苏教版选修三 第1章第1节基因工程的概述 学案
第一章《基因工程》教案一苏教版选修3
-1 -ACGTTAGACGTTAGATGTTAGATC先找出共同的序列是GTTA然后向左、向右找，得到重组的互补序列ATACGTTAGATC则靶序列是TATGCAATCTAG依照此种方法得出图2的靶序列。
5. 第11题：这题主要就是区分蛋白质工程和基因工程这两个概念，很多同学混淆这两个概念。
6. 第13题：首先得知道基因工程的“四步曲”是什么，然后弄清楚碱基互补配对发生的过程。
7. 第21题第（3）：用同一种限制性核酸内切酶切割运载体与目的基因，再用DNA连接酶连接，得到的产物有3种，目的基因——载体连接物，载体一—载体连接物，目的基因一一目的基因连接物。
三、教师总结。
课后：四、布置课后作业。
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解旋酶能作用于氢键，在转录或翻译时使DNA分子双链打开3.科学家已能运用基因工程技术，让羊合成并分泌抗体。
相关叙述不正确的是A该技术将导致定向的变异B受精卵是理想的受体细胞C宜采用PCR技术扩增目的基因D卵巢分泌的孕激素能促进抗体的产生【分析】真核细胞的基因中有内含子，在转录过程中内含子和外显子都要转录，在形成成熟NRA 时，要把与内含子相应的RNA片断切除掉，而原核细胞中没有这类酶，所以若将真核基因在原核细胞中表达，先要把真核细胞基因的内含子去掉。
当把切割后的运载体与目的基因片段混合，在加入DNA连接酶后，有可能是两个目的基因片段相连成一个环状DNA或是可能是一个目的基因片段与运载体相连成一个环状DNA 或是两个运载体相连，所以会产生三种环状DNA分子。
__________________________ 学生自我小结。
板书设计单位结构真核生物核苷酸基因现代技术“原核生物基因工程-2 --3 -。
苏教版选修三 1.1基因工程概述 教案
难点 教法学法
【课前预习】
1．什么是基因工程？ 2．进行基因操作需要哪些基本的工具？ 学生回答： 限制酶、 DNA 连接 酶、载体等。
【知识归纳】 一、基因工程的诞生和发展：
教 【讲述】 基因工程的诞生和发展经历了三个时期： 1973—1976 年为开始期， 1977 —1981 年为发展期，1982 年以后为迅猛发展和实际应用期。 1973 年，美国科学家科恩等将两种不同来源的 DNA 分子进行体外重组，并 首次实现了在大肠杆菌中的表达，创立了定向改造生物的新技术—基因工程。 学生活动 1： 阅读课本第 8 页， 总结基因工程的发展 历程。
2
入其中；③具有特殊的标记基因，如四环素抗性基因、氨苄青霉素抗性基因等 标记基因，供重组 DNA 的鉴定和选择。 （3）目的基因与载体结合的过程：
学生回答这些例 题。
教
【典型例题分析】
学 例 1：下列有关基因工程中限制内切酶的描术，错误的是( A.一种限制性内切酶只能识别一种特定的脱氧核苷酸序列 B.限制性内切酶的活性受温度的影响 C.限制性内切酶能识别和切割 RNA D.限制性内切酶可从原核生物中提取 例 2：下列黏性末端属于同一种限制酶切割而成的是( 过 ) )
教 4．限制酶与解旋酶有什么区别？ 【分析】 限制酶主要作用于两个核苷酸之间的磷酸 二酯键，而解旋酶主要作用于碱基对之间的氢键 （如图所示） 。a 处为限制酶作用位点，b 处则为解 旋酶作用位点。 学 5．DNA 连接酶的作用是什么？它与 DNA 聚合酶的区别是什么？ 【分析】 （1）DNA 连接酶将限制酶切割所产生的 DNA 片段“缝合”起来，恢复 被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键。它与限制酶作用的位点相同。 （2）DNA 连接酶是将两个 DNA 片段连接起来，而 DNA 聚合酶是将许多单个的脱 氧核苷酸连接成脱氧核苷酸长链。 【拓展】DNA 的种类主要有两种：E•coliDNA 连接酶只能将双链 DNA 片段互补的 黏性末端之间连接起来；而 T4DNA 连接酶既可以缝合双链 DNA 片段互补的黏性 末端，又可缝合双链 DNA 片段的平末端，但连接平末端之间的效率比较低。 DNA 连接酶 作用实质 连接 DNA 片段间的磷 酸二酯键 将两个 DNA 片段通过 磷酸二酯键连接起来。 不需要 DNA 聚合酶 将单个核苷酸与 DNA 单链通过磷酸二酯键连 接起来 将单个脱氧核苷酸加到 已经存在的核酸片段的 3＇羟基上。 需要 思考并讨论： 作为载体必须具 备哪些条件？ 思考 3： 根据上图分析这 两种限制酶识别的核 苷酸序列和切割的位 点分别是什么？ 回答： 1．识别的序列为 GAATTC， 切割的位点 在 G 与 A 之间。 2．识别的序列为 CCCGGG ，切割的位 点在 C 与 G 之间。
高中生物 第一章 基因工程 1.1.1 基因工程概述导学案苏教版选修3
高中生物第一章基因工程 1.1.1 基因工程概述导学案苏教版选修3【课标要求】简述基因工程的诞生简述基因工程的原理及技术举例说出基因工程的应用【教学目标】1、简述基因工程所需3种基本工具的使用。
2、学习运用知识解决相关问题的能力。
3、认同基因工程的诞生和发展离不开理论研究和技术创新。
【教学过程】知识点一、基因工程的诞生和发展（一）诞生和发展理论铺垫：艾弗里证明了；沃森和克里克阐明了；尼伦贝格等（二）基因工程的概念基因工程是指在通过人工“ ”和“ ”等方法，对生物的基因进行改造和重新组合，然后导入并使重组基因在中表达，产生。
包括、以及。
