第2節(jié)基因工程及其應(yīng)用

1、 第第2 2節(jié)節(jié) 基因工程及其應(yīng)用基因工程及其應(yīng)用學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)1 1、什么是基因工程？、什么是基因工程？2 2、基因工程的原理是什么？、基因工程的原理是什么？3 3、基因工程有哪些應(yīng)用？、基因工程有哪些應(yīng)用？4 4、轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因食品的安全性、轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因食品的安全性自學(xué)指導(dǎo)自學(xué)指導(dǎo) 怎樣才能順利達(dá)到上述目標(biāo)？怎樣才能順利達(dá)到上述目標(biāo)？要靠大家緊張有效的自學(xué)。請同要靠大家緊張有效的自學(xué)。請同學(xué)們認(rèn)真閱讀教材學(xué)們認(rèn)真閱讀教材P102-106P102-106，思，思考下列問題，考下列問題，1010分鐘后進(jìn)行檢測。分鐘后進(jìn)行檢測。比一比，看誰知識掌握得最牢固比一比，看誰知識掌握得最牢固

2、. .思考題思考題1 1、什么是基因工程？、什么是基因工程？2 2、基因工程的操作需要哪些基本工具？、基因工程的操作需要哪些基本工具？ 這些工具的作用是什么？這些工具的作用是什么？3 3、基因工程操作的一般步驟有哪些？、基因工程操作的一般步驟有哪些？4 4、基因工程技術(shù)在作物育種、藥物研、基因工程技術(shù)在作物育種、藥物研 制、環(huán)境保護(hù)等方面有哪些應(yīng)用？制、環(huán)境保護(hù)等方面有哪些應(yīng)用？先學(xué)先學(xué)（一）學(xué)生認(rèn)真閱讀教材（一）學(xué)生認(rèn)真閱讀教材P98100P98100，獨(dú)立完，獨(dú)立完成上述思考題（教師巡視，保證每位學(xué)生都成上述思考題（教師巡視，保證每位學(xué)生都集中精力集中精力)()(時間時間1010分鐘）分鐘

3、）（二）提問：隨機(jī)點(diǎn)名學(xué)生回答，如有錯誤，（二）提問：隨機(jī)點(diǎn)名學(xué)生回答，如有錯誤，教師引導(dǎo)其他學(xué)生更正、討論。教師引導(dǎo)其他學(xué)生更正、討論。（三）檢測、板演（三）檢測、板演 1.1.出示檢測題出示檢測題 2.2.讓三名學(xué)生板演，其他學(xué)生做到筆記本讓三名學(xué)生板演，其他學(xué)生做到筆記本上，教師巡視，搜集檢測中出現(xiàn)的錯誤。上，教師巡視，搜集檢測中出現(xiàn)的錯誤。1 1DNADNA連接酶的主要功能是連接酶的主要功能是( () )A A連接連接DNADNA復(fù)制時母鏈與子鏈之間形成的氫鍵復(fù)制時母鏈與子鏈之間形成的氫鍵B B連接黏性末端堿基之間形成的氫鍵連接黏性末端堿基之間形成的氫鍵C C將兩條將兩條DNADNA末

4、端之間的縫隙連接起來末端之間的縫隙連接起來D D將堿基、脫氧核糖、磷酸之間的鍵連接起來將堿基、脫氧核糖、磷酸之間的鍵連接起來C2 2基因工程的操作步驟中，正確的操作順序是基因工程的操作步驟中，正確的操作順序是( ( ) )使目的基因與運(yùn)載體相結(jié)合使目的基因與運(yùn)載體相結(jié)合將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞檢測目的基因的表達(dá)是否符合特定性狀要求檢測目的基因的表達(dá)是否符合特定性狀要求提取目的基因提取目的基因A A B B C C D DC3育種的方法有雜交育種、單倍體育種、誘變育育種的方法有雜交育種、單倍體育種、誘變育種、多倍體育種、基因工程育種等，下面對這五種、多倍體育種、基因工程育種等

