人的记忆力会随着岁月的流逝而衰退，写作可以弥补记忆的不足，将曾经的人生经历和感悟记录下来，也便于保存一份美好的回忆。范文怎么写才能发挥它最大的作用呢？以下是小编为大家收集的优秀范文，欢迎大家分享阅读。
过程
内容
教学手段
和方法
预期
目标
1.创设情境，引入对基因重组技术工具的学习。
2.学习 “分子手术刀”──限制酶。
3.学习“分子缝合针”──dna连接酶。
4.学习“分子运输车”──基因进入受体细胞的载体。
5.布置作业。
师：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。
同学们，性状的表达与我们从前学过的什么过程有关？
生：与基因控制蛋白质的合成有关。
师：假若这是一个dna上的能指导合成某种药物蛋白的基因（老师用手指出纸条上的该区段），而这是一条烟草的dna（老师拿出另一纸条）。同学们分析，要实现药物基因在烟草中的表达，提前要做哪些关键工作？
生：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。
师：同学们说得对！但还应该实际考虑问题，这两条纸带所代表的dna是在同一个细胞中吗？
生：不是。
师：所以这里就存在一个基因转移的实际问题，谁能具体说一下？
生：就是如何将控制合成药物的基因转入烟草细胞的问题。
师：同学们思考的问题，正是科学家们思考的问题。刚才我们所探讨的工作，都是在分子水平上进行的，切割也好，连接也好，转移也好，无一例外。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；二是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。下面我们就来学习这方面的内容。
师：在进入对限制酶的学习时，你们可能最关心的是这种工具酶到哪里去寻找。我们不妨从以往学过的知识谈起，引起思考。自然界中有各种生物，它们所处的环境不是真空。一些生物的dna可能进入另一种生物的细胞中。这种可能，同学们可用什么实例来说明？
生：噬菌体侵染细菌的实验。
师：那么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？
生：生物体有的有免疫系统，如动物；有的有保护作用的组织、器官，如植物。
师：那么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？
生：只有让外来的dna失效，才能保护自身。
师：那么怎样才能让dna失效？
生：用dna酶，因为在必修课本中学过。
师：用dna酶，那么生物自身的dna不也要失效了吗？
生：一种特殊的酶，能切割外来的dna，而对自身不切割。
师：根据你们的分析可知，这种酶可能是一种不同于dna酶的、我们还没有认识的酶。我们讨论至此，同学们是否有了从哪里获得这种酶的意向？
生：到单细胞的生物中去找。
师：科学家的基本意向也和同学们一样。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。请同学们看书，学习限制酶特有的作用。
师：书中告诉我们这种特殊的酶有什么作用？
生：它们能够识别双链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。
师：以上这句话，说出了两层意思。一是识别特定核苷酸序列。请同学们看图，ecori只能识别gaattc的核苷酸序列，smai只识别cccggg的核苷酸序列。第二层意思是从特定部位的两个核苷酸之间切开。请同学们看图，ecori就从g和a之间切开，smai就从c和g之间切开。
师：刚才我们提到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”。但它们切割dna后形成的末端有两种可能，请同学看图回答。
生：一种形成黏性末端，一种形成平末端。
师：那么这两种末端是如何形成的呢？请从书中找到答案。
生：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。
师：切断的dna片段要与受体细胞的dna连接，同学们根据以往学习的经验，能说出用什么酶吗？
生：用dna复制中的dna聚合酶。
师：同学们想到用dna聚合酶是很正常的，但是现在我们学习的这种连接与dna复制中的连接有所不同。请看书后议论，由同学来回答。
生：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。
师：同学们说得对，但还不深刻。比如刚才说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。请同学们在图中正确指出其位置。
师：开始时，我们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？同学们应从书中求得真知，自己解答这个问题。
生：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。
师：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。其中的理由要从实际情况出发考虑才能清楚。下面老师提出四个问题供大家思考。
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？
生：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。
师：可见以上内容，都是在选择合适载体时必须考虑的。请同学们阅读课文，归纳出充当基因进入受体细胞载体的必要条件。
生：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。
师：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。下面让我们通过插图一起来认识质粒，尤其要在质粒载体结构模式图上找出刚才归纳几个条件的具体体现。
生：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。
找到“目的基因的插入位点”──说明质粒有切割位点。
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。
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。
1.完成书后练习题。
2.认真完成模拟制作──dna重组模型。希望大家动手、动脑协调配合，体会每一步骤在基因重组中的真实含义。最后结束时加强反思，回答书中提出的两个问题。
拿出两种不同颜色的等宽的纸条。
学生讨论。
第三个内容不好回答，教师要引导。
赞扬也是教育的一种方式。
引导大家思考。
学生讨论。
讨论中及时发现有创新思维的学生，鼓励发表意见。学生再次议论。
及时鼓励学生。
学生看书。
教师点拨。
学生看插图。
学生看书。
学生看书，接着议论。
教师点拨。
利用插图。
看书学习。
将局部问题整合到实际工作的全过程中思考。
学生讨论。
学生归纳。
学生结合插图寻找。
课内与课外结合。
联系旧知识，使学生认识到基因工程也是建立在基因控制蛋白质合成的基础理论上的，不可割裂。
抽象变直观，增强诱思的效果。
使学生认识到科学的发展有赖于技术的创新。
以上教学也是将三种操作工具整合到一个完整的过程之中。
将直白的教学内容变得有思维力度。
培养学生思维的创造性。
以上教学改变直白的教学方式，通过诱思，提高学生的思维能力。
引导学生与dna酶作对比，在比较中准确认识限制酶。
让文字与插图结合，使抽象的文字在直观的插图中得以体现。
联系旧知识，提供一个比较的对象，在比较中加深对dna连接酶的认识。
提高学生思维的深刻性。
准确认识dna连接酶的作用部位。
解决本课的难点。
提出问题，诱导思考，解决难点。
培养思维的广阔性。
培养学生的归纳能力。
利用插图加深对载体必须具备条件的认识。
体现基础知识的准确运用。在运用中加深对基础知识的深层次理解。
科学界预言，21世纪是一个基因工程世纪。基因工程是在分子水平对生物遗传作人为干预，要认识它，我们先从生物工程谈起：生物工程又称生物技术，是一门应用现代生命科学原理和信息及化工等技术，利用活细胞或其产生的酶来对廉价原材料进行不同程度的加工，提供大量有用产品的综合性工程技术。
生物工程的基础是现代生命科学、技术科学和信息科学。生物工程的主要产品是为社会提供大量优质发酵产品，例如生化药物、化工原料、能源、生物防治剂以及食品和饮料，还可以为人类提供治理环境、提取金属、临床诊断、基因治疗和改良农作物品种等社会服务。
生物工程主要有基因工程、细胞工程、酶工程、蛋白质工程和微生物工程等5个部分。其中基因工程就是人们对生物基因进行改造，利用生物生产人们想要的特殊产品。随着dna的内部结构和遗传机制的秘密一点一点呈现在人们眼前，生物学家不再仅仅满足于探索、提示生物遗传的秘密，而是开始跃跃欲试，设想在分子的水平上去干预生物的遗传特性。
如果将一种生物的dna中的某个遗传密码片断连接到另外一种生物的dna链上去，将dna重新组织一下，不就可以按照人类的愿望，设计出新的遗传物质并创造出新的生物类型吗？这与过去培育生物繁殖后代的传统做法完全不同，它很像技术科学的工程设计，即按照人类的需要把这种生物的这个“基因”与那种生物的那个“基因”重新“施工”，“组装”成新的基因组合，创造出新的生物。这种完全按照人的意愿，由重新组装基因到新生物产生的生物科学技术，就被称为“基因工程”，或者称之为“遗传工程”。
人类基因工程走过的主要历程怎样呢？1866年，奥地利遗传学家孟德尔神父发现生物的遗传基因规律；1868年，瑞士生物学家弗里德里希发现细胞核内存有酸性和蛋白质两个部分。酸性部分就是后来的所谓的dna；1882年，德国胚胎学家瓦尔特弗莱明在研究蝾螈细胞时发现细胞核内的包含有大量的分裂的线状物体，也就是后来的染色体；1944年，美国科研人员证明dna是大多数有机体的遗传原料，而不是蛋白质；1953年，美国生化学家华森和英国物理学家克里克宣布他们发现了dna的双螺旋结果，奠下了基因工程的基础；1980年，第一只经过基因改造的老鼠诞生；1996年，第一只克隆羊诞生；1999年，美国科学家破解了人类第 22组基因排序列图；未来的计划是可以根据基因图有针对性地对有关病症下药。
人类基因组研究是一项生命科学的基础性研究。有科学家把基因组图谱看成是指路图，或化学中的元素周期表；也有科学家把基因组图谱比作字典，但不论是从哪个角度去阐释，破解人类自身基因密码，以促进人类健康、预防疾病、延长寿命，其应用前景都是极其美好的。人类10万个基因的信息以及相应的染色体位置被破译后，破译人类和动植物的基因密码，为攻克疾病和提高农作物产量开拓了广阔的前景。将成为医学和生物制药产业知识和技术创新的源泉。
科学研究证明，一些困扰人类健康的主要疾病，例如心脑血管疾病、糖尿病、肝病、癌症等都与基因有关。依据已经破译的基因序列和功能，找出这些基因并针对相应的病变区位进行药物筛选，甚至基于已有的基因知识来设计新药，就能“有的放矢”地修补或替换这些病变的基因，从而根治顽症。基因药物将成为21世纪医药中的耀眼明星。基因研究不仅能够为筛选和研制新药提供基础数据，也为利用基因进行检测、预防和治疗疾病提供了可能。比如，有同样生活习惯和生活环境的人，由于具有不同基因序列，对同一种病的易感性就大不一样。明显的例子有，同为吸烟人群，有人就易患肺癌，有人则不然。医生会根据各人不同的基因序列给予因人而异的指导，使其养成科学合理的生活习惯，最大可能地预防疾病。
信息技术的发展改变了人类的生活方式，而基因工程的突破将帮助人类延年益寿。目前，一些国家人口的平均寿命已突破80岁，中国也突破了70岁。有科学家预言，随着癌症、心脑血管疾病等顽症的有效攻克，在2020至2030年间，可能出现人口平均寿命突破100岁的国家。到2050年，人类的平均寿命将达到90至95岁。
人类将挑战生命科学的极限。1953年2月的一天，英国科学家弗朗西斯•克里克宣布：我们已经发现了生命的秘密。他发现dna是一种存在于细胞核中的双螺旋分子，决定了生物的遗传。有趣的是，这位科学家是在剑桥的一家酒吧宣布了这一重大科学发现的。破译人类和动植物的基因密码，为攻克疾病和提高农作物产量开拓了广阔的前景。1987年，美国科学家提出了“人类基因组计划”，目标是确定人类的全部遗传信息，确定人的基因在23对染色体上的具体位置，查清每个基因核苷酸的顺序，建立人类基因库。1999年，人的第22对染色体的基因密码被破译，“人类基因组计划”迈出了成功的一步。可以预见，在今后的四分之一世纪里，科学家们就可能揭示人类大约5000种基因遗传病的致病基因，从而为癌症、糖尿病、心脏病、血友病等致命疾病找到基因疗法。
继xx年6月26日科学家公布人类基因组"工作框架图"之后，中、美、日、德、法、英等6国科学家和美国塞莱拉公司xx年2月12日联合公布人类基因组图谱及初步分析结果。这次公布的人类基因组图谱是在原"工作框架图"的基础上，经过整理、分类和排列后得到的，它更加准确、清晰、完整。人类基因组蕴涵有人类生、老、病、死的绝大多数遗传信息，破译它将为疾病的诊断、新药物的研制和新疗法的探索带来一场革命。人类基因组图谱及初步分析结果的公布将对生命科学和生物技术的发展起到重要的推动作用。随着人类基因组研究工作的进一步深入，生命科学和生物技术将随着新的世纪进入新的纪元。
基因工程在20世纪取得了很大的进展，这至少有两个有力的证明。一是转基因动植物，一是克隆技术。转基因动植物由于植入了新的基因，使得动植物具有了原先没有的全新的性状，这引起了一场农业革命。如今，转基因技术已经开始广泛应用，如抗虫西红柿、生长迅速的鲫鱼等。1997年世界十大科技突破之首是克隆羊的诞生。这只叫“多利”母绵羊是第一只通过无性繁殖产生的哺乳动物，它完全秉承了给予它细胞核的那只母羊的遗传基因。“克隆”一时间成为人们注目的焦点。尽管有着伦理和社会方面的忧虑，但生物技术的巨大进步使人类对未来的想象有了更广阔的空间。
所谓基因工程是指在其因水平上的操作，并改变生物遗传性状的技术。下面由第一范文网小编为大家带来基因工程阅读答案，希望对大家有帮助!
