2013苏教版必修2第四章第四节《基因重组与重组dna技术》

第四章,理解 教材 新知,把握 热点 考向,知识点一,知识点二,考向一,考向二,应用创新演练,随堂基础巩固,课时跟踪训练,第 四 节,第2课时,第2课时 基因重组与重组DNA技术,1基因重组是指生物体在进行有性生 殖的过程中控制不同性状的基因重新组合的过程。 2基因重组既包括减数分裂过程中非 同源染色体上非等位基因间的自由组合，又包括同源染色体非姐妹染色单体交叉互换所致的染色单体上基因的组成和排列次序的改变。,3基因重组只发生于有性生殖产生 配子的过程中，它既是生物进化的源泉，又是形成生物多样性的重要原因之一。 4重组DNA技术是指将从一个生物 体内分离得到或人工合成的目的基因，导入另一个生物体中，使后者获得新的遗传性状或表达所需产物的技术。,5在重组DNA的过程中需要 有能在特定位置上切割DNA分子的限制性内切酶和能将DNA片段连接起来的DNA连接酶。 6重组DNA技术的一般过程 包括：分离目的基因、选择基因工程载体体外重组DNA导入目的基因筛选培养受体细胞目的基因表达。,自读教材·夯基础,1基因重组发生范围填空 只有进行 的生物才能发生基因重组，它是指控制不同性状的基因 的过程。,有性生殖,重新组合,2基因重组的类型填表,减数第一次分裂后期,非同源染色体,减数第一次分裂四 分体时期,同源染色体上,四分体非姐妹染色单体,3基因重组的意义填空 基因重组与基因突变和染色体变异一样，既是 的源泉，又是形成 的重要原因之一。,生物进化,生物多样性,1源于同一父母的兄弟姐妹间其长相各有特点，其主要原因是什么？同卵双胞胎间的差异是如何造成的？ 提示：同胞兄弟姐妹间差异的主要原因是“基因重组”。同卵双胞胎间的差异主要源于后天环境及营养等。,2基因突变，基因重组与染色体变异，哪一类变异发生频率最低，哪一类变异最常发生？哪类变异引发的性状改变最剧烈？ 提示：基因突变发生的频率最低，基因重组最常发生，染色体变异引发的性状改变最大。 3洋葱根尖细胞分裂过程中可发生哪些类型的变异？ 提示：洋葱根尖细胞进行的是有丝分裂，它不能发生基因重组，但可能发生基因突变或染色体变异。,跟随名师·解疑难,基因突变、基因重组、染色体变异的比较,特别提醒 关注几个“唯一” (1)唯一产生新基因的变异为基因突变； (2)唯一仅发生于有性生殖过程中的变异为基因重组； (3)唯一可发生于所有生物(病毒、原核生物、真核生物)的变异也为基因突变； (4)唯一可在光学显微镜下检出的变异为染色体变异。,自读教材·夯基础,1重组DNA技术及相关工具判断正误 (1)限制性内切酶和DNA连接酶的基本组成单位均为四种脱氧核苷酸。 ( ) (2)在重组DNA过程中，DNA连接酶的作用在于能在特定位置上切割DNA分子，限制性内切酶的作用在于能将DNA片段连接起来。 ( ),×,×,(3)重组DNA技术是指将目的基因导入另一个生物体中，使后者获得新的遗传性状或表达所需要的产物的技术。 ( ) (4)重组DNA技术中所导入的目的基因必须从另一生物体内分离获得。 ( ),×,2操作的一般步骤填空,3基因工程的应用填空 (1)基因工程在 的生产中已显示出巨大的应用价值如治疗糖尿病的 ，防治乙肝的 等已广泛应用。 (2)使人类按照自己的愿望 地改造生物。 (3)基因工程已广泛应用于医、农、林、牧、渔和 等许多方面。,特殊蛋白质,胰岛素,定向,环境保护,疫苗,1若想让植物细胞生产出动物蛋白，可采用何种育种技术？采用杂交育种或诱变育种技术可以吗？ 提示：要想让植物细胞生产出动物蛋白，可采用DNA重组技术。由于植物与动物间远源杂交不亲合，故不可采用杂交育种技术；由于诱变育种只能产生原基因的等位基因，故不能采用诱变育种技术。,2目的基因和载体为什么需用同一种限制性内切酶进行切割？ 提示：因为被同一种限制性内切酶切割后，目的基因和载体具有相同的黏性末端。 3试讨论为什么不能将目的基因直接导入受体细胞？ 提示：外源基因直接进入受体细胞，会被受体细胞内的酶分解掉。,跟随名师·解疑难,1对重组DNA技术的理解,2重组DNA技术的操作工具,3重组DNA技术操作的基本步骤,4基因重组与重组DNA技术的比较,特别提醒 目的基因的转运工具运载体必须具备的条件：a.能在宿主内稳定保存并大量复制；b.