合作探究系列第2節基因工程及其應用1982年第一例轉基因動物問世。科學家將大鼠的生長激素基因導入小鼠體內，使小鼠體重為正常個體的二倍，被稱為"超級小鼠"。【目標引領】1、

知識目標：掌握基因工程的概念、原理；基因操作的工具及其操作過程。

2、

能力目標：培養學生分析、推理、歸納、總結的能力。

3、

情感目標：培養學生實事求是的科學態度及從微觀到宏觀，從現象到本質的科學的研究方法；培養學生嚴謹的學習態度和思維習慣。【自學探究】各種生物間的性狀千差萬別這是為什么呢?

答：生物體的不同性狀是通過基因的表達而形成的。列舉：幾種生物的不同性狀：豆科植物的根瘤菌能夠固定空氣中的氮氣；青霉菌能產生對人類有用的抗生素——青霉素。

【合作解疑一：基因工程的優點】

基因工程又叫做基因拼接技術或DNA重組技術。這種技術是在生物體外，通地對DNA分子進行人工剪切和拼接，對生物的基因進行改造和重新組合，然后導入受體細胞內進行無性繁殖，使重組基因在受體細胞內表達，產生人類所需要的基因產物。通俗地說，就是按照人們的意愿，把一種生物的個別基因復制出來，加以修飾改造，然后放到另一種生物的細胞里，定向地改造生物的遺傳性狀（目的）。

一、基因工程傳統育種方法和基因工程育種相比，有什么不足之處？解疑：傳統育種的方法一般只能在同種生物中進行，很難將一種生物的優良性狀，移植到另一種生物身上。而基因工程的出現使人類可能按照自己的意愿直接定向的改變生物，培育新品種。“嫁接”了人胰島素基因的大腸桿菌【合作解疑一：基因工程的優點】【合作解疑二：基因工程的工具】1、基因的“剪刀”──限制性內切酶（限制酶）２、基因的針線──DNA連接酶一種限制酶只能識別一種特定的核苷酸序列，并在特定的切點上切割兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵DNA連接酶的作用:是將互補配對的兩個黏性末端連接起來，使之成為一個完整的DNA分子。3、基因的運輸工具——運載體將外源基因送入受體細胞。【合作解疑二：基因工程的工具】1、被同一種限制酶切斷的幾個DNA是否具有相同的黏性末端？不同的限制酶呢？具有相同的粘性末端；不同的限制酶切割形成的粘性末端一般不相同想一想嘗試寫出下列序列受EcoliI內切酶作用后的黏性末端CTTCATGAATTCCCTAAGAAGTACTTAAGGGATTCTTCATGAATTCCCTAAGAAGTACTTAAGGGATT【合作解疑二：基因工程的工具】嘗試寫出下列序列受EcoliI內切酶作用后的黏性末端CTTCATGAATTCCCTAAGAAGTACTTAAGGGATTCTTCATGAATTCCCTAAGAAGTACTTAAGGGATT【合作解疑二：基因工程的工具】甲片段CTTCATGAATTCCCTAAGAAGTACTTAAGGGATT乙片段GGCATCTTAAAATTCCGTAG

GGCATCTTAAAATTCCGTAG2、用DNA連接酶連接兩個相同的黏性未端要連接幾個磷酸二酯鍵？

4個【合作解疑三：基因工程的操作步驟】四個基本步驟：1）提取目的基因2）目的基因與運載體結合3）將目的基因導入受體細胞4）目的基因的檢測和表達【合作解疑三：基因工程的操作步驟】四個基本步驟：1）提取目的基因2）目的基因與運載體結合3）將目的基因導入受體細胞4）目的基因的檢測和表達1、獲取目的基因時，要想獲得某個特定性狀的基因必須要用限制酶切幾個切口？可產生幾個黏性未端？限制酶切下一個特定基因要切斷幾個磷酸二酯鍵？2個切口；產生四個粘性末端；需要切斷4個磷酸二酯鍵積極思考【合作解疑三：基因工程的操作步驟】2、受體細胞攝入DNA分子后就說明目的基因完成了表達嗎？不能，受體細胞必須表現出特定的性狀，才能說明目的基因完成了表達。積極思考【合作解疑三：基因工程的操作步驟】2、受體細胞攝入DNA分子后就說明目的基因完成了表達嗎？不能，受體細胞必須表現出特定的性狀，才能說明目的基因完成了表達。積極思考【合作解疑三：基因工程的操作步驟】【合作解疑四：基因工程的應用】總結1、基因工程與作物育種2、基因工程與藥物研制3、基因工程與環境保護【合作解疑五：轉基因生物的安全性爭論】閱讀以下資料，思考轉基因生物的安全性？一英國科學家聲稱，轉基因馬鈴薯會減弱老鼠免疫系統功能；美國康乃爾大學也發現，轉基因玉米會危害蝴蝶幼蟲及其相關生態環境。環保團體認為這種違反自然的轉基因作物及產品，未經長期安全測試，長期食用可能對人類及生態環境造成負面影響。尤其是注重環境和生態保護的歐盟國家，對轉基因作物更加排斥，因而抵制美國GMO產品的進口。美國人食用轉基因食品已多年，超級市場上有4000多種商品是含有轉基因植物成分的，還沒有事例證明人吃了以后會得病，甚至會引起死亡。

