基因工程教材
人教版高中生物选择性必修第3册 (基因工程) 动物细胞工程(2) 动物细胞工程(2)教案
1965年，英国科学家进一步证实了灭活的病毒在适当条件下也可以诱发动物细胞融合。
2.回忆人鼠细胞融合的实验。
3.动物细胞融合的方法有哪些？
4.植物体细胞杂交和动物细胞融合的比较有何异同点？
5.动物细胞融合技术有哪些应用？
4.通过介绍单克隆抗体在生产生活中的应用，关注科技发展对人类社会的影响。
教学重点
1.通过对比，说出植物体细胞杂交和动物细胞融合的异同点。
2.通过分析科学家的实验，阐明单克隆抗体制备的基本流程，培养学生的科学探究能力和科学思维。
教学难点
通过分析科学家的实验，阐明单克隆抗体制备的基本流程，培养学生的科学探究能力和科学思维。
通过介绍单克隆抗体在生产生活中的应用，关注科技发展对人类社会的影响
小结
动物细胞融合技术和单抗隆抗体
总结
教案
教学基本信息
课题
动物细胞工程（2）
——动物细胞融合和单克隆抗体
学科
生物学
学段：高中
年级
高二
教材
书名：《选修3现代生物科技专题》出版社：人民教育出版社
出版日期：2月
教学目标及教学重点、难点
教学目标
1.阐明动物细胞融合的概念。
2.通过对比，说出植物体细胞杂交和动物细胞融合的异同点。
3.通过分析科学家的实验，阐明单克隆抗体制备的基本流程，培养)
教学环节
主要教学活动
设置意图
导入
回忆植物体细胞杂交技术的过程。
复习植物体细胞杂交技术，引入新课
动物细胞融合
1.回顾动物细胞融合的发展历程：
19世纪30年代，科学家们相继在肺结核、天花、水痘、麻疹等疾病患者的病理组织中观察到多核细胞。
新教材高中生物第3章基因工程 基因工程的基本工具与聚合酶链式反应PCR技术教师用书苏教版选择性必修3
第一节基因工程及其技术第1课时基因工程的基本工具与聚合酶链式反应(PCR)技术课标内容要求核心素养对接1.概述基因工程是在遗传学、微生物学、生物化学和分子生物学等学科基础上发展而来的。
2.阐明DNA重组技术的实现需要利用限制性内切核酸酶、DNA连接酶和载体三种基本工具。
生命观念：掌握基因工程的基本工具的种类及作用,并能说出它们在基因工程中的应用。
科学思维：掌握PCR技术的过程与原理,并能正确比较PCR技术与体内DNA复制的异同。
社会责任：通过了解基因工程的发展历程,认同新技术的发展是一代又一代科学家前赴后继努力的结果,并会给人类发展带来巨大的经济效益和社会效益。
一、基因工程是在多学科基础上发展而来的1957年：科恩伯格等首次发现DNA聚合酶。
↓1967年：罗思和海林斯基等发现运转工具质粒,同年,科学家发现DNA连接酶。
↓1970年：特明和巴尔的摩各自在RNA病毒中发现逆转录酶。
史密斯等人分离到限制性内切核酸酶。
↓1972年科学家伯格领导的研究小组完成了世界上首次DNA分子体外重组。
↓1973年科学家科恩领导的研究小组利用大肠杆菌质粒进行了另一个体外重组DNA分子实验。
↓接着,科恩和美国博耶证明真核生物的基因可以在原核生物中进行表达。
↓1976年,科学家用质粒为载体,将生长激素释放抑制因子基因转入大肠杆菌,1977年首次生产出治疗肢端肥大症、巨人症的生长激素释放抑制因子。
↓1977年桑格测定了一种噬菌体的基因组序列,这是人类首次对完整基因组的核苷酸顺序进行测定。
二、基因工程的基本工具1．基因工程(1)概念：又称为DNA重组技术,是指在体外通过人工“剪切”和“拼接”等方法,将外源目的基因与载体DNA进行组合形成重组DNA,然后导入受体细胞,并使其在受体细胞中表达,产生人类需要的基因产物的技术。
(2)原理：基因重组。
(3)操作水平：基因(分子)水平。
