第2節(jié)基因工程及其應(yīng)用能發(fā)光的水母能否讓熱帶斑馬魚也發(fā)光?設(shè)想不能發(fā)光的熱帶斑馬魚基因工程它們能通過傳統(tǒng)的育種方法獲得嗎？1.簡述基因工程的基本原理、操作工具和基本過程。（重點(diǎn)）2.舉例說明基因工程在農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用。3.關(guān)注轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因食品的安全性。1.概念：按照人們的意愿，把一種生物的某種基因提取出來，加以修飾改造，然后放到另一種生物的細(xì)胞里，定向地改造生物的遺傳性狀，又叫做基因拼接技術(shù)或DNA重組技術(shù)。一、基因工程的原理2.原理：基因重組3.操作水平：DNA分子水平操作對(duì)象：DNA分子

操作環(huán)境：主要在生物體外4.優(yōu)點(diǎn)：①克服了遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙；②周期短；③目的性強(qiáng)。過程：剪切、拼接、導(dǎo)入、表達(dá)結(jié)果：定向地改造生物的遺傳性狀，獲得人類所需的基因產(chǎn)物。缺點(diǎn)：技術(shù)復(fù)雜、操作要求精細(xì)、難度大水母（發(fā)出綠色熒光）綠色熒光基因重組質(zhì)粒(重組DNA分子)貓的受精卵（含綠色熒光基因）貓（不能發(fā)出綠色熒光）綠色熒光貓?zhí)崛。羟校┻\(yùn)輸工具結(jié)合（拼接）導(dǎo)入例子：轉(zhuǎn)基因熒光貓的培育過程指“限制性核酸內(nèi)切酶

”主要存在于微生物一種限制酶只能識(shí)別一種特定的核苷酸序列,并在特定的切點(diǎn)上切割DNA分子來源:特點(diǎn):“”作用于：磷酸二酯鍵二、基因工程的操作工具1.基因的“剪刀”──限制性核酸內(nèi)切酶(簡稱限制酶)重播2、基因工程操作的工具1.基因的“剪刀”──限制性核酸內(nèi)切酶（限制酶）限制酶（EcoRⅠ）作用過程被同一種限制酶切斷的DNA分子是否具有相同的黏性末端？【思考】提示：是2.基因的“針線”──DNA連接酶①催化對(duì)象：兩個(gè)具有相同黏性末端的DNA分子。②催化位置：脫氧核糖與磷酸之間的缺口。③催化結(jié)果：形成重組DNA分子。２、基因的針線──DNA連接酶連接酶的作用是：將互補(bǔ)配對(duì)的兩個(gè)黏性末端連接起來，使之成為一個(gè)完整的DNA分子。探究:如圖表示一段DNA序列，請(qǐng)確定限制酶和DNA連接酶的作用部位。提示：限制酶和DNA連接酶都作用于b部位。基因的針線：DNA連接酶

GAATTCCTTAAGGAATTCCTTAAGGCTTAAAATTCGGCTTAAAATTCGGCTTAAAATTCG用同種限制酶切割（2）條件①能夠在宿主細(xì)胞中復(fù)制并穩(wěn)定保存②具有多個(gè)限制酶切點(diǎn)，以便與外源基因連接③具有標(biāo)記基因，便于進(jìn)行篩選（3）常用的運(yùn)載體：質(zhì)粒、噬菌體和動(dòng)植物病毒等（1）運(yùn)載體的概念3.基因的運(yùn)輸工具——運(yùn)載體抗生素抗性基因標(biāo)記基因，便于進(jìn)行檢測。

其中質(zhì)粒存在于許多細(xì)菌和酵母菌等生物的細(xì)胞中,是擬核或細(xì)胞核外能夠自主復(fù)制的很小的環(huán)狀DNA分子。（4）它們的共同特點(diǎn)是：都有侵染或進(jìn)入宿主細(xì)胞的能力【例】基因工程的正確操作步驟是（）

