《高中生物 第6章 第2節(jié) 基因工程及其應(yīng)用課件 新人教版必修2.ppt》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高中生物 第6章 第2節(jié) 基因工程及其應(yīng)用課件 新人教版必修2.ppt（28頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

第6章從雜交育種到基因工程,一、基因工程的原理1．基因工程的概念理解,2．基因工程的操作工具(1)“剪刀”與“針線”,3．基因工程的操作步驟提取目的基因→→將目的基因?qū)搿康幕虻?。二、基因工程的?yīng)用及安全性1．基因工程的應(yīng)用,目的基因與運(yùn)載體,受體細(xì)胞,檢測(cè)與鑒定,(3)環(huán)境保護(hù)：利用降解有毒有害的化合物，吸收環(huán)境中的重金屬，分解泄漏的石油，處理工業(yè)廢水等。2．轉(zhuǎn)基因產(chǎn)物的安全性的兩種觀點(diǎn)(1)轉(zhuǎn)基因生物與轉(zhuǎn)基因食品不安全，要。(2)轉(zhuǎn)基因生物與轉(zhuǎn)基因食品是安全的，應(yīng)該。,轉(zhuǎn)基因細(xì)菌,嚴(yán)格控制,大范圍推廣,一、基因工程的原理1．閱讀教材P102～103內(nèi)容，仔細(xì)觀察分析圖6－6，探究下列問題。(1)基因工程中工具酶的作用①DNA解旋酶和限制酶都作用于DNA，試分析這兩種酶的作用部位相同嗎？提示：不相同。DNA解旋酶作用于堿基之間的氫鍵，而限制酶作用于磷酸與脫氧核糖之間的化學(xué)鍵，即磷酸二酯鍵。②切割運(yùn)載體和目的基因用同一種限制酶的原因。提示：因?yàn)橹挥杏猛环N限制酶才能切割出相同的黏性末端，利于目的基因與運(yùn)載體結(jié)合。③限制酶和DNA連接酶作用的位點(diǎn)相同嗎？提示：相同，均作用于磷酸二酯鍵。,④若用DNA連接酶將目的基因與運(yùn)載體兩兩結(jié)合時(shí)，可能有哪些產(chǎn)物？提示：產(chǎn)物可能有三種：目的基因與目的基因結(jié)合、運(yùn)載體與運(yùn)載體結(jié)合、目的基因與運(yùn)載體結(jié)合。(2)運(yùn)載體的特點(diǎn)及其作用①運(yùn)載體與物質(zhì)跨膜運(yùn)輸中的載體化學(xué)本質(zhì)相同嗎？提示：不相同。運(yùn)載體是小的DNA分子，載體是蛋白質(zhì)。②基因工程中的運(yùn)載體具有怎樣的特點(diǎn)？提示：a.能夠在宿主細(xì)胞中穩(wěn)定保存并大量復(fù)制，以保證外源基因在宿主細(xì)胞內(nèi)長(zhǎng)期穩(wěn)定存在并復(fù)制；b．具有多個(gè)限制酶切點(diǎn)，以便與外源基因連接；c．具有某些標(biāo)記基因，便于檢測(cè)運(yùn)載體是否進(jìn)入受體細(xì)胞。,2．判斷正誤(1)基因工程能夠?qū)崿F(xiàn)不同物種之間基因的重新組合。()(2)基因工程的運(yùn)載體本質(zhì)都是DNA分子。()(3)所有的限制酶都只能識(shí)別同一種特定的核苷酸序列。(),二、基因工程的應(yīng)用及其安全性1．轉(zhuǎn)基因技術(shù)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了將人的胰島素基因轉(zhuǎn)入細(xì)菌體內(nèi)，利用細(xì)菌生產(chǎn)人的胰島素，分析討論下列問題：(1)試從基本單位、空間結(jié)構(gòu)和堿基配對(duì)方式三個(gè)方面分析運(yùn)載體與目的基因結(jié)合成功的基礎(chǔ)。提示：①基本單位相同：不同生物的DNA分子都是由脫氧核苷酸構(gòu)成的。