《高中生物 专题1 细胞工程 1.2 基因工程的基本操作程序课件 新人教选修3》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中生物 专题1 细胞工程 1.2 基因工程的基本操作程序课件 新人教选修3（56页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1.2基因工程的基本操作程序专题1基因工程1.结合教材图16，整体把握并说出基因工程的基本操作程序。2.理解获取目的基因的途径及基因表达载体的构建。3.理解目的基因导入受体细胞的方法、检测与鉴定目的基因的方法。目标导航重难点击1.基因工程的基本操作程序。2.获取目的基因的途径及基因表达载体的构建。3.目的基因导入受体细胞的方法、检测与鉴定目的基因的方法。方式一：抑制疾病传播的转基因蚊子巴西等拉美国家深受致倦库蚊的危害。致倦库蚊可携带多种病毒和寄生虫，能够传播脑炎、丝虫等传染病，而这些传染病常年在拉美国家肆虐。为了抑制疾病的传播，巴西科学家培育出了一种转基因雄性致倦库蚊。科学家在雄性致倦库蚊体内
2、植入一种特殊基因，当具该基因的转基因雄蚊与野生雌蚊交配时，这种基因可以进入雌蚊的基因组，并使雌蚊死亡，从而减少了该种蚊子的数量，达到抑制疾病传播的目的。怎样才能最终得到转基因雄蚊呢？让我们一起来学习基因工程的基本操作程序吧！方式二：师：出示我国有知识产权的转基因抗虫棉的培育图解：问：转基因抗虫棉的培育需要哪些步骤？学生看图并回答：首先要获得目的基因，其次将目的基因连接到Ti质粒上，然后将重组的Ti质粒导入受体细胞，最后要重建转基因植物。根据学生回答补充：还需检测抗虫基因是否已经进入棉花植株，并由此引出基因工程的四部曲。一、目的基因的获取二、基因表达载体的构建和将目的基因导入受体细胞三、目的基因
3、的检测与鉴定对点训练 当堂检测 自查自纠一、目的基因的获取1.基因工程的基本操作程序(1)的获取。(2)的构建。(3)将目的基因导入。(4)目的基因的。2.目的基因的获取(1)目的基因：主要是指的基因,也可以是一些具有_的因子。目的基因知识梳理答案基因表达载体受体细胞检测与鉴定编码蛋白质调控作用_部分基因文库(如)(2)常见方法从基因文库中获取基因组文库答案基因文库的种类利用PCR技术扩增目的基因a.原理：。b.条件：、DNA模板、 、四种脱氧核苷酸。c.过程：目的基因DNA受热变性后解链为单链，与单链相应互补序列结合，然后在作用下进行延伸，如此重复循环多次。cDNA文库DNA双链复制引物Ta
4、q酶引物DNA聚合酶d.结果：每一次循环后，目的基因的量可以，即成指数形式扩增(约为2n，n为扩增循环的次数)。人工合成法：如果基因比较小，又已知，可借助_用化学方法直接人工合成。增加一倍答案核苷酸序列DNA合成仪1.从基因文库中获取目的基因(1)cDNA文库是从某种生物的某一细胞中提取出mRNA，经反转录过程获得的基因文库，为什么该基因文库仅含有该生物的部分基因？答答案案由于基因的选择性表达，某种生物的某一细胞中仅有部分基因转录出mRNA，所以由该细胞中的mRNA反转录得到的基因文库仅含该生物的部分基因。答案合作探究合作探究(2)结合基因组文库、cDNA文库的概念，尝试从范围上比较二者之间的
5、大小关系，并阐明理由。答答案案基因组文库cDNA文库。基因组文库含有某种生物的全部基因，而cDNA文库只含有某种生物的部分基因，二者都属于基因文库。2.PCR过程中需要解旋酶吗？所需要的DNA聚合酶应具有什么特点？答答案案PCR过程中，DNA双链解开是在高温下完成的，不需要解旋酶；由于PCR过程温度较高，所以需要能耐高温的DNA聚合酶。答案3.人工合成目的基因时，需要预先知道目的基因的核苷酸序列。请推测目的基因的核苷酸序列是如何得到的？答答案案测定目的基因产物的氨基酸序列，根据密码子表推测mRNA的可能的核糖核苷酸序列，再根据碱基互补配对原则推测出目的基因的脱氧核苷酸序列。答案活学活用1.判断
