平的检测，还可以进行个体生物

13、学水平的鉴定，如抗虫或抗病的鉴定等。 基因工程的意义：能够打破生物种属的界限，即 ，在分子水平上 变更生物的遗传特性。 【疑难解析】 1、核心操作基因表达载体构建的留意事项载体与表达载体的区分：二者都有标记基因和复制原点两部分DNA片段。表达载体在载体基础上增加了目的基因、启动子、终止子三部分结构用到的工具酶：既用到限制酶切割载体，又用到DNA连接酶将目的基因和载体拼接，两种酶作用的化学键都是磷酸二酯键启动子、终止子对于目的基因表达必不行少目的基因不能单独进入受体细胞，必需以表达载体的方式携带进去。 2、DNA复制与PCR技术的比较 PCR技术DNA复制 相同点原则碱基互不配对 原料四种脱氧核

14、苷酸 条件模板、能量、酶 不同点解旋方式DNA在高温下变性解旋解旋酶催化 场所体外复制细胞核内 酶热稳定的DNA聚合酶细胞核内的DNA聚合酶 结果大量的DNA片段整个DNA分子 3、目的基因检测，利用DNA分子杂交技术，提取受体细胞中的DNA，然后高温解成单链，再与同位素标记的DNA探针杂交看是否有杂交带;mRNA检测，利用RNA分子杂交技术，目的基因DNA一条链(作探针)与受体细胞中提取的mRNA杂交看是否有杂交带;抗原-抗体杂交所用到的抗体是用表达出的蛋白质注射动物进行免疫，产生相应的抗体，并提取出而来的。 例题巩固：1、获得目的基因的方法有( ) A.构建基因文库从基因文库中获得B.人工

15、合成C.PCR技术大量获得D.利用农杆菌转化法获得 2、在基因工程中，把选出的目的基因(共100个脱氧核苷酸对，其中腺嘌呤脱氧核苷酸是46个)放入DNA扩增仪中扩增2代，那么，在扩增仪中应放入胞嘧啶脱氧核苷酸的个数是( ) A.54个 B.162个 C.378个 D.756个 3、.哪项不是基因表达载体的组成部分( ) A.启动子 B.终止密码 C.标记基因 D.目的基因 4、在基因诊断技术中，所用的探针DNA分子中必需存在肯定量的放射性同位素，后者的作用是( ) A.为形成杂交的DNA分子供应能量 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

16、量 5、下列关于基因工程的叙述，正确的是( ) A.基因工程常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 C.通常用一种限制性内切酶处理含目的基因的DNA，用另一种处理运载体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 【基础巩固】豇豆对多种害虫具有抗虫实力，根本缘由是豇豆体内具有胰蛋白酶抑制剂基因(CpTI基因)。科学家将其转移到水稻体内后，却发觉效果不志向，主要缘由是CpTI蛋白质的积累量不足。经过在体外对CpTI基因进行了修饰后，CPTI蛋白质在水稻中的积累量就得到了提高。修饰和表达过程如下图所示请依据以上材料，回答下列问题： (1)

17、CpTI基因是该基因工程中的 基因，“信号肽，序列及“内质网滞留信号”序列的基本组成单位是 。在过程中，首先要用 酶切开，暴露出 ，再用 酶连接。过程称为 。 (2)在该基因工程中，供体细胞是 ，受体细胞是 。 (3)检测修饰后的CpTI基因是否表达的最好方法是 。 (4)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 。 (5)当前，转基因大豆、转基因棉花等已经进入了我们的生活。请你谈谈转基因农作物可能带来的利 与弊。(各一条)利： 。 弊： 。 答案 例题巩固：1、D 2、B 3、B 4、C 5、B 基础巩固： (1)目的 四种脱氧核苷酸 限制性内切酶 黏性末端 转录

