第六章 第二节 基因工程及其应用教案

1、第六章 第二节 基因工程及其应用教材分析?基因工程及其应用?是生物必修2第六章第二节的内容 ,主要内容包括以下三方面内容：基因工程原理、基因工程的应用、转基因生物和转基因食品平安性。基因工程是现代生物科技中的热点 ,逐渐对人类的生产和生活产生巨大的影响 ,所以该内容被录入了现行的高中生物必修教材中 ,并且在选修教材中有更详细的阐述。学习这一内容 ,既有助于学生对这一前沿科技的了解 ,也能让学生对科学、技术、社会三者的关系有更深入的理解 ,还能为学生的人生规划和开展提供一种新的视角。本课学习的基因工程操作的原理及教材概括的根本步骤：提取目的基因、目的基因与运载体结合、将目的基因导入受体细胞、目的

2、基因的表达与检测这四个步骤 ,都可以在必修1和必修2中找到理论根底。但基因工程是在分子水平的操作 ,操作过程细微 ,抽象 ,实验现象看不见也摸不着 ,只凭教师讲述是很枯燥并较难讲清 ,学生也难以理解。教学内容的呈现还具有一定的开放性 ,展示了对转基因食品平安性问题认识的不同观点 ,引导学生对转基因生物和转基因食品的平安性问题的关注、思考和交流。教学重点1、基因工程的根本原理2、基因工程平安性教学难点1、基因工程的根本原理2、转基因生物和转基因食品平安性。教学过程导入： 通过大肠杆菌生产人胰岛素的事例 ,引入基因工程这一新概念人是能产生胰岛素的 ,因为我们体内有相应的合成胰岛素的基因

3、,那么大肠杆菌能不能合成人的胰岛素呢？普通的大肠杆菌没有人的胰岛素基因 ,不能够合成人胰岛素。那可不可以使大肠杆菌产生人的胰岛素呢？是可以。同学们看到这幅图转基因的大肠杆菌 ,这上面展示的就是能产生人胰岛素的大肠杆菌。这是怎么实现的呢？今天学习了基因工程同学们就可以知道！思考：限制酶作用特点及DNA连接酶作用部位一、基因工程的原理基因工程 ,又叫做基因拼接技术或DNA重组技术 ,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面 ,定向地改造生物的性状。一工具1、限制性核酸内切酶 ,简称限制酶。一种限制核酸性内切酶只能识别一种特定的核苷酸序列 ,

4、并在特定的切点上切割DNA分子例、EcoR是已经发现的500种限制性核酸内切酶中的一种 ,它是一种从大肠杆菌中发现的。首先 ,它识别到了GAATTC这一段特定的序列 ,然后在GA之间把DNA分子给切开了 ,形成的两个末端 ,为黏性末端 作用特点：特异性 ,即识别特定核苷酸序列 ,切割特定切点。  结果：产生黏性未端碱基互补配对。2、DNA连接酶用同种限制酶切割后的DNA片断可形成相同的黏性末端 ,碱基可互补配对 ,末端的骨架缺口可以用DNA连接酶来缝合 ,构成重组DNA。 连接的部位：磷酸二酯键梯子的扶手 ,不是氢键梯子的踏板。   

5、结果：两个相同的黏性未端的连接。  3、运载体我们提取的目的基因是不能够自己去到受体细胞里面的 ,还需要有专门的运输工具,就是运载体。我们目前常用的运载体有质粒、噬菌体和动植物病毒 ,而我们最常用的 ,题目里面也经常遇到的运载体是质粒。什么是质粒？质粒是拟核和细胞核外能够进行自我复制的小的环状DNA分子 ,上面有相应的核苷酸序列 ,能够与目的基因相拼接形成重组DNA。作用：将外源基因送入受体细胞。 具备的条件：能在宿主细胞内复制并稳定地保存。  具有多个限制酶切点。具有某些标记基因。  种类：质粒、噬菌体和动植物病毒。