基因工程阅读材料所谓基因工程是指在其因水平上的操作，并改变生物遗传性状的技术。具体地说，按照人们的需要用类似工程设计的方法将不同生物的基因(目的基因)进行分离、剪切、拼接等操作，并通过分子载体(如质粒、人噬菌、sv40及其它病毒)转入适宜的受体细胞中而获得复制和表达的一种分子生物技术。由该技术构建的且具有新遗传性状的生物称之为“基因工程生物”，一般简称为“工程生物”。
1973年基因工程的诞生，标志着新的生物革命的开始。这一年，美国斯坦福大学分子生物学家s柯恩第一个建成“基因工程菌”，并创立基因工程模式，科学界把这一年定为基因工程元年，而s柯恩成为基因工程发展史上第一位创始人。然而，基因工程的诞生不是偶然的，1953年，美国生物学家沃森和物理学家克拉克，在前人发现生物遗传物质dna(脱氧核糖核酸，或者说基因)的基础上，发现了dna的双螺旋结构，最终揭示了生物遗传之谜;60年代确定遗传信息传递方式以及“工程酶”与分子载体研究取得一系列成就有关系。这些成就为基因工程诞生做了理论和技术方面的充分准备。
以基因工程诞生为标志，20多年来，生物技术飞速发展，通过“工程微生物”生产的新药有胰岛素、荷尔蒙、干扰素、乙肝疫苗等等;还有转基因动物生产医药品和优质营养品以及基因农作物抗各种病虫害等等。1990年开始实施、至今已取得重大进展并正在加紧进行的“人体基因组计划”，将为人类创造奇迹。这一计划一旦完成，人体基因组图谱绘制出来，图解整个人体10万种基因，并了解其功能，这将成为遗传病诊治或基因治疗以及寻找医治癌症、艾滋病等药物的指南。我国参与了“人类基因组计划”的进程，如制订了水稻基因组计划;人体基因计划项目在我国南方、北方均已启动，发现了一些新基因及其功能，研究工作取得可喜进展。
基因工程阅读题目1.对“基因工程”理解正确的一项是()
a、基因工程是一种改变生物遗传性状的技术。
b、基因工程是按照工程设计的方法，将生物的基因分解后获得一种新分子的生物技术。
c、基因工程是将不同生物的基因进行操作，然后将它转入受体细胞，从而获得一种新的遗传性状的生物技术。
d、基因工程是将不同生物的基因转入受体细胞后，所获得的一种新的遗传性状的分子生物。
2.基因工程的诞生经历了三个阶段，这三个阶段突出的成就是：
50年代成就是：
60年代成就是：
70年代成就是：
3.划线句子是一个长句，这个长句是阐述的主要意思是()
a、这个计划将成为指南。
b、这个计划一旦完成，将成为指南。
c、人体基因组图谱图解人体基因将成为指南。
d、人体基因组将成为指南。
e、这个计划一旦完成，将成为遗传病诊治及医治癌症、艾滋病等药物的指南。
4.本文写了三层意思，这三层意思是什么?请选出正确的选项()
a、阐述基因工程的含义。
b、说明什么是基因工程生物。
c、基因工程诞生的意义。
d、基因工程形成的过程。
e、基因工程的诞生使生物技术飞速发展。
f、“人体基因组计划”的实施，将为人类创造奇迹。
基因工程阅读答案1.c
2.发现了双螺旋结构;确定遗传信息传递方式及“工程酶”;建立“基因工程菌”并创立基因工程模式
3.e
(b是说明a;c是为d张本;f是对e的具体阐述)
水稻的糯性，无子西瓜，黄圆豌豆×绿皱豌豆→绿圆豌豆，这些变异的来源依次是（）。
a.环境改变、染色体变异、基因突变 b.染色体变异、基因突变、基因重组
c.基因突变、环境改变、基因重组d.基因突变、染色体变异、基因重组
水稻的糯性来源于基因突变；无子西瓜的培育利用的原理是染色体变异；黄圆豌豆×绿皱豌豆→绿圆豌豆利用的原理是基因重组。
答案 d。
下列几种育种方法中，能改变原有基因的分子结构的是。
a.杂交育种 b.诱变育种 c.单倍体育种 d.多倍体育种
基因分子结构的改变是指基因中脱氧核苷酸的顺序发生改变——基因突变。杂交育种、单倍体育种和多倍体育种都是在原有基因结构的基础上，经过重新组合、加倍等过程产生的新的性状，基因的结构不发生变化。
答案 b。
某作物的高秆(a)对矮秆(a)为显性，感病(r)对抗病(r)为显性。aa和rr是位于非同源染色体上的两对等位基因。今有高秆抗病和矮秆感病纯种，若希望利用杂交育种的方法在最少的世代内培育出矮秆抗病新类型。应该采取的步骤设计是：
(1) ；
(2) ；
(3) 。
杂交育种能够有目的的把不同个体的优良性状进行重新组合，从而培育出合乎要求的新品种。这样从开始杂交到选育出新品种至少需要3年的时间，一般还需1~2年的纯化，共需4~5年的时间才能培育出一个新品种。本题培育的品种矮秆抗病类型(aarr)为隐性类型，后代不会发生性状分离，故只需三年时间即可。
(1)让高秆抗病和矮秆感病的两个品种杂交得到f1 (2)f1自交得到f2 (3)从f2群体中选出矮秆抗病的植株
1.在一块栽种红果番茄的田地里，农民发现有一株番茄结的果是黄色的，这是因为该株番茄（ ）。
a.发生基因突变b.发生染色体畸变
c.发生基因重组d.生长环境发生变化
2.在下列叙述中，正确的是（ ）。
a.培育无子西瓜是利用生长素促进果实发育原理
b.培育八倍体小黑麦是利用染色体变异的原理
c.培育无子番茄是利用基因重组的原理
d.培育抗虫棉高产植株是利用基因突变的原理
3.下列各项中，适宜用诱变育种的是（ ）。
a.获得无子果实 b.培育综合多个品种优良性状的新品种
c.利用细菌生产胰岛素d.培育从未出现过的新品种
4.昆虫学家用人工诱变的方法使昆虫产生基因突变，导致酯酶活性升高，该酶可催化分解有机磷农药。近年来已将昆虫控制酯酶合成的基因分离出来，通过生物工程技术将它导入细菌体内，并与细菌内的dna分子结合，经这样处理的细菌仍能分裂繁殖。请根据上述资料回答下面的问题。
（1）人工诱变在生产实践中已得到广泛应用，因为它能提高 ，通过人工选择获得。
（2）酯酶的化学本质是，基因控制酯酶合成要经过和两个过程。
（3）通过生物工程产生的细菌，其后代同样能分泌酯酶，这是由于：
。
（4）请你具体说出一项上述科研成果的实际应用：
。
5.请阅读下列几段文字后回答问题。
a.有人把蚕的dna分离出来，用一种酶“剪切”下制造丝蛋白的基因，再从细菌细胞中提取一种叫“质粒”的dna分子，把它和丝蛋白基因拼接在一起再送回细菌细胞中。结果，此细菌就有生产蚕丝的本领。
b.法国科学家发现，玉米、烟草等植物含有类似人体血红蛋白的基因，如加入“fe”原子，就可以制造出人的血红蛋白，从而由植物提供医疗中所需要的人体血液。
c.瑞士科学家找到了一种与果蝇眼睛形成有关的基因，将此基因注入果蝇幼虫不同细胞以后，果蝇的翅和其他部位都长出了眼睛。这为人造“器官”供移植使用提供了可能。
d.1991年，我国复旦大学遗传所科学家成功地进行了世界上首例用基因疗法治疗血友病的临床实验。我国科学家还通过将高等动物生长激素基因移入泥鳅的受精卵，获得比普通泥鳅重三倍的大泥鳅。
e.江苏省农科院开展“转基因抗虫棉”的科技攻关研究，成功的将有关基因导入棉花细胞中，得到的棉花新品种对棉铃虫等害虫毒杀效果高达80％～100％。
（1）所有这些实验统称为工程，所有这些实验的结果，有没有生成前所未有的新型蛋白质? 。
（2）a段中实验结果的细菌具有生产蚕丝的本领，说明。
（3）b段中由玉米、烟草的基因生产人类血红蛋白为什么要加入“fe”原子?，植物中含类似人类血红蛋白基因，从进化上看，说明。
（4）瑞士科学家的实验说明；我国“863”计划15周年成果展览中类似的实例是。
（5）人类基因组计划(hgp)测定了人体中条染色体的基因序列，d段中血友病基因疗法中有关的染色体是染色体；我国科学家培育出的大泥鳅称为产品，你认为此类产品的研究推广应做到。
（6）“转基因抗虫棉”抗害虫的遗传信息传递可以表示为，该项科技成果在环境保护上的重要作用是，科学家们预言，此种“转基因抗虫棉”独立种植若干代以后，也将出现不抗虫的植株，此现象来源于。
一、教学目标的确定
课程标准中与本节内容相对应的具体内容标准是：“关注转基因生物和转基因食品的安全性”，这也是本节要达成的主要教学目标。课程标准并未明确指出本章要讲述基因工程的内容，考虑到本章教材知识体系的完整性，以及学生达成上述目标所需要的知识基础，本节还将“简述基因工程的基本原理”，“举例说出基因工程在农业、医药等领域的应用”作为教学目标。
二、--思路
第一课时--流程图如下。
第二课时--流程图如下。
三、教学实施的程序
教师组织引导
学生活动
教学意图
教师通过图片和音像资料展示基因工程产品，如种子、水果、疫苗或药物等，引入课题。
教师利用“问题探讨”，提出问题，组织学生讨论、交流看法。
•为什么能把一种生物的基因“嫁接”到另一种生物上？
•推测这种“嫁接”怎样才能实现？
•这种“嫁接”对品种的改良有什么意义？
教师小结：从杂交育种的局限性切入，人类可以利用基因工程技术按照自己的意愿直接定向改变生物。说明本节教学目标。
教师肯定学生合理的想法，引发思考。
“你的想法很好，可是用什么样的方法才能实现你的设想呢？”
教师用类比的方法引导学生思考基因工程的大致步骤和所需要的工具：剪刀、针线、运载体等。并用问题启发学生：“你能想像这种‘剪刀加浆糊’式的‘嫁接’工作在分子水平的操作，其难度会有多大吗？”
以ecor i为例，构建重组dna分子模型，体会基因的剪切、拼接、缝合的道理。教师交代清楚ecor i是已发现的500多种限制性内切酶中的一种，它是一种从细菌中发现的能在特定位置上切割dna分子的酶。它的特殊性在于，它在dna分子内部“下剪刀”，专门识别dna分子中含有的“gaattc”这样的序列，一旦找到就从g和a之间剪断（参考教科书插图6-3）。
用同一种限制性内切酶切割后的dna片断其末端可以用连接酶来缝合（参考教科书插图6?4）。这样“剪切拼接”就可以形成重组的dna分子。
将学生分成4个人一组，发给所需材料，可将构建模型的文字指导（参见选修3《现代生物科技专题》p.6“重组dna分子的模拟操作”），复印后发给各组。
教师提出问题：
1.在制作模型时用到的工具（剪刀和不干胶）各代表什么？比较剪切后的dna片断的末端切片，你发现有什么特点呢？
2.回顾在模型构建过程中，每一步的操作和所用到的工具以及形成的“产品”，你对重组dna的操作有什么新的理解？
教师启发学生思考重组后的dna分子还需要特殊的搬运工具运载到受体细胞（如大肠杆菌、动植物细胞）中。
教师用图片或课件动画展示质粒的结构及特点。（教科书图6-5）
•细胞拟核之外的小的环状dna分子。
•借宿于细菌、霉菌、酵母菌等细胞里，对细胞的正常生活几乎没有影响。
•能够自主复制。
•可以容易地从细胞中取出或放入。
这些特点使它能够胜任运载体的工作，携带目的基因进入细胞。
教师用多媒体课件或与教科书插图6-6类似的示意图，简要归纳基因工程操作的基本步骤和大致过程。
启发学生思考：想像科学家在分子水平上进行这一操作的精确性。
教师小结本节内容。
布置学生课下搜集基因工程应用的事例及其价值的资料；搜集有关基因工程技术安全性方面的报道、法规等的资料。
课堂作业、课后练习：基础题1、2、3；拓展题。
复习基因工程操作的基本步骤和重要工具。
检查课前收集到的有关基因工程应用的资料。
导入新课：基因工程的应用。
指定几名学生汇报，其他人补充。
学生阅读教科书p.104的内容。
教师总结，并从具体事例引入关于转基因生物和转基因食品安全性的争议，启发学生对其安全性问题进行讨论。
学生分组讨论，教师强调支持某一观点的论据要充分，要注意科学性、客观性和逻辑性。
在学生讨论的基础上，与学生协商或按小组指派某个角色，安排角色扮演活动。
教师可将角色扮演的程序、规则和具体要求以及评价标准事先复印好，分发给各组，引导学生以小组为单位讨论并形成陈述报告要点。
模拟听证会
议题：近来，一些市民和媒体纷纷向市政府反映了他们对转基因农产品或转基因食品安全性的担忧，呼吁市政府制定条例对转基因生物及转基因食品的生产和销售加以控制。请你作为a-f中的任一角色参加听证会，就是否应当对转基因生物与转基因食品加以限制发表你的看法。
要求：观点正确，论据充分，注意科学性，客观性和逻辑性。
听证会程序：
1.决策部门的主管陈述听证会议题及议程（规则）；
2.控辩双方分别陈述各自的主张；
3.辩论阶段；
4.法律专家代表陈述我国和世界各主要国家和地区的有关法律法规；
5.表决有关条例决议案。
师生共同总结，对活动过程和结果做出合理评价。
教师依据教科书p.107的本章小结，对本章内容进行简要总结。
学生观察、传看。
学生列举自己知道的基因工程产品及利用的例子。
学生分组讨论。
学生设想用类似的方法来“改造”某种生物，使其符合人们某种特定需要，说出具体设想。各小组选派代表陈述观点。
学生回忆并思考杂交育种的局限性以及基因工程的应用。
明确本节的学习目标。
学生头脑中设想“嫁接”的过程。
学生跟随教师的引导，思考基因工程的大致步骤：找到目的基因、剪切、拼接、缝合、转移、表达、检测，所用到的工具：基因剪刀、基因针线、基因的运载体。
试一试，动手来做一个重组dna模型。在动手做之前，先要明白“分子剪刀”和“分子针线”的用途和使用方法。
学生讨论模型构建的具体方法，按“指导”的方法步骤、依次完成模拟制作过程。并思考教师提出的问题。
学生回答并交流对重组dna技术的理解。
学生观看图片或课件，了解质粒的特点及其运载体功能。
学生和教师一起归纳基因工程操作的几个步骤。
回忆并回答教师提出的问题。
汇报并交流课前收集资料的情况。
汇报、交流。
学生分组，四人一组，对教科书p.105资料分析中的两种观点进行思考、讨论，找出支持某一观点的有力论据。
学生站在所扮演角色的立场上，收集证据，按规定程序陈述。
每个小组选择其中一个角色，准备陈述提纲和辩论材料，做到尊重科学、体察民意、以理服人、客观公正、民主决策。
学生参与总结和评价。
从具体的事例出发，集中学生注意力。
通过实例，激发学生想像，引起学生兴趣。
由杂交育种到基因工程，体现了技术的发展和突破。
类比能使学生形象地理解“剪、接、导”的过程。
通过动手构建模型，加深对重组dna技术基本原理的认识。
分组操作，便于合作交流。
不仅动手做，而且要动脑想，才能突出模拟制作的教育价值。
质粒的知识比较深，教师呈现并简要介绍，学生听取其特点，明白为什么质粒能被用来作为基因运载体。
只要归纳其大致过程即可，不必加深扩展。
为下节课的学习和讨论做准备。
掌握学生课前准备的情况。
基因工程的应用由学生自己列举，教师总结归纳。
通过讨论，激发兴趣，引起学生的关注。
学生回忆并思考杂交育种的局限性以及基因工程的应用。
明确本节的学习目标。
学生头脑中设想“嫁接”的过程。
学生跟随教师的引导，思考基因工程的大致步骤：找到目的基因、剪切、拼接、缝合、转移、表达、检测，所用到的工具：基因剪刀、基因针线、基因的运载体。
试一试，动手来做一个重组dna模型。在动手做之前，先要明白“分子剪刀”和“分子针线”的用途和使用方法。
学生讨论模型构建的具体方法，按“指导”的方法步骤、依次完成模拟制作过程。并思考教师提出的问题。
学生回答并交流对重组dna技术的理解。
学生观看图片或课件，了解质粒的特点及其运载体功能。
学生和教师一起归纳基因工程操作的几个步骤。
回忆并回答教师提出的问题。
汇报并交流课前收集资料的情况。
汇报、交流。
学生分组，四人一组，对教科书p.105资料分析中的两种观点进行思考、讨论，找出支持某一观点的有力论据。
学生站在所扮演角色的立场上，收集证据，按规定程序陈述。
每个小组选择其中一个角色，准备陈述提纲和辩论材料，做到尊重科学、体察民意、以理服人、客观公正、民主决策。
学生参与总结和评价。
从具体的事例出发，集中学生注意力。
通过实例，激发学生想像，引起学生兴趣。
由杂交育种到基因工程，体现了技术的发展和突破。
类比能使学生形象地理解“剪、接、导”的过程。
通过动手构建模型，加深对重组dna技术基本原理的认识。
分组操作，便于合作交流。
不仅动手做，而且要动脑想，才能突出模拟制作的教育价值。
质粒的知识比较深，教师呈现并简要介绍，学生听取其特点，明白为什么质粒能被用来作为基因运载体。
只要归纳其大致过程即可，不必加深扩展。
为下节课的学习和讨论做准备。
掌握学生课前准备的情况。
基因工程的应用由学生自己列举，教师总结归纳。
通过讨论，激发兴趣，引起学生的关注。
一. 本周教学内容：
二. 学习内容：
本周学习基因工程的操作过程，指导进行基因工程操作时需要的基本工具：限制酶、连接酶、运载体，了解他们的特点，及其在基因工程中的应用。理解基因工程操作的基本步骤，理解如何提取目的基因，怎样将目的基因导入受体细胞，怎样鉴定试验的成果等等。了解基因工程对现代社会的贡献及基因工程应用的发展。
三. 学习重点：
1. 基因工程的概念
2. 基因工程的操作工具
3. 运载体的基本条件
4. 基因工程的基本操作步骤
5. 基因工程的应用和发展
四. 学习难点：
1. 基因工程工具：限制酶、运载体
2. 运载体的基本要求
