高中生物 第四章 遗传的分子基础 第四节 基因突变和基因重组 第2课时 基因工程及其应用学案 苏教版必修2-苏教版高一必修2生物学案VIP专享VIP免费

第2课时基因工程及其应用1.基因工程的基本原理。(重、难点)2.基因工程的应用。(难点)一、阅读教材P90第三段～P92完成基因工程的原理1．概念：基因工程，又叫做DNA重组技术，是把在一个生物体内分离得到或人工合成的目的基因导入另一个生物的细胞，定向地使后者获得新的遗传性状或表达所需产物的技术。基因工程最基本的工具：限制性核酸内切酶、DNA连接酶、载体等。基因工程操作的基本步骤：提取目的基因、选择基因工程的运载体、目的基因与运载体结合、导入目的基因、检测与鉴定目的基因、目的基因表达。二、阅读教材P92完成基因工程的应用(1)生产特殊蛋白质，如胰岛素、乙肝疫苗等。(2)动植物的遗传改良，如转基因抗虫棉。(3)人类基因治疗。判一判(1)基因工程的原理是基因突变。(×)(2)基因工程能够定向的改变生物的性状。(√)(3)所有的限制酶都只能识别同一种特定的核苷酸序列。(×)(4)基因工程中的运载体只有质粒。(×)(5)只要目的基因进入了受体细胞就能成功实现表达。(×)(6)转基因生物和转基因食品都是不安全的。(×)填一填结合下图，探究以下问题：(1)①过程需要限制性核酸内切酶，②过程需要DNA连接酶。(2)限制性核酸内切酶的作用特点是识别特定的核苷酸序列，并在特定的切点上切割DNA分子，形成2个黏性末端。基因工程的操作工具重组DNA技术是在DNA分子水平上设计和施工的，需要分子的“剪刀”和“针线”等工具。观察下图并回答下列问题，理解基因工程基本工具。(1)图甲中大肠杆菌的一种叫做EcoRⅠ的限制性核酸内切酶，能够专一识别—GAATTC—的核苷酸序列，并在G和A之间将这段序列切开。(2)从图甲到图乙变化过程得出：限制性核酸内切酶切割DNA分子后形成的黏性末端是可以通过碱基互补配对连接起来的，但是脱氧核糖和磷酸之间的缺口要靠DNA连接酶进行连接。(3)目的基因导入过程需要运载体，常用质粒(如图)、噬菌体或动植物病毒等。质粒是拟核或细胞核外环状的DNA分子，是基因工程最常用的运载体。上面通常含有的抗性基因可以作为标志基因用于目的基因是否导入受体细胞的检测依据。基因工程的基本工具(1)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，种类有200多种。②作用与特性：一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并在特定的切点切割DNA分子，也就是说限制酶具有专一性和特异性。③作用结果：一般产生黏性末端(碱基能互补配对)。a．限制酶切割的是脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键，而不是碱基之间的氢键。b．目的基因的两端都具有黏性末端。c．限制酶切割目的基因不一定都产生黏性末端，也可能产生整齐的平口末端。(2)基因的“针线”——DNA连接酶①催化对象：两个具有相同黏性末端的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。(3)基因的“运输工具”——运载体①作用：作为运载工具将目的基因转移到宿主细胞中；利用它在宿主细胞内对目的基因进行大量复制。②需要具备的条件：能够在宿主细胞中复制并稳定地保存；具备多个限制酶切点，以便与外源基因连接；具有某些标记基因便于进行筛选。③常见的种类：质粒、噬菌体和动植物病毒等。质粒是一种相对分子质量较小、独立于染色体之外的环状DNA(一般有100～200kb，kb为千碱基对)，存在于许多细菌和酵母菌等生物中。突破1基因工程中工具酶1．结合如图判断，有关基因工程中工具酶的功能的叙述，正确的是()A．切断a处的酶简称内切酶，被称为基因的“剪刀”B．连接a处的酶为DNA聚合酶，被称为基因的“针线”C．RNA聚合酶可通过识别基因中的特定碱基序列与DNA分子结合D．DNA连接酶的作用点是b处解析：选C。切断a处的是被称为基因的“剪刀”的限制性核酸内切酶，应简称为限制酶而不是内切酶，A项错误；连接a处的被称为基因的“针线”的是DNA连接酶，不是DNA聚合酶，B项错误；b处为碱基对内的氢键，切断b处的是解旋酶，但b处的连接是通过碱基互补配对实现的，DNA连接酶的作用点是a处而非b处，D项错误。根据作用部位判断与DNA分子有关的酶(1)断开氢键的酶：解旋酶。(2)断开(相邻核苷酸之间的)磷酸二酯键的酶：若结果生成若干DNA片段，可判定为限制酶；若生成其基...