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、基因工程的應用及安全性 探究點一探究點二問題導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?運載體必須具備哪些條件?1.EcoR限制酶只能識別GAATTC的序列,并在G和A之間將這段序列切開,產生黏性末端,請寫出切割后產生的黏性末端。答案： 探究點一探究點二問題導引歸納提升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 探究點一探究點二問題導引歸納提升1.基因工程的基本工具(1)限制酶作用與特性:一種限制酶只能識別一種特定的核苷酸序列,并在特定的位點切割DNA分子,也就是說限制酶具有專一性和特異性。作用結果:

2、一般產生黏性末端(堿基能互補配對)。(2)DNA連接酶催化對象:兩個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。催化結果:形成重組DNA。 探究點一探究點二問題導引歸納提升(3)運載體作用:作為運載工具將目的基因轉移到宿主細胞中;利用它在宿主細胞內對目的基因進行大量復制。需要具備的條件:能夠在宿主細胞中復制并穩(wěn)定地保存;具備多個限制酶切點,以便與外源基因連接;具有某些標記基因便于進行篩選。常見的種類:質粒、噬菌體和動植物病毒等。質粒是一種相對分子質量較小、獨立于擬核或細胞核之外的環(huán)狀DNA分子(一般有100200 kb,kb為千堿基對),存在于許多細菌和酵母菌等生

3、物細胞中。 探究點一探究點二問題導引歸納提升2.DNA連接酶與DNA聚合酶的比較 探究點一探究點二問題導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、蛋白質含量高,可用來生產食品和藥品等。科學家將大麥細胞的LTP1基因植入啤酒酵母菌中,獲得的啤酒酵母菌種可產生LTP1蛋白,并釀出泡沫豐富的啤酒?；镜牟僮鬟^程如下圖,請回答下列問題。 探究點一探究點二問題導引歸納提升(1)圖中過程分別是:是提取目的基因;是目的基因與運載體結合;是將目的基因導入受體細胞。(2)本操作中為了將LTP1基因導入啤酒酵母菌細胞內,所用的運載體是質粒。(3)要使運載體與LTP1基因連接,首先

4、應使用同一種限制酶對二者進行切割。切割完成后,用DNA連接酶將運載體與LTP1基因連接。(4)有C進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LTP1基因在啤酒酵母菌中的表達?檢測轉基因啤酒酵母菌能否產生LTP1蛋白。 探究點一探究點二問題導引歸納提升(6)該技術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。 探究點一探究點二問題導引歸納提升基因工程的基本操作步驟 探究點一探究點二問題導引歸納提升將目的基因導入受體細胞:主要是借鑒細菌或病毒侵染細胞的方法

5、 類型一類型二類型一基因工程的操作工具例1導學號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, 則相應的酶依次是()A.DNA連接酶、限制性核酸內切酶、解旋酶 B.限制性核酸內切酶、解旋酶、DNA連接酶C.解旋酶、限制性核酸內切酶、DNA連接酶D.限制性核酸內切酶、DNA連接酶、解旋酶解析：使氫鍵斷裂的是解旋酶,限制性核酸內切酶將相鄰兩個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用例2基因工程基本操作流程如下圖,請據(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)圖中遵循堿基互補配對原則的步驟有。(用圖中序號表示)(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與目的基因結合形成重組DNA分子,所以A應為運載體;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“擴增”過程需進行堿基互補配對,如果目的基因的獲取方法是人工合成法,也需進行堿基互補配對;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,即生物界共用一套遺傳密碼和所有生物的DNA分子的結構基本相同。答案：(1)運載體限制酶和DNA連接(2)()(3)不同

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

8、用細菌作為重組質粒的受體細胞是因為細菌繁殖快D.只要目的基因進入了受體細胞就能成功地表達解析：基因工程所用的工具酶是限制酶和DNA連接酶。一種限制酶只能識別一種特定的核苷酸序列。目的基因進入受體細胞不一定能成功表達。答案：C 1 2 3 4 52.對下圖中a、b、c、d代表的結構和物質的描述,正確的是()A.a為質粒RNAB.b為限制性核酸內切酶C.c為RNA聚合酶D.d為標記基因解析：a為質粒DNA,b為限制性核酸內切酶,把質粒切開,c為DNA連接酶,把外源基因和質粒連接到一起,d為目的基因。 答案：B 1 2 3 4 53.下列關于DNA連接酶的敘述,正確的是()A.催化有互補配對的黏性末

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.催化兩個黏性末端互補堿基間氫鍵的形成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重組技術中,DNA連接酶催化兩個具有互補配對的黏性末端的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的運載體重組,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.導學號52240073抗蟲棉在我國棉產區(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,導入棉花細胞的抗蟲基因是細菌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,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,目的基因是蘇云金芽孢桿菌DNA分子中的抗蟲基因。答案：A