1.1基因工程概述(第1课时)

基因工程的基本操作程序精选教案第一章：基因工程概述1.1 基因工程的定义1.2 基因工程的发展历程1.3 基因工程的应用领域1.4 基因工程的基本操作程序介绍第二章：DNA重组技术2.1 DNA重组技术的原理2.2 常用的DNA重组工具酶2.3 DNA重组技术的操作步骤2.4 实验材料与设备第三章：基因克隆与表达3.1 基因克隆的概念与意义3.2 克隆载体的选择与构建3.3 转化细胞的方法与步骤3.4 基因表达的调控机制第四章：基因编辑技术4.1 基因编辑技术的发展背景4.2 CRISPR/Cas9基因编辑系统4.3 基因编辑技术的应用案例4.4 基因编辑技术的操作步骤与注意事项第五章：基因工程实验操作实例5.1 目的基因的获取与克隆5.2 重组载体的构建与转化5.3 基因编辑实验操作流程5.4 基因表达与功能验证第六章：基因工程在医学领域的应用6.1 基因治疗6.2 基因疫苗6.3 基因诊断与基因测序6.4 生物制药与药物研发第七章：基因工程在农业领域的应用7.1 转基因作物的研发7.2 基因编辑在农业中的应用7.3 植物基因工程与生物技术7.4 农业生物技术的安全性与伦理问题第八章：基因工程在微生物领域的应用8.1 微生物基因工程概述8.2 微生物在基因工程中的应用8.3 基因工程微生物的产业化应用8.4 微生物基因工程的未来发展趋势第九章：基因工程在环境领域的应用9.1 环境生物技术与基因工程9.2 基因工程微生物在环境修复中的应用9.3 基因工程在生物降解与合成中的应用9.4 环境基因工程的未来发展趋势第十章：基因工程伦理与社会影响10.1 基因工程的伦理问题10.2 基因工程与生物多样性10.3 基因工程在人类社会中的影响10.4 基因工程相关的法律法规与政策重点和难点解析重点环节1：基因工程的定义与基本操作程序补充说明：基因工程作为现代生物技术的核心，其定义和基本操作程序是理解后续章节的基础。

第一节基因工程及其技术第1课时基因工程的基本工具与聚合酶链式反应(PCR)技术课标内容要求核心素养对接1.概述基因工程是在遗传学、微生物学、生物化学和分子生物学等学科基础上发展而来的。

2.阐明DNA重组技术的实现需要利用限制性内切核酸酶、DNA连接酶和载体三种基本工具。

生命观念：掌握基因工程的基本工具的种类及作用,并能说出它们在基因工程中的应用。

科学思维：掌握PCR技术的过程与原理,并能正确比较PCR技术与体内DNA复制的异同。

社会责任：通过了解基因工程的发展历程,认同新技术的发展是一代又一代科学家前赴后继努力的结果,并会给人类发展带来巨大的经济效益和社会效益。

一、基因工程是在多学科基础上发展而来的1957年：科恩伯格等首次发现DNA聚合酶。

↓1967年：罗思和海林斯基等发现运转工具质粒,同年,科学家发现DNA连接酶。

↓1970年：特明和巴尔的摩各自在RNA病毒中发现逆转录酶。

史密斯等人分离到限制性内切核酸酶。

↓1972年科学家伯格领导的研究小组完成了世界上首次DNA分子体外重组。

↓1973年科学家科恩领导的研究小组利用大肠杆菌质粒进行了另一个体外重组DNA分子实验。

↓接着,科恩和美国博耶证明真核生物的基因可以在原核生物中进行表达。

↓1976年,科学家用质粒为载体,将生长激素释放抑制因子基因转入大肠杆菌,1977年首次生产出治疗肢端肥大症、巨人症的生长激素释放抑制因子。

↓1977年桑格测定了一种噬菌体的基因组序列,这是人类首次对完整基因组的核苷酸顺序进行测定。

二、基因工程的基本工具1．基因工程(1)概念：又称为DNA重组技术,是指在体外通过人工“剪切”和“拼接”等方法,将外源目的基因与载体DNA进行组合形成重组DNA,然后导入受体细胞,并使其在受体细胞中表达,产生人类需要的基因产物的技术。

(2)原理：基因重组。

(3)操作水平：基因(分子)水平。

2．“分子剪刀”——限制性内切核酸酶(限制酶)(1)作用：识别DNA分子上特定的脱氧核苷酸序列,并使每条链中特定部位的两个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键断开。

第一章：基因工程概述1.1 基因工程的起源基因工程是一项涉及到生物学、遗传学和生物技术的跨学科科学。

它的起源可以追溯到20世纪60年代，当时科学家们开始研究DNA的结构和功能，并尝试利用这些知识来改变生物体的遗传特征。

1.2 基因工程的基本原理基因工程的基本原理是通过改变生物体的DNA序列来实现特定的遗传变异。

这可以通过DNA重组、基因插入和基因编辑等方法来实现。

1.3 基因工程的应用领域基因工程的应用领域非常广泛，包括农业、医学、工业等。

在农业领域，基因工程被应用于改良作物和家畜的遗传特征，提高产量和品质。

在医学领域，基因工程被应用于基因治疗、药物开发等方面。

第二章：基因工程的技术原理与方法2.1 DNA重组技术DNA重组技术是基因工程中最基本的技术之一，它包括将两种不同的DNA序列连接在一起，或者将DNA序列插入到宿主细胞的染色体中。