②空間結(jié)構(gòu)相同：不同生物的DNA分子都是由兩條反向平行的脫氧核苷酸長(zhǎng)鏈形成的規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)。③堿基配對(duì)方式相同：不同生物的DNA分子中兩條鏈之間的堿基配對(duì)方式都是A與T配對(duì)，G與C配對(duì)。,√,√,,(2)目的基因能夠在受體細(xì)胞中表達(dá)的基礎(chǔ)是什么？提示：所有生物共用一套遺傳密碼。2．與雜交育種、誘變育種相比，基因工程育種的原理是什么？主要優(yōu)點(diǎn)有哪點(diǎn)？提示：其原理與雜交育種相同，是基因重組。與雜交育種相比，基因工程育種的育種周期短并產(chǎn)生了新性狀；與誘變育種相比，基因工程育種能定向改造生物的遺傳性狀。,1．限制酶與DNA解旋酶的比較(1)相同點(diǎn)：作用機(jī)理都是破壞化學(xué)鍵。(2)不同點(diǎn)①作用部位：限制酶作用于磷酸二酯鍵，DNA解旋酶作用于氫鍵。②作用范圍：限制酶作用于特定的核苷酸序列和特定的切點(diǎn)，DNA解旋酶作用于所有的DNA分子。2．基因工程操作中的兩個(gè)注意點(diǎn)(1)切割目的基因和運(yùn)載體時(shí)，一般用同一種限制酶，使目的基因和運(yùn)載體產(chǎn)生相同的黏性末端，達(dá)到目的基因與運(yùn)載體結(jié)合的目的。,3．基因工程育種的優(yōu)點(diǎn)(1)目的性強(qiáng)，能定向改造生物性狀。(2)育種周期短。(3)能克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙。4．有性生殖和基因工程中基因重組的區(qū)別,(2)目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞并非標(biāo)志著基因工程的成功，只有目的基因在受體細(xì)胞中表達(dá)才說(shuō)明基因工程的成功。,[例1]某科學(xué)家從細(xì)菌中分離出耐高溫淀粉酶(Amy)基因a，通過基因工程的方法，將基因a與運(yùn)載體結(jié)合后導(dǎo)入馬鈴薯植株中，經(jīng)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)Amy在成熟塊莖細(xì)胞中存在。結(jié)合圖形分析下列有關(guān)這一過程的敘述，不正確的是(),A．獲取基因a的限制酶其作用部位是圖中的①B．連接基因a與運(yùn)載體的DNA連接酶其作用部位是圖中的②C．基因a進(jìn)入馬鈴薯細(xì)胞后，可隨馬鈴薯DNA分子的復(fù)制而復(fù)制，傳給子代細(xì)胞D．通過該技術(shù)人類實(shí)現(xiàn)了定向改造馬鈴薯的遺傳性狀,,,,[解析]限制酶和DNA連接酶均作用于磷酸二酯鍵，即①處，二者作用相反，分別是打開和連接該化學(xué)鍵；目的基因進(jìn)入受體細(xì)胞后，會(huì)隨著馬鈴薯DNA分子的復(fù)制而復(fù)制，傳給子代細(xì)胞，使之產(chǎn)生定向變異，從而改變其遺傳性狀。[答案]B,,[例2]酵母菌的維生素、蛋白質(zhì)含量高，可用于生產(chǎn)食品和藥品等。科學(xué)家將大麥細(xì)胞中的LTP1基因植入啤酒酵母菌中，獲得的啤酒酵母菌可產(chǎn)生LTP1蛋白，并釀出泡沫豐富的啤酒?；镜牟僮鬟^程如圖所示：,(1)該技術(shù)定向改變了酵母菌的性狀，這在可遺傳變異的來(lái)源中屬于______________。(2)本操作中為了將LTP1基因?qū)虢湍妇?xì)胞內(nèi)，所用的運(yùn)載體是______________。(3)要使運(yùn)載體與LTP1基因連接，首先應(yīng)使用______進(jìn)行切割。(4)切割完成后，利用________將運(yùn)載體與LTP1基因連接。(5)飲用轉(zhuǎn)基因的酵母菌釀造的啤酒安全嗎？