《高中生物 6.2基因工程及其应用课件6》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中生物 6.2基因工程及其应用课件6（40页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第第6 6章章理解理解教材教材新知新知把握把握热点热点考向考向知识点一知识点一知识点二知识点二考向一考向一应用创新演练应用创新演练随堂基础巩固随堂基础巩固课时跟踪训练课时跟踪训练第第2 2节节考向二考向二 1基因工程的原理是基因重组。基因工程的原理是基因重组。2基因工程的操作工具有限制酶、基因工程的操作工具有限制酶、DNA连连接酶和运载体。接酶和运载体。3限制性核酸内切酶具有特异性，能识别限制性核酸内切酶具有特异性，能识别特定的核苷酸序列，并在特定位点上切特定的核苷酸序列，并在特定位点上切割割DNA分子。分子。4DNA连接酶的作用是将目的基因和运载体连接酶的作用是将目的基因和运载体连接成重组连
2、接成重组DNA分子。分子。5常用的运载体有质粒、噬菌体和动植物病常用的运载体有质粒、噬菌体和动植物病毒等。毒等。6基因工程的四个步骤是：提取目的基因、基因工程的四个步骤是：提取目的基因、目的基因与运载体结合、将目的基因导入受目的基因与运载体结合、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定。体细胞、目的基因的检测与鉴定。自读教材自读教材夯基础夯基础1基因工程的概念理解基因工程的概念理解填空填空2基因工程的操作工具基因工程的操作工具填空填空(1)“剪刀剪刀”与与“针线针线”项目项目名称名称作用作用“剪刀剪刀” 识别特定的识别特定的 序列，并在特定的序列，并在特定的切点上切割切点上切割DNA分子分
3、子“针线针线” 连接连接 和和 之间的缺口之间的缺口限制性核酸限制性核酸内切酶内切酶核苷酸核苷酸DNA连接酶连接酶脱氧核糖脱氧核糖磷酸磷酸(2)(2) 1EcoRI限制酶只能识别限制酶只能识别GAATTC的序列，并在的序列，并在G和和A之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。末端。提示：提示：GAATTCCTTAAG 2如图表示一段如图表示一段DNA序列，请确定限制酶和序列，请确定限制酶和DNA连接酶的作用部位。连接酶的作用部位。提示：提示：限制酶和限制酶和DNA连接酶都作用于连接酶都作用于b部位。部位。跟随名师跟随
4、名师解疑难解疑难1限制酶与限制酶与DNA连接酶连接酶(1)限制酶：限制酶：作用特点：专一性和特异性。作用特点：专一性和特异性。作用结果：产生黏性末端。作用结果：产生黏性末端。作用部位：脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键。作用部位：脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键。(2)DNA连接酶与连接酶与DNA聚合酶的比较：聚合酶的比较：比较项目比较项目DNA连接酶连接酶DNA聚合酶聚合酶不不同同点点作用部位作用部位连接连接DNA片段片段连接游离的脱氧连接游离的脱氧核苷酸核苷酸作用对象作用对象不需要模板不需要模板需要模板需要模板相相同同点点作用条件作用条件连连接接不不同同脱脱氧氧核核苷苷酸酸之之间间的的磷磷酸酸和和脱氧核
