基因工程及其应用
1.教学整体思路
采用从“整体-部分 -整体”的教学思路，首先引用使学生从整体上了解基因工程的概念及意义，其次采用分步探究的形式帮助学生学习基因工程的工具，理解各个步骤的原理、方法和过程，最后教师引导学生用概念图将所学的知识从整体上再次整合。
2.教学过程
教学环节
教师行为
学生活动
导入新课
讲述英国大文豪萧伯纳和美国舞蹈家邓肯的故事。
看图并思考，有没有一种新的技术能够集杂交育种和诱变育种的多种优点于一体？
教学环节
教师行为
学生活动
基因工程的原理
PPT出示问题：
1.什么是基因工程？
2.基因工程的原理是什么？是在什么水平上进行操作的》
3.基因工程的意义是什么？
结合问题预习课本第102到第103页，并回答这三个问题。
基因工程的3个基本工具和4个基本步骤
PPT出示4个问题：
1.基因工程的3个基本工具是什么？
2.基因工程的剪刀是什么？操作部位是什么？以EcoRI限制酶为例进行说明。
3.基因工程的针线是什么？操作部位是什么？
4.基因工程的运载体有哪些？什么是质粒？你能画出质粒的结构图吗？
PPT展示限制酶和DNA连接酶的小动画以及基因工程4个步骤的小视频。
学生观看小动画，并进行小组讨论，结合4个问题对基因工程的工具有基本的了解，并能根据观看的视频总结出基因工程的4个操作步骤。
基因工程的应用及转基因食品的安全性问题
PPT展示出基因工程在农业，医药和环境保护方面的应用的大量图片。
布置课后小论文：转基因食品安全吗？
学生观看图片及介绍进行了解，课前收集资料，课上进行展示。
课上就转基因食品的安全性问题进行讨论，发表自己的观点，课下完成一篇小论文。
整体水平上归纳总结
教师引导下，学生讨论总结出基因工程的基本操作程序概念图，在整体上把握知识脉络
见PPT最后一页
评测练习
【巩固教材——稳扎稳打】
1．在遗传工程技术中，限制性内切酶主要用于 （ ） A．目的基因的提取和导入 B．目的基因的导入和检测 C．目的基因与运载体结合和导入 D．目的基因的提取和与运载体结合
2．下列四条DNA分子，彼此间具有粘性末端的一组是 （ ）
A．①② B．②③ C．③④ D．②④
3．DNA连接酶的主要功能是 （ ） A．DNA复制时母链与子链之间形成的氢键 B．粘性末端碱基之间形成的氢键 C．将两条DNA末端之间的缝隙连接起来 D．将碱基、脱氧核糖、磷酸之间的键连接起来
4．下列关于运载体的叙述中，错误的是 （ ） A．与目的基因结合后，实质上就是一个重组DNA分子 B．对某种限制酶而言，最好只有一个切点，但还要有其他多种限制酶的切点 C．目前最常用的有质粒、噬菌体和动植物病毒 D．具有某些标记基因，便于对其进行切割
【重难突破——重拳出击】
5．采用基因工程的方法培育抗虫棉，下列导入目的基因的作法正确的是 ①将毒素蛋白注射到棉受精卵中②将编码毒素蛋白的DNA序列，注射到棉受精卵中 ③将编码毒素蛋白的DNA序列，与质粒重组，导人细菌，用该细菌感染棉的体细胞，再进行组织培养④将编码毒素蛋白的DNA序列，与细菌质粒重组，注射到棉的子房进入受精卵 （ ）
A．①② B．②③ C．③④ D．④①
6．植物学家在培育抗虫棉时，对目的基因作了适当的修饰，使得目的基因在棉花植株的整个生长发育期都表达，以防止害虫侵害。这种对目的基因所作的修饰发生在 （ ） A．内含子 B．外显子 C．编码区 D．非编码区
7．质粒是基因工程最常用的运载体，下列有关质粒的说法错误的是 （ ） A．质粒不仅存在于细菌中，某些病毒也具有 B．根瘤菌、圆褐固氮菌的固氮基因存在于质粒上 C．质粒为小型环状DNA分子，存在于核(区)外的细胞质基质中 D．质粒能够在宿主细胞中稳定保存，并在宿主细胞内复制
8．70年代基因工程技术刚兴起的时候，都是以微生物作为实验材料，且必须在“负压”(低于外界的大气压)的实验室里操作。这里“负压”的作用主要是 （ ） A．防止具有重组基因的生物进入人体或逃逸到外界，从而对环境造成基因污染 B．提高微生物的基因突变频率 C．加快微生物的繁殖速度 D．避免其它生物对实验材料的污染
