2015-2016高中生物人教版必修2同課異構(gòu)教學(xué)課件 62基因工程及其應(yīng)用

1、第6章 從雜交育種到基因工程第2節(jié) 基因工程及其應(yīng)用,人教版必修2,教學(xué)目標(biāo),知識(shí)技能目標(biāo) 簡(jiǎn)述基因工程的基本原理 舉例說出基因工程在農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥等領(lǐng)域的應(yīng)用 情感態(tài)度價(jià)值觀目標(biāo) 關(guān)注轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因食品的安全性簡(jiǎn) 教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn) 述基因工程的基本原理 教學(xué)方法手段 類比猜想創(chuàng)設(shè)情境 例證法,能發(fā)光的水母,請(qǐng)您欣賞,能否能否讓熱帶魚也能發(fā)光?,設(shè)想,不能發(fā)光的熱帶斑馬魚,請(qǐng)您欣賞,請(qǐng)您欣賞,超級(jí)小鼠與超級(jí)魚,能產(chǎn)生人胰島素的大腸桿菌,請(qǐng)您欣賞,基因“嫁接”,什么叫基因工程? 基因工程 的基本操作步驟有哪些?,歸納出科學(xué)家實(shí)施基因工程 的總體思路,閱讀教材 P102，解決以下問題：,能力體現(xiàn),又稱

2、基因拼接技術(shù),或重組DNA 技術(shù)。 通俗的說，就是按照人們的意愿，把一種生物的某種基因提取出來，加以修飾改造，然后放到另一種生物的細(xì)胞里，定向的改造生物的遺傳性狀。, 基因工程(gene engineering),1.原理：,2.操作水平：,3.結(jié)果：,基因重組,DNA分子水平,定向地改造生物的遺傳性狀，獲得人類所需要的品種。, 基因工程(gene engineering),培育轉(zhuǎn)基因大腸桿菌的簡(jiǎn)要過程：,你認(rèn)為上述培育轉(zhuǎn)基因大腸桿菌的關(guān)鍵步驟有哪些？,普通大腸桿菌 (不能分泌胰島素),實(shí)例展示,培育轉(zhuǎn)基因大腸桿菌的關(guān)鍵步驟：,如:EcoRI,1、該限制酶只能識(shí)別GAATTC的序列，說明了限制

3、酶具有的特性是 。,2、 EcoRI限制酶識(shí)別了GAATTC的序列后，將會(huì)發(fā)生什么樣的變化？,積極思考,專一性,1.基因的剪刀限制性內(nèi)切酶,基因操作(gene engineering)的工具,模型構(gòu)建1,練習(xí)使用EcoRI 剪切目的基因,黏性末端,2.分子針線DNA連接酶 (DNA linking-enzyme),積極思考,DNA連接酶連接的是兩個(gè)脫氧核苷酸(deoxyribonucleotide)分子的什么部位？,基因操作(gene engineering)的工具,模型構(gòu)建2,使用DNA連接酶制作重組DNA分子,甲片段,重組DNA分子 Recombinant DNA,目的基因(如人的胰島素基

4、因)怎樣才能導(dǎo)入受體細(xì)胞(如大腸桿菌細(xì)胞)？,3.基因的運(yùn)輸工具運(yùn)載體 (carrying),常用的運(yùn)載體(carrying)有兩類： (1)細(xì)菌細(xì)胞質(zhì)的質(zhì)粒( plasmid) (2)噬菌體(bacteriophages)或某些動(dòng)植物病毒 (virus),基因操作(gene engineering)的工具,大腸桿菌的質(zhì)粒 (plasmid)：,運(yùn)載體(carrying)應(yīng)該具有什么特點(diǎn)呢?,？,基因操作(gene engineering)的工具,運(yùn)載體(carrying) 1能夠在宿主細(xì)胞內(nèi)復(fù)制并穩(wěn)定保存； 具有多個(gè)限制酶切點(diǎn)以便與外源基因相連； 具有標(biāo)記基因，便于進(jìn)行篩選,香 蕉 魚,你見