5、糖脱氧核糖 2.运载体具备的条件运载体具备的条件 (1)能在宿主细胞内稳定保存并大量复制能在宿主细胞内稳定保存并大量复制这是保证目这是保证目的基因能在细胞分裂过程中复制并传递给子细胞的基础。的基因能在细胞分裂过程中复制并传递给子细胞的基础。 (2)有多个限制酶切点有多个限制酶切点这是运载体能够接入多种目的这是运载体能够接入多种目的基因所必备的条件。基因所必备的条件。 (3)有标记基因有标记基因这是检测目的基因是否导入受体细胞这是检测目的基因是否导入受体细胞中的重要判断依据。中的重要判断依据。自读教材自读教材夯基础夯基础1基本操作步骤基本操作步骤填空填空2应用应用填表填表应用应用内容内容作物作物
6、育种育种目的目的培育出具有各种培育出具有各种 的作物新品种的作物新品种实例实例 的的 意义意义减减少少了了 ，而而且且还还减减少少了了农农药药对对环环境的污染境的污染抗逆性抗逆性抗虫抗虫转基因抗虫棉转基因抗虫棉农药用量农药用量应用应用内容内容药物药物研制研制实例实例生产人的胰岛素生产人的胰岛素过程过程 基基因因与与大大肠肠杆杆菌菌的的DNA分分子子重重组组，并在大肠杆菌内获得成功的并在大肠杆菌内获得成功的 环境环境保护保护实例实例利利用用 降降解解有有毒毒有有害害的的化化合合物物，吸吸收收环环境境中中的的重重金金属属，分分解解泄泄漏漏的的石石油油，处理工业废水等处理工业废水等胰岛素胰岛素表达表
7、达转基因细菌转基因细菌 1若用若用DNA连接酶将目的基因与运载体两两结合时，连接酶将目的基因与运载体两两结合时，可能有哪些产物？可能有哪些产物？ 提示：提示：目的基因目的基因目的基因、目的基因目的基因、目的基因运载体、运载体、运载体运载体运载体。运载体。 2切割目的基因和运载体应用相同的限制酶，请分析切割目的基因和运载体应用相同的限制酶，请分析这样操作的目的是什么。这样操作的目的是什么。 提示：提示：目的是产生相同的黏性末端，便于连接。目的是产生相同的黏性末端，便于连接。跟随名师跟随名师解疑难解疑难2.目的基因的获取及与运载体结合过程示意图目的基因的获取及与运载体结合过程示意图 例例1某科学家
8、从细菌中分离出耐高温淀粉酶某科学家从细菌中分离出耐高温淀粉酶(Amy)基基因因a，通过基因工程的方法，将基因，通过基因工程的方法，将基因a与运载体结合后导入马与运载体结合后导入马铃薯植株中，经检测发现铃薯植株中，经检测发现Amy在成熟块茎细胞中存在。结合在成熟块茎细胞中存在。结合图形分析下列有关这一过程的叙述不正确的是图形分析下列有关这一过程的叙述不正确的是 () A获取基因获取基因a的限制酶的作用部位是图中的的限制酶的作用部位是图中的 B连接基因连接基因a与载体的与载体的DNA连接酶的作用部位是图中的连接酶的作用部位是图中的 C基因基因a进入马铃薯细胞后，可随马铃薯进入马铃薯细胞后，可随马铃
9、薯DNA分子的复制分子的复制而复制，传给子代细胞而复制，传给子代细胞 D通过该技术人类实现了定向改造马铃薯的遗传性状通过该技术人类实现了定向改造马铃薯的遗传性状思路点拨思路点拨 精讲精析精讲精析限制酶和限制酶和DNA连接酶的作用部位都位于连接酶的作用部位都位于，但两者作用相反。载体具有在宿主细胞中复制的能力，但两者作用相反。载体具有在宿主细胞中复制的能力，与目的基因结合后，目的基因也会在宿主细胞中一起复制。与目的基因结合后，目的基因也会在宿主细胞中一起复制。基因工程的目的就是定向改造生物的遗传性状。基因工程的目的就是定向改造生物的遗传性状。 答案答案B (1)相同点：作用机理都是破坏化学键。相