,[研析]本題以過程圖為信息載體，考查基因工程的應(yīng)用及安全性問題。具體解題過程如下：,,,[審]——提取信息,,圖中a表示目的基因的獲取，b是來(lái)自大腸桿菌的質(zhì)粒，c是重組質(zhì)粒；目的基因插入抗四環(huán)素基因內(nèi)部。,,[聯(lián)]——聯(lián)系基礎(chǔ),①：基因工程可使原本不屬于同一物種的基因組合在一起，從而使轉(zhuǎn)基因生物產(chǎn)生特定的性狀，其原理屬于基因重組。②：重組質(zhì)粒形成前，需用限制酶切割目的基因和質(zhì)粒，得到相同的黏性末端，再用DNA連接酶連接。,,,[答]——規(guī)范解答,設(shè)問(5)答案是開放的，只要為自己的觀點(diǎn)答出合理的理由即可。,[答案](1)基因重組(2)質(zhì)粒(3)限制酶(限制性核酸內(nèi)切酶)(4)DNA連接酶(5)反對(duì)觀點(diǎn)：不安全，轉(zhuǎn)基因食品可能會(huì)損傷人體的消化系統(tǒng)，破壞人體免疫系統(tǒng)。贊成觀點(diǎn)：安全，轉(zhuǎn)基因食品與非轉(zhuǎn)基因食品成分相同，毒性分析不對(duì)人體健康產(chǎn)生影響。(目前還未找到不安全的證據(jù)，回答上述兩種觀點(diǎn)之一即可),————————[課堂歸納]————————,[網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建],填充：①提取目的基因②目的基因與運(yùn)載體結(jié)合③將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞④目的基因的檢測(cè)與鑒定⑤限制酶⑥D(zhuǎn)NA連接酶⑦運(yùn)載體⑧基因重組,[關(guān)鍵語(yǔ)句],1．基因工程的原理是基因重組。2．基因工程的操作工具有限制酶、DNA連接酶和運(yùn)載體。3．限制酶具有特異性，能識(shí)別特定的核苷酸序列，并在特定位點(diǎn)上切割DNA分子。4．DNA連接酶的作用是將目的基因和運(yùn)載體連接成重組DNA分子。5．常用的運(yùn)載體有質(zhì)粒、噬菌體和動(dòng)植物病毒等。6．基因工程的四個(gè)步驟是：提取目的基因、目的基因與運(yùn)載體結(jié)合、將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞、目的基因的檢測(cè)與鑒定。,答案：C,知識(shí)點(diǎn)一、基因工程操作的工具1．下列有關(guān)基因工程中限制酶的描述，錯(cuò)誤的是()A．一種限制酶只能識(shí)別一種特定的脫氧核苷酸序列B．限制酶的活性受溫度影響C．限制酶能識(shí)別和切割RNAD．限制酶可從原核生物中提取解析：限制酶只能識(shí)別和切割DNA，不能識(shí)別和切割RNA。,2．質(zhì)粒是基因工程中最常用的運(yùn)載體，下列有關(guān)質(zhì)粒的說(shuō)法正確的是()A．質(zhì)粒不僅存在于細(xì)菌中，某些病毒也具有B．細(xì)菌的基因只存在于質(zhì)粒上C．質(zhì)粒為小型環(huán)狀DNA分子，存在于核(區(qū))外的細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中D．質(zhì)粒是基因工程中的重要工具酶之一解析：質(zhì)粒存在于許多細(xì)菌以及酵母菌等生物中，是擬核或細(xì)胞核外能夠自主復(fù)制的很小的環(huán)狀DNA分子，在病毒、動(dòng)植物細(xì)胞中是不存在的；細(xì)菌的基因除少部分在質(zhì)粒上外，大部分在擬核中的DNA分子上。,答案：C,3．下列黏性末端由同一種限制酶切割而成的是(),A．①②B．①③C．①④D．②③解析：同一種限制酶切割出的黏性末端應(yīng)是互補(bǔ)的，而且兩者的序列相同，①③是互補(bǔ)的，切點(diǎn)都是在G與A之間，識(shí)別序列為GAATTC。