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1、一,二,一、基因工程的原理,一,二,二、基因工程的应用及安全性,探究点一,探究点二,问题导引,归纳提升,基因工程的操作工具 限制酶与DNA连接酶作用的部位是什么?运载体必须具备哪些条件? 1.EcoR限制酶只能识别GAATTC的序列,并在G和A之间将这段序列切开,产生黏性末端,请写出切割后产生的黏性末端。,答案：,探究点一,探究点二,问题导引,归纳提升,2.下图表示一段DNA序列,限制酶和DNA连接酶的作用部位是a还是b? 答案：b,探究点一,探究点二,问题导引,归纳提升,1.基因工程的基本工具 (1)限制酶 作用与特性:一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列,并在特定的位点切割DNA分子,也
2、就是说限制酶具有专一性和特异性。 作用结果:一般产生黏性末端(碱基能互补配对)。 (2)DNA连接酶 催化对象:两个具有相同黏性末端或平末端的DNA片段。 催化位置:脱氧核糖与磷酸之间的缺口。 催化结果:形成重组DNA。,探究点一,探究点二,问题导引,归纳提升,(3)运载体 作用:作为运载工具将目的基因转移到宿主细胞中;利用它在宿主细胞内对目的基因进行大量复制。 需要具备的条件:能够在宿主细胞中复制并稳定地保存;具备多个限制酶切点,以便与外源基因连接;具有某些标记基因便于进行筛选。 常见的种类:质粒、噬菌体和动植物病毒等。质粒是一种相对分子质量较小、独立于拟核或细胞核之外的环状DNA分子(一般
3、有100200 kb,kb为千碱基对),存在于许多细菌和酵母菌等生物细胞中。,探究点一,探究点二,问题导引,归纳提升,2.DNA连接酶与DNA聚合酶的比较,探究点一,探究点二,问题导引,归纳提升,基因工程的操作步骤 基因工程的基本操作流程是怎样的? 酵母菌的维生素、蛋白质含量高,可用来生产食品和药品等。科学家将大麦细胞的LTP1基因植入啤酒酵母菌中,获得的啤酒酵母菌种可产生LTP1蛋白,并酿出泡沫丰富的啤酒。基本的操作过程如下图,请回答下列问题。,探究点一,探究点二,问题导引,归纳提升,(1)图中过程分别是:是提取目的基因;是目的基因与运载体结合;是将目的基因导入受体细胞。 (2)本操作中为了
4、将LTP1基因导入啤酒酵母菌细胞内,所用的运载体是质粒。 (3)要使运载体与LTP1基因连接,首先应使用同一种限制酶对二者进行切割。切割完成后,用DNA连接酶将运载体与LTP1基因连接。 (4)有C进入的啤酒酵母菌在分别含有青霉素、四环素的两种选择培养基上的生长情况是在含青霉素的培养基上能存活,但不能在含四环素的培养基上存活。 (5)除了看啤酒泡沫的丰富程度外,还可以怎样检测LTP1基因在啤酒酵母菌中的表达?检测转基因啤酒酵母菌能否产生LTP1蛋白。,探究点一,探究点二,问题导引,归纳提升,(6)该技术定向改变了酵母菌的性状,这在可遗传变异中属于基因重组。,探究点一,探究点二,问题导引,归纳提
5、升,基因工程的基本操作步骤,探究点一,探究点二,问题导引,归纳提升,将目的基因导入受体细胞:主要是借鉴细菌或病毒侵染细胞的方法,类型一,类型二,类型一 基因工程的操作工具 例1导学号52240072下图为DNA分子的某一片段,其中分别表示某种酶的作用部位, 则相应的酶依次是( ),A.DNA连接酶、限制性核酸内切酶、解旋酶 B.限制性核酸内切酶、解旋酶、DNA连接酶 C.解旋酶、限制性核酸内切酶、DNA连接酶 D.限制性核酸内切酶、DNA连接酶、解旋酶 解析：使氢键断裂的是解旋酶,限制性核酸内切酶将相邻两个脱氧核苷酸的磷酸二酯键断裂;连接DNA片段间磷酸二酯键的是DNA连接酶。 答案：C,类型
