第二课时 基因重组和重组DNA技术
学习目标 1．举例说明基因重组的来源及其对生物性状的影响。 2．说出重组DNA技术的概念和应用。 3．说出重组DNA技术的工具和大体操作步骤。 4．图示重组DNA技术的步骤。
一、基因重组
1．概念：生物体在进行________的过程中，______________的基因重新组合的过程。 2．类型比较 类型 发生的时期 发生的范围 自由 ____________________ ______________的非等位基因 组合型 交叉 互换型 ________________________ ____________的等位基因随______________的交换而交换 重点难点 重点： 1．举例说明基因重组的来源。 2．说出重组DNA技术的工具和大体操作步骤。 难点：明确重组DNA技术的大体操作步骤。 3．结果：可能产生与亲代________不同的个体，从而可能出现新的______。 4．意义
基因重组能够产生与亲代不同的________的子代，既是________的源泉，也是形成生物________的重要原因之一。
预习交流
——可遗传变异的来源有哪些？
遗传物质改变引起的变异叫可遗传变异，哪些变化会引起遗传物质的改变？ 二、重组DNA技术
1．含义：将从一个生物体内分离得到或人工合成的__________导入另一个生物体中，使后者获得新的________或表达所需要的产物的技术。
2．操作工具：包括______________、____________、______三种。 3．操作的一般步骤
4．应用
（1）生产特殊蛋白质，如________________、乙肝疫苗等。
（2）按照自己的愿望______地改造生物，如__________________。
（3）人类遗传病的基因治疗。 三、转基因生物的安全性问题
1．目前，大多数专家认为，已经投入商品化生产的________________等农产品都是安全的。
2．重组DNA技术既可用于特殊________的生产、动植物的________和人类________，又可用于制造具有毁灭性的________。
预习交流
——转基因生物有哪些价值？
通过重组DNA技术获得的生物叫转基因生物，结合第一章的有关内容，说出转基因生物的价值。
在预习中，还有哪些问题需要你在听课时加以关注？请在下列表格中做个备忘吧！ 我的学困点 我的学疑点 答案： 一、1．有性生殖 控制不同性状
2．减数第一次分裂后期 非同源染色体上 减数第一次分裂四分体时期 同源染色体上 非姐妹染色单体
3．基因型 性状
4．基因组合 生物进化 多样性 预习交流： 提示：基因突变、基因重组和染色体变异是引起遗传物质改变的三种变化或称可遗传变异的三个来源。
二、1．目的基因 遗传性状
2．限制性内切酶 DNA连接酶 载体
3．目的 基因工程载体 体外重组DNA 目的基因 受体细胞 目的基因 4．（1）胰岛素、人生长激素 （2）定向 转基因抗虫棉 三、1．转基因番茄、玉米
2．蛋白质 遗传改良 基因治疗 生物武器 预习交流：
提示：转基因生物能给人们带来社会效益、经济效益和生态效益。
一、基因重组的来源和意义
1．阅读教材P79“积极思维”，分析子二代为什么会出现亲代没有的性状呢。 2．一家人中，兄弟姐妹之间长相不同的主要原因是什么？
3．大肠杆菌会发生基因重组吗？为什么？
4．根据基因重组的概念分析狭义的基因重组主要有哪两种类型。
5．请你尝试列表总结归纳基因突变、基因重组的本质、发生时间及原因。
下面有关基因重组的说法不正确的是（ ）。 A．基因重组发生在减数分裂过程中 B．基因重组产生原来没有的新基因 C．基因重组是生物变异的重要来源 D．基因重组能产生原来没有的表现型
1．基因突变与基因重组的区别 比较项目 发生时间 基因突变 主要在细胞分裂间期 基因结构发生改变，包括DNA分子中碱基对的改变、增添或缺失等 所有生物 产生新基因 生物变异的根本来源，是生物进化的原材料 基因重组 减数第一次分裂 通过有性生殖，非同源染色体上控制不同性状的非等位基因自由组合，或同源染色体上等位基因间互换 真核生物 不产生新基因，但可产生新基因型 既是生物进化的源泉，也是形成生物多样性的重要原因之一 发生原因 生物类型 是否产生 新基因 在生物变 异和进化 中的地位 二者的联系 基因突变是等位基因的来源，是基因重组的基础 2．基因重组的生产应用——杂交育种 （1）概念：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，获得新品种的方法。
（2）原理：基因重组。
