6.3 基因工程与转基因生物

转基因的基础知识目录1. 转基因概述 (2)1.1 转基因的定义 (2)1.2 转基因技术的发展历史 (3)1.3 转基因技术的分类 (4)2. DNA及基因的介绍 (5)2.1 DNA的结构与功能 (7)2.2 RNA和基因表达 (8)2.3 基因的识别和分离 (9)3. 转基因的方法学 (10)3.1 直接基因运输法 (12)3.1.1 显微吸管法 (13)3.1.2 电穿孔法 (14)3.1.3 粒子轰击转化法 (15)3.2 载体介导的转基因技术 (16)3.2.1 病毒载体 (17)3.2.2 细菌载体 (18)3.2.3 人工染色体载体 (19)3.3 基因编辑与基因驱动 (20)4. 转基因伦理与法律考量 (22)4.1 转基因伦理争议 (24)4.2 转基因法律法规现状 (25)4.3 公众认知与消费者权利 (26)5. 转基因在农业中的应用 (27)5.1 转基因作物开发 (28)5.2 转基因农作物的益处与风险 (30)5.3 转基因作物的常见类型 (31)6. 转基因在生物医药领域的应用 (32)6.1 基因治疗 (33)6.2 基因工程用于疫苗与药物 (34)6.3 转基因动物模型 (36)7. 转基因的未来趋势 (37)7.1 新基因编辑工具的发展 (38)7.2 转基因技术的精确性与安全性提升 (40)7.3 生态系统平衡与生物多样性保护 (41)7.4 全球化与转基因的国际合作 (42)1. 转基因概述又称基因工程，是一项革新性的生物技术，通过基因操作改变生物遗传物质，赋予其新的特性或增强现有特性。

核心原理是将目标基因（如抗病基因、抗虫基因、提高营养价值等）从一个生物体（供体生物）分离并插入到另一个生物体的基因组中（受体生物），从而改变受体生物的基因组成。

这一过程能够使受体生物获得新的功能，例如抵抗特定病害、耐受农药、提高产量、增强营养价值等。

转基因技术广泛应用于农业、医药、环境保护等领域，对人类生活产生了深远影响。

高考生物真题专项解析—转基因生物，从基因工程中溯源考向一基因工程【母题来源】2022年全国乙卷【母题题文】(2022·全国·高考真题)新冠疫情出现后，病毒核酸检测和疫苗接种在疫情防控中发挥了重要作用。

回答下列问题。

(1)新冠病毒是一种RNA病毒，检测新冠病毒RNA(核酸检测)可以采取RT-PCR法。

这种方法的基本原理是先以病毒RNA为模板合成cDNA，这一过程需要的酶是______，再通过PCR技术扩增相应的DNA片段。

根据检测结果判断被检测者是否感染新冠病毒。

(2)为了确保新冠病毒核酸检测的准确性，在设计PCR引物时必须依据新冠病毒RNA 中的______来进行。

PCR过程每次循环分为3步，其中温度最低的一步是______。

(3)某人同时进行了新冠病毒核酸检测和抗体检测(检测体内是否有新冠病毒抗体)，若核酸检测结果为阴性而抗体检测结果为阳性，说明______(答出1种情况即可)；若核酸检测和抗体检测结果均为阳性，说明______。

(4)常见的病毒疫苗有灭活疫苗、蛋白疫苗和重组疫苗等。

已知某种病毒的特异性蛋白S(具有抗原性)的编码序列(目的基因)。

为了制备蛋白疫苗，可以通过基因工程技术获得大量蛋白S。

基因工程的基本操作流程是______。

[答案](1)逆转录酶##反转录酶(2) 特异性核苷酸序列退火##复性(3) 曾感染新冠病毒，已康复已感染新冠病毒，是患者(4)获取S蛋白基因→构建S蛋白基因与运载体的表达载体→导入受体细胞→目的基因的检测与鉴定(检测受体能否产生S蛋白)【试题解析】PCR全称为聚合酶链式反应，是一项在生物体外复制特定DNA的核酸合成技术；过程：①高温变性：DNA解旋过程(PCR扩增中双链DNA解开不需要解旋酶，高温条件下氢键可自动解开)；低温复性：引物结合到互补链DNA上；③中温延伸：合成子链。

(1)分析题意可知，新冠病毒的遗传物质是RNA，而RT-PCR法需要先得到cDNA，由RNA 到DNA的过程属于逆转录过程，逆转录过程需要的酶是逆转录酶(反转录酶)。

