3.1 基因工程赋予生物新的遗传特性-2023-2024学年上海地区高二生物同步备课高效课件（沪科2020选择性必修3）

第1节 基因工程赋予生物新的遗传特性 选修3 生物技术与工程 第3章 基因工程 本节重点 1、基因工程的基本概念 2、基因工程的应用 什么是基因工程 观看《基因工程》视频 很多都是采用基因工程技术改造过的，因此基因工程是现代生物工程的核心技术。 基因工程是指将一种或多种生物（供体）的基因与运载工具在体外进行拼接重组， 然后转入另一种生物体（受体）内，使之按照人们的意愿遗传并表达出新产物或新性状。 由于重组拼接的基因和运载工具都是DNA分子，因此，基因工程也称为重组DNA技术。 对于有性生殖的生物而言，不同物种之间存在生殖隔离，难以进行基因交流； 即便生活在同一个栖息地的大多数细菌物种也很难交换遗传信息。 重组DNA技术诞生的科学意义在于打破这种隔离，使跨物种间基因的定向转移成为可能。 另一方面，发酵工程所用的微生物菌种以及细胞工程所涉及的细胞株， 这项遗传学研究是基因工程中基因转移操作的先驱性工作。 理论基础 （1）揭示DNA是遗传物质： 1944年，著名的肺炎双球菌转化实验 不仅揭示了生物体的遗传物质是DNA， 同时还显示DNA可以从一种生物个体 转移到另一种生物个体。 阐明了遗传信息流动的方向。 理论基础 （2）确立DNA双螺旋结构和中心法则： 1953年，DNA双螺旋模型的建立 促进了DNA半保留复制的实验证明。 随后不久确立的中心法则 解开了DNA复制、转录和mRNA翻译过程之谜， 这些分子生物学原理为基因工程中提升目的基因的复制和表达水平奠定了基础。 理论基础 （3）破译遗传密码： 1963～1966年期间，遗传密码的破译 不仅使人们认识到自然界几乎所有生物共用一套遗传密码， 而且为基因的鉴别和合成等提供了理论依据。 技术支撑 （1）发现运载工具： 1953年，发现细菌细胞内除了拟核DNA外， 还存在一类具有独立复制能力的小型DNA（称为质粒）， 它们可在细菌细胞之间转移， 这一发现为基因转移找到了一种运载工具。 技术支撑 （2）开发工具酶： 1970年，在细菌中鉴定了第一种能切割DNA的酶； 随后，又相继分离纯化了多种能连接DNA 和具有其他功能的酶。 这些生物化学发现为DNA的切割、连接 以及基因的获取奠定了技术基础。 技术支撑 （3）实现DNA体外重组： 1972年，首次在体外尝试DNA的切割和拼接操作， 并成功地构建了第一个体外重组DNA分子。 并使大肠杆菌表达出相应的抗生素抗性，由此宣告了基因工程的诞生。 具备其他生物物种的特殊生物功能，如光合作用和抗生素合成等。 微生物以其无性繁殖、生长迅速以及易于基因操作等优势为基因工程的问世作出了重大贡献。 可用来高效生产人们感兴趣的目标产物。 1973年，美国科学家考恩和博耶等人在体外构建出含有四环素和青霉素两个抗性基因的重组DNA分子， 将之导入大肠杆菌后，这种重组DNA分子能稳定复制， 考恩在评价其实验结果时指出，基因工程技术完全有可能使大肠杆菌 每个经基因工程改造过的细胞就如同性能优良的微型生物反应器， 基因工程有哪些应用？ 观看《基因工程的应用》视频 本堂小结 1、基因工程的基本概念 将一种或多种生物（供体）的基因与运载工具在体外进行拼接重组， 然后转入另一种生物体（受体）内，使之按照人们的意愿遗传并表达出新产物或新性状。 也称为重组DNA技术。 2、基因工程的应用 医学 转基因疫苗 遗传性状改良 基因治疗 农牧业 转基因抗虫棉 抗除草剂大豆 食品工业 改良生产菌株的遗传性状 Lavf58.28.100 Lavf58.28.100 $$