选修3基因工程的概述苏教版

（2）原理：PCF是利用双链DNA复制的原理，将基因的核苷酸序列不断地加以复制，使其数量呈指数方式增加。

利用PCR技术扩增目的基因的前提，是要有一段已知目的基因的核苷酸序列，以便根据这一序列合成引物。

（3 ）过程：目的基因DNA受热变性后解旋形成DNA单链，引物与单链相应互补序列结合，然后在DNA聚合酶作用下进行延伸，如此重复循环多次。

教3•此外，如果基因片段比较小，核苷酸序列又已知，也可以利用DNA合成仪用化学方法直接人工合成。

二、基因表达载体（重组DNA分子或重组质粒）的构建：【讲述】基因表达载体的构建是实施基因工程的第二步，也是基因工程的核心。

其目的是使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传给下一代，冋时使目的基因能够表达和发挥作用。

学fl 表达建体n 越止子墓固黑这IS悴樓衣as思考2 :【拓展】一个基因表达载体的组成，除了目的基因夕卜，还必须有启动子、终止阅读课本第12页子以及标记基因等。

图1 —4,讨论如何将启动子是一段有特殊结构的DNA片段，位于基因的首段，它是RNA聚合酶识别和结合的部位，有了它才能驱动基因转录出mRNA最终获得所需要的蛋白目的基因与载体构建成重组DNA分子？过质。

终止子相当于一盏红色信号灯，使转录在需要的地方停止下来。

终止子位于基因的末端，也是一段有特殊结构的DNA片段。

标记基因的作用是为了鉴别受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来，如抗生素抗性基因就可以作为这种基因。

学生活动：【分析】构建重组DNA分子的方法是用冋种限制酶分别切割目的基因与载体，阅读课本第13页图1 —6,总结土壤农程使它们露岀的黏性末端通过碱基互补配对而黏合起来，再用DNA连接酶将两个杆菌转化法的过程。

DNA片段缝合起来。

三、将目的基因导入受体细胞：1.将目的基因导入植物细胞：一般采用农杆菌转化法。

其操作的方法是将目的思考3:基因插入到土壤农杆菌的Ti质粒的T —DNA上，通过农杆菌的转化作用，使在将目的基因导目的基因进入植物细胞，并将其插入到植物细胞中染色体的DNA上，使目的基入动物细胞时，一般因的遗传特性得以稳定维持和表达（如图所示）。

第一章基因工程第一节基因工程概述【课程标准】简述基因工程的原理及技术。

【学习目标】1．通过知识回顾，能说出传统生物育种方法和运用基因工程育种的差异；2．通过相关实例的分析归纳和教材内容的梳理，能说出获取目的基因常用的方法和技术操作；3．通过图解分析，能初步认识基因表达载体的组成及构建的必要性。

4．通过“积极思维”中的实例分析及其他材料的研读，认识导入目的基因的一般方法、检测和鉴定目的基因的不同层次。

【教学过程】【活动1】传统的生物育种常采用哪些方法？它们依据的原理分别是什么，有什么特点？若运用基因工程来培育新品种，则有什么明显的优势？三、基因工程的实施过程：（一）获取目的基因【活动2】阅读教材P13 页相关内容，回答下列问题：（1）什么是目的基因，什么是供体生物、受体细胞？试举一实例加以说明。

（2）获得目的基因的方法有哪些？（3）什么是基因文库？什么是部分基因文库？怎样从基因文库中得到我们所需的目的基因？（4）浏览教材P14 “知识海洋”，归纳PCR技术依据的原理、操作过程和结果，指出这项技术在基因工程中的主要作用。

(5)什么情况下可考虑选择通过化学方法直接人工合成目的基因?【小结】：1.通过基因文库获取目的基因：-基因组文库：含有一种生物的_______________ 基因①种类-部分基因文库：含有一种生物的_______________ 基因②目的基因的获取：根据基因的有关信息：基因的___________________ 序列、基因在____________________ 上的位置、基因的____________________ 产物mRNA基因的 _____________________ 产物蛋白质等特性获取目的基因。

2.通过PCF技术扩增目的基因：(1)______________________________________________________ PCR勺含义：。

