高中生物 6.2基因工程及其应用课件 新人教版必修2.ppt

第2节基因工程及其应用 课标解读1 简述基因工程的基本原理 2 举例说出基因工程在农业 医药等领域的应用 3 收集基因工程所取得的成果以及发展前景 1 概念 基因工程的原理 2 基因工程的操作工具 1 基因的 剪刀 与 针线 限制性核酸内切 特定的核苷酸序列 特定的切点 DNA连接 脱氧核糖和磷酸 2 运载体 作用 将导入受体细胞 外源基因 3 基因工程的步骤 思维激活1 要想从DNA上切下目的基因 应切几个切口 产生几个末端 质粒运载体需切出几个切口 几个黏性末端 提示目的基因 2个切口 2个黏性末端 运载体 1个切口 两个黏性末端 如图 1 基因操作的工具 1 基因的 剪刀 限制酶 存在 主要存在于微生物中 种类有4000多种 作用与特性 一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列 并在特定的切点切割DNA分子 也就是说限制酶具有专一性和特异性 作用结果 一般产生黏性末端 碱基能互补配对 2 基因的 针线 DNA连接酶黏性末端可通过碱基互补配对连接起来 两条DNA分子切点断口处的 缝合 则需DNA连接酶 如下图 3 基因的 运输工具 运载体 作用 a 作为运载工具将目的基因转移到宿主细胞中去 b 利用它在宿主细胞内对目的基因进行大量的复制 需要具备的条件 a 能够在宿主细胞中复制并稳定地保存 b 具备1个或多个限制酶切点 以便于与外源基因连接 c 具有某些标记基因便于进行筛选 常见的种类 质粒 噬菌体和动植物病毒等 但天然运载体往往不能满足上述条件 需经人工改造 名师点睛DNA连接酶与DNA聚合酶的比较 强化训练1 下列关于基因工程中有关基因操作的名词及对应的内容 正确的组合是 解析供体是提供目的基因的生物 受体是接受目的基因的生物 剪刀是限制酶 针线是DNA连接酶 常用的运载体是质粒 答案C 1 基因工程的应用 1 作物育种 获得高产 稳产和具有优良品质的农作物 培育具有的作物新品种 在 培育出了转基因奶牛 超级绵羊等多种转基因动物 2 药物研制 能够地生产出各种高质量 低成本的药品 如胰岛素 干扰素和乙肝疫苗等 3 环境保护 利用降解有毒有害的化合物 吸收环境中的重金属 分解泄漏的石油 处理工业废水等 基因工程的应用 抗逆性 畜牧养殖业 高效率 转基因细菌 2 转基因生物和转基因食品的安全性 思维激活2 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 为什么目的基因必须与运载体结合后才能导入受体细胞 提示不一定 因为性状分离或变异的原因 抗虫棉的子代可能会失去抗虫特性 目的基因必须与运载体结合后才能导入受体细胞 才能稳定的保存 并进行复制和表达 目的基因不能单独进入受体细胞 1 基因工程的应用 2 转基因生物和转基因食品的安全性 1 转基因生物和转基因食品的优点 解决粮食短缺问题 减少农药使用 从而减少环境污染 节省生产成本 降低粮食售价 增加食物营养 提高附加价值 增加食物种类 提升食物品质 提高生产效率 带动相关产业发展 2 转基因生物和转基因食品的缺点 可能产生新毒素和新过敏原 可能产生抗除草剂的杂草 可能使疾病的散播跨越物种障碍 可能会损害农作物的生物多样性 可能会干扰生态系统的稳定性 3 要理性看待转基因技术要理性看待科学技术 在看到转基因技术的应用前景非常广阔的同时 也要正视转基因技术带来的安全性问题 要趋利避害 而不能因噎废食 强化训练2 下列关于转基因生物与环境安全的叙述 错误的是 A 重组的微生物在降解污染物的过程中可产生二次污染B 种植抗虫棉可以减少农药的使用量 对环境没有任何负面影响C 如果转基因花粉中含有毒蛋白或过敏蛋白 可能会通过食物链传递到人体内D 转基因生物有可能对生态系统的稳定性和人类的生活环境造成破坏 