第十八章 选修3 现代生物科技专题.ppt

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1、目录第十八章选修3现代生物科技专题第一讲基因工程第二讲克隆技术第三讲胚胎工程第四讲生态工程一、基因工程的概念基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，通过体外技术，赋予生物以新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。基因工程是在水平上进行设计和施工的，又叫做DNA重组技术或转基因技术。基因工程的核心是。DNA重组和转基因DNA分子构建重组DNA分子二、基因工程的基本工具1．限制性核酸内切酶(1)来源：主要是从中分离纯化来的。(2)限制性核酸内切酶的作用及作用特点：①能识别和切割DNA分子内一小段特殊的序列(具有专一性)；②从特定部位

2、(特定核苷酸序列)的两个核苷酸之间断开。(3)结果：产生。原核生物核苷酸磷酸二酯键粘性末端2．DNA连接酶(1)化学本质：。(2)功能：将末端的2个DNA片段连接起来形成。(3)DNA连接酶与DNA聚合酶的比较：DNA连接酶DNA聚合酶作用实质都是催化两个核苷酸之间形成是否需模板蛋白质碱基互补配对重组DNA不需要磷酸二酯键需要DNA连接酶DNA聚合酶作用过程在两个DNA片段之间形成磷酸二酯键将加到已存在的核酸片段上，形成磷酸二酯键作用结果将存在的DNA片段连接成重组DNA分子合成新的单个核苷酸DNA分子3.基因工程常用的载体(1)基因工程常用载体是，其

3、化学本质是。(2)条件：能在宿主细胞中保存下来并大量，有一个至多个切割点，有特殊的遗传，便于筛选。(3)作用：①作为运载工具，将转移到宿主细胞内；②利用它在宿主细胞内对目的基因进行大量。质粒一种双链环状DNA分子复制限制性核酸内切酶标记基因目的基因复制三、基因工程的原理和技术1．基因工程的基本原理让人们感兴趣的基因(即)在宿主细胞中稳定和高效地。2．基因工程的基本操作步骤(1)获得目的基因：①目的基因：人们的基因，如人的胰岛素基因、植物的抗病基因等。目的基因表达所需要(2)形成重组DNA分子：一般用的限制性核酸内切酶分别切割的供体DNA分子和载体(如质

4、粒)，使其产生相同的粘性末端，然后用将两者连接在一起，形成。基因文库聚合酶链式反应含有目的基因相同DNA连接酶重组DNA分子(3)将重组DNA分子导入受体细胞：①常用的受体细胞：、枯草杆菌、和动植物细胞等。②导入方法举例：用质粒作为载体，宿主细胞选择，用处理大肠杆菌，增加其的通透性，使含有目的基因的更容易进入大肠杆菌宿主细胞。(4)筛选含有目的基因的受体细胞：①筛选原因：并不是所有的细胞都接纳了。大肠杆菌酵母菌大肠杆菌氯化钙细胞壁重组质粒重组DNA分子②筛选方法举例：质粒上有抗生素如四环素的，所以含有这种重组质粒的受体细胞就能够在含有的培养基中生长，而

5、没有接纳的细胞则不能生长，这样就能筛选出含有的受体细胞。(5)目的基因的表达：目的基因在中表达，产生人们需要的。四、基因工程的应用1．基因工程与遗传育种抗性基因四环素重组DNA分子重组DNA分子宿主细胞功能物质(1)转基因植物培育过程：(2)转基因动物培育过程：2．基因工程与疾病治疗(1)基因工程药物：如用工程菌生产人的胰岛素、生长激素、干扰素和乙型肝炎疫苗等。(2)基因治疗：向目标细胞中引入的基因，以纠正或补偿基因的缺陷，达到治疗的目的。3．基因工程与生态环境保护科学家正在利用基因工程技术开发生物可降解的新型材料；培育转基因“超级细菌”，提高的能力；

6、利用转基因微生物吸收环境中的重金属等。正常功能分解石油DNA重组技术的基本工具[考情解读]三种基本工具的作用及基因工程操作程序的关键步骤，近几年高考考查的频率较高，考查内容包括工具酶类型、实质及作用、载体作用及特点等，预计2014年高考仍可能对各类型操作工具的作用及特点结合图形予以考查。[例1](2013·温州市一模)基因工程利用某目的基因(图甲)和P1噬菌体载体(图乙)构建重组DNA(图丙)。限制性核酸内切酶的酶切位点分别是BglⅡ(A↓GATCT)、EcoRⅠ(G↓AATTC)和Sau3AⅠ(↓GATC)。下列分析合理的是()A．用EcoRⅠ切割目

7、的基因和P1噬菌体载体B．用BglⅡ和EcoRⅠ切割目的基因和P1噬菌体载体C．用BglⅡ和Sau3AⅠ切割目的基因和P1噬菌体载体D．用EcoRⅠ和Sau3AⅠ切割目的基因和P1噬菌体载体解析：Sau3AⅠ也可以识别切割BglⅡ的识别序列，且形成相同的粘性末端(GATC－)，但该信息未在图中标出。图丙表示目的基因正确插入开环质粒，而不是随意插入。A、B、C选项酶切后，目的基因两端形成的粘性末端都相同，会导致目的基因随意插入开环质粒。答案：D(2)识别序列的特点：呈现碱基互补对称，无论是奇数个碱基还是偶数个碱基，都可以找到一条中心轴线，如图，中轴线两侧

8、的双链DNA上的碱基是反向对称重复排列的。如以中心线为轴，两侧碱基互补对称；以为轴，两侧碱基互