基因工程及其应用教学设计(优秀7篇)6.2基因工程及其应用教学设计案例篇一一、教学目标的确定课程标准中与本节内容相对应的具体内容标准是：关注转基因生物和转基因食品的安全性，这也是本节要达成的主要教学目标。

课程标准并未明确指出本章要讲述基因工程的内容，考虑到本章教材知识体系的完整性，以及学生达成上述目标所需要的知识基础，本节还将简述基因工程的基本原理，举例说出基因工程在农业、医药等领域的应用作为教学目标。

二、--思路第一课时--流程图如下。

第二课时--流程图如下。

三、教学实施的程序教师组织引导学生活动教学意图教师通过图片和音像资料展示基因工程产品，如种子、水果、疫苗或药物等，引入课题。

教师利用问题探讨，提出问题，组织学生讨论、交流看法。

·为什么能把一种生物的基因嫁接到另一种生物上？·推测这种嫁接怎样才能实现？·这种嫁接对品种的改良有什么意义？教师小结：从杂交育种的局限性切入，人类可以利用基因工程技术按照自己的意愿直接定向改变生物。

说明本节教学目标。

教师肯定学生合理的想法，引发思考。

你的想法很好，可是用什么样的方法才能实现你的设想呢？教师用类比的方法引导学生思考基因工程的大致步骤和所需要的工具：剪刀、针线、运载体等。

并用问题启发学生：你能想像这种‘剪刀加浆糊’式的‘嫁接’工作在分子水平的操作，其难度会有多大吗？用同一种限制性内切酶切割后的dna片断其末端可以用连接酶来缝合（参考教科书插图6?4）。

这样剪切拼接就可以形成重组的dna分子。

将学生分成4个人一组，发给所需材料，可将构建模型的文字指导（参见选修3《现代生物科技专题》p.6重组dna分子的模拟操作），复印后发给各组。

教师提出问题：1.在制作模型时用到的工具（剪刀和不干胶）各代表什么？比较剪切后的dna片断的末端切片，你发现有什么特点呢？2.回顾在模型构建过程中，每一步的操作和所用到的工具以及形成的产品，你对重组dna 的操作有什么新的理解？教师启发学生思考重组后的dna分子还需要特殊的搬运工具运载到受体细胞（如大肠杆菌、动植物细胞）中。

高中生物基因工程知识点总结一、基因工程的概念基因工程，又称为重组 DNA 技术，是指按照人们的愿望，进行严格的设计，并通过体外 DNA 重组和转基因等技术，赋予生物以新的遗传特性，从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。

二、基因工程的工具1、限制性核酸内切酶（限制酶）限制酶能够识别双链 DNA 分子的某种特定核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开。

限制酶具有特异性，即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 DNA 分子。

2、 DNA 连接酶DNA 连接酶的作用是将两个具有相同末端的 DNA 片段连接起来，形成磷酸二酯键。

常用的 DNA 连接酶有 E·coli DNA 连接酶和 T4 DNA 连接酶。

3、载体常用的载体有质粒、λ噬菌体的衍生物、动植物病毒等。

载体需要具备的条件包括：能够在宿主细胞中稳定保存并自我复制；具有一个或多个限制酶切点，以便与外源基因连接；具有标记基因，便于进行筛选。

三、基因工程的基本操作程序1、目的基因的获取目的基因可以从自然界已有的物种中分离出来，也可以通过人工合成的方法获得。

常用的方法有从基因文库中获取、利用 PCR 技术扩增目的基因、通过化学方法人工合成等。

2、基因表达载体的构建基因表达载体的构建是基因工程的核心步骤。

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，同时使目的基因能够表达和发挥作用。

一个基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子、标记基因等部分。

3、将目的基因导入受体细胞将目的基因导入受体细胞的方法因受体细胞的不同而有所不同。

例如，将目的基因导入植物细胞可以采用农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法；将目的基因导入动物细胞常用的方法是显微注射法；将目的基因导入微生物细胞通常采用感受态细胞法。

