高中生物必修二课件1：6-2 基因工程（合作探究）

合作探究系列第2节基因工程及其应用1982年第一例转基因动物问世。科学家将大鼠的生长激素基因导入小鼠体内，使小鼠体重为正常个体的二倍，被称为"超级小鼠"。【目标引领】1、

知识目标：掌握基因工程的概念、原理；基因操作的工具及其操作过程。

2、

能力目标：培养学生分析、推理、归纳、总结的能力。

3、

情感目标：培养学生实事求是的科学态度及从微观到宏观，从现象到本质的科学的研究方法；培养学生严谨的学习态度和思维习惯。【自学探究】各种生物间的性状千差万别这是为什么呢?

答：生物体的不同性状是通过基因的表达而形成的。列举：几种生物的不同性状：豆科植物的根瘤菌能够固定空气中的氮气；青霉菌能产生对人类有用的抗生素——青霉素。

【合作解疑一：基因工程的优点】

基因工程又叫做基因拼接技术或DNA重组技术。这种技术是在生物体外，通地对DNA分子进行人工剪切和拼接，对生物的基因进行改造和重新组合，然后导入受体细胞内进行无性繁殖，使重组基因在受体细胞内表达，产生人类所需要的基因产物。通俗地说，就是按照人们的意愿，把一种生物的个别基因复制出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里，定向地改造生物的遗传性状（目的）。

一、基因工程传统育种方法和基因工程育种相比，有什么不足之处？解疑：传统育种的方法一般只能在同种生物中进行，很难将一种生物的优良性状，移植到另一种生物身上。而基因工程的出现使人类可能按照自己的意愿直接定向的改变生物，培育新品种。“嫁接”了人胰岛素基因的大肠杆菌【合作解疑一：基因工程的优点】【合作解疑二：基因工程的工具】1、基因的“剪刀”──限制性内切酶（限制酶）２、基因的针线──DNA连接酶一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并在特定的切点上切割两个核苷酸之间的磷酸二酯键DNA连接酶的作用:是将互补配对的两个黏性末端连接起来，使之成为一个完整的DNA分子。3、基因的运输工具——运载体将外源基因送入受体细胞。【合作解疑二：基因工程的工具】1、被同一种限制酶切断的几个DNA是否具有相同的黏性末端？不同的限制酶呢？具有相同的粘性末端；不同的限制酶切割形成的粘性末端一般不相同想一想尝试写出下列序列受EcoliI内切酶作用后的黏性末端CTTCATGAATTCCCTAAGAAGTACTTAAGGGATTCTTCATGAATTCCCTAAGAAGTACTTAAGGGATT【合作解疑二：基因工程的工具】尝试写出下列序列受EcoliI内切酶作用后的黏性末端CTTCATGAATTCCCTAAGAAGTACTTAAGGGATTCTTCATGAATTCCCTAAGAAGTACTTAAGGGATT【合作解疑二：基因工程的工具】甲片段CTTCATGAATTCCCTAAGAAGTACTTAAGGGATT乙片段GGCATCTTAAAATTCCGTAG

GGCATCTTAAAATTCCGTAG2、用DNA连接酶连接两个相同的黏性未端要连接几个磷酸二酯键？

4个【合作解疑三：基因工程的操作步骤】四个基本步骤：1）提取目的基因2）目的基因与运载体结合3）将目的基因导入受体细胞4）目的基因的检测和表达【合作解疑三：基因工程的操作步骤】四个基本步骤：1）提取目的基因2）目的基因与运载体结合3）将目的基因导入受体细胞4）目的基因的检测和表达1、获取目的基因时，要想获得某个特定性状的基因必须要用限制酶切几个切口？可产生几个黏性未端？限制酶切下一个特定基因要切断几个磷酸二酯键？2个切口；产生四个粘性末端；需要切断4个磷酸二酯键积极思考【合作解疑三：基因工程的操作步骤】2、受体细胞摄入DNA分子后就说明目的基因完成了表达吗？不能，受体细胞必须表现出特定的性状，才能说明目的基因完成了表达。积极思考【合作解疑三：基因工程的操作步骤】2、受体细胞摄入DNA分子后就说明目的基因完成了表达吗？不能，受体细胞必须表现出特定的性状，才能说明目的基因完成了表达。积极思考【合作解疑三：基因工程的操作步骤】【合作解疑四：基因工程的应用】总结1、基因工程与作物育种2、基因工程与药物研制3、基因工程与环境保护【合作解疑五：转基因生物的安全性争论】阅读以下资料，思考转基因生物的安全性？一英国科学家声称，转基因马铃薯会减弱老鼠免疫系统功能；美国康乃尔大学也发现，转基因玉米会危害蝴蝶幼虫及其相关生态环境。环保团体认为这种违反自然的转基因作物及产品，未经长期安全测试，长期食用可能对人类及生态环境造成负面影响。尤其是注重环境和生态保护的欧盟国家，对转基因作物更加排斥，因而抵制美国GMO产品的进口。美国人食用转基因食品已多年，超级市场上有4000多种商品是含有转基因植物成分的，还没有事例证明人吃了以后会得病，甚至会引起死亡。