基因工程的别名操作环境操作对象操作水平基本过程结果二、基因工程的工具“分子手术刀”（1）这类酶在生物体内能将外来的DNA切断，即能够限制异源DNA的侵入并使之失去活力，但对自己的DNA却无损害作用，这样可以保持细胞原有的遗传信息。
（2）由于这种切割作用是在DNA分子内部进行的，故名限制性核酸内切酶（简称_______）。
（3）DNA分子经限制酶切割产生的DNA片段，末端通常有两种形式，即和。
【例1】下列关于限制酶的说法正确的是（）A、限制酶广泛存在于各种生物中，但微生物中很少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后都会形成黏性末端D、限制酶的作用部位是特定核苷酸形成的氢键2、DNA连接酶“分子缝合针”拓展：根据DNA连接酶的来源不同，可以将它分为两类：一类是从大肠杆菌中分离得到的，称为Ecoli DNA连接酶。
Ecoli DNA连接酶只能将双链DNA片段互补的黏性末端之间连接起来，不能将双链DNA片段平口末端之间进行连接。
另一类是从T4噬菌体中分离出来的，称为T4DNA连接酶。
T4DNA连接酶既可以“缝合”双链DNA片段互补的黏性末端，又可以“缝合”双链DNA片段的平口末端，但连接平口末端之间的效率比较低。
【例2】下图为DNA分子的切割和连接过程。
高中生物《1.1 基因工程概述》复习学案 苏教版选修3
高中生物《1.1 基因工程概述》复习学案苏教版选修31、1 基因工程概述》复习学案苏教版选修3学习目标：1、说出基因工程的概念2、简述基因工程的诞生历程3、说出DNA重组技术所需的三种基因工具的作用4、简述基因工程基本操作程序的步骤学习重点：1、说出DNA重组技术所需的三种基因工具的作用2、简述基因工程基本操作程序的步骤学习难点：简述基因工程基本操作程序的步骤知识梳理：一、基因工程的诞生和发展：基因工程的诞生和发展经历了三个时期：19731981年为，1982年以后为。
1973年，美国科学家等将两种不同来源的DNA分子进行体外重组，并首次实现了在大肠杆菌中的表达，创立了的新技术—“ ”1、载体的作用：。
2、载体必须具备三个条件：⑴ ⑵ ⑶3、载体的种类：质粒、和等。
最早应用最常应用的载体是质粒，它是细菌细胞中的一种很小的。
四、基因工程的基本过程㈠获得目的基因（目的基因的获取）1、获取方法主要有三种：⑴从自然界中已有的物种中分离出来，如可从中获取。
⑵用合成。
⑶利用扩增目的基因。
（1）PCR的含义：是一项在生物体外复制特定DNA片段的核酸合成技术。
（2）目的：（3）原理：（4）过程：第一步：加热至90～95℃ DNA解链为单链；第二步：冷却到55～60℃，引物与两条单链DNA结合；第三步：加热至70～75℃，热稳定DNA聚合酶从引物起始进行互补链的合成。
（5）特点：指数形式扩增㈡制备重组DNA分子（基因表达载体的构建）1、重组DNA分子的组成：、、、、。
2、方法：用分别切割载体和目的基因，再用把两者连接。
㈢转化受体细胞（将导入受体细胞）1、转化的概念：。
2、常用的转化方法：⑴将目的基因导入植物细胞：采用最多的方法⑵将目的基因导入动物细胞：最常用的方法。
此方法的受体细胞多。
⑶将目的基因导入微生物细胞：㈣筛选出获得目的基因的受体细胞、培养受体细胞并诱导目的基因的表达（目的基因的检测与鉴定）1、分子水平的检测：⑴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，方法是采用。
高中生物《基因工程概述》学案1 苏教版选修3
高中生物《基因工程概述》学案1 苏教版选修3基因工程概述一、基因工程的概念操作环境操作对象操作水平基本过程结果生物体外基因分子水平剪切→拼接→导入→表达人类需要的基因产物由于基因工程是在DNA分子水平上进行操作,因此又叫做重组DNA技术。
二、基因工程的基本工具（一）“分子手术刀”限制性核酸内切酶（简称限制酶）1、来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的。
2、功能：能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，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。
3、结果：经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式：黏性末端和平末端。
（二）“分子针线”DNA连接酶1、分类：根据酶的来源不同，可分为EcoliDNA连接酶和T4DNA连接酶两类2、功能：恢复被限制酶切开了的两个核苷酸之间的磷酸二酯键。
★两种DNA连接酶(EcoliDNA连接酶和T4DNA连接酶)的比较：①相同点：都缝合磷酸二酯键②区别：E、coIiDNA连接酶来源于大肠杆菌，只能使黏性末端之间连接；T4DNA连接酶能缝合两种末端，但连接平末端之间的效率较低。
★DNA连接酶与DNA聚合酶作用的比较DNA连接酶DNA聚合酶不同点连接的DNA双链单链模板不要模板要模板连接的对象2个DNA片段单个脱氧核苷酸加到已存在的单链DNA片段上相同点作用实质形成磷酸二酯键化学本质蛋白质(三)“分子运输车”载体1、载体具备的条件：①能在受体细胞中复制并稳定保存；②具有一至多个限制酶切割位点，供外源DNA片段插入；③具有标记基因，供重组DNA的鉴定和选择。
2、基因工程常用的载体有：质粒、噬菌体和动、植物病毒等。
最早应用的载体是质粒，它是细菌细胞中的一种很小的双链环状DNA分子。
三、基因工程的基本过程(一)获得目的基因（目的基因的获取）1、获取方法主要有两种：①从自然界中已有的物种中分离出来，如可从基因文库中获取。
②用人工的方法合成。