5、過嗎?,最新款的摩托車,你想過嗎?,你見過樹會(huì)走路嗎?,你知道什么是真正的碩果累累嗎?,誰能告訴我這是？,給科學(xué)插上想象的翅膀， 你會(huì)收獲更多！,基因工程(gene engineering)的“四步曲”,提取目的基因,1,目的基因與運(yùn)載體結(jié)合,2,將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞,3,目的基因的檢測(cè)和表達(dá),4,基因工程的操作工具,1.基因的剪刀 限制性內(nèi)切酶,2.基因的針線 連接酶,3.基因的運(yùn)輸工具 運(yùn)載體,基因工程的操作步驟,1.目的基因的提取,2.目的基因與運(yùn)載體結(jié)合,3.目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞,4.目的基因的檢測(cè)與表達(dá),基因工程(gene engineering)的原理,小結(jié),1、基因工程與作物育

6、種,基因工程的應(yīng)用,生長(zhǎng)快、肉質(zhì)好的轉(zhuǎn)基因魚(中國(guó)),乳汁中含有人生長(zhǎng)激素的轉(zhuǎn)基因牛(阿根廷),轉(zhuǎn)黃瓜抗青枯病基因的甜椒,獲得高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)和具有優(yōu)良品質(zhì)的農(nóng)作物和具有抗逆性的作物新品種。,2、基因工程與藥物研制,我國(guó)生產(chǎn)的部分基因工程疫苗和藥物,許多藥品的生產(chǎn)是從生物組織中提取的。受材料來源限制產(chǎn)量有限，其價(jià)格往往十分昂貴。,微生物生長(zhǎng)迅速，容易控制，適于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。若將生物合成相應(yīng)藥物成分的基因?qū)胛⑸锛?xì)胞內(nèi)，讓它們產(chǎn)生相應(yīng)的藥物，不但能解決產(chǎn)量問題，還能大大降低生產(chǎn)成本。,胰島素從豬、牛等動(dòng)物的胰腺中提取，100Kg胰腺只能提取4-5g的胰島素，其產(chǎn)量之低和價(jià)格之高可想而知。,將合成

7、的胰島素基因?qū)氪竽c桿菌，每2000L培養(yǎng)液就能產(chǎn)生100g胰島素！使其價(jià)格降低了30%-50%!,3、環(huán)境保護(hù)基因工程做成的“超級(jí)細(xì)菌”能吞食和分解多種污染環(huán)境的物質(zhì)。,通常一種細(xì)菌只能分解石油中的一種烴類，用基因工程培育成功的“超級(jí)細(xì)菌”卻能分解石油中的多種烴類化合物。有的還能吞食轉(zhuǎn)化汞、鎘等重金屬，分解DDT等毒害物質(zhì)。,利用基因工程培育的“指示生物”能十分靈敏地反映環(huán)境污染的情況，卻不易因環(huán)境污染而大量死亡，甚至還可以吸收和轉(zhuǎn)化污染物。,轉(zhuǎn)基因食品,安全嗎?,1.切取牛的生長(zhǎng)激素或人的生長(zhǎng)激素基因,用顯微注射技術(shù)將它們分別注入小鼠的受精卵中,從而獲得了”超級(jí)鼠”,次項(xiàng)技術(shù)遵循的原理是,

8、A.基因突變 DNA RNA 蛋白質(zhì),B.基因工程 RNA DNA 蛋白質(zhì),C.細(xì)胞工程 DNA RNA 蛋白質(zhì),D.基因工程 DNA RNA 蛋白質(zhì),D,練習(xí),2.(多選題)如圖,下列有關(guān)酶功能的敘述中,正確的是,A.切斷a處的酶為限制性內(nèi)切酶B.連接a處的酶為DNA連接酶C.切斷b處的酶為解旋酶D.連接b處的酶為RNA聚合酶,ABC,3.(多選題)科學(xué)家運(yùn)用基因工程技術(shù),讓羊合成并分泌抗體,相關(guān)敘述中正確的是,A.該技術(shù)導(dǎo)致生物定向變異B.DNA連接酶把目的基因與運(yùn)載體黏性末端堿基對(duì)連接起來C.蛋白質(zhì)中的氨基酸序列可為合成目的基因提供材料D.受精卵是理想的受體,ACD,4.基因工程技術(shù)在培育抗旱植物用于發(fā)展沙漠農(nóng)業(yè)和改造沙漠方面顯示了良好的前景,荷蘭一家公司將大腸桿菌中的海藻糖合成酶基因?qū)胫参?如甜菜、馬鈴薯等)中并獲得有效表達(dá)，使“工程