高中生物第四章遗传的分子基础第四节基因突变和基因重组第2课时课件苏教版必修2
33页1、,第2课时 基因工程及其应用,第四章 第四节 基因突变和基因重组,学习导航 1.结合教材图文,概述基因工程的基本原理和基本步骤。 2.结合具体实例,了解基因工程的应用及其安全性。 重难点击 基因工程的基本原理和基本步骤。,课堂导入 科幻电影蜘蛛侠中的男主角意外被转基因的蜘蛛咬伤,蜘蛛的基因整合到了他的基因上,并且在他体内表达,从而使他成了具有特殊本领的超级英雄。 现实中,我们已经运用类似的技术来改造生物的性状,获得人们所需要的品种,这就是基因工程。 解决学生疑难点 _,一、基因工程的原理,当堂检测,二、基因工程的应用及其安全性,内容索引,一、基因工程的原理,基础梳理,1.基因工程的概念 (1)基因工程,又叫做DNA重组技术,是把在一个生物体内分离得到或人工合成的 导入另一个生物的细胞,定向地使后者获得新的 _或表达所需产物的技术。 (2)基因工程是把一种生物的某种基因转移到另一种生物体的细胞内,基因的结构基本没有变化,只是位置发生了变化,所以应该属于_。,目的基因,遗传性状,基因重组,2.基因工程的基本工具 (1)限制性核酸内切酶 限制性核酸内切酶的作用特点是识别 序列,并在_上切割D
2、NA分子,形成许多DNA片段。 (2)DNA连接酶:连接同种限制酶切割后产生的DNA片段。 (3)运载体 作用:将外源基因送入 。 种类:质粒、 和动植物病毒等。质粒存在于许多细菌以及酵母菌等生物细胞中,是拟核或细胞核外能够自主复制的很小的环状DNA分子。,特定的核苷酸,特定的切点,受体细胞,噬菌体,3.基因工程的操作步骤,提取目的基因,取得途径,目的基因:人们所需要的特定基因,直接分离基因 人工合成基因,目的基因与 运载体结合,用同一种限制性核酸内切酶切割运载体和目的基因, 使运载体和目的基因结合形成重组DNA分子,加入DNA连接酶,导入目的基因:主要是借鉴细菌或病毒侵染细胞的方法 检测与鉴定目的基因 目的基因的表达:目的基因在受体细胞中表达,产生_,蛋白质,下图是利用基因工程技术生产人胰岛素的操作过程示意图,请据图回答。,答案 不能,皮肤细胞中胰岛素基因不表达;过程是逆转录,需要逆转录酶。,问题探究,答案,1.能否利用人的皮肤细胞进行过程?过程需要的酶是哪一种?,答案 用同一种限制酶切割A和B,再加入DNA连接酶,才能形成C。操作后的产物除了C,还可能有A与A结合、B与B结合的产物
3、。,2.如何将A和B连接成C?操作后的产物只有C吗?,答案 利用C上的标记基因进行检测。,3.如果要检测D中是否含有C,通常如何检测?,答案,答案 所有生物共用一套遗传密码。,4.人的胰岛素基因能够在大肠杆菌细胞中表达的基础是什么?,答案 可以定向地改造生物的遗传性状。,5.该方法和诱变育种相比,有什么优点?,答案,知识整合,胰岛素基因只在胰岛细胞中转录出mRNA;目的基因和运载体结合时,通常用同一种限制酶切割,再加入DNA连接酶;操作后的产物也有目的基因和运载体自我环化的产物。基因工程可以定向地改造生物的遗传性状。,拓展应用,1.某科学家从细菌中分离出耐高温淀粉酶(Amy)基因a,通过基因工程的方法,将基因a与运载体结合后导入马铃薯植株中,经检测发现Amy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,A.获取基因a的限制酶的作用部位是图中的 B.连接基因a与运载体的DNA连接酶的作用部位是图中的 C.基因a进入马铃薯细胞后,可随马铃薯DNA分子的复制而复制,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,答案,解析,解析 限制酶和DNA连接酶
4、均作用于磷酸二酯键,即处,二者作用相反,分别是打开和连接该化学键;目的基因进入受体细胞后,会随着马铃薯DNA分子的复制而复制,传给子代细胞,使之产生定向变异,从而改变其遗传性状。,2.如图所示为一项重要生物技术的关键步骤,X是获得外源基因并能够表达的细胞。下列有关说法不正确的是,答案,解析,A.X是能合成胰岛素的细菌细胞 B.质粒具有标记基因和多个限制酶切点 C.外源基因与运载体的重组只需要DNA连接酶 D.该细菌的性状被定向改造,解析 根据图示,重组质粒导入的是细菌细胞,所以X是能合成胰岛素的细菌细胞,A正确; 质粒作为运载体需要有多个限制酶切点以便转运多种目的基因,同时具有标记基因以便检测目的基因是否导入受体细胞内,B正确; 基因与运载体的重组需要限制酶和DNA连接酶,C错误; 基因工程的特点是能够定向改造生物的性状,D正确。,二、基因工程的应用及其安全性,基础梳理,1.基因工程的应用 (1)生产特殊 如胰岛素、生长激素等。 (2)按照人们的意愿 动植物。 (3)运用转基因技术进行环境保护。 2.转基因生物和转基因食品的安全性,蛋白质,定向改造,严格控制,大范围推广,安全性,问题探
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