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.doc

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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．基因工程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，能识别特定的核苷酸序列，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：提取目的基因、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。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2．基因工程的操作工具(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

2、的核苷酸序列，并在特定的切点上切割DNA分子“针线”DNA连接酶连接脱氧核糖和磷酸之间的缺口　　(2)1．EcoRI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。2.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连接酶都作用于b部位。[跟随名师·解疑难]1．限制酶与DNA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：脱氧核苷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

3、同点作用对象连接DNA片段连接游离的脱氧核苷酸作用条件不需要模板需要模板相同点作用部位连接不同脱氧核苷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——这是保证目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——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——这是检测目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

4、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，吸收环境中的重金属，分解泄漏的石油，处理工业废水等　　1．若用DNA连接酶将目的基因与运载体两两结合时，可能有哪些产物？提示：目的基因—目的基因、目的基因—运载体、运载体—运载体。2．切割目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2．目的基因的获取及与运载体结合过程示意图基因工程的操

5、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(　　)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][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

6、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解旋酶作用于氢键。②作用范围：限制酶作用于特定的核苷酸序列和特定的切点，DNA解旋酶作用于所有的DNA分子。下列有关基因工程中限制性核酸内切酶的描述，错误的是(　　)A．一种限制性核酸内切酶只能识别一种特定的脱氧核苷酸序列B．限制性核酸内切酶的活性受温度影响C．限制性核酸内切酶能识别和切割RNAD．限制性核酸内切酶可从原核生物中提取解析：选

7、C　限制性核酸内切酶主要存在于微生物中。一种限制性核酸内切酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并能在特定的切点上切割DNA分子。其作用对象不是RNA分子，而是DNA分子。基因工程的应用及安全性问题[例2]　酵母菌的维生素、蛋白质含量高，可用于生产食品和药品等。科学家将大麦细胞中的LTP1基因植入啤酒酵母菌中，获得的啤酒酵母菌可产生LTP1蛋白，并酿出泡沫丰富的啤酒。基本的操作过程如下图：(1)该技术定向改变了酵母菌的性状，这在可遗传的变异的来源中属于______________。(2)本操作中为了将LTP1基因导入酵母菌细胞内，所用的运载体是__________

8、____。(3)要使运载体与LTP1基因连接，首先应