4、目的基因的检测与鉴定目的基因导入受体细胞后，是否可以稳定维持和表达其遗传特性，需要进行检测与鉴定。

八年级生物上册教案全集(北师大版)第一章：科学探究1.1 观察与实验学习观察生物的方法和技巧进行简单的实验操作，如显微镜的使用培养学生的观察能力和实验操作能力1.2 收集与分析信息学习如何收集生物相关信息，如图书、网络等学会整理和分析收集到的信息培养学生的信息处理能力1.3 生物与科学探究学习生物科学探究的基本方法了解生物实验设计的原理和方法培养学生进行科学探究的能力第二章：生物与环境2.1 生物与环境的关系学习生物与环境之间的相互影响了解生物适应环境的现象和实例培养学生对生态环境的认识和保护意识2.2 生态系统的基本概念学习生态系统的组成和作用了解生态系统中的食物链和食物网培养学生对生态系统的基本理解2.3 生物多样性的价值学习生物多样性的概念和重要性了解生物多样性的保护措施和意义培养学生对生物多样性的认识和保护意识第三章：生物圈中的绿色植物3.1 植物的结构与功能学习植物细胞的基本结构与功能了解植物体的主要器官及其功能培养学生对植物结构的认识3.2 植物的生长与发育学习植物生长的基本过程了解植物发育的不同阶段培养学生对植物生长的认识3.3 植物的生殖与繁衍学习植物的生殖方式了解植物的繁衍过程培养学生对植物生殖的认识第四章：生物圈中的人4.1 人体结构与功能学习人体细胞的基本结构与功能了解人体的主要器官及其功能培养学生对人体结构的认识4.2 人体生理与健康学习人体的生理过程了解人体的健康标准及保持方法培养学生对健康的认识和维护意识4.3 人体的生殖与发育学习人体的生殖方式了解人体的发育过程培养学生对人体的生殖和发育的认识第五章：生物的多样性5.1 生物多样性的概念与重要性学习生物多样性的定义和重要性了解生物多样性的保护措施和意义培养学生对生物多样性的认识和保护意识5.2 生物多样性的保护学习生物多样性的保护方法和措施了解保护生物多样性的重要性和意义培养学生对生物多样性保护的意识和行动5.3 生物多样性的研究学习生物多样性的研究方法和手段了解生物多样性的研究成果和应用培养学生对生物多样性研究的兴趣和能力第六章：生物的细胞6.1 细胞的基本结构与功能学习细胞的基本结构，如细胞膜、细胞质、细胞核等了解细胞的功能，如新陈代谢、遗传信息的传递等培养学生对细胞结构和功能的认识6.2 细胞的分裂与分化学习细胞分裂的过程及其意义了解细胞分化的概念和结果培养学生对细胞生命活动的认识6.3 细胞的生命活动与生物体的发展学习细胞在生物体发育过程中的作用了解细胞生命活动的调节机制培养学生对生物体发育的认识第七章：生物的遗传与变异7.1 遗传的基本规律学习孟德尔遗传定律和染色体遗传学的基本原理了解基因型、表现型及其关系培养学生对遗传规律的认识7.2 生物的变异与进化学习生物变异的类型和原因了解生物进化的证据和机制培养学生对生物变异和进化的认识7.3 遗传技术与生物工程学习遗传技术的原理和应用，如基因工程、转基因生物等了解生物工程的意义和前景培养学生对现代生物技术应用的认识第八章：生物的分类与进化8.1 生物的分类系统学习生物分类的基本方法和原则了解生物分类单位的等级和关系培养学生对生物分类的认识8.2 生物的进化历程学习生物进化的证据，如化石、生物地理分布等了解生物进化树和生物演化历程培养学生对生物进化的认识8.3 生物多样性的保护与利用学习生物多样性的保护措施和意义了解生物资源的利用和可持续发展培养学生对生物多样性保护的意识和行动第九章：生物与生活的关系9.1 生物与人类生活的关系学习生物对人类生活的影响，如食物、药物、环境等了解生物技术与人类生活的关系培养学生对生物在人类生活中作用的认知9.2 生物与环境的关系学习生物与环境之间的相互影响了解生物适应环境的现象和实例培养学生对生态环境的认识和保护意识9.3 生物伦理与生物多样性保护学习生物伦理的基本原则和生物多样性保护的重要性了解生物多样性保护的法律法规和国际合作培养学生对生物伦理和生物多样性保护的认识第十章：综合探究活动10.1 生物实验设计与实践学习生物实验设计的基本原则和方法进行生物实验操作，如观察、测量、数据分析等培养学生进行生物实验的能力和科学探究的精神10.2 生物考察与探究学习生物考察的方法和技巧进行生物考察和实践，如植物调查、生态环境考察等培养学生进行生物考察和探究的能力10.3 生物课题研究学习生物课题研究的基本方法和步骤培养学生进行生物课题研究和综合运用知识的能力重点解析本套教案涵盖了八年级生物上册的主要知识点，旨在帮助学生系统地掌握生物学的基本概念、原理和实际应用。

