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1、第33讲基因工程一、考纲要求：1. 基因工程的诞生（I）。2. 基因工程的原理及技术（含pcr技术）（n）o3. 基因工程的应用（U）。4. 蛋白质工程（I）。5. 实验：DNA的粗提取和鉴定。二、教学目标：1. 能简述基因工程的原理及技术；2. 能说出基因工程的基本工具；3. 能简述基因工程的操作步骤。4. 举例说出基因工程在农业、医疗、环境保护等方面的广泛应用及其发展前景。5. 举例说出蛋白质工程崛起的缘由。简述蛋白质工程的原理。素养培养目标：1. 生命观念：理解基因的结构与功能。2. 科学思维：建立基因工程的操作流程模型。3. 科学探兖：理解基因工程的应用和蛋白质工程。三、教学重、难点：
2、教学重点：基因工程的基本原理，基因操作的工具，基本步骤及其应用。蛋白质工程的原理及蛋白质工程的应用实例。2.教学难点：基因工程的基本原理，基因工程的应用及其安全性。蛋白质工程的原理。四、课时安排：3课时五、教学过程：考点一基因工程的操作工具（一）知识梳理：（学生自主看书填空、课堂学生间交流反馈纠正）1. 基因工程的概念供体：提供目的基因。（2）操作环境：体外。（3）操作水平：分子水平。（4）原理：基因重组。（5）受体：表达目的基因。（6）本质：性状在受体体内的表达。（4）若要检测基因A是否翻译出蛋白A,可用的检测物质是（填“蛋白A的基因”或“蛋白A的抗体” ）o（5）弗里等人的肺炎双球菌转化实
3、验为证明DNA是遗传物质做出了重要贡献，也可以说是基因工程的先 导，如果说他们的工作为基因工程理论的建立提供了启示，那么，这一启示是答案 基因A有内含子，在大肠杆菌中，其初始转录产物中与内含子对应的RNA序列不能被切除，无法 表达出蛋白A 噬菌体 噬菌体的宿主是细菌，而不是家蚕（3）繁殖快、容易培养（4）蛋白A的抗体 （5）DNA可以从一种生物个体转移到另一种生物个体考点三DNA的粗提取与鉴定（一）知识梳理：（学生自主看书填空、课堂学生间交流反馈纠正）1.实验原理2. 操作流程DNA的鉴定在溶有DNA的NaCl溶液中加入二苯 一胺试剂.混合均匀后将试管在沸水中加热5 min.溶液变成蓝色（二）
4、基础训练（课前完成，课上提问）：讲义P262（三）拓展（教师精讲）下图为“DNA粗提取和鉴定”实验的相关操作，请仔细观察并分析:操作和都是加入蒸馅水，其目的一样吗？提示 不一样。是使鸡血细胞吸水涨破释放出核物质；是稀释NaCl溶液使其浓度接近0.14 mol - L1, 去除溶于低浓度NaCl溶液的杂质。操作中加入酒精的目的是什么？此时搅拌要注意什么？提示中加入酒精的目的是析出DNA,去除其中溶于酒精的杂质，这时候揽拌要沿一个方向，轻缓的进 行。(3)操作中的粘稠物是如何获取的？加入2mol/LNaCl的目的是什么？提示 黏稠物是经过单层纱布过滤获得的；加入2 mol/LNaCl的目的是使DN
5、A再次溶解。四、课堂精练：学生当堂完成，互评，教师协助精练一 DNA的粗提取与鉴定实验应用下列关于DNA粗提取与鉴定实验的叙述，正确的是(A )选项试剂操作作用A柠檬酸钠溶液与鸡血混合防止血液凝固B蒸馄水与鸡血细胞混合保持细胞形状C蒸馋水加入到溶解有DNA的NaCI溶液中析出蛋白质D冷却的酒精加入到过滤后含DNA的NaCI溶液中产生特定的颜色反应六、布置作业：1. 讲义：P264重温高考，演练模拟2. 课时作业：P3653. 选做：P366 七、教学反思：如有侵权请联系告知删除，感谢你们的配合!优点：克服远缘杂交不亲和的障碍,定向改造生物的遗传性状。2. DNA重组技术的基本工具限制性核酸内切
