2015-2016学年高二生物苏教版选修3课件：1.1 基因工程概述
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苏教版选修三 11 基因工程概述(课件)
提取目的基因的方法
提取目的基因的方法
1、直接分离基因 将需要的基因从供体生物的细胞内提取出来 目前被较广泛 提取使用的目的基 因有： 因有：苏云金杆菌 抗虫基因、 抗虫基因、人胰岛 素基因、 素基因、人干扰素 基因、 基因、种子贮藏蛋 白基因、 白基因、植物抗病 基因等。 基因等。
被同一种限制酶切断的几个DNA是否具有相同的黏性末端？
被同一种限制酶切断的几个DNA是否具有相同的黏性末端？ 被同一种限制酶切断的几个DNA是否具有相同的黏性末端？ DNA是否具有相同的黏性末端
G AA T T C C T T AA G 用同种限制酶切割 G AA T T C G G AA T T C G G AA T T C C T T AA G
质粒
质粒
质粒是能自主复制的双链环状DNA分子 质粒是能自主复制的双链环状DNA分子 双链环状DNA
质粒
质
粒
标记基因，便于进行检测 标记基因，
基因操作的基本步骤
基因操作的基本步骤
1. 获取目的基因 2. 形成重组DNA分子 形成重组DNA DNA分子 3. 将重组DNA分子导入受体细胞 将重组DNA DNA分子导入受体细胞 4.筛选含有目的基因的受体细胞 4.筛选含有目的基因的受体细胞 5.目的基因的表达 5.目的基因的表达
转基因番茄
以色列研究人员日前宣布，他们利用 以色列研究人员日前宣布， 转基因技术培育出一种具有柠檬和玫 瑰香味的新品种番茄。 瑰香味的新品种番茄。生成类胡萝卜 素的其他农作物和花也可以像番茄一 通过转基因技术改变气味和口味。 样，通过转基因技术改变气味和口味。 吃个番茄也能抗乙肝，这绝非天方夜谭。每天坐在家里， 吃个番茄也能抗乙肝，这绝非天方夜谭。每天坐在家里， 吃上三五只西红柿，人们体内就能产生乙型肝炎病毒的抗体， 吃上三五只西红柿，人们体内就能产生乙型肝炎病毒的抗体， 达到和注射疫苗一样的效果。 达到和注射疫苗一样的效果。 中国农科院生物研究所有关研究人员指出， 中国农科院生物研究所有关研究人员指出，“利用转基 因植物生产乙型肝炎口服疫苗”是国家863 863高新生物技术领域 因植物生产乙型肝炎口服疫苗”是国家863高新生物技术领域 中的一项研究，该项研究经过研究人员的共同努力， 中的一项研究，该项研究经过研究人员的共同努力，现已取得 重大成果，科研人员在研制出转基因马铃薯后， 重大成果，科研人员在研制出转基因马铃薯后，现又将乙型肝 炎病毒包膜中蛋白抗原基因成功导入西红柿并获得稳定和高效 表达，这就意味着，人们不必忍痛， 表达，这就意味着，人们不必忍痛，轻松地吃几个西红柿就能 将谈之色变的乙型肝炎轻松拒之于身外。 将谈之色变的乙型肝炎轻松拒之于身外。 问题
提取目的基因的方法
1、直接分离基因 将需要的基因从供体生物的细胞内提取出来 目前被较广泛 提取使用的目的基 因有： 因有：苏云金杆菌 抗虫基因、 抗虫基因、人胰岛 素基因、 素基因、人干扰素 基因、 基因、种子贮藏蛋 白基因、 白基因、植物抗病 基因等。 基因等。
被同一种限制酶切断的几个DNA是否具有相同的黏性末端？
被同一种限制酶切断的几个DNA是否具有相同的黏性末端？ 被同一种限制酶切断的几个DNA是否具有相同的黏性末端？ DNA是否具有相同的黏性末端
G AA T T C C T T AA G 用同种限制酶切割 G AA T T C G G AA T T C G G AA T T C C T T AA G
质粒
质粒
质粒是能自主复制的双链环状DNA分子 质粒是能自主复制的双链环状DNA分子 双链环状DNA
质粒
质
粒
标记基因，便于进行检测 标记基因，
基因操作的基本步骤
基因操作的基本步骤
1. 获取目的基因 2. 形成重组DNA分子 形成重组DNA DNA分子 3. 将重组DNA分子导入受体细胞 将重组DNA DNA分子导入受体细胞 4.筛选含有目的基因的受体细胞 4.筛选含有目的基因的受体细胞 5.目的基因的表达 5.目的基因的表达
