文档介绍：第6章从杂交育种到基因工程
第2节基因工程及其应用
教学目标:
知识目标:
简述基因工程的基本原理;
能力目标:
举例说出基因工程在农业、医药等领域的应用;
情感、态度和价值观:
关注转基因生物和转基因食品的安全性;
通过学习了解我国基因工程的发展前景及成果,激发学生对于生物知识的兴趣,开阔学生的思路,养成学生的爱国主义热情,树立在学习上努力刻苦的决心。
教学重点:
基因工程的基本原理。
基因工程的安全性问题。
教学难点:
基因工程的基本原理。
转基因生物与转基因食品的安全性。
教学准备:
多媒体电子课件;
教学方法:
讨论法、讲述法;
课时安排:
2课时:第1课时:基因工程的原理,第2课时:基因工程的应用。
第1课时
【教学过程】
一引入:演示多媒体课件列举利用大肠杆菌制造胰岛素。为什么能如此“嫁接”?杂交育种能否达到此种目的?
    引出本节课题:基因工程的原理。
二基因工程的原理:
又叫基因拼接技术或DNA重组技术。是指按照人们的意愿,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,定向地改造生物的遗传性状。
三基因工程的工具:
用类比的方法引导学生思考基因工程的大致步骤和所需要的工具:剪刀、针线、运载体等。并用问题启发学生:“你能想像这种剪刀加浆糊式的’嫁接工作在分子水平的操作,其难度会有多大吗?”
学生:头脑中设想“嫁接”的过程。并跟随教师的引导,思考基因工程的大致步骤:找到目的基因、剪切、拼接、缝合、表达、检测,所用到的工具:基因剪刀、基因针线、基因的运载体。
(一)基因剪刀
以EcoRI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。
EcoRI是已发现的500多种限制性内切酶中的一种,它是一种从细菌中发现的能在特定位置上切割DNA分子的酶。它的特殊性在于,它在DNA分子内部“下剪刀”,专门识别DNA分子中含有的“GAATTC”这样的序列,一旦找到就从G和A之间剪断(参考教科书插图6-3)。
用同一种限制性内切酶切割后的DNA片断其末端可以用连接酶来缝合(参考教科书插图6-4)。这样
“剪切拼接”就可以形成重组的DNA分子。
剪刀——限制性内切酶(简称限制酶)。它的作用具有特异性特点,即识别特定核苷酸序列,切割特定切点。例如大肠杆菌的EcoRI限制酶能识别GAATTC序列,并在G和A之间切开。剪切的结果是:产生黏性未端(碱基互补配对)。
(二)基因针线——DNA连接酶。连接的部位:磷酸和脱氧核糖交替连接而构成的DNA骨架上的缺口(梯子的扶手),不是氢键(梯子的踏板)。结果是:把两个来源不同却有相同的黏性未端的DNA连接。
    提问:用DNA连接酶连接两个相同的黏性未端要连接几个磷酸和脱氧核糖交替连接而构成的DNA骨架上的缺口(磷酸二酯键)?用限制酶切一个特定基因要切断几个磷酸和脱氧核糖交替连接而构成的DNA骨架上的缺口(磷酸二酯键)?
学生:2个、2个。
(三)基因的运载体:
质粒的特点:
细胞拟核之外的小的环状DNA分子。
借宿于细菌、霉菌、酵母菌等细胞里,对细胞的正常生活几乎没有影响。
质粒能够自主复制,而且复制只能在宿主细胞内完成。
可以容易地从细胞中取出或放入。
这些特点使它能够胜