2．“分子剪刀”——限制性内切核酸酶(限制酶)(1)作用：识别DNA分子上特定的脱氧核苷酸序列,并使每条链中特定部位的两个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键断开。
高中生物4章基因工程2节基因工程的操作程序2课时目的基因的导入和检测
第2课时目的基因的导入和检测[目标导读] 1.结合教材P77～81图文，阐明目的基因的导入的四种方法。
2.分析教材P81～83内容，掌握目的基因的检测与表达产物的测定。
[重难点击] 1.目的基因的导入方法。
2.目的基因的检测与表达产物测定的原理方法。
方式一通过前面的学习，我们了解了基因工程中目的基因的获取和基因表达载体的构建。
在目的基因与载体连接成重组DNA分子以后，下面的重要工作主要是将其导入受体细胞进行扩增和筛选，获得大量的重组DNA分子，这就是外源基因的无性繁殖，即克隆(cloning)。
方式二目的基因导入受体细胞后，是否可以稳定维持和表达其遗传特性，只有通过检测与鉴定才能知道。
这是基因工程的第四步工作。
以上步骤完成后，在全部的受体细胞中，真正能够摄入重组DNA分子的受体细胞是很少的。
因此，必须通过一定的手段对受体细胞中是否导入了目的基因进行检测。
检测的方法有很多种，例如，大肠杆菌的某种质粒具有青霉素抗性基因，当这种质粒与外源DNA组合在一起形成重组质粒，并被转入受体细胞后，就可以根据受体细胞是否具有青霉素抗性来判断受体细胞是否获得了目的基因。
重组DNA分子进入受体细胞后，受体细胞必须表现出特定的性状，才能说明目的基因完成了表达过程。
一、目的基因的导入1．花粉管通道法(如图)(1)概念：是指外源基因利用植物受精后花粉萌发形成的花粉管通道进入受体细胞，借助天然的种胚系统形成含有目的基因的种胚。
常用的两种方法有柱头滴加法和花粉粒携带法。
(2)实验：利用花粉管通道法将目的基因导入棉花的实验操作程序①原理：授粉后使外源DNA能沿着花粉管通道渗入，经过珠心通道进入胚囊，转化尚不具备正常细胞壁的卵细胞、合子或早期胚胎细胞。
②操作过程a．提取含有目的基因的总DNA或者质粒DNA，配成质量分数为0.01%的溶液。
b．用棉线捆住将要在第二天开花的花朵，不让花朵自动开放。
c．第二天清晨给花朵进行人工授粉，授粉后套袋，作好标记。
人教版高中生物选择性必修第3册 (基因工程) 动物细胞工程(3)
教学基本信息
课题
动物细胞工程（3）
——核移植技术和克隆动物
学科
生物学
学段：高中
年级
高二
教材
书名：《选修3现代生物科技专题》出版社：人民教育出版社
出版日期：2月
教学目标及教学重点、难点
教学目标
1.通过阅读核移植和克隆的研究资料，关注科技的发展。
2.通过分析科学家的核移植的研究资料，说出核移植技术的概念和过程等，培养学生的科学思维和科学探究精神。
体细胞核移植技术的应用前景和存在的问题
1.举例说明体细胞核移植技术的应用前景
（1）加速家畜遗传改良进程，促进优良畜群繁育
（2）增加濒危物种的存活数量
（3）医药卫生：转基因克隆动物作为生物反应器，生产医用蛋白；用克隆动物做疾病模型，追踪研究、治疗疾病
2. 举例说明体细胞核移植技术存在的问题
（1）成功率低
（3）20世纪70年代，我国科学家童第周等人培育的鲤鲫移核鱼
（4）克隆羊多莉的培育
（5）体细胞克隆各种哺乳动物
（6）体细胞克隆动物的发展进程
（7）体细胞克隆猴的培育
2.总结动物细胞核移植的概念、过程等
通过阅读核移植和克隆的研究资料，关注科技的发展。通过分析科学家的核移植的研究资料，说出核移植的概念和过程等，培养学生的科学思维和科学探究精神。
