基因工程(山东省肥城市龙山中学)
文档属性
| 名称 | 基因工程(山东省肥城市龙山中学) |  | |
| 格式 | rar | ||
| 文件大小 | 3.2MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2008-01-20 22:02:00 | ||
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文档简介
课件41张PPT。一 基因工程的基本内容主要内容1）基因工程的概念
2）基因操作的工具
3）基因操作的基本步骤什么叫基因工程？ 基因工程又叫基因拼接技术或DNA重组技术。是指按照人们的意愿,在生物体外，通过对DNA分子进行人工“剪切”和“拼接”，对生物的基因进行改造和重新组合，然后导入到受体细胞里，定向地改造生物的遗传性状，产生出人类需要的基因产物。（一）基因工程的概念（一）基因工程的概念基因拼接技术或DNA重组技术生 物 体 外基 因DNA 分子水平人类需要的基因产物剪切→ 拼接→ 导入实 质：（定向）基 因 重 组→检测与鉴定基因工程培育抗虫棉的简要过程：（一）基因工程的概念普通棉花(无抗虫特性)苏云金杆菌提取抗虫基因与运载体DNA拼接
导入棉花细胞(含抗虫基因)棉花植株(有抗虫特性)上述培育抗虫棉的关键步骤是什么？（一）基因工程的概念基因工程培育抗虫棉的关键步骤：关键步骤一：从苏云金杆菌细胞内提取出来抗虫基因关键步骤二：抗虫基因与运载体DNA拼接关键步骤三：抗虫基因导入受体(棉花)细胞解决培育抗虫棉的关键步骤需要哪些工具？（二）基因操作的工具关键步骤一的工具：
关键步骤二的工具：
关键步骤三的工具：“分子手术刀”——限制性核酸内切酶“分子缝合针”——DNA连接酶“分子运输车”——运载体“分子手术刀”——限制性核酸内切酶（简称限制酶）（二）基因操作的工具即一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并且能在特定的切点上切割DNA分子。特 点：限制酶是在生物体(主要是微生物)内的一类酶，能将外来的DNA切断，由于这种切割作用是在DNA分子内部进行的，故名限制性核酸内切酶。这类酶存在于原核生物中有什么作用呢？切割外源DNA，使之失效，达到保护自身的目的。专一性限制性核酸内切酶(称限制酶)能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列,并且使每一 条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开“分子手术刀”——限制性内切酶（二）基因操作的工具如：大肠杆菌(E.coli)的一种限制酶能识别 GAATTC序列，并在G和A之间切开。限制酶 DNA分子经限制性核酸内切酶切割产生的 DNA片段末端通常有哪两种形式？（二）基因操作的工具有黏性末端和平末端两种那么，在中轴线两侧的双链DNA上的碱基有什么特点呢？不管是产生黏性末端还是平末端，在中轴线两侧的双链DNA上的碱基旋转对称“分子手术刀”——限制性内切酶（二）基因操作的工具限制酶识别序列什么叫黏性末端？（二）基因操作的工具 被限制酶切开的DNA两条单链的切口，带有几个伸出的核苷酸，他们之间正好互补配对，这样的切口叫黏性末端。游离片段要想获得某个目的基因必须要用限制酶切几个切口？可产生几个黏性末端？一个目的基因有几个黏性末端？要切两个切口，产生四个黏性末端，两个。如果把两种来源不同的DNA用同一种限制酶来切割，会怎样呢？ 会产生相同的黏性末端。是不是把两者的黏性末端黏合起来，这样就真的合成重组的DNA分子了? 实际还不够,还需要DNA连接酶进行连接。（二）基因操作的工具“分子缝合针”——DNA连接酶两者都是将双链DNA片段“缝合”起来，恢复被限制酶切开的两个核苷之间的磷酸二酯键。
