走近生物技术

1、2018级高二生物学案 走近生物技术教学案一、基本概念生命科学（Lifescience）：是研究生命体、生命系统、生命过程的科学。生物技术（ HYPERLINK /link?url=PV5aVOPrEgkXSZcuw7L04lpfVOgO-bvO1r6Lg9NZv72TwA9KGTMB5k2loe9sqwp5vbqt-i8IKiP-7qXnnQMEbKXz_pfeS6sjwXXVSpKe8Hm&wd=&eqid=fa48e36200e381c5000000045cb320c5 t /_blank Biotechnology）：是通过改造或利用生命体、生命系统和生命过程来生产和加工产品的技术。用

2、一句更简洁的话来解释，生物技术是生命科学应对人类需求的实际运用。生命科学和生物技术二者之间，是典型的科学与技术之间的关系，生命科学探索未知世界，回答了一个Why的问题，生物技术解决实际问题，回答了一个How的问题。生命科学是生物技术的基础，而生物技术是生命科学发展的手段。你知道的生命科学有哪些： 你知道的生物技术有哪些： 二、观看“生物技术及其发展历史简介”的视频，完成填空。1.）人类文明历史上诞生的第一种生物技术是 ，其最重要的两大产业是 、 。2.）人类早期利用发酵技术获得的食品有：大约在公元六千年前，苏美尔人开始酿造 ，格鲁吉亚人和伊朗人开始酿造 。公元5500年前诞生于波兰的 、300

3、0年前诞生于土耳其的 和3000年前诞生于埃及的 。3.）1796年英国医生爱德华琴纳，通过牛痘接种来预防天花，它标志的 技术诞生，该技术被称为拯救最多生命的生物技术。4.）1676年，荷兰商人 利用自制的200倍显微镜，发现了微生物，人类对生命的认识进入了 。5.）1875年，法国科学家路易斯巴斯德的提出了 是由微生物引起的，他被称为 学之父。6.）1897年，德国化学家毕希纳发现，引起发酵的关键是微生物体内的 。7.）1928年，苏格兰科学家亚历山大弗莱明在微生物的分泌物中发现了 。8.）1944年，美国科学家艾弗里证明了 。9.）1953年，美国的遗传学家沃森和英国分子生物学家克里克，提

4、出了 。 DNA双螺旋结构的发现与 、 并成为20世纪三大科学发现，生物学从此进入了分子时代。）1965年到1971年，科学家们陆续发现了多个能够切割DNA的剪刀： 。11.）1973年美国遗传学家赫伯特韦恩伯耶和斯坦利科恩利用限制性内切酶，将爪蟾的DNA切开与载体连接，然后再转移到大肠杆菌体内，这样大肠杆菌里面就有了 ，这个实验标志着基因工程的诞生。基因工程是20世纪最重要的生物技术之一，它通过对生物的 获得新物种，它是分子生物学的技术基础。12.）1974年，德国生物化学家Rudolf Jaenisch将猴空泡病毒40（SV40病毒）的DNA，通过 的方式，打到小鼠的胚胎中，获得第一个转基

5、因动物。13.）1975年英国的生物化学家Milstein和德国的生物学家Kohler，发明了 技术。14.）1977年，Sanger和Gilbert，发明了 技术。有了该技术，科学家们就能精确了解DNA的变化，能够更有针对性的改造DNA。15.）1996年到2003年世界科学家们合作，开展了 。16.）人胰岛素（Humulin）是历史上第一种 药物。17.）1983年，美国生化学家K.B.Mullis发明了聚合酶链式技术即 技术。18.）1983年，比利时分子生物学家蒙塔古和歇尔将来自 HYPERLINK /usercenter/paper/show?paperid=fa150faec578

6、cc665d6f9e6a2c21b2eb t /usercenter/paper/_blank 苏云金芽孢杆菌(Bt)晶体毒蛋白基因转入 中并成功表达，获得第一种转基因植物。19.）1996年英国的胚胎学家 HYPERLINK /s?wd=%E4%BC%8A%E6%81%A9%C2%B7%E7%BB%B4%E5%B0%94%E7%A9%86%E7%89%B9&tn=SE_PcZhidaonwhc_ngpagmjz&rsv_dl=gh_pc_zhidao t /question/_blank 伊恩维尔穆特用 克隆了第一个动物多利羊，这标志着哺乳动物体细胞克隆技术的成熟。克隆技术的应用主要包括 和