9．如欲利用细菌大量生产人胰岛素，则下列叙述不正确的是 （ ） A．需有适当运载体将人胰岛素基因置入细菌 B．需有适当的酶对运载体与人胰岛素基因进行切割与黏合 C．重组后的运载体DNA，须在细菌体内转录、翻译成人胰岛素 D．生产人胰岛素的细胞工程技术也可生产疫苗
10．下列关于基因工程的叙述，正确的是 （ ） A．基因工程经常以抗菌素抗性基因为目的基因 B．细菌质粒是基因工程常用的运载体 C．通常用一种限制性内切酶处理含目的基因的DNA，用另一种处理运载体DNA D．为育成抗除草剂的作物新品种，导入抗除草剂基因时只能以受精卵为受体
11．金茶花是中国特有的观赏品种，但易得枯萎病，降低观赏价值。科学家在某种植物中找到了抗枯萎病的基因，用转基因方法培育出了抗枯萎病的新品种。请据图回答：
图6-1 (1)将②连接到①上并形成③，常用到的酶有＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
(2)②与①上的某种抗药性基因在结构上的最大区别是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ 。
(3)经检测，被③侵染的茶花叶片细胞具备了抗病性，这说明②已经＿＿＿＿。欲快速培育大量该抗病新品种，应该采用的技术是＿＿＿＿＿＿＿，依据的理论基础是＿＿＿＿ ＿＿。
(4)通过转基因方法获得的抗病金茶花，将来 产生的配子中是否一定含有抗病基因?＿。
12．1997年，科学家将动物体内的能够合成胰岛素的基因与大肠杆菌的DNA分子重组，并且在大肠杆菌中表达成功。如下图，请据图回答问题。(1)此图表示的是采取______________方法获取_______基因的过程。 (2)图中①DNA是以____________为模板，_____________形成单链DNA，在酶的作用下合成双链DNA，从而获得了所需要的__________。 (3)图中②代表的是_________________酶，在它的作用下将质粒(本质是_______________)切出_______________末端。 (4)图中③代表重组DNA含______ ____基因。 (5)图中④表示将________________ ______。 ⑤表示_______________DNA随大肠杆菌的繁殖而进行___________________。
【巩固教材—稳扎稳打】 1．D 2．D 3．C 4．D
【重难突破—重拳出击】 5．C 6．D 7．A 8．A (负压条件下微生物不易逃逸扩散) 9．D 10．B【巩固提高――登峰揽月】
11．(1)限制性内切酶和DNA连接酶 (2)②的编码区是间隔的、 不连续的
(3)表达 植物组织培养 植物细胞的全能性 (4)不一定
12．答案：(1)人工合成基因；原胰岛素目的 (2)原胰岛素mRNA；逆转录；原胰岛素目的基因 (3)特定的DNA限制性内切酶；环状；黏性 (4)原胰岛素基因（目的基因） (5)重组DNA（目的基因）导入受体细胞；重组；扩增
课件29张PPT。基因工程及其应用第2节基因工程：即 。通俗的说，就是按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里， 地改造生物的 。原 理：操作水平：结 果：一、基因工程基因重组DNA分子水平定向地改造生物的遗传性状，获得人类所需要的品种。基因拼接技术或DNA重组技术定向遗传性状二、基因操作的工具1、基因工程的指“ 限制性核酸内切酶 ”主要存在于微生物一种限切酶只能识别一种特定的核苷酸序列,并在特定切点切割DNA分子已发现的有200多种作用于：磷酸二酯键限制性内切酶（EcoRⅠ）作用过程2、基因工程的指“DNA连接酶”将互补配对的两个粘性末端连接起来，使之成为一个完整的DNA分子DNA连接酶的作用过程3、基因的运载体（2）
条
件①能够在宿主细胞中复制并稳定地保存②具有多个限制酶切点，以便与外源基因连接③具有标记基因，便于进行筛选（3）常用