转基因番茄
以色列研究人员日前宣布，他们利用 以色列研究人员日前宣布， 转基因技术培育出一种具有柠檬和玫 瑰香味的新品种番茄。 瑰香味的新品种番茄。生成类胡萝卜 素的其他农作物和花也可以像番茄一 通过转基因技术改变气味和口味。 样，通过转基因技术改变气味和口味。 吃个番茄也能抗乙肝，这绝非天方夜谭。每天坐在家里， 吃个番茄也能抗乙肝，这绝非天方夜谭。每天坐在家里， 吃上三五只西红柿，人们体内就能产生乙型肝炎病毒的抗体， 吃上三五只西红柿，人们体内就能产生乙型肝炎病毒的抗体， 达到和注射疫苗一样的效果。 达到和注射疫苗一样的效果。 中国农科院生物研究所有关研究人员指出， 中国农科院生物研究所有关研究人员指出，“利用转基 因植物生产乙型肝炎口服疫苗”是国家863 863高新生物技术领域 因植物生产乙型肝炎口服疫苗”是国家863高新生物技术领域 中的一项研究，该项研究经过研究人员的共同努力， 中的一项研究，该项研究经过研究人员的共同努力，现已取得 重大成果，科研人员在研制出转基因马铃薯后， 重大成果，科研人员在研制出转基因马铃薯后，现又将乙型肝 炎病毒包膜中蛋白抗原基因成功导入西红柿并获得稳定和高效 表达，这就意味着，人们不必忍痛， 表达，这就意味着，人们不必忍痛，轻松地吃几个西红柿就能 将谈之色变的乙型肝炎轻松拒之于身外。 将谈之色变的乙型肝炎轻松拒之于身外。 问题
苏教版高考生物一轮复习选修3第一章基因工程概述共59张PPT[可修改版ppt]
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2.载体的作用和条件 (1)作用： ①作为运载工具，将目的基因转移到宿主细胞内。 ②利用它在宿主细胞内对目的基因进行大量复制。 (2)具备的条件： ①能在宿主细胞内稳定保存并大量复制。 ②有一个至多个限制性核酸内切酶切割位点，以便与外源基因 连接。 ③具有特殊的标记基因，以便进行筛选。
【高考警示】 载体的酶切位点及与膜载体的区别 (1)切割质粒需使用限制性核酸内切酶1次，切割目的基因则需 要使用相同的限制性核酸内切酶2次。因为质粒是环状DNA， 而目的基因在DNA分子链上。 (2)质粒DNA分子上限制性核酸内切酶切割位点的选择必须保 证至少有一个标记基因是完整的，如果标记基因全部被切开则 不便于鉴定与选择。
考点 一 基因工程的工具 1.工具酶与其他酶的比较 (1)几种酶的比较：
项目 种类
限制性核 酸内切酶
DNA连接酶
作用底物
DNA分子 DNA分子
片段
Hale Waihona Puke 作用部位 磷酸二酯键 磷酸二酯键
作用结果
形成黏性末 端或平末端
形成重组 DNA分子
种类
项目
作用底物
作用部位
DNA聚合酶 脱氧核苷酸 磷酸二酯键
DNA(水 解)酶
1.基因工程是利用重组DNA技术将外源DNA直接导入有机体的生 物技术。( × ) 【分析】不一定是直接导入，现在大部分是将目的基因与载体 DNA相连成为重组载体，然后再把这种重组DNA分子导入受体 细 胞。 2.(2010浙江×T2A)用限制性核酸内切酶可以切割烟草花叶病毒 的核酸。( ) 【分析】限制性核酸内切酶是用来切割DNA分子的，而烟草花 叶病毒的核酸是RNA。
(2)质粒运载体用EcoRⅠ切割后产生的片段如下：
为使载体与目的基因相连，含有目的基因的DNA除可用EcoRⅠ
高中生物选修三基因工程优秀课件
一、获取目的基因
1、目的基因：在基因操作中使用的外源基因。它 主要是 编码蛋白质 的基因，也可以是一些具有调 控作用的因子。
一、获取目的同基因的许多DNA片 段，导入到受体菌的群体中储存，各个受体菌分别 含有这种生物的不同基因，称为基因。三、将目的基因导入受体细胞
1、转化的概念 2、转化的方法 此外 植物：农杆菌转化法、基因枪法、花粉管通道法 还有 动物：显微注射技术
微生物：Ca2+处理法 3、转化的受体细胞
一、获取目的基因
2、获取方法： （2）用PCR技术扩增目的基因