解析本题考查转基因生物与环境安全的知识 种植抗虫棉虽然可以减少农药的使用量 但抗虫害的转基因作物的长期大量种植 会使目标害虫发生群体改变 产生抗性 更难杀灭 答案B 例1 如图为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 基因工程中相关酶的比较 深度剖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 答案C 规律总结几种酶的比较 例2 基因工程基本操作流程如图 请据图分析回答 基因工程成功的基础 1 图中A是 在基因工程中 需要在 酶的作用下才能完成剪接过程 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移植能够成功的主要原因是 也说明了不同生物共用一套 深度剖析图中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移植成功的原因 也就是基因工程的理论基础 即生物界共用一套密码子和所有生物的DNA分子的结构基本相同 答案 1 运载体限制酶和DNA连接 2 3 不同生物的DNA分子化学组成和基本结构是相同的密码子 规律总结 1 基因工程成功的基础 2 基因工程操作时的相关提醒 获取目的基因时要保证其完整性 切割质粒时要保证标记基因的完整性 一般情况下 用同一种限制酶切割质粒和含有目的基因的片段 但有时可用两种限制酶对质粒和目的基因分别进行切割 可避免质粒和质粒之间 目的基因和目的基因之间的连接 即避免自身 环化 课堂小结 1 在基因工程中 科学家所用的 剪刀 针线 和 运载体 分别是指 A 病毒 质粒 DNA连接酶B DNA连接酶 RNA聚合酶 质粒C 限制酶 RNA连接酶 质粒D 限制酶 DNA连接酶 质粒答案D 2 2013 江苏卷 25 双选 现有小麦种质资源包括 高产 感病 低产 抗病 高产 晚熟等品种 为满足不同地区及不同环境条件下的栽培需求 育种专家要培育3类品种 a 高产 抗病 b 高产 早熟 c 高产 抗旱 下述育种方法可行的是 A 利用 品种间杂交筛选获得aB 对品种 进行染色体加倍处理筛选获得bC a b和c的培育均可采用诱变育种方法D 用转基因技术将外源抗旱基因导入 中获得c 解析利用 品种间杂交后筛选可获得a A错误 染色体加倍并不改变原有的基因 只有通过诱变育种 可由 选育出b B错误 诱变育种和转基因技术均可获得原品种不具有的新性状 C D正确 答案CD 3 干扰素是一种糖蛋白 过去从人的血液中的白细胞中提取 产量很低 我国的科研人员侯云院士等一批人 成功运用基因工程技术提高了其产量 如图为其原理过程图 请据图回答下面的问题 1 图中 过程叫 2 图中 物质的化学本质是 它之所以能作为运载体 必须具备的特点是 写出任两点 3 切割 和 过程所需的酶一般是相同的 其原因是 4 该过程中 供体细胞是 受体细胞是 填字母 重组DNA分子是 填序号 在形成 的过程中需要 5 大肠杆菌等微生物是基因工程最常用的实验材料 这是因为 6 人的干扰素基因能在大肠杆菌内表达 其根本原因是 解析图中 为目的基因的提取过程 采用的方法为酶切法 图中 为从大肠杆菌中提取的质粒 表示重组DNA分子 切割 和 过程所需的酶叫限制酶 所用的酶相同 产生的黏性末端也相同 便于构建重组DNA分子 在该过程中 供体细胞是人的体细胞 受体细胞是大肠杆菌b 选择大肠杆菌作为受体细胞是因为其繁殖快 结构简单 其内的遗传物质少 人的基因能在大肠杆菌中表达是由于它们共用一套密码子 答案 1 提取目的基因 2 双链环状DNA分子 或DNA分子 具有一个或多个限制酶切割位点 在细胞中能够自我复制 有特殊的标记基因等 3 为了产生相同的黏性末端 4 人的体细胞b DNA连接酶 5 大肠杆菌结构简单 繁殖快 其内的遗传物质少 任写两点即可 6 它们共用一套密码子