（3）方法：连续自交，不断选种。即不同个体间杂交产生后代，然后连续自交，筛选所需纯合子。
（4）优点：操作简单，目的性强，能将同种生物的不同优良性状集中于同一个体，具有预见性。
（5）缺点：育种年限长，需连续自交才能选育出需要的优良品种。
（6）应用：改良作物品质，提高农作物单位面积产量的常规方法，同时也可用于家畜、家禽的育种。
（7）举例：选育高产抗锈病小麦等。
小麦中，高产（A）对低产（a）是显性，不抗病（B）对抗病（b）是显性，假定两个亲本小麦品种都是纯合子，我们需要的是高产抗病的纯种，育种过程的基因型图解如下：
F2 1/16 AABB 1/16 aaBB 1/16AAbb 1/16aabb 2/16 AaBB 2/16 aaBb 2/16 Aabb 2/16 AABb 4/16 AaBb
9/16高 3/16低 3/16高 1/16低产
表现型
产不抗病 产不抗病 产抗病 抗病
F 2 中的AAbb（高产抗病的纯种）就是需要的品种。
注意：杂交育种不一定需要连续自交：①若选育显性优良纯种，需要连续自交筛选，直至不再发生性状分离为止。②若选育隐性优良纯种，则只要在子二代出现该性状个体即可。
二、重组DNA技术
1．重组DNA技术需要哪些工具？需要哪些工具酶？重组DNA技术需要的工具和工具酶有何关系？
2．分析教材P80的图421，说出DNA聚合酶和限制性内切酶在功能上有何区别。
3．分析教材P80的图421和P81的图422，分析目的基因和载体为什么需用同一种限制性内切酶进行切割。
4．试讨论为什么不能将目的基因直接导入受体细胞。
转基因植物是通过基因工程拥有其他物种基因即外源基因的植物。下列有关叙述中正确的是（ ）。
A．外源基因就是目的基因
B．外源基因的遗传都遵循孟德尔遗传定律
C．基因工程中的载体质粒是细胞核内能够自主复制的DNA分子 D．通过基因工程，植物细胞也能合成某些细菌的蛋白质
1．基因重组与重组DNA技术的比较 比较项目 基因重组 重组DNA技术 重组对象 同一物种不同基因 不同物种不同基因 不 同 是生物进化的源泉，也是形成生物使人类按自己的意愿定向改造生意义 点 多样性的重要原因之一 物 相同点 都实现了不同基因间的重新组合，都能使生物产生变异 注意：可从狭义和广义两个角度理解基因重组。狭义的基因重组特指自然条件下发生在减数分裂过程中的基因重组；广义的基因重组除包括狭义的基因重组外，还包括人为的基因重组即重组DNA技术。不以基因工程为考查目标的试题所涉及的基因重组一般特指狭义的基因重组。
2．遗传及重组DNA技术中的相关酶 酶 作用时间 作用及作用部位 打开DNA双链碱基对间的氢键，形成解旋酶 DNA复制、转录时 DNA单链 DNA 连接单个的脱氧核苷酸到已有的核DNA复制时 聚合酶 苷酸链上，催化DNA链的延长 RNA DNA转录时 连接核糖核苷酸合成RNA 聚合酶 逆转录酶 逆转录时 以RNA为模板合成DNA DNA酶 DNA水解时 分解DNA成脱氧核苷酸 限制性 专一性地识别特定的脱氧核苷酸序切割目的基因及载体时 内切酶 列，并在特定的切点切开磷酸二酯键 DNA 形成重组DNA时 重建磷酸二酯键，连接两个DNA双链
连接酶 片段
1．（原创）正常情况下能通过基因重组产生新类型的生物是（ ）。 A．大肠杆菌 B．酵母菌 C．小麦 D．香蕉 2．（原创）基因重组的结果不会是（ ）。 A．产生新基因型 B．产生新表现型
C．降低了生物对环境的适应性 D．产生新基因 3．（原创）（多选）下面所给酶不属于基因工程酶的是（ ）。 A．限制性内切酶 B．DNA酶 C．DNA连接酶 D．DNA聚合酶
4．科学家们经过多年的努力，创立了一种新兴生物技术——基因工程，实施该工程的最终目的是（ ）。
A．定向提取生物体的DNA分子
B．定向地对DNA分子进行人工“剪切” C．定向地改造生物的遗传性状 D．在生物体外对DNA分子进行改造
5．下图为DNA分子的某一片段，其中①②③分别表示某种酶的作用部位，则相应的酶依次是（ ）。
A．DNA连接酶、限制性内切酶、解旋酶
B．限制性内切酶、解旋酶、DNA连接酶 C．解旋酶、限制性内切酶、DNA连接酶 D．限制性内切酶、DNA连接酶、解旋酶
用精练的语言把你当堂掌握的核心知识的精华部分和基本技能的要领部分写下来，并进行识记。 知识精华 技能要领
答案： 活动与探究一：
1．提示：减数分裂形成配子时，非同源染色体上的非等位基因发生了自由组合。 2．提示：主要是基因重组造成的。
3．提示：不会。大肠杆菌属于原核生物，不能进行有性生殖（或不能进行减数分裂）。
生物必修2学案：第四章第四节基因突变和基因重组第二课时 精品