6、正误：(1)目的基因可以从自然界已有物种中直接分离，也可人工合成()(2)目的基因就是指编码蛋白质的基因()(3)真核生物的基因中含有内含子，因此常用反转录法获取目的基因()答案2.为从根本上解决水稻中的高植酸问题，可将植酸酶基因导入水稻，培育低植酸转基因水稻品种。下图是获取植酸酶基因的流程。据图回答下列问题：据图回答：(1)B过程需要的酶是。(2)图中基因组文库 (小于、大于、等于)cDNA文库。(3)目的基因和除可从构建的文库中分离外，还可以分别利用图中和为模板直接进行PCR扩增，该过程中所用酶的显著特点是。解解析析B过程是以RNA为模板合成DNA的反转录过程，需要的酶是反转录酶；目的基因
7、和除可从构建的文库中分离外，还可以分别利用图中DNA和cDNA为模板直接进行PCR扩增，该过程中所用酶的显著特点是耐高温。解析答案反转录酶大于DNAcDNA耐高温下列获取目的基因的方法中需要模板链的是()从基因文库中获取目的基因利用PCR技术扩增目的基因反转录法通过DNA合成仪利用化学方法人工合成A.B.C.D.解解析析PCR利用的是DNA双链复制原理，将双链DNA之间的氢键打开，变成单链DNA，作为聚合反应的模板。反转录法则是以目的基因转录成的信使RNA为模板，在反转录酶的作用下，先反转录形成互补的单链DNA，再合成双链的DNA。、则均不需要模板。D一题多变一题多变解析答案获取目的基因四种方
8、法获取目的基因四种方法归纳总结归纳总结方法基因文库的构建PCR技术扩增 人工合成基因组文库部分基因文库(如cDNA文库)过程返回优点操作简单专一性强可在短时间内大量扩增目的基因专一性强，可产生自然界中不存在的新基因缺点工作量大、盲目性大、专一性差操作过程较麻烦，技术要求高需要严格控制温度，技术要求高适用范围小二、基因表达载体的构建和将目的基因导入受体细胞1.基因表达载体的构建(1)基因表达载体构建的目的：使目的基因在受体细胞中，并且可以遗传给下一代，使目的基因能够和发挥作用。(2)基因表达载体的组成稳定存在知识梳理答案表达首端RNA聚合酶启动子终止子标记转录尾端RNA聚合酶转录目的基因(3)基
9、因表达载体的构建过程：一般用同一种酶分别切割载体和目的基因，再用酶把两者连接。2.将目的基因导入受体细胞(1)转化的含义：目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内_的过程。(2)转化的方法导入植物细胞a.法:最常用方法。将目的基因导入 和祼子植物。b.法：将目的基因导入单子叶植物常用的方法。c.法。限制答案DNA连接维持稳定和表达农杆菌转化双子叶植物基因枪花粉管通道导入动物细胞a.方法：技术。b.常用受体细胞：。导入微生物细胞.方法a.用处理细胞，使细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态(这种细胞称为)。b.感受态细胞吸收。.受体细胞：原核细胞(使用最广泛的是大肠杆菌)。.原核生物的
10、特点：繁殖快、多为单细胞、。显微注射答案受精卵Ca2感受态细胞重组表达载体DNA分子遗传物质相对较少1.基因表达载体的构建相关问题思考(1)为什么切割目的基因和载体要选用同一种限制性核酸内切酶？答答案案选用同一种限制性核酸内切酶切割会产生相同的黏性末端，可以在DNA连接酶的作用下将切割的目的基因和载体连接起来。答案合作探究合作探究(2)在实际的基因工程操作时往往用两种限制性核酸内切酶分别切割目的基因的两端以及载体，这样做有什么好处？试分析原因。答答案案如果用一种限制性核酸内切酶切割，目的基因两侧的末端以及质粒切口的两个末端都是互补的，因此连接时可能会出现载体与载体、目的基因与目的基因、目的基因
11、与载体三种连接情况，而符合要求的只有载体与目的基因的连接。如果用两种不同的限制性核酸内切酶进行切割就可以有效避免载体与载体以及目的基因与目的基因的连接，提高连接的有效性。答案(3)分析基因表达载体模式图，回答下面问题。用于构建基因表达载体的质粒为什么必须具有启动子和终止子？启动子和终止子与起始密码子和终止密码子是一回事吗？答答案案导入到受体细胞的目的基因的表达需要调控序列，因此在插入目的基因的部位之前需有启动子，之后需有终止子。与起始密码子和终止密码子不是一回事，启动子和终止子都在DNA上，在遗传信息转录时起作用。启动子是RNA聚合酶识别和结合的部位，是启动转录的开始，终止子是DNA分子上决定
