《遗传与进化基因工程及其应用》（必修）【wwwedudownnet】

1、信息技术环境下高中生物教学学生自主学习能力的培养信息技术环境下高中生物教学学生自主学习能力的培养研究课研究课 执教执教 戴婷戴婷 1 1、概念：、概念： 基因工程又叫做基因拼接技术或基因工程又叫做基因拼接技术或DNADNA重组技术。重组技术。通俗地说，就是按照人们的意愿，把一种生物的某种通俗地说，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，的细胞里，定向定向地改造生物的遗传性状。地改造生物的遗传性状。 胰岛素胰岛素每每100kg 猪或牛的胰腺中提取猪或牛的胰腺中提取 45g胰岛素胰岛素 1979年，利

2、用大肠杆菌的年，利用大肠杆菌的DNA分子重组，分子重组，2000L培养培养液液 提取提取100g ， 相当于相当于2吨猪胰腺中提取的量吨猪胰腺中提取的量 思考题：思考题：在以上把人的胰岛素基因在以上把人的胰岛素基因“嫁接嫁接”到大肠杆菌上的过程中，关键步骤或难点是到大肠杆菌上的过程中，关键步骤或难点是什么？什么？ 关键步骤一：胰岛素基因怎样从人的细胞内提取？关键步骤一：胰岛素基因怎样从人的细胞内提取？关键步骤二：胰岛素基因由谁负责关键步骤二：胰岛素基因由谁负责“运输运输”？ 关键步骤三：胰岛素基因怎样进入到大肠杆菌细胞内？关键步骤三：胰岛素基因怎样进入到大肠杆菌细胞内？在关键步骤的完成过程中都

3、要用哪些基在关键步骤的完成过程中都要用哪些基因操作工具因操作工具 ？ 关键步骤一的工具：基因的剪刀关键步骤一的工具：基因的剪刀限制性内切酶。限制性内切酶。 关键步骤二的工具：基因的针线关键步骤二的工具：基因的针线DNA连接酶。连接酶。 关键步骤三的工具：基因的运输工具关键步骤三的工具：基因的运输工具运载体。运载体。 一、基因工程的基本工具一、基因工程的基本工具（1）基因的）基因的“剪刀剪刀”：限制性核酸内切酶：限制性核酸内切酶G A A T T C C T T A A G 限制酶限制酶一、基因工程的基本工具一、基因工程的基本工具（1）基因的）基因的“剪刀剪刀”：限制性核酸内切酶：限制性核酸内切

4、酶G A A T T C C T T A A G 限制酶限制酶一、基因工程的基本工具一、基因工程的基本工具（1）基因的）基因的“剪刀剪刀”：限制性核酸内切酶：限制性核酸内切酶限制酶限制酶C T T A AG A A T T C G一、基因工程的基本工具一、基因工程的基本工具（1）基因的）基因的“剪刀剪刀”：限制性核酸内切酶：限制性核酸内切酶限制酶限制酶C T T A AG A A T T C G一、基因工程的基本工具一、基因工程的基本工具（1）基因的）基因的“剪刀剪刀”：限制性核酸内切酶：限制性核酸内切酶限制酶限制酶C T T A AG A A T T C G一、基因工程的基本工具一、基因工程

5、的基本工具（1）基因的）基因的“剪刀剪刀”：限制性核酸内切酶：限制性核酸内切酶C T T A AG A A T T C G一、基因工程的基本工具一、基因工程的基本工具（1）基因的）基因的“剪刀剪刀”：限制性核酸内切酶：限制性核酸内切酶C T T A AG A A T T C G 作用特点：作用特点： 结果：结果： 举例：举例： 特异性，即识别特定核苷酸序列，切割特定切点。特异性，即识别特定核苷酸序列，切割特定切点。产生黏性未端（碱基互补配对）。产生黏性未端（碱基互补配对）。 大肠杆菌的一种大肠杆菌的一种ECORI限制酶识别限制酶识别GAATTCGAATTC序列，序列，并在并在G G和和A A之

