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-新人教版高中必修2生物学案VIP免费

第2节基因工程及其应用学习目标核心素养1.说出基因工程的概念。2．说出基因工程的基本工具。(重点)3．阐述基因工程的基本操作。(重、难点)4．举例说明基因工程的应用。1.理解遗传物质的研究为基因工程提供了理论基础。2．通过联想制作拼接画的过程，理解基因工程的操作工具。3．采用绘图方法逐步理解基因工程的基本操作。一、基因工程的基本操作工具1．基因工程的概念2．基因工程的操作工具(1)“剪刀”和“针线”项目名称作用“剪刀”限制酶识别特定的核苷酸序列，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)运载体①作用：将外源基因送入受体细胞。二、基因工程的操作及应用1．基本操作步骤2．应用及安全性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，并在大肠杆菌内成功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，处理工业废水等判断对错(正确的打“√”，错误的打“×”)1．基因工程能够定向地改造生物的性状。()2．基因工程导入了新的基因，其原理是基因突变。()3．一种限制酶可以识别多种核苷酸序列。()4．含有目的基因的运载体是否进入受体细胞需要检测。()5．基因工程中的运载体只有质粒。()提示：1.√2．×基因工程导入的基因是自然界原来就存在的基因，原理是基因重组。3．×一种限制酶只能识别特定的核苷酸序列。4．√5．×基因工程中常见的运载体有质粒、噬菌体和动植物病毒。基因工程的基本操作工具[问题探究]下图是利用基因工程技术生产人胰岛素的操作过程示意图，请据图回答。1．能否利用人的皮肤细胞进行过程①？过程②特别需要的酶是哪一种？提示：不能，皮肤细胞中胰岛素基因不表达；过程②是逆转录，需要逆转录酶。2．如图表示一段DNA序列，请确定限制酶和DNA连接酶的作用部位。提示：二者的作用部位都是b。3．如何将A和B连接成C？操作后的产物只有C吗？提示：用同一种限制酶切割A和B，再加入DNA连接酶，才能形成C。操作后的产物除了C，还可能有A与A结合、B与B结合的产物。4．人的胰岛素基因能够在大肠杆菌细胞中表达的基础是什么？提示：所有生物共用一套遗传密码。5．该方法和诱变育种相比，有什么优点？提示：可以定向改造生物的遗传性状。[归纳总结]1．基因工程成功的基础2．基因的“剪刀”——限制性核酸内切酶(简称限制酶)(1)存在：主要存在于微生物中。(2)作用：断裂两个核苷酸之间的磷酸二酯键。(3)特点：具有特异性，即一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并在特定的位点切割DNA分子。(4)作用结果：一般产生黏性末端。3．基因的“针线”——DNA连接酶(1)催化对象：两个具有相同末端的DNA片段。(2)催化位置：脱氧核糖与磷酸之间的缺口。(3)催化结果：形成重组DNA。(4)限制酶与DNA连接酶的比较比较项目作用应用限制酶使特定部位的磷酸二酯键断裂用于提取目的基因和切割载体DNA连接酶在DNA片段之间重新形成磷酸二酯键用于重组DNA分子(重组质粒)构建两者的关系可表示为：(5)DNA连接酶与DNA聚合酶的比较项目比较DNA连接酶DNA聚合酶作用对象DNA片段将游离的脱氧核苷酸连接到脱氧核苷酸链上作用条件不需要模板需要模板作用部位连接相邻脱氧核苷酸的磷酸和脱氧核糖形成化学键磷酸二酯键4.运载体(1)质粒①存在：许多细菌及酵母菌等生物细胞中。②本质：拟核或细胞核外的环状DNA分子。③特点：能够自主复制。(2)运载体应具备的条件①能在宿主细胞内稳定保存并大量复制——保证目的基因能在细胞分裂过程中复制并传递给子细胞。②有一至多个限制酶切点——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——检测目的基因是否导入受体细胞中的重要判断依据。1．下列有关基因工程和酶的相关叙述，正确的是()A．同种限制酶既可以切割目的基因又可以切割质粒，因此不具备专一性B．运载体的化学本质与载体蛋白相同C．限制酶不能切割烟草花叶病毒的核酸D．DNA连接酶可催化游离的脱氧核苷酸连接成脱氧核苷酸链C[一...