教学过程(表格描述)
教学环节
主要教学活动
设置意图
导入
介绍世界首例体细胞克隆猴：中中和华华
激发学生的学习兴趣导入新课
核移植技术和克隆动物的研究历程
1.跟随科学家的脚步，回顾核移植技术和克隆动物的研究历程：
（1）1952年布里格斯和托马斯·金的豹蛙胚胎细胞核移植实验
基因工程教学大纲
一、课程基本情况与说明
（一）课程代码：
（二）课程英文名称: Genetic Engineering
（三）课程中文名称: 基因工程
（四）授课对象： 生物技术专业 生物科学专业
（五）开课单位：生命科学与技术学院
（六）教材：《基因工程》，孙明主编，高等教育出版社，2006 （七）参考书目
3、分子克隆载体
4、人工染色体载体
5、表达载体
6、基因操作中大分子的分离和分析
7、基因芯片技术
教学内容
对全部高中资料试卷电气设备，在安装过程中以及安装结束后进行高中资料试卷调整试验；通电检查所有设备高中资料电试力卷保相护互装作置用调与试相技互术关，通系电1，力过根保管据护线生高0不产中仅工资2艺料22高试2可中卷以资配解料置决试技吊卷术顶要是层求指配，机置对组不电在规气进范设行高备继中进电资行保料空护试载高卷与中问带资题负料2荷试2，下卷而高总且中体可资配保料置障试时2卷，32调需3各控要类试在管验最路；大习对限题设度到备内位进来。行确在调保管整机路使组敷其高设在中过正资程常料1工试中况卷，下安要与全加过，强度并看工且25作尽52下可22都能护可地1关以缩于正小管常故路工障高作高中；中资对资料于料试继试卷电卷连保破接护坏管进范口行围处整，理核或高对者中定对资值某料，些试审异卷核常弯与高扁校中度对资固图料定纸试盒，卷位编工置写况.复进保杂行护设自层备动防与处腐装理跨置，接高尤地中其线资要弯料避曲试免半卷错径调误标试高方中等案资，，料要编试求5写、卷技重电保术要气护交设设装底备备置。4高调、动管中试电作线资高气，敷料中课并设3试资件且、技卷料中拒管术试试调绝路中验卷试动敷包方技作设含案术，技线以来术槽及避、系免管统不架启必等动要多方高项案中方；资式对料，整试为套卷解启突决动然高过停中程机语中。文高因电中此气资，课料电件试力中卷高管电中壁气资薄设料、备试接进卷口行保不调护严试装等工置问作调题并试，且技合进术理行，利过要用关求管运电线行力敷高保设中护技资装术料置。试做线卷到缆技准敷术确设指灵原导活则。。：对对在于于分调差线试动盒过保处程护，中装当高置不中高同资中电料资压试料回卷试路技卷交术调叉问试时题技，，术应作是采为指用调发金试电属人机隔员一板，变进需压行要器隔在组开事在处前发理掌生；握内同图部一纸故线资障槽料时内、，设需强备要电制进回造行路厂外须家部同出电时具源切高高断中中习资资题料料电试试源卷卷，试切线验除缆报从敷告而设与采完相用毕关高，技中要术资进资料行料试检，卷查并主和且要检了保测解护处现装理场置。设。备高中资料试卷布置情况与有关高中资料试卷电气系统接线等情况，然后根据规范与规程规定，制定设备调试高中资料试卷方案。
《基因工程》教案
第一节基因工程【教学目标】1.知识与技能（1）举例说出基因工程的原理，并说明“工程菌”的培育过程。
（2）举例说出基因工程在工农业生产和医疗方面的应用。
（3）能正确认识转基因生物的安全性。
2.过程与方法通过调查活动和动画演示等方法探究基因工程在生产生活中的应用，提高信息整合能力。
3.情感态度和价值观通过学习基因生物技术及产品安全性对人类的影响，培养学生辩证看待生物技术的态度。
【教学重点】（1）“工程菌”的培育过程。
（2）基因工程的应用。
（3）转基因生物的安全性。
【教学难点】（1）基因工程的原理及大致操作过程。