3. 基因工程的操作步骤
4. 如何检测基因操作
5. 基因工程应用的两面性
五. 学习过程：
（一）概念：基因工程——又叫基因拼接技术或dna重组技术。
是指在生物体外，通过对dna分子进行人工“剪切”和“拼接”，对生物的基因进行改造和重新组合，然后导入受体细胞内进行无性繁殖，使重组基因在受体细胞内表达，产生出人类所需要的基因产物。
概念要点：
1. 在dna分子水平上进行设计操作的
2. 在生物体外实现的基因改造
3. 对受体细胞进行无性繁殖
4. 重组基因最终表达获得性状
（二）基因操作的工具
1. 抗虫棉的培育：将抗虫的基因从某种生物（如苏云金芽孢杆菌）中提取出来，“插入”到棉花的细胞中，与棉细胞中的dna结合起来，在棉中发挥作用。
2. 技术要点
首先：从苏云金芽孢杆菌的一个dna分子上辨别出所需要的基因，并且把它切割下来
其次：将切割下来的抗虫基因与棉的dna“缝合”起来
a. 基因的剪刀——限制性内切酶
全称： dna限制性内切酶（以下简称限制酶）。
来源：主要来自于微生物中（目前已经发现了200多种限制酶）
特点：一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并在特定的切点上切割dna分子
例如：从大肠杆菌中发现的一种限制酶只能识别gaattc序列，并在g和a间切开。
补充知识：
1. 限制性内切酶可以水解侵入细菌的外源性dna分子，保护细菌自身
2. 每种限制性内切酶能识别dna中4—6个核苷酸的特殊序列
3. 细菌自身相同序列被修饰（甲基化）而不被水解
4. 限制酶能产生交错切口，形成粘性末端
b. 基因的针线——dna连接酶
黏性末端：被限制酶切开的dna两条单链的切口，带有几个伸出的核苷酸，它们之间正好互补配对，这样的切口叫做黏性末端。
dna连接酶：两种来源不同的dna用同一种限制酶来切割，然后让两者的黏性末端通过互补的碱基黏合起来，dna连接酶在断口处把两条dna末端之间的缝隙“缝合”起来——形成共价键
c. 基因的运输工具——运载体
作用：要将一个外源基因，送入受体细胞。
条件：
① 能够在宿主细胞中复制并稳定地保存 进行复制、表达
② 具有多个限制酶切点 以便与外源基因连接
③ 具有某些标记基因 便于进行筛选
常用运载体：质粒、噬菌体和动植物病毒等。
质粒：是基因工程最常用的运载体，最常用的质粒是大肠杆菌的质粒
存在于许多细菌以及酵母菌等生物中，是细胞染色体外能够自主复制的很小的环状dna分子。
特点：① 含有抗性基因：大肠杆菌质粒中常含抗药基因，如：抗四环素的标记基因
② 基因组很小：细菌质粒的大小只有普通细菌染色体dna的百分之一
③ 质粒能够“友好”地“借居”在宿主细胞中。一般来说，质粒的存在与否对宿主细胞生存没有决定性的作用。
④ 质粒的复制则只能在宿主细胞内完成。
来源：大肠杆菌、枯草杆菌、土壤农杆菌等细菌中都有质粒。（土壤农杆菌很容易感染植物细胞，使细胞生有瘤状物。培育转基因植物时，常常用土壤农杆菌中的质粒做运载体。）
六. 基因操作的基本步骤
（一）取目的基因
目的基因:是人们所需要的特定基因
苏云金芽孢杆菌中的抗虫基因
植物的抗病（抗病毒、抗细菌）基因
种子的贮藏蛋白的基因
人的胰岛素基因、干扰素基因等
主要途径：① 从供体细胞的dna中直接分离基因 ② 人工合成基因。
1. 直接分离基因:最常用的方法是“鸟枪法”，又叫“散弹射击法”。
具体操作：供体细胞中的dna 切成许多片段 重组dna
受体细胞（大量复制） 基因扩增 分离含有目的基因的细胞 把带有目的基因的dna片段分离出来
优点：操作简便
缺点：
① 工作量大，具有一定的盲目性
② 真核细胞的基因含有不表达的dna片段，不能直接用于基因的扩增和表达
主要应用：如许多抗虫、抗病毒的基因都可以用上述方法获得。
2. 人工合成基因：
（1）逆转录法
以目的基因转录成的信使rna为模板，反转录成互补的单链dna，然后在酶的作用下合成双链dna，从而获得所需要的基因。
目的基因mrna 单链dna 双链dna（目的基因序列）
（2）化学合成法
根据已知的蛋白质的氨基酸序列，推测出相应的信使rna序列，然后按照碱基互补配对原则，推测出它的结构基因的核苷酸序列，再通过化学方法，以单核苷酸为原料合成目的基因
蛋白质氨基酸序列 mrna序列 dna序列 目的基因
优点：目的性强，比较容易获得真核基因序列
缺点：操作技术性强，不容易获取，基因表达不容易控制
主要应用：如人的血红蛋白基因、胰岛素基因等就可以通过人工合成基因的方法获得。
重要发展：dna序列自动测序仪对提取出来的基因进行核苷酸序列分析，扩增dna技术（也叫pcr技术），使目的基因在短时间内成百万倍地扩增。
a. 目的基因与运载体结合
b. 将目的基因导入受体细胞
常用受体细胞：大肠杆菌、枯草杆菌、土壤农杆菌、酵母菌和动植物细胞等。
主要手段：借鉴细菌或病毒侵染细胞的途径。
质粒 细菌 目的基因扩增
感受态细胞：能够接受外源dna的细胞
将细菌用氯化钙处理，以增大细菌细胞壁的通透性，使含有目的基因的重组质粒易进入受体细胞。
c. 目的基因的检测和表达
1. 转基因结果：
① 在全部受体细胞中，真正能够摄入重组dna分子的受体细胞很少
② 重组dna转移成功的受体细胞不一定能够表达
③ 必须通过一定的手段对受体细胞中是否导入了目的基因进行检测。
2. 检测的方法
（1）抗性监测：
（2）性状检测：
受体细胞是否表现出特定的性状，才能说明目的基因完成了表达过程。
基因工程的成果与发展前景
一. 基因工程与医药卫生
a. 生产基因工程药品
传统药品生产：直接从生物体的组织、细胞或血液中提取的
原料有限，产品价格昂贵。如：猪胰岛素，紫草素
工程菌生产：通过发酵工程生产
高效率、高质量、低成本的药品。如胰岛素、干扰素和乙肝疫苗等
胰岛素：是治疗糖尿病的特效药。
胰岛素生产 传统方法 基因工程
来源 猪、牛胰腺提取 大肠杆菌工程菌分泌
产量 4—5克/100千克 100克/1000升培养液
比较 产量低、价格高、供不应求 产量高、工厂化生产、满足患者需要
白细胞介素－2：是淋巴细胞产生的一种淋巴因子
本质：小分子蛋白质（分布于血清中）
功能：能促进淋巴细胞活化和增殖
应用：主要用于治疗肿瘤和感染性疾病
生产：白细胞介素－2在大肠杆菌中的高效表达，发酵工程生产
干扰素：是病毒侵入细胞后产生的一种糖蛋白
本质：可溶性糖蛋白（分布于血清和组织液）
来源：被病毒感染的组织细胞产生（非病毒基因表达产物）
功能：
① 它是一种抗病毒的特效药，对细菌和真菌感染作用不大
② 几乎能抵抗所有病毒引起的感染，如水痘、肝炎、狂犬病等病毒引起的感染，
③ 干扰素对治疗乳腺癌、骨髓癌、淋巴癌等癌症和某些白血病也有一定疗效。
干扰素生产 传统方法 基因工程方法
来源 从人血液中的白细胞内提取 大肠杆菌及酵母菌细胞内获得
产量 1mg干扰素/300l血液 20～40mg干扰素/1kg细菌培养物
比较 基因工程方法生产产量高、效果稳定、成本低，适于工厂化生产
基因工程药物：
蛋白质产品：胰岛素、干扰素外、白细胞介素、溶血栓剂、凝血因子、人造血液代用品等
疫苗产品：预防乙肝、狂犬病、百日咳、霍乱、伤寒、虐疾等疾病的各类疫苗。
b. 用于基因诊断与基因治疗
基因工程技术还可以直接用于基因的诊断和治疗。
1. 基因诊断：用放射性同位素（如32p）、荧光分子等标记的dna分子做探针，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。
基本原理：分子杂交
诊断病例：
① 病毒性疾病：利用dna探针可以迅速地检出肝炎患者的肝炎病毒、肠道病毒、单纯疱疹病毒等多种病毒。
② 诊断遗传性疾病：用β－珠蛋白的dna探针检测出镰刀状细胞贫血症，苯丙氨酸羟化酶基因探针检测出苯丙酮尿症。
③ 肿瘤诊断中的应用：用白血病患者细胞中分离出的癌基因制备的dna探针，可以用来检测白血病。
2. 基因治疗：把健康的外源基因导入有基因缺陷的细胞中，达到治疗疾病的目的
病例试验：
半乳糖血症：常染色体单基因隐性遗传病
病理：乳糖代谢异常
由于细胞内半乳糖苷转移酶基因缺陷而缺少半乳糖苷转移酶，因此当乳糖分解成半乳糖后，不能继续转化为葡萄糖，过多的半乳糖在体内积聚，会引起肝、脑等功能受损
治疗：体外试验水平
用带有半乳糖苷转移酶基因的噬菌体侵染患者的离体组织细胞，结果发现这些组织细胞能够利用半乳糖了
结论：用基因替换的方法治疗这种遗传病是可能的
基因治疗并非对致病基因进行修复
该种治疗方法并不能稳定遗传
二. 基因工程与农牧业、食品工业
1. 主要应用：培育高产、优质或具有特殊用途的动植物新品种。
（1）通过基因工程技术获得高产、稳产和具有优良品质的农作物。
如：用基因工程的方法可以改善粮食作物的蛋白质含量。
实验：将菜豆储存蛋白的基因转移到向日葵中，培育出了“向日葵豆”植株
前景：如果以此作为技术基础，把大豆蛋白的基因转移到水稻、小麦等粮食作物中，就可以提高这些作物的蛋白质含量，改善它们的品质。
（2）用基因工程的方法培育出具有各种抗逆性的作物新品种。
原理：抗性基因转移到作物体内，将从根本上改变作物的特性。
如抗虫、抗病毒、抗除草剂、抗盐碱、抗干旱、抗高温等（自然界中细菌身上几乎可以找到植物所需要的各种抗性）
例如：抗虫的烟草、番茄、马铃薯、玉米、大豆、油菜、棉等作物，抗黄瓜花叶病毒、苜蓿花叶病毒的作物，以及抗除草剂的植物等
（3）基因工程在畜牧养殖业上的应用：
病毒dna
实验前景：
① 特殊动物：
将人生长素基因和牛生长素基因分别注射到小白鼠的受精卵，得到体型巨大的“超级小鼠”
② 乳房反应器
利用某些特定的外源基因在哺乳动物体内的表达，从这些动物的乳腺细胞中获得人类所需要的各类物质，如激素、抗体及酶类等。
③ 开辟新的食物来源
可以用基因工程的方法从微生物中获得人们所需要的糖类、脂肪和维生素等产品。
三. 基因工程与环境保护
1. 用于环境监测——用dna探针可以检测饮用水中病毒的含量
方法：使用一个特定的dna片段制成探针，与被检测的病毒dna杂交，从而把病毒检测出来
特点：快速、灵敏
（用传统方法进行检测，一次需要耗费几天或几个星期的时间，精确度也不高。用dna探针只需要花费一天的时间，并且能够大幅度地提高检测精度，据报道，1t水中有10个病毒也能检测出来。）
2. 用于被污染环境的净化——工程菌分解环境污染物
“超级细菌”： 把能分解三种烃类的基因都转移到能分解另一种烃类的假单孢杆菌内，创造出了能同时分解四种烃类的“超级细菌”
假单胞杆菌：异养需氧型
【模拟试题】
一. 判断题
1. 重组dna技术所用的工具酶是限制酶、连接酶和运载体。（ ）
2. 限制酶的切口一定是gaattc碱基序列。（ ）
3. 一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列。（ ）
4. 目的基因是指重组dna质粒。（ ）
5. 只要检测出受体细胞中含有目的基因，那么，目的基因一定能成功地进行表达。（ ）
6. 基因治疗主要是对有缺陷的细胞进行修复。（ ）
7. 基因工程在农业上的应用主要是培育高产、稳产、品质优良和具有抗性的农作物。（ ）
8. 用基因工程方法培育的抗虫植物也能够抗病毒。（ ）
9. 基因工程在畜牧业上应用的主要目的是培育体型巨大、品质优良的动物。（ ）
10. 任何一种假单孢杆菌都能分解四种石油成分，因此，假单孢杆菌是“超级细菌”。 （ ）
二. 选择题
1. 1971年，科学家在体外做实验，将带有半乳糖苷转移酶基因的噬菌体侵染半乳糖血症患者（半乳糖苷转移酶基因缺陷）的离体组织细胞，结果发现这些组织细胞能产生半乳糖苷转移酶，恢复了将半乳糖转化为葡萄糖的能力，从而能利用半乳糖能量。该材料说明（ ）
a. 半乳糖血症为显性遗传病，会导致体内半乳糖积聚，进而导致肝伤害
b. 噬菌体自身携带有半乳糖苷转移酶基因，能合成半乳糖苷酶
c. 实验展示了基因治疗的前景，表明能对缺陷基因进行修复达到治疗疾病的目的
d. 人类已经能定位并且分离出半乳糖转移酶基因，可以通过基因探针进行基因诊断
2. 关于基因工程的叙述正确的是（ ）
a. 限制酶只有在获得目的基因时才用
b. 重组质粒的形成是在细胞内完成
c. 质粒都可以作为运载体
d. 蛋白质结构分析可为目的基因的合成提供材料
3. 苯丙氨酸羟化酶基因探针可以用来检测苯丙酮尿症，其基本原理是（ ）
a. 利用苯丙氨酸羟化酶催化反应来检测酮尿症症状
b. 利用苯丙氨酸羟化酶基因测序确定是否患苯丙酮尿症
c. 通过标记的dna探针分子与苯丙氨酸羟化酶基因分子杂交检测确定
d. 通过标记的dna探针分子与苯丙氨酸羟化酶rna分子杂交检测确定
4. 关于运载体的描述中正确的是（ ）
a. 运载体的物质本质是蛋白质，能够在不同的细胞间转移基因
b. 运载体主要存在于细胞膜上，完成膜两侧的信息交流和物质转运功能
c. 运载体是核酸分子，能够与基因重组完成携带转移、遗传信息的作用
d. 运载体可以是动植物病毒，主要完成蛋白质转运功能
5. 基因工程操作是在哪个水平上完成的（ ）
a. 染色体水平 b. 细胞水平 c. 转录水平 d. dna分子水平
三. 简答题
1. β－珠蛋白是动物血红蛋白的重要组成成分。当它的功能不正常时，动物有可能患某种疾病，如镰刀型细胞贫血症。假如让你用基因工程的方法，使大肠杆菌生产出鼠的β－珠蛋白，想一想，应如何进行设计？
2. 基因工程对人类产生的影响都是有益的吗？为什么？
3. 下图是将人的生长素基因导入到细菌m内制造“工程菌”示意图，所用载体质粒a，已知细菌m内不含质粒a，也不含质粒a上的基因，质粒a导入细菌m后，其上的基因能得到表达。则：
（1）人工合成目的基因的途径一般有那两条？写出其过程。
（2）在分子遗传学上c被称为_____________，其特点是________________________。
如何根据通过a、b来构建c，请写出简要过程。
（3）通常用cacl2处理m，完成导入过程，其原因是什么？导入过程的效率是很低的，只有少数的m才能称为工程菌，请问如何选择可用于工业发酵生产的工程菌菌株。
（4）工程菌成功表达的标志是什么？
4. 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 ，原料是氨基酸，直接能源是atp，搬运工兼装配工是，将氨基酸的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”。
（4）利用转基因牛、羊乳汁提取药物工艺简单，甚至可直接饮用治病。如果将药物蛋白基因移到动物如牛、羊的膀胱上皮细胞中，利用转基因牛羊尿液提取药物比乳汁提取药物的更大优越性在于：处于 动物都可生产药物。
5. 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 、 、
、 。
[参考答案]
1. × 运载体不是酶，是dna分子
2. × 不同的限制酶有不同的识别位点，切割位点也各不相同
3. √
4. × 目的基因是自然界中存在的各种基因，为人类所要利用的基因
5. × 目的基因转移成功不一定能够表达，表达是一个受调控的复杂过程
6. × 基因治疗是一种补偿性治疗，对原来的基因没有做修复处理
7. √
8. × 不同的目的基因功能不同，抗虫基因和抗病毒基因不是同一基因
9. × 转基因动物主要是培育能产生特定蛋白质的动物
10. × 一般假单孢菌子只能分解一种烃
二. 选择题：
1. d 2. d 3. c 4. c 5. d
三. 简答题：
1. 提取目的基因、目的基因与运载体结合、目的基因导入受体细胞、对目的基因检测
2. 基因工程的应用不一定都是好的：
（1）安全性问题：对人体是否真正安全
（2）生态环境问题：转基因生物会不会导致生态平衡被破坏
（3）大众能否接受：混淆了传统意义上的界限，如动物蛋白和植物蛋白等
（4）社会伦理道德问题：克隆生物（人）的认可问题
3.（1）① 逆转录法：利用提取的目的基因的mrna逆转录出单链dna，然后合成双链dna分子，获得目的基因；② 人工化学合成法：通过分析蛋白质的氨基酸序列，根据遗传密码子，推导出mrna的碱基序列，根据碱基互补配对原则，推导出目的基因的碱基序列，通过化学方法合成。
（2）重组dna分子（重组质粒）；质粒上含有目的基因；用同一种限制性内切酶分别切割a、b，使a、b具有同一种粘性末端，将a、b以适当比例混合，利用dna连接酶使形成重组质粒c
（3）cacl2处理使细胞壁的通透性变大，外源dna更容易进入细菌。
利用添加青霉素的选择培养基培养转到细菌，如果长出菌落，表明该菌落细菌具有青霉素抗性，为转导成功菌株，携带人生长素基因，可作为工业生产用的工程菌。
（4）能够分泌人生长素
4.（1）蛋白质的合成
（2）脱氧核苷酸；a对t、g对c