10、同点：作用机理都是破坏化学键。 (2)不同点：不同点： 作用部位：限制酶作用于磷酸二酯键，作用部位：限制酶作用于磷酸二酯键，DNA解旋酶解旋酶作用于氢键。作用于氢键。 作用范围：限制酶作用于特定的核苷酸序列和特定的作用范围：限制酶作用于特定的核苷酸序列和特定的切点，切点，DNA解旋酶作用于所有的解旋酶作用于所有的DNA分子。分子。 下列有关基因工程中限制性核酸内切酶的描述，错误的是下列有关基因工程中限制性核酸内切酶的描述，错误的是 ()A一种限制性核酸内切酶只能识别一种特定的脱氧核一种限制性核酸内切酶只能识别一种特定的脱氧核苷酸序列苷酸序列B限制性核酸内切酶的活性受温度影响限制性核酸内切酶的活
11、性受温度影响C限制性核酸内切酶能识别和切割限制性核酸内切酶能识别和切割RNAD限制性核酸内切酶可从原核生物中提取限制性核酸内切酶可从原核生物中提取解析：解析：限制性核酸内切酶主要存在于微生物中。一种限制限制性核酸内切酶主要存在于微生物中。一种限制性核酸内切酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并能在特性核酸内切酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并能在特定的切点上切割定的切点上切割DNA分子。其作用对象不是分子。其作用对象不是RNA分子，而分子，而是是DNA分子。分子。答案：答案：C 例例2酵母菌的维生素、蛋白质含量高，可用于生酵母菌的维生素、蛋白质含量高，可用于生产食品和药品等。科学家将大麦细胞中的产
12、食品和药品等。科学家将大麦细胞中的LTP1基因植入基因植入啤酒酵母菌中，获得的啤酒酵母菌可产生啤酒酵母菌中，获得的啤酒酵母菌可产生LTP1蛋白，并蛋白，并酿出泡沫丰富的啤酒。基本的操作过程如下图：酿出泡沫丰富的啤酒。基本的操作过程如下图： (1)该技术定向改变了酵母菌的性状，这在可遗传的变异的来该技术定向改变了酵母菌的性状，这在可遗传的变异的来源中属于源中属于_。 (2)本操作中为了将本操作中为了将LTP1基因导入酵母菌细胞内，所用的运载基因导入酵母菌细胞内，所用的运载体是体是_。 (3)要使运载体与要使运载体与LTP1基因连接，首先应使用基因连接，首先应使用_进进行切割。行切割。 (4)切割
13、完成后，利用切割完成后，利用_将运载体与将运载体与LTP1基因连接。基因连接。 (5)饮用转基因的酵母菌酿造的啤酒安全吗？饮用转基因的酵母菌酿造的啤酒安全吗？_思路点拨思路点拨 精讲精析精讲精析(1)由于基因工程利用定向技术克服了远缘杂由于基因工程利用定向技术克服了远缘杂交不亲和的障碍，使原本不在一起的基因组合到一起，使生物交不亲和的障碍，使原本不在一起的基因组合到一起，使生物具有特定性状，其原理应为基因重组。具有特定性状，其原理应为基因重组。(2)运载体取自大肠杆菌运载体取自大肠杆菌的质粒的质粒(见图见图)。(3)(4)基因工程中的剪刀为限制酶，两个序列相基因工程中的剪刀为限制酶，两个序列相
14、同、能互补配对的黏性末端可用同、能互补配对的黏性末端可用DNA连接酶连接酶“缝合缝合”。(5)可以可以从正、反两个角度考虑。转基因的酵母菌酿造的啤酒对人类的从正、反两个角度考虑。转基因的酵母菌酿造的啤酒对人类的健康有害，因为：健康有害，因为：转基因作物中的毒素可引起人类急、慢性转基因作物中的毒素可引起人类急、慢性中毒或产生致癌、致畸、致突变作用；中毒或产生致癌、致畸、致突变作用；作物中可能含有致敏作物中可能含有致敏物质使人类机体产生过敏反应。物质使人类机体产生过敏反应。(或答对人体安全，因为：两或答对人体安全，因为：两种食品成分相同，目前还未找到不安全的证据种食品成分相同，目前还未找到不安全的
