基因工程(浙版老师)

第四节 基因工程的发展前景1.光合作用对人类的生存及发展十分重要，如何提高植物的光合作用效率及农作物产量，一直是科学家追求的目标。

2．解决方法(1)提高二磷酸核酮糖羧化酶的活性。

(2)降低加氧酶的活性。

1.通过某些微生物将分子氮转化为含氮化合物的过程。

2．解决方法通过基因工程技术，将固氮细菌中的固氮基因转移到非豆科作物的细胞内。

1.作用利用动植物作为生物反应器能够生产价格低廉的蛋白质药物。

2．成果⎩⎪⎨⎪⎧ 利用转基因动物的乳腺生产蛋白质药物利用转基因植物生产疫苗1．要培育出具有固氮能力的水稻、小麦等，需运用哪种生物技术？【提示】 固氮基因工程技术。

1.概念利用基因工程技术对天然蛋白质进行改造，以便获得具有理想生物学功能的蛋白质。

2．内容主要是改造现有的蛋白质，通过修改蛋白质中的氨基酸序列来改进蛋白质的结构与构象，提高蛋白质的活性、稳定性和产率。

2．通过T4溶菌酶分子中引入二硫键的方法提高了其热稳性，试问在此过程中主要采取的生物技术是什么？【提示】蛋白质工程。

1．科学家已培育出具有固氮能力的非豆科农作物。

(×)【提示】此类作物尚未培育出来。

2．转基因羊的乳汁中已成功表达出了一些药用蛋白质，如人白细胞介素­2等。

(√) 3．蛋白质工程的核心技术是转基因技术。

(√)4．蛋白质工程的目的在于获得人们所需的天然蛋白质。

(×)【提示】对天然蛋白质进行改造或获得新的蛋白质。

5．利用基因工程可提高农作物的产量。

(√)①什么是蛋白质工程？②蛋白质工程的基本流程如何？③如何理解蛋白质工程是在基因工程的基础上发展起来的？1．概念：利用基因工程技术对天然蛋白质进行改造，以便获得具有理想生物学功能的蛋白质。

2．蛋白质工程崛起的缘由基因工程只能生产出天然蛋白质，蛋白质工程是为了生产出符合人类生产和生活需要的蛋白质。

3．基本原理它可以根据人的需求来设计蛋白质的结构，又称为第二代基因工程。

4．基本途径从预期的蛋白质功能出发，设计预期的蛋白质结构，推测应有的氨基酸序列，找到相对应的脱氧核苷酸序列(基因)。

3. 水母发光蛋白由 236 个氨基酸构成，其 中天冬氨酸、甘氨酸和丝氨酸构成发光环， 现已将这种蛋白质的基因作为生物转基因 的标记，在转基因技术中，这种蛋白质的 作用是( )C A．促使目的基因导入受体细胞 B．促使目的基因在受体细胞内复制 C．使目的基因容易被检测出来 D．使目的基因容易成功表达
３变性
PCR原理
３复性
PC生物不同基因的许多 DNA片段,导入受体菌的群体中储存,各个受体 菌分别含有这种生物的不同的基因,称为基因文 库(因,这种基因叫做部分基因。 如cDNA巩固练习
1.为了培育节水高产品种，科学家将大麦中 与抗旱节水有关的基因导入小麦，得到转基 因小麦，其水分利用率提高了20%。这项技 术的遗传学原理是( A ) A．基因重组 B．基因突变 C．基因复制 D．基因分离
2.利用苏云金芽孢杆菌的抗虫基因培育的 抗虫棉是否成功，最好检测( C ) A．是否有抗生素产生 B．是否有目的基因表达 C．是否有抗虫的性状出现 D．是否能分离到目的基因
Kary B. Mullis
（1）反应体系
• 模板
• 耐热的DNA聚合酶
• dNTP：dATP、dGTP、dCTP、dTTP（浓度越高， 则酶促反应速度越快，但同时也增加了碱基的 错误掺入率和实验成本。）
• 引物：引物决定PCR扩增产物的特异性和长度
• 缓冲液 • Mg2+（稳定核苷酸和提高聚合酶的活性有直接 影响）
PCR反应曲线
理论上，PCR反应产物呈指数增长，但这种增长形式 在扩增25-30个循环以后便放慢直至停止，达到反应平 台。此时扩增产物量不再随循环次数的增加而呈指数 增长。
PCR原理
PCR原理
１变性
PCR原理
１退火