（3）转录；mrna；trna；核糖体；多个；3个；trna
（4）不同发育时期的
5. （1）限制性内切酶；微生物；只能识别一种特定的核苷酸序列，并且能在特定的切点上切割dna分子
（2）限制性内切；dna分子；分别载入运载体；运载体；复制；目的基因
（3）提取目的基因；目的基因与运载体结合；将目的基因导入受体细胞；目的基因的检测与表达
基因工程及其应用 --案例
课程标准中与本节内容相对应的具体内容标准是：“关注转基因生物和转基因食品的安全性”，这也是本节要达成的主要教学目标。课程标准并未明确指出本章要讲述基因工程的内容，考虑到本章教材知识体系的完整性，以及学生达成上述目标所需要的知识基础，本节还将“简述基因工程的基本原理”，“举例说出基因工程在农业、医药等领域的应用”作为教学目标。
第一课时--流程图如下。
第二课时--流程图如下。
教师组织引导
学生活动
教学意图
教师通过图片和音像资料展示基因工程产品，如种子、水果、疫苗或药物等，引入课题。
教师利用“问题探讨”，提出问题，组织学生讨论、交流看法。
·为什么能把一种生物的基因“嫁接”到另一种生物上？
·推测这种“嫁接”怎样才能实现？
·这种“嫁接”对品种的改良有什么意义？
教师小结：从杂交育种的局限性切入，人类可以利用基因工程技术按照自己的意愿直接定向改变生物。说明本节教学目标。
教师肯定学生合理的想法，引发思考。
“你的想法很好，可是用什么样的方法才能实现你的设想呢？”
教师用类比的方法引导学生思考基因工程的大致步骤和所需要的工具：剪刀、针线、运载体等。并用问题启发学生：“你能想像这种‘剪刀加浆糊’式的‘嫁接’工作在分子水平的操作，其难度会有多大吗？”
以ecor i为例，构建重组dna分子模型，体会基因的剪切、拼接、缝合的道理。教师交代清楚ecor i是已发现的500多种限制性内切酶中的一种，它是一种从细菌中发现的能在特定位置上切割dna分子的酶。它的特殊性在于，它在dna分子内部“下剪刀”，专门识别dna分子中含有的“gaattc”这样的序列，一旦找到就从g和a之间剪断（参考教科书插图6-3）。
用同一种限制性内切酶切割后的dna片断其末端可以用连接酶来缝合（参考教科书插图6?4）。这样“剪切拼接”就可以形成重组的dna分子。
将学生分成4个人一组，发给所需材料，可将构建模型的文字指导（参见选修3《现代生物科技专题》p.6“重组dna分子的模拟操作”），复印后发给各组。
教师提出问题：
1.在制作模型时用到的工具（剪刀和不干胶）各代表什么？比较剪切后的dna片断的末端切片，你发现有什么特点呢？
2.回顾在模型构建过程中，每一步的操作和所用到的工具以及形成的“产品”，你对重组dna的操作有什么新的理解？
教师启发学生思考重组后的dna分子还需要特殊的搬运工具运载到受体细胞（如大肠杆菌、动植物细胞）中。
教师用图片或课件动画展示质粒的结构及特点。（教科书图6-5）
·细胞拟核之外的小的环状dna分子。
·借宿于细菌、霉菌、酵母菌等细胞里，对细胞的正常生活几乎没有影响。
·能够自主复制。
·可以容易地从细胞中取出或放入。
这些特点使它能够胜任运载体的工作，携带目的基因进入细胞。
教师用多媒体课件或与教科书插图6-6类似的示意图，简要归纳基因工程操作的基本步骤和大致过程。
启发学生思考：想像科学家在分子水平上进行这一操作的精确性。
教师小结本节内容。
布置学生课下搜集基因工程应用的事例及其价值的资料；搜集有关基因工程技术安全性方面的报道、法规等的资料。
课堂作业、课后练习：基础题1、2、3；拓展题。
复习基因工程操作的基本步骤和重要工具。
检查课前收集到的有关基因工程应用的资料。
导入新课：基因工程的应用。
指定几名学生汇报，其他人补充。
学生阅读教科书p.104的内容。
教师总结，并从具体事例引入关于转基因生物和转基因食品安全性的争议，启发学生对其安全性问题进行讨论。
学生分组讨论，教师强调支持某一观点的论据要充分，要注意科学性、客观性和逻辑性。
在学生讨论的基础上，与学生协商或按小组指派某个角色，安排角色扮演活动。
教师可将角色扮演的程序、规则和具体要求以及评价标准事先复印好，分发给各组，引导学生以小组为单位讨论并形成陈述报告要点。
模拟听证会
议题：近来，一些市民和媒体纷纷向市政府反映了他们对转基因农产品或转基因食品安全性的担忧，呼吁市政府制定条例对转基因生物及转基因食品的生产和销售加以控制。请你作为a-f中的任一角色参加听证会，就是否应当对转基因生物与转基因食品加以限制发表你的看法。
要求：观点正确，论据充分，注意科学性，客观性和逻辑性。
听证会程序：
1.决策部门的主管陈述听证会议题及议程（规则）；
2.控辩双方分别陈述各自的主张；
3.辩论阶段；
4.法律专家代表陈述我国和世界各主要国家和地区的有关法律法规；
5.表决有关条例决议案。
师生共同总结，对活动过程和结果做出合理评价。
教师依据教科书p.107的本章小结，对本章内容进行简要总结。
学生观察、传看。
学生列举自己知道的基因工程产品及利用的例子。
学生分组讨论。
学生设想用类似的方法来“改造”某种生物，使其符合人们某种特定需要，说出具体设想。各小组选派代表陈述观点。
学生回忆并思考杂交育种的局限性以及基因工程的应用。
明确本节的学习目标。
学生头脑中设想“嫁接”的过程。
学生跟随教师的引导，思考基因工程的大致步骤：找到目的基因、剪切、拼接、缝合、转移、表达、检测，所用到的工具：基因剪刀、基因针线、基因的运载体。
试一试，动手来做一个重组dna模型。在动手做之前，先要明白“分子剪刀”和“分子针线”的用途和使用方法。
学生讨论模型构建的具体方法，按“指导”的方法步骤、依次完成模拟制作过程。并思考教师提出的问题。
学生回答并交流对重组dna技术的理解。
学生观看图片或课件，了解质粒的特点及其运载体功能。
学生和教师一起归纳基因工程操作的几个步骤。
回忆并回答教师提出的问题。
汇报并交流课前收集资料的情况。
汇报、交流。
学生分组，四人一组，对教科书p.105资料分析中的两种观点进行思考、讨论，找出支持某一观点的有力论据。
学生站在所扮演角色的立场上，收集证据，按规定程序陈述。
每个小组选择其中一个角色，准备陈述提纲和辩论材料，做到尊重科学、体察民意、以理服人、客观公正、民主决策。
学生参与总结和评价。
从具体的事例出发，集中学生注意力。
通过实例，激发学生想像，引起学生兴趣。
由杂交育种到基因工程，体现了技术的发展和突破。
类比能使学生形象地理解“剪、接、导”的过程。
通过动手构建模型，加深对重组dna技术基本原理的认识。
分组操作，便于合作交流。
不仅动手做，而且要动脑想，才能突出模拟制作的教育价值。
质粒的知识比较深，教师呈现并简要介绍，学生听取其特点，明白为什么质粒能被用来作为基因运载体。
只要归纳其大致过程即可，不必加深扩展。
为下节课的学习和讨论做准备。
掌握学生课前准备的情况。
基因工程的应用最好由学生自己列举，教师总结归纳。
通过讨论，激发兴趣，引起学生的关注。
通过角色扮演活动，摆事实、讲道理，培养学生的民主意识和应用所学知识参与公共事务决策的公民意识。
体验科学、技术对社会的影响。达到激趣、引思、导辩、表达、交流、倾听等效果。
客观公正的评价和总结有利于激发和调动学生参与课堂教学活动的积极性和主动性。
教师帮助学生理出本章的主线，强化sts教育。
选修本
第12课时 ——基因工程简介
知识精华
1、基因工程的概念：又叫________技术或dna重组技术。它是按照人们意愿，把一种生物的基因导入到另一种生物的细胞中，定向的改变生物性状。
2、基因操作的工具
（1）基因的__________――――限制性内切酶。
（2）基因的__________――――dna连接酶。
（3）基因的__________――运载体。
3、基因操作的基本步骤
（1）提取____________________――直接分离基因和人工合成基因。
（2）目的基因与__________结合――使目的基因载入到运载体中，形成重组dna。
（3）将目的基因导入______细胞――常采用显微注射技术和感染法
（4）目的基因的________与表达――据运载体上的标记基因判断导入与否，据受体细胞表现出特定的性状，判断目的基因表达与否。
4、基因工程的成果与发展前景
（1）医药卫生：生产基因工程药品；基因诊断（dna探针）；基因治疗。
（2）农牧业及食品工业：农业上获得具抗性能力的新品种；畜牧养殖业培养优良品种的转基因动物；食品业为人类开辟新的食物来源。
（3）环境保护：环境监测；环境的净化
例题领悟
例1、下列关于质粒的叙述，正确的是（）
a、质粒是广泛存在于细菌细胞中的一种颗粒状细胞器
b、质粒是细菌细胞质中能够自主复制的小型环状dna分子
c、质粒只有在导入宿主细胞后才能在宿主细胞内复制
d、细菌质粒的复制过程一定是在宿主细胞外独立进行的
解析：从两个方面分析，（1）质粒是一个小型环状dna分子，它可以进入细菌细胞，存在于细胞内，但它不是宿主细胞的细胞器；（2）质粒是一个重要的运载体，通常利用质粒与目的基因结合，形成重组质粒。答案：b
例2、下列不属于获得目的基因的方法是 （）
a、“鸟枪法”b、转录法
c、反转录法 d、根据已知氨基酸序列合成法
解析：从两个方面分析，（1）获取目的基因的途径有两条：一条是直接分离基因；另一条是人工合成基因。直接合成基因也就是“鸟枪法”；人工合成基因又有两条途径，一条是“逆转录法”，另一条是根据已知的氨基酸序列合成基因；（2）所谓转录是指以dna的一条链为模板，遵循碱基互补配对原则合成mrna的过程，此过程不能获得dna（基因）。答案：b
自我评价
一、选择题
1、从浩瀚的“基因海洋”中获得特定的目的基因的方法有（）
①从供体细胞的dna中直接分离基因 ②从受体细胞的dna中直接分离基因 ③人工合成基因④复制
a、①②b、①③c、③④d、②④
2、下列说法正确的是（）
a、质粒是基因工程中唯一的运载工具
b、人工合成基因可以以rna为模板
c、检测到标记基因所表达出来的性状，则说明受体细胞中的目的基因已成功表达
d、重组的dna分子必须含有抗药性基因，即标记基因。
3、下列说法正确的是（）
a、基因治疗主要是对缺陷的细胞进行修复
b、基因工程的产品是获得大量的目的基因
c、用苯丙氨酸羟化酶基因探针可以检测出镰刀型细胞贫血症
d、用dna探针检测饮水中病毒的含量，可精确到10个病毒每吨水
4、下列说法不正确的是 （）
a、基因的运载体从本质上来看是一种分子量较小的dna分子
b、苏云金芽孢杆菌中的抗虫基因可以通过基因工程在棉花细胞中表达
c、基因工程的产品往往是一些蛋白质类物质
d、“工程菌”是从自然界分离出来，可作为基因工程中的受体细胞
5、基因工程中科学家常采用细菌、酵母菌等微生物作为受体细胞的原因是
a、结构简单，操作方便 b、繁殖速度快 （）
c、遗传物质含量少，易操作 d、性状稳定，变异少
二、简答题
6、中国科学家陈炬成功地把人的抗病毒干扰素基因植入烟草的细胞中并“嫁接”到其dna分子上，使烟草获得了抗病毒的能力。试分析回答：
（1）人的抗病毒干扰素的化学本质是＿＿＿＿＿＿＿。
（2）在该实验操作过程用到的工具酶有＿＿＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿＿。
（3）人的抗病毒干扰素基因之所以能“嫁接”到植物的dna分子上去，是因为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
（4）烟草有了抗病毒的能力，这表明烟草体内产生了＿＿＿＿＿＿＿＿。这个事实说明，人和植物共同有一套＿＿＿＿＿＿＿＿，蛋白质的合成方式＿＿＿＿＿＿＿＿。
（5）这个事实也说明，现代地球上的生物是由共同的原始祖先经过漫长的地质年代进化而来,它们之间有着或远或近的＿＿＿＿＿＿＿关系。
自我评价答案
一、1、b 2、b 3、d 4、d 5、b
二、6、（1）蛋白质
（2）限制性内切酶 dna连接酶
（3）人和植物的dna分子，具有相同的结构（双螺旋结构）和化学组成（基本组成单位）
（4）人的干扰素基因 遗传密码 转录和翻译
（5）亲缘
第六章第2节 基因工程及其应用
一、教材分析
本节简要介绍了基因工程的原理，使学生对基因工程有一个基本的认识。为了避免与选修3中基因工程的内容重复，教材没有过多地展开介绍。教材结合实例介绍了基因工程在作物育种、药物研制、环境保护等方面的应用，最后，将重点放在对转基因生物和转基因食品安全性的讨论上。
二、教学目标
1. 知识目标
（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）收集基因工程所取得的成果以及发展前景。
（4）通过对书中插图、照片等的观察，学会科学的观察方法，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。
2.能力目标
（1）利用课本以外的资料和信息解决课内学习中发现的问题，培养自主学习能力。
（2） 通过制作模型的活动来模拟基因工程的操作过程，使学生在理解步骤的同时，切身体会基因工程的主要过程。
（3）通过模拟听证会的活动，引导学生主动参与，乐于辩论、积极进行交流与合作，从而培养学生对团结、互助和协调的合作精神，训练学生思维的敏捷性、逻辑性、广阔性及创造性，开阔学生的视野，提高学生的自学能力和良好的语言表达能力。
3. 情感态度与价值观目标
(1) 关注转基因生物和转基因食品的安全性。
(2) 进行角色扮演，使学生体验参与社会问题的讨论和决策的方法。
（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，养成学生的爱国主义热情，树立在学习上努力刻苦的决心。
三、教学重点和难点
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)转基因生物与转基因食品的安全性。
四、学情分析
基因操作的工具和基本步骤，学生掌握不好，甚至理解错误。该课的应用题较多，且难度较大不易掌握。
五、教学方法
1.讲解归纳，讨论交流
2.学案导学：见后面的学案。
3.新授课教学基本环节：预习检查、总结疑惑→情境导入、展示目标→合作探究、精讲点拨→反思总结、当堂检测→发导学案、布置预习
六、课前准备
1.学生的学习准备：（1）完成预习学案，初步把握基因工程的原理和方法步骤。
（2）搜集到的有关基因工程应用的事例资料。
2.教师的教学准备：多媒体课件制作，课前预习学案，课内探究学案，课后延伸拓展学案。七、课时安排：1课时
八、教学过程
(一)预习检查、总结疑惑
检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑，使教学具有了针对性。
（二）情景导入、展示目标。
演示多媒体课件列举几种生物的不同性状，如下：
（1）青霉菌能产生对人类有用的抗生素——青霉素。
（2）豆科植物的根瘤菌能够固定空气中的氮气。
（3）人的胰岛素细胞能分泌胰岛素调节血糖的浓度。
〖讲述〗以上几种生物各自有其特定的性状，这些性状都是基因特异性表达的结果，但是人类能不能改造基因呢？能不能使本身没有某个性状的生物具有某个特定性状呢？例如，让禾本科植物能够固定空气中的氮气；让微生物生产出人的胰岛素、干扰素等药物。这样既节省了人力，又简化了生产，同时还不会对环境造成污染。这种设想能实现吗？回答是可以的。通过科学家们的不断努力，在20世纪70年代终于创立了一种能定向改造生物的新技术——基因工程。
（三）合作探究、精讲点拨。
探究一：基因工程的原理
教师利用“问题探讨”，提出问题，组织学生讨论、交流看法。
•为什么能把一种生物的基因“嫁接”到另一种生物上？
•推测这种“嫁接”怎样才能实现？
•这种“嫁接”对品种的改良有什么意义？
【问1】杂交育种有哪些局限性？人类是否可以按照自己的意愿直接定向改变生物。
“你的想法很好，可是用什么样的方法才能实现你的设想呢？”
用类比的方法引导学生思考基因工程的大致步骤和所需要的工具：剪刀、针线、运载体等。并用问题启发学生：“你能想像这种剪刀加浆糊式的’嫁接工作在分子水平的操作，其难度会有多大吗？”下面以ecori为例，构建重组dna分子模型，体会基因的剪切、拼接、缝合的道理。
教师交代清楚ecor i是已发现的500多种限制性内切酶中的一种，它是一种从细菌中发现的能在特定位置上切割dna分子的酶。它的特殊性在于，它在dna分子内部“下剪刀”，专门识别dna分子中含有的“gaattc”这样的序列，一旦找到就从g和a之间剪断（参考教科书插图6-3）。
用同一种限制性内切酶切割后的dna片断其末端可以用连接酶来缝合（参考教科书插图6-4）。这样“剪切拼接”就可以形成重组的dna分子。
将学生分成4个人一组，发给所需材料，可将构建模型的文字指导（参见选修3《现代生物科技专题》p.6“重组dna分子的模拟操作”），复印后发给各组。
