专题1   基因工程  1.1   基因工程的诞生

【学习目标】知识：1、简述基因工程的诞生历程2、说出三种基因工具的作用3、简述四个操作步骤4、举例说出基因工程的应用5、简述蛋白质工程的原理  能力：通过讨论进展追踪等活动，提高收集资料、处理资料、撰写专题综述报告的能力。情感：1、认同基因工程的诞生和发展离不开理论和技术创新2、讨论转基因生物的利和弊3、关注基因工程的发展，认同基因工程的应用促进生产力的提高。

【教学重点】1、说出三种基因工具的作用2、简述四个操作步骤3、简述蛋白质工程的原理

【教学难点】1.简述四个操作步骤3、简述蛋白质工程的原理

【学习过程】       一、基因工程的诞生

1、20世纪中叶，基础理论取得了重大突破

?    DNA是遗传物质的证明：1944艾弗里等人

?    DNA双螺旋结构和中心法则的确立：

1953年沃森和克里克建立了              结构模型。1958年，梅塞尔松和斯塔尔用实验证明了DNA的             复制，随后不久确立了中心法则。

?    遗传密码的破译：1963年，尼伦贝格等破译了                。

2、技术的发明使基因工程的实施成为可能

?    基因转移载体的发现

?    工具酶的发明

?    DNA合成和测序技术的发明

?    DNA体外重组的实现

?    重组DNA表达实验的成功：

1973年，博耶和科恩将两种不同来源的DNA 分子进行            ，并首次实现了在大肠杆菌中的表达，至此，             正式问世。

?    第一例转基因动物问世：

1980年，科学家首次通过               法，培育出世界上第一个转基因动物。这一实验被认为是基因工程发展史上的一个里程碑。

?    PCR技术的发明：1985年，科学家莫里斯发明。

二、基因工程的概念

是指在      通过人工“剪切”和“拼接”等方法，对生物的基因进行改造和            ，然后导入受体细胞并使重组基因在受体细胞中       ，产生人类需要的            的技术。又称           技术。

思考：

（1）基因工程的物质基础是：所有生物的DNA均由四种                组成。

（2）基因工程的结构基础是：所有生物的DNA均为                        。

（3）一种生物的DNA上的基因之所以能在其他生物体内得以进行相同的表达，是因为                  。

1.2   基因工程的原理及技术

一、基因工程的工具——酶与载体

1、分子手术刀：                     。

（1）来源：主要从                 中分离和纯化。

（2）特点：每种限制酶只能识别     特定的        序列，并在特定的     上切割DNA分子。

          （切割的化学键：                 ）

（2）切割方式

错位切：产生          末端。

平切：  产生          末端。

2、分子针线：                     。

（1）类型：E·coliDNA连接酶、T₄DNA连接酶等。

（2）作用：可以将两个DNA 片段之间的2个缺口通过                同时连接起来。

3、运载工具：        。

（1）种类：       、         、可起载体作用的                。

最常用的载体的是        ；最常用的质粒是：           

（2）质粒：

来源：是        细胞质中一种很小的       DNA分子。

作为运载工具的条件：a.能在宿主细胞中_______并______保存b.具备多个_____________,以便与外源基因连接c.具有某些___________便于筛选

注意点:①能作用于磷酸二酯键的酶有：                              

②运载体的化学本质:_________,其基本单位______________

③基因工程中的工具酶是_____________和_____________

④基因工程中的工具是_______________、________________、___________________

二、基因工程的一般过程与技术

1、目的基因的获取

（2）获取方法

2、基因表达载体的构建（核心）

（1）组成：   启动子   +                +   标记基因   +   终止子

（3）构建步骤：

用               切割目的基因和载体，从而产生     的     末端，再用            连接。

（形成的分子称：               分子或重组       。）

【特别提示】

   插入的目的基因只是目的基因部分，其表达需要调控序列，因而用作载体的质粒前需有启动子，后需有终止子。

3、将目的基因导入受体细胞（转化）

（1）受体种类不同，导入方法不同

导入植物细胞：                   法（常用）、                  法、                   法。

导入动物细胞：                法。

导入微生物细胞：          处理法。

（2）受体细胞的种类

植物：可以是            、           、       （可经组织培养成完整个体）

动物：               、             （因为动物细胞的全能性受到抑制）

（3）转化实质：目的基因整合到受体细胞的染色体          上。

4、目的基因的检测与鉴定

（1）分子检测

①检测转基因生物的染色体DNA是否插入了目的基因（       分子杂交法）

②检测目的基因是否转录出了mRNA（           分子杂交法）

③检测目的基因是否翻译出了蛋白质（               杂交法）

（2）个体生物学水平鉴定

检测转基因生物是否具有了人们所需要的        特性。

三、基因工程育种

1、方法：提取         →           载体→导入           →基因表达→筛选出符合要求的新品种

2、原理：          。

3、优点：          强，可以按照人们的意愿      改造生物；育种周期      。

4、缺点：技术复杂，存在         问题。5、实例：抗软化番茄的培育。