PCR技术：在生物 体外 复制特定 DNA片段 的 核酸合成技术。 PCR技术原理： DNA双链复制 。
一、获取目的基因
2、获取方法： （2）用PCR技术扩增目的基因
过程：
90℃-95℃：目的基因的双链模板在热力作用下， 氢键 断裂，形成单链DNA; 55℃-60℃： 引物 与一、获取目的构建和比较
一、获取目的的基因：
依据基因的核苷酸序列、基因的功能、 基因在染色体上的位置、基因的转录产物 mRNA，以及基因的表达产物蛋白质等特 性来获取目的基因。
因的遗传； （3）具有某些标记基因，以便进行重组DNA的筛选。
（如抗菌素的抗性基因、产物具有颜色反应的基因 等 ）； （4）对受体细胞无害； （5） 大小合适，以便提取和体外操作。
常用的运载体有：
质粒，λ噬菌体的衍生物，动植物病毒等
质粒是基因工程最 常用的运载体，它广泛 地存在于细菌中，是细 菌拟核DNA外能够自主 复制的很小的环状DNA 分子，大小只有普通细 菌拟核DNA的百分之一。
（1）使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以
遗传 给下一代； （2）使目的基因能够
高二苏教版生物选修三课件：1.1.2 获取目的基因、构建基因表达载体
方式二 师：出示我国有知识产权的转基因抗虫棉的培育图解：
问：转基因抗虫棉的培育需要哪些步骤？ 学生看图并回答：首先要获得目的基因，其次将目的基因连接到Ti质粒 上，然后将重组的Ti质粒导入受体细胞，最后要重建转基因植物。 根据学生回答补充：还需检测抗虫基因是否已经进入棉花植株，并由此 引出基因工程的四部曲。
•
8、普通的教师告诉学生做什么，称职的教师向学生解释怎么做，出色的教师示范给学生，最优秀的教师激励学生。下午9时55
分40秒下午9时55分21:55:4021.11.法将某种生物细胞的整个基因组DNA切割成大小合适的片 段，再将这些片段分别和 载体 连接起来，导入受体菌的群体并 储存 起 来，各个受体菌分别含含有不表达的DNA片段，不能直接用于基因的扩增和 表达，因此，在获取真核细胞中的目的基因时，一般是用人工合成目的基 因的方法。
拓展应用
1.为从根本上解决水稻中的高植酸问题，可将植酸酶基因导入水稻，培育 低植酸转基因水稻品种。下图是获取植酸酶基因的流程。据图回答下列 问题：
(1)B过程需要的酶是逆_库中分离外，还可以分别 利用图中_D__N_A__和_c_D__N_A__为模板直接进行PCR扩增，该过程中所用酶 的显著特点是_耐__高__温__。 解析 B过程是以RNA为模板合成DNA的逆转录过程，需要的酶DNA为模板直接进行PCR扩增，该过程中所用酶的显著特点是耐高温。
归纳 总结
两种人工合成目的基因的方法比较
(1)逆转录法
主要用于相对分子质量较大而又不知其序列的基因，它是以目的基因的
mRNA为模板，借助逆转录酶合成碱基互补的单链DNA，然后在DNA聚
合酶的作用下合成双链DNA。其过程如下图：
(2)化学合成法 即依照某一蛋白质的氨基酸序列，通过密码子推算出其基因序列，然后直 接合成目的基因。其过程如下图：
高中生物 3.1.1基因工程概述课件 苏教版选修3
第十五页，共42页。
2.重组(zhònɡ zǔ)DNA分子的形成
载体
DNA分子(fēnzǐ)(含目的基因)
(zàitǐ)(质粒) 同一种限制性
核酸内切酶切割
获得黏性末端
获得目的基因
DNA连接酶 重组DNA分子(环状重组质粒)
第十六页，共42页。
几点说明(shuōmíng)： (1)限制性核酸内切酶主要切割外源DNA，对自身的DNA不起作用，具有自身 保护的特点。 (2)限制性核酸内切酶只识别双链DNA分子中特定核苷酸序列，对RNA不起作 用。 (3)用DNA连接酶连接时，可形成3种不同的连接物：目的基因—载体连接物、 载体—载体连接物、目的基因—目的基因连接物，导入受体细胞后，可利用 抗性基因的差异进行筛选。
第十九页，共42页。