教师提出问题：
1.在制作模型时用到的工具（剪刀和不干胶）各代表什么？比较剪切后的dna片断的末端切片，你发现有什么特点呢？
2.回顾在模型构建过程中，每一步的操作和所用到的工具以及形成的“产品”，你对重组dna的操作有什么新的理解？
教师启发学生思考重组后的dna分子还需要特殊的搬运工具运载到受体细胞（如大肠杆菌、动植物细胞）中。
教师用图片或课件动画展示质粒的结构及特点。（教科书图6-5）
•细胞拟核之外的小的环状dna分子。
•借宿于细菌、霉菌、酵母菌等细胞里，对细胞的正常生活几乎没有影响。
•能够自主复制。
•可以容易地从细胞中取出或放入。
这些特点使它能够胜任运载体的工作，携带目的基因进入细胞。
教师用多媒体课件或与教科书插图6-6类似的示意图，简要归纳基因工程操作的基本步骤和大致过程。
启发学生思考：想像科学家在分子水平上进行这一操作的精确性。
多媒体展示探究思考题。
1.基因工程育种与杂交育种、诱变育种相比，主要优点是什么？其原理是什么？
2.限制酶有什么特点？
3.如果用同一种限制酶切割不同的dna，产生的黏性末端的碱基之间有什么关系？
4.目的基因能否直接导入受体细胞？
5.切割运载体和目的基因往往是用同一种限制酶还是两种？为什么？
6.受体细胞有哪些？
7.基因工程的操作步骤？
探究二：基因工程的应用
教师： 首先请各小组汇报课前收集到的有关基因工程应用的事例资料。
学生分组汇报并交流课前收集资料的情况。
学生1：基因工程在农业上的应用主要表现在两方面：
（1）通过基因工程技术获得高产、稳产和具有优良品质的农作物。
（2）用基因工程的方法可培育出具有各种抗逆性的作物新品种。现在已培育出一批分别具有抗病、抗虫、抗除草剂、抗盐碱、抗病毒、抗干旱等性状的转基因农作物。1996至xx年的短短五年，全球转基因作物从170×104hm2发展到4420×104hm2，其推广速度使前所未有的……。
学生2：基因工程在畜牧养殖业的应用
基因工程在畜牧养殖业上的应用也具有广阔的前景，科学家将某种特定基因与病毒dna构成重组dna，然后，通过感染或显微注射技术将重组dna转移到动物受精卵中，并由这种受精卵发育成新个体，这就是我们在前面提到的转基因动物。通过转基因动物人们可以获得所需要的各种优良品质。
1982年，美国科学家将人的生长基因和牛的生长素基因分别注射到小白鼠的受精卵中，借腹怀胎后，产下的小白鼠比一般的大一倍，出现了前所未有的"超级鼠"，这是世界上第一只转基因动物。人们还用同样的方法，陆续获得自然界中从来就不曾有过的"超级绵羊"和"超级鱼"等动物。例如：转基因绵羊，比一般绵羊生长快30％，体型大0.5倍；又如，澳大利亚科学家培育的转基因猪，4个月后可达 90 kg，生长速度比普通家猪提高100％。
学生3：基因工程与医药卫生
基因工程在医药卫生领域的应用主要可概括为两个方面：
（1） 用于生产基因工程药品
所谓基因工程药物就是先确定对某种疾病有预防和治疗作用的蛋白质，然后将控制该蛋白质合成过程的基因取出来，经过一系列基因操作，最后将该基因放入可以大量生产的受体细胞中去，这些受体细胞包括细菌、酵母菌、动物或动物细胞、植物或植物细胞，在受体细胞不断繁殖过程中，大规模生产具有预防和治疗这些疾病的蛋白质，即基因疫苗或药物。
基因工程的方法由于不受原料的限制，可以高效率的生产出各种高质量、低成本的药物，如胰岛素、抗生素等。
（2）用于基因诊断和基因治疗
①基因诊断 （展示dna分子杂交过程的动画效果）
基因诊断：运用基因分析对疾病作出诊断的方法，是遗传病最准确的诊断手段，也是一种威力强大的高新技术。传统诊断方法是通过表现型来推测基因型，而基因诊断是从基因着手来推断表现型，即绕过基因产物，通过直接探查基因进行诊断，不受细胞类型和发病年龄的限制，可用于一切遗传病的诊断。基因诊断也称为dna诊断或基因探针技术，即在dna水平分析检测某一基因，从而对特定的疾病进行诊断。用放射性同位素（如p）、荧光分子等标记的dna分子做探针，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。
癌细胞的病变过程，主要是由于基因调节控制失灵，通过基因诊断，将发生紊乱的基因加以修复，有希望根治癌症。半乳糖血症是一种先天性糖代谢缺陷症，通过基因诊断，发现病人缺少一个合成半乳糖转移酶的基因。若把半乳糖转移酶的基因转入缺乏这种基因的人体中，治疗这种先天性疾病将成为可能。基因诊断已用于镰刀状红细胞贫血症和地中海贫血症的诊断；对肠道病毒、疱疹病毒、腺病毒、肝炎病毒等引起的疾病，基因诊断技术已用于临床实践。
②基因治疗
基因治疗，顾名思义，是指在基因水平上对人类疾病进行治疗。具体地说，它是利用基因转移或基因调控的手段，将正常基因转人疾病患者机体细胞内，取代致病的突变基因，表达所缺乏的基因产物。或者是通过基因调控的手段，有目的地抑制异常基因表达或重新开启已关闭的基因，达到治疗遗传病、肿瘤、艾滋病、心血管等疾病的目的。
学生4：基因工程在食品工业中的应用
随着人类社会的发展，粮食危机越来越威胁着人类的生存与发展，利用基因工程可以为人类开辟新的食物来源。如鸡蛋白基因在大肠杆菌和酵母菌中表达成功，表明人们有希望从发酵罐里生产出人类需要的卵清蛋白。同样的，不久的将来，人们还可以从微生物中获得人们所需要的各种营养物质。
学生5：基因工程应用于环保
基因工程应用于环保，一方面基因工程方法可用于环境监测。据报道，用dna探针可以检测饮用水病毒的含量。具体方法：用一个特定的dna片段制成探针，与被测的病毒dna杂交，从而把病毒检测出来。与传统方法相比具有快速、灵敏的特点。传统的检测一次，需几天或几个星期的时间，精确度不高，而用dna探针只需一天。据报道，能从1t水中检测出 10个病毒来，精确度大大提高。
基因工程还可用于净化环境。随着石油工业的迅速发展，石油这种含有多种烃类的物质对环境造成很大的污染。自然界中，假单相杆菌的细菌能够分解石油，但是，每一种假单抱杆菌只能分解石油中的某一种成分。1975年，科学家用基因工程的方法，把能分解三种焊类的基因都转到能分解另一种烃类的假单抱杆菌内，创造出了能同时分解四种烃类的"超级细菌"。
学生6：展望21世纪，将是基因工程迅速发展和日臻完善的世纪，它将为人类带来巨大的效益，人们不光在基因工程的技术上取得突破，还将加速其产业化的进程。基因工程将在人类生活的方方面面发挥它举足轻重的作用。
（四）反思总结，当堂检测。
教师组织学生反思总结本节课的主要内容，并进行当堂检测。
设计意图：引导学生构建知识网络并对所学内容进行简单的反馈纠正。（见学案）
（五）发导学案、布置预习。
九、板书设计
基因工程的概念
基因的剪刀——限制性内切酶
基因操作的工具 基因的针线——dna连接酶
一，基因工程 基因的运输工具——运载体
的基本内容 提取目的基因
基因操作的 目的基因与运载体结合
基本步骤 将目的基因导入受体细胞
目的基因的表达与检测
二.基因工程的应用
1，基因工程与作物育种
2,基因工程与药物研制
3，基因工程与环境保护
十、教学反思
1、 巧妙布置预习作业，化“复杂”为“简约”。由于基因工程内容上的“高”与“新”，处理不好，会提高学习难度，令学生视高科技为畏途，致使教学流于形式。所以在课前以学生较为熟悉的转基因抗虫棉的培育过程案例为预习作业，使学生首先从整体上了解基因工的四个步骤，起到了突破难点及培养自学能力的目的。
2、巧妙运用构建模型及多媒体技术，化“抽象”为“形象”。对于基因工程，学生接触得少，只运用文字来教学会感到很抽象。如在讲授如何构建基因文库时，教师会提供一幅非常形象的插图，结合图文提出相应问题，诱导学生思考，从而把学习的注意力从简单的死记硬背引导到分析、批判、创新等有利于学生终身发展的能力上来。
根据高中生物课程标准的四个基本理念,高中生物学教学重在提高学生的生物科学素养,倡导探究性学习,培养学生的创新精神和实践能力。新课程对生物学教师和生物学教学都提出了新的要求，面对新课程，生物学教师要通力打造一个融启发性、创造性、自主性、交互性于一堂的生物课堂教学氛围。在生物学教学中，如何贯彻并达成新课程倡导的教学理念呢？在教学中认真落实主体性教学，注重课堂动态生成变资源的开发与利用,以切实提高学生的科学探究能力，训练学生科学的思维方法。
1、知识与技能
(1)简述杂交育种和诱变育种的概念，举例说明杂交育种和诱变育种方法的优点和不足。（简述杂交育种和诱变育种的作用及其局限性。）
(2)举例说明杂交育种、诱变育种在生产中的应用。
(3)讨论遗传和变异规律在生产实践中的应用。
(4)总结杂交育种、诱变育种、多倍体育种、单倍体育种异同点。
2、过程与方法
(1)尝试将你获得信息用图表、图解的形式表达出来。
(2)运用遗传和变异原理,解决生产和生活实际中的问题。
3、情感态度和价值观
(1) 讨论从杂交育种到基因工程这一科技发展历程中，科学、技术和社会的相互作用。
(2) 通过对我国杂交育种和诱变育种成果的了解，关注我国的育种技术的发展及在国际上的竞争能力，认同育种技术的改进对解决粮食危机等问题的重要性。
(3)体会科学技术在发展社会生产力、推动社会进步等方面的巨大作用。
本节在学习生物遗传变异的基础知识、了解遗传变异基本规律的基础上，而且生物育种知识是高中生物新课程教学中的重点知识，该知识内容不仅是必修2的学习主线之一，还与选修3现代生物科技专题中的基因工程专题有密切的联系，进一步引导学生认识遗传学的知识是怎样用于指导生产实践、提高和改善生产技术，最大限度地满足人类不断增长的物质需要的，通过该内容的分析学习，还可以训练学生的各方面能力。
初中生物课中关于人类应用遗传变异原理培育新品种的内容，使学生对选择育种与杂交育种有了初步的了解。在本书前几章的学习中，学生又学习了分离定律与自由组合定律，为理解传统育种方法所依据的遗传学原理打下了基础。在本节教学中，教师可以指导学生搜集我国在育种实践方面取得成功的事例，分析其中包含的遗传学规律，体会科学技术在发展社会生产力、推动社会进步等方面的巨大作用。
1课时
教师根据下面几方面制作多媒体课件
1、课前准备
教师指导学生搜集我国在育种实践方面取得成功的事例，分析其中包含的遗传学规律，体会科学技术在发展社会生产力、推动社会进步等方面的巨大作用。
2、情境创设
教师展示课前收集的古人驯化野生动物、栽培植物的图片资料制成的课件，按课件图片的顺序，先向学生展示古人驯化狗、马、牛、猪、鸡，培育玉米、小麦、水稻、各种蔬菜、水果的过程；再向学生展示现在的家禽、家畜、粮食、蔬菜、水果的各种优良品种的图片，引起学生的兴趣。
3、师生互动
这些优良的品种，都是人们利用生物的变异，通过长期的选择，汰劣留良，培育出来的优良品种。教师要提倡或维护生生、师生平等交流互动的人际关系，教师要运用各种方法，促进师生和生生的思维碰撞和情感的交流，达到《标准》对知识、情感、能力目标的要求。
教师组织学生展示课前收集的关于选择育种和杂交育种的资料（以图片为主）
提出问题：
1.古印第安人是最早选择和培育玉米的，最突出的贡献是选育了果穗硕大、淀粉含量高的玉米。请分析古印第安人培育玉米的方法所隐含的遗传学原理及其优缺点。
教师在学生阅读教材的基础上，组织学生交流上述问题。
【】若学生不能较好地回答上述问题，教师可以通过对问题的分解，实施进一步的引导：
（1）古印第安人培育玉米的方法称为 。
（2）这里的“选择”的含义是 。
（3）“用作祭祀的玉米是在隔离条件下种植的”其中“隔离”作用是 。
（4）选择育种的优缺点是 。
选择育种的局限性是：只能利用生物在自然环境条件下产生的有限变异，在已有的性状组合中选育优良品种。
请同学们阅读课本的“问题探讨”并提出问题：
教师检查，我们发现大家使用的方法都是――杂交育种，看来你们已经尝试从理论上探索杂交育种的方法了。
学生的资料展示和交流
学生阅读资料，学生带着问题阅读教材p98页并作答。
学生作答：
（1）选择育种
（2）汰劣留良
（3）防止质劣玉米与选择的具有优良性状的玉米杂交，使优良性状得到不断的积累。
（4）优点：技术简单、容易操作。
缺点：选择范围有限，育种周期长。
分组讨论。学生把设想描述出来。听课的同学对各方案进行评价。
激发学生的探究欲望和学习兴趣。
师生共同解决问题，运用现代遗传学知识为学生阐明“选择育种”做铺垫。培养学生的概括能力和理解能力。
现在我们来分析各方案是否科学规范。引导学生讨论并指出其优点和不足，以及自己的疑问。
教师：点拨、解答同学们的问题：
（1）杂交育种依据的遗传学原理就是：基因的自由组合规律，即通过杂交，把生物不同品种间的基因重新组合，以便使不同亲本的优良基因组合到一起、从而创造出对人类有益的新品种。
（2）选育出的新品种必须是纯合子，否则其后代就会因为发生性状分离而失去优势。
（3）遗传图解有更简洁的表示方法，即用我们在第一章所学的基因型的方式来表示。
教师以课本的两个小麦品种杂交为例:如果小麦中，高产（a）对低产（a）是显性，不抗病（b）对抗病（b）是显性，我们需要的是高产抗病的纯种，假定两个亲本小麦品种都是纯合子，请绘出育种过程的遗传图解：
教师点评，并示范书写过程如下：
p aabb x aabb
↓ ↓
配子 ab ab
↓ ↓
f1 aabb
f2 基因型 1/16 aabb 1/16 aabb
1/16 aabb 1/16 aabb
2/16 aabb 2/16 aabb
2/16 aabb 2/16 aabb 4/16 aabb
表现型 9/16高产不抗 3/16低产不抗
3/16高产抗病 1/16 低产抗病
【】：根据自由组合定律，在
f2 中高产抗病（一显一隐）品种占总数的3/16。
（1）我们得到的这种具有杂种优势的品种可以代代遗传吗？
（2）如何能得到可以代代遗传的优势品种？
（3）我们选育出的纯合子新品种aabb，在f2 所有的后代中的概率是1/16。哪么它在f2的高产抗病后代中的概率又是多少？
教师引导，总结教材p99页的杂交育种的概念。
请举出我国在杂交育种方面成就。
【】：与选择育种比较，杂交育种有什么优点？
【】：综上所述杂交育种的优点是很明显的，但是在实际操作中，会遇到不少困难。请从杂交后代可能出现的类型，以及育种时间等方面，分析杂交育种方法的不足。有没有更好的育种方法来弥补这些缺点呢？
二、诱变育种
教师引导学生回忆基因突变的内容。
利用基因突变的原理应用在育种中，就发展为一种新的方法——诱变育种。
教师引导学生阅读教材p100页，教材列举了哪些诱变育种的实例？
教师通过大量的图片资料介绍了诱变育种的实例
教师总结：诱变育种的概念指什么？
教师引导，组织开展生生、师生的讨论
与杂交育种相比，诱变育种有什么优点？联系基因突变的特点，谈谈诱变育种的局限性。要想克服这些局限性，可以采取什么办法？
教师小结：
两种育种方法都为我们创造许多优良的品种，育种技术的发展为我们的社会经济创造了许多价值，我国作为目前世界上能发射返回式卫星的三个国家之一，在作物空间技术育种方面已经进入世界先进行列。
在上一章我们已经学习了多倍体育种、单倍体育种的方法，现在请同学们列表比较：杂交育种、诱变育种、多倍体育种、单倍体育种在方法、原理、优缺点的异同点。
出示部分学生的遗传图解
学生疑问：
（1）杂交育种蕴含着哪些遗传学规律？
（2）培育出的一个新品种，如何判断它是否符合预期的要求呢？
（3）有没有更简洁的遗传图解呢？
学生每人都在作业本上尝试书写，请两位同学在黑板上书写。
（1）不可以，因为其中有2/16的植株是杂合体，它的下一代会出现性状分离。
（2）要想得到可以代代遗传的优势品种，就必须对在f2 中所得到表现型为高产抗病（一显一隐）的植株连续自交和育种，逐步淘汰不符合要求的植株，直到不再发生性状分离，就是我们要选育的能够稳定遗传的纯合子新品种――aabb。
（3）1/3。
杂交育种就是将两个或多个品种的优良性状通过交配集中在一起，再经过选择和培育，就得到新品种的方法。
袁隆平的杂交水稻，中国荷斯坦牛等
能将两个不同品种的优良性状集中在一起，产生新的性状组合的新品种；育种的目的性较强。
杂交育种只能利用已有基因的重组，按需选择，并不能创造新的基因。杂交后代会出现性状分离现象，育种进程缓缦（一般需5至7年），过程繁琐。这些都是杂交育种方法的不足。
学生回忆学过的知识，并交流和讨论：
基因突变：诱发基因突变的因素（物理因素、化学因素和生物因素）
如黑农五号；卫星“87－2”青椒、“航育1号”水稻、“豫麦13号小麦”等；青霉菌高产菌株等。
诱变育种就是利用物理因素（如x射线、r射线、紫外线、激光等）或化学因素（亚硝酸、硫酸二乙脂等）来处理生物，使生物发生基因突变。
诱变育种的优点是能够提高突变率，在较短的时间内获得更多的优良变异类型。诱变育种的局限性是诱发突变的方向难以掌握，突变体难以集中多个理想性状。要想克服这些局限性，可以扩大诱变后代的群体，增加选择的机会。
