1.1.1-1.1.2 基因工程的工具-苏教版高中生物选修3教学课件

第一章基因工程 1.1.1基因工程的发展历程 回顾： （1）探索遗传物质过程 （2）DNA的双螺旋结构和中心法则 学生阅读书本完成下列填空： 1953年：沃森和克里克建立DNA分子双螺旋结构模型。 1957年：科恩伯格等首次发现 。 1958年：梅塞尔森和斯塔尔发现 的机理。克里克提出中心法则。 1961-1966年：尼伦伯格和霍拉纳等破译遗传密码。 1967年：罗思和赫林思基等发现运转工具 和 。 1970年：特明和巴尔的摩各自在RNA病毒中发现逆转录酶。史密斯等人分离到 酶。 1977年：桑格首次完整基因组的测序工作。 DNA聚合酶 DNA半保留复制 质粒 DNA连接酶 逆转录 基础理论和技术的发展催生了基因工程 设想一 能否培养出具有抗虫 性状的抗虫棉呢？ 胰岛素是治疗糖尿病的特效药,长期以来只能从猪、牛等动物的胰腺中提取，产量低成本高。 而微生物生长迅速，容易控制。于是科学家设想，若能将人的胰岛素基因导入微生物体内，并得以表达，就不仅能解决产量问题，还能大大降低生产成本，使药品价格大幅下降。 设想二 能否让微生物产生出人的 胰岛素等珍贵药物？ 这些定向改造基因的设想能实现吗？ 经过多年的努力，科学家终于在20世纪70年代创立了可以定向改造生物的新技术 ——基因工程 1972年科学家伯格等实验：世界上首次DNA分子体外重组 1973年科学家科恩等实验 科恩和博耶合作：实现了不同物种间DNA重组实验。 意义：打破了传统的种间遗传物质不能交换的重重壁垒，开创了基因工程 基因工程的发展历程 基因工程是什么？ 基因工程是指按照人们的愿望，在DNA分子水平上进行严格的设计，并通过体外DNA重组和转基因技术，赋予生物以新的遗传特性，从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。由于基因工程是在DNA水平上进行设计和施工的，因此又叫DNA重组技术。 操作环境 操作对象 操作水平 结果 操作原理 生物体外 基因 DNA分子水平 人类需要的新生物类型和产品 DNA重组技术 基因工程的别名 特点 定向改造生物性状 基因重组 基因工程的概念 是分子DNA重组技术的原理是基因重组，但两者不等同，基因是具有遗传效应的片段，按照人们意愿，改变性状哪些性状呢？ $$第1课时 基因工程的工具 能否让禾本科的植物也能够固定空气中的氮？ 能否让细菌“吐出”蚕丝？ 能否让微生物产生出人的胰岛素、干扰素等珍贵的药物？ 经过多年的努力，科学家于20世纪70年代创立了可以定向改造生物的新技术——基因工程。 新课导入 1.通过观察图像、查阅资料，了解基因工程的诞生历程，说出基因工程的概念； 2.通过阅读文本、观察图片、师生交流，说出DNA重组技术所需的三种基因工具的作用。 学习目标 一、基因工程的概念 基因工程又叫DNA重组技术。该技术是在生物体外，通过对DNA分子进行人工“剪切”和“拼接”，对生物的基因进行改造和重新组合，然后导入受体细胞内使重组基因在受体细胞内表达，产生出人类所需要的基因产物。 新知探究 操作原理 操作环境 操作对象 操作水平 基本过程 结果 基因重组 生物体外 基因 DNA分子水平 按照人类需要定向改造生物遗传特性 剪切 →拼接 →导入 →表达 深化探究 请列举基因重组的类型。 提示　(1)真核生物有性生殖过程中，减数分裂时发生的基因重组：交叉互换型、自由组合型。 (2)肺炎双球菌转化实验中发生的基因重组：S型细菌的DNA进入R型细菌并使R型细菌转化为S型细菌。 (3)基因工程是人工操作导致的基因重组。 1．理论与技术基础的发展： 1953年：沃森和克里克建立DNA分子双螺旋结构模型。 1957年：科恩伯格等首次发现 。 1958年：梅塞尔森和斯塔尔发现 的机理。克里克提出中心法则。 1961-1966年：尼伦伯格和霍拉纳等破译遗传密码。 1967年：罗思和赫林思基等发现运转工具 和 。 1970年：特明和巴尔的摩各自在RNA病毒中发现逆转录酶。史密斯等人分离到 酶。 1977年：桑格首次完整基因组的测序工作。 二、基因工程的发展历程 DNA聚合酶 DNA半保留复制 质粒 DNA连接酶 逆转录 2．重组DNA技术的发展： 1972年科学家伯格等实验：世界上首