第2节基因工程及其应用

1、 第第2 2节节 基因工程及其应用基因工程及其应用学习目标学习目标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、基因工程有哪些应用？、基因工程有哪些应用？4 4、转基因生物和转基因食品的安全性、转基因生物和转基因食品的安全性自学指导自学指导 怎样才能顺利达到上述目标？怎样才能顺利达到上述目标？要靠大家紧张有效的自学。请同要靠大家紧张有效的自学。请同学们认真阅读教材学们认真阅读教材P102-106P102-106，思，思考下列问题，考下列问题，1010分钟后进行检测。分钟后进行检测。比一比，看谁知识掌握得最牢固比一比，看谁知识掌握得最牢固

2、. .思考题思考题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？ 这些工具的作用是什么？这些工具的作用是什么？3 3、基因工程操作的一般步骤有哪些？、基因工程操作的一般步骤有哪些？4 4、基因工程技术在作物育种、药物研、基因工程技术在作物育种、药物研 制、环境保护等方面有哪些应用？制、环境保护等方面有哪些应用？先学先学（一）学生认真阅读教材（一）学生认真阅读教材P98100P98100，独立完，独立完成上述思考题（教师巡视，保证每位学生都成上述思考题（教师巡视，保证每位学生都集中精力集中精力)()(时间时间1010分钟）分钟

3、）（二）提问：随机点名学生回答，如有错误，（二）提问：随机点名学生回答，如有错误，教师引导其他学生更正、讨论。教师引导其他学生更正、讨论。（三）检测、板演（三）检测、板演 1.1.出示检测题出示检测题 2.2.让三名学生板演，其他学生做到笔记本让三名学生板演，其他学生做到笔记本上，教师巡视，搜集检测中出现的错误。上，教师巡视，搜集检测中出现的错误。1 1DNADNA连接酶的主要功能是连接酶的主要功能是( () )A A连接连接DNADNA复制时母链与子链之间形成的氢键复制时母链与子链之间形成的氢键B B连接黏性末端碱基之间形成的氢键连接黏性末端碱基之间形成的氢键C C将两条将两条DNADNA末

4、端之间的缝隙连接起来末端之间的缝隙连接起来D D将碱基、脱氧核糖、磷酸之间的键连接起来将碱基、脱氧核糖、磷酸之间的键连接起来C2 2基因工程的操作步骤中，正确的操作顺序是基因工程的操作步骤中，正确的操作顺序是( ( ) )使目的基因与运载体相结合使目的基因与运载体相结合将目的基因导入受体细胞将目的基因导入受体细胞检测目的基因的表达是否符合特定性状要求检测目的基因的表达是否符合特定性状要求提取目的基因提取目的基因A A B B C C D DC3育种的方法有杂交育种、单倍体育种、诱变育育种的方法有杂交育种、单倍体育种、诱变育种、多倍体育种、基因工程育种等，下面对这五种、多倍体育种、基因工程育种等

5、，下面对这五种育种的说法正确的是种育种的说法正确的是( (双选双选) ( ) ) ( ) A A涉及的原理有：基因突变、基因重组、染色涉及的原理有：基因突变、基因重组、染色体变异体变异 B B都不可能产生定向的可遗传变异都不可能产生定向的可遗传变异 C C都在细胞水平上进行操作都在细胞水平上进行操作 D D诱变育种可通过产生新基因从而产生新性状诱变育种可通过产生新基因从而产生新性状AD后教后教（一）更正：（一）更正： 1.1.教师公布答案、学生自改。教师公布答案、学生自改。 2.2.自己寻找错误原因或同桌之间小声自己寻找错误原因或同桌之间小声讨论讨论（二）点评：（二）点评： 1. 1. 对于学

6、生讨论后不能解决的问题，对于学生讨论后不能解决的问题， 教师进行有针对性的分析和讲解教师进行有针对性的分析和讲解 2. 2. 评检测题，概括知识点评检测题，概括知识点 豆科植物的根瘤能够固定空气中的氮豆科植物的根瘤能够固定空气中的氮资料一：目前，资料一：目前，全球的氮肥生全球的氮肥生产耗费世界总产耗费世界总电力的电力的3%-4%，且农作物只能且农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积土壤和水面积土壤和水质的污染。质的污染。资料分析引入资料分析引入 蜘蛛能够吐出蛛丝蜘蛛能够吐出蛛丝资料二：蛛丝是自资料二：蛛丝是自然界最奇特的物质然界最奇特的物质之一，它具有极强之一，它具有极强