,答案：B,4．據(jù)圖所示，有關(guān)工具酶功能的敘述不正確的是()A．限制酶可以切斷a處B．DNA連接酶可以連接a處C．解旋酶可以使b處解開D．DNA連接酶可以連接b處解析：限制酶和DNA連接酶作用的部位是磷酸二酯鍵即a處，解旋酶作用的部位是氫鍵即b處。答案：A,5．基因工程是在DNA分子水平上進(jìn)行設(shè)計(jì)施工的。在基因操作的基本步驟中，不進(jìn)行堿基互補(bǔ)配對(duì)的是()A．人工合成目的基因B．目的基因與運(yùn)載體結(jié)合C．將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞D．目的基因的檢測(cè)和表達(dá)解析：合成目的基因及其與運(yùn)載體的結(jié)合都進(jìn)行堿基互補(bǔ)配對(duì)，目的基因的檢測(cè)實(shí)質(zhì)上是標(biāo)記基因的表達(dá)，也進(jìn)行堿基互補(bǔ)配對(duì)，與目的基因的表達(dá)原理相同。,答案：C,知識(shí)點(diǎn)二、基因工程操作的基本步驟及應(yīng)用6．通過DNA重組技術(shù)使原有基因得以改造的動(dòng)物稱為轉(zhuǎn)基因動(dòng)物。運(yùn)用這一技術(shù)可使羊奶中含有人體蛋白質(zhì)，如圖表示這一技術(shù)的基本過程，在該工程中所用的基因“剪刀”能識(shí)別的序列和切點(diǎn)是—G↓GATCC—，請(qǐng)回答：,(1)從羊染色體中“剪下”羊蛋白質(zhì)基因的酶是________，人體蛋白質(zhì)基因“插入”后連接在羊體細(xì)胞染色體中需要的酶是____________。(2)人體蛋白質(zhì)基因之所以能連接到羊的染色體DNA中，原因是______________________________________________，,人體蛋白質(zhì)基因?qū)胙蚣?xì)胞時(shí)常用的工具是__________________________。(3)此過程中目的基因的檢測(cè)與表達(dá)中的表達(dá)是指_____________________________。(4)你認(rèn)為此類羊產(chǎn)的奶安全可靠嗎？理由是什么？_____________________________________________________。,解析：(1)剪取目的基因的酶是限制酶，將不同的DNA片段連接起來(lái)的酶是DNA連接酶。(2)不同生物的DNA化學(xué)組成和空間結(jié)構(gòu)相同，即具有相同的物質(zhì)基礎(chǔ)和結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞需先與運(yùn)載體結(jié)合，最常用的運(yùn)載體是質(zhì)粒，也可以用動(dòng)物病毒的DNA。(3)基因的表達(dá)是指基因通過控制蛋白質(zhì)的合成來(lái)控制生物的性狀，即通過轉(zhuǎn)錄和翻譯過程合成相應(yīng)的蛋白質(zhì)。(4)為開放性問題，理由與觀點(diǎn)相對(duì)應(yīng)即可。,答案：(1)限制酶DNA連接酶(2)具有相同的物質(zhì)基礎(chǔ)和結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)(有互補(bǔ)的堿基序列)細(xì)菌質(zhì)粒或病毒(3)人體蛋白質(zhì)基因在羊體細(xì)胞內(nèi)控制合成人體蛋白質(zhì)(4)安全，因?yàn)槟康幕驅(qū)胧荏w細(xì)胞后沒有改變，控制合成的人奶蛋白質(zhì)成分沒有改變(或不安全，因?yàn)槟康幕驅(qū)胧荏w細(xì)胞后，可能由于羊細(xì)胞中某些成分的影響，合成的蛋白質(zhì)成分發(fā)生一定的改變),