6、一,类型二,类型一,类型二,类型二 基因工程的操作步骤及应用 例2基因工程基本操作流程如下图,请据图分析回答。,类型一,类型二,(1)图中A是 ;在基因工程中,需要在 酶的作用下才能完成剪接过程。 (2)图中遵循碱基互补配对原则的步骤有 。(用图中序号表示) (3)从分子水平分析不同种生物之间的基因拼接能够成功的主要原因是 ,也说明了不同生物共用一套 。,类型一,类型二,解析：图中A与目的基因结合形成重组DNA分子,所以A应为运载体;基因工程中的“剪”需要限制酶,“接”需要DNA连接酶;图中的“拼接”和“扩增”过程需进行碱基互补配对,如果目的基因的获取方法是人工合成法,也需进行碱基互补配对;不
7、同种生物之间基因拼接成功的原因也就是基因工程的理论基础,即生物界共用一套遗传密码和所有生物的DNA分子的结构基本相同。 答案：(1)运载体 限制酶和DNA连接 (2)() (3)不同生物的DNA分子基本结构是相同的 遗传密码,类型一,类型二,类型一,类型二,例3中国农业科学院的科学家继成功培育出了抗棉铃虫转基因抗虫棉后,又成功培育出了抗虫烟草、抗虫玉米、抗虫水稻等多种农作物,下列属于转基因抗虫作物的推广意义的是( ) 使危害农作物的害虫灭绝 农药用量减少 环境污染降低 农业生产成本降低 A. B. C. D. 解析：抗虫基因产生对害虫有害的物质,使害虫食用后死亡,从而减少了农药的使用量,降低了
8、农业生产成本,也降低了对环境的污染。 答案：B,1,2,3,4,5,1.下列关于基因工程的叙述,正确的是( ) A.基因工程所用的工具酶是限制酶、连接酶和运载体 B.所有限制酶都只能识别同一种按规定排列的核苷酸序列 C.选用细菌作为重组质粒的受体细胞是因为细菌繁殖快 D.只要目的基因进入了受体细胞就能成功地表达 解析：基因工程所用的工具酶是限制酶和DNA连接酶。一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列。目的基因进入受体细胞不一定能成功表达。 答案：C,1,2,3,4,5,2.对下图中a、b、c、d代表的结构和物质的描述,正确的是( ) A.a为质粒RNA B.b为限制性核酸内切酶 C.c为RNA
9、聚合酶 D.d为标记基因 解析：a为质粒DNA,b为限制性核酸内切酶,把质粒切开,c为DNA连接酶,把外源基因和质粒连接到一起,d为目的基因。 答案：B,1,2,3,4,5,3.下列关于DNA连接酶的叙述,正确的是( ) A.催化有互补配对的黏性末端的DNA片段之间的连接 B.催化不同黏性末端的DNA片段之间的连接 C.催化两个黏性末端互补碱基间氢键的形成 D.在基因工程的操作中,可以用DNA聚合酶代替DNA连接酶 解析：在DNA重组技术中,DNA连接酶催化两个具有互补配对的黏性末端的DNA片段连接,DNA连接酶和DNA聚合酶都能催化脱氧核糖与磷酸间的磷酸二酯键的形成,但两者作用的底物不同。
10、答案：D,1,2,3,4,5,4.要使目的基因与相应的运载体重组,所需的两种酶是( ) 限制酶 DNA连接酶 解旋酶 还原酶 A. B. C. D. 答案：A,1,2,3,4,5,5.导学号52240073抗虫棉在我国棉产区种植的面积占总种植面积的一半,抗虫棉的种植,不仅有经济效益,还有生态效益,以下叙述正确的是( ) A.抗虫棉的培育利用的是DNA重组技术,导入棉花细胞的抗虫基因是细菌DNA分子中的 B.抗虫棉也能抗病 C.基因工程利用了基因突变的原理 D.抗虫棉所用的基因重组技术,不属于基因重组 解析：抗虫棉的培育利用了基因工程,基因工程也叫DNA重组技术,目的基因是苏云金芽孢杆菌DNA分子中的抗虫基因。 答案：A,
