基因工程省级示范性高中所用教学课程.ppt

基因工程省级示范性高中所用的教学课程主要涵盖了生物学领域中的基因工程基础知识，这一技术是现代生物科技的核心内容之一。基因工程，又称基因拼接技术或DNA重组技术，是一种在生物体外进行的操作，通过人为地剪切和拼接DNA分子，改变生物的基因，然后将改造后的基因导入受体细胞，使得重组基因得以表达，生产出人类所需的特定产物。 在基因工程中，首先强调的是基因决定性状的概念，例如豆科植物的根瘤能固定空气中的氮，家蚕可以吐出蚕丝，这些特性是由它们各自的基因决定的。因此，科学家提出了定向基因改造的设想，比如让非豆科植物也能固定氮，或者让细菌能产生蚕丝，甚至利用微生物生产人体所需的胰岛素和干扰素等药物。 基因工程的基本过程包括四个步骤：提取目的基因、目的基因与运载体结合、将目的基因导入受体细胞以及目的基因的检测和表达。在这个过程中，基因工程的操作工具起着关键作用，主要包括限制性内切酶、运载体和DNA连接酶。 限制性内切酶是基因剪刀，存在于某些微生物中，能特异性地识别和切割DNA的特定序列，产生黏性末端，便于拼接。运载体则像基因的运输车，如质粒、噬菌体和动植物病毒，它们能携带外源基因进入受体细胞，并在细胞内稳定存在和复制。质粒是一种小型环状DNA分子，常作为基因工程中的常用运载体。 DNA连接酶是基因的针线，负责将经限制酶切割后的黏性末端连接起来，形成完整的DNA分子。这个过程涉及到磷酸二酯键的形成，而不是氢键。 基因操作的基本步骤包括从供体生物中提取目标基因，通常使用鸟枪法或人工基因合成法，如逆转录法和直接合成法。然后，使用与目标基因相同限制酶处理质粒，以便将目的基因插入并形成重组DNA。通过适当的方法将重组DNA导入受体细胞，并通过各种检测方法确认基因是否成功表达。 基因工程省级示范性高中教学课程旨在让学生理解基因如何决定生物性状，以及如何通过现代科技手段对基因进行改造，以满足人类的需求。这项技术的应用范围广泛，包括医药、农业、环境保护等多个领域，是生物科学和技术教育的重要组成部分。