2.2 基因编辑技术基因编辑技术是近年来发展起来的一种新型基因工程技术，它可以实现对特定基因进行定点编辑，从而修正遗传缺陷或改变遗传特征。

2.3 基因工程的方法基因工程的方法包括质粒介导转化、基因枪法、冷冻贮存等。

这些方法可以根据具体的应用需求来选择和操作。

第三章：基因工程的伦理和法律问题3.1 基因工程的伦理问题基因工程涉及到改变生物体的遗传特征，因此引发了许多伦理和道德上的争议。

对转基因作物的安全性和影响等问题引起了广泛的关注。

3.2 基因工程的法律问题基因工程的发展也带来了一系列的法律问题，包括知识产权的保护、食品安全法规的制定等。

第四章：基因工程的应用与发展4.1 基因工程在农业中的应用基因工程在农业中的应用主要包括转基因作物的培育、抗病害、抗虫害等方面的研究和应用。

这些应用在一定程度上提高了农作物的产量和品质。

4.2 基因工程在医学中的应用基因工程在医学中的应用主要包括基因治疗、药物开发等方面。

通过基因工程技术，科学家们可以研发出更有效的药物，用于治疗各种遗传疾病和癌症等疾病。

第1课时基因工程的操作工具第1课时基因工程的操作工具课程一.1 DNA重组技术的基本工具【课前导学】1.1 DNA重组技术的基本工具一、基因工程的原理：基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，通过体外赋予生物新的基因特征，创造更符合人们需求的新生物类型和生物产品。

因为基因工程是在水平水平上设计和建造的，所以也被称为基因工程。

二、限制性核酸内切酶1.切割DNA的工具是，也称为。

2、这类酶在生物体内能将外来的dna切断，即能够限制异源dna的侵入并使之失去活力，但对自己的dna却无损害作用，这样可以保持细胞原有的遗传信息。

3.由于这种切割是在DNA分子内进行的，因此被称为限制性内切酶（简称限制性内切酶）。

4.DNA分子的限制性内切酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式，即和。

三、dna连接酶――“分子缝合针”根据DNA连接酶的不同来源，它们可分为两类：一类是从大肠杆菌中分离得到的，称为e?colidna连接酶。

e?colidna连接酶只能将连接起来，不能将双链dna片段平末端之间进行连接。

另一种是从T4 DNA连接酶中分离出来的。

T4 DNA连接酶可以“缝合”互补和双链DNA片段，但连接效率相对较低。

四、基因进入受体细胞的载体――“分子运输车”1.在基因操作过程中，载体有两个用途：一是作为载体将目标基因转移到宿主细胞；第二种是利用它在宿主细胞中复制大量目标基因。

2、现在通常使用的载体是，它是一种相对分子质量较小、独立于拟核dna之外的环状dna，有的细菌中有一个，有的细菌中有多个。

3.质粒可以通过细菌之间的连接从一种细菌转移到另一种细菌，这种连接可以复制或整合到细菌假核DNA中，并通过假核DNA的复制进行复制。

4、其他载体还有和等。

5、作为载体必须具备以下条件：能在宿主细胞中复制并稳定保存；具有多个限制酶切点，以便与外源基因连接；它有一些用于筛选的标记基因，如抗生素耐药基因、产品颜色反应基因等[摘要]归纳点1基因工程的概念基因工程的别名操作环境操作对象操作水平基本过程结果归纳点2基因工程的工具及其比较基因剪接技术或DNA重组技术→ 拼接→ 介绍→ 在生物体外的基因DNA分子水平上表达人类所需的基因产物1。

《基因工程学》课程教学大纲（Genetic Engineering）一、课程说明课程编码：02200200课程总学时（理论总学时/实践总学时）：48（48/0）周学时（理论学时/实践学时）：4（4/0）学分：31．课程性质：专业必修课。

2．适用专业与学时分配：适用生物技术专业。

教学内容与学时分配3．课程教学目的与要求：本课程的授课对象是生物技术专业的本科生。

课程简介：《基因工程》是生物技术专业的专业必修课程。

其以分子遗传学理论为基础，以分子生物学和微生物学的现代方法为手段而建立起来的一门技术学科。

基因工程兴起于20世纪70年代初，它的问世带动了生物技术的兴起和发展，是现代生物技术的核心内容。

基因工程课程的主要内容包括基因的分离、基因的克隆、基因的表达、植物基因工程、动物基因工程、药物基因工程和基因治疗等。

它是生命科学学院生物技术专业本科生的主干专业课程之一，它是生物工程（包括基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程）中最重要的课程，其它三大工程是建立在基因工程基础之上的，同时也为生物技术制药等后继学科奠定了重要的理论基础。

课程目标：设置本课程是为了让生物技术专业的学生理解和掌握基因工程的技术原理，通过本课程学习，掌握基因操作的工具酶，基因克隆常用载体，目的基因的分离与合成，重组体的构建，重组体向宿主细胞的导入，重组体克隆的筛选与鉴定以及克隆基因的表达，同时了解基因工程在生物学领域中的应用与发展前景。

对学生达到毕业要求贡献如下：1）了解基因工程学的历史、发展和前沿知识。

2）掌握基因工程学的基础理论、基本知识和基本技能；教学要求：学完基因工程学后，学生将具备以下能力：1）具有良好的自学能力；2）综合运用所掌握的基因工程学理论知识和技能、从事生物科学及其相关领域科学研究的能力。

4．本门课程与其它课程关系：先修课程为生物化学、微生物学、分子生物学、细胞学等，具备基础理论知识及实验能力是基因工程学课程的基础。