★获得原核细胞的目的基因可采取直接分离，获取真核细胞的目的基因一般是人工合成。
1.1 基因工程概述 学案 苏教版选修三
1.1 基因工程概述学案苏教版选修三
一、基因工程的诞生
1、20世纪中叶，基础理论取得了重大突破
•DNA是遗传物质的证明：1944艾弗里等人
•DNA双螺旋结构和中心法则的确立：
1953年沃森和克里克建立了DNA双螺旋结构模型。
1958年，梅塞尔松和斯塔尔用实验证明了DNA的半保留复制，随后不久确立了中心法则。
•遗传密码的破译：1963年，尼伦贝格等破译了遗传密码。
2、技术的发明使基因工程的实施成为可能
•基因转移载体的发现
•工具酶的发明
•DNA合成和测序技术的发明
•DNA体外重组的实现
•重组DNA表达实验的成功：
1973年，博耶和科恩将两种不同来源的DNA 分子进行体外重组，并首次实现了在大肠杆菌中的表达，至此，基因工程正式问世。
•第一例转基因动物问世：
1980年，科学家首次通过显微注射法，培育出世界上第一个转基因动物。
这一实验被认为是基因工程发展史上的一个里程碑。
•PCR技术的发明：1985年，科学家莫里斯发明。
二、基因工程的概念
是指在体外通过人工“剪切”和“拼接”等方法，对生物的基因进行改造和重新组合，然后导入受体细胞并使重组基因在受体细胞中表达，产生人类需要的基因产物的技术。
又称重组DNA技术。
思考：
（1）基因工程的物质基础是：所有生物的DNA均由四种脱氧核苷酸组成。
（2）基因工程的结构基础是：所有生物的DNA均为双螺旋结构。
（3）一种生物的DNA上的基因之所以能在其他生物体内得以进行相同的表达，是因为它们共用一套遗传密码子。
苏教版选修三1.1基因工程概述学案
第一章基因工程第一节基因工程概述【课程标准】简述基因工程的原理及技术。
【学习目标】1．通过知识回顾，能说出传统生物育种方法和运用基因工程育种的差异；2．通过相关实例的分析归纳和教材内容的梳理，能说出获取目的基因常用的方法和技术操作；3．通过图解分析，能初步认识基因表达载体的组成及构建的必要性。
4．通过“积极思维”中的实例分析及其他材料的研读，认识导入目的基因的一般方法、检测和鉴定目的基因的不同层次。
【教学过程】【活动1】传统的生物育种常采用哪些方法？它们依据的原理分别是什么，有什么特点？若运用基因工程来培育新品种，则有什么明显的优势？三、基因工程的实施过程：（一）获取目的基因【活动2】阅读教材P13 页相关内容，回答下列问题：（1）什么是目的基因，什么是供体生物、受体细胞？试举一实例加以说明。
（2）获得目的基因的方法有哪些？（3）什么是基因文库？什么是部分基因文库？怎样从基因文库中得到我们所需的目的基因？（4）浏览教材P14 “知识海洋”，归纳PCR技术依据的原理、操作过程和结果，指出这项技术在基因工程中的主要作用。
(5)什么情况下可考虑选择通过化学方法直接人工合成目的基因?【小结】：1.通过基因文库获取目的基因：-基因组文库：含有一种生物的_______________ 基因①种类-部分基因文库：含有一种生物的_______________ 基因②目的基因的获取：根据基因的有关信息：基因的___________________ 序列、基因在____________________ 上的位置、基因的____________________ 产物mRNA基因的 _____________________ 产物蛋白质等特性获取目的基因。
2.通过PCF技术扩增目的基因：(1)______________________________________________________ PCR勺含义：。
(2)目的：获取大量的目的基因(3)原理：。
高中生物 第一章 基因工程 1.1.1 基因工程概述导学案苏教版选修3
高中生物第一章基因工程 1.1.1 基因工程概述导学案苏教版选修3基因工程是一门涉及生命科学、工程学和化学等多学科交叉的科学技术，它的发展对于人类社会和生物领域的进步具有重要意义。
本文将从基因工程的概念、起源、发展和应用等方面进行探讨。
一、基因工程的概念和起源基因工程，又称基因工艺、基因技术，是指通过对生物体内的基因进行操作和改造，使其具有新的功能或特性的一种技术手段。
它是以DNA 为基础，通过人工手段对DNA分子的序列进行编辑和改造，实现对生物体的基因组进行精准操纵和设计。
基因工程起源于20世纪70年代，当时科学家发现可以将DNA从一种生物体转移到另一种生物体中，从而改变目标生物体的遗传特性。
这一发现引发了科学界对基因工程的浓厚兴趣，世界各地的科研机构开始投入大量资源进行相关研究和实践。
二、基因工程的发展基因工程经过几十年的发展，已经取得了显著的成果。
首先，基因工程技术的研究手段不断完善，包括基因克隆、DNA测序、基因编辑等技术的出现，大大提高了对基因进行操作的效率和精确度。
其次，基因工程在农业领域的应用取得了重要进展。
通过基因工程技术，科学家们成功培育出抗病虫害、耐逆性强的转基因作物，为农业生产提供了有效的手段。
转基因作物不仅可以提高产量和品质，还可以减少农药的使用，降低对环境的污染。
此外，基因工程在医学领域的应用也取得了突破。
通过基因工程技术，科学家们成功研发出多种基因治疗药物，并在一些遗传性疾病的治疗中取得了显著效果。
基因工程还可以用于生物制药、肿瘤治疗等领域，为人类健康事业做出了重大贡献。
三、基因工程的应用前景基因工程在农业、医学以及环境等领域具有广阔的应用前景。
在农业领域，基因工程可以为传统农业带来巨大的改变，提高粮食产量、改良食品品质、提升作物的抗逆性等。
这将有助于解决全球粮食安全问题，提高农业可持续发展能力。
在医学领域，基因工程有望开启个性化医疗的新时代。