【典例训练(xùnliàn)2】(2011·山东高考改编)人类疾病的转基因动物 模型常用于致病机理的探讨及治疗药物的筛选。利用正常大鼠制备遗传 性高血压转基因模型大鼠的流程如图所示。
第二十页，共42页。
(1)图中的高血压相关基因作为__________，质粒作为______，二者 需用___________切割后连接成重组载体，该过程与质粒上含有 ________________有关。 (2)重组DNA导入的受体细胞是大鼠的_______细胞，常用的方法是 ____________________。 (3)子代大鼠如果_______和_______，即可分别在分子水平和个体水 平上说明高血压相关基因已成功表达，然后可用其建立(jiànlì)高血 压转基因动物模型。 (4)在上述转基因大鼠的培育过程中，所用到的主要胚胎工程技术是 体外受精、早期胚胎培养和_______________。
3.转化_________
2.重组(zhònɡ zǔ)DNA分子的形成
载体
DNA分子(fēnzǐ)(含目的基因)
(zàitǐ)(质粒) 同一种限制性
核酸内切酶切割
获得黏性末端
获得目的基因
DNA连接酶 重组DNA分子(环状重组质粒)
第十六页，共42页。
几点说明(shuōmíng)： (1)限制性核酸内切酶主要切割外源DNA，对自身的DNA不起作用，具有自身 保护的特点。 (2)限制性核酸内切酶只识别双链DNA分子中特定核苷酸序列，对RNA不起作 用。 (3)用DNA连接酶连接时，可形成3种不同的连接物：目的基因—载体连接物、 载体—载体连接物、目的基因—目的基因连接物，导入受体细胞后，可利用 抗性基因的差异进行筛选。
第十九页，共42页。
【典例训练(xùnliàn)2】(2011·山东高考改编)人类疾病的转基因动物 模型常用于致病机理的探讨及治疗药物的筛选。利用正常大鼠制备遗传 性高血压转基因模型大鼠的流程如图所示。
第二十页，共42页。
(1)图中的高血压相关基因作为__________，质粒作为______，二者 需用___________切割后连接成重组载体，该过程与质粒上含有 ________________有关。 (2)重组DNA导入的受体细胞是大鼠的_______细胞，常用的方法是 ____________________。 (3)子代大鼠如果_______和_______，即可分别在分子水平和个体水 平上说明高血压相关基因已成功表达，然后可用其建立(jiànlì)高血 压转基因动物模型。 (4)在上述转基因大鼠的培育过程中，所用到的主要胚胎工程技术是 体外受精、早期胚胎培养和_______________。
3.转化_________
高中生物第一章基因工程1.1基因工程概述教案苏教版选修3(new)
第一章基因工程 1。
1 基因工程概述
尊敬的读者：
本文由我和我的同事在百忙中收集整编出来，本文档在发布之前我们对内容进行仔细校对，但是难免会有不尽如人意之处，如有疏漏之处请指正，希望本文能为您解开疑惑,引发思考。
文中部分文字受到网友的关怀和支持，在此表示感谢！在往后的日子希望与大家共同进步，成长。
This article is collected and compiled by my colleagues and I in our busy schedule. We proofread the content carefully before the release of this article, but it is inevitable that there will be some unsatisfactory points. If there are omissions, please correct them. I hope this article can solve your doubts and arouse your thinking. Part of the text by the user's care and support, thank you here! I hope to make progress and grow with you in the future.。
