高中生物第6章第2节基因工程及其应用课件新人教版必修2

1、第第2节基因工程及其应用节基因工程及其应用课标领航课标领航1简述基因工程的基本原理。简述基因工程的基本原理。2举例说出基因工程在农业、医药等领域的举例说出基因工程在农业、医药等领域的应用。应用。3关注转基因生物和转基因食品的安全性。关注转基因生物和转基因食品的安全性。【重点】【重点】基因工程的基本原理；基因工程基因工程的基本原理；基因工程的安全性问题。的安全性问题。【难点】【难点】基因工程的基本原理；转基因生基因工程的基本原理；转基因生物与转基因食品的安全性。物与转基因食品的安全性。核心要点突破核心要点突破知能过关演练知能过关演练第第2节节基基因因工工程程及及其其应应用用基础自主梳理基础自主梳

2、理基础自主梳理基础自主梳理一、基因工程一、基因工程1概念：又叫基因拼接技术或概念：又叫基因拼接技术或_技术，技术，通俗地说，就是按照人们的意愿，把一种生物的通俗地说，就是按照人们的意愿，把一种生物的某种某种_提取出来，加以修饰改造，然后放到提取出来，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另一种生物的细胞里，定向地改造生物的遗传性状。状。2原理：不同生物间的原理：不同生物间的_。3基本工具基本工具(1)基因的基因的“剪刀剪刀”：限制性核酸内切酶：限制性核酸内切酶(限制酶限制酶)。dna重组重组基因基因基因重组基因重组(2)基因的基因的“针线针线”：_。(3)基因的运载体

3、：常用的有基因的运载体：常用的有_、噬菌、噬菌体和动植物病毒等。体和动植物病毒等。4操作步骤操作步骤(1)提取提取_。(2)目的基因与目的基因与_体结合。体结合。(3)将目的基因导入将目的基因导入_。(4)目的基因的检测与鉴定。目的基因的检测与鉴定。dna连接酶连接酶质粒质粒目的基因目的基因运载运载受体细胞受体细胞思考感悟思考感悟1运载体和载体相同吗？运载体和载体相同吗？【提示】【提示】不同。不同。运载体是将外源基因导运载体是将外源基因导入受体细胞的运输工具。入受体细胞的运输工具。载体是位于细胞载体是位于细胞膜上的载体蛋白质，与物质进出细胞有关。膜上的载体蛋白质，与物质进出细胞有关。 二、基因

4、工程的应用二、基因工程的应用1基因工程与作物育种基因工程与作物育种(1)目的：获得高产、稳产和具有优良品质的目的：获得高产、稳产和具有优良品质的农作物，培育出具有各种农作物，培育出具有各种_的作物的作物新品种。新品种。(2)实例：抗棉铃虫的转基因抗虫棉。实例：抗棉铃虫的转基因抗虫棉。(3)意义：抗虫基因作物的使用，不仅减少了意义：抗虫基因作物的使用，不仅减少了农药的用量、大大降低了生产成本，而且还农药的用量、大大降低了生产成本，而且还减少减少抗逆性抗逆性重组重组了农药对环境的污染。了农药对环境的污染。2基因工程与药物研制基因工程与药物研制(1)实例：用基因工程方法生产胰岛素。实例：用基因工程方

5、法生产胰岛素。(2)过程：胰岛素基因与大肠杆菌的过程：胰岛素基因与大肠杆菌的dna分子分子_，并且在大肠杆菌内获得成功的，并且在大肠杆菌内获得成功的_。表达表达2利用大肠杆菌生产出的胰岛素没有生物利用大肠杆菌生产出的胰岛素没有生物活性，还需进一步加工，这与大肠杆菌中的活性，还需进一步加工，这与大肠杆菌中的哪些结构特点有关？哪些结构特点有关？【提示】【提示】大肠杆菌中无内质网、高尔基体大肠杆菌中无内质网、高尔基体等加工分泌蛋白的细胞器，所以形成的胰岛等加工分泌蛋白的细胞器，所以形成的胰岛素还不成熟，需进一步加工。素还不成熟，需进一步加工。思考感悟思考感悟3基因工程与环境保护基因工程与环境保护实例

6、：利用转基因细菌降解有毒有害的化合实例：利用转基因细菌降解有毒有害的化合物，吸收环境中的重金属，分解泄漏的石油、物，吸收环境中的重金属，分解泄漏的石油、处理工业废水等。处理工业废水等。三、转基因生物和转基因食品的安全性三、转基因生物和转基因食品的安全性核心要点突破核心要点突破酶工具作用的比较酶工具作用的比较1限制酶与限制酶与dna连接酶的区别连接酶的区别2dna连接酶与连接酶与dna聚合酶的比较聚合酶的比较比较项目比较项目dna连接酶连接酶dna聚合酶聚合酶不同点不同点作用对象作用对象 连接连接dna片段片段连接游离的连接游离的脱氧核苷酸脱氧核苷酸作用条件作用条件不需要模板不需要模板需要模板需

7、要模板相同点相同点 作用部位作用部位连接不同脱氧核苷酸之间的连接不同脱氧核苷酸之间的磷酸和脱氧核糖之间的磷酸磷酸和脱氧核糖之间的磷酸二酯键二酯键 下列关于限制酶的说法正确的是下列关于限制酶的说法正确的是()a限制酶广泛存在于各种生物中，但微生物中限制酶广泛存在于各种生物中，但微生物中很少很少b一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列c不同的限制酶切割不同的限制酶切割dna后都会形成黏性末端后都会形成黏性末端d限制酶的作用部位是特定核苷酸形成的氢键限制酶的作用部位是特定核苷酸形成的氢键【思路点拨】【思路点拨】从限制酶的来源、作用部位及特从限制酶的来源、作用部位