结合学生的生活经验，引导学生思考相关的育种方法。
充分发挥学生的主观能动性，让学生积极参与讨论。
运用自由组合定律的知识和书写遗传图解的技能解释杂交育种中的基因重组的现象。
培养学生的问题意识，给予学生发散思维、启动已有知识的空间。培养学生运用所学的知识和技能解决实际问题的能力。
理解杂交育种在产生f1代后，还需要经过选择和培育形成能稳定遗传个体的过程。
培养学生提炼和归纳能力。
突出杂交育种的局限为后续学习埋下伏笔。
师生共同解决疑惑的问题，强化对概念的学习。
掌握基本概念
培养自学能力，使学生在反馈、思考中进一步突破难点。
四种育种方法的比较
杂交育种
诱变育种
多倍体育种
单倍体育种
处理
杂交
用物理、化学因素处理生物，
用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗
花药离体培养
原理
通过基因重组，把两个亲本的优良性状的组合在同一个后代中，从而产生符合要求的新类型。
用人工方法诱发基因实变，产生新性状，创造新品种或新类型。
抑制细胞分裂中纺锤体的形成。使染色体的数目加倍后不能形成两个细胞。
诱导精子直接发育成植株，再用秋水仙素加倍成纯合子。
优缺点
方法简单，容易操作。
不能创造新的基因，育种进程缓缦，过程繁琐。
能提高变异的频率，大幅改良某些性状，变异性状较稳定，可加速育种进程。
有利变异少，需大量处理供试材料，诱发突变的方向难以掌握，突变体难以集中多个理想性状。
器官较大，营养物质含量高。
发育延迟，结实率底。
自交后代不发生性状分离，可缩短育种年限（2年）。
方法复杂，成活率低。
实例
小麦高茎（易倒伏）、抗锈病的纯种与矮茎（抗倒伏）易染病的纯种进行杂交，培育出矮茎抗锈病小麦品种。
青霉菌经x射线、紫外线照射以及综合处理，培育出青霉素产量很高的菌株
三倍体无籽西瓜、八倍体小黑麦。
抗病植株的育成。
杂种优势是生物界普遍存在的现象。它是指基因型不同的亲本个体相互杂交产生的杂种第一代，在生长势、生活力、繁殖力、抗逆性、产量和品质等一种或多种性状上优于两个亲本的现象。杂种优势具有以下特点：杂种优势不是某一两个性状单独表现突出，而是许多性状综合表现突出；杂种优势的大小，取决于双亲的遗传差异和互补程度；亲本基因型的纯合程度不同，杂种优势的强弱也不同；杂种优势在f1代表现最明显，f2代以后逐渐减弱。杂种优势在性状上表现为不同类型，如营养体发育较旺的营养型、生殖器官发育较旺的生殖型和对外界不良环境适应能力较强的适应型。育种实践上，人们常利用杂种优势获得较好的经济性状。
早在多年前，我国劳动人民就用马和驴交配而获得体力强大、耐力好的杂种──骡，首创了利用杂种优势的先例。杂种优势在植物中更是非常普遍的现象。为什么杂交种f1会有优势呢？这是一个比较复杂的问题，人们从多个方面对其机理进行了研究。一种比较通俗的解释是：一般来说，多数显性基因有利于个体的生长发育，而相对的隐性基因不利于生长和发育。通过杂交，亲本双方带入子代杂合子中的显性（有利）基因掩盖了隐性（有害）基因，因而表现出有利于生长发育的杂种优势。
杂交育种通常是指把不同遗传类型的动物或植物进行交配，使优良性状结合于杂种后代中，通过培育和选择，创造出新品种的方法。它是动植物育种工作的基本方法之一。在杂交育种中应用最为普遍的是品种间杂交(两个或多个品种间的杂交)，其次是远缘杂交(种间以上的杂交)。
生产上，常常把用杂交方法培育优良品种或利用杂种优势都称为杂交育种，事实上，两者之间是有区别的。杂交育种过程就是要在杂交后代众多类型中选留符合育种目标的个体进一步培育，直至获得优良性状稳定的新品种。杂交育种不仅要求性状整齐，而且要求培育的品种在遗传上比较稳定。品种一旦育成，其优良性状即可相对稳定地遗传下去。杂种优势则主要是利用杂种f1代的优良性状，而并不要求遗传上的稳定。作物育种上就常常在寻找某种杂交组合，通过年年配制f1代杂交种用于生产的办法，取得经济性状，而并不要求其后代还能够保持遗传上的稳定性。
太空育种主要是利用返回式卫星和高空气球所能达到的空间环境，通过强辐射、微重力和高真空等条件诱发植物种子的基因发生变异的作物育种新技术。经历过太空遨游的农作物种子返回地面后再进行种植，不仅植株明显增高增粗，果型增大，而且品质也得到提高。
我国从1987年开始太空育种。1987年8月5日我国发射的第9颗返回式卫星首次搭载了青椒、小麦、水稻等一批种子，开始了我国太空育种的尝试。至今，我国已先后8次进行了太空育种试验。经过太空育种的青椒、番茄、黄瓜、水稻等作物，高产优质、抗病性强。美国曾进行过玫瑰的太空育种，希望获得玫瑰油产量高的突变体；俄罗斯曾经进行过圣诞树的太空育种，现在大面积种植在西伯利亚和哈萨克斯坦地区，从太空回来的圣诞树长得非常高大。
第6章 从杂交育种到基因工程
第1节 杂交育种和诱变育种
一、选择育种：利用自然条件下的生物变异，汰劣留良，长期选择，培育优良品种。
二、杂交育种
三、诱变育种
由于很多内容学生已经学习过如基因的自由组合定律、基因突变以前都学过，所以我采用采用温故知新—杂交育种的技术方法—诱变育种的技术方法—知识扩展—总结的方法来讲授新知识。本节课的设计也能把理论与实践充分地结合在一起，例如在杂交育种技术的学习中，教师举例：利用高抗和矮感的小麦来设计如何出矮抗的小麦。通过学生的动手操作，使知识更能贴近生活，学以致用。课程改革的目标要求教师应具备对知识体系熟练，应对课堂教学要自如，教学中注重学生的差异性。在教学中教师能注重学生的差异性，例如在杂交育种的设计实验中，大部分同学不太理解最后得到矮抗的比例，教师能放慢教学一步步解释。同时，该教师教态自然、随和，给学生以亲近的感觉。
本节课有很多相似、相关知识点，学生易混淆。我提出问题引导学生对其进行比较。如 “四种育种方式的区别”。
本节课失误也很多，在学习这两种育种方法时应注意承上启下，每一种育种方法有它的优点同时也存在不足，从而引出另一种育种方法;提问太多导致浪费很多时间；板书不细致；时间安排不太合理，前松后紧；学生看书时间太多；课改思想体现的不多等。
第三节 基因工程与转基因生物一：学习目标1.阅读基因工程中抗虫棉的获取过程，理解基因工程的概念，感受科学实验探究的过程，感悟科学家在实验中严谨的科学态度。2.理解基因工程的基本过程也就是四个基本操作步骤。3.理解基因工程的应用以及可能带来的安全问题。二、学习重点：1.基因工程概念中的例子（抗虫棉的获取过程）2. 基因工程的基本过程也就是四个基本操作步骤(人生长激素制造的过程)3. 转基因生物（微生物、植物、动物基因工程成果展示）三、学习难点：1. 限制酶和dna连接酶2. 重组dna3. 基因工程的基本步骤四、知识精要1、基因工程的概念：基因工程是指依据预先设计的蓝图，用人工方法将某种生物的基因，接合到另一种生物的基因组dna中并使其表达，使后者获得新的遗传性状，产生出人类所需要的产物，或创造出新的生物类型的现代生物技术。 2、抗虫棉的获取过程所需要的三种工具:(1)是切割dna分子获得抗虫基因的酶，俗称“化学剪刀”；(2)是连接抗虫基因和运载体的酶，俗称“化学浆糊”；(3)是将重组dna导入细胞中的运载体，俗称“分子运输车”。 3、基因工程中的四个基本操作步骤：(1)获取目的基因；(2)目的基因与运载体重组；(3) 重组dna导入受体细胞；(4)筛选含目的基因的受体细胞。 4、 转基因技术的应用：(1)微生物基因工程；(2) 植物基因工程，“抗病毒烟草”等；(3) 动物基因工程，“巨型小鼠”等。 5、 转基因生物产品的安全性：(1)转基因生物本身是否会对生态环境造成不利的影响；(2) 转基因生物产品是否会对人类的健康造成损害。 五、学习过程指导1、基因工程的概念在学习新知识时，，先复习旧知识（基因的概念？dna是如何传递遗传信息的？中心法则的内容？） 再思考问题：是否可以将一种生物的基因转移到另一种生物的基因组中，并使其表达出具有特定用途的产物或创造出新的生物类型呢？（用实验事实证明） ● 怎样解决农民棉花虫害问题？ ● 抗虫棉的获取过程 ● 基因工程中的三种操作工具：① ；② ；③ 。 基因工程中质粒作为运载体的条件是： （1） ( 能装载目的基因) （2） （能为受体细胞所接纳） （3） (能自我复制) （4） (带有可供识别的标志基因) ● 基因工程的操作步骤：
操作对象：
操作水平：
基本过程：结 果 ： 实 质：
基 因
dna 分子水平
剪切
重组
导入
筛选
人类需要的基因产物
基因重组● 转基因技术的应用：● 转基因生物产品的安全性：
巩固性练习：（课堂完成，检测课堂学习效果）1、生物学家通过基因工程培育出了能够通过乳房生物反应器生产人的血清蛋白。（1）在基因工程的操作中，目的基因是怎样获取的？ （2）“分子手术刀” _ _ ， （3）“分子缝合针” ， （4）“分子运输车” 。 （5）操作步骤：从人的____________获取目的基因；目的基因与____________结合构建基因表达载体；在基因表达载体中还应插入___________和终止子。然后把基因表达载体导入牛的____________，通过发育形成的牛体细胞含人的_________________，成熟的牛产的的奶中含有___________________，证明基因操作成功。 (6)人的基因在牛体内能表达,说明人和牛___________ 2、基因操作的基本操作程序①基因操作一般要经历四个基本步骤：① ；② ；③ ；④ 。 ②目的基因获取的方法主要有 和 两种。3、基因工程是dna分子水平的操作，下列有关基因工程的叙述中，错误的是
a. 所用的工具酶是限制酶，dna连接酶 b.载体与目的基因必须用同一种限制酶处理
c. 限制酶只用于切割获取目的基因 d.带有目的基因的载体是否进入受体细胞需检测4、“转基因动物”是指（ ） a.含有可利用基因的动物 b. 基因组中插入外源基因的动物 c.本身具有抗体蛋白类的动物 d. 能表达基因信息的动物 5、想要获得既高产又抗病毒、抗寒、抗旱、抗除草剂等多重优点的农作物，以下哪种方法能做到（ ） a.细胞融合技术 b.转基因技术 c.组织培养技术 d.人工诱变 6、下列哪项不是转基因成果（ ） a.清除石油污染的假单抱杆菌 b.转基因抗虫棉 c.高产青霉素菌株 d.巨型小鼠 7、下列关于质粒的叙述，正确的是（）a、质粒是广泛存在于细菌细胞中的一种颗粒状细胞器b、质粒是细菌细胞质中能够自主复制的小型环状dna分子c、质粒只有在导入宿主细胞后才能在宿主细胞内复制d、细菌质粒的复制过程一定是在宿主细胞外独立进行的答案：1、（1）从人的基因组文库获得 （2）限制性内切酶（或限制酶） （3）dna连接酶（4）基因进入受体细胞的载体 （5）基因组文库 载体 启动子 受精卵 血清蛋白基因 人的血清蛋白 （6）共用一套密码子 2、略 3、c 4、b 5、b 6、c 7、b拓展性练习：（课后完成，形成知识迁移）1、下列关于各种酶作用的叙述，不正确的是（ ）
连接酶能使不同脱氧核苷酸的磷酸与脱氧核糖连接
聚合酶能与基因的特定位点结合，催化遗传信息的转录
c.一种dna限制酶能识别多种核苷酸序列，切割出多种目的基因
d.胰蛋白酶能作用于离体的动物组织，使其分散成单个细胞
2、根据mrna的信息推出获取目的基因的方法是 （ ）
a.用dna探针测出目的基因 b.用mrna探针测出目的基因
c.用mrna反转录形成目的基因 d.用pcr技术扩增mrna3、碱基互补配对发生在下列哪些生理过程或生物技术中：（ ）
①种子的萌发 ②病毒的增殖过程 ③细菌的二分裂过程 ④目的基因与运载体的结合 ⑤dna探针的使用 ⑥分泌蛋白的加工和运输
a.①②③④⑤ b.①②③④⑤⑥ c.②④⑤ d.②③⑤⑥
4、以下关于蛋白质工程的说法正确的是 （ ）
a.蛋白质工程只能生产天然的蛋白质 b.蛋白质工程就是酶工程的延伸
c.蛋白质工程就是用蛋白酶对蛋白质进行改造 d.蛋白质工程以基因工程为基础5、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. 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动 6、试管婴儿、试管苗和克隆羊三者均属于生物工程技术的杰出成果，下面叙述正确的是 a 都属于无性生殖能保持母本性状 b 都是细胞工程的技术范围 c 都充分体现了体细胞的全能性 d 都不会发生基因重组和变异答案：1、c 2、c 3 4、d 5、b 6、b【易错点总结】1、 dna聚合酶与dna连接酶的区别①dna连接酶:用于连接各种dna片段，使不同基因重组。将双链dna片段“缝合”起来，恢复被限制酶切开了的磷酸二酯键②dna聚合酶：用于合成dna片段及制备dna探针，连接部位和dna连接酶相同，但连接的对象是游离的脱氧核苷酸。训练1：酶是生物体内具有催化作用的一类有机物，下列有关不同酶作用的叙述，正确的是（ ）连接酶能使不同脱氧核苷酸的脱氧核糖 聚合酶能将两条脱氧核苷酸链间的磷酸二脂键连接起来c.一种限制酶只能识别一种核苷酸序列，连接酶和dna聚合酶作用相同，都是连接氢键2、切割目的基因与切割运载体用同一种限制酶 限制性核酸内切酶：用于有规律地切割dna，把提供的dna原材料切割成具有特定末端的dna片段，同种限制酶切割得到的末端相同，作用部位是两个核苷酸之间的磷酸二酯键。训练2：(xx年江苏高考题)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 c、通常用一种限制性核酸内切酶处理含目的基因的dna，用另一种处理运载体dna d、为培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载体3、体内dna自我复制与体外pcr的区别与联系
解旋酶
温度
dna聚合酶dna复制
需要
恒温
普通dna聚合酶pcr技术
不需要，加热解旋
温度不断变化
热稳定dna聚合酶训练3：聚合酶键式反应（pcr）是生物学家在实验室以少量制品制备大量dna的生化技术，反应中新合成的dna又可以作为下一轮循环的模板。其过程如下：（1）在制备dna的反应系统中应该加入的物质是 。（2）此过程与生物体内dna的复制都需要解旋，试说明它们的不同之处 。（3）举出此过程与转录的不同点（试举两例）① ；② 。【易错点总结答案】： 1、c 2、b3、（1）引物、模板dna、四种脱氧核苷酸、热稳定dna聚合酶（2）此过程所需温度为90~95℃，不需解旋酶参与，所需dna聚合酶需耐高温；dna复制过程是在正常全温下进行，需dna解旋酶和普通dna聚合酶参与。（3）
项目
模板
原料
酶
pcr
dna的两条链
四种脱氧核苷酸
热稳定dna聚合酶
转录
dna的一条链
四种核糖核苷酸
解旋酶、rna聚合酶 学习性自我形成评价：1、对这节课的主要知识内容，我掌握的程度是：（ ）a、完全掌握； b、基本掌握； c、部分掌握； d、未掌握。2、对课堂作业，我完成的程度是（ ）a、独立完成； b、讨论后完成； c、只能完成小部分； d、不能完成3、这节课我的收获与感悟： 4、我还没弄懂的地方是：
基因工程在高中生物知识里面算比较难的，必修2里面涉及到的内容教简单，而选修三里面涉及到的内容较复杂且更细致，本节课根据必修2来进行备课和教学。在实际教学中，出现了一下几点问题：
1、课堂时间没有用完(只上了22分钟);
2、课堂不够活跃，没有多的地方让学生思考;
3、学生学习得不踏实。出现这些问题是因为我重点该讲的知识没有详讲，而是一句带过，该强调的地方没有强调，导致学生学习得不踏实。而且在内容安排上有问题，讲解完基因工程的定义后，在学生没有了解到基因工程的步骤时就开讲基因的工具，使学生不能理解这些抽象的东西，脑内没有将工具和作用相联系，导致学不懂。
感谢我的指导老师龚老师认真的地为我分析，叫我如何设计和教学这堂课，也安慰我(其实我还是挺沮丧的)。老师的建议是，用产胰岛素的大肠杆菌作为导入很 ok，然后在讲基因的工具之前应该把基因工程的过程先简单的讲一下，让他们对步骤和工具该作用于哪个地方有一个简单的认识，然后在开展基因工具的教学，最后讲基因工程的步骤。在教学过程中，应该把新的知识和已学的知识联系起来，而不是凭空的给出。比如说在讲基因工程的原理是基因重组的时候，就可以跟杂交育种相联系起来。
没有板书到而又是重点的知识点，可以提醒同学们将它们勾出来。在本节课，我用到了基因工程的视频，老师建议如果我要边放视频边讲述过程的话，应该使视频停在要讲的位置，讲完之后再放，这样不容易分散学生的注意，也能够提高学生的学习效率。
讲完这堂课，我除了在思考自己的教学外，我还在想，“如果没有犯错误，你怎么能知道该在哪里进步”。在作为一个人民教师，在我的从教道路上，一切都还很漫长，我需要总结每一次教学，收获自己的思路和方法。加油!!