(2)目的：获取大量的目的基因(3)原理：。

1.1 基因工程的概述(第一课时)教学目标 1.说出基因工程诞生的理论与实践依据、 发展阶段和基因工程的含义及其主要实验成果。

2.举例说出限制性核酸内切酶的作用、特点。

4.简述质粒的含义、特性及其在基因工程中的作用。

一、基因工程的诞生和发展接促使了基因工程的诞生。

期； 1982 年以后为迅猛发展和_________________ 的 DNA 分子进行体外重组， 并首次实现了在大肠杆菌中的被认为是基因工程的发展史上的一个里程碑。

(2)作用： 每种限制性核酸内切酶只能识别DNA 分子的上切割 DNA 分子。

(3)切割结果： 大部分限制性核酸内切酶在切开DNA 双链时， 切口处两个末端都带有由若干 ______________ 组成的单链，这种单链被称为_______ 末端。

2．DNA 连接酶 —— 分子针线第一章 基因工程3.举例说出 DNA 连接酶的作用。

1．基因工程是指在通过人工 “ 和”“ 行的 和重新组合， 然后等”方法，对生物的基因进受体细胞并使重组基因在受体细胞中 _______________ ，产生人类需要的的技术，又称为技术。

基因工程是在水平上操作、改变生物的 的技术， 包括基因的 以及在受体细胞内的等过程。

2．艾弗里证明了是遗传物质、 沃森和克里克阐明了尼伦贝格等破译了结构，，这些都为基因工程的创立作出了重要的理论铺垫，而酶和酶等工具酶、等载体和酶的发现， 则直3．基因工程的诞生和发展经历了三个时期：1973〜1976年为 期；1977〜1981年为等将 创立了的新技术 —— 基因工程； 不久，又有科学家将第一个核生物的基因导入大肠杆菌，使大肠杆菌产生了相应的 ； 1 977年，科学家使得生长激素抑制素基因在大肠杆菌中成功表达； 1978 年， 在大肠杆菌中成功合成； 1979年， 基因在大肠杆菌中成功表达； 1980 年，基因在大肠杆菌中成功表达1982 年，美国科学家岶米特等采用法，将经过重组的带有____________________ 基因的质粒转入小鼠的受精卵内， 的小鼠。

第一节 基因工程的概述课前•预习导学KEQ1AN Y VXIDAOX U E敏詮学航：：：：：：：：：：：：：：：：働钞导引：：：：：：：：、基因工程的诞生和发展1 •基因工程的理论基础(1) _____________________________ 艾弗里证明了 DNA 是 _____________________________ ;沃森和克里克阐明了 DNA 分子的 _____________ ; 尼伦贝格等破译了 _____________ 。

(2) ________________ 限制性 _________ 酶和 ________________________________ 酶等工具酶、质粒等载体和 _______________ 酶的发现， 直接促使了基因工程的诞生。

(3)基因工程的诞生和发展经历了三个时期：1973〜1976年为 ___________ , 1977〜1981年为 _________ , 1982 年以后为 ______________________________ 。

_1973年，美国科学家 ________ 等将两种不同来源的 DNA 分子进行体外重组，并首 次实现了重组 DNA 分子在大肠杆菌中的表达，创立了 _______________________ 的新技术一一基因工 程。

2. 基因工程基因工程是指在体外通过人工“ ________ ”和“ _______ ”等方法，对生物的基因进行和 ,然后导入受体细胞并使重组基因在受体细胞中,产生人类需要 的 的技术。

因而，基因工程又称为 。

基因工程是在基因水平上操作、改变生物的 __________ 的技术。

预习交流根据基因工程的概念分析，基因工程的操作对象、操作环境、操作水平和基本方法分别 是什么？ 酶与载体-分子手术刀 限制性核酸内切酶。

每种限制性核酸内切酶只能识别 ，并在特定的位点上切割 DNA 分子。

第一节受精和胚胎发育1．掌握哺乳动物的精子和卵子的发生过程。

（重、难点）2．了解哺乳动物受精作用过程.(重、难点)3．掌握哺乳动物胚胎发育的基本过程及主要特点.(重点）哺乳动物生殖细胞的发生和体内受精1．精子的发生（1)场所：睾丸的曲细精管。