有多个限制酶切位点，以便与外源基因连接；c.有标记基因，便于筛选。,例1 下列生物技术或生理过程没有发生基因重组的是 ( ),思路点拨,精讲精析 A项，R型活球菌与S型死菌的DNA混合后才具有了S型球菌的特性，属于S型球菌的DNA分子与R型球菌的重组；B项，基因工程的原理也是基因重组；C项，减数第一次分裂的交叉互换和减数第一次分裂后期非同源染色体的自由组合属于基因重组；D项，普通青霉菌具有了高产的性状属于基因突变。 答案 D,(1)DNA分子内的变异： 一看基因种类：即看染色体上的基因种类是否发生改变，若发生改变为基因突变。 二看基因位置：若基因种类和基因数目未变，但染色体上的基因位置改变，应为染色体结构变异中的“倒位”。 三看基因数目：若基因的种类和位置均未改变，但基因的数目改变则为染色体结构变异中的“重复”。,(2)DNA分子间的变异： 一看染色体数目：若染色体的数目发生改变，可根据染色体的数目变化情况确定是染色体数目的“整倍变异”还是“非整倍变异”。 二看基因位置：若染色体的数目和基因数目均未改变，但基因所处的染色体片段位于非同源染色体上，则应为染色体变异中的“易位”。 三看基因数目：若染色体上的基因数目不变，则为减数分裂中同源染色体上的非姐妹染色单体交叉互换的结果，属于基因重组。,例2 美国科学家利用基因工程技术，将人胰岛素基因拼接到大肠杆菌的DNA分子中，然后通过大肠杆菌的繁殖，生产了人胰岛素，操作过程如下图所示：,(1)过程所使用的酶与获取胰岛素基因所使用的酶 _(相同或不同)。 (2)过程使用的酶是_，它的作用是使质粒与目的基因结合形成_分子。 (3)在基因工程中的目的是_。 (4)在基因工程中的目的基因的表达与检测中是通过看大肠杆菌是否产生_实现的。 (5)大肠杆菌合成人胰岛素的过程可以表示为_(用箭头和简要文字)。,思路点拨,精讲精析 (1)获取目的基因和切割质粒使用的是同一种限制酶，这样可以获得相同的黏性末端。(2)过程表示目的基因(人胰岛素基因)与载体(质粒)结合成重组DNA分子的过程。(3)表示将目的基因导入受体细胞(大肠杆菌)的过程。(4)如果要检测人胰岛素基因是否在大肠杆菌内表达，应检测是否有人胰岛素产生。(5)大肠杆菌合成人胰岛素的过程是人胰岛素基因表达的过程，包括转录和翻译。,1探究重组基因的来源或类型。 2设计实验探究重组DNA分子是否导入 受体细胞。,典例剖析,下图表示某动物(基因型为AaBb)的细胞分裂图。图表示细胞分裂过程中不同阶段的细胞数以及一个细胞中的染色体，染色单体和DNA分子的数目。请据图回答下列问题：,(1)图所示的分裂时期对应于图的_阶段。图的阶段对应于图_细胞，此细胞中含有_个染色体组。 (2)从数量关系分析，图由的过程中，细胞内发生的主要变化是_；由图的过程中染色体的主要行为变化是_、_。 (3)导致图中2、4号染色体上B、b不同的原因是 。 (4)若图和图来自同一个精原细胞，则的基因型应是 。,解析 先结合图分析，由的过程中，出现了染色单体、DNA加倍，表明该过程是细胞分裂间期，该期细胞内发生的主要变化是DNA的复制和有关蛋白质的合成，图细胞为减数第二次分裂的后期，因此由图的过程中，细胞进行了减数第一次分裂和减数第二次分裂，其染色体的主要行为变化分别为同源染色体分离和着丝粒分裂，染色单体分开成为染色体；解答(3)、(4)题，关键是抓住图来分析，观察图的4号染色体可知b的出现不是基因突变产生的，而是发生了交叉互换，再结合图和图可推知减数第一次分裂后期基因A和b所在的染色体移向同一极，即图中黑色的染色体，而基因a和B所在的染色体移向另一极，由此可以确定图的基因型应是Ab。,答案 (1) 2 (2)染色体复制 同源染色体分离 着丝粒分裂，染色单体分开成为染色体 (3)同源染色体的非姐妹染色单体间发生了交叉互换 (4)Ab,归纳拓展,姐妹染色单体相应片段基因不同的原因归纳,图1 图2 图3 图4,(3)来自交叉互换或基因突变： 在减数分裂过程中，仅显示姐妹染色单体上具不同基因，但未显示是否发生互换，如上图3所示。则Aa产生的原因应为“基因突变或交叉互换”。 (4)来自染色体结构变异： 若姐妹染色单体上含有控制不同性状的基因如A与B(b)，如上图4所示。则基因来源于染色体结构变异(如易位)。,点击下列图片进入,点击下列图片进入,