通过基因检测和基因治疗手段，可以针对个体特征进行精准诊断和治疗，提高疾病的早期发现和治愈率。
生物选修ⅲ苏教版1.1基因工程的概述(第1课时)学案
1.1 基因工程的概述(第一课时)教学目标 1.说出基因工程诞生的理论与实践依据、 发展阶段和基因工程的含义及其主要实验成果。
2.举例说出限制性核酸内切酶的作用、特点。
4.简述质粒的含义、特性及其在基因工程中的作用。
一、基因工程的诞生和发展接促使了基因工程的诞生。
期； 1982 年以后为迅猛发展和_________________ 的 DNA 分子进行体外重组， 并首次实现了在大肠杆菌中的被认为是基因工程的发展史上的一个里程碑。
(2)作用： 每种限制性核酸内切酶只能识别DNA 分子的上切割 DNA 分子。
(3)切割结果： 大部分限制性核酸内切酶在切开DNA 双链时， 切口处两个末端都带有由若干 ______________ 组成的单链，这种单链被称为_______ 末端。
2．DNA 连接酶 —— 分子针线第一章 基因工程3.举例说出 DNA 连接酶的作用。
1．基因工程是指在通过人工 “ 和”“ 行的 和重新组合， 然后等”方法，对生物的基因进受体细胞并使重组基因在受体细胞中 _______________ ，产生人类需要的的技术，又称为技术。
基因工程是在水平上操作、改变生物的 的技术， 包括基因的 以及在受体细胞内的等过程。
2．艾弗里证明了是遗传物质、 沃森和克里克阐明了尼伦贝格等破译了结构，，这些都为基因工程的创立作出了重要的理论铺垫，而酶和酶等工具酶、等载体和酶的发现， 则直3．基因工程的诞生和发展经历了三个时期：1973〜1976年为 期；1977〜1981年为等将 创立了的新技术 —— 基因工程； 不久，又有科学家将第一个核生物的基因导入大肠杆菌，使大肠杆菌产生了相应的 ； 1 977年，科学家使得生长激素抑制素基因在大肠杆菌中成功表达； 1978 年， 在大肠杆菌中成功合成； 1979年， 基因在大肠杆菌中成功表达； 1980 年，基因在大肠杆菌中成功表达1982 年，美国科学家岶米特等采用法，将经过重组的带有____________________ 基因的质粒转入小鼠的受精卵内， 的小鼠。
高中生物第1章基本工程第1节基因工程概述第1课时基因工程的发展历程和工具学案苏教版选修3
第 1 课时基因工程的发展历程和工具1．简述基因工程的发展历程。
2．掌握限制性核酸内切酶和DNA连接酶的作用、特点。
( 重、难点 ) 3．掌握质粒的含义、特点及其在基因工程中的作用。
( 重、难点 )知识点一 |基因工程的发展历程和看法1．理论与技术基础的发展1953 年：沃森和克里克成立了DNA分子双螺旋结构模型。
↓1957 年：科恩伯格等首次发现DNA聚合酶。
↓1958 年：梅塞尔森和斯塔尔发现DNA半保留复制的机理。
克里克提出中心法规。
↓1961 ～ 1966 年：尼伦伯格等破译遗传密码。
↓1967 年：罗思和赫林斯基发现运转工具质粒。
同年，科学家在大肠杆菌细胞中发现DNA 连接酶。
↓1970 年：特明和巴尔的摩各自在RNA病毒中发现逆转录酶。
史密斯等人分别到限制性核酸内切酶。
↓1977 年：桑格首次完满基因组的测序工作。
2．重组 DNA技术的发展(1)1972年科学家伯格等实验。
①过程：猿猴病毒 SV40的 DNA↑DNA连接酶重组的杂种同一种限制性核酸内切酶――――→DNA分子↓λ噬菌体的 DNA②成就：世界上首次DNA分子体外重组。
(2)1973年科学家科恩等实验。
大肠杆菌质粒DNA（含卡那霉素抗性基因）↑同一种限制性核酸内切酶↓大肠杆菌质粒DNA（含四环素抗性基因）DNA连接酶转变――――――→重组 DNA分子――→ 大肠杆菌―→子代大肠杆菌( 双重抗性 )(3)不相同物种间 DNA重组实验。
①过程：非洲爪蟾核糖体蛋白基因的DNA片段＋大肠杆菌质粒→重组DNA→转入大肠杆菌→转录出相应mRNA。
②成就：打破了传统的种间遗传物质不能够互换的重重壁垒，首创了基因工程。
3．基因工程的看法方法在体外经过人工“剪切”和“拼接”等方法原理对生物的基因进行改造和重新组合操作水平基因水平目的产生人类需要的基因产物[ 合作商议 ]使大米拥有某些细菌才拥有的抗虫基因能够减少化学杀虫剂的使用量，既高产又环保。
1.1基因工程概述第1课时学案苏教版选修三
1.1基因工程概述第1课时学案苏教版选修三高二年级第二学期生物学科总第_J ____________ 课时导学案课题第一章基因工程第一节基因工程概述(第一课时)使用时间：___________________________ 主备人：方娟 _______一、学习目标：1. 说出基因工程的概念。
2. 简述基因工程的诞生历程。
3. 说出DNA重组技术所需的三种基因工具的作用。
4. 认同基因工程的诞生和发展离不开理论突破和技术创新分析基因工程研究的理论基础。
、知识构成：1. 基因工程创立的理论基础是什么?2•什么叫做基因工程？基因工程发展史上的里程碑是什么?3. 基因工程的工具酶是什么？4. 什么叫限制性内切酶？它有什么特点？5•什么叫黏性末端？6.什么叫运载体？运载体必需具备哪些特征?三、学法和自检：1. 番茄在运输和储藏过程中容易腐烂。
应用基因工程技术，通过抑制某些促进果实成熟激素的合成，可使番茄贮藏时间延长。
这种转基因番茄已于1993年在美国上市。
请据此回答：(1) ____________________________________ 促进果实成熟的重要激素是。
