爱华网基因工程学案
一．课标内容
1．简述基因工程的诞生。
2．简述基因工程的原理及技术。
3．举例说出基因工程的应用。
4．简述蛋白质工程。
二．教学要求
第一节 工具酶的发现和基因工程的诞生
基本要求
1．说出基因工程的含义并指出基因工程的主要内容。
2．说出限制性核酸内切酶的含义及作用特点。
3．说出DNA连接酶的作用。
4．简述质粒的含义、特性及其在基因工程中的作用。
发展要求
解释限制性核酸内切酶、DNA连接酶和质粒在基因工程诞生中的意义。
说明
1．限制性核酸内切酶只要求了解教材中的2种限制性核酸内切酶的碱基识别序列和切割位点。单核苷酸链的走向不做拓展。
2．“小资料：基因工程的载体”只作为背景材料供学生阅读，不要求记忆或掌握具体的内容。
第二节 基因工程的原理和技术
基本要求
1．简述基因工程的原理。
2．描述基因工程基本操作的几个步骤。
发展要求
举例说出筛选含有目的基因的受体细胞的原理。
说明
“课外读：聚合酶链式反应（PCR）”、“小资料：基因工程的受体细胞”只作为背景材料供学生阅读，不要求记忆或掌握具体内容。
第三节 基因工程的应用
基本要求
1．举例说出基因工程在遗传育种、疾病治疗与生态环境保护方面的应用。
2．说出基因治疗的基本原理。
3．关注基因工程的新进展。
发展要求
尝试应用基因工程技术设计一个解决生活中疑难问题的方案。
第四节 基因工程的发展前景（选学）
三．知识梳理
（一）．基因工程的概念及诞生
1．基因工程的概念
是指按照人们的愿望，进行严格的设计，把一种生物的基因转入另一种生物体中，使其产生符合人们需要的 或 。基因工程是在 上进行设计和施工的，核心是 。
基因工程的别名
操作环境
操作对象
操作水平
基本过程
结果
原理
2．基因工程的诞生
DNA是遗传物质的发现
理论基础 DNA双螺旋结构和中心法则的确立
遗传密码的破译
基因转移载体的发现
工具酶的发现
DNA合成和测序技术的发现
工程技术 DNA体外重组的实现
重组DNA表达实验的成功
第一例转基因动物的问世
PCR技术的发明
（二）．基因工程的基本工具
1．“分子手术刀”——
（1）来源：主要是从 中分离纯化出来的。
（2）功能：能够识别双链DNA分子的 ，并且使每一条链中 的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开，因此具有 性。
（3）结果：经限制性核酸内切酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式：
等。
2．“分子缝合针”——
（1）功能：缝合 。
（2）与DNA聚合酶作用的异同：DNA聚合酶只能将 加到已有的核苷酸片段的末端，形成磷酸二酯键。DNA连接酶是连接 的末端，形成磷酸二酯键。
3．“分子运输车”——
（1）载体具备的条件：①能在受体细胞中复制并稳定保存。
②具有一至多个限制酶切点，供外源DNA片段插入。
③具有标记基因，用于检测目的基因是否转入受体细胞。
（2）最常用的载体是 ,它是一种裸露的、结构简单的、独立于
，并具有 的双链 。
（3）其它载体： 。
（三）基因工程的基本操作程序
第一步：
1．目的基因是指： 。
2．获取目的基因通常有两种方法。
如果目的基因的序列是已知的，可以用 合成，或者
扩增目的基因。
如果目的基因的序列是未知的，可以从 中获取。
第二步：
组成： ＋
标记基因的作用：是为了鉴定受体细胞中 ，从而将 筛选出来。常用的标记基因是 。
第三步：
将目的基因导入植物细胞：采用最多的方法是 农杆菌转化法 ，其次还有
基因枪法 和 花粉管通道法等。受体细胞可以是卵细胞（受精卵）、体细胞（经组织培养成为完整个体）
将目的基因导入动物细胞：最常用的方法是 显微注射技术。此方法的受体细胞多是 受精卵 。
将目的基因导入微生物细胞：用 处理大肠杆菌，增加 的通透性，使细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态。
第四步：
重组细胞导入受体细胞后，筛选含有目的基因的受体细胞的依据是：是否有标记基因 。
第五步：
1．首先要检测 转基因生物的染色体DNA上是否插入了目的基因，方法是采用 DNA分子杂交技术。
2．其次还要检测 目的基因是否转录出了mRNA，方法是采用 用标记的目的基因作探针与mRNA杂交。
3．最后检测 目的基因是否翻译成蛋白质，方法是从转基因生物中提取 蛋白质，用相应的 抗体进行抗原－抗体杂交。
4．有时还需进行 个体生物学水平 的鉴定。如 转基因抗虫植物是否出现抗虫性状。
（四）基因工程的应用
1．植物基因工程：
抗虫、抗病、抗逆转基因植物，利用转基因改良植物的品质。
2．动物基因工程：
提高动物生长速度、改善畜产品品质、用转基因动物生产药物。
3．医药工业和医学领域的应用
（1）基因工程药物：如 等药物。
（2）基因治疗：把正常的外源基因导入病人体内，以 ，达到治疗的目的。
四、知识建构
