高中生物 第6章 第2節(jié) 基因工程及其應(yīng)用課件 新人教版必修2.ppt

第6章 理解教材新知 把握熱點(diǎn)考向 知識(shí)點(diǎn)一 知識(shí)點(diǎn)二 考向一 應(yīng)用創(chuàng)新演練 隨堂基礎(chǔ)鞏固 課時(shí)跟蹤訓(xùn)練 第2節(jié) 考向二 1 基因工程的原理是基因重組 2 基因工程的操作工具有限制酶 dna連接酶和運(yùn)載體 3 限制性核酸內(nèi)切酶具有特異性 能識(shí)別特定的核苷酸序列 并在特定位點(diǎn)上切割dna分子 4 dna連接酶的作用是將目的基因和運(yùn)載體連接成重組dna分子 5 常用的運(yùn)載體有質(zhì)粒 噬菌體和動(dòng)植物病毒等 6 基因工程的四個(gè)步驟是 提取目的基因 目的基因與運(yùn)載體結(jié)合 將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞 目的基因的檢測(cè)與鑒定 自讀教材 夯基礎(chǔ) 1 基因工程的概念理解 填空 2 基因工程的操作工具 填空 1 剪刀 與 針線 限制性核酸內(nèi)切酶 核苷酸 dna連接酶 脫氧核糖 磷酸 2 1 ecori限制酶只能識(shí)別gaattc的序列 并在g和a之間將這段序列切開(kāi) 產(chǎn)生黏性末端 請(qǐng)寫(xiě)出切割后產(chǎn)生的黏性末端 提示 gaattccttaag 2 如圖表示一段dna序列 請(qǐng)確定限制酶和dna連接酶的作用部位 提示 限制酶和dna連接酶都作用于b部位 跟隨名師 解疑難 1 限制酶與dna連接酶 1 限制酶 作用特點(diǎn) 專一性和特異性 作用結(jié)果 產(chǎn)生黏性末端 作用部位 脫氧核苷酸之間的磷酸二酯鍵 2 dna連接酶與dna聚合酶的比較 2 運(yùn)載體具備的條件 1 能在宿主細(xì)胞內(nèi)穩(wěn)定保存并大量復(fù)制 這是保證目的基因能在細(xì)胞分裂過(guò)程中復(fù)制并傳遞給子細(xì)胞的基礎(chǔ) 2 有多個(gè)限制酶切點(diǎn) 這是運(yùn)載體能夠接入多種目的基因所必備的條件 3 有標(biāo)記基因 這是檢測(cè)目的基因是否導(dǎo)入受體細(xì)胞中的重要判斷依據(jù) 自讀教材 夯基礎(chǔ) 1 基本操作步驟 填空 2 應(yīng)用 填表 抗逆性 抗蟲(chóng) 轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉 農(nóng)藥用量 胰島素 表達(dá) 轉(zhuǎn)基因細(xì)菌 1 若用dna連接酶將目的基因與運(yùn)載體兩兩結(jié)合時(shí) 可能有哪些產(chǎn)物 提示 目的基因 目的基因 目的基因 運(yùn)載體 運(yùn)載體 運(yùn)載體 2 切割目的基因和運(yùn)載體應(yīng)用相同的限制酶 請(qǐng)分析這樣操作的目的是什么 提示 目的是產(chǎn)生相同的黏性末端 便于連接 跟隨名師 解疑難 2 目的基因的獲取及與運(yùn)載體結(jié)合過(guò)程示意圖 例1 某科學(xué)家從細(xì)菌中分離出耐高溫淀粉酶 amy 基因a 通過(guò)基因工程的方法 將基因a與運(yùn)載體結(jié)合后導(dǎo)入馬鈴薯植株中 經(jīng)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)amy在成熟塊莖細(xì)胞中存在 結(jié)合圖形分析下列有關(guān)這一過(guò)程的敘述不正確的是 a 獲取基因a的限制酶的作用部位是圖中的 b 連接基因a與載體的dna連接酶的作用部位是圖中的 c 基因a進(jìn)入馬鈴薯細(xì)胞后 可隨馬鈴薯dna分子的復(fù)制而復(fù)制 傳給子代細(xì)胞d 通過(guò)該技術(shù)人類實(shí)現(xiàn)了定向改造馬鈴薯的遺傳性狀 思路點(diǎn)撥 精講精析 限制酶和dna連接酶的作用部位都位于 但兩者作用相反 載體具有在宿主細(xì)胞中復(fù)制的能力 與目的基因結(jié)合后 目的基因也會(huì)在宿主細(xì)胞中一起復(fù)制 基因工程的目的就是定向改造生物的遺傳性狀 答案 b 1 相同點(diǎn) 作用機(jī)理都是破壞化學(xué)鍵 2 不同點(diǎn) 作用部位 限制酶作用于磷酸二酯鍵 dna解旋酶作用于氫鍵 作用范圍 限制酶作用于特定的核苷酸序列和特定的切點(diǎn) dna解旋酶作用于所有的dna分子 下列有關(guān)基因工程中限制性核酸內(nèi)切酶的描述 