高中生物 第6章 從雜交育種到基因工程 第2節(jié) 基因工程及其應(yīng)用課件 新人教版必修2 (2)

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1、 一二一、基因工程的原理 一二二、基因工程的應(yīng)用及安全性 探究點(diǎn)一探究點(diǎn)二問題導(dǎo)引歸納提升基因工程的操作工具限制酶與DNA連接酶作用的部位是什么?運(yùn)載體必須具備哪些條件?1.EcoR限制酶只能識(shí)別GAATTC的序列,并在G和A之間將這段序列切開,產(chǎn)生黏性末端,請(qǐng)寫出切割后產(chǎn)生的黏性末端。答案： 探究點(diǎn)一探究點(diǎn)二問題導(dǎo)引歸納提升2.下圖表示一段DNA序列,限制酶和DNA連接酶的作用部位是a還是b?答案：b 探究點(diǎn)一探究點(diǎn)二問題導(dǎo)引歸納提升1.基因工程的基本工具(1)限制酶作用與特性:一種限制酶只能識(shí)別一種特定的核苷酸序列,并在特定的位點(diǎn)切割DNA分子,也就是說限制酶具有專一性和特異性。作用結(jié)果:

2、一般產(chǎn)生黏性末端(堿基能互補(bǔ)配對(duì))。(2)DNA連接酶催化對(duì)象:兩個(gè)具有相同黏性末端或平末端的DNA片段。催化位置:脫氧核糖與磷酸之間的缺口。催化結(jié)果:形成重組DNA。 探究點(diǎn)一探究點(diǎn)二問題導(dǎo)引歸納提升(3)運(yùn)載體作用:作為運(yùn)載工具將目的基因轉(zhuǎn)移到宿主細(xì)胞中;利用它在宿主細(xì)胞內(nèi)對(duì)目的基因進(jìn)行大量復(fù)制。需要具備的條件:能夠在宿主細(xì)胞中復(fù)制并穩(wěn)定地保存;具備多個(gè)限制酶切點(diǎn),以便與外源基因連接;具有某些標(biāo)記基因便于進(jìn)行篩選。常見的種類:質(zhì)粒、噬菌體和動(dòng)植物病毒等。質(zhì)粒是一種相對(duì)分子質(zhì)量較小、獨(dú)立于擬核或細(xì)胞核之外的環(huán)狀DNA分子(一般有100200 kb,kb為千堿基對(duì)),存在于許多細(xì)菌和酵母菌等生

3、物細(xì)胞中。 探究點(diǎn)一探究點(diǎn)二問題導(dǎo)引歸納提升2.DNA連接酶與DNA聚合酶的比較 探究點(diǎn)一探究點(diǎn)二問題導(dǎo)引歸納提升基因工程的操作步驟基因工程的基本操作流程是怎樣的?酵母菌的維生素、蛋白質(zhì)含量高,可用來生產(chǎn)食品和藥品等。科學(xué)家將大麥細(xì)胞的LTP1基因植入啤酒酵母菌中,獲得的啤酒酵母菌種可產(chǎn)生LTP1蛋白,并釀出泡沫豐富的啤酒。基本的操作過程如下圖,請(qǐng)回答下列問題。 探究點(diǎn)一探究點(diǎn)二問題導(dǎo)引歸納提升(1)圖中過程分別是:是提取目的基因;是目的基因與運(yùn)載體結(jié)合;是將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞。(2)本操作中為了將LTP1基因?qū)肫【平湍妇?xì)胞內(nèi),所用的運(yùn)載體是質(zhì)粒。(3)要使運(yùn)載體與LTP1基因連接,首先

4、應(yīng)使用同一種限制酶對(duì)二者進(jìn)行切割。切割完成后,用DNA連接酶將運(yùn)載體與LTP1基因連接。(4)有C進(jìn)入的啤酒酵母菌在分別含有青霉素、四環(huán)素的兩種選擇培養(yǎng)基上的生長(zhǎng)情況是在含青霉素的培養(yǎng)基上能存活,但不能在含四環(huán)素的培養(yǎng)基上存活。(5)除了看啤酒泡沫的豐富程度外,還可以怎樣檢測(cè)LTP1基因在啤酒酵母菌中的表達(dá)?檢測(cè)轉(zhuǎn)基因啤酒酵母菌能否產(chǎn)生LTP1蛋白。 探究點(diǎn)一探究點(diǎn)二問題導(dǎo)引歸納提升(6)該技術(shù)定向改變了酵母菌的性狀,這在可遺傳變異中屬于基因重組。 探究點(diǎn)一探究點(diǎn)二問題導(dǎo)引歸納提升基因工程的基本操作步驟 探究點(diǎn)一探究點(diǎn)二問題導(dǎo)引歸納提升將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞:主要是借鑒細(xì)菌或病毒侵染細(xì)胞的方法

