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1、学习好资料欢迎下载 20152016学年度第一学期高二年级生物教案2015 年 8 月 27 日教师授课时间2015 年 8 月日课时1.5 课时课题必修二 6.2 基因工程及其应用课型新课教学目的重点1、基因工程的基本原理。2、基因工程的安全性问题。难点1、基因工程的基本原理。2、转基因生物与转基因食品的安全性。教具准备教学课件、相关视频课前准备剪刀，卡纸（绿色、红色），油性笔，不干胶教学内容教学过程时间教师指导学生活动引入基因工程播放视频： TBBT夜灯鱼* 在这段片子里，男主角说他要培育什么？（夜灯鱼）* 通过什么方法使普通的鱼变成会发光的夜灯鱼？把海蜇的荧光基因插入到鱼里。这种技术叫是
2、什么？基因工程。这就是我们今天的主题。【基因工程】概念由杂交育种的原理基因工程的原理（两者原理不同之处）* 基因工程是什么？我们来课本 p102 的概念。* 基因工程又叫基因拼接技术或 DNA重组技术。顾名思义，在基因工程中可以实现基因的重组，说道基因的重组，大家会想起前面我们学过的哪一种育种方法？杂交育种。* 杂交育种的原理是什么？基因重组。是在什么范围内的基因重组？抗病的玉米和高产的玉米杂精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 1 页，共 6 页 - - - - - - - - - - 学习好
3、资料欢迎下载交，折耳猫和长毛猫杂交，这些都是同一个物种之间的杂交。* 而基因工程，它可以把一种生物的基因，通过修饰改造，放到另一种生物的体内。它可以是不同生物之间进行基因的重组。所以，基因工程的原理是，基因重组。只是更广义上的基因重组，是可能跨越物种的。* 通过这种定向的改造，基因工程可以做什么呢？基因工程可以干什么？跨越物种的基因重组，定向改造生物。ppt 展示基因工程产物图片。* 可以得到夜灯鱼* 通过基因工程，可以把人的某些基因转给猪，这种转基因猪身上的器官可以移植给人类。解决活器官捐赠来源不足的医疗难题。* 左边是转基因黄金大米，经过转基因， 这些大米富含胡萝卜素，吃了这些大米，就可以
4、顺便补充胡萝卜素。* 这只羊看上去很普通，其实它已经被转入了蜘蛛的某些基因，它的羊奶经过处理就是蜘蛛丝，可以用于工业上生产一些特殊的材料。【问题探究】为什么能？key：* 基因重组 * 定向改变 *人的意愿 *不同种生物（同种生物的属于基因工程吗？） *体外进行？ *分子水平原理 （怎么讲明白原理、概念？比喻？举例？类比？）* 我们知道胰岛素作为一种药物可以降血糖。糖尿病患者就需要注射胰岛素，以前我们会从猪或牛体内提取胰岛素，但是通过基因工程，利用大肠杆菌大量合成胰岛素，可以大大降低成本。* 以上就是基因工程的一些应用。* 那么大家有没有想过，为什么不同物种的生物的基因能重组精品资料 - -
5、- 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 2 页，共 6 页 - - - - - - - - - - 学习好资料欢迎下载呢？* 以转基因大肠杆菌为例，人的基因为什么能嫁接到大肠杆菌上？自然界绝大多数生物都以DNA为遗传物质 , 且 DNA分子的空间结构和化学组成的一样的，所以这些生物的物质基础是一样的. 另外 ,基因最终要通过指导蛋白质合成来控制生物的性状. 在基因表达过程中 , 所有生物共用同一套密码子 , 这样人体的基因就可以在植物体内表达 . 基因工程具体怎么实现？人胰岛素大肠杆菌培育过程为例关键步骤关键步骤所
6、用工具（此处要强调人胰岛素基因必须经过修饰再转移到大肠杆菌，而不是简单的转移。因为人的基因中有内含子，而原核生物没有对应的系统。 ）* 那这个过程是怎么实现的呢？还是以转基因大肠杆菌为例，大家说说简要的过程。* 在这个过程中，有哪些关键的步骤？* 这个过程看上去好像是问你“把大象放进冰箱需要几个步骤”，无非是打开冰箱，把大象放进去，关上冰箱。但是，大家要知道，这是在分子水平上的操作（课本P102提到），所以以上每一步其实都很重要。* 既然是分子水平的操作，就需要分子水平的工具，我们来看看每个关键步骤中的工具。展开设想，说说自己的想法。【基因工程的工具】A剪刀：限制性核酸内切酶背景知识作用位置作