錯(cuò)誤的是 a 一種限制性核酸內(nèi)切酶只能識(shí)別一種特定的脫氧核苷酸序列b 限制性核酸內(nèi)切酶的活性受溫度影響c 限制性核酸內(nèi)切酶能識(shí)別和切割rnad 限制性核酸內(nèi)切酶可從原核生物中提取 解析 限制性核酸內(nèi)切酶主要存在于微生物中 一種限制性核酸內(nèi)切酶只能識(shí)別一種特定的核苷酸序列 并能在特定的切點(diǎn)上切割dna分子 其作用對(duì)象不是rna分子 而是dna分子 答案 c 例2 酵母菌的維生素 蛋白質(zhì)含量高 可用于生產(chǎn)食品和藥品等 科學(xué)家將大麥細(xì)胞中的ltp1基因植入啤酒酵母菌中 獲得的啤酒酵母菌可產(chǎn)生ltp1蛋白 并釀出泡沫豐富的啤酒 基本的操作過(guò)程如下圖 1 該技術(shù)定向改變了酵母菌的性狀 這在可遺傳的變異的來(lái)源中屬于 2 本操作中為了將ltp1基因?qū)虢湍妇?xì)胞內(nèi) 所用的運(yùn)載體是 3 要使運(yùn)載體與ltp1基因連接 首先應(yīng)使用 進(jìn)行切割 4 切割完成后 利用 將運(yùn)載體與ltp1基因連接 5 飲用轉(zhuǎn)基因的酵母菌釀造的啤酒安全嗎 思路點(diǎn)撥 精講精析 1 由于基因工程利用定向技術(shù)克服了遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙 使原本不在一起的基因組合到一起 使生物具有特定性狀 其原理應(yīng)為基因重組 2 運(yùn)載體取自大腸桿菌的質(zhì)粒 見(jiàn)圖 3 4 基因工程中的剪刀為限制酶 兩個(gè)序列相同 能互補(bǔ)配對(duì)的黏性末端可用dna連接酶 縫合 5 可以從正 反兩個(gè)角度考慮 轉(zhuǎn)基因的酵母菌釀造的啤酒對(duì)人類的健康有害 因?yàn)?轉(zhuǎn)基因作物中的毒素可引起人類急 慢性中毒或產(chǎn)生致癌 致畸 致突變作用 作物中可能含有致敏物質(zhì)使人類機(jī)體產(chǎn)生過(guò)敏反應(yīng) 或答對(duì)人體安全 因?yàn)?兩種食品成分相同 目前還未找到不安全的證據(jù) 合理即可 答案 1 基因重組 2 質(zhì)粒 3 限制性核酸內(nèi)切酶 4 dna連接酶 5 反對(duì)觀點(diǎn) 不安全 轉(zhuǎn)基因食品可能會(huì)損傷人體的消化系統(tǒng) 破壞人體免疫系統(tǒng) 或贊成觀點(diǎn) 安全 轉(zhuǎn)基因食品與非轉(zhuǎn)基因食品成分相同 毒性分析不對(duì)人體健康產(chǎn)生影響 目前還未找到不安全的證據(jù) 答案合理即可 1 探究目的基因的插入位置 2 探究轉(zhuǎn)基因生物的培育過(guò)程 典例剖析 質(zhì)粒是基因工程中最常用的運(yùn)載體 質(zhì)粒上有標(biāo)記基因 如圖所示 通過(guò)標(biāo)記基因可推知外源基因插入的位置 插入位置不同 細(xì)菌在培養(yǎng)基上的生長(zhǎng)情況也不同 如右圖表示外源基因的插入位置 插入點(diǎn)有a b c 1 質(zhì)粒的基本組成單位是 2 將細(xì)菌放在含有四環(huán)素 氨芐青霉素的培養(yǎng)基中培養(yǎng) 屬于基因工程操作中的 步驟 3 在插入外源基因過(guò)程中用到的工具酶有 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究外源基因插入的位置 1 步驟 將導(dǎo)入外源基因的細(xì)菌進(jìn)行培養(yǎng)產(chǎn)生大量細(xì)菌 分組 將細(xì)菌平均分成兩組并標(biāo)號(hào)為1 2 培養(yǎng) 將第1組細(xì)菌放入 中培養(yǎng) 將第2組細(xì)菌放入 中培養(yǎng) 觀察并記錄結(jié)果 2 預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果及結(jié)論 若1組 2組均能正常生長(zhǎng) 則外源基因插入點(diǎn)是 若1組能正常生長(zhǎng) 2組不能生長(zhǎng) 則外源基因插入點(diǎn)是 若1組不能生長(zhǎng) 2組能生長(zhǎng) 則外源基因插入點(diǎn)是 解析 1 質(zhì)粒是小型環(huán)狀dna分子 其基本單位是脫氧核苷酸 2 抗四環(huán)素基因和抗氨芐青霉素基因都屬于標(biāo)記基因 其目的是便于目的基因的檢測(cè)與鑒定 若目的基因插入a點(diǎn) 則受體細(xì)胞既具有抗四環(huán)素的能力 又具有抗氨芐青霉素的能力