第二节基因工程的原理和技术【教学目标】知识与能力方面：1．简述基因工程的原理2．描述基因工程基本步骤的几个步骤3．举例说出筛选含有目的基因的受体细胞的原理过程与方法方面：运用基因工程的技术，提出解决某一实际问题的方案情感态度、价值观方面：关注基因工程的发展，体会S、T、S三者之间的关系。

【教学重点】基因工程的基本操作步骤【教学难点】从基因文库中获取目的基因筛选含有目的基因的受体细胞【教学方法】讲授法。

【教学课时】1课时。

【教学过程】导入新课）复习：基因工程的操作工具：限制性核酸内切酶DNA连接酶运载体或载体）提出问题）﹙先解决为什么要分五个步骤的问题，然后解决每一步骤的技术方法问题。

﹚1．为什么要有“目的基因的获取”这一步？学生活动）引导学生看本专题题图中基因工程的概念：“基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，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，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。

”可以说这既是概念，也是原理。

这里所说的“更符合人们需要”，就是目的，那么更符合人们需要的那个基因就是目的基因了。

有了目的基因，我们才能赋予一种生物以另一种生物的遗传特性。

2．为什么要有“表达载体的构建”这一步？学生活动）思考：单独的DNA片段──目的基因是不能稳定遗传的。

课文中谈到构建表达载体的目的是为了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，同时使目的基因能表达和发挥作用。

3.为什么要有“目的基因导入受体细胞”这一步？学生活动）思考讨论：教材指出含有目的基因的表达载体只有进入受体细胞，并且维持稳定和表达，才能实现一种生物的基因在另一种生物中的转化。

4.为什么要有“筛选含有目的基因的受体细胞学生活动）思考讨论：这是因为目的基因是否真正插入受体细胞的DNA中，是否能够在受体细胞中稳定遗传只有通过检测、鉴定才能得知。

5.为什么要有“目的基因的表达”这一步？学生活动）思考讨论：目的基因在受体细胞中的表达与否，决定了基因工程是否最终成功，必须进行鉴定，确定其是否表达。

2．转基因动物 (1)含义：转入了 外源基因 的动物。 (2)培育优点：省时、省力。 (3)转基因动物优良性状举例： ①生长速度 加快 的转基因鼠、鱼和猪。 ②具有抗病能力的转基因鸡和牛等。 二、基因工程与疾病治疗 1．基因工程药物 (1)来源：利用基因工程培育“工程菌”来生产的药品。
(2)几种药物比较：
解析：基因治疗是将正常的基因导入有基因缺陷的细胞中， 正常的 ADA 基因可以控制合成正常的 ADA 来影响免疫功能； 为获得大量含 ADA 正常基因的淋巴细胞，需在体外扩增后再 注入患者体内；腺苷酸脱氨酶(ADA)基因缺陷症是先天性免疫 缺陷病。 答案：A
4．据所学知识回答下列问题： (1)1978 年美国科学家利用转基因技术，将人类的胰岛素基因拼 接到大肠杆菌 DNA 中，然后通过大肠杆菌的繁殖，生产出人类 胰岛素药物。请回答： ①从分子结构看，细菌中的质粒是一种__________；质粒能随 细菌的细胞分裂而增加，质粒这种增殖方式在遗传学上称为 ________________。 ②基因工程中常采用质粒作为____________。 ③人的胰岛素基因能在大肠杆菌细胞中表达，合成人的胰岛素， 说明不同生物____________________________。
复习课件
浙江专版高中生物第一章第三节基因工程的应用课件浙科版选修3
2021/4/17
浙江专版高中生物第一章第三节基因工程的应用课件浙科 版选修3
第三节 基因工程的应用
一、基因工程与遗传育种 1．转基因植物 (1)传统育种方法的不足：培育新品种所需时间较长，而且远缘 亲本难以杂交。 (2)植物基因工程的优势：能打破远缘亲本杂交不亲和 的障碍。 (3)培育成功的转基因农作物：抗除草剂的转基因烟草，抗植物 病毒的 转基因番茄 ，抗害虫的 转基因棉，耐贮存的 转基因番茄 等。