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第2节 基因工程及其应用,第六章 从杂交育种到基因工程,第六章 从杂交育种到基因工程,DNA重组技术,基因,分子,2操作工具 (1) (2),限制性核酸内切酶,核苷酸序列,DNA连接酶,脱氧核糖,(3)运载体 作用：将_导入受体细胞。 ,外源基因,点拨 限制酶具有特异性，DNA连接酶能连接任意两个DNA片断，不具有特异性。 运载体与细胞膜中的载体不同。运载体是DNA分子，而膜载体是蛋白质。,噬菌体,环状DNA,3基因工程的步骤 (1)提取目的基因； (2)目的基因与_结合； (3)将目的基因导入_； (4)目的基因的_。 二、基因工程的应用及安全性(阅读教材P104P106) 1基因工程与作物育种 (1)目的：获得高产、稳产和具有优良品质的农作物，培育出具有各种_的作物新品种。 (2)实例：抗棉铃虫的_。,运载体,受体细胞,检测与鉴定,抗逆性,转基因抗虫棉,2基因工程与药物研制 (1)实例：用基因工程方法生产胰岛素。 (2)过程：胰岛素基因与大肠杆菌的_，并且在大肠杆菌体内获得成功的表达。 3基因工程的安全性,DNA分子重组,严格控制,大范围推广,判断 (1)基因工程的原理是基因突变。( ) 分析：基因工程的原理是基因重组。 (2)基因工程能够定向的改变生物的性状。( ) 分析：基因工程可以向受体细胞中导入目的基因，让其表 达，定向地改变生物的性状。 (3)所有的限制酶都只能识别同一种特定的核苷酸序列。 ( ) 分析：一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列。,(4)基因工程中的运载体只有质粒。( ) 分析：基因工程中常见的运载体有质粒、噬菌体和动植物 病毒。 (5)只要目的基因进入了受体细胞就能成功实现表达。( ) 分析：目的基因进入受体细胞不一定能进行转录、翻译。 (6)转基因生物和转基因食品都是不安全的。( ) 分析：对于转基因生物和转基因食品的安全性问题不能片面地一概而论。,主题一 基因工程的操作工具,1结合下图，探究以下问题：,(1)过程需要_酶，过程需要 _酶。 (2)限制性核酸内切酶的作用特点是识别_序列，并在_上切割DNA分子，形成2个 _末端。 (3)同种限制酶切割不同DNA分子后形成的黏性末端是可以通过_连接起来的，但是_和_之间的缺口要靠DNA连接酶进行连接。,特定的核苷酸,DNA连接,特定的切点,限制,黏性,碱基互补配对,脱氧核糖,磷酸,2结合下面大肠杆菌质粒的分子结构示意图分析：,质粒存在于_等生物细胞中，是拟核或细胞核外能够_的很小的环状 _。上面的标记基因为_,其 作用为_的检测依据。同时还含有多个酶切位点，其作用是_。,许多细菌以及酵母菌,自主复制,DNA分子,抗生素抗性基因,用于目的基因是否导入受体细胞,便于质粒接入目的基因,1DNA连接酶与DNA聚合酶的比较,连接DNA片段,连接游离的脱氧核苷酸,不需要模板,需要模板,连接不同脱氧核苷酸之间的磷酸和脱氧核糖之间的磷酸二酯键,2.运载体应具备的条件： (1)能在宿主细胞内稳定保存并大量复制这是保证目的基因能在细胞分裂过程中复制并传递给子代细胞的基础。 (2)有多个限制酶切点这是运载体能够接入多种目的基因所必备的条件。 (3)有标记基因这是检测目的基因是否导入受体细胞中的重要判断依据。,1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( ) AX是能合成胰岛素的细菌细胞 B质粒具有多个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,C,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。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。基因与运载体的重组需要限制酶和DNA连接酶。基因工程的特点是能够定向改造生物的性状。,2下图为DNA分子在不同酶的作用下所发生的变化，图中 依次表示限制性核酸内切酶、DNA聚合酶、DNA连接酶、解旋酶作用的正确顺序是( ) A B C D,C,解析：限制性核酸内切酶用于切割DNA片段；而与之作用相反的是DNA连接酶，用于连接DNA片段；DNA聚 合 酶用 于DNA的复制过程，它需要模板；解旋酶会使DNA双链解旋而分开，它作用于碱基对之间的氢键。,方法技巧 根据作用部位判断与DNA分子有关的酶 (1)断开氢键的酶：解旋酶。 (2)断开(相邻核苷酸之间的)磷酸二酯键的酶：若结果生成若干DNA片段，可判定为限制酶；若生成其基本单位核苷酸，可判定为DNA水解酶。 (3)生成(相邻核苷酸之间的)磷酸二酯键的酶：若将两个DNA片段连接在一起，可判定为DNA连接酶；若作用于DNA复制的过程中，或将游离的脱氧核苷酸连接到DNA链上，可判定为DNA聚合酶。,主题二 基因工程的操作步骤,结合下图探究以下问题：,1图中过程为_，采用直接分离的方法，目的基因是指人们所需要的_。 2如图中过程属于_。 (1)从图中可以看出，提取目的基因B和切开质粒A所用的是_。 (2)DNA连接酶用于质粒A与目的基因B的结合过程，形成_分子C。 3图中过程属于_，此过程不存在碱基互补配对。,提取目的基因,外源基因,目的基因与运载体结合,同一种限制酶,重组DNA,将目的基因导入受体细胞,4目的基因的检测与鉴定 (1)检测：根据标记基因或分子杂交技术检测_是否导入受体细胞。 (2)鉴定：受体细胞是否表现出_，如棉花抗虫性状的表现。,目的基因,特定性状,小组讨论 (1)转基因抗虫棉有性繁殖产生的后代都具有抗虫特性吗？ 为什么？ 提示：不一定。因为性状分离或变异，抗虫棉的子代可能会失去抗虫特性。 (2)基因工程中，为什么目的基因在不同物种中均能成功 表达？ 提示：因为不同的生物体共用一套遗传密码，控制合成相同的蛋白质。,基因工程的基本操作程序 1提取目的基因。 2目的基因与运载体结合，如图： 3将目的基因导入受体细胞。 4目的基因的检测与鉴定。,D,解析：上述过程应用了基因工程技术，能定向 改造生物的遗传性状；在操作时要应用限制酶来获得目的基因，并用DNA连接酶使之与运载体结合；该过程的目的基因为表面抗 原蛋白基因和编码核心蛋白的基因；转基因生物的安全性还 存在争议。无法判断其安全性，应避免其扩散进入自然界。,A,解析：是目的基因与运载体结合的过程，既需要限制酶和DNA连接酶，也需要载体质粒。,核心知识小结 网络构建,提取目的基因,目的基因的检测与鉴定,限制酶,DNA连接酶,基因重组,关键语句 1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、DNA连接酶和运载体。 3限制性核酸内切酶具有特异性，能识别特定的核苷酸序 列，并在特定位点上切割DNA分子。 4DNA连接酶的作用是将目的基因和运载体连接成重组DNA分子。 5常用的运载体有质粒、噬菌体和动植物病毒等。 6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、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与 鉴定。,
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