6、酶（简称：限制酶） 来源：主要是从厘核生物中分离纯化出来的。 作用：识别特定的核昔酸序列并切开特定部位的两个核昔酸之间的磷酸二酯键。 结果：产生黏性末端或平末端。DNA连接酶 作用：将限制酶切割下来的DNA片段拼接成DNA分子。 类型常用类型Ec沥DNA连接酶T, DNA连接晦来源大肠杆菌T4噬菌体功能只缝合黏性末端缝合黏性末端和平末端结果恢复被限制醇切开的两个核昔酸之间的磷酸二酯键 DNA连接酶和限制酶的关系，号蔓业制酶一 丁 FTT官”忏DNA连接酶g* ,2归纳提升与DNA相关的五种酶的比较名称作用部位作用结果限制酶磷酸二酯键将DNA切成两个片段DNA连接酶磷酸二酯键将两个DNA片段连接
7、为一个DNA分子DNA聚合酶磷酸二酯键将单个脱氧核昔酸依次连接到单链末端DNA （水解）酶磷酸二酯键将DNA片段水解为单个脱氧核昔酸解旋酶碱基对之间的氢键将双链DNA分子局部解旋为单链，形成两条长链（3）载体 种类：质粒、人噬菌体的衍生物、动植物病毒等。能自我复制 质粒的特点 有一个至多个限制酶切割位点 【有特殊的标记基因大肠杆菌中有的 有栽体进入，有的 没有栽体进入进入竟一体细胞含有抗龟乍 青霉索基因 的质粒（二）基础训练（课前完成，课上提问）:讲义P257深化拓展载体上标记基因的作用 载体上的标记基因一般是一些抗生素的抗性基因。目的基因要转入的受体细胞没有抵抗相关抗生素的能力。当含有抗生素
8、抗性基因的载体进入受体细胞后，抗性基因在受体细胞内表达，使受体细胞能够抵抗相应抗 生素，所以在受体细胞的培养体系中加入该种抗生素就可以只保留转入载体的受体细胞，原理如下图所示:在含有氨乍索I 产靠I的培养基上培养I只有金有栽体. 并且栽体上的 基因表达的大 肠杆茵才能存 活并增殖（三）拓展（教师精讲）切点中轴线切点图】G AATTC I + I CTTAA G下图中的图1和图2分别表示的是ERI限制酶和限制酶的作用示意图，据图分析:平末端黏性末端中轴线（切点）请说出QcaRI限制醉和 漏/1限制薛识别的碱基序列及切割的位点。提示 I限制酶识别的碱基序列是GAATTC,切割位点在G和A之间；S/
9、na I限制酶识别的碱基序列是CCCGGG,切割位点在G和C之间。（2）以上实例说明限制酶有何特性？提示说明限制酶具有专一性。四、课堂精练：学生当堂完成，互评，教师协助 精练一工具酶的应用分析1. 下图是表达新基因用的质粒的示意图，若要将目的基因插入到质粒上的A处，则切割基因时可用的是（C ）Hind III TEcoR 1 Ba mH 1 EcoB 阡10-Pst IL抗背客 素基因A. Hind IIIB. EcoR IC. EcoQD. Psrl精练二载体的应用分析质粒是基因工程中最常用的载体，它存在于许多细菌体内。质粒上有标记基因如图所示，通过标记基因可 以推知外源基因（目的基因）是否