7、用过程作用结果黏性末端or平末端特点特异性（特定序列、特定位点）* 限制性核酸内切酶，简称限制酶。在生物体内，可以把外来的 DNA切断，限制外来DNA的侵入。利用这种特性，我们把限制酶作为基因的剪刀。* 限制酶有一个特点，一种限制酶只识别一种特定的核苷酸序列。* 以 EcoR1为例，当它沿着 DNA 链遇到它命中注定的那段GAATTC 的时候，就能够识别出来，并且在一个特定的位点切割。看课本图 6-2 ，在 G和 A 之间切割，这样就形成了一个切口，出现了两个黏性末端。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - -
8、 - -第 3 页，共 6 页 - - - - - - - - - - 学习好资料欢迎下载* 内切酶的作为部位：磷酸二酯键。B运载体质粒、噬菌体、动植物病毒质 粒 是 什 么 ？ 有 何 特点？为什么质粒能用来做基因载体？* 常用的运载体* 质粒的相关知识。特点。（*key ：环状 DNA分子，独立于拟核或细胞核之外，能自主复制。）* 运载体的特点。* 细菌的质粒有什么作用？質粒主要發現於細菌、放線菌和真菌細胞中，它具有自主複製和轉錄能力，能在子代細胞中表達所攜帶的遺傳信息。質粒的複製和轉錄要依賴於宿主細胞編碼的某些酶和蛋白質，如離開宿主細胞則不能存活，而宿主即使沒有它們也可以正常存活。質粒的
9、存在使宿主具有一些額外的特性， 如增強對抗生素的抗性，令細菌能夠產生毒素等。可以說，質粒與細菌的遺傳變異有關。运载体与目的基因要用同一种限制酶切割* 现在我们要把目的基因和运载体进行连接，首先要对他们进行切割。在这里要用同一种限制酶切割，为什么？（提问）我们刚刚提到的例子EcoR1进行剪切后会得到一个黏性末端，如果质粒也有一个相同的粘性末端是不是就可以顺利的和它连接。 加入换成其他限制酶，可以剪切后是一个平末端，也可能是一个其他的黏性末端（板书图解解释），这个时候， 我们如果用同种限制酶切割，就可以让运载体和目的基因有相同的末端，就可以顺利的连接了。* 好了，经过剪切，得到开口精品资料 - -
10、 - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 4 页，共 6 页 - - - - - - - - - - 学习好资料欢迎下载的质粒和目的基因，就可以把目的基因和质粒进行连接了。但是把他们放在一起，就会自动自觉的连接在一起吗？* 虽然黏性末端可能因为氢键互相粘合，但真正将基因连接到运载体上，还需要什么工具？基因的针线。C针线： DNA连接酶背景知识* DNA 连接酶的作用部位。* 与 DNA聚合酶进行比较。作用位置：磷酸二酯键作用结果： 考虑两两结合的可能性，* 重组质粒与 DNA聚合酶比较注意要点：同种限制酶切割【过程
11、：四个步骤】提取目的基因人工合成 or 直接提取目的基因与运载体结合将目的基因导入受体细胞目的基因的检测与鉴定归纳概括剪、拼、接、转什么是目的基因？举例怎么结合？几种结果？ （and then）受体一般是细菌？为什么？大肠杆菌是基因工程最常见的载体宿主：大腸桿菌是基因工程最常用的載體宿主， 因為它培養容易、成本低、繁殖快(世代時間只需30分鐘 )、遺傳特性已被充份瞭解。實驗室使用的大腸桿菌經遺傳改造，失去了黏附於人類腸臟的能力(減低致病性 )，也不會進行細菌之間的接合基因轉移，避免基因改造傳入自然。使用试剂？作用？检测对象？鉴定什么？动画演示涉及碱基互补配对的过程？精品资料 - - - 欢迎下
12、载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 5 页，共 6 页 - - - - - - - - - - 学习好资料欢迎下载板书设计使用后记知识链接：* 異種器官移植來源由於活器官捐贈來源有限，有研究嘗試使用較便宜、器官結構相對近似人類的豬隻器官作替代。這種稱為異種器官移植(xenotransplantation)的技術，最大挑戰是要避免植入的器官被免疫系統誤認為攻擊對象，出現排斥。近年研究焦點，是選擇性地改變豬者細胞表面會引致免疫反應的蛋白質，將其基因換上人類的版本，培育出人源化(humanized) 的豬隻，成為供應充足的替代器官來源。適合移植人類的豬隻器官研究對象：1- 心臟, 2-肺, 3- 肝臟 , 4- 腎臟 , 5- 胰臟精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 6 页，共 6 页 - - - - - - - - - -