山东省平邑县曾子学校人教版高中生物选修三学案： 第一章 基因工程(学案27) .pdf

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1、选修三第一章基因工程（学案27）学习目标1．基因工程的诞生(Ⅰ)。2.基因工程的原理及技术(Ⅱ)。3.基因工程的应用(Ⅱ)。4.蛋白质工程(Ⅰ)。课前探究1.基因工程的概念(1)供体：提供。(2)操作环境：。(3)操作水平：水平。(4)原理：。(5)受体：表达目的基因。(6)本质：性状在受体体内的表达。(7)优点：克服的障碍，定向改造生物的。2.DNA重组技术的基本工具(1)限制性核酸内切酶(简称：)①主要是从生物中分离纯化出来的。②作用：识别特定的并切开特定部位的两个核苷酸之间的。③结果：产生或平末端。(2)DNA连接酶①种类：按来源可分为E·coliDNA连接酶和TDNA连接

2、酶。4②作用：将双链DNA片段“缝合”起来，恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的。③DNA连接酶和限制酶的关系(3)载体①种类：、λ噬菌体的衍生物、动植物病毒等。②质粒的特点：2.基因工程的操作过程与应用1．基因工程的基本操作步骤(1)获得目的基因①目的基因：人们所需要的基因。如：人的胰岛素基因、白细胞介素基因、植物的抗病基因等。②获取方法(2)形成重组DNA分子一般用分别切割含有的供体DNA分子和载体DNA(如质粒)，使其产生相同的，然后用将两者连接在一起，形成。(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、酵母菌和动植物细胞等。②导入方法举例：用质粒作为载体，

3、宿主细胞应该选择，用处理大肠杆菌，增加其的通透性，使含有目的基因的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。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有的培养基中生长，而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。3．基因工程的应用(1)基因工程与遗传育种①转基因植物：培育优点②转基因动物(2)基因工程与疾病治疗①基因工程药物：如通过大肠杆菌生产胰岛素治疗糖尿病，通过酵母菌生产乙肝疫苗等。②基因治疗指的是向目标细胞中引入的基因

4、，以基因的缺陷，达到治疗的目的。3.蛋白质工程(1)流程图写出流程图中字母代表的含义：A.，B.，C.，D.，E.。(2)结果：改造了现有蛋白质或制造出。(3)应用：主要集中应用于对进行改造，改良生物性状。【课堂探究】【探究点一】限制性核酸内切酶、DNA连接酶等酶的作用【典例1】如图为DNA分子在不同酶的作用下所发生的变化，图中依次表示限制酶、DNA聚合酶、DNA连接酶、解旋酶作用的正确顺序是()A.①②③④B.①②④③C.①④②③D.①④③②【变式训练1】若要利用某目的基因(见图甲)和P噬菌1体载体(见图乙)构建重组DNA(见图丙)，限制性核酸内切酶的酶切位点分别是BglⅡ(A

5、↓GATCT)、EcoRⅠ(G↓AATTC)和Sau3AⅠ(↓GATC)。下列分析合理的是()A.用EcoRⅠ切割目的基因和P噬菌体载体1B.用BglⅡ和EcoRⅠ切割目的基因和P噬菌体载体1C.用BglⅡ和Sau3AⅠ切割目的基因和P噬菌体载体1D.用EcoRⅠ和Sau3AⅠ切割目的基因和P噬菌体载体1【拓展提升】1.确定限制酶的种类(1)根据目的基因两端的限制酶切点确定限制酶的种类①应选择切点位于目的基因两端的限制酶，如图甲可选择。②不能选择切点位于目的基因内部的限制酶，如图甲不能选择。③为避免目的基因和质粒的自身环化和随意连接，也可使用不同的限制酶切割目的基因和质粒，如图甲

6、也可选择用两种限制酶(但要确保质粒上也有这两种酶的切点)。(2)根据质粒的特点确定限制酶的种类①所选限制酶要与切割目的基因的限制酶相一致，以确保具有相同的。②质粒作为载体必须具备标记基因等，所以所选择的限制酶尽量不要破坏这些结构，如图乙中限制酶会破坏标记基因；如果所选酶的切点不止一个，则切割重组后可能会丢失某些片段，若丢失的片段含复制起点区，则切割重组后的片段进入受体细胞后不能自主复制。【探究点二】目的基因的获取及基因表达载体的构建【典例2】下图是利用基因工程技术生产可食用疫苗的部分过程，其中PstⅠ、SmaⅠ、EcoRⅠ、ApaⅠ为四种限制性核酸内切酶。下列有关说法中正确的是(

7、)A.抗卡那霉素基因的存在有利于将含有抗原基因的细胞筛选出来B.图示中构建基因表达载体时，需用到一种限制性核酸内切酶C.一种限制性核酸内切酶只能识别一种特定的核糖核苷酸序列D.图示过程是基因工程的核心步骤，所需的限制性核酸内切酶均来自原核生物【拓展提升】如图为抗虫棉的培育过程，请据图回答下列问题：(1)该基因工程中的目的基因和载体分别是什么？一般情况下，为什么要用同一种限制酶处理目的基因和载体？(2)该实例中，采用何种方法导入目的基因？为什么目的基因可以整合到染色体的DNA上？(