【生物】基因工程的誕生和發(fā)展課件-2023-2024學(xué)年高二下學(xué)期生物人教版選擇性必修3

科技探索之路基因工程的誕生和發(fā)展19世紀(jì)《細(xì)胞學(xué)說》奠基人：施萊登、施萬，魏爾肖宏觀領(lǐng)域進入微觀領(lǐng)域20世紀(jì)初遺傳分子定律的發(fā)現(xiàn)20世紀(jì)中葉核酸是遺傳物質(zhì)證實20世紀(jì)50年代沃森和克里克創(chuàng)建DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)分子生物學(xué)時代1972年，伯格（P.Berg）成功構(gòu)建第一個體外重組DNA分子1973年，S.Cohen研究小組成功構(gòu)建體外重組DNA分子并表達基因工程的誕生一、基因工程的概念基因工程是指按照人們的愿望，通過轉(zhuǎn)基因等技術(shù)，賦予生物以新的遺傳特性，創(chuàng)造出更符合人們需要的新的生物類型和生物產(chǎn)品。從技術(shù)操作層面看，由于基因工程是在DNA分子水平上進行設(shè)計和施工的，因此又叫作重組DNA技術(shù)?！滩牡?7頁基因工程的原理為基因重組。中國是世界上最大的棉花生產(chǎn)國和消費國,作為重要的民用和戰(zhàn)略物資,棉花生產(chǎn)一直受到國家的高度重視。20世紀(jì)90年代,生物病蟲害,尤其是棉鈴蟲等鱗翅目害蟲啃蛀棉桿,蠶食棉葉,鉆蛀棉桃,對棉花危害極大。1991~1994年病蟲害在北方棉區(qū)和長江流域棉區(qū)每年造成高達60億元以上的經(jīng)濟損失。艱難時刻！資料：

蘇云金桿菌(Bacillusthuringiensis,即Bt)是一種革蘭氏陽性細(xì)菌,對鱗翅目昆蟲具有專一的毒殺作用,是世界上目前應(yīng)用最廣、生產(chǎn)量最大的生物殺蟲劑。蘇云金桿菌在形成芽孢時由基因控制產(chǎn)生一種分子量為130～160kD的晶體蛋白質(zhì)或內(nèi)毒素,該蛋白質(zhì)被鱗翅目昆蟲攝食后,在昆蟲的中腸道內(nèi)經(jīng)蛋白酶水解,轉(zhuǎn)變成為65～70kD帶有N-末端具有殺蟲活性的毒性多肽分子,并與腸道中的氨肽酶N和鈣粘著蛋白結(jié)合后隨之插入到細(xì)胞膜上并形成穿孔,使細(xì)胞膜周質(zhì)和中膜腔之間的離子平衡被破壞,引起細(xì)胞腫脹甚至裂解,從而導(dǎo)致昆蟲停止進食而最終死亡。任務(wù)一：結(jié)合資料思考雜交育種、誘變育種、基因工程哪種技術(shù)

手段可以培育抗蟲棉？并簡要說明理由。二、基因工程的意義：克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙；定向改造生物性狀！雜交育種：同種生物之間進行誘變育種：在原有基因基礎(chǔ)上

發(fā)生基因突變結(jié)果產(chǎn)生新基因——等位基因

（不定性）基因工程能夠?qū)嵤┑睦碚摶A(chǔ)與技術(shù)保障是什么？任務(wù)二：

請閱讀教材第68/69頁內(nèi)容；思考并概括基因工程技術(shù)之所以能夠具體實施的理論基礎(chǔ)與技術(shù)保障？三、基因工程的理論基礎(chǔ)分子遺傳理論的初步形成為基因工程的設(shè)想提供了理論基礎(chǔ)：艾弗里、赫爾希、蔡斯等人證明DNA是遺傳物質(zhì)1953年，沃森和克里克提出DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)1958年，梅塞爾松和斯塔爾證明DNA半保留復(fù)制1963~1967年，尼倫伯格、馬太、霍拉納破譯遺傳密碼中心法則的提出和完善指出遺傳信息在大分子間的傳遞四、基因工程的技術(shù)保障技術(shù)發(fā)明使基因工程的實施成為可能（1）基因轉(zhuǎn)移載體的發(fā)現(xiàn)：1967年，細(xì)菌質(zhì)粒的自我復(fù)制能力，并且能夠在細(xì)菌間轉(zhuǎn)移（2）工具酶的發(fā)現(xiàn)：1970年，從細(xì)菌分離出限制性核酸內(nèi)切酶陸續(xù)發(fā)現(xiàn)多種限制酶和連接酶（3）DNA體外重組的實現(xiàn)：1972年，構(gòu)建出體外重組DNA分子1973年，重組DNA表達成功為基因的轉(zhuǎn)移找到運輸工具為基因的切割和拼接創(chuàng)造條件基因工程誕生的標(biāo)志轉(zhuǎn)基因棉的設(shè)計圖譜面對嚴(yán)峻的生產(chǎn)形勢，我國于1991年國家“863”計劃啟動抗蟲棉研制工作，1992年底研制成功具有自主知識產(chǎn)權(quán)的GFMCry1A融合Bt殺蟲基因，轉(zhuǎn)入棉花創(chuàng)造出單價轉(zhuǎn)基因抗蟲棉。在抗蟲棉研發(fā)過程中，中國科學(xué)家銳意進取，奮發(fā)圖強，先后獨立開發(fā)了擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的Bt殺蟲蛋白單價、雙價和融合基因技術(shù)、子房微注射等高效轉(zhuǎn)化技術(shù)、預(yù)防害蟲抗性產(chǎn)生的“天然庇護所”技術(shù)、金標(biāo)試紙等基因檢測監(jiān)測技術(shù)、以及三系雜交棉等先進技術(shù)，培育出一大批高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗蟲性好、適應(yīng)性強的品種，僅用了10年時間就實現(xiàn)了市場占有率的逆轉(zhuǎn)，到2007年已完全處于主導(dǎo)地位。

——摘自《中國轉(zhuǎn)基因抗蟲棉發(fā)展回眸》小結(jié)通過科學(xué)史的學(xué)習(xí)，歸納基因工程以下內(nèi)容：一、概念與原理二、意義