高中生物-基因工程的基本内容教学课件设计

基因工程的基本内容异想天开设想如果将发光基因导入植物，培育出发光植物，将其种植到公路的两旁，白天做行道树，夜晚做路灯照明。到那时候，每当夜幕降临，公路两旁的行道树荧光闪闪，树树相连，公路将变成美丽的荧光世界。那么，如何培育发光树呢？利用基因工程培育发光树设计思路：1、发光基因的获取2、基因表达载体的构建3、将发光基因导入受体细胞4、发光基因的检测与鉴定分组讨论基因工程基本操作程序中所涉及的知识点。步骤一：发光基因的获取涉及的知识点：1、获取目的基因的方法？2、限制酶的来源、作用特点、结果？3、如何从基因文库中获取目的基因？4、人工合成目的基因的方法？5、PCR技术的原理、前提和过程？1、关于限制酶的说法中，正确的是（）A.限制酶是一种酶，只识别GAATTC碱基序列B.EcoRI切割的是G—A之间的氢键C.限制酶一般不切割自身的DNA分子，只切割外源DNAD.限制酶只存在于原核生物中答案：C练习2.下列四条DNA分子，彼此间具有黏性末端的一组是

A．①②B．②③C．③④D．②④答案：D练习步骤二：基因表达载体的构建涉及的知识点：1、基因表达载体构建的目的？2、基因表达载体的组成？3、标记基因的作用？4、所用工具酶的种类？5、运载体的种类？6、载体具备的条件？3、下列关于基因表达载体的叙述不正确的是A．启动子是与RNA聚合酶识别和结合的部位，是起始密码B．启动子和终止子都是特殊结构的DNA短片段，对mRNA的转录起调控作用C．标记基因是为了鉴别受体细胞中是否有目的基因从而便于筛选D．基因表达载体的构建视受体细胞及导入方式不同而有所差别A练习涉及的知识点：步骤三：将发光基因导入受体细胞1、转化的概念？2、常用的转化方法？3、农杆菌转化法的适用范围？4、动植物的什么细胞可以充当受体细胞？5、原核生物作为受体细胞的主要原因？步骤四：目的基因的检测内容和方法的比较类型步骤检测内容方法结果显示分子水平检测第一步

第二步第三步个体水平鉴定考纲内容及能力要求

考向定位1.基因工程的诞生2.基因工程的原理及技术1.基因工程中操作工具的作用2.基因工程原理及基本操作3.了解某转基因生物研制过程专题一基因工程（第一课时）一、基因工程的原理基因工程的别名操作环境操作对象

操作水平基本过程结果专题一基因工程基因拼接技术或DNA重组技术生物体外基因DNA分子水平剪切→拼接→导入→表达人类需要的新的生物类型和生物产品二、基因工程的理论基础1、中心法则2、重组DNA的理论基础（1）DNA的基本组成单位都是四种脱氧核苷所。（2）DNA分子都遵循碱基互补配对原则。（3）DNA分子的空间结构都是规则的双螺旋结构。3、外源基因在受体细胞内表达的理论基础（1）基因是控制生物性状的遗传单位。（2）遗传信息的传递和表达都遵循中心法则。（3）生物界共用一套遗传密码。1．(2010·全国Ⅱ，5)下列叙述符合基因工程概念的是(

)A．B淋巴细胞与肿瘤细胞融合，杂交瘤细胞中含有B淋巴细胞中的抗体基因

B．将人的干扰素基因重组到质粒后导入大肠杆菌，获得能产生人干扰素的菌株

C．用紫外线照射青霉菌，使其DNA发生改变，通过筛选获得青霉素高产菌株

D．自然界中天然存在的噬菌体自行感染细菌后其DNA整合到细菌DNA上B1、基因工程的基本工具的比较限制酶DNA连接酶载体作用作用部位作用特点(条件)常用类型切割目的基因和载体拼接DNA片段，形成重组DNA两核苷酸的脱氧核糖与磷酸间形成的磷酸二酯键(1)识别特定的核苷酸序列(2)在特定位点上切割(1)E·coliDNA连接酶只能连接黏性末端(2)T4DNA连接酶能连接黏性末端和平末端EcoRⅠ限制酶SmaⅠ限制酶E·coliDNA连接酶T4DNA连接酶携带目的基因进入受体细胞(1)能在宿主细胞内稳定存在并大量复制(2)有多个限制酶切割位点(3)具有特殊的标记基因质粒、λ噬菌体的衍生物、动植物病毒考点归纳2.将目的基因导入受体细胞中的方法的比较生物种类植物细胞动物细胞微生物细胞常用方法受体细胞转化过程农杆菌转化法,基因枪法，花粉管通道法显微注射法Ca2＋处理法体细胞受精卵原核细胞目的基因插入Ti质粒的T-DNA上→农杆菌→导入植物细胞→整合到受体细胞的染色体DNA→表达目的基因表达载体提纯→取卵(受精卵)→显微注射→受精卵发育→获得具有新性状的动物Ca2＋处理细胞→感受态细胞→重组表达载体与感受态细胞混合→感受态细胞吸收DNA分子3、目的基因的检测内容和方法的比较类型步骤检测内容方法结果显示分子水平检测第一步