加拿大、澳大利亚也是转基因食品的生产大国，均有几千万人在吃，到现在为止也没有—个案例说明它有问题。支持派认为：如果转基因农业生物技术得不到社会支持，这一研究将被扼杀，并且强调，迄今为止并没有发现转基因食品危害人体健康和环境的确切证据。反对派认为：转基因生物和转基因食品不安全，要严格控制。观点总结【合作解疑五：转基因生物的安全性争论】支持派认为：如果转基因农业生物技术得不到社会支持，这一研究将被扼杀，并且强调，迄今为止并没有发现转基因食品危害人体健康和环境的确切证据。反对派认为：转基因生物和转基因食品不安全，要严格控制。观点总结【合作解疑五：转基因生物的安全性争论】积极思维:⒈要使目的基因与对应的载体重组，所需的两种酶是()①限制酶②连接酶③解旋酶④还原酶

Ａ．①②Ｂ．③④Ｃ．①④Ｄ．②③2、用基因工程技术可使大肠杆菌合成人的蛋白质。下列说法不正确的是（）A.常用相同的限制性核酸内切酶处理目的基因和质粒

B.DNA连接酶和RNA聚合酶是构建重组质粒必需的工具酶

C.可用抗生素的培养基检测大肠杆菌中是否导入了重组质粒

D.导入大肠杆菌的目的基因不一定能成功表达.AB3、

下图是利用基因工程方法生产人白细胞干扰素的过程图，据图回答下面的问题。(1)①过程需要

的参与。(2)②物质是从大肠杆菌分离出的________。其化学本质是________，它必须能在宿主细胞中___________________。(3)③过程表明目的基因____________________________。限制性内切酶质粒DNA复制并稳定地保存在大肠杆菌内表达积极思维:基因工程的操作工具1.基因的剪刀——限制酶2.基因的针线——ＤＮＡ连接酶

3.基因的运输工具——运载体

二、基因工程的操作步骤1.目的基因的提取2.目的基因与运载体结合3.目的基因导入受体细胞4.目的基因的检测与表达小结一、基因工程的原理三、基因工程的应用四、转基因和转基因食品的安全性积极思维:⒈要使目的基因与对应的载体重组，所需的两种酶是()①限制酶②连接酶③解旋酶④还原酶

Ａ．①②Ｂ．③④Ｃ．①④Ｄ．②③2、用基因工程技术可使大肠杆菌合成人的蛋白质。下列说法不正确的是（）A.常用相同的限制性核酸内切酶处理目的基因和质粒

B.DNA连接酶和RNA聚合酶是构建重组质粒必需的工具酶

C.可用抗生素的培养基检测大肠杆菌中是否导入了重组质粒

D.导入大肠杆菌的目的基因不一定能成功表达.AB【合作解疑五：转基因生物的安全性争论】阅读以下资料，思考转基因生物的安全性？一英国科学家声称，转基因马铃薯会减弱老鼠免疫系统功能；美国康乃尔大学也发现，转基因玉米会危害蝴蝶幼虫及其相关生态环境。环保团体认为这种违反自然的转基因作物及产品，未经长期安全测试，长期食用可能对人类及生态环境造成负面影响。尤其是注重环境和生态保护的欧盟国家，对转基因作物更加排斥，因而抵制美国GMO产品的进口。美国人食用转基因食品已多年，超级市场上有4000多种商品是含有转基因植物成分的，还没有事例证明人吃了以后会得病，甚至会引起死亡。

加拿大、澳大利亚也是转基因食品的生产大国，均有几千万人在吃，到现在为止也没有—个案例说明它有问题。【合作解疑二：基因工程的工具】1、被同一种限制酶切断的几个DNA是否具有相同的黏性末端？不同的限制酶呢？具有相同的粘性末端；不同的限制酶切割形成的粘性末端一般不相同想一想传统育种方法和基因工程育种相比，有什么不足之处？解疑：传统育种的方法一般只能在同种生物中进行，很难将一种生物的优良性状，移植到另一种生物身上。而基因工程的出现使人类可能按照自己的意愿直接定向的改变生物，培育新品种。“嫁接”了人胰岛素基因的大肠杆菌【合作解疑一：基因工程的优点】1982年第一例转基因动物问世。科学家将大鼠的生长激素基因导入小鼠体内，使小鼠体重为正常个体的二倍，被称为"超级小鼠"。【合作解疑一：基因工程的优点】

基因工程又叫做基因拼接技术或DNA重组技术。这种技术是在生物体外，通地对DNA分子进行人工剪切和拼接，对生物的基因进行改造和重新组合，然后导入受体细胞内进行无性繁殖，使重组基因在受体细胞内表达，产生人类所需要的基因产物。通俗地说，就是按照人们的意愿，把一种生物的个别基因复制出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里，定向地改造生物的遗传性状（目的）。

一、基因工程【合作解疑二：基因工程的工具】1、被同一种限制酶切断的几个DNA是否具有相同的黏性末端？不同的限制酶呢？具有相同的粘性末端；不同的限制酶切割形成的粘性末端一般不相同想一想传统育种方法和基因工程育种相比，有什么不足之处？解疑：传统育种的方法一般只能在同种生物中进行，很难将一种生物的优良性状，移植到另一种生物身上。而基因工程的出