生物新人教版必修2教案：51《基因突变和基因重组》.doc

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基因突变和基因重组
【本讲教育信息】
一、教学内容
基因突变和基因重组

二、学习内容：
基因突变基因突变的原因基因重组重组DNA技术基因的连锁和交换定律

三、学习目标
说明基因突变的特征和原因总结基因重组及其意义

四、学习重点：
基因突变是生物变异的一个重要来源，属于分子水平上的变化，这是本节的一个重点和难点。基因重组、重组DNA技术、基因的连锁和交换定律

五、学习难点
基因突变、基因重组、重组DNA技术基因的连锁和交换定律

六、学习过程
1.重组DNA技术重组DNA技术是指将从一个生物体内分离得到或人工合成的目的基因导入另一个生物体中，使后者获得新的遗传性状或表达所需要的产物的技术
⑴1973年，美国科学家科恩等将两种不同生物的DNA分子进行体外重组，并首次在大肠杆菌中得到表达。
重组DNA，需要有能在特定位置上切割DNA分子的限制性内切酶和能将DNA片段连接起来的DNA连接酶。

⑵重组DNA技术的一般过程（重组DNA技术是基因工程的核心技术）
①分离目的基因从生物细胞内直接分离或人工合成，获得目的基因。
②选择基因工程载体运载目的基因需要载体，常用的载体有质粒、噬菌体等。
③体外重组DNA用同一种限制性内切酶切割的目的基因和载体，在DNA连接酶的作用下形成重组DNA。
④导入目的基因将带有目的基因的重组DNA导入受体细胞，基因工程中常用的受体细胞有大肠杆菌、酵母菌和动植物细胞等。
⑤筛选、培养受体细胞筛选并大量培养已获得重组DNA分子的受体细胞
⑥目的基因表达目的基因在受体细胞中表达产生蛋白质。

⑶基因工程的应用价值
例如，治疗糖尿病的胰岛素、治疗侏儒症的人生长激素等基因工程药物和防治乙肝的疫苗等基因工程疫苗已广泛应用。
用重组DNA技术生产的部分人类蛋白质及其功能
蛋白质名称用途蛋白质名称用途α１-抗胰蛋白酶肺气肿的治疗胰岛素糖尿病的治疗促肾上腺皮质激素风湿的治疗干扰素抗病毒抗肿瘤B细胞生长因子免疫系统的功能失调白细胞介素癌症的治疗降钙素软骨病的治疗淋巴毒素抗肿瘤上皮生长因子促进伤口愈合尿激酶溶栓剂红细胞生成素贫血的治疗血清蛋白血浆补充物凝血因子Ⅷ和Ⅸ血友病的治疗生长调节素促进生长生长激素释放因子促进生长组织型纤溶酶原激活剂溶栓剂生长激素促进生长肿瘤坏死因子抗肿瘤⑷基因工程中的转基因技术可使人类按照自己的愿望定向地改造生物，特别是改造高等动植物
①转基因作物已经在我国和美国、阿根廷、加拿大等许多国家大面积种植
②转基因微生物已经被用于生产各种药品等
③转基因动物的研究也取得了令人瞩目的进展
Ⅰ通过转基因技术培育出的抗软化番茄、高脂肪酸向日葵、高产玉米等植物已投入商品化生产；培育出的各种具有抗逆性的作物新品种，在农业生产上具有重要意义。
Ⅱ我国科学家已经将编码苏云金芽孢杆菌的一种毒蛋白的基因，通过转基因技术导入棉细胞内，成功地培育出抗棉铃虫的转基因抗虫棉，栽培抗虫棉等转基因抗虫作物可以大大减少农药的用量，不仅降低了生产成本，还能减少农药对环境的污染

Ⅲ在养殖业上，科学家也利用转基因技术培育出转基因奶牛、转基因鱼等动物新品种。
Ⅳ基因工程已经广泛应用于医、农、林、牧、渔、环境保护等许多方面。
2.转基因生物的安全性问题
⑴一些生态学家认为，转基因生物进入自然环境可能会有一定程度的风险
①例如，转入抗除草剂基因的转基因作物有可能与亲缘关系较近的杂草发生天然杂交，从而产生具有抗除草剂基因的新杂草，出现更难对付的“超级杂草”危害。
②处于实验阶段的转基因生物必须严加管理，所有新的转基因生物都必须通过严格的审查评估，排除风险后才能被批准进入自然环境。
⑵基因工程既可用于特殊蛋白质的生产、动植物的遗传改良和人类基因治疗，又可用于制造更危险的具有毁灭性的生物武器。实验用转基因生物，特别是食用转基因生物产品对人体健康是否会造成不利的影响，一直是公众关心的问题。
⑶大多数专家认为，已经投入商品化生产的转基因番茄、玉米等农产品都是安全的。迄今为止尚无食用转基因生物产品引起任何严重问题的科学报道。
⑷有人对基因治疗的安全问题也非常关切
①从理论上说，目的基因导入人体细胞，有可能使受体的基因组成发生某种无法控制和预见的遗传变异
②含有目的基因的人和正常人婚配有可能使那些目的基因在人群中传播，进而可能对整个人类基因库产生难以预料的影响。
3.空间技术育种空间技术育种是利用返回式航天器和高空气球所能达到的空间环境对植物（种子）的诱变作用，以产生有利变异的育种技术
⑴2003年10月15日，我国成功发射的“神舟五号”又搭载了相关的植物种子进行空间技术育种
⑵空间技术育种已经取得了许多重要成果，培育出许多动植物新品种。
4.基因的连锁和交