一,二,一、基因工程的原理,一,二,二、基因工程的應(yīng)用及安全性,探究點(diǎn)一,探究點(diǎn)二,問題導(dǎo)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(yùn)載體必須具備哪些條件? 1.EcoR限制酶只能識(shí)別GAATTC的序列,并在G和A之間將這段序列切開,產(chǎn)生黏性末端,請(qǐng)寫出切割后產(chǎn)生的黏性末端。,答案：,探究點(diǎn)一,探究點(diǎn)二,問題導(dǎo)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(diǎn)一,探究點(diǎn)二,問題導(dǎo)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(shí)別一種特定的核苷酸序列,并在特定的位點(diǎn)切割DNA分子,也就是說限制酶具有專一性和特異性。 作用結(jié)果:一般產(chǎn)生黏性末端(堿基能互補(bǔ)配對(duì))。 (2)DNA連接酶 催化對(duì)象:兩個(gè)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(jié)果:形成重組DNA。,探究點(diǎn)一,探究點(diǎn)二,問題導(dǎo)引,歸納提升,(3)運(yùn)載體 作用:作為運(yùn)載工具將目的基因轉(zhuǎn)移到宿主細(xì)胞中;利用它在宿主細(xì)胞內(nèi)對(duì)目的基因進(jìn)行大量復(fù)制。 需要具備的條件:能夠在宿主細(xì)胞中復(fù)制并穩(wěn)定地保存;具備多個(gè)限制酶切點(diǎn),以便與外源基因連接;具有某些標(biāo)記基因便于進(jìn)行篩選。 常見的種類:質(zhì)粒、噬菌體和動(dòng)植物病毒等。質(zhì)粒是一種相對(duì)分子質(zhì)量較小、獨(dú)立于擬核或細(xì)胞核之外的環(huán)狀DNA分子(一般有100200 kb,kb為千堿基對(duì)),存在于許多細(xì)菌和酵母菌等生物細(xì)胞中。,探究點(diǎn)一,探究點(diǎn)二,問題導(dǎo)引,歸納提升,2.DNA連接酶與DNA聚合酶的比較,探究點(diǎn)一,探究點(diǎn)二,問題導(dǎo)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(zhì)含量高,可用來生產(chǎn)食品和藥品等?？茖W(xué)家將大麥細(xì)胞的LTP1基因植入啤酒酵母菌中,獲得的啤酒酵母菌種可產(chǎn)生LTP1蛋白,并釀出泡沫豐富的啤酒?；镜牟僮鬟^程如下圖,請(qǐng)回答下列問題。,探究點(diǎn)一,探究點(diǎn)二,問題導(dǎo)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(yùn)載體結(jié)合;是將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞。 (2)本操作中為了將LTP1基因?qū)肫【平湍妇?xì)胞內(nèi),所用的運(yùn)載體是質(zhì)粒。 (3)要使運(yùn)載體與LTP1基因連接,首先應(yīng)使用同一種限制酶對(duì)二者進(jìn)行切割。切割完成后,用DNA連接酶將運(yùn)載體與LTP1基因連接。 (4)有C進(jìn)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(zhǎng)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(cè)LTP1基因在啤酒酵母菌中的表達(dá)?檢測(cè)轉(zhuǎn)基因啤酒酵母菌能否產(chǎn)生LTP1蛋白。,探究點(diǎn)一,探究點(diǎn)二,問題導(dǎo)引,歸納提升,(6)該技術(shù)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(diǎn)一,探究點(diǎn)二,問題導(dǎo)引,歸納提升,基因工程的基本操作步驟,探究點(diǎn)一,探究點(diǎn)二,問題導(dǎo)引,歸納提升,將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞:主要是借鑒細(xì)菌或病毒侵染細(xì)胞的方法,類型一,類型二,類型一 基因工程的操作工具 例1導(dǎo)學(xué)號(hào)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(yīng)的酶依次是( ),A.DNA連接酶、限制性核酸內(nèi)切酶、解旋酶 B.限制性核酸內(nèi)切酶、解旋酶、DNA連接酶 C.解旋酶、限制性核酸內(nèi)切酶、DNA連接酶 D.限制性核酸內(nèi)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(nèi)切酶將相鄰兩個(gè)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(yīng)用 例2基因工程基本操作流程如下圖,請(qǐng)據(jù)圖分析回答。,類型一,類型二,(1)圖中A是 ;在基因工程中,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(bǔ)配對(duì)原則的步驟有 。(用圖中序號(hào)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(jié)合形成重組DNA分子,所以A應(yīng)為運(yùn)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(kuò)增”過程需進(jìn)行堿基互補(bǔ)配對(duì),如果目的基因的獲取方法是人工合成法,也需進(jìn)行堿基互補(bǔ)配對(duì);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(chǔ),即生物界共用一套遺傳密碼和所有生物的DNA分子的結(jié)構(gòu)基本相同。 答案：(1)運(yùn)載體 限制酶和DNA連接 (2)() (3)不同生物的DNA分子基本結(jié)構(gòu)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(nóng)業(yè)科學(xué)院的科學(xué)家繼成功培育出了抗棉鈴蟲轉(zhuǎn)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(nóng)作物,下列屬于轉(zhuǎn)基因抗蟲作物的推廣意義的是( ) 使危害農(nóng)作物的害蟲滅絕 農(nóng)藥用量減少 環(huán)境污染降低 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本降低 A. B. C. D. 解析：抗蟲基因產(chǎn)生對(duì)害蟲有害的物質(zhì),使害蟲食用后死亡,從而減少了農(nóng)藥的使用量,降低了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本,也降低了對(duì)環(huán)境的污染。 答案：B,1,2,3,4,5,1.下列關(guān)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(yùn)載體 B.所有限制酶都只能識(shí)別同一種按規(guī)定排列的核苷酸序列 C.選用細(xì)菌作為重組質(zhì)粒的受體細(xì)胞是因?yàn)榧?xì)菌繁殖快 D.只要目的基因進(jìn)入了受體細(xì)胞就能成功地表達(dá) 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(shí)別一種特定的核苷酸序列。目的基因進(jìn)入受體細(xì)胞不一定能成功表達(dá)。 答案：C,1,2,3,4,5,2.對(duì)下圖中a、b、c、d代表的結(jié)構(gòu)和物質(zhì)的描述,正確的是( ) A.a為質(zhì)粒RNA B.b為限制性核酸內(nèi)切酶 C.c為RNA聚合酶 D.d為標(biāo)記基因 解析：a為質(zhì)粒DNA,b為限制性核酸內(nèi)切酶,把質(zhì)粒切開,c為DNA連接酶,把外源基因和質(zhì)粒連接到一起,d為目的基因。 答案：B,1,2,3,4,5,3.下列關(guān)于DNA連接酶的敘述,正確的是( ) A.催化有互補(bǔ)配對(duì)的黏性末端的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(gè)黏性末端互補(bǔ)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(shù)中,DNA連接酶催化兩個(gè)具有互補(bǔ)配對(duì)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,1,2,3,4,5,4.要使目的基因與相應(yīng)的運(yùn)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,1,2,3,4,5,5.導(dǎo)學(xué)號(hào)52240073抗蟲棉在我國棉產(chǎn)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(jì)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(shù),導(dǎo)入棉花細(xì)胞的抗蟲基因是細(xì)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(shù),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(shù),目的基因是蘇云金芽孢桿菌DNA分子中的抗蟲基因。 答案：A,