但E·coli DNA连接酶只能“缝合”黏性末端不能“缝合”平末端；而T4 DNA连接酶既能“缝合”黏性末端又能“缝合”平末端。根据来源不同可分为哪两类？在性质上两者又有什么异同呢？E·coli DNA连接酶和T4 DNA连接酶。“分子缝合针”——DNA连接酶（二）基因操作的工具 DNA连接酶可把黏性末端之间的缝隙“缝合”起来，即把梯子两边扶手的断口连接起来，这样一个重组的DNA分子就形成了。（二）基因操作的工具DNA连接酶与DNA聚合酶是一回事吗？为什么？ 不是一回事。相同点：形成磷酸二酯键
但是：1）DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有的核酸片段上，形成磷酸二酯键；而DNA连接酶是在两个DNA片段之间形成磷酸二酯键
2） DNA聚合酶需要以一条DNA链为模板；而DNA连接酶不需要模板。外源基因(如抗虫基因)怎样才能导入受体细胞(如棉花细胞)？（二）基因操作的工具“分子运输车”——载体。载体的作用有哪些？作用一：作为运载工具，将外源基因(抗虫基因)转移到受体细胞(棉花细胞)中去。
作用二：利用载体在受体细胞(棉花细胞)内，对外源基因(抗虫基因)进行大量复制。（随载体的复制而复制）“分子运输车”——载体（二）基因操作的工具常用的载体主要有两类：
1）细菌细胞质的质粒
2）噬菌体或某些动植物病毒原理：病毒，细菌等的侵染性。（二）基因操作的工具质粒是一种裸露的、结构简单、独立于细菌染色体（即拟核DNA）之外，且具有自我复制能力的双链环状DNA分子。
质粒是基因工程最常用的载体。
有的一个细菌中有一个，有的一个细菌中有多个。为什么质粒可以作为基因工程最常用的载体呢？作为运载体必须具备哪些条件？（二）基因操作的工具1）能够在宿主细胞中自我复制并稳定地保存。
2）具有一个或多个限制酶切点，以便与外源基因连接。
3）具有某些标记基因，便于进行筛选。
4）必需是安全的，不会对受体 细胞有害。
5）大小应适合，便于提取和操作
6）有启动子和终止子 所有的质粒都可以作为运载体吗？不是。只有具备了以上几点要求的质粒
才可以充当运载体。基因操作的工具一.“分子手术刀":限制性核酸内切酶来源:主要来自原核生物作用:将外来的DNA切断结果:产生黏性末端或 平末端二.“分子缝合针”: DNA连接酶分类:E·coli DNA连接和T4 DNA连接酶 作用:把黏性末端之间的缝隙“缝合”起来三.“分子运输车”:基因进入受体细胞的载体种类:质粒、动植物病毒等条件:自我复制、限制酶切点、标记基因、 安全的、大小应适合1）以下说法正确的是 （ ）
A、所有的限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列
B、质粒是基因工程中唯一的运载体
C、载体必须具备的条件之一是：具有多个限制酶切点，以便与外源基因连接
D、基因控制的性状都能在后代表现出来C巩固练习2）下列不是基因载体具备的条件的是
A、能自我 复制 （ ）
B、有多个限制酶切点
C、具有标记基因
D、它是环状DNAD巩固练习3）有关基因工程的叙述中，错误的是（ ）
A、DNA连接酶将黏性末端的碱基对连接起来
B、 限制性核酸内切酶用于目的基因的获得
C、目的基因须由载体导入受体细胞
D、 人工合成目的基因不用限制性内切酶A巩固练习4）有关基因工程的叙述正确的是 （ ）
A、限制酶只在获得目的基因时才用
B、重组质粒的形成在细胞内完成
C、质粒都可作为载体
D、蛋白质的结构可为合成目的基因提供资料D巩固练习5）基因工程是在DNA分子水平上进行设计施工的。在基因操作的基本步骤中，不进行碱基互补配对的步骤是 （ ）
A、人工合成目的基因
B、目的基因与载体结合
C、将目的基因导入受体细胞
D、目的基因的检测和表达C巩固练习6。下列关于质粒的叙述，正确的是
A、质粒是广泛存在于细菌细胞中的一种颗粒状细胞器
B、质粒是细菌细胞质中能够自主复制的小型环状DNA分子
C、质粒只有在导入宿主细胞后才能在宿主细胞内复制
D、细菌质粒的复制过程一定是在宿主细胞外独立进行的
7科学家将含人的α-抗胰蛋白酶基因的DNA片段，注射到羊的受精卵中，该受精卵发育的羊能分泌含α-抗胰蛋白酶的奶。这一过程涉及（）