5、，下面對這五種育種的說法正確的是種育種的說法正確的是( (雙選雙選) ( ) ) ( ) A A涉及的原理有：基因突變、基因重組、染色涉及的原理有：基因突變、基因重組、染色體變異體變異 B B都不可能產(chǎn)生定向的可遺傳變異都不可能產(chǎn)生定向的可遺傳變異 C C都在細(xì)胞水平上進(jìn)行操作都在細(xì)胞水平上進(jìn)行操作 D D誘變育種可通過產(chǎn)生新基因從而產(chǎn)生新性狀誘變育種可通過產(chǎn)生新基因從而產(chǎn)生新性狀A(yù)D后教后教（一）更正：（一）更正： 1.1.教師公布答案、學(xué)生自改。教師公布答案、學(xué)生自改。 2.2.自己尋找錯誤原因或同桌之間小聲自己尋找錯誤原因或同桌之間小聲討論討論（二）點(diǎn)評：（二）點(diǎn)評： 1. 1. 對于學(xué)

6、生討論后不能解決的問題，對于學(xué)生討論后不能解決的問題， 教師進(jìn)行有針對性的分析和講解教師進(jìn)行有針對性的分析和講解 2. 2. 評檢測題，概括知識點(diǎn)評檢測題，概括知識點(diǎn) 豆科植物的根瘤能夠固定空氣中的氮豆科植物的根瘤能夠固定空氣中的氮資料一：目前，資料一：目前，全球的氮肥生全球的氮肥生產(chǎn)耗費(fèi)世界總產(chǎn)耗費(fèi)世界總電力的電力的3%-4%，且農(nóng)作物只能且農(nóng)作物只能吸收氮肥的吸收氮肥的1/10,造成了大造成了大面積土壤和水面積土壤和水質(zhì)的污染。質(zhì)的污染。資料分析引入資料分析引入 蜘蛛能夠吐出蛛絲蜘蛛能夠吐出蛛絲資料二：蛛絲是自資料二：蛛絲是自然界最奇特的物質(zhì)然界最奇特的物質(zhì)之一，它具有極強(qiáng)之一，它具有極強(qiáng)

7、的韌度，其韌度是的韌度，其韌度是同樣直徑鋼材的好同樣直徑鋼材的好幾倍。但與家蠶不幾倍。但與家蠶不同，蜘蛛不能家養(yǎng)，同，蜘蛛不能家養(yǎng)，因為它們會互相吞因為它們會互相吞食，所以不可能建食，所以不可能建立人工飼養(yǎng)蜘蛛的立人工飼養(yǎng)蜘蛛的農(nóng)場。農(nóng)場。30多年來，多年來，科學(xué)家們一直試圖科學(xué)家們一直試圖找到利用其他生物找到利用其他生物體來制造蛛絲的辦體來制造蛛絲的辦法。法。 資料三資料三 以往，治療糖尿病以往，治療糖尿病的胰島素是從動物的胰島素是從動物胰腺中提取的，從胰腺中提取的，從100千克豬、牛等千克豬、牛等動物的胰腺只能提動物的胰腺只能提取取34克胰島素，克胰島素，治療一個患者需宰治療一個患者需宰殺

8、殺4050頭牛，這頭牛，這種藥物的造價就可種藥物的造價就可想而知了。想而知了。 微生物可以有分泌產(chǎn)物，微生物可以有分泌產(chǎn)物，且微生物繁殖速率快且微生物繁殖速率快基因工程概念基因工程概念基因工程基因工程：又叫基因拼接技術(shù)或又叫基因拼接技術(shù)或DNADNA重組重組技術(shù)。就是按照人們的意愿，把一種生物的某技術(shù)。就是按照人們的意愿，把一種生物的某種基因種基因提取提取出來，加以出來，加以修飾和改造修飾和改造，然后放到，然后放到另一種另一種生物的細(xì)胞里，生物的細(xì)胞里，定向定向的改變生物的遺傳的改變生物的遺傳性狀。性狀。 ？ 基因工程是在基因工程是在分子分子水平的設(shè)計和水平的設(shè)計和施工，需要有專門的工具，生物