18、(2)豇豆细胞 水稻细胞 (3)让多种害虫吞食水稻叶片 (4)目的明确，培育周期短。 (5)可以让人类获得具有优良品质的作物，如蛋白质含量更高、抗逆性更强;打破传统育种界限，如植物表达微生物的抗虫性状。弊：转基因农作物也可能变异成为对人类或环境有害的物种，如抗逆性极强的“超级杂草”;造成基因污染;影响食品平安。 答案 例题巩固：1、D 2、B 3、B 4、C 5、B 基础巩固： (5)目的 四种脱氧核苷酸 限制性内切酶 黏性末端 转录 (6)豇豆细胞 水稻细胞 (7)让多种害虫吞食水稻叶片 (8)目的明确，培育周期短。 (5)可以让人类获得具有优良品质的作物，如蛋白质含量更高、抗逆性更强;打破

19、传统育种界限，如植物表达微生物的抗虫性状。弊：转基因农作物也可能变异成为对人类或环境有害的物种，如抗逆性极强的“超级杂草”;造成基因污染;影响食品平安。 高一生物基因的表达学问点总结高一生物基因的表达学问点总结三、基因的表达1、基因：是限制生物性状的遗传物质的功能单位和结构单位，是有遗传效应的DNA片段。基因在染色体上呈间断的直线排列，每个基因中可以含有成百上千个脱氧核苷酸。2、遗传信息：基因的脱氧核苷酸排列依次就代表。3、转录：是在细胞核内进行的，它是指以DNA的一条链为模板，合成RNA的过程。4、翻译：是在细胞质中进行的，它是指以信使RNA为模板，合成具有肯定氨基酸依次的蛋白质的过程。5、

20、密码子（遗传密码）：信使RNA上确定一个氨基酸的三个相邻的碱基，叫做。6、转运RNA（tRNA）：它的一端是携带氨基酸的部位，另一端有三个碱基，都只能专一地与mRNA上的特定的三个碱基配对。7、起始密码子：两个密码子AUG和GUG除了分别确定甲硫氨酸和撷氨酸外，还是翻译的起始信号。8、终止密码子：三个密码子UAA、UAG、UGA，它们并不确定任何氨基酸，但在蛋自质合成过程中，却是肽链增长的终止信号。9、中心法则：遗传信息从DNA传递给RNA，再从RNA传递给蛋白质的转录和翻译过程，以及遗传信息从DNA传递给DNA的复制过程。后发觉，RNA同样可以反过来确定DNA，为逆转录。10、基因是DNA的

21、片段，但必需具有遗传效应，有的DNA片段属间隔区段，没有限制性状的作用，这样的DNA片段就不是基因。每个DNA分子有许多个基因。每个基因有成百上千个脱氧核苷酸。基因不同是由于脱氧核苷酸排列依次不同。基因限制性状就是通过限制蛋白质合成来实现的。DNA的遗传信息又是通过RNA来传递的。11、RNA与DNA的区分有两点：碱基有一个不同：RNA是尿嘧啶，DNA则为胸腺嘧啶。五碳糖不同：RNA是核糖，DNA是脱氧核糖，这样一来组成RNA的基本单位就是核糖核苷酸；DNA则为脱氧核苷酸。12、转录：（1）场所：细胞核中。（2）信息传递方向：DNA信使RNA。（3）转录的过程：在细胞核中进行；以DNA特定的一

22、条单链为模板转录；13、翻译：（1）场所：细胞质中的核糖体，信使RNA由细胞核进入细胞质中与核糖体结合。（2）信息传递方向：信使RNA肯定结构的蛋白质。14、信使RNA的遗传信息即碱基排列依次是由DNA确定的；转运RNA携带的氨基酸（如甲硫氨酸、谷氨酸）能在蛋白质的氨基酸依次的哪一个位置上是由信使RNA确定的，归根结底是由DNA的特定片段（基因）确定的。15、信使RNA是由DNA的一条链为模板合成的；蛋白质是由信使RNA为模板，每三个核苷酸对应一个氨基酸合成的。公式：基因（或DNA）的碱基数目：信使RNA的碱基数目：氨基酸个数=6：3：1；脱氧核苷酸的数目=的基因（或DNA）的碱基数目；肽键数