①使目的基因與運(yùn)載體結(jié)合

②將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞

③檢測目的基因的表達(dá)是否符合特定性狀要求

④提取目的基因Ａ．③②④①Ｂ．②④①③

Ｃ．④①②③Ｄ．③④①②C三、基因工程的步驟點(diǎn)撥：(1)切割目的基因和運(yùn)載體必須使用同一種限制酶，以獲得相同的黏性末端。(2)基因工程基本操作步驟中，只有第三步將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞不需堿基互補(bǔ)配對(duì)，其余三步都涉及堿基互補(bǔ)配對(duì)。(3)檢測目的基因是否導(dǎo)入受體細(xì)胞，一般是檢測標(biāo)記基因；目的基因的受體細(xì)胞是否成功表達(dá)，需要檢測目的基因是否表達(dá)出了相應(yīng)產(chǎn)物。1.基因工程與作物育種四、基因工程的應(yīng)用轉(zhuǎn)基因抗蟲棉與普通棉對(duì)照【思考】轉(zhuǎn)基因抗蟲棉有性生殖產(chǎn)生的后代都具有抗蟲特性嗎？為什么？提示：不一定，由于性狀分離或變異，抗蟲棉的子代可能會(huì)失去抗蟲特性。轉(zhuǎn)基因龍膽花色奇異轉(zhuǎn)基因藍(lán)豬耳改變花色轉(zhuǎn)基因牽?；ǜ淖兓ㄉ?.基因工程與藥物研制方法特點(diǎn)胰島素傳統(tǒng)方法直接從生物體的組織、細(xì)胞或血液中提取產(chǎn)量低、價(jià)格昂貴4～5g/100kg胰腺基因工程“工程菌”發(fā)酵工業(yè)化生產(chǎn)高質(zhì)量低成本100g/2000L大腸桿菌培養(yǎng)液生產(chǎn)基因工程藥品（如：胰島素）糖尿病并發(fā)癥

胰島素從豬、牛等家畜的胰腺中提取，100kg胰腺只能提取4～5g的胰島素，其產(chǎn)量之低和價(jià)格之高可想而知。將能夠產(chǎn)生胰島素的基因?qū)氪竽c桿菌，每2000L大腸桿菌培養(yǎng)液就能提取100g胰島素！

干擾素治療病毒感染簡直是“萬能靈藥”！過去從人血中提取，300L血才提取1mg！其“珍貴”程度自不用多說。

人造血液、白細(xì)胞介素、乙肝疫苗等通過基因工程實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)，均為提高人類的健康水平發(fā)揮了重大的作用。人造血液及其生產(chǎn)利用基因工程培育的“超級(jí)細(xì)菌”能吞食和分解多種污染環(huán)境的物質(zhì)。3.環(huán)境保護(hù)

利用基因工程培育的“指示生物”能十分靈敏地反映環(huán)境污染的情況，不易因環(huán)境污染而大量死亡，甚至還可以吸收和轉(zhuǎn)化污染物。目的實(shí)例作物育種把各種優(yōu)良基因通過基因工程導(dǎo)入生物體內(nèi)，從而改變生物的遺傳特性，培育出新品種①培育高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)和具有優(yōu)良品質(zhì)的農(nóng)作物；②培育各種抗逆性的作物新品種藥物研制把控制產(chǎn)生藥物的基因通過基因工程轉(zhuǎn)移到另一種生物(一般是微生物)體內(nèi)，從而獲得各種高質(zhì)量、低成本的藥物例如胰島素、干擾素，以及乙肝疫苗等環(huán)境保護(hù)通過基因工程清除環(huán)境中有害廢物凈化環(huán)境利用轉(zhuǎn)基因細(xì)菌降解有毒有害的化合物，吸收環(huán)境中的重金屬，處理工業(yè)廢水，檢測環(huán)境中病毒含量，分解泄露的石油等基因工程的應(yīng)用及實(shí)例總結(jié)

轉(zhuǎn)基因食品

安全嗎?課究探后課題：利用網(wǎng)絡(luò)資源并結(jié)合教材中的資料分析,就“轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因食品的安全性”以小論文的形式發(fā)表個(gè)人見解。基因工程操作步驟：（1）提取目的基因（2）目的基因與運(yùn)載體結(jié)合（3）將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞（4）目的基因的檢測與鑒定應(yīng)用：原理操作工具限制性核酸內(nèi)切酶運(yùn)載體DNA連接酶：基因重組：作物育種藥物研制C1.如圖所示是一項(xiàng)重要生物技術(shù)的關(guān)鍵步驟，其中X()A.一定是能合成胰島素的細(xì)菌B.一定是能合成抗體的人類細(xì)胞C.有可能是能合成胰島素的細(xì)菌D.一定不是能合成胰島素的細(xì)菌2．人們常選用的細(xì)菌質(zhì)粒分子往往帶有一個(gè)抗生素抗性基因，該抗性基因的主要作用是（）A．提高受體細(xì)胞在自然環(huán)境中的耐藥性B．增加質(zhì)粒分子的相對(duì)分子質(zhì)量C．有利于對(duì)目的基因是否導(dǎo)入受體細(xì)胞進(jìn)行檢測D．便于與外源基因連接C3．下列屬于運(yùn)載體所必須具有的條件是（）①具有標(biāo)記基因②具有環(huán)狀的DNA分子③能夠在宿主細(xì)胞中復(fù)制④具有多個(gè)限制性核酸內(nèi)切酶A．①②