高中生物 第一章 基因工程 1.1 基因工程概述课件 苏教版选修3
•含义：能够识别和切割DNA分子内一小段特殊 核苷酸序列的酶。
•来源：主要从原核生物中分离得到
•作用部位：磷酸与脱氧核糖之间的磷酸二酯键
•作用特点：有专一性。即一种限制酶只能识别 一种特定核苷酸序列，并在特定的 切点上切割DNA分子。
TTC序列，并在G和A之间切开
新学课课习知堂导目探小入标究结
基因工程的别名 基因拼接技术或DNA重组技术
操作环境
生物体外
操作对象
基因
操作水平
DNA分子水平
基本过程
剪切→拼接 →导入→表达
结果
人类需要的基因产物
二、基因工程的诞生和发展
理论基础 •DNA是遗传物质的发现
•DNA双螺旋结构的确立
•遗传信息传递方式(中心法则)的认定 技术保障
GCG AA T T CAA CG CT TA AG TT
•结果： 具有相同黏性末端的两个DNA片段连接起来， 形成重组DNA分子。
思考
新学课课习知堂导目探小入标究结
➢ 用DNA连接酶连接两个相同的黏性未端要形成几 个磷酸二酯键？2个
➢ 用限制酶切一个特定基因要切断几个磷酸二酯键？ 4个
➢ 外源基因（如抗虫基因）怎样才能运送到受体细胞 （如棉花细胞）？
CG C T T A AGGG
TA CT TA AG T T
EcoRI
EcoRI
GCG
AAT TCCC
CGCT TA A
G GG
ATG
AAT TCAA
TACT TAA
GTT
GCGAAT TCAA CG CT TA AG T T
新学课课习知堂导目探小入标究结
2、DNA连接酶 •连接部位： 两条链的骨架部分，形成磷酸二酯键
•来源：主要从原核生物中分离得到
•作用部位：磷酸与脱氧核糖之间的磷酸二酯键
•作用特点：有专一性。即一种限制酶只能识别 一种特定核苷酸序列，并在特定的 切点上切割DNA分子。
TTC序列，并在G和A之间切开
新学课课习知堂导目探小入标究结
基因工程的别名 基因拼接技术或DNA重组技术
操作环境
生物体外
操作对象
基因
操作水平
DNA分子水平
基本过程
剪切→拼接 →导入→表达
结果
人类需要的基因产物
二、基因工程的诞生和发展
理论基础 •DNA是遗传物质的发现
•DNA双螺旋结构的确立
•遗传信息传递方式(中心法则)的认定 技术保障
GCG AA T T CAA CG CT TA AG TT
•结果： 具有相同黏性末端的两个DNA片段连接起来， 形成重组DNA分子。
思考
新学课课习知堂导目探小入标究结
➢ 用DNA连接酶连接两个相同的黏性未端要形成几 个磷酸二酯键？2个
➢ 用限制酶切一个特定基因要切断几个磷酸二酯键？ 4个
➢ 外源基因（如抗虫基因）怎样才能运送到受体细胞 （如棉花细胞）？
CG C T T A AGGG
TA CT TA AG T T
EcoRI
EcoRI
GCG
AAT TCCC
CGCT TA A
G GG
ATG
AAT TCAA
TACT TAA
GTT
GCGAAT TCAA CG CT TA AG T T
新学课课习知堂导目探小入标究结
2、DNA连接酶 •连接部位： 两条链的骨架部分，形成磷酸二酯键
高二生物苏教版选修3课件：第1章 基因工程 本章整合
本章整合
科学地认识、评估和利用转基因生物 转基因植物的食用安全性问题 转基因生物的安全性问题 转基因植物对生态系统的影响 转基因动物对人体健康的影响 转基因动物对生态系统的影响 生物武器 基因工程 类型:霍乱弧菌、炭疽杆菌、埃博拉病毒、天花病毒等具有强大感染力和致病力的微生物 应用:转基因技术能培育出新的致病微生物或新的抗药性增强的致病微生物 概念 与基因工程的关系:基因工程是蛋白质工程的关键技术,故蛋白质工程又称为第二代基因工程 过程及原理:结构分析→结构预测与设计→基因工程→蛋白质纯化→功能分析 蛋白质工程 “大改”:设计制造全新的蛋白质 对蛋白质的改造 “中改”:替代一个肽段或一个特定的结构域 “小改”:改造蛋白质分子中某活性部位的一个或几个氨基酸残基 应用 改造酶的结构 人工合成或改造抗体