(2)在培育转基因番茄的基因操作中， _____ 所用的基因“剪刀”是, 基因“针线”是______________ ，基因“运载工具”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. 质粒是基因工程中最常用的运载体，它的主要特点是( )①能够自我复制②不能够自我复制③结构很小④是蛋白质⑤是环状DNA⑥是环状RNA⑦能够“友好”地“借居”A②④⑥B ①③⑤⑦ C ①③⑥⑦ D ②③⑥⑦3. 镰刀性细胞贫血症的病因是血红蛋白基因碱基序列发生了变化。
检测这种碱基序列发生了变化必须使用的酶是（）A 解旋酶B DNA连接酶C 限制性内切酶D RNA聚合酶课题 第一章基因工程 第一节 基因工程概述 （第一课时）四、达标检测1. 基因工程的设计与操作是在什么水平上进行的（ ）A 细胞B 细胞器C 分子D 个体2. 下列有关基因工程中限制内切酶的描术，错误的是（A 一种限制性内切酶只能识别一种特定的脱氧核苷酸序列 温度的影响C 限制性内切酶能别和切割 RNAD物中提取3. 下列各项中，均为基因工程技术中常用的运载工具的是（A 大肠杆菌、噬菌体B 蓝藻、质粒C 动物病毒、噬菌体4•限制酶是一种核酸切割酶，可辨识并切割 DNA 分子上特定的核苷酸序列。
苏教版生物选修三《 现代生物科技专题》《基因工程概述》教案-新版
第一节基因工程概述一、设计说明建构主义者认为学习环境是开放的、充满着意义解释和建构的情境，该学习环境由情境、协作、会话和意义建构四大要素构成，其中情境是意义建构的基本条件，教师与学生之间、学生与学生之间协作和会话是意义建构的过程，本节课结合基因工程药物胰岛素的生产过程创设学习情境进行教学，充分发挥学生的主观能动性，让学生主动地参与到教学的全过程，教师适当的点拨，形成一个师生互动的教学氛围，让学生们心驰神往地投入到本节课的学习中来。
二、教学目标1、说出基因工程的概念2、简述基因工程的诞生历程3、说出DNA重组技术所需的三种基因工具的作用4、简述基因工程基本操作程序的四个步骤三、教学重点和难点教学重点举例说出基因工程的工具，简述基因工程的一般过程与技术。
教学难点简述基因工程的一般过程与技术。
四、教学过程1、情境导入多媒体展示：一般临床上给病人注射用的胰岛素主要从猪、牛等家畜的胰腺中提取，每100kg胰腺只能提取出4～5g胰岛素。
用这种方法生产的胰岛素产量低，价格昂贵，远远不能满足社会的需要。
学生思考：胰岛素是如何产生的？教师总结：胰岛B细胞中胰岛素基因特异性表达产生胰岛素。
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？如，让微生物生产出人的胰岛素。
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。
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。
现在通过基因工程生产的胰岛素已经投入临床使用。
根据具体实例引入情境，提出假设，引导学生思考，激发学生求知、探究的欲望，同时引出本节课题：基因工程概述。
2、基因工程的概念师：多媒体展示转基因生物图片，创设学习情境，引导学生思考基因工程的概念。
生：阅读教材理解基因工程概念。
教师引导学生完成下表3、基因工程工具（1）限制性内切酶师：动画展示胰岛素生产过程中限制性内切酶切割胰岛素基因和质粒产生黏性末端的过程。
苏教版选修3第1章第1节基因工程的概述学案
第一节 基因工程的概述课前•预习导学KEQ1AN Y VXIDAOX U E敏詮学航：：：：：：：：：：：：：：：：働钞导引：：：：：：：：、基因工程的诞生和发展1 •基因工程的理论基础(1) _____________________________ 艾弗里证明了 DNA 是 _____________________________ ;沃森和克里克阐明了 DNA 分子的 _____________ ; 尼伦贝格等破译了 _____________ 。
(2) ________________ 限制性 _________ 酶和 ________________________________ 酶等工具酶、质粒等载体和 _______________ 酶的发现， 直接促使了基因工程的诞生。
(3)基因工程的诞生和发展经历了三个时期：1973〜1976年为 ___________ , 1977〜1981年为 _________ , 1982 年以后为 ______________________________ 。
_1973年，美国科学家 ________ 等将两种不同来源的 DNA 分子进行体外重组，并首 次实现了重组 DNA 分子在大肠杆菌中的表达，创立了 _______________________ 的新技术一一基因工 程。
2. 基因工程基因工程是指在体外通过人工“ ________ ”和“ _______ ”等方法，对生物的基因进行和 ,然后导入受体细胞并使重组基因在受体细胞中,产生人类需要 的 的技术。
因而，基因工程又称为 。
基因工程是在基因水平上操作、改变生物的 __________ 的技术。
预习交流根据基因工程的概念分析，基因工程的操作对象、操作环境、操作水平和基本方法分别 是什么？ 酶与载体-分子手术刀 限制性核酸内切酶。
每种限制性核酸内切酶只能识别 ，并在特定的位点上切割 DNA 分子。
高中生物 第一章 基因工程导学案 苏教版选修3
高中生物第一章基因工程导学案苏教版选修3【学习目标】【知识目标】1、掌握基因工程的概念2、把握基因工程操作步骤【能力目标】尝试运用基因工程技术和原理，提出解决某一实际问题的方案【情感态度价值观目标】关注基因工程的发展，认同基因工程的应用促进生产力的提高基因工程的概念基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，通过体外DNA重组和转基因技术，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。
