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1、第第2 2节节 基因工程及其应用基因工程及其应用如果可以，你最希望增加哪如果可以，你最希望增加哪种生物的哪种基因？种生物的哪种基因？如果给我蛛丝蛋白基因，我就是蜘蛛侠！想想象象与与现现实实课题：如何用大肠杆菌来生产课题：如何用大肠杆菌来生产人的胰岛素？人的胰岛素？糖尿病患者需要终生注糖尿病患者需要终生注射胰岛素。射胰岛素。长期以来只长期以来只能依靠从猪、牛等动物能依靠从猪、牛等动物的胰腺中提取的胰腺中提取胰岛素胰岛素，1t1t胰腺只能提取胰腺只能提取4 40 0-5-50 0g g，其产量之低和价格之，其产量之低和价格之高可想而知。高可想而知。读一读：读一读：教材P102-103页，并思考下列
2、问题：探究活动一：让大肠杆菌生产人的胰岛素探究活动一：让大肠杆菌生产人的胰岛素为了得到能生产胰岛素的大肠杆菌，需要提取人的什么基因？再把该基因放到哪里去？怎样才能放进去？探究活动一：让大肠杆菌生产人的胰岛素探究活动一：让大肠杆菌生产人的胰岛素做一做：做一做：利用分发的实验材料制作能生产胰岛素的大肠杆菌比一比：比一比：哪个小组完成的最快？实验材料实验材料模拟对象模拟对象纸带纸环剪刀胶带塑料罐人的DNA分子运载体限制酶连接酶大肠杆菌想一想：想一想：探究活动一：让大肠杆菌生产人的胰岛素探究活动一：让大肠杆菌生产人的胰岛素【问题【问题1 1】为了将胰岛素基因导入大肠杆】为了将胰岛素基因导入大肠杆 菌，
3、你使用了哪些工具？菌，你使用了哪些工具？1、基因的、基因的“剪刀剪刀”限制性核酸内切酶限制性核酸内切酶(限制酶限制酶)二、基因工程的基本工具二、基因工程的基本工具【问题【问题2 2】限制酶为什么能够准确地将胰岛】限制酶为什么能够准确地将胰岛 素基因从人的素基因从人的DNADNA上切割下来？上切割下来？G A A T T CC T T A A GEcoR只能识别只能识别GAATTCGAATTC序列，并在序列，并在G G和和A A之间切割之间切割DNADNA。CTT CATC AATTCCCTAA GAAGTAGCTAA GGGATT GGCATCTTAAGATTCCGTAG 双链DNAC C C
4、 G G GG G G C C CSma：只能识别只能识别CCCGGGCCCGGG序列，并在序列，并在C C和和G G之间切开。之间切开。CTCCCGG AATTCCCTAA GAGGGCCCTAA GGGATT GGCATCTTAAGATTCCGTAG 双链DNA常见常见限制酶的识别序列限制酶的识别序列及酶切位点及酶切位点：特异性：一种特异性：一种限制酶只能限制酶只能识别识别一种特定的核苷一种特定的核苷酸序列酸序列，并在，并在特特定的切点上切割定的切点上切割DNA分子。分子。通过认识这些限制通过认识这些限制酶，你觉得限制酶酶，你觉得限制酶有什么特点？有什么特点？1978年诺贝尔生理学或医学奖
5、年诺贝尔生理学或医学奖探究活动二：限制酶切割探究活动二：限制酶切割DNA任务：任务：假设剪刀模拟的是限制酶EcoR，请用此酶处理你拿到的两条具有一定碱基序列的纸带（分别表示人类和大肠杆菌的一段DNA）。两条DNA分子的碱基序列是否相同？在用剪刀剪切纸带之前，你首先要做的是什么？想一想：想一想：【问题【问题3 3】限制酶切割的是】限制酶切割的是DNADNA分子结构中分子结构中 的哪个位置的哪个位置呢呢？DNA DNA平面结构平面结构作用位点：作用位点：磷酸二酯键注意：注意：限制酶切割的是磷酸二酯键，而不是碱基之间的氢键。思考：思考：不同的DNA分子用同种限制酶切割后形成的黏性末端是否是相同的？作
6、用结果：产生的两个末端相同；两个末端作用结果：产生的两个末端相同；两个末端伸出的碱基伸出的碱基之间正好互补配对，这样的切口叫之间正好互补配对，这样的切口叫黏性末端黏性末端。【问题【问题4 4】限制酶切割】限制酶切割DNADNA分子后形成的两分子后形成的两 个切口（末端）有什么特点？个切口（末端）有什么特点？Sma：只能只能识别识别CCCGGG序列，并在序列，并在C和和G之之间间切开。切开。C C C G G GG G G C C CC C C G G GG G GC C C平末端平末端思考：思考：是不是所有的限制酶切割DNA之后形成的都是黏性末端呢？探究活动三：探究活动三：DNA连接酶连接连接