基因工程一、【教材分析】本节为《生命科学高中第二册》（上海科学技术出版社）第6章《遗传信息的传递与表达》中第3节”基因工程与转基因生物”内容。

本节内容分为两课时，第一课时学习基因工程的基本过程，第二课时学习基因工程的应用及可能带来的安全性问题。

本节课安排第一课时的内容。

教材规定本节内容学习水平为B级。

本节课是本章内容的总结和应用，强调运用现代生物技术解决实际问题。

教材从转基因抗虫棉的例子出发，先讲述基因工程操作过程需要的3种工具，即限制酶、DNA连接酶和运载体，为讲述基因工程的基本过程作铺垫。

教材中基因工程的基本过程通过以人生长激素的制备为例，形象生动，有利于激发学生学习兴趣，更容易理解。

二、【学情分析】学生在之前已经就DNA的结构、转录和翻译的过程等内容进行了初步的学习，但是与实际联系还不够，通过基因工程的学习，能够更好地巩固和深入理解相关内容。

交大附中的学生思维活跃、探究能力较强，同时对现代科技充满好奇。

基于这些基础，授课者通过实际操作视频和组织学生动手模拟重组质粒的构建，激发学生学习的兴趣，更好地理解基因工程的过程。

三、【设计思路】本节内容属微观层面，相对抽象，需要吸引学生的注意，又要启发学生的思维。

通过转基因抗虫棉的实际需求导入本节课题，引发学生兴趣。

通过利用大肠杆菌生产人生长激素的例子，让学生感受到基因工程在解决实际问题中的作用。

通过教师亲自拍摄的转基因操作过程，吸引学生关注转基因的实际操作过程。

学生通过动手操作重组质粒的构建过程，发现和解决重组过程中可能出现的问题，更好地理解限制酶和DNA连接酶的特点。

授课过程中强调学生的参与，通过动画、视频、动手等方式来突破教学重难点。

四、【教学目标】1、知识与技能：（1）说明基因工程的基本过程。

（2）说明限制酶和DNA连接酶的特点。

2、过程与方法：通过动手操作纸质模型，理解重组质粒的构建过程以及筛选的必要性。

3、情感态度与价值观：通过基因工程解决实际问题，感受科学技术进步对生活的影响。

基因工程与转基因技术的区别与联系基因工程和转基因技术是现代生物科学领域中重要的概念。

它们都涉及到对生物体基因组的改变，但在方法、目的和应用方面存在着一些区别与联系。

一、基因工程的定义及应用领域基因工程是指利用生物技术手段对个体的基因组进行人为的干预和改造的过程。

通过基因工程技术，可以对基因进行精细的修饰、替换或移植，以达到改善生物体特性或制造特定产品的目的。

基因工程广泛应用于医学、农业、环境保护等领域。

二、转基因技术的定义及应用领域转基因技术是一种特定的基因工程手段，它通过将来自不同物种的基因导入到目标生物体中，实现一个或多个外源基因的组合，从而改变生物体的遗传构成。

转基因技术主要用于农业领域，包括改良农作物、提高产量和抗病虫害等。

三、基因工程与转基因技术的区别1.方法：基因工程可以通过多种手段对基因进行修改，包括体外合成、限制酶切割、基因克隆等；而转基因技术则主要通过将外源基因嵌入到生物体的染色体中实现对基因组的改造。

2.作用：基因工程的核心目标是对基因进行精细的调节和改变，以改善生物体特性或制造特定产品；而转基因技术着重于导入外源基因以改变生物体的遗传构成，通常用于改良农作物或制造转基因动物。

3.适用范围：基因工程的应用领域广泛，包括医学、农业、环境保护等；而转基因技术主要应用于农业领域，用于改良作物和提高农作物的抗性能力。

4.目的：基因工程的目的是通过改变基因来改善生物体的特性或产出特定产品；转基因技术的目的是引入外源基因以改变生物体的遗传构成，使其具备新的性状或特征。

四、基因工程与转基因技术的联系尽管基因工程和转基因技术在方法、目的和应用领域上存在差异，但它们也有着密切的联系。

转基因技术是基因工程的一种特殊应用方式，它利用基因工程技术将外源基因导入到目标生物体中，实现基因组的改造。

因此，可以说转基因技术是基因工程的延伸和应用之一。

综上所述，基因工程是对个体基因组进行干预和改造的过程，应用于医学、农业等多个领域，而转基因技术是一种特殊的基因工程手段，主要应用于农业领域，通过导入外源基因改变生物体的遗传构成。