（2）转基因技术和产品的安全性。
【课前准备】多媒体课件【课时安排】1课时【教学过程】一、导入新课播放视频：《美国科学家培育出首批转基因婴儿》据国外媒体报道：美国科学家成功培育出了世界首批转基因婴儿，这些健康宝宝在出生前都经历过一系列基因科学实验。
该事件在美国甚至在全球都激起了关于伦理的激烈争论，一方面体现了科学家希望通过改变人类生殖细胞基因培养出正常、健康的婴儿，另一方面有悖人类的伦理观。
关于转基因技术，你们都有哪些了解呢？这节课，我们就来学习基因工程及其应用。
二、新课学习在美国马里兰州有个小女孩，她体内的某个基因与正常人不同，无法合成有分解氨基毒素功能的酶，导致其免疫功能严重低下，只能生活在无菌的隔离帐内。
1990 年，当小女孩4 岁时，医生们用基因治疗的方法使她的病情大为缓解，由此她成为世界上接受基因治疗的第一人。
基因治疗是基因工程研究的一个重要方面，虽然目前还处于试验阶段，但它已经为我们展现了生物工程的美好前景。
视频：《基因工程与医学》（一）基因工程的原理基因工程的原理：各种生物的DNA 在组成方式上是相同的，基因蕴含的遗传信息在动物、植物和微生物之间也是相通的，一种生物的基因在另一种生物体内同样可以得到表达。
相关链接：质粒有些细菌除核区固有的遗传物质以外，其细胞质中还存在一种相对独立的环状DNA 分子，我们称之为质粒。
大学《基因工程学》教学大纲
《基因工程学》课程教学大纲（Genetic Engineering）一、课程说明课程编码：02200200课程总学时（理论总学时/实践总学时）：48（48/0）周学时（理论学时/实践学时）：4（4/0）学分：31．课程性质：专业必修课。
2．适用专业与学时分配：适用生物技术专业。
教学内容与学时分配3．课程教学目的与要求：本课程的授课对象是生物技术专业的本科生。
课程简介：《基因工程》是生物技术专业的专业必修课程。
其以分子遗传学理论为基础，以分子生物学和微生物学的现代方法为手段而建立起来的一门技术学科。
基因工程兴起于20世纪70年代初，它的问世带动了生物技术的兴起和发展，是现代生物技术的核心内容。
基因工程课程的主要内容包括基因的分离、基因的克隆、基因的表达、植物基因工程、动物基因工程、药物基因工程和基因治疗等。
它是生命科学学院生物技术专业本科生的主干专业课程之一，它是生物工程（包括基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程）中最重要的课程，其它三大工程是建立在基因工程基础之上的，同时也为生物技术制药等后继学科奠定了重要的理论基础。
课程目标：设置本课程是为了让生物技术专业的学生理解和掌握基因工程的技术原理，通过本课程学习，掌握基因操作的工具酶，基因克隆常用载体，目的基因的分离与合成，重组体的构建，重组体向宿主细胞的导入，重组体克隆的筛选与鉴定以及克隆基因的表达，同时了解基因工程在生物学领域中的应用与发展前景。
对学生达到毕业要求贡献如下：1）了解基因工程学的历史、发展和前沿知识。
2）掌握基因工程学的基础理论、基本知识和基本技能；教学要求：学完基因工程学后，学生将具备以下能力：1）具有良好的自学能力；2）综合运用所掌握的基因工程学理论知识和技能、从事生物科学及其相关领域科学研究的能力。
4．本门课程与其它课程关系：先修课程为生物化学、微生物学、分子生物学、细胞学等，具备基础理论知识及实验能力是基因工程学课程的基础。
人教版高中生物选择性必修第3册 基因工程 基因工程(5)
讨论转基因产品的安全性。
通过农牧业领域丰富的转基因产品，学生体会到转基因技术应用的诱人前景。
通过食品领域的介绍，学生体会到基因工程技术与生活密切联系。