基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，又叫做DNA重组技术。
(1)优点① 克服了远源杂交不亲和的障碍。
② 定向改造生物遗传性状。
(2)操作水平：分子水平。
(3)原理：基因重组。
（一）基因工程的基本工具1、“分子手术刀”限制性核酸内切酶（限制酶）（1）来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的。
（2）功能：能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，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，因此具有专一性。
（3）结果：经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式：黏性末端和平末端。
对位练习：1、右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2、下列关于限制酶的说法不正确的是（）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、限制酶的作用之一是用来提取目的基因3、下列有关基因工程中限制性核酸内切酶的描述，错误的是()。
A、一种限制性核酸内切酶只能识别一种特定的脱氧核苷酸序列B、限制性核酸内切酶的活性受温度影响C、限制性核酸内切酶能识别和切割RNAD、限制性核酸内切酶可从原核生物中提取2、“分子缝合针”DNA连接酶（1）作用：缝合磷酸二酯键。
高中生物 第一章 基因工程 1.1 基因工程概述(1)导学案苏教版选修3
高中生物第一章基因工程 1.1 基因工程概述（1）导学案苏教版选修3第一章基因工程第一节基因工程概述（1）【课程标准】1、简述基因工程的诞生。
2、简述基因工程的原理及技术。
【学习目标】1、通过观看视频和阅读教材文本资料，能简述基因工程的诞生和发展历程；2、借助相关实例的分析归纳，能说出基因工程的概念；3、通过材料分析和模拟实验，初步认识基因工程三大工具的具体作用和特点。
【教学过程】一、基因工程的发展历程：【活动1】阅读教材P7-P8相关资料，尝试用自己的语言简述基因工程的诞生及发展过程。
【活动2】结合相关实例，阅读教材相关信息，思考：如何准确理解基因工程概念的含义？操作环境操作对象操作水平基本过程结果二、基因工程的工具酶和载体【活动3】分析利用基因工程培育抗虫棉的简要过程图解，思考：在培育抗虫棉过程中哪些步骤特别关键？解决这些关键步骤需要哪些特别的工具？【活动4】阅读教材P9-P10有关内容，尝试分析回答以下问题：（1）为什么把限制性核酸内切酶称为基因工程的“分子手术刀”？它的具体作用是什么？有什么特点？（2）限制酶在DNA的任何部位都能将DNA切开吗？它所识别的序列往往有什么特点？（3）什么叫黏性末端？【小结】关于限制性核酸内切酶：（1）作用：能够识别双链DNA分子的某种的核苷酸序列，并且使每一条链中部位的两个核苷酸之间的断开。
（2）特点:具有专一性，表现在两个方面：①识别双链DNA分子的某种的核苷酸序列。
②切割特定序列中的特定位点。
（3）结果：经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式：和。
【活动5】参阅教材P12“边做边学”动手模拟限制酶和DNA连续酶的作用过程：…CTCTTGATGGAATCTCAGAATTCAGTCTGTGAATC…甲…GAGAACTACCTTAGAGTCTTAAGTCAGACACTTAG… …ACTTCGATGGAA TTCAGAACTTCTCCAATC…乙…TGAAGCTACCTTAAGTCTTGAAGAGGTTAG…模拟活动：（1）在所供上图中分别找出EcoR I所识别的序列；（2）用剪刀模拟EcoR I在甲、乙两片段上切割，形成DNA片段；（3）分别从切割甲、乙产生的片段中选择一个，用胶带模拟DNA 连接酶将两片段的黏性末端连接起来。
高中生物第1章基本工程第1节基因工程概述第2课时基因工程的实施过程学案苏教版选修3
第 2 课时基因工程的推行过程1．简述基因工程的一般过程。
2．理解获得目的基因的方法。
( 重、难点 )3．掌握将目的基因导入受体细胞的方法。
( 重点 )4．掌握目的基因的检测和判断方法。
( 重点 )知识点一 |获得目的基因和成立基因表达载体1．获得目的基因(1)经过基因文库获得目的基因：①基因文库的含义：将某种生物细胞的整个基因组DNA切割成大小合适的片段，分别与载体连接起来，导入受体菌的集体中储蓄，各个受体菌分别含有这种生物的不相同的基因。
这个受体菌集体就被称为基因文库。
②种类：a．基因组文库：含有一种生物所有的基因。
b．部分基因文库：含有一种生物的一部分基因。
(2)利用 PCR技术扩增目的基因：①原理： DNA分子半保留复制。
②场所：生物体外(PCR仪) 。
③优点：操作简单、简单掌握、结果可靠、能在较短时间内大量扩增。
④发明家：美国科学家穆里斯。
(3)经过化学方法直接人工合成目的基因：①仪器： DNA合成仪。
②基因特点：比较小、脱氧核苷酸序列已知。
2．成立基因表达载体(1)目的：使目的基因进入受体细胞并有效表达，能牢固存在且遗传给后代。
