基因工程及其应用教学设计第二课时

《基因工程及其应用》教学设计

教学目标（一）知识目标

通过积极探究掌握重组DNA技术的原理和步骤，能熟练运用转基因技术解决实际问题。

（二）能力目标

通过讲授法充分掌握重组DNA技术的原理和步骤；通过阅读“放眼社会”，理解转基因技术的有利方面和有害方面。

（三）情感态度和价值观

通过对转基因技术的讨论，培养关爱生命、保护地球生态的观念

:学&科&网Z&X&X&K]教学重点、教学难点：基因工程的工具和一般过程

导入新课

染色体变异、基因突变和基因重组都能引起生物性状的改变，但不能按照人们的意愿来改变生物性状。那么，今天学习一种能按照人们的意愿来改变生物性状的一种新技术

--------------------基因工程

讲授新课

1973年，美国科学家科恩等将两种不同生物的DNA分子进行体外重组，并首次在大肠杆菌中得到表达。创立了基因工程

一、基因工程的创立者：美国科学家科恩

二、基因工程的概念：又叫做重组DNA技术或基因拼接技术。

是按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取出来，加以修饰改造，然后放到另一个生物的细胞里，定向地改造生物的遗传性状。

【分析】基因工程的操作对象是DNA分子，也就是基因；操作环境是在生物体外；操作水平是分子水平；

基因工程的原理：基因重组

三、基因工程的工具：限制性内切酶、DNA连接酶、载体

1、基因的“剪刀”：限制性核酸内切酶（简称限制酶）

特点：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。作用的部位是磷酸二酯键。

例如：EcoRI限制酶

读图90页4-25 作用特点：专一性（特异性）

作用部位：磷酸二酯键

结果：产生带有黏性末端或平末端的DNA片段

分布：原核生物

２、基因的“针线”──DNA连接酶

两种来源不同的DNA用同种限制酶切割后，末端可以相互黏合（碱基互补）

作用：形成磷酸二酯键，将两个末端连接起来，使之成为一个完整的DNA分子。

种类：E.coliDNA连接酶（黏性末端）

T4DNA连接酶（黏性末端或平末端）

DNA聚合酶和DNA连接酶的比较

DNA连接酶

DNA聚合酶

不同点

相同点

连接DNA片段

将游离的脱氧核苷酸连接到DNA片段上

连接不同脱氧核苷酸之间的磷酸和脱氧核糖，形成磷酸二酯键

3、基因的运载体

将外源基因送入受体细胞，需要专门的运输工具，这就是运载体。目前常用的运载体有质粒、噬菌体、动植物病毒等。

质粒是最常用的运载体，是拟核或细胞核外环状的DNA分子，主要存在与细菌、酵母菌等生物中。

三、基因工程的操作步骤

1、提取目的基因

从生物细胞内分离或人工合成

2、目的基因与运载体结合

用同一种限制酶切割目的基因与运载体，形成不同的片段，在DNA连接酶作用下，形成重组DNA.

3、将目的基因导入受体细胞

常用的受体细胞：大肠细胞、酵母菌、动植物细胞

动物细胞：一般选用受精卵

植物细胞：受精卵或体细胞

微生物细胞：繁殖快、产物多

实质是让细菌或病毒感染将重组DNA注入

4、目的基因的检测与鉴定

检测、鉴定、筛选已获得重组DNA的受体细胞。并扩大培养。

五、基因工程的应用

1、生产某些特殊蛋白质显示出巨大的应用价值

以胰岛素为例说明

2、转基因生物的培育

以抗虫棉为例说明

六、转基因生物和转基因食品的安全性（阅读课本）

课堂小结：1、基因工程的原理

2、基因工程的工具

3、基因工程的操作过程

4、基因工程的应用

课堂练习：⒈要使目的基因与对应的运载体重组，所需的两种酶是( )

①限制酶

②DNA连接酶

③解旋酶

④还原酶

Ａ．①②

Ｂ．③④

Ｃ．①④

Ｄ．②③

2.基因工程的正确操作步骤是（

）

①使目的基因与运载体结合

②将目的基因导入受体细胞

③检测目的基因的表达是否符合特定性状要求

④提取目的基因

Ａ．

③②④①

Ｂ．

②④①③

Ｃ．

④①②③

Ｄ．

③④①②

3．培育转基因抗虫棉，采用的方法是

A．基因工程

B．杂交育种

C．多倍体育种

D．单倍体育种

4.下列有关不同育种方法优缺点的说法中，不正确的是（

）

A．基因工程育种的最大优点是定向改造生物

B．多倍体育中的优点是快速获得性状遗传稳定的纯合子

C．人工诱变育种的优点是能够大幅度改良生物的性状

D．杂交育种的优点之一是获得杂种并表现杂种优势

5.某生物的基因型为AaBB，通过下列技术可以分别将它转变为以下基因型的生物：①AABB；②aB；③AaBBC；④AAaaBBBB。则以下排列正确的是（ ）

A. 诱变育种、转基因技术、花药离体培养、多倍体育种 B. 杂交育种、花药离体培养、转基因技术、多倍体育种

C. 花药离体培养、诱变育种、多倍体育种、转基因技术 D. 多倍体育种、花药离体培养、诱变育种、转基因技术

6.下列有关基因工程的叙述,不正确的是(

)

A. 基因工程是在分子水平上进行设计施工的

B. 基因工程的最终目的是导入外源基因

C. 基因工程中对DNA分子的“剪切”和“拼接”发生在生物体外

D. 基因工程改造生物依据的原理是基因重组

7.基因工程的操作步骤：①使目的基因与运载体相结合；②将目的基因导入受体细胞；③检测目的基因的表达是否符合特定性状要求；④提取目的基因。正确的操作顺序是（

）

A. ③②④①

B. .②④①③C. ④①②③D. ③④①②