7、酶连接DNA片段片段任务：任务：假设胶带模拟的是DNA连接酶，请用此酶将“活动二”中切开的人类DNA与大肠杆菌DNA连接起来。【问题【问题5 5】DNADNA连接酶连接的是连接酶连接的是DNADNA分子的分子的 哪个结构？哪个结构？2、基因的、基因的“针线针线”DNA连接酶连接酶二、基因工程的基本工具二、基因工程的基本工具CTTCATG AATTCCCTAA GAAGTACTTAA GGGATT GGCATCTTAAAATTCCGTAG GGCATCTTAAAATTCCGTAG 同种限制酶切割后产生的黏性末端可以通过同种限制酶切割后产生的黏性末端可以通过 形形成成 键键“黏黏”在在一一起起，但
8、但这这还还不不是是正正常常的的DNADNA分分子子，因因为为 尚尚未未形形成。成。碱基互补配对碱基互补配对氢氢磷酸二酯键磷酸二酯键想一想：想一想：探究活动一：让大肠杆菌生产人的胰岛素探究活动一：让大肠杆菌生产人的胰岛素【问题【问题6 6】纸环在实验中起什么作用？纸环】纸环在实验中起什么作用？纸环 上的抗氨苄青霉素基因有什么作用？上的抗氨苄青霉素基因有什么作用？3、基因的运载体（分子运输车）、基因的运载体（分子运输车）二、基因工程的基本工具二、基因工程的基本工具作用：作用：将目的基因送入受体细胞具备条件：具备条件：a.具有标记基因，便于判断是否进入到受体细胞中b.具有酶切位点，以便外源基因插入c
9、.能在宿主细胞中复制和表达小资料：质粒小资料：质粒存在于许多细菌以及酵母菌等生物的细胞中，是拟核或细胞核外能够自主复制的很小的双链环状DNA分子。除了质粒，常用的运载体还有哪些？除了质粒，常用的运载体还有哪些？想一想：想一想：探究活动一：让大肠杆菌生产人的胰岛素探究活动一：让大肠杆菌生产人的胰岛素【问题【问题7 7】将人的胰岛素基因转入大肠杆菌】将人的胰岛素基因转入大肠杆菌 中表达可划分为哪几个大的步骤？中表达可划分为哪几个大的步骤？1、提取目的基因、提取目的基因三、基因工程的基本步骤三、基因工程的基本步骤胰岛素基因胰岛素基因(目的基因目的基因)限制酶限制酶人的人的DNA分子分子2、目的基因与
10、运载体结合、目的基因与运载体结合三、基因工程的基本步骤三、基因工程的基本步骤目的基因目的基因黏性末端黏性末端黏性末端黏性末端 限制酶限制酶重组重组DNA DNA连接酶质质 粒粒同种同种相同相同请完成概念图：请完成概念图：1980年，伯格和桑格年，伯格和桑格因成功地构建了第一因成功地构建了第一个体外重组个体外重组DNA分子分子而获得诺贝尔化学奖。而获得诺贝尔化学奖。3、将目的基因导入受体细胞、将目的基因导入受体细胞三、基因工程的基本步骤三、基因工程的基本步骤基因工程中常用的受体细胞有大肠杆菌、动植物细胞等。为了让目的基因顺利地进入受体细胞，通常还要对一些受体细胞进行增大通透性的处理。【问题【问题
11、8 8】如何检测大肠杆菌中是否成功】如何检测大肠杆菌中是否成功 导入了胰岛素基因？导入了胰岛素基因？4、目的基因的检测与鉴定、目的基因的检测与鉴定三、基因工程的基本步骤三、基因工程的基本步骤加氨苄青霉素的加氨苄青霉素的选选择培养基择培养基抗氨苄青抗氨苄青霉素基因霉素基因胰岛素胰岛素基因基因【问题【问题9 9】如何证明你的转基因】如何证明你的转基因 实验成功了？实验成功了？科技造福人类！科技造福人类！19781978年，科学家成功地用大肠杆菌生产出人的胰岛素，年，科学家成功地用大肠杆菌生产出人的胰岛素，大大提高了产量，降低了价格大大提高了产量，降低了价格！4、目的基因的检测与鉴定、目的基因的检测
12、与鉴定三、基因工程的基本步骤三、基因工程的基本步骤【问题【问题1010】通过今天的模拟实验，你觉得】通过今天的模拟实验，你觉得 应该怎样给基因工程下一个定义呢？应该怎样给基因工程下一个定义呢？基因工程又叫基因工程又叫基因拼接技术基因拼接技术或或DNADNA重组重组技术技术。通俗的说，就是按照人们的意愿，。通俗的说，就是按照人们的意愿，把一种生物的某种基因把一种生物的某种基因 出来，加出来，加以以 ，然后放到另一种生物的，然后放到另一种生物的细胞里，细胞里，地改造生物的性状。地改造生物的性状。一、基因工程的概念一、基因工程的概念提取提取修饰改造修饰改造定向定向一一二二三三四四质粒质粒目的基因目的基因黏性末端黏性末端受体细胞受体细胞练一练练一练限制酶限制酶连接酶连接酶课堂小结课堂小结本节课我学到了什么？本节课我学到了什么？一、基因工程的概念二、基因工程的基本工具1、限制酶2、运载体3、连接酶三、基因工程的基本步骤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、目的基因的检测与鉴定基因工程到底取得了哪些重要成就？基因工程到底取得了哪些重要成就？人们为什么对转基因食品存在担忧？人们为什么对转基因食品存在担忧？你愿意吃转基因食品吗？你愿意吃转基因食品吗？谢谢 谢！谢！