7、的韧度，其韧度是的韧度，其韧度是同样直径钢材的好同样直径钢材的好几倍。但与家蚕不几倍。但与家蚕不同，蜘蛛不能家养，同，蜘蛛不能家养，因为它们会互相吞因为它们会互相吞食，所以不可能建食，所以不可能建立人工饲养蜘蛛的立人工饲养蜘蛛的农场。农场。30多年来，多年来，科学家们一直试图科学家们一直试图找到利用其他生物找到利用其他生物体来制造蛛丝的办体来制造蛛丝的办法。法。 资料三资料三 以往，治疗糖尿病以往，治疗糖尿病的胰岛素是从动物的胰岛素是从动物胰腺中提取的，从胰腺中提取的，从100千克猪、牛等千克猪、牛等动物的胰腺只能提动物的胰腺只能提取取34克胰岛素，克胰岛素，治疗一个患者需宰治疗一个患者需宰杀

8、杀4050头牛，这头牛，这种药物的造价就可种药物的造价就可想而知了。想而知了。 微生物可以有分泌产物，微生物可以有分泌产物，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：又叫基因拼接技术或又叫基因拼接技术或DNADNA重组重组技术。就是按照人们的意愿，把一种生物的某技术。就是按照人们的意愿，把一种生物的某种基因种基因提取提取出来，加以出来，加以修饰和改造修饰和改造，然后放到，然后放到另一种另一种生物的细胞里，生物的细胞里，定向定向的改变生物的遗传的改变生物的遗传性状。性状。 ？ 基因工程是在基因工程是在分子分子水平的设计和水平的设计和施工，需要有专门的工具，生物

9、体内有施工，需要有专门的工具，生物体内有哪些专门的哪些专门的工具工具呢？呢？基因工程操作的工具基因工程操作的工具1.1. 将目的基因片断从人体细胞内提取，将目的基因片断从人体细胞内提取，需要基因的需要基因的剪刀剪刀限制性内切酶限制性内切酶。2.2. 将目的基因与运载体将目的基因与运载体DNADNA连接，连接，需要基因的需要基因的针线针线DNADNA连接酶连接酶。3.3. 将目的基因运入大肠杆菌，将目的基因运入大肠杆菌，需要基因的需要基因的运输工具运输工具运载体运载体。限制性内切酶限制性内切酶1.1.分布：分布：主要在微生物中。主要在微生物中。2.2.特点：特点：专一性和特异性，即识别专一性和特

10、异性，即识别特定特定核苷核苷酸序列酸序列，切割切割特定特定切点。切点。3.3.结果：结果：产生黏性未端（碱基互补配对）。产生黏性未端（碱基互补配对）。4.4.举例：举例：大肠杆菌的一种限制酶（大肠杆菌的一种限制酶（EcoREcoR）能识别能识别GAATTCGAATTC序列，并在序列，并在G G和和A A之间切开。之间切开。 一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并在特定的切割点上将并在特定的切割点上将DNA DNA 分子切断。目前已发分子切断。目前已发现的限制酶有现的限制酶有200200多种。多种。限制性内切酶限制性内切酶（EcoREcoR）作用过程作

11、用过程DNA连接酶连接酶 连接酶的作用连接酶的作用：将互补配对的两个黏将互补配对的两个黏性末端连接起来，使之成为一个完整性末端连接起来，使之成为一个完整的的DNADNA分子。分子。？ 基因进行了切割以后就有了切口，基因进行了切割以后就有了切口， 怎样才能将有切口的基因与其他基因缝合怎样才能将有切口的基因与其他基因缝合在一起呢？在一起呢？DNA连接酶的作用过程连接酶的作用过程C T T A AG A A T T C G重组重组DNA分子分子（外源基因）（外源基因）？如何将外源基因送入受体细胞呢？如何将外源基因送入受体细胞呢？注：限制酶与连接酶作用的位点都是注：限制酶与连接酶作用的位点都是 磷酸二酯键磷酸二酯键运载体运载体1.1.作用：作用：将外源基因送入受体细胞。将外源基因送入受体细胞。2.2.种类：种类：质粒、噬菌体和动植物病毒。质粒、噬菌体和动植物病毒。大肠杆菌大肠杆菌DNA 质粒质粒（环状（环状DNA分子）分子）控制质粒控制质粒DNA转移的基因转移的基因抗生素抗性基因抗生素抗性基因利用质粒将外源基因运载入受体细胞中利用质粒将外源基因运载入受体细胞中基因操作的基本步骤基因操作的基本步骤归纳：归纳：？如何让大肠杆菌生产人胰岛素？如何让大肠杆菌生产人胰岛素？基因工程的应用基因工程的应用1 1、基因工程与作物育种：转基因抗虫棉、耐贮、基因工程与作物育种：转基因抗虫棉、