A DNA按照碱基互补配对原则自我复制
B DNA以其一条链为模板合成RNA
C 按照RNA密码子的排列顺序合成蛋白质
D RNA以自身为模板自我复制
8在基因工程中，科学家所用的“剪刀”、“针线”和“运载体”分别是指( )
A.大肠杆菌病毒、质粒、DNA连接酶
B.噬菌体、质粒、DNA连接酶
C.DNA限制酶、RNA连接酶、质粒
D.DNA限制酶、DNA连接酶、质粒 9人们常选用的细菌质粒分子往往带有一个抗菌素抗性基因，该抗性基因的主要作用是
A.提高受体细胞在自然环境中的耐药性
B.有利于对目的基因是否导入进行检测
C.增加质粒分子的分子量
D.便于与外源基因连接
10有关基因工程的叙述正确的是 （ ）
A.限制性内切酶只在获得目的基因时才用
B.重组质粒的形成在细胞内完成
C.质粒都可作运载体
D.蛋白质的结构可为合成目的基因提供资料 11生物细胞中含有细胞质基因的结构是 ( )
A. 细胞核和染色体
B．染色体和核糖体
C．线粒体和质粒
D．线粒体和叶绿体 12目前常被使用的基因载体有（ ）
A．质粒 B．噬菌体
C．染色体 D．动、植物病毒 13。1997年，科学家将动物体内的能够合成胰岛素的基因与大肠杆菌的DNA分子重组，并且在大肠杆菌中表达成功。如右图，请据图回答问题。 (1)此图表示的是采取______________方法
获取___基因的过程。 (2)图中①DNA是以____________为模板，_____________形成单链DNA，在酶的作用下合成双链DNA，从而获得了所需要的____________________________。 (3)图中②代表的是_________________酶，在它的作用下将质粒切出_____末端。 (4)图中③代表重组DNA，含______基因。 (5)图中④表示的过程是_________________________。
2）基因操作的工具
3）基因操作的基本步骤什么叫基因工程？ 基因工程又叫基因拼接技术或DNA重组技术。是指按照人们的意愿,在生物体外，通过对DNA分子进行人工“剪切”和“拼接”，对生物的基因进行改造和重新组合，然后导入到受体细胞里，定向地改造生物的遗传性状，产生出人类需要的基因产物。（一）基因工程的概念（一）基因工程的概念基因拼接技术或DNA重组技术生 物 体 外基 因DNA 分子水平人类需要的基因产物剪切→ 拼接→ 导入实 质：（定向）基 因 重 组→检测与鉴定基因工程培育抗虫棉的简要过程：（一）基因工程的概念普通棉花(无抗虫特性)苏云金杆菌提取抗虫基因与运载体DNA拼接
导入棉花细胞(含抗虫基因)棉花植株(有抗虫特性)上述培育抗虫棉的关键步骤是什么？（一）基因工程的概念基因工程培育抗虫棉的关键步骤：关键步骤一：从苏云金杆菌细胞内提取出来抗虫基因关键步骤二：抗虫基因与运载体DNA拼接关键步骤三：抗虫基因导入受体(棉花)细胞解决培育抗虫棉的关键步骤需要哪些工具？（二）基因操作的工具关键步骤一的工具：
关键步骤二的工具：
关键步骤三的工具：“分子手术刀”——限制性核酸内切酶“分子缝合针”——DNA连接酶“分子运输车”——运载体“分子手术刀”——限制性核酸内切酶（简称限制酶）（二）基因操作的工具即一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并且能在特定的切点上切割DNA分子。特 点：限制酶是在生物体(主要是微生物)内的一类酶，能将外来的DNA切断，由于这种切割作用是在DNA分子内部进行的，故名限制性核酸内切酶。这类酶存在于原核生物中有什么作用呢？切割外源DNA，使之失效，达到保护自身的目的。专一性限制性核酸内切酶(称限制酶)能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列,并且使每一 条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开“分子手术刀”——限制性内切酶（二）基因操作的工具如：大肠杆菌(E.coli)的一种限制酶能识别 GAATTC序列，并在G和A之间切开。