第2节 基因工程及其应用一、教学目标知识目标（1）简述基因工程的基本原理。（2）举例说出基因工程在农业、医药等领域的应用。情感态度与价值观（1）关注转基因生物和转基因食品的安全性。（2）进行角色扮演，使学生体验参与社会问题的讨论和决策的方法。（3）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。能力目标（1）利用课本以外的资料和信息解决课内学习中发现的问题，培养自主学习能力。（2）通过制作模型的活动来模拟基因工程的操作过程，使学生在理解步骤的同时，切身体会基因工程的主要过程。（3）收集基因工程所取得的成果以及发展前景。（4）通过对书中插图、照片等的观察，学会科学的观察方法，培养学生收集和处理科学信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力。二、教学重点和难点教学重点：(1) 基因工程的基本原理。(2) 基因工程的安全性问题。教学难点：(1)基因工程的基本原理。(2)转基因生物与转基因食品的安全性。三、教学方法：讨论法、演示法、讲授法四、教学课时：2第 1 页


(限制酶)名称的由来：在生物体内有一类酶，它们能将外来的DNA切断，即能够限制异源DNA的侵入并使之失去活力，但对自身的DNA却无损害。这种酶是从DNA分子内部切断DNA的，因此，这种酶称做限制性核酸内切酶。 来源:主要存在于微生物种类:已发现500多
种特点:专
一性即能识别特定的核苷酸序列，并能在特定位点上切 DNA割作用于: 磷
酸二酯键【
介绍】限制通核酸内切酶性常能识别4～6碱个基长度的特列DNA定序，并能以特定的模
式N剪切DA链。一般来说，被识别列DN的序A是回文序列。这种序列的特点，是当左右两端从
分别阅读这段双链DNA的碱基序列时，双链上的碱基序列是相同的。 按
照切割的方式酶限制性，酸内切核可以分为位错和平切切两分种，它们别产生黏性末端
和平末端。学生活动：
练习使用EcoRI 剪切目的基因思
考：被同一种限制酶切断的ND几个A是否具有相同的黏性末端？不同的限制酶呢？ 2.基因的
针线—DNA连接酶 1作用的对
象：两个具有相同黏性末端片D的AN段。 （2）作用
位置：脱氧核糖与磷酸间的缺口 （磷酸二酯键）。 （3）作用
结果：形成磷酸二酯键，形成重组DNA。3.基因的
运输工具——运载体 质疑
：目的基因(如人胰岛素基因)怎样才能导入受体细胞(如大肠杆菌细胞)？ 引出
运载体常
用的运载体：1）质粒（细菌和酵母菌 ） 2）
噬菌 体 3）动植物
病毒运载
体的作用：将外源目的基因
送入受体细胞，并在受体细胞内使目的基因进行大量复制 第 2 页
五、教学过程第1课时【课题导入】说说杂交育种和诱变育种的特点。学生发现传统育种的方法一般只能在同种生物中进行，很难将一种生物的优良性状，移植到另一种生物身上。【目标引领】1、简述基因工程的概念和原理 2、了解基因工程的基本工具【独立自学】阅读教材 P102-103，解决以下问题： 1.什么叫基因工程?2.基因工程是在什么水平上操作的？ 3.基因工程的原理？ 4.基因工程最基本的工具是什么? 【引导探究】1.基因的”剪刀” 名称：限制性核酸内切酶


