必修二 遗传与进化 第六章 从杂交育种到基因工程 第2节基因工程及其应用

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1 必修二 遗传与进化 第六章 从杂交育种到基因工程 第2节基因工程及其应用
安徽省远程教育优秀作品 必修二　遗传与进化 第六章　从杂交育种到基因工程 第2节基因工程及其应用 天长市仁和中学 　　程富兵　 教学目标 重点难点 问题探讨 知识结构 教学过程 课后习题 教学反馈 教学参考

2 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。
　(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。 2、能力目标 　　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。 3、情感目标 　(1)关注转基因生物和转基因食品的安全性。 　(2)通过学习了解我国基因工程的发展前景及成果，激发学生对生物知识的兴趣，开阔学生的思路，培养学生的爱国主义热情，树立在学习上努力刻苦的决心。

3 重点难点 [学习重点] 　1、基因工程的基本原理 　2、基因工程的安全性问题 [学习难点] 　2、转基因生物与转基因食品的安全

4 问题探讨 讨论 　　你知道为什么能把人的基因“嫁接”到细菌上吗？你能推测出，这种基因的嫁接是怎么实现的吗？你能举出一些类似的，与你的生活很密切的一些例子吗？　　

5 知识结构 一、基因工程的基本内容 二、操作的基本步骤 （一）基因工程的定义 （二）基因工程的工具 1、基因的剪刀—限制性内切酶
2、基因的针线—DNA连接酶 3、基因的运输工具—运载体 二、操作的基本步骤 一 基因工程的基本内容 教学目标： 知识目标 1、基因工程的概念（A）（1） 2、基因操作的工具和基本步骤（A）（2） 能力目标 1、品节基因操作步骤示意图，培养学生的识图能力 2、理解基因操作的原理，培养学生的分析能力 情感目标 培养学生的科学思想和科学研究的能力 教学重点： 基因操作的工具和基本步骤（1、2） 教学难点 1、限制性内切酶和运载体的作用（1） 2、提取目的基因的方法和目的基因导入受体细胞的途径（2） 教学手段和方法： 多媒体课件；引导自学和讨论 课时安排： 第一课时：基因操作的工具 第二课时：基因操作的基本步骤 作业 复习题 1、提取目的基因 2、目的基因与运载体结合 3、目的基因导入受体细胞 4、目的基因的检测与表达

6 教学过程

7 一、基因工程 基因工程：即 。通俗的说，就是按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里， 地改造生物的 。 基因拼接技术或DNA重组技术 定向 遗传性状 原 理： 基因重组 操作水平： DNA分子水平 结 果： 定向地改造生物的遗传性状，获得人类所需要的品种。 供体细胞 目的基因 受体细胞 获得新性状

8 二、基因操作的工具

9 一种限切酶只能识别一种特定的核苷酸序列,并在特定切点切割
1、基因工程的 种类: 来源: 特点: “ ” 指“ 限制性内切酶 ” 微生物 已发现的有200多种 一种限切酶只能识别一种特定的核苷酸序列,并在特定切点切割 酶具有专一性 这个特点说明了：

10 思考: 具有。 基因工程创立的标志 形成的黏性末端不同 不同的限制酶呢？ 2、限制酶的发现有什么意义？
　　1、被同一种限制酶切断的几个DNA是否具有相同的黏性末端？ 具有。 不同的限制酶呢？ 形成的黏性末端不同 2、限制酶的发现有什么意义？ 基因工程创立的标志

11 2：基因工程的 其作用与限制性内切酶相反，作用点相同 “ ” 作用： 指“DNA连接酶”
“ ” 作用： 指“DNA连接酶” 连接“梯子”断口的“扶手”而非“梯子”中间的“踏板”。 其作用与限制性内切酶相反，作用点相同

12 　　连接酶的作用是：将互补配对的两个黏性末端连接起来，使之成为一个完整的DNA分子。

13 3、基因工程的 质粒、噬菌体和动、 植物病毒等 A、 条 件： 1、能够在宿主细胞中复制并稳定地保存
目的基因 A、 条 件： 1、能够在宿主细胞中复制并稳定地保存 2、具有多个限制酶切点（每种限制酶切点最好只有一个），以便与外源基因连接 3、具有标记基因，便于进行筛选 质粒、噬菌体和动、 植物病毒等 B、常用 的运载体：

14 都有侵染或进入宿主细胞的能力 C、它们的共同特点是：
其中质粒存在于许多细菌和酵母菌等生物中,是细胞染色体外能够自主复制的很小的环状DNA分子.　 标记基因，便于进行检测。

15 基因的直接分离或人工合成。即获取含有所需要的完整的遗传信息的DNA片段。
三、基因工程基本步骤 第一步：获取目的基因： 基因的直接分离或人工合成。即获取含有所需要的完整的遗传信息的DNA片段。

16 第二步 目的基因与运载体结合 用与提取目的基因相同的限制酶切割质粒使之出现一个切口，将目的基因插入切口处，让目的基因的黏性末端与切口上的黏性末端互补配对，在连接酶的作用下连接形成重组DNA分子。