（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。
（1）本节学习的重点是基因工程的基本原理和大致过程。在理解基因工程的基本原理的基础上，记住限制酶和质粒的特点以及基因工程的操作过程：用“工具”对目的基因进行“提、剪、拼、接、导、检”。从而进一步明确基因工程就是按照人们的意愿，把一种生物的基因提取出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里，定向地改造生物的遗传性状。
（2）对几种常用育种方法进行列表比较，总结从杂交育种到基因工程发展的历程（见下表）。
育种方法
处理方法
原理
优缺点
实例
杂交育种
通过杂交使亲本优良性状组合或互换后连锁在同一品种上
基因重组
优点：可获优良性状新品种
缺点：育种年限长小麦矮秆、抗病新品种的培育
诱变育种
物理（射线照射、激光处理）或化学（用秋水仙素、硫酸乙二酯）方法处理动植物、微生物
基因突变
优点：加快育种进程，大幅度改变某些性状。缺点：有利个体不多，需大量处理供试材料青霉菌高产菌株的培育
单倍体育种
花药离体培养后用秋水仙素处理
染色体变异
明显缩短育种年限，可获纯优良品种普通小麦花药离体培养
多倍体育种
亲本（幼苗或种子）体细胞染色体数目加倍、染色体数加倍的配子、多倍体
染色体变异
优点：植株茎秆粗壮，果实、种子大，营养物质含量高。缺点：发育延迟、结实率低无子西瓜、含糖量高的甜菜
基因工程育种
将一种生物特定基因转移到另一种生物细胞内
基因重组
优点：定向地改造生物的遗传性状抗虫棉
（3）在了解基因工程各种应用的基础上，理解基因工程应用的利与弊。并搜集有关资料，进行思考，以分析、想像、推断和辩论相结合的方法，围绕基因工程的利与弊，分析讨论是否需要关注转基因食品和转基因生物。
1.下列有关基因工程的叙述中，正确的是（ ）。
a.基因工程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，用另一种限制性内切酶处理运载体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
2.下列有关质粒的叙述中，正确的是（ ）。
a.质粒是广泛存在于细菌细胞内的一种颗粒状细胞器
b.质粒是仅存于细菌细胞中能自我复制的小型环状dna分子
c.质粒只有在侵入宿主细胞后才能复制
d.质粒的复制过程一定是在宿主细胞外独立地进行
3.科学家们经过多年的努力，创立了一种新兴的生物技术——基因工程，实施该工程的最终目的是（ ）。
a.定向提取生物体dna分子 b.定向对dna分子进行人工“剪切”
c.定向改造生物的遗传性状 d.在生物体外对dna分子进行改造
4.采用基因工程的方法培育抗虫棉，下列导入目的基因的做法中，正确的是( )。
①将毒素蛋白注射到棉受精卵中 ②将编码毒素蛋白的dna序列注射到棉受精卵中
③将编码毒素蛋白的dna序列，与质粒重组，导入细菌，用该细菌感染棉的体细胞，再进行组织培养 ④将编码毒素蛋白的dna序列，与细菌质粒重组，注射到棉的子房并进入受精卵
a.①② b.②③ c.③④ d.①④
5.1976年，人类首次获得转基因生物，即将人的生长抑制素因子的基因转入大肠杆菌，并获得表达。这里的表达是指该基因在大肠杆菌内（ ）。
a.能进行dna复制b.能进行转录和翻译
c.能合成生长抑制素因子d.能合成人的生长激素
6.要将目的基因与运载体连接起来，在基因操作中应选用（ ）。
a.只需dna连接酶b.同一种限制酶和dna连接酶
c.只需限制酶 d.不同的限制酶和dna连接酶
7.我国科学工作者培育成的抗棉铃虫的转基因抗虫棉，其抗虫基因来源于（ ）。
a.普通棉的突变基因 b.棉铃虫变异形成的致死基因
c.寄生在棉铃虫体内的线虫基因d.苏云金芽孢杆菌中的抗虫基因
8.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，这要利用限制性内切酶。从大肠杆菌中提取的一种限制性内切酶ecori，能识别dna分子中的gaattc序列，切点在g与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
9.基因工程中常采用细菌、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.繁殖速度快
c.遗传物质含量少d.性状稳定，变异少
10.下列各项中，说明目的基因完成了表达的是（ ）。
a.棉株中含有杀虫蛋白基因b.大肠杆菌中具有胰岛素基因
c.酵母菌中产生了干扰素 d.抗病毒基因导入土豆细胞中
11.下列黏性末端属于同一种限制酶切割而成的是（ ）。
a.①②b.①③c.①④d.②③
12.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
13.下列关于限制酶的说法中，不正确的是（ ）。
a.限制酶广泛存在于各种生物中，微生物中很少分布
b.一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列
c.不同的限制酶切割dna的切点不同
d.限制酶的作用是用来提取目的基因
14.下列各项中，与基因工程无关的是（ ）。
a.选择“工程菌”来生产胰岛素b.培育转基因抗虫棉
c.人工诱导多倍体d.利用dna探针检测饮用水是否含有病毒
15.基因工程是在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.人工合成目的基因 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
16.下图为表示从苏云金杆菌分离出来的杀虫晶体蛋白基因(简称bt基因)及形成转基因抗虫植物的图解。请根据图回答下面的问题。
（1）在下列含有atp、有关的酶的试管中，大量而快捷获取bt基因最佳方案是（ ）。
（2）写出b过程的表达式： 。
（3）由于不同的bt菌株产生的晶体蛋白质不同，其根本原因是由于组成不同菌株dna的（ ）。
a.脱氧核苷酸种类不同 b.空间结构不同
c.脱氧核苷酸排列顺序不同 d.合成方式不同
（4）活化的毒性物质应是一种 分子，活化的毒性物质全部或部分嵌合于昆虫的细胞膜上，使细胞膜产生孔道，导致细胞由于平衡的破坏而破裂。
（5）任何科学技术都是双刃剑，谈谈转基因技术的利与弊：
17.右图是将人的生长激素基因导入细菌d细胞内，产生“工程菌”的示意图。所用的基因运载体为质粒a。若已知细菌d细胞内不含质粒a，也不含质粒a上的基因，质粒a导入细菌后能正常表达。
(1)图中利用a和b产生的c称，它通常在体外完成，完成此过程使用的工具酶有。
(2)目前将c导入细菌的效率不高，在导入前一般要用处理细菌，以增大细菌细胞壁的通透性。
(3)在导入完成后得到的细菌，实际上有的根本没有导入质粒，有的导入了普通质粒，只有少数导入的是c。所以在基因工程的操作步骤中必须要有步骤。根据目的基因在质粒中插入的位置，完成此步骤的最好方法是。
(4)若将c导入细菌d后，目的基因在“工程菌”中表达成功的标志是。
(5)通过基因工程获得的工程菌d表现出一定的变异性，这种变异属于，试谈谈基因工程的优点:
。
1.b 2.c 3.c 4.c 5.c 6.b 7.d 8.b 9.b 10.c 11.b 12.b 13.a 14.c 15.c
16.（1）d
（2）
（3）c（4）多肽 渗透（5）此题为开放型，答案合理即可。提示：利：通过转基因技术创造抗病、抗虫、抗旱、抗除草剂、抗污染的植物新品种；转基因动物为人类器官移植提供广阔的前景。弊：制造超级杂草、超级细菌，转基因动物、转基因植物的出现引发物种入侵，有可能破坏原有的生态系统的稳定。
17.(1)重组质粒(重组dna)dna限制性内切酶、dna连接酶(2)cacl2
(3)目的基因的检测和表达选择对氨苄青霉素敏感的细菌(4)“工程菌”能合成生长激素(5)基因重组 基因工程实现了生物定向变异，克服了不同物种之间远缘杂交不亲和性
1.在农作物育种上，采用的方法有：诱变育种、杂交育种、多倍体育种、单倍体育种。它们的理论依据依次是（）。
①基因突变 ②基因连锁 ③基因重组 ④染色体变异
a.①③④④ b.④③①② c.②④①③ d.②①④③
2.杂交育种中，杂交后代的性状一出现就能稳定遗传的是（）。
a.优良性状 b.隐性性状 c.显性性状 d.相对性状
3.限制性内切酶的作用实际上就是把dna上某些化学键打断，一种能对gaattc专一识别的限制酶，打断的化学键是（）。
a.g与a之间的键b.g与c之间的键
c.a与t之间的键d.磷酸与脱氧核糖之间的键
4.诱变育种可以改良某种性状，这是因为（）。
①后代性状较快稳定 ②提高突变率，增加变异类型 ③控制某性状的基因突变成等位基因 ④有利突变体数目多
a.①② b.②③ c.①③ d.②④
5.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.①③⑤⑦b.②④⑥c.①③⑥⑦ d.②③⑥⑦
6.北京大学陈章良教授于20世纪90年代成功地把固氮基因整合到小麦的dna分子中。该项生物技术属于（）。
a.染色体变异b.基因工程c.细胞杂交d.杂交育种
7.下列四组实例中，均是依据基因重组原理的一组是（）。
①我国著名育种专家袁隆平利用杂交技术培育超级水稻品种 ②英国科学家利用细胞核移植技术克隆出小绵羊 ③荷兰科学家将人乳高铁蛋白基因移植到牛体内，生产出含高铁蛋白的牛奶 ④遨游过太空的青椒种子培育而成的果实比普通青椒大一倍以上
a.①② b.①③ c.②③ d.②④
8.我国科学家对“神舟”四号飞船专为西部大开发而搭载的红杉树种苗进行了研究比较，发现这些种苗具有抗旱、抗寒和速生性能。试分析红杉树种苗所发生的变化和下列哪项相似（）。
a.用x射线照射青霉菌使青霉菌的繁殖能力增强
b.用一定浓度的生长素处理番茄雌蕊获得无子果实
c.用一定浓度的秋水仙素处理，获得八倍体小黑麦
d.人工栽培，选出矮秆抗锈病的小麦品种
9.在动物育种中，用一定剂量的x射线处理精巢，可得到大量的变异个体。这是因为（）。
a.合子都是纯合基因 b.诱发了雄配子发生高频率的基因突变
c.诱导发生了大量的染色体变异d.提高了基因的互换率
10.中国返回式卫星搭载的水稻种子，由太空返回后经地面种植，培养出的水稻穗多粒大，营养成分高，这种育种属于（）。
a.杂交育种b.诱变育种c.单倍体育种d.多倍体育种
11.基因工程等生物高科技的广泛应用，引发许多关于科技与伦理的争论。有人欢呼，科学技术的发展将改变一切。有人惊呼，它将引发道德危机。对此，我们应持的正确态度是（）。
①摒弃现有道德规范，推动科技发展 ②发挥道德规范的作用，限制科技的负面效应
③科技的发展必须以现有的道德规范为准绳④调整现有的道德规范，适应科技发展
a.①②b.②③c.③④d.②④
12.用紫外线照射红色细菌的培养液，几天后出现了一个白色菌落，把这个白色菌落转移培养，长出的菌落全是白色的，这是（）。
a.染色体变异b.自然突变c.人工诱变d.基因重组
连接酶的作用是（）。
a.子链与母链间形成氢键b.黏性末端之间形成氢键
c.两dna末端间的缝隙连接d.以上三项都对
14.在基因工程方面，人们运用微电子技术制作基因芯片，用于生物基因级测序和检测有缺陷的dna分子。对于生物基因级测序的正确理解应是（）。
a.测定基因的数目 b.测定基因的位置
c.测定基因中碱基的排列顺序d.以上三项都对
15.为了培育节水高产品种，科学家将大麦中与抗旱节水有关的基因导入小麦，得到转基因小麦，其水分利用率提高了20%。这项技术的遗传学原理是（）。
a.基因突变b.基因重组c.基因复制d.基因分离
16.基因工程是在dna分子水平上对生物的定向改造。下列有关基因工程的叙述中，错误的是（）。
限制性内切酶可用于目的基因的提取
b.运载体和目的基因必须要用同一种酶处理
c.基因工程所用的工具酶是限制酶、运载体、dna连接酶
d.带有目的基因的运载体是否进入受体细胞需要检测
17.在基因工程中用来修饰改造生物基因的工具是（）。
a.限制酶和连接酶b.限制酶和水解酶
c.限制酶和运载体d.连接酶和运载体
18.下列有关基因工程技术的叙述中，正确的是（）。
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
19.下列有关基因工程的成果及应用的叙述中，正确的是（）。
a.用基因工程方法培育的抗虫植物也能抗病毒
b.基因工程在畜牧业上应用的主要目的是培养体型巨大、品质优良的动物
c.任何一种假单孢杆菌都能分解四种石油成分，所以假单孢杆菌是“超级菌”
d.基因工程在农业上的应用主要是培育高产、稳产、品质优良和具有抗逆性的农作物
20.基因工程常用的受体有（）。
①大肠杆菌②枯草杆菌③支原体④动物细胞
a.①②③④b.①②③c.②③④d.①②④
21.右图表示由某种农作物①和②两个品种分别培育出④⑤⑥三个品种的过程。请根据图回答下面的问题。
(1)用①和②培育成⑤的过程所采用的常规方法ⅰ和ⅱ分别称和，其培育⑤所依据的原理是。
(2)用③培育小④的常用方法ⅲ是。由③培育出④再培育出⑤的育种方法称为，其优点是。
(3)由③培育成⑥常用的方法ⅳ是，其形成的⑥称倍体。
22.人们在蚕茧生产中发现，雄蚕产丝多、质量好。为了在幼虫时期能及时鉴别雌雄，以便淘汰雌蚕，保留雄蚕，人们根据伴性遗传的原理，设计一个杂交组合，较好地解决了这一问题。请根据下面提供的资料和条件，设计一个实验。
(1)家蚕的性染色体为zw型(即：雄性为zz，雌性为zw)。
(2)正常蚕幼虫的皮肤不透明，是由显性基因a控制，“油蚕”幼虫的皮肤透明如油纸(可以看到内部器官)是由隐性基因a控制。a对a是显性，它们都位于z染色体上。
