2019_2020学年高中生物第6章第2节基因工程及其应用课件新人教版必修2201908081175.pptx
第2节基因工程及其应用一、基因工程的原理 二、基因工程的应用 预习反馈1.连线题。2.判断正误。(1)所有的限制酶都识别GAATTC序列。( )(2)一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列。( )(3)限制酶能识别和切割RNA。( )(4)DNA连接酶可将黏性末端之间的碱基连接起来。( )(5)基因工程中的运载体只有质粒。( )(6)对于基因工程或分子生物学实验室向外排放转基因细菌等行为必须严加管制。( )(7)基因工程可导致受体细胞产生新基因,生成新蛋白质。( )(8)培育转基因植物离不开植物组织培养技术。( )探究点基因工程的原理和应用问题情景下图是基因工程操作流程图解,请据图回答相关问题。探究点1.基因工程最基本的工具有哪些?其中两种工具酶作用的部位是哪种化学键?提示:基因工程最基本的工具有限制性核酸内切酶、DNA连接酶、运载体;限制酶和DNA连接酶的作用部位是磷酸二酯键。2.假设某种限制酶只能识别GAATTC的序列,并在G和A之间将这段序列切开,产生黏性末端,请写出下列DNA片段被切割后产生的黏性末端。提示:探究点3.要将外源基因导入受体细胞,还需要运载体。目前常用的运载体有哪些?提示:质粒、噬菌体和动植物病毒。4.基因工程的操作步骤?提示: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目的基因的检测与鉴定。5.请举例说明基因工程的应用。提示:(1)育种,如转基因抗虫棉;(2)药物研制,如利用大肠杆菌生产人胰岛素等;(3)环境保护,如超级细菌分解石油。探究点归纳提升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,也就是说限制酶具有专一性。作用结果:产生黏性末端(碱基能互补配对)或平末端。(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。(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;使目的基因在宿主细胞内进行大量复制。常见的种类:质粒、噬菌体和动植物病毒等。探究点2.与DNA有关的四种酶的比较 探究点典例剖析基因工程基本操作流程如下图,请据图分析回答下列问题。探究点(1)图中A是;在基因工程中,需要在酶的作用下才能完成剪切与拼接过程。 (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。 探究点解析: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不同生物的DNA分子的基本结构相同。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探究点特别提醒 (1)限制酶和DNA连接酶的作用部位都是脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键,只是前者切开,后者连接。(2)从DNA上切下某个基因,会产生2个切口,产生4个黏性末端。(3)获取目的基因、切割运载体需要用同种限制酶,目的是产生相同的黏性末端。(4)动物一般用受精卵作为受体细胞;植物可以用体细胞作为受体细胞,也可以用受精卵作为受体细胞,再通过植物组织培养方式培养成新个体。规律方法(1)基因工程的四个步骤中只有第三步将目的基因导入受体细胞不涉及碱基互补配对。(2)目的基因必须与运载体结合后才能导入受体细胞,才能稳定地保存,并进行复制。(3)受体细胞常用微生物的原因:繁殖快、代谢快、目的产物多。探究点活学活练1.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:解旋酶可使DNA双链间的氢键断裂,限制性核酸内切酶使特定位点的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探究点2.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探究点3.在基因工程操作过程中,DNA连接酶的作用是 ()A.将任意两个DNA分子连接起来B.将具有相同黏性末端的DNA分子连接,包括DNA分子的基本骨架和碱基对之间的氢键C.只连接具有相同黏性末端的DNA分子的基本骨架,即磷酸二酯键D.只连接具有相同黏性末端的DNA分子碱基对之间的氢键解析:DNA连接酶的作用是只连接具有相同黏性末端的DNA分子的基本骨架,即磷酸二酯键。相同黏性末端的碱基通过氢键结合形成碱基对。答案:C探究点4.据报道,科学家近日培育出了世界上第一头携带两个人类基因的牛,因此有望生产出和人类母乳极其类似的奶制品。下列叙述正确的是()该技术将导致定向变异DNA连接酶将目的基因与运载体黏性末端的碱基对连接起来蛋白质中的氨基酸序列可为合成目的基因提供资料受精卵是理想的受体A. B. C.D.解析:转基因导致的变异属于定向变异。DNA连接酶的作用是在目的基因和运载体黏性末端的磷酸和脱氧核糖之间构建磷酸二酯键,而不是碱基对之间的氢键。由蛋白质中的氨基酸序列可逆推出相应mRNA的碱基序列,进而为人工合成目的基因提供资料。动物的受精卵具有全能性,是理想的受体。答案:D探究点5.基因工程技术也称为DNA重组技术,其实施必须具备四个必要的条件是()A.目的基因、限制性内切酶、运载体、体细胞B.重组DNA、RNA聚合酶、内切酶、连接酶C.模板DNA、信使RNA、质粒、受体细胞D.工具酶、目的基因、运载体、受体细胞解析:根据基因工程的操作工具和基因工程操作的基本步骤,实施基因工程必须有工具酶、目的基因、基因的运载体和受体细胞。答案:D
