高中生物第二册第6章遗传住处的传递和表达6.3基因工程与转基因生物素材(2)沪科版
高中生物第二册第6章遗传住处的传递和表达6.2蛋白质合成课件3沪科版
由此伽莫夫提出三联体密码子假说，即 由3个核苷酸决定1个氨基酸。
美国生化学家尼仑伯格和美籍印
度裔生化学家霍拉纳于1961年开
始用生化方法进行解码研究，
1967年全部完成。1968年获诺
贝尔生理学医学奖，伽莫夫于当 年8月去世，无缘得奖了。
甲硫氨酸
天冬氨酸
异亮氨酸
A U G G AU AUC
mRNA
信使RNA上决定一种氨基酸的每三个相邻的 碱基叫一个密码子。
密码子的特点
• 1个密码子编码一种氨基酸。 • 大多数氨基酸有多个密码子。
• AUG（编码甲硫氨酸）、GUG（编码缬氨酸） 为起始密码子，翻译从此开始。 • UAA,UAG,UGA（终止密码子，不编码任何氨 基酸），翻译到此终止。
二、同步听课法
有些同学在听课的过程中常碰到这样的问题，比如老师讲到一道很难的题目时，同学们听课的思路就“卡壳“了，无法再跟上老师的思路。这时候该怎么办呢？
如果“卡壳”的内容是老师讲的某一句话或某一个具体问题，同学们应马上举手提问，争取让老师解释得在透彻些、明白些。
如果“卡壳”的内容是公式、定理、定律，而接下去就要用它去解决问题，这种情况下大家应当先承认老师给出的结论（公式或定律）并非继续听下去，先把问题记 下来，到课后再慢慢弄懂它。
普通侏儒症
2005年，美国科学家 在侏儒症患者中发现 促使其胚胎骨骼发育 的基因有两处发生了 变异。
2007年6月，澳大利亚专家发现了可能 导致侏儒症的基因，这是迄今世界上第 一次发现这类基因。
侏儒症的治疗
激素治疗：注射生长激素。 2005年2月，3头带有人类生长激素基因的克隆牛在
高中生物第二册第6章遗传住处的传递和表达6.3基因工程与转基因生物课件1沪科版
3、将目的基因导入受
体细胞并使之扩增 要让目的基因表达，必
须将它导入受体细胞并进行
扩增。
导入
为获得目的基因的表达
产物时，通常以大肠杆菌等
无害易得的细菌为受体。为
扩增
改进某种生物时，将欲改进
的生物细胞为受体。
为使重组的DNA分子更容易进入受体细胞，
通常还要用一些物质对受体细胞进行处理，使
受体细胞具有更大的通透性。
含有胰岛素
的牛奶 含有人胰岛素基因的奶牛
3.转基因生物产品的安全性
转基因生物及食品的安全 1993 年提出实质等同性原则。就是说看这个转基 因生物是不是安全，要看它与传统的非转基因产品的区 别及比较。如果食品的成分大体上跟传统的食品基本相 同，就认为是安全的。但是很多专家对这个原则发生质 疑，认为不仅仅要对主要的营养成分来评估，而且需要 对所有的常量的和微量的营养元素、抗营养元素、植物 内毒素、次级代谢物以及致敏原等基本浓度都要进行分 析之后，才能够说是安全还是不安全。实质等同原则还 是值得怀疑的。
转基因羊 具有生长快、
毛质、肉质好、疾 病少及耐粗饲料等 优点。
通过研究“基因敲 除”的耗子将帮助研究 人类的癌症、糖尿病和 高血压等慢性疾病与遗 传的关系。
在猴子的未受精卵中加入 附加基因，并利用它成功培育 出健康活泼的小猴“安迪”。
通过对“安迪”的研究我 们可以简单地引进如老年性痴 呆病的基因、帕金森病基因等， 加快针对这类疾病疫苗的开发 研究。
因连接 C、具有某些标记基因，便于进行筛选，
经常使用的运载体有质粒、噬菌体和 动植物病毒
质粒
严紧型质粒（相对质量较大，1—2个） 松弛型质粒（相对质量较小，20个左右）
重组DNA实验常用的两组质粒运载体
沪科版生命科学高二上第六章遗传信息的传递和表达知识