烟草(抗病 毒)、小麦 (抗病毒)
烟草(抗干旱、 抗盐碱);番茄 (抗寒);大豆、玉 米(抗除草剂)
玉米、番茄、 矮牵牛等
特别提 醒
引起植物 生病的微 抗逆是指抵抗 生物有病 不良环境的能 氨基酸
第二节
生态工程实例
-9-
第一章基因工程
Z 重点难点
-11-
第一章基因工程
一 二
Z 重点难点
HONGDIAN NANDIAN
S 随堂练习
UITANG LIANXI
二、我国生态工程建设的实例
1.治污生态工程 (1)内容:固体、液体及有机废弃物的处理、生物肥料的研制、湖区污 染的生态治理、塑料的再生利用等。 (2)治污途径。 ①植物有吸附或富集重金属的能力,可用来回收水中重金属。 ②依靠生态系统自净功能。 (3)实例:江苏省武进市净化污水的人工湿地生态工程。
专题一
专题二
专题三
科学地认识、评估和利用转基因生物 转基因植物的食用安全性问题 转基因生物的安全性问题 转基因植物对生态系统的影响 转基因动物对人体健康的影响 转基因动物对生态系统的影响 生物武器 基因工程 类型:霍乱弧菌、炭疽杆菌、埃博拉病毒、天花病毒等具有强大感染力和致病力的微生物 应用:转基因技术能培育出新的致病微生物或新的抗药性增强的致病微生物 概念 与基因工程的关系:基因工程是蛋白质工程的关键技术,故蛋白质工程又称为第二代基因工程 过程及原理:结构分析→结构预测与设计→基因工程→蛋白质纯化→功能分析 蛋白质工程 “大改”:设计制造全新的蛋白质 对蛋白质的改造 “中改”:替代一个肽段或一个特定的结构域 “小改”:改造蛋白质分子中某活性部位的一个或几个氨基酸残基 应用 改造酶的结构 人工合成或改造抗体
烟草(抗病 毒)、小麦 (抗病毒)
烟草(抗干旱、 抗盐碱);番茄 (抗寒);大豆、玉 米(抗除草剂)
玉米、番茄、 矮牵牛等
特别提 醒
引起植物 生病的微 抗逆是指抵抗 生物有病 不良环境的能 氨基酸
第二节
生态工程实例
-9-
第一章基因工程
Z 重点难点
-11-
第一章基因工程
一 二
Z 重点难点
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二、我国生态工程建设的实例
1.治污生态工程 (1)内容:固体、液体及有机废弃物的处理、生物肥料的研制、湖区污 染的生态治理、塑料的再生利用等。 (2)治污途径。 ①植物有吸附或富集重金属的能力,可用来回收水中重金属。 ②依靠生态系统自净功能。 (3)实例:江苏省武进市净化污水的人工湿地生态工程。
专题一
专题二
专题三
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-5-
第一节 基因工程概述
一 二 三
首 页
J 基础知识 Z 重点难点
ICHU ZHISHI
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4.发展早期的成果 (1)将第一个真核生物——非洲爪蟾的基因导入大肠杆菌,使大肠杆菌 产生非洲爪蟾的 mRNA;表明真核生物的基因可以在原核生物中表达。 (2)1976 年,博耶用质粒为载体,将生长抑制素释放因子的基因转入大肠 杆菌,并成功表达。 (3)1977 年,基因公司生产出生长抑制素释放因子。 (4)1982 年,美国科学家帕米特等采用显微注射法,将带有大鼠生长激素 基因的重组 DNA 分子转入小鼠的受精卵内培育出巨型小鼠,表明外源基因 可以转入动物的受精卵基因组中,且其新个体会表现出外源基因所决定的 性状。 (5)1983 年,科学家利用农杆菌转化法培育出转基因烟草。
-12-
第一节 基因工程概述
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J 基础知识 Z 重点难点
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探究点一
探究点二
探究点三
(