(2)组成：一个基因表达载体除了目的基因外，还应包括启动子、停止子和标记基因等。
[ 合作商议 ]基因表达载体的成立是基因工程的中心，下面图 1 为基因表达载体的成立过程图，图2为基因表达载体模式图。
请据图解析：图 2商议 1：图1中的①是什么物质？切割目的基因和载体要采用同一种①吗？为什么？提示：图 1 中①是限制性核酸内切酶。
要，由于：采用同一种限制性核酸内切酶切割会产生相同的黏性尾端，能够在DNA连接酶的作用下将切割的目的基因和载体连接起来。
商议 2：图1中②是什么物质？试试讨用②连接目的基因和载体DNA时产生几种可能的连接方式？哪一种是吻合要求的连接方式。
提示：图 1 中②是 DNA连接酶。
可能有 3 种连接方式，即目的基因和目的基因相连、载体 DNA和载体DNA相连、目的基因和载体DNA相连。
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第一节 基因工程的概述能分析出基因工程的载体所具备的条件。
一、基因工程的诞生和发展1．基因工程的理论基础（1）艾弗里证明了DNA 是__________；沃森和克里克阐明了DNA 分子的______________；尼伦贝格等破译了__________。
（2）限制性__________酶和__________酶等工具酶、质粒等载体和________酶的发现，直接促使了基因工程的诞生。
（3）基因工程的诞生和发展经历了三个时期：1973～1976年为________，1977～1981年为________，1982年以后为__________________________。
1973年，美国科学家______等将两种不同来源的DNA 分子进行体外重组，并首次实现了重组DNA 分子在大肠杆菌中的表达，创立了______________的新技术——基因工程。
2．基因工程基因工程是指在体外通过人工“______”和“______”等方法，对生物的基因进行______和__________，然后导入受体细胞并使重组基因在受体细胞中______，产生人类需要的________的技术。
因而，基因工程又称为____________。
基因工程是在基因水平上操作、改变生物的________的技术。
预习交流根据基因工程的概念分析，基因工程的操作对象、操作环境、操作水平和基本方法分别是什么？二、基因工程的工具——酶与载体1．限制性核酸内切酶——分子手术刀科学家们陆续发现了____________限制性核酸内切酶。
每种限制性核酸内切酶只能识别特定的__________，并在特定的位点上切割DNA 分子。
大部分限制性核酸内切酶在切开DNA 双链时，切口处的两个末端都带有伸出的由若干特定核苷酸组成的单链，这种单链称为“__________”。
少部分限制性核酸内切酶在切开DNA 双链时产生“__________”。
2．DNA 连接酶——分子针线DNA 连接酶可将用同一种______________切割形成的“__________”或“__________”连接起来。
3．载体——将外源基因导入受体细胞的运载工具常用的载体有______、__________、____________等。
其中______是最早应用的载体。
它是细菌细胞中的一种很小的____状DNA 分子。
预习交流1．限制性核酸内切酶主要分布在哪里？其本质是什么？2．载体有什么作用？三、基因工程的一般过程和技术基因工程是现代生物技术的核心，其基本过程包括五大步骤。
1．获得__________。
2．制备______________。
3．转化____________。
4．筛选出获得目的基因的__________。
5．培养受体细胞并诱导__________的表达等方面。
预习交流获取目的基因的方法有哪些？答案：一、1.（1）遗传物质双螺旋结构遗传密码（2）核酸内切DNA连接逆转录（3）开始期发展期迅猛发展和实际应用期科恩定向改造生物2．剪切拼接改造重新组合表达基因产物重组DNA技术遗传性状预习交流：答案：基因工程的操作对象是DNA分子，也就是基因；操作环境是在生物体外；操作水平是分子水平；操作基本方法是采用剪切—拼接—导入—表达的基本思路获得相应的基因产物。
二、1.多种多样的核苷酸序列黏性末端平口末端2．限制性核酸内切酶黏性末端平口末端3．质粒噬菌体动植物病毒质粒环预习交流：1．答案：限制性核酶内切酶主要分布在原核生物体内。
它的本质是蛋白质，它也具有高效性、专一性、温和性等酶的基本特点。
2．答案：作为运载工具将目的基因转移到宿主细胞中去，并利用它在宿主细胞内对目的基因进行大量复制。
三、1.目的基因2．重组DNA分子3．受体细胞4．受体细胞5．目的基因预习交流：答案：（1）从基因文库（如基因组文库和cDNA文库）中获取目的基因。
（2）利用PCR（聚合酶链式反应）技术扩增目的基因。
（3）此外，如果基因片段比较小，核苷酸序列又已知，也可以利用DNA合成仪用化学方法直接人工合成。
我的学困点我的学疑点一、限制性核酸内切酶——“分子手术刀”切割DNA 分子时产生的两种不同末端（箭头表示酶的切割位置）1．根据上图分析这两种限制性核酸内切酶识别的核苷酸序列和切割的位点分别是什么？2．限制性核酸内切酶和解旋酶有什么区别？下列有关基因工程中限制性核酸内切酶的描述，错误的是（ ）。
A ．一种限制性核酸内切酶只能识别一种特定的核苷酸序列B ．限制性核酸内切酶的活性易受温度影响C ．限制性核酸内切酶能识别和切割RNAD ．限制性核酸内切酶可从原核生物中提取1．获取目的基因和切割目的基因使用同一种限制酶。
2．限制酶的切割位点的选择必须保证标记基因的完整性，以便于检测。
