2017-2018学年高中生物第6章从杂交育种到基因工程第2节基因工程及其应用学案新人教版必修2

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1、第2节基因工程及其应用1.基因工程的原理是基因重组。2.基因工稈的操作工具有限制酶、DNA连接酶和运载体。3.限制性核酸内切酶具有特异性，能识别特定的核昔酸序列，并在特定位点上切割DNA分子。4.DNA连接酶的作用是将目的基因和运载体连接成重组DNA分子。5.常用的运载体有质粒、噬菌体和动植物病毒等。6.基因工程的四个步骤是：提収目的基因、目的基因与运载体结合、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定。知识点二基因工程的操作工具［自读教材•夯基础］1.基因工程的概念理解操作对象：基因别名：基因拼接技术或DNA重组技术建伏1工即操作水平：分子水平目的:定向改造生物的遗传性

2、状2.基因工程的操作工具种类(1)“剪刀”与“针线”:项目名称作用“剪刀”限制性核酸内切酶识别特定的核昔酸序列，并在特泄的切点上切割DNA分子“针线”DNA连接酶连接脱氧核糖和磷酸之间的缺口将外源基因送入受体细胞运载体质粒：存在于细菌和酵母菌，能自主复制的小型环状DNA分子噬菌体和动植物病毒等::思冬探究1.尿oRT限制酶只能识别GAATTC的序列，并在G和A之间将这段序列切开，产生黏性末端，请写出切割后产生的黏性末端。GAA:TTCCTT:AAGI中轴线提示：GAATTCCTTAA2.右图表示一段DNA序列，请确定限制酶和DNA连接酶的作用部位。提示：限制酶和DNA连接酶

3、都作用于b部位。［跟随名师•解疑难］1.限制酶与DMA连接酶(1)限制酶：①作用特点：专一性和特异性。②作用结果：产生黏性末端。③作用部位：脱氧核背酸之间的磷酸二酯键。(2)DNA连接酶与DNA聚合酶的比较：比较项目DNA连接酶DNA聚合酶不同点作用对象连接DNA片段连接游离的脫氧核背酸作用条件不需耍模板需要模板相同点作用部位连接不同脱氧核背酸之间的磷酸和脱氧核糖2.运载体具备的条件(1)能在宿主细胞内稳定保存并大量复制一一这是保证日的基因能在细胞分裂过程中复制并传递给子细胞的基础。(2)有多个限制酶切点一一这是运载体能够接入多种目的基因所必备的条件。(3)有标记基因一一这

4、是检测FI的基因是否导入受体细胞中的重要判断依据。基因工程的操作与应用［自读教材•夯基础］1•基本操作步骤2.应用应用内容作物育种目的培育出具有各种抗逆性的作物新品种实例抗虫的转基因抗虫棉意义减少了农药的用量，而且还减少了农药对环境的污染药物研制实例生产人的胰岛素过程胰岛素基因与大肠杆菌的DNA分子重组，并在大肠杆菌内获得成功的表达环境保护实例利用转基因细菌降解有毒有害的化合物，吸收环境中的重金屈，分解泄漏的石油，处理工业废水等::思考探究

5、、运载体一运载体。1.切割冃的基因和运载体应用相同的限制酶，请分析这样操作的目的是什么。提示：目的是产生相同的黏性末端，便于连接。［跟随名师・解疑难］1.基因工程操作的基本步骤提取目的基因目的基因：人们所需要的特定基因取得途径直接分离人工合成与运载体结合②加入DNA连接酶③质粒和目的基因结合成重组DNA分子目的基因①用同一种限制酶切割质粒和目的基因将目的基因导入受体细胞:借助细菌和病毒侵染细胞、显微注射法等目的基因的检测与鉴定检测：根据标记基因的表达，判断日的基因导入与否鉴定：受体细胞表现岀特定的性状，如棉花抗虫性状的表现2.li的基因的获取及与运载体结合过程示意图才向一基

6、因工程的操作工具［例1］某科学家从细菌中分离出耐高温淀粉酶(Amy)基因a,通过基因工程的方法，将基因a与运载体结合后导入马铃薯植株中，经检测发现Amy在成熟块茎细胞中存在。结合图形分析下列有关这一过程的叙述错误的是()一g①a—a-T-T一C一I®I，［丨IC—T—T—A-A—G_A.获取基因a的限制酶其的作用部位是图中的①B.连接基因a与运载体的DNA连接酶其的作用部位是图中的②C.基因a进入马铃薯细胞后，可随马铃薯DNA分子的复制而复制，传给子代细胞D.通过该技术人类实现了定向改造马铃薯的遗传性状［思路点拨］〒限制酶_作用特点操作工具卜—DNA连接酶识图分析得出答案丄

7、运载体一具备条件［解析］限制酶和DNA连接酶的作用部位都位于①，但两者作用相反。运载体具有在宿主细胞中复制的能力，与目的基因结合后，目的基因也会在宿主细胞中一起复制。基因工程的目的就是定向改造生物的遗传性状。［答案］B归纳拓展限制酶与DNA解旋酶的比较(1)相同点：作用机理都是破坏化学键。(2)不同点：①作用部位：限制酶作用于磷酸二酯键，DNA解旋酶作用于盘键。②作用范围：限制酶作用于特定的核首酸序列和特定的切点，DNA解旋酶作用于所有的DNA分子。〃〃门拓殷衬修么％下列有关基因工程中限制性核酸内切酶的描述，错课的