通过环保领域的介绍，学生体会科学研究思路。
通过医药领域的介绍，学生体会前沿科技，了解当前基因工程技术的基本原理
教案
教学基本信息
课题
基因工程的应用
学科
生物学
学段：高中
年级
高二
教材
书名：生物选修3现代生物科技专题出版社：人民教育出版社出版日期：2月
教学目标及教学重点、难点
教学目标
1.通过对转基因实例的分析，进一步树立结构与功能相统一的基本观点。（生命观念）
2.通过对基因工程应用于不同领域的分析，体会科学研究的思路。（科学思维）
2.体会基因工程在各领域的改造思路。
教学过程(表格描述)ห้องสมุดไป่ตู้
教学环节
主要教学活动
设置意图
环节1
环节2
环节3
环节4
环节5
基因工程在农牧业领域的应用，从提高产品产量和品质两方面分别予以举例分析。
基因工程在食品领域的应用，从生产食品添加剂和制造食物两方面分别予以举例说明。
基因工程在环保领域的应用，从生产清洁能源和治理环境污染两方面分别予以举例说明。
3.通过学习与生活实际密切相关的前沿科技，探讨科学与技术的关系及对生产生活、社会的影响。（社会责任）
4.通过转基因安全性的讨论，认同并选择科学、客观、理性的价值观，主动向家人或邻里宣传。（社会责任）
教学重点
基因工程在农牧业、食品、环保以及医药领域的应用。
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基因工程的概念
基因工程发展的过程 基因工程的原理 基因工程的基本操作程序 转基因生物的概念 举例说出基因工程在农业、医药与 医学、环境保护等领域的应用
用
1.2 基因工程教材内容及课时安排
第一节 工具酶的发现和基因工程的诞生 1课时
浙 科 版
第二节基因工程的原理和技术 第三节 基因工程的应用 第四节基因工程的发展前景
用来克隆和扩增DNA片段的载体，具有3点共性：
⑴ 能够在受体细胞复制； ⑵ 带有药物抗性基因（标记基因），便于筛选； ⑶ 可导入受体细胞。 （二）表达载体 除具有克隆载体所具有的性质外，还带有表达构件—— 转录和翻译所必须的DNA顺序。
最常用 的运载体 ——质粒
特点
形态：细胞染色体外能自主复制的小型环状DNA分子
回文序列 是指该部位的核苷酸序列呈180度旋转对称;
限制性核酸内切酶名称 BamH Ⅰ Cla Ⅰ 识别序列和切割位点 GGA TCC A TCGA T GAA TTC AAGCTT GTPyPuAC GGTACC GCGGCCGC CTGCAG GTCGAC GA TC GGCCNNNNNGGCC CCCGGG TCTAGA CTCGAG
基因工程的别名 操作环境 操作对象
基因拼接技术或DNA重组技术 生物体外 基因
操作水平 基本过程
实质 结果
DNA分子水平
→ 表达 剪切 → 拼接 → 导入 基因重组 人类需要的基因产物
B
(2010全国卷)下列叙述符合基因工程概念的是 A．B淋巴细胞与肿瘤细胞融合，杂交瘤细胞中含有B淋巴细 胞中的抗体基因 B．将人的干扰素基因重组到质粒后导入大肠杆菌，获得能产 生人干扰素的菌株 C．用紫外线照射青霉菌，使其DNA发生改变，通过筛选获 得青霉素高产菌株
2 形成重组DNA分子
3 将重组DNA 分子导入受体细胞 4 筛选含有目的基因的受体细胞 5 目的基因的表达
基因探针
第一节 DNA重组技术的基本工具
1 基因的含义
(DNA 和蛋白质） 遗传信息的载体 • 染色体 • 基因、DNA 基因是DNA的片段 • 基因 脱氧核苷酸 基因由多个脱氧核苷酸构成
有遗传效应的DNA片段=基因 基因= 控制生物性状的基本单位
T
1
2