5、 類型一類型二類型一基因工程的操作工具例1導(dǎo)學(xué)號(hào)52240072下圖為DNA分子的某一片段,其中分別表示某種酶的作用部位, 則相應(yīng)的酶依次是()A.DNA連接酶、限制性核酸內(nèi)切酶、解旋酶 B.限制性核酸內(nèi)切酶、解旋酶、DNA連接酶C.解旋酶、限制性核酸內(nèi)切酶、DNA連接酶D.限制性核酸內(nèi)切酶、DNA連接酶、解旋酶解析：使氫鍵斷裂的是解旋酶,限制性核酸內(nèi)切酶將相鄰兩個(gè)脫氧核苷酸的磷酸二酯鍵斷裂;連接DNA片段間磷酸二酯鍵的是 DNA連接酶。答案：C 類型一類型二 類型一類型二類型二基因工程的操作步驟及應(yīng)用例2基因工程基本操作流程如下圖,請(qǐng)據(jù)圖分析回答。 類型一類型二(1)圖中A是;在基因工程中,

6、需要在酶的作用下才能完成剪接過程。 (2)圖中遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則的步驟有。(用圖中序號(hào)表示)(3)從分子水平分析不同種生物之間的基因拼接能夠成功的主要原因是,也說明了不同生物共用一套。 類型一類型二解析：圖中A與目的基因結(jié)合形成重組DNA分子,所以A應(yīng)為運(yùn)載體;基因工程中的“剪”需要限制酶,“接”需要DNA連接酶;圖中的“拼接”和“擴(kuò)增”過程需進(jìn)行堿基互補(bǔ)配對(duì),如果目的基因的獲取方法是人工合成法,也需進(jìn)行堿基互補(bǔ)配對(duì);不同種生物之間基因拼接成功的原因也就是基因工程的理論基礎(chǔ),即生物界共用一套遺傳密碼和所有生物的DNA分子的結(jié)構(gòu)基本相同。答案：(1)運(yùn)載體限制酶和DNA連接(2)()(3)不同

7、生物的DNA分子基本結(jié)構(gòu)是相同的遺傳密碼 類型一類型二 類型一類型二例3中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院的科學(xué)家繼成功培育出了抗棉鈴蟲轉(zhuǎn)基因抗蟲棉后,又成功培育出了抗蟲煙草、抗蟲玉米、抗蟲水稻等多種農(nóng)作物,下列屬于轉(zhuǎn)基因抗蟲作物的推廣意義的是()使危害農(nóng)作物的害蟲滅絕農(nóng)藥用量減少環(huán)境污染降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本降低A.B.C.D.解析：抗蟲基因產(chǎn)生對(duì)害蟲有害的物質(zhì),使害蟲食用后死亡,從而減少了農(nóng)藥的使用量,降低了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本,也降低了對(duì)環(huán)境的污染。答案：B 1 2 3 4 51.下列關(guān)于基因工程的敘述,正確的是()A.基因工程所用的工具酶是限制酶、連接酶和運(yùn)載體B.所有限制酶都只能識(shí)別同一種按規(guī)定排列的核苷酸序列C.選

8、用細(xì)菌作為重組質(zhì)粒的受體細(xì)胞是因?yàn)榧?xì)菌繁殖快D.只要目的基因進(jìn)入了受體細(xì)胞就能成功地表達(dá)解析：基因工程所用的工具酶是限制酶和DNA連接酶。一種限制酶只能識(shí)別一種特定的核苷酸序列。目的基因進(jìn)入受體細(xì)胞不一定能成功表達(dá)。答案：C 1 2 3 4 52.對(duì)下圖中a、b、c、d代表的結(jié)構(gòu)和物質(zhì)的描述,正確的是()A.a為質(zhì)粒RNAB.b為限制性核酸內(nèi)切酶C.c為RNA聚合酶D.d為標(biāo)記基因解析：a為質(zhì)粒DNA,b為限制性核酸內(nèi)切酶,把質(zhì)粒切開,c為DNA連接酶,把外源基因和質(zhì)粒連接到一起,d為目的基因。 答案：B 1 2 3 4 53.下列關(guān)于DNA連接酶的敘述,正確的是()A.催化有互補(bǔ)配對(duì)的黏性末

9、端的DNA片段之間的連接B.催化不同黏性末端的DNA片段之間的連接C.催化兩個(gè)黏性末端互補(bǔ)堿基間氫鍵的形成D.在基因工程的操作中,可以用DNA聚合酶代替DNA連接酶解析：在DNA重組技術(shù)中,DNA連接酶催化兩個(gè)具有互補(bǔ)配對(duì)的黏性末端的DNA片段連接,DNA連接酶和DNA聚合酶都能催化脫氧核糖與磷酸間的磷酸二酯鍵的形成,但兩者作用的底物不同。答案：D 1 2 3 4 54.要使目的基因與相應(yīng)的運(yùn)載體重組,所需的兩種酶是()限制酶DNA連接酶解旋酶還原酶A.B.C.D.答案：A 1 2 3 4 55.導(dǎo)學(xué)號(hào)52240073抗蟲棉在我國(guó)棉產(chǎn)區(qū)種植的面積占總種植面積的一半,抗蟲棉的種植,不僅有經(jīng)濟(jì)效益,還有生態(tài)效益,以下敘述正確的是()A.抗蟲棉的培育利用的是DNA重組技術(shù),導(dǎo)入棉花細(xì)胞的抗蟲基因是細(xì)菌DNA分子中的B.抗蟲棉也能抗病C.基因工程利用了基因突變的原理D.抗蟲棉所用的基因重組技術(shù),不屬于基因重組解析：抗蟲棉的培育利用了基因工程,基因工程也叫DNA重組技術(shù),目的基因是蘇云金芽孢桿菌DNA分子中的抗蟲基因。答案：A