《基因工程的诞生和发展》课件

基因工程的工具
1.限制性核酸内切酶——“分子手术刀” (1)作用特点：只能识别特定的 核苷酸
序列，
并在合适的反应条件下使每条链特定部位的 2 个核苷酸之间
的
磷酸二酯键 断开，从而切割 DNA分子 。
(2)结果：限制性核酸内切酶切割 DNA 产生的 DNA 末端 有两种形式： 黏性末端 和 平口末端 。
2．DNA 连接酶——“分子针线” (1)作用：将双链 DNA 片段“缝合”，恢复被限制性核 酸内切酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键。 (2)结果：形成 重组DNA分子 。
3．载体——运载工具
(1)功能：将
外源基因 导入受体细胞。
(2)种类：质粒、 噬菌体 以及一些 动、植物病毒 。
(3)质粒 ①本质：来自于 细菌 细胞中的一种很小的环状DNA
2．模型建构 精讲点拨。 对三种工具逐个进行讲解并以 EcoR Ⅰ为例构建重组DNA分子模型，体会基因的剪切、拼 接、缝合的道理。(1)利用课前准备的材料模拟限制酶EcoR Ⅰ对DNA进行切割。(2)用同一种限制酶对两个DNA片段模 型进行切割并缝合。(3)进行目的基因、环状DNA的切割及 两者的拼接。
2．多媒体展示学生课前收集到的日常生活中基因工程 的应用实例。列举几种生物的不同性状并由此提出假设—— 能不能使本身没有某个性状的生物具有某个性状呢？如让禾 本科植物能够固定氮气？答案是肯定的，那就是能定向改造 生物的基因工程。
●教学流程设计
演示结束
课标解读
1.简述基因工程的诞生过程 和发展历程。 2.说出基因工程的基本工具 的特点及作用。 3.简述基因工程的一般过程 与技术。
基因工程的概念
在体外通过人工 “剪切”和 “拼接” 方法
等方法
原 理 对生物的基因进行改造和 重新组合
操作水平
基因 水平
包括基因的 分离 、体外重组转移以及在 过程
受体细胞 内的 复制 和 表达 等
目 的 获得人类需要的 基因产物
1．生物基因工程的原理是什么？与有性生殖有何区别？ 【提示】 基因工程的原理是基因重组；它与有性生殖 的区别是可以实现不同物种间的基因重组。
第一节基因工程概述
教师用书独具演示
●课标要求 1．简述基因工程的诞生。 2．简述基因工程的原理及技术。
●课标解读
1．简述基因工程的诞生过程和发展历程。 2．说出基因工程的基本工具的特点及作用。 3．简述基因工程的一般过程与技术。 ●教学地位
1．基因工程技术是现代生物技术的核心技术。本节主 要内容包括基因工程的三种操作工具和五个操作步骤。基因 工程的三种操作工具是：限制性核酸内切酶、DNA连接酶和 基因载体，要理解三种操作工具的作用和特点。基因工程的 五个操作步骤包括：获取目的基因、制备重组DNA分子、转 化受体细胞、筛选出获得目的基因的受体细胞、培养受体细 胞并诱导目的基因的表达，要理解每一步的原理和方法。
基因工程的一般过程与技术
1.基因工程的基本过程 (1)获取 目的基因 。 (2)制备 重组DNA分子 。 (3) 转化 受体细胞。 (4)筛选 获得目的基因 的受体细胞。 (5)培养受体细胞并实现 目的基因功能表达 。
2．相关过程的具体操作
通过 基因文库获取 (1)获取目的基因的方法通过 PCR技术扩增目的基因
逆转录酶的发现
2．诞生事件：1973 年，美国科学家科恩等将两种不同 来源的 DNA 分子进行 体外重组 ，并首次实现了重组 DNA 分子在大肠杆菌中的 表达 。
3．发展 (1)1973～1976 年为 开始期 。 (2)1977～1981 年为 发展期 。 (3)1982 年以后为迅猛发展和 实际应用期 。
分子，是最早应用的载体。
②特点：最简单的质粒载体必须包括复制区、 遗传标记
基因 、目的基因插入位点。此外，质粒载体一般还具 有 低分子量 等特征。
2．DNA 连接酶与 DNA 聚合酶有什么不同？ 【提示】 DNA 连接酶是连接的 DNA 片段，DNA 聚合 酶是在 DNA 复制时，将单个的脱氧核苷酸连接到 DNA 单链 上。
通过化学方法直接人工合成 (2)制备重组 DNA 分子：一个基因表达载体应包括 目的基因 、选择标记基因、 启动子 和终止子。 (3)转化受体细胞：将携带 目的基因的载体 导入受
体细胞。 (4)筛选重组细胞：根据 选择标记基因 的特异性，
重点难点
1.基因工程的工具。(重 难点) 2.基因工程的一般程序。 (重点)
基因工程的诞生和发展
1.基因工程的诞生基础
(1)理论基础DNAD双NA螺是旋遗结传构物的质阐明 遗传密码 的破译
wenku.baidu.com的证明
限制性核酸内切酶 、DNA连接酶 等
工具酶的发现
(2)工具基础 质粒
等载体的发现
3．通过课件动画缓慢展示基因工程的操作流程，并让 学生思考每一步的操作方法和原理。对于重组质粒是否导入 受体细胞的筛选可采取打比喻的方法引入即入境时是否携带 有效证件(“重组质粒”)等。
4．可通过设计某一转基因生物，将基因工程的操作程 序有机地串联起来。例如，通过抗软化番茄的培育过程让学 生具体理解基因工程操作的步骤。
2．近三年高考中，试题主要以信息材料或流程图为载 体，考查基因工程的操作工具、基因工程的原理及其在工农 业生产和实践中的应用及训练学生的图文转换能力，试题多 以简述填充题、图解题为主。
●教法指导
1．巧妙运用插图及多媒体课件，化“抽象”为“形 象”。对于基因工程，学生接触得少，只运用文字来教学会 感到很抽象。如对基因工程三种操作工具的教学，可采取动 画展示，结合图文提出相应问题，诱导学生思考，从而把学 习的注意力从简单的死记硬背引导到分析、批判、创新等有 利于学生终身发展的能力上来。
●新课导入建议
1．先提出几个问题：能否让植物也发出萤火虫般美丽 的萤光？能否让猪体内生产出人血蛋白？能否让细菌产生出 人的胰岛素、干扰素等珍贵的药物？创造一种令人心神向往 的意境。然后指出把这样的奇思妙想变为现实的是20世纪70 年代兴起的高新科技——基因工程。那么，基因工程这个凝 聚着众多科学家心血的技术到底是怎么进行的呢？导入课 题。