加拿大、澳大利亞也是轉基因食品的生產大國，均有幾千萬人在吃，到現在為止也沒有—個案例說明它有問題。支持派認為：如果轉基因農業生物技術得不到社會支持，這一研究將被扼殺，并且強調，迄今為止并沒有發現轉基因食品危害人體健康和環境的確切證據。反對派認為：轉基因生物和轉基因食品不安全，要嚴格控制。觀點總結【合作解疑五：轉基因生物的安全性爭論】支持派認為：如果轉基因農業生物技術得不到社會支持，這一研究將被扼殺，并且強調，迄今為止并沒有發現轉基因食品危害人體健康和環境的確切證據。反對派認為：轉基因生物和轉基因食品不安全，要嚴格控制。觀點總結【合作解疑五：轉基因生物的安全性爭論】積極思維:⒈要使目的基因與對應的載體重組，所需的兩種酶是()①限制酶②連接酶③解旋酶④還原酶

Ａ．①②Ｂ．③④Ｃ．①④Ｄ．②③2、用基因工程技術可使大腸桿菌合成人的蛋白質。下列說法不正確的是（）A.常用相同的限制性核酸內切酶處理目的基因和質粒

B.DNA連接酶和RNA聚合酶是構建重組質粒必需的工具酶

C.可用抗生素的培養基檢測大腸桿菌中是否導入了重組質粒

D.導入大腸桿菌的目的基因不一定能成功表達.AB3、

下圖是利用基因工程方法生產人白細胞干擾素的過程圖，據圖回答下面的問題。(1)①過程需要

的參與。(2)②物質是從大腸桿菌分離出的________。其化學本質是________，它必須能在宿主細胞中___________________。(3)③過程表明目的基因____________________________。限制性內切酶質粒DNA復制并穩定地保存在大腸桿菌內表達積極思維:基因工程的操作工具1.基因的剪刀——限制酶2.基因的針線——ＤＮＡ連接酶

3.基因的運輸工具——運載體

二、基因工程的操作步驟1.目的基因的提取2.目的基因與運載體結合3.目的基因導入受體細胞4.目的基因的檢測與表達小結一、基因工程的原理三、基因工程的應用四、轉基因和轉基因食品的安全性積極思維:⒈要使目的基因與對應的載體重組，所需的兩種酶是()①限制酶②連接酶③解旋酶④還原酶

Ａ．①②Ｂ．③④Ｃ．①④Ｄ．②③2、用基因工程技術可使大腸桿菌合成人的蛋白質。下列說法不正確的是（）A.常用相同的限制性核酸內切酶處理目的基因和質粒

B.DNA連接酶和RNA聚合酶是構建重組質粒必需的工具酶

C.可用抗生素的培養基檢測大腸桿菌中是否導入了重組質粒

D.導入大腸桿菌的目的基因不一定能成功表達.AB【合作解疑五：轉基因生物的安全性爭論】閱讀以下資料，思考轉基因生物的安全性？一英國科學家聲稱，轉基因馬鈴薯會減弱老鼠免疫系統功能；美國康乃爾大學也發現，轉基因玉米會危害蝴蝶幼蟲及其相關生態環境。環保團體認為這種違反自然的轉基因作物及產品，未經長期安全測試，長期食用可能對人類及生態環境造成負面影響。尤其是注重環境和生態保護的歐盟國家，對轉基因作物更加排斥，因而抵制美國GMO產品的進口。美國人食用轉基因食品已多年，超級市場上有4000多種商品是含有轉基因植物成分的，還沒有事例證明人吃了以后會得病，甚至會引起死亡。

加拿大、澳大利亞也是轉基因食品的生產大國，均有幾千萬人在吃，到現在為止也沒有—個案例說明它有問題。【合作解疑二：基因工程的工具】1、被同一種限制酶切斷的幾個DNA是否具有相同的黏性末端？不同的限制酶呢？具有相同的粘性末端；不同的限制酶切割形成的粘性末端一般不相同想一想傳統育種方法和基因工程育種相比，有什么不足之處？解疑：傳統育種的方法一般只能在同種生物中進行，很難將一種生物的優良性狀，移植到另一種生物身上。而基因工程的出現使人類可能按照自己的意愿直接定向的改變生物，培育新品種。“嫁接”了人胰島素基因的大腸桿菌【合作解疑一：基因工程的優點】1982年第一例轉基因動物問世。科學家將大鼠的生長激素基因導入小鼠體內，使小鼠體重為正常個體的二倍，被稱為"超級小鼠"。【合作解疑一：基因工程的優點】

基因工程又叫做基因拼接技術或DNA重組技術。這種技術是在生物體外，通地對DNA分子進行人工剪切和拼接，對生物的基因進行改造和重新組合，然后導入受體細胞內進行無性繁殖，使重組基因在受體細胞內表達，產生人類所需要的基因產物。通俗地說，就是按照人們的意愿，把一種生物的個別基因復制出來，加以修飾改造，然后放到另一種生物的細胞里，定向地改造生物的遺傳性狀（目的）。

一、基因工程【合作解疑二：基因工程的工具】1、被同一種限制酶切斷的幾個DNA是否具有相同的黏性末端？不同的限制酶呢？具有相同的粘性末端；不同的限制酶切割形成的粘性末端一般不相同想一想傳統育種方法和基因工程育種相比，有什么不足之處？解疑：傳統育種的方法一般只能在同種生物中進行，很難將一種生物的優良性狀，移植到另一種生物身上。而基因工程的出