15、证据)(合理即可合理即可) 答案答案(1)基因重组基因重组(2)质粒质粒 (3)限制性核酸内切酶限制性核酸内切酶(4)DNA连接酶连接酶 (5)反对观点：不安全，转基因食品可能会损伤人体的反对观点：不安全，转基因食品可能会损伤人体的消化系统，破坏人体免疫系统消化系统，破坏人体免疫系统(或赞成观点：安全，转基因或赞成观点：安全，转基因食品与非转基因食品成分相同，毒性分析不对人体健康产生食品与非转基因食品成分相同，毒性分析不对人体健康产生影响影响)。(目前还未找到不安全的证据，答案合理即可目前还未找到不安全的证据，答案合理即可)1 1探究目的基因的插入位置。探究目的基因的插入位置。2 2探究转基因
16、生物的培育过程。探究转基因生物的培育过程。典例剖析典例剖析 质粒是基因工程中最常用的运载体，质粒是基因工程中最常用的运载体，质粒上有标记基因，如图所示，通过标质粒上有标记基因，如图所示，通过标记基因可推知外源基因插入的位置，插记基因可推知外源基因插入的位置，插入位置不同，细菌在培养基上的生长情入位置不同，细菌在培养基上的生长情况也不同。如右图表示外源基因的插入位置况也不同。如右图表示外源基因的插入位置(插入点有插入点有a、b、c)。 .(1)质粒的基本组成单位是质粒的基本组成单位是_。 (2)将细菌放在含有四环素、氨苄青霉素的培养基中培将细菌放在含有四环素、氨苄青霉素的培养基中培养，属于基因工
17、程操作中的养，属于基因工程操作中的_步骤。步骤。 (3)在插入外源基因过程中用到的工具酶有在插入外源基因过程中用到的工具酶有_。 .设计实验探究外源基因插入的位置。设计实验探究外源基因插入的位置。 (1)步骤：步骤： 将导入外源基因的细菌进行培养产生大量细菌。将导入外源基因的细菌进行培养产生大量细菌。 分组：将细菌平均分成两组并标号为分组：将细菌平均分成两组并标号为1、2。 培养：将第培养：将第1组细菌放入组细菌放入_中培养，中培养，将第将第2组细菌放入组细菌放入_中培养。中培养。 观察并记录结果。观察并记录结果。 (2)预测实验结果及结论：预测实验结果及结论： 若若1组、组、2组均能正常生长
18、，则外源基因插入点是组均能正常生长，则外源基因插入点是_； 若若1组能正常生长，组能正常生长，2组不能生长，则外源基因插入组不能生长，则外源基因插入点是点是_； 若若1组不能生长，组不能生长，2组能生长，则外源基因插入点是组能生长，则外源基因插入点是_。 解析解析.(1)质粒是小型环状质粒是小型环状DNA分子，其基本单位是分子，其基本单位是脱氧核苷酸。脱氧核苷酸。(2)抗四环素基因和抗氨苄青霉素基因都属于标抗四环素基因和抗氨苄青霉素基因都属于标记基因，其目的是便于目的基因的检测与鉴定。记基因，其目的是便于目的基因的检测与鉴定。 .若目的基因插入若目的基因插入a点，则受体细胞既具有抗四环素的点，
19、则受体细胞既具有抗四环素的能力，又具有抗氨苄青霉素的能力；若目的基因插入能力，又具有抗氨苄青霉素的能力；若目的基因插入b点，点，则受体细胞只具有抗四环素的能力；若目的基因插入则受体细胞只具有抗四环素的能力；若目的基因插入c点，点，则受体细胞只具有抗氨苄青霉素的能力，以此可判断目的基则受体细胞只具有抗氨苄青霉素的能力，以此可判断目的基因插入的位置。因插入的位置。 答案答案.(1)脱氧核苷酸脱氧核苷酸(2)目的基因的检测与鉴目的基因的检测与鉴定定(3)限制性核酸内切酶、限制性核酸内切酶、DNA连接酶连接酶 .(1)含氨苄青霉素的培养基含四环素的培养基含氨苄青霉素的培养基含四环素的培养基(2)acb