2.优点 (1)克服远缘杂交不亲和的障碍。 (2)目的性强,能定向地改造生物的性状。 【例题 1】基因工程是一种新兴生物技术,实施该工程的最终目的是 ) A.定向提取生物体 DNA 分子 B.定向对 DNA 分子进行人工“剪切” C.在生物体外对 DNA 分子进行改造 D.定向改造生物的遗传性状 解析:基因工程也称 DNA 重组技术,它是按照人类的意愿,将某种基因
-16-
第一节 基因工程概述
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J 基础知识 Z 重点难点
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探究点一
探究点二
探究点三
2.“分子针线”——DNA 连接酶 (1)DNA 连接酶作用的部位。 ①能恢复被限制性核酸内切酶切断的磷酸二酯键,而不能连接互补碱 基对之间的氢键。 ②如下图,DNA 连接酶连接 G、A 之间的磷酸二酯键,而不是连接 A、 T 之间的氢键。
-8-
第一节 基因工程概述
一 二 三
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J 基础知识 Z 重点难点
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3.“分子搬运工”——目的基因进入受体细胞的载体 (1)定义:将外源基因导入受体细胞并使其在细胞中稳定遗传和表达的 运载工具。 (2)种类:常用的载体有质粒、λ 噬菌体的衍生物、动植物病毒等。 (3)质粒的特点:是细菌细胞中的一种很小的环状 DNA 分子,必须包括 三个部分:复制区;独特的标记基因;目的基因(外源基因)插入位点,即限制性 核酸内切酶的切割位点。
一、基因工程的发展历程
1.诞生背景 (1)沃森和克里克阐明了 DNA 分子的双螺旋结构。 (2)科恩伯格及其合作者发现 DNA 聚合酶。 (3)梅塞尔森和斯塔尔发现 DNA 半保留复制的机理。 (4)克里克提出了描述遗传信息流向的中心法则。 (5)尼伦伯格等破译了遗传密码。 (6)限制性核酸内切酶和 DNA 连接酶等工具酶、质粒等载体和反转录 酶的发现,直接促使了基因工程的诞生。
-18-
第一节 基因工程概述
首 页
J 基础知识 Z 重点难点
ICHU ZHISHI
HONGDIAN NANDIAN
S 随堂练习
UITANG LIANXI
探究点一
探究点二
探究点三
(3)比较记忆:相关酶的分类比较。
DNA 复制 有关的酶 遗 传 有 关 的 酶 DNA 转录 有关的酶 翻译有关 的酶 逆转录有关 的酶(以 RNA 为遗传物 质的生物) 基因工程 的工具酶 主要的酶 解旋酶 DNA 聚合酶 RNA 聚合酶 蛋白质合成酶 逆转录酶 DNA 聚合酶 限制酶 DNA 连接酶 作用部位或结果 解开氢键 形成磷酸二酯键 形成磷酸二酯键 形成肽键 形成磷酸二酯键 形成磷酸二酯键 断开磷酸二酯键 形成磷酸二酯键 模板 无 DNA 的 两条链 DNA 的一 条链 mRNA RNA 单链 DNA 无 无
-11-
第一节 基Байду номын сангаас工程概述
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J 基础知识 Z 重点难点
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探究点一
探究点二
探究点三
●名师精讲● 1.分析基因工程的七个方面
基因工程的别名 操作环境 操作对象 操作水平 基本过程 结果 特点 变异类型 DNA 重组技术 生物体外 基因 DNA 分子水平 剪切→拼接→导入→表达 产生人类需要的基因产物 定向改变生物的遗传性状 基因重组
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J 基础知识 Z 重点难点
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第一节 基因工程概述