第二节遗传信息的传递和表达教学目标1．DNA自我复制的特点；转录和翻译的概念2．RNA的结构和种类3．遗传密码和密码子的概念；中心法则的概念及其进展4．基因突变的概念和原因教学重点1．DNA的半保留复制与遗传的稳固性（边解旋边复制，母链和子链）（阅读）2．转录的场所、模板和产物（细胞核内、DNA的一条链、mRNA）3．翻译的场所、模板和产物（核糖体上、mRNA、蛋白质），密码子的破译4．中心法则表现遗传信息的传递规律5．基因突变引发遗传信息的错误传递和性状改变（碱基改变、插入或缺失）（基因突变的有利和有害）教学进程遗传信息是如何表达和延续的呢？DNA分子中蕴藏着遗传信息，它不能直接的反映出来，它必需以必然的方式反映到蛋白质上来，才能使后代表现性状。
第一让咱们来了解一下它是如何传递给后代的。
也就是它的复制。
一、复制（DNA replication）复制是指以某一段DNA为模板，合成相同的DNA分子的进程。
这是一个自我复制的进程。
在学习的进程中试探那个问题：为何须须复制出完全一样的子代DNA分子？复制的进程：第一回忆一下碱基配对的原则：A—T；C－G 带有不同的碱基的脱氧核苷酸是组成DNA的成份。
（启发如何配对复制）举例：以一段DNA分子：C T A G A G A C G C T C A G T G C————a链G A T C T C T G C G A G T C A C G————b链解旋：组成DNA的两条多核苷酸链在酶的作用下慢慢分开（形成两条单链）就是解旋的进程，这两条链a，b称之为母链。
复制：复制的进程是边解旋边复制的。
两条分开的单链在酶的作用下，别离与细胞内游离的核苷酸配对。
现在符合碱基配对原则。
通过如此的复制，取得了什么？取得了两条子链。
这两条子链都是双链的DNA。
通过复制后，一个DNA分子变成了2个，而且结构完全一样。
（为何完全一样？用适才的例子来讲明）观察一下这两条子链，每条子链分子中都含有一半（即一条单链）来自母方。
高中生物第二册第6章遗传住处的传递和表达6.2蛋白质合成教案沪科版
高中生物第二册第6章遗传住处的传递和表达6.2蛋白质合成教案沪科版0828154一．教材分析本节课是生命科学高中第二册“第六章第二节DNA复制和蛋白质合成”中的内容，课程标准规定本节内容的教学要求为A级，即要求学生知道遗传信息转录和翻译的过程，懂得使用遗传密码子表。
因此，教师只要完成教材中的内容，不宜扩大或加深教学内容。
本章是在前两章解决了“基因在哪里”和“基因是什么”这两个问题后，紧接着来研究“基因是如何起作用的”，即基因的表达问题，这些问题的探讨，对于学生理解生物的遗传有着重要的意义，也是学习后续章节不可缺少的基础。
由于生物性状主要通过蛋白质来实现，所以基因对生物性状的控制，实际上是通过控制蛋白质的合成来实现的。
教材分析了基因控制蛋白质合成的两个主要步骤，即转录和翻译，并在此基础上阐述遗传密码和密码子的概念，分析各种RNA分子的作用，以及遗传信息的表达规律，最后总结出中心法则的内容及其发展。
教材安排了一个“想一想做一做”的活动，启发学生探究基因突变对蛋白质组成和生物性状的影响。
二．学情分析由于本节内容不仅微观、抽象、复杂，而且涉及的物质种类也比较多，因此学生不易理解，教师可以结合视频动画来辅助教学，教学时要注意将知识及时进行归纳、比较和总结。
如：转录和翻译过程的比较、三种RNA功能的比较等等。
总之，教师既要让学生了解各个知识点间的内在关系，又要能简洁、清晰地概述转录和翻译过程。
三．教学目标1．知识与技能（1）知道遗传信息的转录和翻译，即蛋白质合成过程。
（2）知道遗传密码和密码子的概念。
（3）了解DNA核苷酸排列顺序与蛋白质氨基酸顺序的关系。
2．过程与方法通过本节课的学习，体验核酸和蛋白质在生命活动中的分工和联系，以及基因对蛋白质合成的控制功能。
3．情感态度与价值观认识生物体遗传信息的传递与表达，关注遗传信息的决定作用，逐步领悟生命信息传递的严密与稳定。