17 通过运载体把目的基因带入某生物体内，并使目的基因在受体细胞内能准确地转录和翻译。
第三步：目的基因的导入 通过运载体把目的基因带入某生物体内，并使目的基因在受体细胞内能准确地转录和翻译。 导入 扩增 为使重组的DNA分子更容易进入受体细胞，通常要用CaCl2，使受体细菌具有更大的通透性。

18 第四步 目的基因的检测和表达 　　大量的受体细胞接受不多的目的基因。处理的受体细胞中真正摄入了目的基因的很少，必须将它从中选择出来。 将每个受体细胞单独培养形成菌落，检测菌落中是否有目的基因的表达产物。淘汰无表达产物的菌落，保留有表达产物的进一步培养、研究。

19 表达：通过特定性状的产生与否来确定目的基因是否表达。
无表达产物 有表达产物 表达：通过特定性状的产生与否来确定目的基因是否表达。

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21 四、基因工程的应用

22 抗虫害的玉米 1.基因工程与作物育种 转鱼抗寒基因的番茄 抗虫害的玉米 转黄瓜抗青枯病基因的甜椒 抗虫棉 抗虫棉

23 我国生产的部分基因 工程疫苗和药物 2.基因工程与药物研制 　　许多药品的生产是从生物组织中提取的。受材料来源限制产量有限，其价格往往十分昂贵。

24 2.基因工程与药物研制 胰岛素从猪、牛等动物的胰腺中提取，100Kg胰腺只能提取4-5g的胰岛素，其产量之低和价格之高可想而知。
　　将合成的胰岛素基因导入大肠杆菌，每2000L培养液就能产生100g胰岛素！使其价格降低了30%-50%!

25 乳汁中含有人生长激素的转基因牛(阿根廷)
3.转基因生物与转基因食品 生长快、肉质好的转基因鱼(中国) 转基因鲑鱼 乳汁中含有人生长激素的转基因牛(阿根廷)

26 练习： C B 下列各项中，与基因工程无关的是（ ） A、选择“工程菌”生产胰岛素 B、培育转基因抗虫棉 C、人工诱导多倍体
下列各项中，与基因工程无关的是（ ） A、选择“工程菌”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探针检测应用水是否含有病毒 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 B

27 三、转基因生物与转基因食品的安全性 两种观点 不安全：证据 安全：证据 你们的观点？

28 课后习题 番茄在运输和贮藏过程中，由于过早成熟而易腐烂。应用基因工程技术，通过抑制某种促进果实成熟激素的合成能力，可使番茄贮藏时间延长，培育成耐贮藏的番茄新品种，这种转基因番茄已于1993年在美国上市。请回答： 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，所用的基因的“剪刀”是________________，基因的“针线”是__________，基因的运输工具是_____________， 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__________、______________、___________________________。 乙烯 限制性内切酶 DNA连接酶 运载体 目的性强 育种周期短 克服远缘杂交不亲合的障碍

29 教学反馈 一、层次清晰，思路严谨。 　　主要论述了基因工程的基本原理、单元操作、应用战略。，充分表达了基因工程应用的设计思路，线条清晰，有助于学生的理解。 二、完善体系，突出案例。 　　教学中将基因工程及重组DNA技术的原理与应用战略作了系统的归纳整理，使得基因工程的理论技术体系更趋完整与系统。此外，它将重组DNA技术分成切、接、转、增、检五大操作单元，并以大肠杆菌、等受体系统为脉络，全面阐述了基因工程的应用案例。清晰明了。

30 教学参考 　限制性内切酶及其特点 　　　在生物体内有一类酶，它们能将外来的DNA切断，即能够限制异源DNA的侵入并使之失去活力，但对自身的DNA却无损害。科学家还注意到，这种酶是从DNA分子内部切断DNA的，因此，这种酶称做限制性内切酶。美国生物学家内森斯和史密斯因发现了限制性内切酶而获得1978年度的诺贝尔生理学或医学奖。 　　　限制性内切酶通常能识别4～6个碱基长度的特定DNA序列，并能以特定的模式剪切DNA链。一般来说，被识别的DNA序列是回文序列。这种序列的特点是，当从左右两端分别阅读这段双链DNA的碱基序列时，双链上的碱基序列是相同的。按照切割的方式，限制性内切酶可以分为错位切和平切两种，它们分别产生黏性末端和平末端。 　　　目前大约已有500种限制性内切酶，这些酶的命名方式与EcoRⅠ一样遵循统一的规则。第一个字母是分离出此酶的细菌属名的第一个字母，后两个字母为种名的前两个字母，小写，株系数字通常都省略，罗马数字用来表示从同一个细菌中分离出的不同的限制性内切酶。如HpaⅠ和HpaⅡ就是从同一种细菌中分离出来的第一种和第二种内切酶。

31 安徽省远程教育优秀作品 再见