23、=脱去水分子数=氨基酸数目肽链数。16、一种氨基酸可以只有一个密码子，也可以有数个密码子，一种氨基酸可以由几种不同的密码子确定。17、基因对性状的限制：一些基因就是通过限制酶的合成来限制代谢过程，从而限制生物性状的。白化病是由于基因突变导致不能合成促使黑色素形成的酪氨酸酶。一些基因通过限制蛋白质分子的结构来干脆影响性状的。（如：镰刀型细胞贫血症）。高一生物下册基因的表达期中复习要点 高一生物下册基因的表达期中复习要点 1、基因：是限制生物性状的遗传物质的功能单位和结构单位，是有遗传效应的DNA片段。基因在染色体上呈间断的直线排列，每个基因中可以含有成百上千个脱氧核苷酸。 2、遗传信息：基因的脱

24、氧核苷酸排列依次就代表。 3、转录：是在细胞核内进行的，它是指以DNA的一条链为模板，合成RNA的过程。 4、翻译：是在细胞质中进行的，它是指以信使RNA为模板，合成具有肯定氨基酸依次的蛋白质的过程。 5、密码子(遗传密码)：信使RNA上确定一个氨基酸的三个相邻的碱基，叫做。 6、转运RNA(tRNA)：它的一端是携带氨基酸的部位，另一端有三个碱基，都只能专一地与mRNA上的特定的三个碱基配对。 7、起始密码子：两个密码子AUG和GUG除了分别确定甲硫氨酸和撷氨酸外，还是翻译的起始信号。 8、终止密码子：三个密码子UAA、UAG、UGA，它们并不确定任何氨基酸，但在蛋自质合成过程中，却是肽链增

25、长的终止信号。 9、中心法则：遗传信息从DNA传递给RNA，再从RNA传递给蛋白质的转录和翻译过程，以及遗传信息从DNA传递给DNA的复制过程。后发觉，RNA同样可以反过来确定DNA，为逆转录。 语句： 1、基因是DNA的片段，但必需具有遗传效应，有的DNA片段属间隔区段，没有限制性状的作用，这样的DNA片段就不是基因。每个DNA分子有许多个基因。每个基因有成百上千个脱氧核苷酸。基因不同是由于脱氧核苷酸排列依次不同。基因限制性状就是通过限制蛋白质合成来实现的。DNA的遗传信息又是通过RNA来传递的。 2、基因限制蛋白质的合成：RNA与DNA的区分有两点：碱基有一个不同：RNA是尿嘧啶，DNA则

26、为胸腺嘧啶。五碳糖不同：RNA是核糖，DNA是脱氧核糖，这样一来组成RNA的基本单位就是核糖核苷酸;DNA则为脱氧核苷酸。 3、转录：(1)场所：细胞核中。(2)信息传递方向：DNA信使RNA。(3)转录的过程：在细胞核中进行;以DNA特定的一条单链为模板转录;特定的配对方式： 4、翻译：(1)场所：细胞质中的核糖体，信使RNA由细胞核进入细胞质中与核糖体结合。(2)信息传递方向：信使RNA肯定结构的蛋白质。 5、信使RNA的遗传信息即碱基排列依次是由DNA确定的;转运RNA携带的氨基酸(如甲硫氨酸、谷氨酸)能在蛋白质的氨基酸依次的哪一个位置上是由信使RNA确定的，归根结底是由DNA的特定片段

27、(基因)确定的。 6、信使RNA是由DNA的一条链为模板合成的;蛋白质是由信使RNA为模板，每三个核苷酸对应一个氨基酸合成的。公式：基因(或DNA)的碱基数目：信使RNA的碱基数目：氨基酸个数=6：3：1;脱氧核苷酸的数目=的基因(或DNA)的碱基数目;肽键数=脱去水分子数=氨基酸数目肽链数。 7、一种氨基酸可以只有一个密码子，也可以有数个密码子，一种氨基酸可以由几种不同的密码子确定。 8、基因对性状的限制： 一些基因就是通过限制酶的合成来限制代谢过程，从而限制生物性状的。白化病是由于基因突变导致不能合成促使黑色素形成的酪氨酸酶。 一些基因通过限制蛋白质分子的结构来干脆影响性状的。(如：镰刀型细胞贫血症)。 第19页 共19页第 19 页 共 19 页第 19 页 共 19 页第 19 页 共 19 页第 19 页 共 19 页第 19 页 共 19 页第 19 页 共 19 页第 19 页 共 19 页第 19 页 共 19 页第 19 页 共 19 页第 19 页 共 19 页