(3)现有正常蚕和“油蚕”两个品种雌雄幼虫各若干条。请根据以上提供的资料和条件，利用伴性遗传的原理，设计一个杂交组合方案，能在幼虫时，就可以根据皮肤特征，很容易地把雌雄蚕分开来，要求用图解方式表示，并作简要说明。
23.为提高农作物的单产量，获得早熟、抗倒伏、抗病等性状，科学工作者往往要采取多种育种方法来培育符合农民要求的新品种，请根据下面提供的材料，设计一套育种方案。
生物材料：a小麦的高秆(显性)抗锈病(显性)纯种，b小麦的矮秆不抗锈病纯种，c水稻的迟熟种子；非生物材料：根据需要自选。
（1）育种名称：育种。
（2）所选择的生物材料：。
（3）希望得到的结果：。
（4）预期产生这种结果(所需性状类型)的概率：。
（5）写出育种的简要过程(可用图解)。
（6）简答选择能稳定遗传的新品种的方法。
24.我国科学家鲍文奎等农业科技人员用普通小麦和黑麦杂交培育的新品种——小黑麦，创造了自然界的新生物类型。右图是他们培育的大概过程。请回答：
(1)普通小麦和黑麦杂交是间杂交。
(2)普通小麦的配子中有个染色体组，共条染色体。
(3)黑麦配子中有个染色体组，共条染色体。
(4)普通小麦和黑麦杂交的杂种一代是倍体，它本身不能形成，因为它体内没有。
(5)给杂种一代进行染色体加倍(0.3％～0.5％秋水仙素处理)形成的小黑麦体细胞中有个染色体组，共条染色体，该小黑麦称为。
25.科学家利用辐射诱变技术处理红色种皮的花生，获得一突变植株，其自交所结的种子均具紫色种皮。这些紫色种皮的种子长成的植株中，有些却结出了红色种皮的种子。
（1）上述紫色种皮的花生种子长成的植株中，有些结出了红色种皮种子的原因是：
。
（2）上述紫色种皮的种子，可用于培育紫色种皮性状稳定遗传的花生新品种。假设花生种皮的紫色和红色性状由一对等位基因控制，用文字简要叙述获得该新品种的过程：
。
袁隆平被称为“杂交水稻之父”。他研究成功的水稻杂交技术为我国水稻产量的提高作出了巨大贡献，被誉为农业上的一次绿色革命，他因此而获得了我国的最高科学技术奖。
水稻杂交技术利用了植物的“雄性不育”。植物为什么会发生雄性不育现象呢?研究表明，小麦、水稻和玉米等作物，它们的雄蕊是否可育，是由细胞核和细胞质中的基因共同决定的。在细胞核和细胞质中，都含有决定雄蕊是否可育的基因。其中，细胞核的不育基因用r表示，可育基因用r表示，并且r对r为显性；细胞质的不育基因用s表示，可育基因用n表示。
在上述4种基因的关系中，细胞核可育基因(r)能够抑制细胞质不育基因(s)的表达。因此，当细胞核可育基因(r)存在时，植株都表现为雄性可育，当细胞质基因为可育基因(n)时，无论细胞核具有可育基因还是不育基因，植株都表现为雄性可育，只有当细胞核不育基因(r)与细胞质不育基因(s)同时存在时，植株才能表现为雄性不育。
用基因型为n(rr)的品种作为父本，与基因型为s(rr)的雄性不育系杂交，杂交后代的基因型就是s(rr)，表现为雄性不育（右图）。这里，基因型为n(rr)的品种，既能使母本结实，又使后代保持了不育的特性，因此叫做雄性不育保持系(简称保持系)。
用基因型为n(rr)的品种作为父本，与基因型为s(rr)的雄性不育系杂交，才能使后代恢复可育性，这种能够使雄性不育系的后代恢复可育性的品种，叫做雄性不育恢复系(简称恢复系)。用这样的种子在田间大面积播种，长成的植株既可以通过传粉而结实，又可以在各方面表现出较强的优势，在杂交育种中，雄性不育系、雄性不育保持系和雄性不育恢复系必须配套配合，这就是人们常说的三系配套。
袁隆平成功了，但他没有止步，在“三系法”的基础上，又研究成功了“二系法”，最后向“一系法”冲击。……
阅读以上资料，回答下面的问题。
(1)画出水稻雄性可育的3种以上基因图解。
(2)画出雄性不育系与雄性不育恢复系的杂交图解。
(3)上述杂交的父本的基因组成是，母本的基因组成是，原因是。
(4)使用以s(rr)不育系作母本的优点是。
(5)生产上使用的杂交水稻的基因组成是。
1.a 2.b 3.d 4.b 5.c 6.b 7.b 8.a 9.b 10.b 11.d 12.c 13.c 14.d 15.b 16.c 17.a 18.c 19.d 20.d
21.(1)杂交自交基因重组(2)花药离体培养单倍体育种能明显缩短育种年限(3)用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗四倍体
22.设计如下：以zaza (雄油蚕蛾)与zaw(雌正常蚕蛾)交配，子代中凡正常蚕均为雄性(zaza)，凡油蚕均为雌性，在幼虫时即可将雌雄分辨。
(注：高——高秆，矮——矮秆，抗——抗锈病，病——不抗锈病，下同)
（6）将f2矮秆抗锈病品种连续自交，分离淘汰提纯到基本不分离为止。
方案2：(1)单倍体(2)ab(3)矮秆抗锈病(4)1/4(不分离为止)
(6)挑选矮秆抗锈病的小麦即可。
方案3：(1)诱变(2)c(3)早熟水稻(4)极低或不出现(5)用射线、激光照射或秋水仙素等化学试剂处理(或用太空飞船搭载)水稻，使之产生基因突变。(6)将处理的水稻种植下去，进行观察、选择矮秆抗倒伏的水稻，并纯化。
24.(1)属(2)3 21 (3)1 7 (4)四 配子 同源染色体(5)8 56 异源八倍体小黑麦
25.（1）获得的突变植株是杂合子，其自交所产生的后代发生性状分离（2）分别种植这批紫色种皮种子，连续自交两代。若其中一些植株所结的种子均具有紫色种皮，这些种子就是所需要的新品种（纯合子）
疏导引导
1.植物基因工程的成果
植物基因工程的成果都是由两方面组成：一是外源基因来源；二是外源基因的表达成果。虽然教材内容繁多，杂乱无章，但是我们在掌握时只要抓住植物基因工程的外源基因是什么，该基因是通过基因工程技术导入植物细胞，使其表达，产生人们所需要的产品，如抗虫转基因植物的外源基因是杀虫基因。外源基因还有bt毒蛋白基因、蛋白酶抑制剂基因、淀粉酶抑制剂基因、植物凝集素基因等。成果是抗虫棉等。
2.动物基因工程的成果
动物基因工程的成果也是由两方面组成：一是外源基因，如生长激素基因、肠乳糖酶基因、药用蛋白基因、抗原决定基因等；二是外源基因在动物体内的表达成果，如动物生长速率加快、转基因鲤鱼、乳房生物反应器、没有免疫反应的克隆猪器官。
3.基因工程药品
利用基因工程培育“工程菌”来生产药品，是基因工程的低成本高效益的工程产业，可以通过转基因培育的工程菌生产人胰岛素、细胞因子、抗体、疫苗、激素、白细胞介素、干扰素等。
4.利用微生物生产药物的优越性
所谓利用微生物生产蛋白质类药物，是将人们需要的某种蛋白质的编码基因构建成表达载体后导入微生物，然后利用微生物发酵来生产蛋白质类药物。与传统的制药相比，它有以下优越性：
（1）利用活细胞作为表达系统，表达效率高，无需大型装置和大面积厂房就可以生产出大量药品。
（2）可以解决传统制药中原料来源的不足。例如，胰岛素是治疗糖尿病患者的药物，一名糖尿病患者每年所需的胰岛素需要从40头牛或50头猪的胰脏中才能提取到。1978年科学家用2 000 l大肠杆菌发酵液得到了100 g胰岛素，相当于从1 000 kg猪胰脏中提取的量。又如，生长激素是治疗侏儒症患者的药物，治疗一名侏儒症患者每年需要从80具尸体的脑下垂体中提取生长激素。利用基因工程菌发酵生产就不需要从动物或人体上获取原料。
（3）降低生产成本，减少生产人员和管理人员。
活学巧用
【例1】 用现代生物技术培育生物新品种，其优越性在于 …（）
a.克隆技术可以快速繁育优良性状的家畜
b.现代转基因技术可迅速改变生物的基因组成
c.现代生物技术迅速使新品种形成群落
d.现代生物技术可克服远源杂交不亲和的障碍
解题提示：群落是在一定自然区域内，相互之间具有直接和间接关系的各种生物的总和。解决该类题目的规律：基因工程是在两个物种之间转移基因，克服两物种之间由于生殖隔离不能进行基因交流的障碍。
答案：abd
【例2】 下列实例中，涉及基因重组的是（）
a.我国著名育种专家袁隆平利用杂交技术培育出超级水稻品种
b.英国科学家利用细胞核移植技术克隆出小绵羊
c.荷兰科学家将人乳高铁蛋白基因移植到牛体内并获得成功
d.乘宇宙飞船上过太空的辣椒种子结出的果实较平常的大一倍以上
解题提示：袁隆平培育出的超级水稻品种是利用杂交技术，根据基因重组原理培育成功的，故a对。c项为基因工程的产物，基因工程也是利用基因重组原理，把一种生物的基因转移到另一种生物体内，定向地改造生物的遗传性状，即把不同种生物的基因组合在一起，并得以表达的过程，故c对。b项克隆小绵羊的产生是无性生殖的过程，无基因重组现象。太空育种是利用基因突变原理，故b、d错。解决该类题目的规律：基因重组有两种类型：一是有性生殖过程中非等位基因的重新组合；二是dna拼接技术即基因工程。
答案：ac
二 基因工程的成果与发展前景
一、课前准备
由于本课时的内容是基因工程的成果与发展前景，属于基因工程的实际应用问题，所以教材中的大量内容是基因工程发展近几年的成果，相对其他章节来讲该内容比较新颖和超前，而且该内容是一个动态的知识体系，其内容不断地更新、发展和变化。如果按照以往的教学手段，必然导致学生对知识的机械记忆，不利于开阔学生的思路、发展学生的思维和素质能力的提高。因此本课打破原有的教学模式，尝试利用网络环境进行信息化教学。这就需要教师和学生做充分的准备。
1.教师准备：
（1）教师设计并参与制作计算机教学课件，在校园网上制作网页，查找大量资料，完善网页内容，建立内容丰富的“基因工程知识资源库”。
（2）熟练计算机系统、课件等的操作，为教学做好准备。
2.学生准备：
（1）学生预习教材，对教材中的内容做宏观的了解。
（2）利用课余时间，通过看书、看报及看电视，收集有关基因工程的成果与发展前景的资料或信息，也可以走访有关的专家学者了解该内容，有条件的学校可以请专家学者做有关基因工程知识的讲座。
（3）熟悉计算机的基本操作，为本课进行做准备。
二、具体教学过程
1.情境创设：
（1）教师活动：辅导学生操作计算机进入校园网并找到相关的网页，浏览本节课的有关内容。
（2）学生活动：进入相关的网页，按照自己的兴趣爱好浏览有关的资料和信息，进入学习情境。
2.确定课题：
（1）教师活动：教师帮助学生确立自主研究的子课题：
①在医药卫生方面，基因工程有哪些应用和前景？
②在农吐业和食品工业方面，基因工程有哪些应用和前景？
③在环境保护方面，基因工程有哪些应用和前景？
④你想像中未来的基因工程会有怎样的发展趋势？
（2）学生活动：学生按照自己搜集的资料和兴趣爱好在教师时协调下分成4个小组，每个小组分别确定一个子课题作为本组研究和讨论的中心内容，并且各小组研究的子课题内容不能重复。
3.自主探究：
（1）教师活动：作为学生的指导者、帮助者、咨询者和学习伙伴，在学生上网自主探究的过程中，给予必要的帮助和指导：
①在信息技术上，指导学生如何上网、浏览、搜索和网上交流讨论。
②在学生交流处理信息的过程中给予指导帮助。
（2）学生活动：以小组为单位，按照子课题的内容在网上搜索有关资料信息，同时可以将课前收集准备的有关资料在组内进行信息交流和讨论；在交流的过程中每个小组将信息归纳、整理，建构自己的知识框架，将知识内化；通过组内的交流和讨论，全组成员形成共识，将各子课题的研究成果进行概括的归纳总结，并可在网上公布。
4.交流协作：
（1）教师活动：
①组织4个小组进行组间交流，在参与交流的同时，对交流进行点评、导拨，以确保交流的正确性和有效性。
②在交流中教师组织学生讨论，可以打破组的界限使同学们各抒己见。
③在交流和讨论中，教师可以将有代表性的学生网页，在学生发言时进行切换，供全体学生交流。
（2）学生活动：各小组围绕呈现不同侧面的情境所获得的认识，展开小组讨论、交流，形成分享式、合作式的学习方式，并学会利用网络知识解决实际问题，将知识外显化。在讨论交流中，每个学生的观点在和其他同学以及教师一起建立的协商环境中受到考察、评论，同时，每个学生也对别人的观点、看法进行思考并做出反应。
5.归纳总结：
（1）教师活动：将学生对基因工程成果与发展前景讨论的结果进行总结，并将本节课的重点内容总结成板书（屏显），帮助学生理清知识体系。
（2）学生活动：通过本课的学习增长了见识，开拓了思路，学到了方法，调动了对生物学科的学习积极性。通过对本课知识体系的理解，对知识的掌握、技能的提高进行自我评价。
要点提示
1.由于本节的内容信息量大、专业术语较多，在教学中学生不易理解，所以在教学过程中教师要注意调动学生的积极性，通过不断地质疑引导学生的思维，将复杂的知识简化，让学生直观地、自然地接受本节的知识。
2.本节的内容涉及的概念和名称较多，教师应指导学生对本节知识中出现的概念，名称进行比较加以区别。例如，基因工程的概念、目的基因的概念、供体细胞与受体细胞的区别，重组质粒与重组dna分子的区别，目的基因的检测与表达的区别等。
3.在教学中应搞好组织工作，处理好各种媒体的使用，做到恰到好处，点到为止。处理好学生的讨论，交流与操作的关系，掌握好教学过程中的时间分布，做到心中有数。
4.在教学中要敢于放手，对于学生可以理解的内容尽量让学生独立思考和解决，教师在其中只作为教学的指导者，这样不仅可以培养学生的创新意识和实践能力，也可以锻炼学生的自主学习能力，同时也有利于学生的个性发展和认知水平的提高。教学过程要体现主体性和科学性的现代教育理论和原则，使学生全员参与到教学过程的整个探究中，并在平衡——不平衡——平衡中不断得到丰富、提高和发展。
5.在知识内容方面，由于本节的知识较抽象，有条件的学校最好制作多媒体课件或相关的网页，这就需要教师具备一定的计算机软件开发能力，教师与学生都要具备一定的计算机操作使用基础，才能上好本课。
6.本节的内容要求学生掌握的层次是了解水平，教师可以适当的将课本的知识延伸，既可以提高学生对生物学科的兴趣，又可以锻炼学生的观察、思维、归纳、协作能力。但是教师在适当扩充延伸知识的同时，不要忽视本课知识点的掌握。
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