当限制酶从识别序列的中心轴线两侧切 开时，被限制酶切开的DNA两条单链的切 口，带有几个伸出的核苷酸，他们之间正 好互补配对，这样的切口叫黏性末端。
当限制酶从识别序列的中心轴线处切 开时，切开的DNA两条单链的切口，是平 整的，这样的切口叫平末端。
2 .下图表示限制酶切割某DNA的过程，从图中可知，该限制酶
2 基因工程的概念 基因工程，又叫DNA重组技术。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。 基因工程又叫基因拼接技术或DNA重组技术。
第一节 DNA重组技术的基本工具
能识别的碱基序列及切点是
A．CTTAAG，切点在C和T之间 B．CTTAAG，切点在G和A之间
C．GAATTC，切点在G和A之间
D．CTTAAC，切点在C和T之间
基因的针线——DNA连接酶
作用原理： 在核苷酸之间 形成磷酸二酯键
1.依下图有关工具酶功能的叙 述，不正确的是
b a
A、切断a处的酶为限制性内切
不能转录 非编码区 上游 与RNA聚合酶 结合位点 RNA聚合酶 识别转录位点 催化DNA转录为 RNA 调控 能转录 编码区 转录 翻译 蛋白质——性状
调控
不能转录 非编码区 下游 mRN A
原核细胞的基因
定 向 基 因 改 造 设 想
家蚕能够吐出蚕丝为人类利用
第一节 DNA重组技术的基本工具
酶 B、连接a处的酶为DNA连接酶
C、切断b处的酶为解旋酶
D、连接b处的酶为RNA聚合酶
载体——运输工具
作用： 将目的基因送入受体细胞 必备条件： 中可以复制、并稳定地保存 具有多个酶切位点，便于与目的基因重组 具有标记基因，易于鉴定和筛选 种类： 质粒、噬菌体和动植物病毒
载体的种类*
（一） 克隆载体
2课时
1课时
第一节 DNA重组技术的基本工具 1课时
人 教 版
第二节基因工程的基本操作程序 第三节 基因工程的应用 第四节蛋白质工程的崛起
2课时
1课时
1.3 两套教材的内容差别
基因工程的操作步骤描述不同
浙科版1 获得目的基因（基因和PCR）人教版1 获取目的基因导入受体细胞 4 目的基因的检测与鉴定
选修3第 一 二章教材辅导
细胞水平
1 基因工程
1.1 基因工程 2011年高考要求
基因工程 Ⅰ 基因工程的基本原理与技术 工具酶的主要类型、特性及作用
Ⅰ
操作步骤
应用与前景
基因工程课标要求
具体内容标准
学习要求 基因工程的工具
简述基因工程的诞生
简述基因工程的原理及 技术 举例说出基因工程的应
常 见 的 限 制 酶
EcoR Ⅰ Hind Ⅲ Hind Ⅱ Kpn Ⅰ Not Ⅰ Pst Ⅰ Sal Ⅰ Sau3A Ⅰ Sfi Ⅰ Sma Ⅰ Xba Ⅰ Xho Ⅰ
大肠杆菌(E.coli)的一种限制酶能识别 GAATTC序列，并在G和A之间切开。
重播
5
A
1
磷 酸 二 酯 键
4
3 2
5 4 3
D．自然界中天然存在的噬菌体自行感染细菌后其DNA整合
到细菌DNA上
第一节 DNA重组技术的基本工具
限制性内切酶——基因的剪刀 作用：切割DNA，产生黏性末端 特点：切点特定（专一性） ——识别特定的碱基序列 种类：已发现200多种 存在或来源：主要在微生物中 例：大肠杆菌的一种限制酶 能识别GAATTC序列，并在G和A之间切开。
第一节 DNA重组技术的基本工具
进一步理解基因的概念
所谓基因，就是遗传的一个基本功能单位 从本质上讲，基因是一段包含完整的遗传信 息单位的有功能的核酸分子片断----在大多 数生物中是一段DNA，而在某些病毒中则是 一段RNA。
ห้องสมุดไป่ตู้
基因的遗传效应 是指复制、转录、翻译、调控、突变、重组等功能。
●
基因的结构