9、體內(nèi)有施工，需要有專門的工具，生物體內(nèi)有哪些專門的哪些專門的工具工具呢？呢？基因工程操作的工具基因工程操作的工具1.1. 將目的基因片斷從人體細(xì)胞內(nèi)提取，將目的基因片斷從人體細(xì)胞內(nèi)提取，需要基因的需要基因的剪刀剪刀限制性內(nèi)切酶限制性內(nèi)切酶。2.2. 將目的基因與運(yùn)載體將目的基因與運(yùn)載體DNADNA連接，連接，需要基因的需要基因的針線針線DNADNA連接酶連接酶。3.3. 將目的基因運(yùn)入大腸桿菌，將目的基因運(yùn)入大腸桿菌，需要基因的需要基因的運(yùn)輸工具運(yùn)輸工具運(yùn)載體運(yùn)載體。限制性內(nèi)切酶限制性內(nèi)切酶1.1.分布：分布：主要在微生物中。主要在微生物中。2.2.特點(diǎn)：特點(diǎn)：專一性和特異性，即識別專一性和特

10、異性，即識別特定特定核苷核苷酸序列酸序列，切割切割特定特定切點(diǎn)。切點(diǎn)。3.3.結(jié)果：結(jié)果：產(chǎn)生黏性未端（堿基互補(bǔ)配對）。產(chǎn)生黏性未端（堿基互補(bǔ)配對）。4.4.舉例：舉例：大腸桿菌的一種限制酶（大腸桿菌的一種限制酶（EcoREcoR）能識別能識別GAATTCGAATTC序列，并在序列，并在G G和和A A之間切開。之間切開。 一種限制酶只能識別一種特定的核苷酸序列，一種限制酶只能識別一種特定的核苷酸序列，并在特定的切割點(diǎn)上將并在特定的切割點(diǎn)上將DNA DNA 分子切斷。目前已發(fā)分子切斷。目前已發(fā)現(xiàn)的限制酶有現(xiàn)的限制酶有200200多種。多種。限制性內(nèi)切酶限制性內(nèi)切酶（EcoREcoR）作用過程作

11、用過程DNA連接酶連接酶 連接酶的作用連接酶的作用：將互補(bǔ)配對的兩個黏將互補(bǔ)配對的兩個黏性末端連接起來，使之成為一個完整性末端連接起來，使之成為一個完整的的DNADNA分子。分子。？ 基因進(jìn)行了切割以后就有了切口，基因進(jìn)行了切割以后就有了切口， 怎樣才能將有切口的基因與其他基因縫合怎樣才能將有切口的基因與其他基因縫合在一起呢？在一起呢？DNA連接酶的作用過程連接酶的作用過程C T T A AG A A T T C G重組重組DNA分子分子（外源基因）（外源基因）？如何將外源基因送入受體細(xì)胞呢？如何將外源基因送入受體細(xì)胞呢？注：限制酶與連接酶作用的位點(diǎn)都是注：限制酶與連接酶作用的位點(diǎn)都是 磷酸二酯鍵磷酸二酯鍵運(yùn)載體運(yùn)載體1.1.作用：作用：將外源基因送入受體細(xì)胞。將外源基因送入受體細(xì)胞。2.2.種類：種類：質(zhì)粒、噬菌體和動植物病毒。質(zhì)粒、噬菌體和動植物病毒。大腸桿菌大腸桿菌DNA 質(zhì)粒質(zhì)粒（環(huán)狀（環(huán)狀DNA分子）分子）控制質(zhì)粒控制質(zhì)粒DNA轉(zhuǎn)移的基因轉(zhuǎn)移的基因抗生素抗性基因抗生素抗性基因利用質(zhì)粒將外源基因運(yùn)載入受體細(xì)胞中利用質(zhì)粒將外源基因運(yùn)載入受體細(xì)胞中基因操作的基本步驟基因操作的基本步驟歸納：歸納：？如何讓大腸桿菌生產(chǎn)人胰島素？如何讓大腸桿菌生產(chǎn)人胰島素？基因工程的應(yīng)用基因工程的應(yīng)用1 1、基因工程與作物育種：轉(zhuǎn)基因抗蟲棉、耐貯、基因工程與作物育種：轉(zhuǎn)基因抗蟲棉、