第二步第三步个体水平鉴定目的基因是否插入受体细胞染色体的DNA上DNA分子杂交技术(DNA和DNA之间)是否成功显示出杂交带目的基因是否转录出mRNA分子杂交技术(DNA和mRNA之间)是否成功显示出杂交带目的基因是否翻译出蛋白质抗原—抗体杂交是否成功显示出杂交带包括抗虫或抗病的接种实验；基因工程产品与天然产品进行活性比较，以确定功能是否相同等基因工程的工具酶如下图所示，两个核酸片段在适宜的条件下，经X酶的催化作用，发生下述变化，则X酶是（）

A．DNA连接酶

B．RNA聚合酶

C．DNA聚合酶

D．限制酶【解析】基因操作的工具有基因的剪刀——限制性内切酶、基因的针线——DNA连接酶、基因的运输工具——运载体。DNA连接酶的作用部位是磷酸和脱氧核糖之间的连接，即磷酸二脂键的形成，也就是把两条DNA末端之间的缝隙“缝合起来”。【答案】A基因工程的基本操作程序下列有关基因工程技术的正确叙述是（）A．重组DNA技术所用的工具酶是限制酶、连接酶和运载体B．所有的限制酶都只能识别同一种特定的核苷酸序列C．选用细菌作为重组质粒的受体细胞是因为细菌繁殖快D．只要目的基因进入了受体细胞就能成功实现表达【解析】基因操作的工具有限制酶、连接酶，一种限制酶只能识别特定的核苷酸序列。运载体是基因的运输工具，目的基因进入受体细胞后，受体细胞表现出特定的性状，才说明目的基因完成了表达，基因工程的结果是让目的基因完成表达，生产出目的基因的产物，选择受体细胞的重要条件就是能够快速繁殖。【答案】C例3．(2010·天津理综)下图是培育表达人乳铁蛋白的乳腺生物反应器的技术路线。图中tetR表示四环素抗性基因，ampR表示氨苄青霉素抗性基因，BamHⅠ、HindⅢ、SmaⅠ直线所示为三种限制酶的酶切位点。据图回答：(1)图中将人乳铁蛋白基因插入载体，需用________________限制酶同时酶切载体和人乳铁蛋白基因。筛选含有重组载体的大肠杆菌首先需要在含______________的培养基上进行。(2)能使人乳铁蛋白基因在乳腺细胞中特异性表达的调控序列是_____(填字母代号)。A．启动子B．tetRC．复制原点D．ampR(3)过程①可采用的操作方法是________(填字母代号)。A．农杆菌转化B．大肠杆菌转化C．显微注射D．细胞融合HindⅢ和BamHⅠ氨苄青霉素AC(4)为检测人乳铁蛋白是否成功表达，可采用________(填字母代号)技术。A．核酸分子杂交B．基因序列分析C．抗原—抗体杂交D．PCRC小结基因工程的基本内容

基因工程的基本步骤

基因工程的基本工具限制性内切酶DNA连接酶运载体基因表达载体的构建目的基因的检测与鉴定将目的基因导入受体细胞目的基因的获取1、下列获取目的基因的方法中需要模板链的是①从基因文库中获取目的基因②利用PCR技术扩增目的基因③反转录法④通过DNA合成仪利用化学方法人工合成A．①②③④B．①②③C．②③④ D．②③D自我检测2、（全国卷Ⅰ）已知某种限制性内切酶在一线性DNA分子上有3个酶切位点，如下图中箭头所指。如果该线性DNA分子在3个酶切位点上都被该酶切断，则会产生a、b、c、d四种不同长度的DNA片段。现有多个上述线性DNA分子，若在每个DNA分子上至少有1个酶切位点被该酶切断，则从理论上讲，经该酶酶切后，这些线性DNA分子最多能产生长度不同的DNA片段种类数是（）A.3B.4C.9D.12C3、豇豆对多种害虫具有抗虫能力，根本原因是豇豆体内具有胰蛋白酶抑制剂基因（CpTI基因）。科学家将其转移到水稻体内后，却发现效果不理想，主要原因是CpTI蛋白质的积累量不足。经过在体外对CpTI基因进行了修饰后，CpTI蛋白质在水稻中的积累量就得到了提高。修饰和表达过程如图所示：

请根据以上材料，回答下列问题：（1）CpTI基因是该基因工程中的

基因，“信号肽”序列及“内质网滞留信号”序列的基本组成单位是

，在①过程中，首先要用

酶切开，暴露出

，再用

酶连接。（2）在该基因工程中，供体细胞是

，受体细胞是