【优化方案】高中生物 第一章第二节 基因工程的原理和技术课件 苏教版选修3.ppt

第二节基因工程的原理和技术 核心要点突破 情景导引 基础自主梳理 知能过关演练 第二节 近年引种的转基因抗虫棉 不仅具有抗害虫的特点 而且省药省工 节省投资 减轻环境污染 减少人畜中毒 同时还具有良好的农艺性状和经济性状 情景导引 思考 1 抗虫基因怎样获得 2 如何把抗虫基因导入棉花细胞 提示 1 化学合成法和扩增 2 将抗虫基因和载体结合 组成重组dna分子 导入棉花细胞 基础自主梳理 一 基因工程的基本原理1 基本原理 让人们感兴趣的基因 目的基因 在 中稳定和高效表达 2 基因工程的基本要素 多种 载体和宿主细胞等 二 基因工程的基本操作步骤1 获得目的基因 1 目的基因 人们所 如 人的胰岛素基因 植物的抗病基因等 宿主细胞 工具酶 目的基因 需要的基因 2 获取方法 如果目的基因的序列是已知的 可用化学方法合成目的基因 或者用 pcr 扩增目的基因 如果目的基因的核苷酸序列是未知的 可以从 中获取 2 形成重组dna分子用相同的限制性核酸内切酶分别切割目的基因和载体dna 如质粒 使其产生相同的 然后用 将两者连接在一起 形成 聚合酶链式反应 基因文库 粘性末端 dna连接酶 重组dna分子 思考感悟1 基因工程中的dna重组与减数分裂过程中的dna重组完全相同 对吗 提示 不对 前者属于无性重组 并发生在不同种生物间 打破了物种间的界线 可以定向地改造生物的遗传特性 此操作均在细胞外进行 3 将重组dna分子导入受体细胞 1 常用的受体细胞 枯草杆菌 和动植物细胞等 2 导入方法举例 用质粒作为载体 宿主细胞应该选择大肠杆菌 用 处理大肠杆菌 增加其细胞壁的 使含有目的基因的重组质粒进入大肠杆菌宿主细胞 4 筛选含有目的基因的受体细胞 1 筛选原因 不是所有细胞都接纳了 大肠杆菌 酵母菌 氯化钙 通透性 重组dna分子 2 筛选方法举例 由于质粒上有抗生素如四环素的抗性基因 所以含有这种重组质粒的受体细胞能够在有 的培养基中生长 而没有接纳重组dna分子的细胞则不能在这种培养基上生长 经过培养 能够和质粒一起在宿主菌内大量扩增 5 目的基因的表达目的基因在 中表达 产生人们需要的功能物质 四环素 目的基因 宿主细胞 思考感悟2 在基因工程的操作步骤中 都发生碱基互补配对 对吗 提示 不对 重组dna分子导入受体细胞 过程中不发生 核心要点突破 1 基因 是有遗传效应的dna片段 是控制生物性状的遗传物质的基本的结构和功能单位 基因的脱氧核苷酸序列代表遗传信息 2 基因文库 1 含义 是将含有某种生物不同基因的许多dna片段 导入受体菌的群体中储存 各个受体菌分别含有这种生物的不同的基因 2 目的 获得大量的目的基因 3 目的基因 是基因工程操作中需要的外源基因 它是编码某种蛋白质的结构基因 如生物的抗逆性基因 抗虫基因等 下列不属于获取目的基因的方法的是 a 利用dna连接酶复制目的基因b 化学方法合成目的基因c 从基因文库中获取目的基因d 利用pcr扩增目的基因 尝试解答 a 解析 获取目的基因可以是化学方法合成 pcr扩增 从基因文库中提取 探规寻律 dna复制与pcr技术的比较 提示 1 化学合成法 2 pcr技术 1 目的 基因表达载体的构建是实施基因工程的第二步 也是基因工程的核心 其目的是使目的基因在受体细胞中稳定存在 并且可以遗传给下一代 同时使目的基因能够表达和发挥作用 2 方法 1 用同一种限制性核酸内切酶分别切割目的基因和载体dna 如质粒 形成相同的粘性末端 2 用dna连接酶将目的基因和载体dna连接在一起 形成重组dna分子如下图 将目的基因与载体dna连接起来 基因操作应选用 a 只需dna连接酶b 只需限制性核酸内切酶c 同一种限制性核酸内切酶和dna连接酶d 不同限制性核酸内切酶和dna连接酶 尝试解答 c 解析 只有用同一种限制性核酸内切酶 目的基因与载体dna才能露出相同的粘性末端 dna连接酶才能连接成重组dna 探规寻律 跟踪训练下列叙述不属于目的基因与运载体结合过程的是 a 用一定的限制性核酸内切酶切割质粒形成粘性末端b 用同种限制性核酸内切酶切割目的基因形成粘性末端c 将切下的目的基因的片段插入到质粒切口上d 将重组dna分子导入细胞进行扩增解析 选d 目的基因与运载体结合的过程 首先要用同一种限制性核酸内切酶切割运载体和目的基因 使二者形成相同的粘性末端 再用dna连接酶将二者连接 选择的关键是分析基因工程的最终目的 按转基因的目的来选择 人的糖蛋白必须经内质网和高尔基体进一步加工合成 通过转基因技术 可以使人的糖蛋白基因得以表达的受体细胞是 a 大肠杆菌b 酵母菌c 噬菌体d 质粒dna 尝试解答 b 解析 糖蛋白合成必须经内质网和高尔基体进一步加工 选项中只有酵母菌为真核生物 具有上述两种细胞器 互动探究 1 重组dna分子导入受体细胞发生碱基互补配对吗 2 目的基因能直接进入受体细胞吗 提示 1 不发生 2 目的基因由于具有大分子性 不能单独进入受体细胞 必须由载体携带进入 易误警示 1 原理 质粒上有抗生素的抗性基因 2 方法 利用选择培养基筛选 3 举例 质粒是基因工程中最常用的运载体 它存在于许多细菌体内 质粒上有标记基因如下图所示 通过标记基因可以推知外源基因 目的基因 是否转移成功 外源基因插入的位置不同 细菌在培养基上的生长情况也不同 下表是外源基因插入位置 插入点有a b c 请根据表中提供细菌的生长情况 推测 三种重组后细菌的外源基因插入点 正确的一组是 a 是c 是b 是ab 是a和b 是a 是bc 是a和b 是b 是ad 是c 是a 是b 尝试解答 a 解析 外源基因插入a点后 抗氨苄青霉素基因被破坏 抗四环素基因还保留 所以是 外源基因插入b点后 抗氨苄青霉素基因还是完整的 抗四环素基因被破坏 所以是 外源基因插入c点后 抗氨苄青霉素基因和抗四环素基因均完整 所以是 跟踪训练在受体细胞中能检测出目的基因是因为 a 质粒与目的基因重组后能够复制b 目的基因上具有标记c 质粒