3．识别的序列的特点：呈现碱基互补对称，无论是奇数个碱基还是偶数个碱基，都可以找到一条中心轴线，如图，中轴线两侧的双链DNA 上的碱基是反向对称重复排列的。
如： ⎪⎪⎪GC CGGC CG 以中心线为轴，两侧碱基互补对称；CCAGG GGTCC 以A T两侧碱基互补对称。
二、DNA 连接酶——“分子针线”DNA 连接酶的作用是什么？它与DNA 聚合酶的区别是什么？（多选）利用DNA 连接酶可连接下列哪两个黏性末端？（ ）A ．①②B ．③④C ．①④D ．②③（1）几种酶的比较。
（2）DNA连接酶与限制性核酸内切酶的关系。
三、载体——“运输工具”1．作为载体必须具备哪些条件？2．画图说明目的基因与载体结合的过程。
下列有关质粒的描述，错误的是（）。
A．质粒中含有四种核糖核苷酸B．质粒呈环状C．质粒上含有一些抗生素的抗性基因D．质粒可以自我复制（1）载体具备的条件。
①对受体细胞无害，不影响受体细胞正常的生命活动。
②具标记基因，能对重组DNA是否进入受体细胞进行鉴定。
③能自我复制，通过复制进行基因扩增。
④具有多个酶切位点，供外源基因插入其中，而且每种酶切位点最好只有一个，避免酶切后环状DNA打开，丢失某些片段。
（2）最常用的载体是质粒，它是一种裸露的、结构简单的、独立于细菌拟核DNA之外，并具有自我复制能力的双链环状DNA分子。
（3）其他载体：λ噬菌体的衍生物、动植物病毒等。
答案：问题导学活动与探究一：1．答案：Eco RⅠ识别的序列为GAATTC，切割的位点在G与A之间。
SmaⅠ识别的序列为CCCGGG，切割的位点在C与G之间。
2．答案：限制性核酸内切酶主要作用于两个核苷酸之间的磷酸二酯键，而解旋酶主要作用于碱基对之间的氢键（如图所示）。
a处为限制性核酸内切酶作用位点，b处则为解旋酶作用位点。
迁移与应用：C 解析：解答本题的关键，一是牢记限制性核酸内切酶的概念；二是认识DNA与RNA 在结构上的根本区别。
限制性核酸内切酶来源于原核生物；限制性核酸内切酶能识别双链DNA分子中某种特定的核苷酸序列，并将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；限制性核酸内切酶是一种蛋白质，其活性易受温度、pH等外界条件的影响。
活动与探究二：答案：（1）DNA连接酶将限制酶切割所产生的DNA片段“缝合”起来，恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键。
它与限制酶作用的位点相同。
（2）DNA连接酶是将两个DNA片段连接起来，而DNA聚合酶是将许多单个的脱氧核苷酸连接成脱氧核苷酸长链。
迁移与应用：CD 解析：能把DNA这把“梯子”扶手断口处连接起来的酶是DNA连接酶。
DNA连接酶可连接用同一种限制性核酸内切酶处理得到的黏性末端或平口末端，用同一种限制性核酸内切酶处理得到的黏性末端其单链部分碱基可互补配对。
活动与探究三：1．答案：（1）载体的作用：作为运载工具将目的基因转移到宿主细胞中去，并利用它在宿主细胞内对目的基因进行大量复制。
（2）载体必须具备以下条件：①具有自我复制能力以便在宿主细胞中稳定保存并大量复制；②具有一个至多个限制酶切割位点，供外源DNA片段（基因）插入其中；③具有特殊的标记基因，如四环素抗性基因、氨苄青霉素抗性基因等标记基因，供重组DNA的鉴定和选择。
2．答案：迁移与应用：A 解析：牢记质粒的本质与结构。
质粒是一种具有自我复制能力的双链环状DNA分子。
质粒上有一些特殊的基因，如抗四环素基因、抗氨苄青霉素基因，用于对重组DNA进行鉴定和选择。
1．如下图，两个核酸片段在适宜条件下，经X酶的催化作用，发生下述变化，则X酶是（）。
A．DNA连接酶 B．RNA聚合酶C．DNA聚合酶 D．限制性核酸内切酶2．下列获取目的基因的方法中需要模板链的是（）。
①从基因组文库中获取目的基因②利用PCR技术扩增目的基因③反转录法④通过DNA合成仪利用化学方法人工合成A．①②③④ B．①②③C．②③④ D．②③3．下列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都是有益的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4．下图所示的四个DNA分子中，彼此间具有黏性末端的一组是（）。
A．①②B．②③C．③④D．②④5．（多选）下列关于限制性核酸内切酶的说法，错误的是（）。
A．限制性核酸内切酶被称为“分子手术刀”B．限制性核酸内切酶跟其他的酶一样，具有专一性C．一种限制性核酸内切酶可切割多种DNA分子片段D．限制性核酸内切酶能在特定部位的两个核苷酸碱基之间切断氢键答案：1．A 解析：DNA连接酶的作用是将两个用同一种限制性核酸内切酶切割得到的黏性末端连接起来。
2．D 解析：PCR利用的是DNA双链复制原理，即将双链DNA之间的氢键打开，变成单链DNA，作为聚合反应的模板。
反转录法是以目的基因转录成的信使RNA为模板，在逆转录酶的作用下，先反转录形成互补的单链DNA，再合成双链DNA。
①④则不需要模板。
3．D 解析：基因工程是分子（DNA）水平上的生物工程，该过程引起的变异属于基因重组，有较强的目的性。
4．D 解析：黏性末端是指双链DNA分子被限制性核酸内切酶切开后，切口处的两个末端伸出的由若干特定核苷酸组成的单链，其游离的碱基之间可以互补配对。
5．CD 解析：一种限制性核酸内切酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并将每条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开。