8、及特性入手分析。性入手分析。【尝试解答】【尝试解答】b【解析】【解析】本题考查限制酶的来源、特性及本题考查限制酶的来源、特性及作用部位。具体分析如下：作用部位。具体分析如下：选项判断选项判断原因分析原因分析a项错误项错误限制酶的存在非常广泛，主要存在于限制酶的存在非常广泛，主要存在于微生物中微生物中b项正确项正确一种限制酶只能识别一种特定的核苷一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并在特定的切点上切割酸序列，并在特定的切点上切割dna分子分子c项错误项错误限制酶切割后一般形成黏性末端，但限制酶切割后一般形成黏性末端，但部分限制酶切割后会形成平末端部分限制酶切割后会形成平末端d项错误项错误限制

9、酶的作用部位是特定核苷酸序列限制酶的作用部位是特定核苷酸序列中两个核苷酸间的磷酸二酯键中两个核苷酸间的磷酸二酯键【探规寻律】【探规寻律】理解限制酶需注意以下几点理解限制酶需注意以下几点限制酶主要存在于微生物中，尤其是原核限制酶主要存在于微生物中，尤其是原核生物中。生物中。限制酶具有特异性，不同的限制酶切割限制酶具有特异性，不同的限制酶切割dna的位点一般不同。的位点一般不同。限制酶的作用主要是切割出目的基因。限制酶的作用主要是切割出目的基因。基因工程的步骤及成功的基础基因工程的步骤及成功的基础1基因工程步骤中的几个问题基因工程步骤中的几个问题(1)四个步骤中只有第三步将目的基因导入受体细四个步

10、骤中只有第三步将目的基因导入受体细胞不涉及到碱基互补配对。胞不涉及到碱基互补配对。(2)目的基因必须与运载体结合后才能导入受体细目的基因必须与运载体结合后才能导入受体细胞，才能稳定地保存，并进行复制。胞，才能稳定地保存，并进行复制。(3)受体细胞常用微生物的原因：繁殖快、代谢快、受体细胞常用微生物的原因：繁殖快、代谢快、目的产物多。目的产物多。(4)培育转基因动物，受体细胞一般选用受精卵。培育转基因动物，受体细胞一般选用受精卵。(5)目的基因的检测利用质粒中的标记基因。目的基因的检测利用质粒中的标记基因。2基因工程成功的理论基础基因工程成功的理论基础(1)运载体与目的基因结合成功的基础运载体与

11、目的基因结合成功的基础基本单位相同：不同生物的基本单位相同：不同生物的dna分子都是由脱分子都是由脱氧核苷酸构成的。氧核苷酸构成的。空间结构相同：不同生物的空间结构相同：不同生物的dna分子都是由两分子都是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链形成的规则的双螺条反向平行的脱氧核苷酸长链形成的规则的双螺旋结构。旋结构。碱基配对方式相同：不同生物的碱基配对方式相同：不同生物的dna分子中两分子中两条链之间的碱基配对方式都是条链之间的碱基配对方式都是a与与t配对，配对，g与与c配对。配对。(2)表现出相同性状的基础是密码子相同，即不同表现出相同性状的基础是密码子相同，即不同生物的相同密码子所对应的氨基酸是相

12、同的。生物的相同密码子所对应的氨基酸是相同的。 基因工程基本操作流程如图，请据图基因工程基本操作流程如图，请据图分析回答：分析回答：(1)图中图中a是是_；在基因工程中，需要在；在基因工程中，需要在_酶的作用下才能完成剪接过程。酶的作用下才能完成剪接过程。(2)图中遵循碱基互补配对 原 则 的 步 骤 有图中遵循碱基互补配对 原 则 的 步 骤 有_。(用图中序号表示用图中序号表示)(3)从分子水平分析不同种生物之间的基因移植从分子水平分析不同种生物之间的基因移植能够成功的主要原因是能够成功的主要原因是_，也说明了不，也说明了不同生物共用一套同生物共用一套_。【尝试解答】【尝试解答】(1)运载

13、体限制酶和运载体限制酶和dna连接连接(2)()(3)不同生物的不同生物的dna分子基本结构是相同的遗传分子基本结构是相同的遗传密码密码【解析】【解析】图中图中a与目的基因结合形成重组与目的基因结合形成重组dna分分子，所以子，所以a应为运载体；基因工程中的应为运载体；基因工程中的“剪剪”需要需要限制酶，限制酶，“接接”需要需要dna连接酶；图中的连接酶；图中的“拼接拼接”和和“扩增扩增”过程需进行碱基互补配对，如果目的基过程需进行碱基互补配对，如果目的基因的获取方法是人工合成法，也需进行碱基互补配因的获取方法是人工合成法，也需进行碱基互补配对；不同种生物之间基因移植成功的原因，也就是对；不同种生物之间基因移植成功的原因，也就是基因工程的理论基础即生物界共用一套遗传密码和基因工程的理论基础即生物界共用一套遗传密码和所有生物的所有生物的dna分子的结构基本相同。分子的结构基本相同。【互动探究】【互动探究】如果目的基因是人的胰岛素基因，如果目的基因是人的胰岛素基因，选择的工程菌为大肠杆菌，则能表达出有活性的选择的工程菌为大肠杆菌，则能表达出有活性的胰岛素吗？胰岛素吗？【提示】【提示】不能。由于大肠杆菌没有内质网和高不能。由于大肠杆菌没有内质网和高尔基体，不能对核糖体合成的胰岛素前体进行加尔基体，不能对核糖体合成的胰岛素前体进行加工，所以大肠杆菌是无法产生有