选修三专题1基因工程教案
- 格式：doc
- 大小：591.00 KB
- 文档页数：8
选修三专题1基因工程教学设计 1 / 81 / 8 优选资料
上课时间年月日第课时总课时
课题 专题 1 基因工程
授课 1.简述基础理论研究和技术进步催生了基因工程。
2.简述基因工程的原理及技术。 目标
教 重点 DNA重组技术所需的三种基本工具的作用。
材
分 难点 基因工程载体需要具备的条件。
析 教具 授课设计
抗虫棉培育过程
教 表达与学生
方 练习、谈论相 学 结合
法
教 谈论： 抗虫棉是利用什么手段培育的？需要什么工具？
提示： 利用转基因技术 （基因工程 ）；工具： 限制酶 、 DNA 连接酶 、运载体 等。 一、基因工程的看法以及工具
学 1.看法 :指依照人们的梦想，进行严格的设计，并经过体外 DNA 重组和转基因等技术，
赐予生物以新的遗传特点， 从而创立出更吻合人们需要的新的生物种类和生物产品， 由
于基因工程是在 DNA 分子水平进步行和推行的，因此又叫做 DNA 重组技术 。
过 2.基因工程的工具：
（ 1）“分子手术刀” —— 限制性核酸内切酶 （简称限制酶）
程
①存在：原核生物中
②作用：鉴别 双链 DNA 分子的 某种特定核苷酸序列， 并使每一条链中特定的部分的两
1 / 8 选修三专题1基因工程教学设计 2 / 82 / 8 优选资料
个核苷酸之间 的磷酸二酯键断开。
③形成的尾端种类：粘性尾端、平尾端。
（ 2）“分子缝合针”—— DNA 连接酶（作用于磷酸二酯键）
2 / 8 选修三专题1基因工程教学设计 3 / 83 / 8 优选资料
（ 3）“分子运输车”—— 载体
条件：①能在受体细胞中复制并牢固保存，对受体细胞无毒无害；②拥有一至多个酶切位点；③标记基因（一般为抗生素抗性基因，用来优选）。
种类：①质粒（最常用）
②其他： λ 噬菌体的衍生物、动植物病毒等
作用： 携带外源 DNA 片段进入受体细胞。
特点：可在受体细胞中进行自我复制 或整合到染色体 DNA 上随染色体 DNA 进行同步
复制。
二、基因工程的基本操作程序：
1.目的基因的获得：
（ 1）从基因文库中获得
①基因文库的种类：（酵母菌为例）
基因组文库： 把某种生物基因组的 全部遗传信息 经过克隆载体 储藏在一个受体菌 克隆子集体中，这个集体即为这种生物的基因组文库。
cDNA 文库： 指某生物某一发育时期所转录的 mRNA 全部经反转录形成的 CDNA 片
段与某种载体连接而形成的克隆的会集。
②成立基因文库的目的：为了在不知目的基因序列的情况下，获得所需的目的基因。
（ 2）人工合成目的基因①反转录法：
②化学合成法：
3 / 8 选修三专题1基因工程教学设计 4 / 84 / 8 优选资料
（ 3）利用 PCR （聚合酶链式反应）技术扩增目的基因
①原理： DNA 复制。
②前提：已知目的基因的一段核苷酸序列，以便依照这一序列合成引物。
③条件： DNA 模板、引物、热牢固 DNA 聚合酶（ Taq 酶）和 4 种脱氧核苷酸。
④目的： 经过指数式扩增获得大量的目的基因
2.基因表达载体的成立 （ 1）目的： 使目的基因在受体细胞中牢固存在，并可遗传给下一代，同时使目的基因能够表达和发挥作用。
（ 2）基因表达载体的组成： 除目的基因外，还必定有启动子、停止子以及标记基因等。如左图：
①启动子： 位于基因首端， 是 RNA 聚合酶鉴别和结合的部分 ，驱动基因转录出 mRNA 。
②停止子： 位于基因的尾端，作用是使转录过程停止。
③标记基因： 作用是为了鉴别受体细胞中可否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞优选出来。
3.将目的基因导入受体细胞
4 / 8 选修三专题1基因工程教学设计 5 / 85 / 8 优选资料
知识扩展：
将目的基因导入植物细胞的方法还有 ①花粉管通道法（我国自主研发）；②基因枪法
4.目的基因的监测与判断
分子杂交
注意： 检验目的基因使用 标记的目的基因做探针。
三、基因工程的应用
1.植物基因工程
（ 1）提高农作物的抗逆能力
①抗虫与抗病： 抗虫转基因植物、抗病转基因植物
注意： 抗虫棉转的是 BT 毒蛋白基因，该基因表达的 BT 毒蛋白并无毒性 ，进入昆虫消化道被 分解成多肽有毒性。
②其他抗逆性： 例抗盐、抗旱、耐寒、抗除草剂等。
（ 2）改进农作物的质量 ：例转基因延熟番茄、富含赖氨酸的转基因玉米、转基因多色矮牵牛花。
（ 3）利用植物生产药物等
5 / 8 选修三专题1基因工程教学设计 6 / 86 / 8 优选资料
2.动物基因工程
（ 1）提高动物生长速度： 例转基因鱼（转入外源生长素基因）
（ 2）改进畜产品的质量： 例转基因牛分泌的乳汁中的乳糖含量少（转入肠乳糖酶基因）
（ 3）转基因动物生产药物：乳腺生物反应器（药用蛋白基因 +乳腺蛋白基因的启动子）
（ 4）转基因动物做器官移植的供体： 例培育没有免疫排斥反应的转基因克隆猪器官 （控制或除去抗原决定基因 ）
3.基因工程的医学应用
（ 1）基因工程药物
①方式： 利用基因工程培育“工程菌”来生产药品。②成就：利用“工程菌”可生产细胞因子、抗体、疫苗、激素等。（ 2）基因治疗
①看法： 把正常基因导入病人体内，使该基因的表达产物发挥功能，从而达到治疗疾病的目的。
②成就： 将腺苷酸脱氨酶基因转入患者的淋巴细胞中，治疗复合型免疫弊端症。
③种类：
④目前所处阶段： 目前处于 初期 的临床试验阶段。
四、蛋白质工程
1.蛋白质工程的基根源理和路子
2. 基因工程的不足： 在原则上只能产生自然界已存在的蛋白质。 3. 蛋白质工程的进展： 科学家经过对胰岛素的改造， 已使其成为速效性药物。
6 / 8 选修三专题1基因工程教学设计 7 / 87 / 8 优选资料
4. 蛋白质工程的远景：蛋白质工程远景是诱人的，但难度却很大，特别是目前科学家对大多数蛋白质的高级结构的认识还很不够。 总结：
7 / 8 选修三专题1基因工程教学设计 8 / 88 / 8 优选资料
作
业
教 学 后 记
8 / 8
