高中生物：第3章《遗传与基因工程》学案（旧人教版选修）.doc

第三章、遗传与基因工程1、细胞质遗传 1典型实例：紫茉莉花斑枝条的遗传 2主要特点：母系遗传；杂交后代无一定的分离比。 3形成原因：受精卵的细胞质几乎全部来自卵细胞，在减数分裂形成配子时，细胞质遗传物质随机、不均等分配。4物质基础：叶绿体、线粒体内细胞质结构中的DNA。5实践应用：利用雄性不育三系法培育杂交水稻。6.线粒体和叶绿体是半自主细胞器：线粒体和叶绿体中除有DNA外，还有RNA（mRNA、tRNA和rRNA）、核糖体、氨基酸活化酶等。7三系育种：不育系、保持系、恢复系；两系法杂交稻它与三系法相比，省略了三系法中的保持系，（光温敏型雄行不育系，在长日照、高于临界温度23时表现为雄性不育；而在短日照、低温时表现为雄性可育。）使程序简化，周期短，杂种优势更强，增产潜力更大。8比较细胞质遗传和细胞核遗传细胞核遗传细胞质遗传概 念 真核细胞中由细胞核遗传物质控制的遗传现象真核细胞中由细胞质遗传物质控制的遗传现象遗传物质都是DNA，但是分布的位置不同细胞核中细胞质中遗传桥梁都是配子雌雄配子的核遗传物质相等细胞质遗传物质主要来源于卵细胞中性状表达是通过体细胞进行的遗传物质按三个遗传定律分离遗传物质的随机分离F1的表现型正反交结果相同，F1均表现显性亲本性状正反交结果不同，F1的性状均与母本相同杂交后代性状比例有一定的分离比无一定分离比举 例豌豆的性状遗传紫茉莉花斑枝条的遗传2、基因的结构 1原核细胞的基因结构：编码区：能够转录为相应的信使RNA，进行指导蛋白质合成，即编码蛋白质的区段；非编码区：不能编码蛋白质的区段。编码区上游的非编码区上有RNA聚合酶结合位点。2真核细胞的基因结构：编码区：间隔的、不连续的。含外显子：能编码蛋白质的序列；内含子：不能编码蛋白质的序列；外显子在整个基因中所占比例较小。非编码区：不能编码蛋白质的区段。编码区上游的非编码区上有RNA聚合酶结合位点。3人类基因组研究：（1）概念：人类基因组是指人体DNA分子所携带的全部遗传信息。（2）组成：人的单倍体基因组由24条双链DNA分子组成，包括122条常染色体DNA与X、Y染色体DNA，上有30亿个碱基对，估计有35万个基因。4人类基因组计划：（1）概念：人类基因组计划就是分析测定人类基因组的核苷酸序列。（2）内容：绘制人类基因组的四张图，即遗传图、物理图、序列图和转录图。（3）参与国家：美国、英国、法国、德国、日本、中国。（4）意义：对于各种疾病，尤其是各种遗传病的 诊断、治疗具有划时代的意义；对于进一步了解基因表达的调控机制、细胞的生长、分化和个体发育的机制，以及生物的进化等也具有重要的意义。同时，这一计划的实施，将推动 生物高新技术的发展，并产生巨大的经济效益。3、基因工程简介1基因工程的基本内容 （1）基因工程的概念：又叫基因拼接或DNA重组技术。是在生物体外，通过对DNA分子进行人工“剪切”和“拼接”，对生物的基因进行改造和重组，然后导入受体细胞内进行无性繁殖，使重组基因在受体细胞内表达，产生出人类所需要的基因产物。就是按照人们的意愿，把一种生物的个别基因复制出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里，定向地改造生物的遗传性状。 （2）基因操作的工具： 基因的剪刀限制性内切酶 1）分布：主要在微生物中；2）作用：特异性，即识别特定核苷酸序列、切割特定切点 3）结果：产生黏性末端（碱基互补配对） 基因的针线DNA连接酶 1）连接部位：磷酸二酯键（梯子的扶手），不是氢键（梯子的踏板）；2） 作用结果：两个相同的黏性末端连接 基因的运输工具运载体 1）作用：将外源基因送入受体细胞 2）运载体的条件：能在宿主细胞内复制并稳定地保存。具有多个限制酶切点。具有某些标记基因。 3）种类：质粒、噬菌体和动植物病毒等 4）质粒的特点：质粒是基因工程中最常用的运载体。最常用的质粒是大肠杆菌的质粒。存在于许多细菌及酵母菌等生物中。质粒的存在对宿主细胞无影响。质粒的复制只能在宿主细胞内完成。细胞染色体外能自主复制的小型环状DNA分子。（3）基因操作的基本步骤 提取目的基因 提取目的基因的途径：直接分离：鸟枪法；人工合成基因：反转录法；用已知的氨基酸序列合成DNA。 目的基因与运载体结合：同一种限制酶切割目的基因和质粒，加入DNA连接酶，形成重组DNA。 将目的基因导入受体细胞：1）受体细胞的种类：大肠杆菌、枯草杆菌、土壤农杆菌、酵母菌和动植物细胞2）导入方法：借鉴细菌或病毒侵染细胞的途径（细菌要用氯化钙处理） 目的基因的检测与表达： 1）检测：通过检测标记基因的有无，来判断目的基因是否导入2）表达：通过特定性状的产生与否来确定目的基因是否表达2基因工程的成果与发展前景 （1）基因工程与医药卫生 生产基因工程药品：胰岛素、干扰素、乙肝疫苗、人生长激素、白细胞介素等 用于基因诊断与基因治疗：1）基因诊断：用放射性同位素、荧光分子等标记的DNA分子做探针，利用DNA分子杂交的原理（DNA探针检出肝炎；-珠蛋白检出镰刀型细胞贫血症；苯丙氨酸羧化酶基因探针检出苯丙酮尿症） 2）基因治疗：把健康的外源基因导入有基因缺陷的细胞 （2）基因工程与农牧业、食品工业来源:Z*xx*k.Com 农业上的应用：1）获得高产、稳产和具有优良品质的农作物2）培育出具有各种抗逆性的作物新品种 畜牧业上的应用：1）培育各种具有优良品质的动物（将人的生长激素基因和牛的生长激素基因注射到小白鼠受精卵中，得到“超级小鼠） 2）利用动物