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- 2023-03-18 05:30:03 发布
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第 2 节 基因工程及其应用
1.运用结构与功能观,阐明基因工程的概念、操作工具及过程。 (生命观念、科学思维)
2.通过实例理解基因工程的应用。(社会责任)
必备知识·自主学习
一、基因工程的原理
1.概念:
(1)别名:又称为 。
(2)过程:按照人们的意愿,把一种生物的某种基因提取出来,加以 ,然后放到另
一种生物的细胞里。
(3)优点: 。
将目的基因直接导入受体细胞中,这种做法可以吗?为什么?
3.基因工程的操作程序(连一连):
二、基因工程的应用
1.基因工程与作物育种:
(1)应用:利用基因工程的方法,获得 的农作物,培育各种 作
物新品种。
(2)实例:抗虫烟草、耐盐碱棉花等。
2.基因工程与药物研制:
(1)应用:利用基因工程的方法高效率地生产出各种 、 的药品。
(2)实例:胰岛素、干扰素、乙肝疫苗等。
3.环境保护 :利用转基因细菌降解 ,吸收环境中的重金属 ,分
解 ,处理工业废水等。
关键能力·合作学习
知识点一 基因工程的工具和步骤
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。
(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。
2. 基因的“针线”——DNA 连接酶:
(1)催化位置:脱氧核糖与磷酸之间的缺口。
(2)催化结果:形成重组 DNA。
(3)限制酶与 DNA连接酶的关系:
3.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。
4.基因工程各步骤需要用到的酶及技术:
操作步骤 用到的酶及技术
提取目的基因 限制酶
目的基因与
运载体结合
限制酶、DNA连接酶
续表
操作步骤 用到的酶及技术
将目的基因导
入受体细胞
农杆菌转化法、显微注射技术等
目的基因的检
测与鉴定
DNA分子杂交技术、分子杂交技术、抗原-抗体杂交技术、个体生物学水平检测
1.拓展探究:为什么限制酶切开 DNA后形成的两个黏性末端是相同的?(科学思维)
2.情境探究:若使用某种致病性很强的病毒做载体 DNA,需要对病毒做什么处理?(科学思维)
基因工程是在现代生物学、化学和工程学基础上建立和发展起来的,并依赖于微生物学理论
和技术的发展、运用,基因工程基本操作流程如图所示。请据图分析回答:
(1)图中 A 是 ,最常用的是 ,在基因工程中,需要在
酶的作用下才能完成剪接过程。
(2)不同种生物之间的基因移植成功说明了生物共用一套 。
(3)研究中发现,番茄体内的蛋白酶抑制剂对害虫的消化酶有抑制作用,导致害虫无法消化食
物而被杀死,人们成功地将番茄的蛋白酶抑制剂基因导入玉米体内,玉米获得了与番茄相似的
抗虫性状,玉米这种变异的来源是 。
【审答误区】本题易把图示各环节弄混
图示是基因工程的基本操作流程,其中 A 为运载体;第一步表示基因表达载体的构建过程;第
二步表示将目的基因导入受体细胞;第三步表示筛选含有重组 DNA 的受体细胞并进行扩增;最
后进行重组细胞克隆。
(2020·郑州高一检测)下列有关基因工程操作的叙述,正确的是 ( )
A.用同种限制酶切割运载体与目的基因可获得相同的黏性末端
B.以蛋白质的氨基酸序列为依据合成的目的基因一定与原基因的碱基序列相同
C.检测到受体细胞含有目的基因就标志着基因工程操作成功
D.用含抗生素抗性基因的质粒作为载体是因为其抗性基因便于与外源基因连接
知识点二 基因工程的应用
1.基因工程育种中受体细胞的选择:
(1)对于动物而言,一般选择受精卵作为基因工程的...
1.运用结构与功能观,阐明基因工程的概念、操作工具及过程。 (生命观念、科学思维)
2.通过实例理解基因工程的应用。(社会责任)
必备知识·自主学习
一、基因工程的原理
1.概念:
(1)别名:又称为 。
(2)过程:按照人们的意愿,把一种生物的某种基因提取出来,加以 ,然后放到另
一种生物的细胞里。
(3)优点: 。
将目的基因直接导入受体细胞中,这种做法可以吗?为什么?
3.基因工程的操作程序(连一连):
二、基因工程的应用
1.基因工程与作物育种:
(1)应用:利用基因工程的方法,获得 的农作物,培育各种 作
物新品种。
(2)实例:抗虫烟草、耐盐碱棉花等。
2.基因工程与药物研制:
(1)应用:利用基因工程的方法高效率地生产出各种 、 的药品。
(2)实例:胰岛素、干扰素、乙肝疫苗等。
3.环境保护 :利用转基因细菌降解 ,吸收环境中的重金属 ,分
解 ,处理工业废水等。
关键能力·合作学习
知识点一 基因工程的工具和步骤
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。
(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。
2. 基因的“针线”——DNA 连接酶:
(1)催化位置:脱氧核糖与磷酸之间的缺口。
(2)催化结果:形成重组 DNA。
(3)限制酶与 DNA连接酶的关系:
3.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。
4.基因工程各步骤需要用到的酶及技术:
操作步骤 用到的酶及技术
提取目的基因 限制酶
目的基因与
运载体结合
限制酶、DNA连接酶
续表
操作步骤 用到的酶及技术
将目的基因导
入受体细胞
农杆菌转化法、显微注射技术等
目的基因的检
测与鉴定
DNA分子杂交技术、分子杂交技术、抗原-抗体杂交技术、个体生物学水平检测
1.拓展探究:为什么限制酶切开 DNA后形成的两个黏性末端是相同的?(科学思维)
2.情境探究:若使用某种致病性很强的病毒做载体 DNA,需要对病毒做什么处理?(科学思维)
基因工程是在现代生物学、化学和工程学基础上建立和发展起来的,并依赖于微生物学理论
和技术的发展、运用,基因工程基本操作流程如图所示。请据图分析回答:
(1)图中 A 是 ,最常用的是 ,在基因工程中,需要在
酶的作用下才能完成剪接过程。
(2)不同种生物之间的基因移植成功说明了生物共用一套 。
(3)研究中发现,番茄体内的蛋白酶抑制剂对害虫的消化酶有抑制作用,导致害虫无法消化食
物而被杀死,人们成功地将番茄的蛋白酶抑制剂基因导入玉米体内,玉米获得了与番茄相似的
抗虫性状,玉米这种变异的来源是 。
【审答误区】本题易把图示各环节弄混
图示是基因工程的基本操作流程,其中 A 为运载体;第一步表示基因表达载体的构建过程;第
二步表示将目的基因导入受体细胞;第三步表示筛选含有重组 DNA 的受体细胞并进行扩增;最
后进行重组细胞克隆。
(2020·郑州高一检测)下列有关基因工程操作的叙述,正确的是 ( )
A.用同种限制酶切割运载体与目的基因可获得相同的黏性末端
B.以蛋白质的氨基酸序列为依据合成的目的基因一定与原基因的碱基序列相同
C.检测到受体细胞含有目的基因就标志着基因工程操作成功
D.用含抗生素抗性基因的质粒作为载体是因为其抗性基因便于与外源基因连接
知识点二 基因工程的应用
1.基因工程育种中受体细胞的选择:
(1)对于动物而言,一般选择受精卵作为基因工程的...