7、 。）2006年，日本的干细胞科学家山中伸弥发明了 ，也就是IPS细胞技术。 IPS细胞技术可以将 转化成多能干细胞，而多能性干细胞，在适合条件下，可以转化成人体内 。）2006之后，又诞生了一系列重要的技术，例如：CAR-T细胞临床免疫治疗技术、CRISPR-Cas基因编辑技术、试管婴儿技术、分子马达技术、生物纳米芯片技术、细胞捕获技术、细胞条形码技术等等。三、生物技术举例DNA 亲子鉴定技术1.相关重要概念介绍DNA亲子鉴定技术：是指通过检测个体的DNA遗传多态性标记，根据个体间遗传多态性标记检测结果是否符合遗传规律来判断血缘关系的技术。DNA多态性：在长期的进化过程中，由于突变或者染色体

8、重排等等因素，会导致在不同的个体间或者同一个体的两个等位基因间DNA的分子结构（包括A、T、C、G 4种碱基的排列顺序）和DNA分子的片段长度稳定地存在两种或者两种以上的形式，该现象称为DNA多态性。对于一个个体而言，DNA多态性的 HYPERLINK /item/%E7%A2%B1%E5%9F%BA t /item/%E5%9F%BA%E5%9B%A0%E5%A4%9A%E6%80%81%E6%80%A7/_blank 碱基顺序终生不变，并按 HYPERLINK /item/%E5%AD%9F%E5%BE%B7%E5%B0%94/178975 t /item/%E5%9F%BA%E5%9B%

9、A0%E5%A4%9A%E6%80%81%E6%80%A7/_blank 孟德尔规律世代相传。DNA遗传标记：存在多态性的DNA位点可以作为遗传标记来识别不同的个体。目前应用最广泛的遗传标记是微卫星DNA，又称短串联重复(STR)或者又称简单序列重复(SSR)。其主要特征就是在等位基因座位上存在2到6个碱基核心序列的串联重复。DNA亲子鉴定技术原理遗传标记位置常染色体DNA遗传标记线粒体DNA遗传标记Y染色体DNA遗传标记遗传方式双亲各一半母系遗传父系遗传遗传规律孟德尔遗传规律来自共同母系祖先的个体的有相同等位基因来自共同父系祖先的个体有相同的等位基因特定性亲子关系血缘关系血缘关系2.DNA亲

10、子鉴定实验操作步骤如下：第一步：DNA提取把样本细胞核中所含有的DNA提取出来，然后进行一定的纯化，去除样本中的杂质。第二步：PCR扩增PCR的中文名为聚合酶链式反应，简单的说，PCR扩增这一步就是把我们所需要的片段通过酶促反应，在PCR仪上进行大量复制，放大到通过某些专用仪器可以看到的程度。第三步：后PCR反应这一步主要是上ABI测序仪检测的准备阶段，将双链的DNA打开，加一些检测用的内标，主要是用来标记检测的片段长度。第四步：毛细管测序仪检测由于DNA带有电荷，通过毛细管电泳的方法，不同片段DNA长度的电泳速度不同，在同样的电压，同样的电泳时间下，泳动的距离不同，这些长短不同距离可以通过前期加入的内标测量分辨出来，同时可通过一定的软件显示在电脑上，方便检测人员处理和分析数据。第五步：分析数据，出具报告主要是检测人员将所得结果进行分析汇总、计算，然后出鉴定结论和报告。3.真实案例分析下面九具遗骸STR序列测定结果显示： 是一家人，其中 号是母亲， 号是父亲。Table 1 STR genotypes for the nine skeletonsskeletonHUMVWA/31HUMTH01HUMF13A1HUMFES/FPSHUMACTBP2114.209.106.1610.11ND217.176.105.710.1111.30315.168.105.712.1311.