10、转移成功。外源基因插入的位置不同，细菌在培养基上的生长情况不同，如 图表示外源基因插入位置（插入点有a、b、c）,请根据表中提供细菌的生长情况，推测三种重组后细 菌的外源基因插入点，正确的一组是（A ）细菌在含氨芾青霉素培养基上生长情况细菌在含四环素培养基上生长情况能生长能生长能生长不能生长不能生长能生长质粒a昌抗氨茉青客素基因抗四环素基因A. 是c；是b；是aB. 是a和b;是a；是bC. 是a和b；是b;是aD. 是c；是a；是b考点二基因工程的操作过程与应用（一）知识梳理：（学生自主看书填空、课堂学生间交流反馈纠正）1. 信息的概念：是指日常生活中，可以传播的消息、情报、指令、数据与信号
11、等。2. 信息的种类、特点、来源及实例（连线）1.基因工程的基本操作过程目的基因的获取 目的基因：主要是指编码蛋白质的基因。 获取目的基因的方法a. 直接分离法：从自然界已有的物种中分离，如从基因组文库或cDNA中获取。b. 人工合成：如果基因比较小，核普酸序列又已知，可以通过DN八合成仪用化学方法直接人工合成;以RNA为模板，在逆转录酶的作用下人工合成。 扩增目的基因：利用PCR技术扩增目的基因。基因表达载体的构建基因工程的核心目的：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，使目的基因能够表达和发挥 作用。基因表达载体的组成II的基因因 表 达 载复制原点：载体n我复制的起
12、点启动子:RNA聚合酶识别和结合的部位.驱动 基因转录终止于：RNA聚合酶脱离部位，终止转录标己基因：鉴别受体细胞中是否含有目的基因小贴士启动子R起始密码子，终止子铲终止密码子启动子：一段有特殊结构的DNA片段，位于基因的首端。它是RNA聚合酶识别、结合的部位。终止子：一段有特殊结构的DNA短片段，位于基因的尾端。作用是使转录过程停止。(3)起始密码子和终止密码子位于mRNA上，分别控制翻译过程的启动和终止。 构建过程质粒DNA分子同种限制随处理一个切口两个切口两个才端获得旦的基因dna连接重组DNA分子(重组质粒)(3)将目的基因导入受体细胞生物种类植物动物微生物常用方法农杆菌转化法显微注射
13、技术感受态细胞法受体细胞体细胞或受精卵受精卵原核细胞转化过程将目的基因插入到Ti质将含有目的基因的表达京2+处理细胞T感受态粒的T-DNA -农杆菌导入植物细胞-*整合 到受体细胞染色体的DNA上一表达载体提纯-取卵（受精卵）细胞一重组表达载体DNA分子与感受态细胞 混合感受态细胞吸收DNA分子2.基因工程的应用动物基因工程：用于提高动物生长速度从而提高产品产量;用于改善畜产品品质；用转基因动物生产药 物；用转基因动物作器官移植的蛭等。植物基因工程：培育抗虫转基因植物、抗病转基因植物和抗逆转基因植物；利用转基因改良植物的品质。(3)比较基因治疗与基因诊断原理操作过程进展基因治疗基因表达利用正常
14、基因导入有基因缺陷的细胞 中，以表达出正常性状来治疗(疾病)临床实验基因诊断碱基互补配对制作特定DNA探针与病人样品DMA混合，分析杂交带情况临床应用3. 蛋白质工程流程图基因DNA合成探基酸序列C蛋白质.DNAFmRNA 成D三维结构生物功能A.B.翻译,C.分子设计,D.多肽链,E.预期功能。(2) 结果：改造了现有蛋白质或制造出酒歪旦匮。(3) 应用：主要集中应用于对理宜歪重进行改造，改良生物性状。（二）基础训练（课前完成，课上提问）：讲义P259（三）拓展（教师精讲）据图分析抗虫棉的培育过程该基因工程中的目的基因和载体分别是什么？ 一般情况下，为什么要用同一种限制酶处理目的基因和载 体？提示 目的基因是Bt毒蛋白基因，载体是Ti质粒。用同一种限制酶处理目的基因和载体，可以获得相同的 黏性末端，便于构建基因表达载体。该实