6、60;二基因工程的操作步骤思考：1、目的基因与运载体能结合的原因1、提取目的基因2、目的基因与运载体结合思考题：目的基因与运载体结合的结果可能有几种情况？     有三种情况：目的基因与目的基因结合 ,质粒与质粒结合 ,目的基因与质粒结合。3、将目的基因导入受体细胞思考：2、目的基因能在受体细胞中表达的原因4、目的基因的检测与鉴定挑选转化成功的细胞克隆含有目的基因使导入寄主细胞的目的基因表达出我们所需要的基因产物检测：通过检测标记基因的有无 ,来判断目的基因是否导入。表达：通过特定性状的产生与否来确定目的基因是否表达。 二、基因工程的

7、应用1、定向改进作物和家畜产品在畜牧业的应用培育抗逆性品种抗虫基因作物的意义： 减少农药的用量 ,降低了生产的本钱 ,减少了农药对环境的污染。2、生产某些药物用基因工程的方法生产胰岛素、干扰素、白细胞介素、凝血因子、以及预防乙肝、霍乱、伤寒、疟疾等的疫苗。微生物生长迅速 ,容易控制 ,适于大规模工业化生产。假设将生物合成相应药物成分的基因导入微生物细胞内 ,让它们产生相应的药物 ,不但能解决产量问题 ,还能大大降低生产本钱。3、基因工程在净化环境中应用1用基因工程产物 “超级细菌分解石油 ,可以大大提高细菌分解石油的效率。2用基因工程培养出“吞噬汞和降解土壤中DDT的细菌 ,以及能够净化镉污染

8、的植物。3) 用于环境检测。 3、基因工程在医学上的应用用转基因动物作器官移植的供体三、转基因生物和转基因食品平安性转基因食品动物实验危害事件1英国政府资助的研究显示 ,食用了转基因土豆的老鼠出现了肝脏癌症早期病症、睾丸发育不全、免疫系统和神经系统局部萎缩等异常现象。2德国黑森州北部农民从2019年开始试种Bt-176玉米 ,并用作奶牛的补充饲料 ,2019年当农民开始提高该玉米在饲料中的比例后 ,所有的牛都死亡了。2019年瑞士联邦技术研究院地球植物学研究所海尔比克教授发现 ,Bt-176中的用来毒杀欧洲玉米螟的Bt毒素 ,无法分解 ,最终毒死了奶牛。32019年 ,俄罗斯科学院高级神经生理

9、研究所科学家伊琳娜艾尔马科娃博士研究发现 ,食用转基因大豆食物的老鼠 ,其幼鼠一半以上在出生后头三个星期死亡 ,是没有食用转基因大豆老鼠死亡率的6倍。(4)绝育是吃转基因食物的动物出现的普遍问题 ,“印度在哈里亚纳邦的调查说明 ,大多数吃了转基因棉籽的水牛有并发症 ,如早产 ,流产 ,不育 ,并子宫脱垂。许多小牛死亡。在美国 ,大约24个农民报告说成千上万只猪吃了转基因玉米品种后不能生殖或出现假怀孕现象。及时训练1、DNA连接酶的作用是：A.子链和母链之间形成氢键B.黏性末端之间形成氢键C.两个DNA末端间的缝隙连接D.A、B、C都对 1.以下说法正确的选项是 A、所有的限制酶只能识别一种特定

10、的核苷酸序列 B、质粒是基因工程中唯一的运载体 C、运载体必须具备的条件之一是：具有多个限制酶切点 ,以便与外源基因连接 D、DNA连接酶使黏性末段的碱基之间形成氢键2、以下与基因工程无关的是：A、生产胰岛素 B、生产干扰素 C、生产生长激素 D、生产青大霉素2.不属于质粒被选为基因运载体的理由是 A、能复制 B、有多个限制酶切点 C、具有标记基因 D、它是环状DNA要使目的基因与对应的载体重组 ,所需的两种酶是 限制酶连接酶解旋酶复原酶2、基因工程的正确操作步骤是使目的基因与运载体结合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提取目的基因 5、转基因抗虫烟草的培养是向普通烟草内导入：A、杀虫毒素 B、控制合成杀虫毒素的基因 C、苏云金杆菌 D