12、转录停止的一段DNA序列，其组成单位都是脱氧核苷酸。而起始密码子和终止密码子都是mRNA上三个相邻碱基。起始密码子决定翻译的开始，终止密码子决定翻译的停止。答案能否将目的基因插入载体的标记基因中？为什么？答答案案不能。标记基因用于鉴定受体细胞是否成功导入目的基因，以便将含目的基因的细胞筛选出来，若有目的基因插入，则标记基因被破坏，无法进一步筛选。答案2.将目的基因导入受体细胞相关问题思考(1)结合教材P13生物技术资料卡分析，用花粉管通道法导入受体细胞的目的基因是否需要和载体结合？试分析原因。答答案案需要。因为目的基因只有和载体结合成基因表达载体才容易在受体细胞中稳定维持和表达。(2)在用土壤
13、农杆菌转化法将目的基因导入植物细胞的过程中，为什么一定要将目的基因插入到Ti质粒的TDNA上？答答案案农杆菌中的Ti质粒上的TDNA(可转移的DNA)可转移至受体细胞，并且整合到受体细胞的染色体DNA上。答案(3)植物基因工程常用的受体细胞为什么可以是体细胞，而动物基因工程一般只用受精卵？答答案案植物体细胞的全能性较高，可经植物组织培养过程形成完整植物体，因此受体细胞可以是体细胞；动物体细胞的全能性受到严格限制，因此动物基因工程中的受体细胞一般只用受精卵。(4)为什么微生物细胞适合作为基因工程的受体细胞？答案答案微生物细胞具有繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少的优点。3.农杆菌是一种在土壤中
14、生活的微生物，能在自然条件下感染植物，因而在植物基因工程中得到了广泛的运用。下图为农杆菌转化法的示意图，试回答下列问题：活学活用(1)一般情况下农杆菌不能感染的植物是，利用农杆菌自然条件下感染植物的特点，能实现。具体原理是在农杆菌的Ti质粒上存在TDNA片段，它具有可转移至受体细胞并整合到受体细胞上的特点，因此只要将携带外源基因的DNA片段插入到(部位)即可。解解析析一般农杆菌不能感染的植物是单子叶植物，可感染双子叶植物和裸子植物。利用其感染性，可实现目的基因导入植物细胞。真正可转移至受体细胞并整合到受体细胞染色体的DNA上的是农杆菌TDNA片段，因此目的基因必须插入到该部位才能成功。单子叶植
15、物解析答案将目的基因导入植物细胞染色体的DNATDNA片段(内部)(2)根据TDNA这一转移特点，推测该DNA片段上可能含有控制酶合成的基因。解解析析根据TDNA这一转移特点，可以推测该DNA片段能控制合成DNA连接酶、限制酶以实现与双子叶植物细胞染色体DNA的整合。DNA连接酶、限制解析答案(3)图中c过程中，能促进农杆菌向植物细胞转移的物质是类化合物。解析解析植物细胞受伤后可产生酚类物质，促进农杆菌向植物细胞转移。酚(4)植物基因工程中除了农杆菌转化法之外，还可采取_(至少写出两种)。解解析析植物基因工程中除了农杆菌转化法之外，还有基因枪法和花粉管通道法等。基因枪法、花粉管解析答案通道法一
16、题多变一题多变判断正误(1)获得上述转基因植物的核心步骤是a()(2)上题图中过程b可以用Ca2处理细菌()(3)用含有重组Ti质粒的土壤农杆菌去感染植物细胞，从而把目的基因导入植物细胞，在这个过程中所有细胞都导入了目的基因()(4)农杆菌转化法常用的受体细胞是花粉细胞()答案(5)在过程a中只需要DNA连接酶的参与()(6)用含有重组Ti质粒的土壤农杆菌去感染植物细胞，要经过植物组织培养才能获得表现出新性状的植物()(7)因病毒能够侵染正常细胞，有的病毒还能将自己的核酸整合到宿主细胞的染色体上，所以动植物病毒也可作为基因工程的载体()答案返回三、目的基因的检测与鉴定1.目的基因的检测知识梳理(1)检测转基因生物的染色体DNA上是否插入了目的基因：采用_技术。主要做法是用标记了的目的DNA片段作为,检测受体细胞的DNA中有无。显示出杂交带，说明目的基因已经插入中。(2)检测目的基因是否转录出了mRNA：采用技术。具体做法与DNA和DNA分子之间杂交相同，只是它从受体植物中提取的是而不是DNA，杂交带的显现也与DNA和DNA分子之间杂交相同。(3)检测目的基因是否翻译成蛋白质：采用法。具