四．重点和难点1．重点遗传信息的转录和翻译过程2．难点遗传信息的翻译过程五．教学过程。
高中生物 第二册 第6章 遗传住处的传递和表达 6.3 基因工程与转基因生物学案(1)沪科版
第三节基因工程与转基因生物一：学习目标1.阅读基因工程中抗虫棉的获取过程，理解基因工程的概念，感受科学实验探究的过程，感悟科学家在实验中严谨的科学态度。
2．理解基因工程的基本过程也就是四个基本操作步骤。
3．理解基因工程的应用以及可能带来的安全问题。
二、学习重点：1．基因工程概念中的例子（抗虫棉的获取过程）2. 基因工程的基本过程也就是四个基本操作步骤(人生长激素制造的过程)3. 转基因生物（微生物、植物、动物基因工程成果展示）三、学习难点：1. 限制酶和DNA连接酶2. 重组DNA3. 基因工程的基本步骤四、知识精要1、基因工程的概念：基因工程是指依据预先设计的蓝图，用人工方法将某种生物的基因，接合到另一种生物的基因组DNA中并使其表达，使后者获得新的遗传性状，产生出人类所需要的产物，或创造出新的生物类型的现代生物技术。
2、抗虫棉的获取过程所需要的三种工具:(1)是切割DNA分子获得抗虫基因的酶，俗称“化学剪刀”；(2)是连接抗虫基因和运载体的酶，俗称“化学浆糊”；(3)是将重组DNA导入细胞中的运载体，俗称“分子运输车”。
3、基因工程中的四个基本操作步骤：(1)获取目的基因；(2)目的基因与运载体重组；(3) 重组DNA导入受体细胞；(4)筛选含目的基因的受体细胞。
4、转基因技术的应用：(1)微生物基因工程；(2) 植物基因工程，“抗病毒烟草”等；(3) 动物基因工程，“巨型小鼠”等。
5、转基因生物产品的安全性：(1)转基因生物本身是否会对生态环境造成不利的影响；(2) 转基因生物产品是否会对人类的健康造成损害。
五、学习过程指导1、基因工程的概念在学习新知识时，，先复习旧知识（基因的概念？DNA是如何传递遗传信息的？中心法则的内容？）再思考问题：是否可以将一种生物的基因转移到另一种生物的基因组中，并使其表达出具有特定用途的产物或创造出新的生物类型呢？（用实验事实证明）●怎样解决农民棉花虫害问题？●抗虫棉的获取过程●基因工程中的三种操作工具：①；②；③。
高中生物第二册第6章遗传住处的传递和表达6.2DNA复制和蛋白质合成学案2沪科版word版本
第2节 DNA复制和蛋白质合成一、学习目标：1、在了解DNA分子的结构和碱基互补配对原则及其重要性的基础上，感受生物体遗传信息的准确性。
2、理解DNA分子半保留复制的过程及特点。
3、知道遗传信息的转录和翻译，即蛋白质的合成过程，体验核酸和蛋白质在生命活动中的分工和联系，以及基因对蛋白质合成的控制功能。
4、知道遗传密码和密码子的概念。
5、了解中心法则的基本内容。
二、学习重点：（1）DNA分子的复制过程。
（边解旋边复制、半保留复制）（2）遗传信息的转录和翻译（蛋白质的合成）。
（3）中心法则。
三、学习难点：（1）DNA复制。
（2）遗传信息的转录。
（3）遗传信息的翻译。
四、知识精要：1、复制的过程大致可归纳为如下三点：①解旋提供准确模板：在ATP供能、解旋酶的作用下，DNA分子两条多脱氧核苷酸链配对的碱基从氢键处断裂，两条螺旋的双链解开，这个过程叫做解旋。
解开的两条单链叫母链（模板链）。
②合成互补子链：以上述解开的每一段母链为模板，以周围环境中游离的4种脱氧核苷酸为原料，按照碱基互补配对原则，在有关酶的作用下，各自合成与母链互补的一段子链。
③子、母链结合盘绕形成新DNA分子：在DNA聚合酶的作用下，随着解旋过程的进行，新合成的子链不断地延伸，同时每条子链与其对应的母链盘绕成双螺旋结构，从而各自形成一个新的DNA分子，这样，1DNA分子→2个完全相同的DNA分子。