(2）时期:动物性成熟后。

（3)过程。

1个初级精母细胞错误!2个次级精母细胞错误!4个精细胞错误!4个精子。

（4）营养供应：曲细精管的支持细胞.（5）储存：精子形成后进入曲细精管的管腔中。

2．卵子的发生(1）场所：卵巢。

(2)过程。

(3）结果：一个初级卵母细胞最终产生1个卵子和3个极体。

（4)时期。

①卵子发生的第一个阶段是胎儿期，部分卵原细胞发育为初级卵母细胞,被卵泡细胞所包围，形成卵泡。

②初情期后继续发育，在精子入卵后，才能完成减数第二次分裂,形成真正意义上的卵子。

3．体内受精（1)场所：输卵管。

（2）精子的准备：成熟与获能。

①成熟:在附睾中完成。

②获能:成熟的精子必须在雌性动物的生殖道(子宫和输卵管)中经历一段时间才能获得受精能力的过程.卵泡液、输卵管分泌物、血清等液体可使精子获能。

(3)过程①精、卵细胞膜融合：获能的精子穿过次级卵母细胞的透明带，两细胞的细胞膜融合，精子的遗传物质进入卵细胞。

②两个重要反应：卵子外面的透明带和卵细胞膜发生变化不再接受其他精子进入,阻止多个精子同时受精;激活次级卵母细胞继续完成减数第二次分裂。

(4)核融合：卵子的细胞核与精子的细胞核融合便形成了一个单细胞受精卵。

［合作探讨］请结合卵子受精的图片探究以下问题.探讨错误!:精子和卵子在发生上的重要区别是什么？提示：精子和卵子在发生上的重要区别是哺乳动物卵泡的形成和在卵巢内的储备是在胎儿出生前完成的，而精子是从性成熟后开始的.探讨错误!：卵子发育过程中细胞质不均等分配的意义是什么？提示：保证了受精卵能有充足的营养物质满足早期胚胎发育的需要。

探讨3：受精过程中有防止多精入卵的两道屏障，其意义是什么？雌、雄原核与卵子、精子原来的核是什么关系？提示:保证子代细胞中染色体数目正常.雌、雄原核不能理解成卵子、精子原来的核,而是在原来细胞核的基础上形成的新核,原核膜已破裂。

3 •切割的结果:【分析】大部分限制酶在切开DNA双链时，切口处的两个末端都带有伸出的由若干个特定核苷酸组成的单链，这种单链称为“黏性末端”；还有部分限制酶在切割DNA后产生的末端称为“平末端”（如图所示）。

GAA nc'I'S lUTTCcriAA CCCiGGG（-!-（；：（ U（：＜X-U；1；etc4 •限制酶与解旋酶有什么区别？【分析】限制酶主要作用于两个核苷酸之间的磷酸二酯键，而解旋酶主要作用于碱基对之间的氢键（如图所示）°a处为限制酶作用位点，b处则为解旋酶作用位点。

5. DNA连接酶的作用是什么？它与DNA聚合酶的区别是什么？【分析】（1）DNA连接酶将限制酶切割所产生的DNA片段“缝合”起来，恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键。

它与限制酶作用的位点相同。

（2）DNA连接酶是将两个DNA片段连接起来，而DNA聚合酶是将许多单个的脱氧核苷酸连接成脱氧核苷酸长链。

【拓展】DNA的种类主要有两种：E?coli DNA连接酶只能将双链DNA片段互补的黏性末端之间连接起来；而T4DNA连接酶既可以缝合双链DNA片段互补的黏性学生活动3:阅读课本第10〜12 页，思考并讨论这些问题。

思考2 :分析课本图1 —2，画出限制酶切割DNA 的示意图。

思考3:根据上图分析这两种限制酶识别的核苷酸序列和切割的位点分别是什么？回答：1.识别的序列为GAA TTC ,切割的位点在G 与A之间。

2.识别的序列为CCCGGG，切割的位点在C与G之间。

DNA连接酶DNA聚合酶作用实质连接DNA片段间的磷酸二酯键将单个核苷酸与DNA 单链通过磷酸二酯键连接起来连接部位将两个DNA片段通过磷酸二酯键连接起来。

将单个脱氧核苷酸加到已经存在的核酸片段的Q/特甘卜1是否需要模板—不需要需^<6•载体具有什么作用？在基因工程操作中，常用的载体有哪些？【分析】载体的作用是将外源基因导入受体细胞并使其在受体细胞内稳定遗传并表达。