考：运载体应该具有什么特点?呢 1. 能够在
宿主细胞内复制并稳定保存并大量复制； 2.具有
多个限制酶切点以便与外源基因相连； 3.具有标
记基因， 便于进行筛选． 【
介绍】质粒的结构 与特点： 其中
粒质存在于多细菌许和菌酵母等生物中,是一种裸露的、结构简单于独立、细菌之外，并具有自我核拟DNA
复制能力的双链环状DNA分子分子上有一；质粒DNA个至多个限制酶切
位割点，供片源DNA外段插入其中；携带片外DNA源段的质粒进入受体细后胞留，停
在细胞行中进自我复制，或整合到受体细胞染，体色NA上D随其进行同步复制，质粒分子上有特DNA
殊的标记基因，供重鉴定组DNA和选择。　学生活动：运
用基因工程的概念和介绍的工具用文字描述其培育黄金大米的的简要过程【目标
升华】细菌
和人是差异非常大的两种生物, 通过基因重组后,细菌能够合成人体的胰岛素，这说
明生1.所有了什么？物的DNA都
是以4种脱氧核苷酸为基本组成位单，构成独特的螺双旋结构，这
为不同种生物DNA的成功拼接提供了物质基础。 2.所有生物
共用一套遗传密码子，为某其生物的基种够在因能他生物细胞内指导蛋白质
的合成提供了可能。【
当堂诊学】基础题和提高题【
强化补清】完成优化探究相应练习第2课时【课题导入】展示
含有目的基因重组质粒的形成过程回忆基因工程操作的工具：基因的
“剪刀”、基因的“针线”、基因的运载【目标引领】1.体了解基因工程的基本操作步骤。 2.举例说出基因工程在农业、医药等领域的应用。 3.结合
社会实际，关注转基因生物和转基因食品的安全性。 【独立自学】结合
课本的图示模拟一下黄金大米的培育过程！(即让学生理解基因工程操作的基本步骤)【引导探究】基因工程基本操作步骤1、获取目的基因的方法有
哪些？2、目的基因和
运载体结合的时候应注意什么？会出现几种结果3、基因工程的核心是基因
表达载体的构建，你知道基因表达载体的组成吗？一
个基因表达载体的组成，除了目的基因外，还必须有启动子、终止子、标记基因等。 ❶目的基因：外源DNA分子的有
效片段。 ❷启
动子：一段有特殊结构ND的A片段，位于基因的首端，它是RNA聚合酶识别和结合的部
位，有了它才能驱动基因转录产最mRNA生,终翻译获得所需的蛋白质。 ❸终止
子：位于基因的尾端，也是一段有特殊结构短D的AN片段，是转录在所需要的地方
停下来。 ❹标
记基因的作用：鉴别受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来，
如抗生素抗性基因就可以作为标记基因。 4、将目的基因导入
受体细胞时，常用的受体细胞有哪些？主要是
借鉴细菌或病毒侵染细胞的途径。常
用微生物作受体细胞的原因：第 3 页
思


增殖快、代谢快、目的产物多5、目的基因
检测的原因、目的和依据？6、目的基因的
表达检测原因、目的、依据1【独立自学】阅读教材 P？04，解决以下问题：1.基因工程在农业上的应用主要
表现在哪些方面?2.基因工程在养
殖业中的应用？3.基因工程在医药
卫生、食品工业和环保中的应用？(1)基因工程在农业上的应用获得
高产、稳产和具有优良品质的农作物和具有抗逆性的作物新品种。(2)基因工程在
畜牧业上的应用【
介绍】动物乳腺生物反应器 （3）基因工程在药物
研制的应用（4）基因工程在
环境保护中的应用【思
考】转基因食品的安全性安全观点： 1、转基因食品与
非转基因食品的构成是一样的； 2、
减少农药使用、减少环境污染； 3、节
省生产成本，降低粮食售价； 4、
增加食品营养、提高食品产量等。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。•不
安全观点：•1、
可能产生抗除草剂的超级杂草；•2、
可能使疾病的散播跨越物种障碍；•3、
可能损害农作物的生物多样性；•4、
认为创造新物种，可能干扰生态系统的稳定性；•5、
可能产生新毒素和新过敏源。【目标
升华】“转基因食品，要
不要贴标签?”【
当堂诊学】基础题和提高题【
强化补清】完成优化探究相应练习小
结及板书1、基因工程的概念：基因工程
又叫基因拼接技术D或NA重组技术。通俗地说，就是按照人们地意
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。2、基因操作的工具 ：基因的剪刀
——限制性内切酶。分
布：主要在微生物中。第 4 页
微生物


别特定核苷酸序列，切割特定切点。 结
果：产生黏性未端（碱基互补配对）。 基因的
针线——DNA连接 酶。 连接
的部位：磷酸二酯键（梯子的扶手），不是氢键（梯子的
踏板）。 结
果：两个相同的黏性未端的连接。 基因的
运输工具——运载体。作用：将外源基因
送入受体细胞。具
备的条件：能在宿主细胞内复制并稳定地保存；具有多个限制酶切点
；具有某些标记基因。种类：
质粒、噬菌体和动植物病毒。质粒
的特点：质粒是基因工程中最常用的运载体，是细胞染色体外能自主
复制的小型环分子。DNA状3、基因操作的基本步骤。（1）
提取目的基因目的基因的
提取途径：两条，一条是从供体细胞中的NAD直接分离基因；另一种是
人工合成基因。（2）目的基因与
运载体结合（以质粒为运载体）。目的基因与
运载体结合的结果可能有三种情况：目的基因与目的基因结合，质粒
与质粒结合，目的基因与质粒结合。（3）将目的基因导入
受体细胞。导入方法：
借鉴细菌或病毒侵染细胞的途径。导入过程：
运载体为质粒，受体细胞为细菌。（4）目的基因的
检测和表达检��