6、间切开）。之间切开）。 黏性末端黏性末端一、基因工程的基本工具一、基因工程的基本工具（1）基因的）基因的“剪刀剪刀”：限制性核酸内切酶：限制性核酸内切酶C T T A AG A A T T C GG A A T T C C T T A A G 限制酶限制酶(2)基因的针线：基因的针线：DNA连接酶连接酶C T T A AG黏性末端黏性末端 A A T T C G 一、基因工程的基本工具一、基因工程的基本工具(2)基因的针线：基因的针线：DNA连接酶连接酶C T T A AG A A T T C G一、基因工程的基本工具一、基因工程的基本工具(2)基因的针线：基因的针线：DNA连接连接酶C T

7、T A AG A A T T C G一、基因工程的基本工具一、基因工程的基本工具(2)基因的针线：基因的针线：DNA连接酶连接酶C T T A AG A A T T C G一、基因工程的基本工具一、基因工程的基本工具(2)基因的针线：基因的针线：DNA连接酶连接酶C T T A AG A A T T C GDNA连接酶连接酶一、基因工程的基本工具一、基因工程的基本工具(2)基因的针线：基因的针线：DNA连接酶连接酶C T T A AG A A T T C GDNA连接酶连接酶一、基因工程的基本工具一、基因工程的基本工具C T T A AG A A T T C G(2)基因的针线：基因的针线：D

8、NA连接酶连接酶重组DNA分子思考：如何将重组思考：如何将重组DNA分子送入受体细胞呢？分子送入受体细胞呢？ 一、基因工程的基本工具一、基因工程的基本工具是存在于是存在于细胞质中独立于细胞质中独立于DNA而自主复制的而自主复制的环状双链环状双链DNA分子。分子。（3 3）基因的运输工具）基因的运输工具运载体运载体一、基因工程的基本工具一、基因工程的基本工具我国生产的部分基因我国生产的部分基因工程疫苗和药物工程疫苗和药物1 1、基因工程与药物研制、基因工程与药物研制许多药品的生产是许多药品的生产是从生物组织中提取的。从生物组织中提取的。受材料来源限制产量有受材料来源限制产量有限，其价格往往十分昂

9、限，其价格往往十分昂贵。贵。微生物生长迅速，容易控制，适于大规模工业化微生物生长迅速，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。题，还能大大降低生产成本。胰岛素从猪、牛等动物的胰胰岛素从猪、牛等动物的胰腺中提取，腺中提取，100Kg100Kg胰腺只能提取胰腺只能提取4-5g4-5g的胰岛素，其产量之低和价的胰岛素，其产量之低和价格之高可想而知。格之高可想而知。将合成的胰岛将合成的胰岛素基因导入大肠杆素基

10、因导入大肠杆菌，每菌，每2000L2000L培养液培养液就能产生就能产生100g100g胰岛胰岛素！使其价格降低素！使其价格降低了了30%-50%!30%-50%!从人血中提取干扰素，从人血中提取干扰素，300L300L血才提取血才提取1mg1mg！通过基因工程的通过基因工程的方式创造了能合成人方式创造了能合成人干扰素的大肠杆菌，干扰素的大肠杆菌，每每1Kg1Kg的培养液可提取的培养液可提取204mg204mg干扰素干扰素人造血液及其生产人造血液及其生产转黄瓜抗青枯病基因的甜椒转黄瓜抗青枯病基因的甜椒2 2、基因工程与作物育种、基因工程与作物育种转鱼抗寒基因转鱼抗寒基因的番茄的番茄为了提高大豆的单位产量和大豆耐虫害、抗倒伏、抗低温、为了提高大豆的单位产量和大豆耐虫害、抗倒伏、抗低温、抗干旱等能力，科学家将一种高含油料作物的某种基因，通抗干旱等能力，科学家将一种高含油料作物的某种基因，通过外体切割和重新组合的方法，引入大豆细胞中来，经过几过外体切割和重新组合的方法，引入大豆细