2、“准确”复制的原理①DNA具有独特的双螺旋结构，能为复制提供模板；②碱基具有互补配对的能力，能够使复制准确无误。
3、DNA复制的特点①DNA分子是边解旋边复制的，是一种半保留式复制，即在子代双链中，有一条是亲代原有的链，另一条（子链）则是新合成的。
②DNA复制严格遵守碱基互补配对原则准确复制。
从而保证了子代和亲代具有相同的遗传性状。
（意义）4、转录的过程：是指以DNA的一条链为模板，按照碱基互补配对原则，合成mRNA（信使RNA）的过程。
5、翻译的过程：在细胞质内的核糖体上,以mRNA为模板,合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。
沪科版生物高中第二册6.3《基因工程与转基因生物》课件(共50张PPT)
2001.8.有报道：加拿大主要的转基因作物 是耐除草剂的GM油菜，但它们正在变成杂草。 农民的农田里出现了未种植过的GM油菜，它们 能抗常规使用的除草剂，要杀死它们还较困难。 GM油菜成为耐除草剂的“超级杂草”。
实验研究中：一种蝴蝶的幼虫吃了含杆菌 基因的马利筋属植物的花粉后，产生了死亡或 不正常发育的现象。引起了生态学家们另一种 担心，那些不在改良范围内的其他物种有可能 成为改良物种的受害者。
科学实验预示，可将半乳糖酶的基因通过载体导入患者体 细胞中，使之产生半乳糖酶，从而使症状好转或消失。
基因检测
• 疾病重在预防 • 预防重在预知 • 预知从基因检测开始
• • • •
针对性预防：防止其发生，延缓其发生 辅助临床诊断 预防性诊断，判断疾病的演变状况 指导个性化用药和治疗
基因治疗
• 甲基丙二酸尿症
崭新的综合技术——生物工程
综合运用生物学、化学和工程学的手段，直接或 间接地利用生物本身、生物体某些部分的组成成分或某 些特殊功能来生产有用的物质的一门崭新的应用技术。
五大分支:
细胞工程、基因工程、酶工程、蛋白质工程和微生物工程
什么是基因工程？ 基因工程给我们的生活带来了什么？
遗传 赋于物种的稳定，保证物种的延续不断。 变异 赋于物种的进化，保证物种对各种环境的适应。
对环境的威胁：在许多基因改良品种中包含有从杆菌中提取出来的细菌
国际上纷纷出现了各种法令：
• 国际经济发展合作组织颁布了《生物技术 管理条例》 • 欧美也颁布了《关于控制使用基因修饰微 生物的指令》 • 《关于基因修饰生物向环境释放的指令》 • 1986年6月，美国发布《生物技术法规协调 大纲》 • 1996 年联合国环境署和《生物多样性公约》 秘书处就《生物安全协议书》组织了9轮谈 判。
沪科版生命科学高二上6-3《基因工程与转基因生物》教学
重 播
２、化学浆糊──DNA连接酶 连接酶的作用是：将互补配对的两个黏性
末端连接起来，使之成为一个完整的DNA分子。
3、分子运输车——运载体
将外源基因送 入细胞一般利用质 粒作为运载体。
质粒进入细胞后， 停留在细胞中进行自主 复制，或接合到染色体 上，随染色体DNA进行 同步复制
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转基因羊 具有生长快、毛质、肉质好、疾病
少及耐粗饲料等优点。
在猴子的未受精卵中加入 附加基因，并利用它成功培育 出健康活泼的小猴“安迪”。
通过对“安迪”的研究我 们可以简单地引进如老年性痴 呆病的基因、帕金森病基因等， 加快针依据预先设计的蓝图，用 人工方法将某种生物的基因，结合到另一种 生物的DNA中并使其表达，使后者获得新 的遗传性状，产生出人类所需要的产物，或 创造出新的生物类型的现代生物技术。
第三节 基因工程 与转基因生物
序言
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第3节 基因工程与转基因生物