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J 基础知识 Z 重点难点
ICHU ZHISHI
HONGDIAN NANDIAN
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探究点一
探究点二
探究点三
●名师精讲● 1.“分子手术刀”——限制性核酸内切酶 (1)来源:主要从原核生物中分离纯化而来。 (2)特点:①只能识别双链 DNA 分子中某种特定的核苷酸序列;②能在 合适的反应条件下使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯 键断开。 (3)结果:①切出黏性末端。 ②切出平口末端。
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特别提醒(1)限制性核酸内切酶切割断裂的化学键不是氢
键。 (2)将一个基因从 DNA 分子上切割下来,形成 2 个切口,同时产生 4 个 黏性末端或平口末端。 (3)限制性核酸内切酶具有专一性,所以用同一种限制性核酸内切酶切 割不同的 DNA 分子产生的黏性末端的碱基互补配对,可以连接在一起形成 重组 DNA 分子。 (4)限制性核酸内切酶是一类酶,而不是一种酶。
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基因工程的概念理解
●问题导引● 小麦是我国北方地区主要的粮食作物。 为了减少尿素的施用量,避免过 多增施化肥对土壤造成的负面影响,最好通过何种技术培育出具有何种优 良性状的小麦新品种? 提示:通过基因工程技术培育出具有固氮性状的新品种。
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三、基因工程表达载体 —(同一种限制性核酸内切酶、体外重组) ↓ 导入目的基因 —(将基因表达载体导入受体细胞) ↓ 检测和鉴定目的基因 —(DNA 水平检测、 RNA 水平检测、蛋白质水平检测 和个体水平检测)
有计划地转移到另一种生物中去的新技术,故实施该工程的最终目的是定 向改造生物的遗传性状。 答案:D
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基因工程的工具
●问题导引● 在基因工程中,要用载体将外源基因运送到细胞内,直接把外源基因导 入可以吗? 提示:不可以。直接把外源基因导入细胞,外源基因在细胞内不能进行 复制、转录和稳定保存。
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二、基因工程的工具——酶与载体
1.“分子手术刀”——限制性核酸内切酶 (1)主要来源:原核生物。 (2)作用:能够识别双链 DNA 分子上特定的脱氧核苷酸序列,并使每条 链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开。 (3)结果:限制酶切割 DNA 分子的方式有错位切和平切,产生的 DNA 片 段末端有两种形式,即黏性末端和平口末端。 2.“分子针线”——DNA 连接酶 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 磷酸二酯键。
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2.定义 (1)概念:基因工程是指在体外通过人工“剪切”和“拼接”等方法,对生物 的基因进行改造和重新组合,然后导入受体细胞,并使重组基因在受体细胞 中表达,产生人类需要的基因产物的技术。 (2)操作水平:基因水平。 3.创立 1973 年,美国科学家科恩等人将两种不同来源的 DNA 分子进行体外重 组,并首次实现了重组 DNA 分子在大肠杆菌中的表达,标志着基因工程的 创立。
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