的运载体：质粒、噬菌体和动、植物病毒等（1）运载体的概念 标记基因，便于进行检测。 其中质粒存在于许多细菌和酵母菌等生物中,是细胞染色体外能够自主复制的很小的环状DNA分子. （4）它们的共同特点是都有侵染或进入宿主细胞的能力第一步：第二步：获取目的基因目的基因与运载体结合注意：要用同一种限制酶切取目的基因和运载体，并用DNA连接酶连接。三、基因工程基本步骤第三步：第四步:将目的基因导入受体细胞目的基因的检测和表达
1、常用的受体细胞：大肠杆菌、枯草杆菌、酵母菌、动植物细胞等2、常用微生物作受体细胞的原因：微生物增殖快、代谢快、目的产物多一般检测：标记基因是否表达四、 基因工程的应用1、基因工程与作物育种抗虫转基因植物生长快、肉质好的转基因鱼(中国)乳汁中含有人生长激素的转基因牛(阿根廷)转黄瓜抗青枯病基因的甜椒2、基因工程与药物研制我国生产的部分基因 工程疫苗和药物 许多药品的生产是从生物组织中提取的。受材料来源限制产量有限，其价格往往十分昂贵。 微生物生长迅速，容易控制，适于大规模工业化生产。若将生物合成相应药物成分的基因导入微生物细胞内，让它们产生相应的药物，不但能解决产量问题，还能大大降低生产成本。 胰岛素从猪、牛等动物的胰腺中提取，100Kg胰腺只能提取4-5g的胰岛素，其产量之低和价格之高可想而知。 将合成的胰岛素基因导入大肠杆菌，每2000L培养液就能产生100g胰岛素！使其价格降低了30%-50%! 基因工程做成的“超级细菌”能吞食和分解多种污染环境的物质。 通常一种假单孢杆菌只能分解石油中的一种烃类．用基因工程培育成功的“超级细菌”却能分解石油中的多种烃类化合物。 科学家还培育出能吞食转化汞、镉等重金属，分解DDT等毒害物质的细菌。3、环境污染治理 利用基因工程培育的“指示生物”能十分灵敏地反映环境污染的情况，却不易因环境污染而大量死亡，甚至还可以吸收和转化污染物。 转基因食品 安全吗?!转基因植物的安全性争论支持派认为：如果转基因农业生物技术得不到社会支持，这一研究将被扼杀，并且强调，迄今为止并没有发现转基因食品危害人体健康和环境的确切证据。美国人食用转基因食品已多年，超级市场上有4000多种商品是含有转基因植物成分的，还没有事例证明人吃了以后会得病，甚至会引起死亡。 加拿大、澳大利亚也是转基因食品的生产大国，均有几千万人在吃，到现在为止也没有—个案例说明它有问题 。反对派的观点一英国科学家声称，转基因马铃薯会减弱老鼠免疫系统功能；
美国康乃尔大学也发现，转基因玉米会危害蝴蝶幼虫及其相关生态环境。
环保团体认为这种违反自然的转基因作物及产品，未经长期安全测试，长期食用可能对人类及生态环境造成负面影响。
尤其是注重环境和生态保护的欧盟国家，对转基因作物更加排斥，因而抵制美国GMO产品的进口。
⒈要使目的基因与对应的载体重组，所需的两种酶是（ ）
①限制酶 ②连接酶 ③解旋酶 ④还原酶 Ａ．①② Ｂ．③④ Ｃ．①④ Ｄ．②③
⒉实施基因工程的第一步的一种方法是把所需的基因从供体细胞内分离出来，这要利用限制性内切酶。一种限制性内切酶能识别ＤＮＡ分子的ＧＡＡＴＴＣ顺序，切点在Ｇ和Ａ之间，这是利用了酶的（ ）
Ａ．高效性 Ｂ．专一性
Ｃ．多样性 Ｄ．催化活性易受外界影响ＡＢ课堂小结：课后反思
基因工程及其应用内容抽象，如何让学生在有限的时间内充满乐趣的高效学习是本节课内容的主导思想：
1.利用小故事进行课堂引入，激发学生的兴趣。
2.列问题预习课本指导，学生寻找答案，避免了有些学生漫无目的的看课本。
3.学生自己画出质粒的图画，将抽象内容形象化。
4.PPT中用小动画的形式展示出限制酶，DNA连接酶的操作过程，使知识更加形象化，便于学生理解。
5.小组讨论培养学生合作探究精神。
6.联系实际理论将知识形象化。
7.多媒体与白板板书相结合，帮助学生建构知识网络，形成体系。
不足之处：
1.白板使用不熟练，浪费一些时间。改进：加强白板的利用，做到现代教育技术更好地为教学服务。
2.学生发言的时间没能很好的控制。
通过本节课的教学，我更加深刻的体会到新课改的重要性，也充分意识到自录反思课的重要意义，在今后的教学中我会更加努力，不断地完善自己，将教学改革落到实处，真正的让学生成为课堂的主人。