知识拓展：
◆质粒(Plasmid)
质粒是真核细胞细胞核外或原核生物拟核区外能够进行自主复制的遗传单位，包括真核生物
的细胞器（主要指线粒体和叶绿体）中和细菌细胞拟核区以外的环状脱氧核糖核酸(DNA)分子。
现在习惯上用来专指细菌(大肠杆菌）、酵母菌和放线菌等生物中细胞核或拟核中的DNA以外
的DNA分子。在基因工程中质粒常被用做基因的载体。许多细菌除了拟核中的DNA外，还有
大量很小的环状DNA分子，这就是质粒(plasmid)（补充：部分质粒为RNA）。质粒上常有抗生
素的抗性基因，例如，四环素抗性基因或卡那霉素抗性基因等。有些质粒称为附加体
(episome)，这类质粒能够整合进细菌的染色体，也能从整合位置上切离下来成为游离于染色
体外的DNA分子。目前，已发现有质粒的细菌有几百种，已知的绝大多数的细菌质粒都是闭
合环状DNA分子(简称cccDNA)。细菌质粒的相对分子质量一般较小，约为细菌染色体的0.5%～
3%。根据相对分子质量的大小，大致上可以把质粒分成大小两类：较大一类的相对分子质量
是40×106以上，较小一类的相对分子质量是10×106以下(少数质粒的相对分子质量介于两
者之间)。每个细胞中的质粒数主要决定于质粒本身的复制特性。按照复制性质，可以把质粒
分为两类：一类是严紧型质粒，当细胞染色体复制一次时，质粒也复制一次，每个细胞内只
有1～2个质粒；另一类是松弛型质粒，当染色体复制停止后仍然能继续复制，每一个细胞内
一般有20个左右质粒。这些质粒的复制是在寄主细胞的松弛控制之下的，每个细胞中含有
10-200份拷贝，如果用一定的药物处理抑制寄主蛋白质的合成还会使质粒拷贝数增至几千份。
如较早的质粒pBR322即属于松弛型质粒，要经过氯霉素处理才能达到更高拷贝数。一般分子
量较大的质粒属严紧型。分子量较小的质粒属松弛型。质粒的复制有时和它们的宿主细胞有
关，某些质粒在大肠杆菌内的复制属严紧型，而在变形杆菌内则属松弛型。
在基因工程中，常用人工构建的质粒作为载体。人工构建的质粒可以集多种有用的特征
于一体，如含多种单一酶切位点、抗生素耐药性等。常用的人工质粒运载体有pBR322、pSC101。
pBR322含有抗四环素基因(Tcr)和抗氨苄青霉素基因(Apr)，并含有5种内切酶的单一切点。
如果将DNA片段插入EcoRI切点，不会影响两个抗生素基因的表达。但是如果将DNA片段插
入到Hind III、Bam H I 或 Sal I切点，就会使抗四环素基因失活。这时，含有DNA插入片
段的pBR322将使宿主细菌抗氨苄青霉素，但对四环素敏感。没有DNA插入片段的pBR322会
使宿主细菌既抗氨苄青霉素又抗四环素，而没有pBR322质粒的细菌将对氨苄青霉素和四环素
都敏感。pSC101与pBR322相似，只是没有抗氨苄青霉素基因和PstI切点。质粒运载体的最
大插入片段约为10 kb(kb表示为千碱基对)。
◆植物转基因技术
1. 介导转化法
农杆菌是普遍存在于土壤中的一种革兰氏阴性细菌，它能在自然条件下趋化性地感染大多
数双子叶植物的受伤部位，并诱导产生冠瘿瘤或发状根。根癌农杆菌和发根农杆菌中细胞
中分别含有Ti质粒和Ri质粒，其上有一段T-DNA，农杆菌通过侵染植物伤口进入细胞后，
可将T-DNA插入到植物基因组中。因此，农杆菌是一种天然的植物遗传转化体系。人们将
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目的基因插入到经过改造的T-DNA区，借助农杆菌的感染实现外源基因向植物细胞的转移
与整合，然后通过细胞和组织培养技术，再生出转基因植株。
农杆菌介导法起初只被用于双子叶植物中，近年来，农杆菌介导转化在一些单子叶植物（尤
其是水稻）中也得到了广泛应用。
2．基因枪介导转化法 利用火药*或高压气体加速（这一加速设备被称为基因枪），将包裹
了带目的基因的DNA溶液的高速微弹直接送入完整的植物组织和细胞中，然后通过细胞和
组织培养技术，再生出植株，选出其中转基因阳性植株即为转基因植株。与农杆菌转化相
比，基因枪法转化的一个主要优点是不受受体植物范围的限制。而且其载体质粒的构建也
相对简单，因此也是目前转基因研究中应用较为广泛的一种方法。
3．花粉管通道法 在授粉后向子房注射合目的基因的DNA溶液，利用植物在开花、受精过
程中形成的花粉管通道，将外源DNA导入受精卵细胞，并进一步地被整合到受体细胞的基
因组中，随着受精卵的发育而成为带转基因的新个体。该方法于80年代初期由我国学者
周光宇提出，我国目前推广面积最大的转基因抗虫棉就是用花粉管通道法培育出来的。该
法的最大优点是不依赖组织培养人工再生植株，技术简单，不需要装备精良的实验室。
◆动物转基因技术
从20世纪70年代中期开始，就有人尝试用各种办法向动物体内转移外源基因。如将牛
奶成分中特有的基因转移到白鼠体内，这些外来基因在白鼠体内重组后，白鼠分泌的乳汁便
含有牛奶成分。这种通过人工方法获得外来基因的白鼠，称为转基因鼠。
转基因动物技术的核心，是把遗传的功能单位──基因转移到动物体内，使它成为动物
体内的一部分。被转移的基因可以来自同种或异种动物，也可以来自植物或微生物。这样一
来，就打破了物种之间的界线，也可以说动物能与植物、微生物杂交了。不过目前的杂交是
低水平的，只限于主管一两个性状的一两个基因。随着科学技术的发展，一次可以转移的遗
传信息将越来越多，那时就可以实现真正意义上的动植物之间的杂交。从科学上讲，这将是
一个大突破。
目前，世界上已报道了多种生产转基因动物的方法，但真正成熟并可以稳定生产转基因
动物的方法只有两种，即显微注射DNA的方法和精子介导的基因转移法。
显微注射DNA的方法是对单细胞的胚胎进行基因操作，涉及复杂的操作步骤。首先是要
准确掌握母畜的性周期，在此基础上加以人工调节，使母畜在预先确定的时间排卵，保证获
得大量的刚刚受精的单细胞胚胎。第二步是用手术或非手术的方法收集单细胞胚胎，经短暂
的离心处理后，放在显微镜下用口径1 μm玻璃微管向细胞核注射500～600拷贝基因。然后
把经过DNA注射的胚胎移植到另外一头处于相同性周期的母畜的体内。经过这样处理后，在
后代中就会出现1%～3%的转基因动物。效率虽然不高，但结果相当稳定。全世界已在各种动
物身上进行了上万次的试验，都能生产出转基因动物。
精子介导的基因转移是把精子作适当处理后，使其具有携带外源基因的能力。然后，用
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携带有外源基因的精子给发情母畜授精。在母畜所生的后代中，就有一定比例的动物是整合
了外源基因的转基因动物。同显微注射方法相比，精子介导的基因转移有两个优点：首先是
它的成本很低，只有显微注射法成本的1／10。其次，由于它不涉及对动物进行手术处理，因
此，可以用生产牛群或羊群进行试验，以保证每次试验都能够获得成功。
生产转基因动物的研究自20世纪90年代以来日趋活跃，转基因动物技术的实用意义是：
①生产出性状优良的家畜家禽，如长得快的，繁殖力高的，能抗病的等；②利用动物体作为
反应器，生产珍贵的蛋白质，如一些只能从人体内提取的蛋白质；③利用动物作研究模型，
比如，知道高血压症是由某种原因造成，可以生产一些高血压小鼠，让医生在小鼠身上试用
各种疗法；④生产玩赏动物，如同猫一样大的小马，如同鼠一样大的兔子，以及各种不同毛
色和花纹的观赏动物。
在转基因动物方面，我国也取得了许多可喜的成果，目前已获得了转基因鱼、兔、鸡等
多种转基因动物。