限制酶 DNA分子经限制性核酸内切酶切割产生的 DNA片段末端通常有哪两种形式？（二）基因操作的工具有黏性末端和平末端两种那么，在中轴线两侧的双链DNA上的碱基有什么特点呢？不管是产生黏性末端还是平末端，在中轴线两侧的双链DNA上的碱基旋转对称“分子手术刀”——限制性内切酶（二）基因操作的工具限制酶识别序列什么叫黏性末端？（二）基因操作的工具 被限制酶切开的DNA两条单链的切口，带有几个伸出的核苷酸，他们之间正好互补配对，这样的切口叫黏性末端。游离片段要想获得某个目的基因必须要用限制酶切几个切口？可产生几个黏性末端？一个目的基因有几个黏性末端？要切两个切口，产生四个黏性末端，两个。如果把两种来源不同的DNA用同一种限制酶来切割，会怎样呢？ 会产生相同的黏性末端。是不是把两者的黏性末端黏合起来，这样就真的合成重组的DNA分子了? 实际还不够,还需要DNA连接酶进行连接。（二）基因操作的工具“分子缝合针”——DNA连接酶两者都是将双链DNA片段“缝合”起来，恢复被限制酶切开的两个核苷之间的磷酸二酯键。
但E·coli DNA连接酶只能“缝合”黏性末端不能“缝合”平末端；而T4 DNA连接酶既能“缝合”黏性末端又能“缝合”平末端。根据来源不同可分为哪两类？在性质上两者又有什么异同呢？E·coli DNA连接酶和T4 DNA连接酶。“分子缝合针”——DNA连接酶（二）基因操作的工具 DNA连接酶可把黏性末端之间的缝隙“缝合”起来，即把梯子两边扶手的断口连接起来，这样一个重组的DNA分子就形成了。（二）基因操作的工具DNA连接酶与DNA聚合酶是一回事吗？为什么？ 不是一回事。相同点：形成磷酸二酯键
但是：1）DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有的核酸片段上，形成磷酸二酯键；而DNA连接酶是在两个DNA片段之间形成磷酸二酯键
2） DNA聚合酶需要以一条DNA链为模板；而DNA连接酶不需要模板。外源基因(如抗虫基因)怎样才能导入受体细胞(如棉花细胞)？（二）基因操作的工具“分子运输车”——载体。载体的作用有哪些？作用一：作为运载工具，将外源基因(抗虫基因)转移到受体细胞(棉花细胞)中去。
作用二：利用载体在受体细胞(棉花细胞)内，对外源基因(抗虫基因)进行大量复制。（随载体的复制而复制）“分子运输车”——载体（二）基因操作的工具常用的载体主要有两类：
1）细菌细胞质的质粒
2）噬菌体或某些动植物病毒原理：病毒，细菌等的侵染性。（二）基因操作的工具质粒是一种裸露的、结构简单、独立于细菌染色体（即拟核DNA）之外，且具有自我复制能力的双链环状DNA分子。
质粒是基因工程最常用的载体。
有的一个细菌中有一个，有的一个细菌中有多个。为什么质粒可以作为基因工程最常用的载体呢？作为运载体必须具备哪些条件？（二）基因操作的工具1）能够在宿主细胞中自我复制并稳定地保存。
2）具有一个或多个限制酶切点，以便与外源基因连接。
3）具有某些标记基因，便于进行筛选。
4）必需是安全的，不会对受体 细胞有害。
5）大小应适合，便于提取和操作
6）有启动子和终止子 所有的质粒都可以作为运载体吗？不是。只有具备了以上几点要求的质粒
才可以充当运载体。基因操作的工具一.“分子手术刀":限制性核酸内切酶来源:主要来自原核生物作用:将外来的DNA切断结果:产生黏性末端或 平末端二.“分子缝合针”: DNA连接酶分类:E·coli DNA连接和T4 DNA连接酶 作用:把黏性末端之间的缝隙“缝合”起来三.“分子运输车”:基因进入受体细胞的载体种类:质粒、动植物病毒等条件:自我复制、限制酶切点、标记基因、 安全的、大小应适合1）以下说法正确的是 （ ）
A、所有的限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列
B、质粒是基因工程中唯一的运载体
C、载体必须具备的条件之一是：具有多个限制酶切点，以便与外源基因连接
D、基因控制的性状都能在后代表现出来C巩固练习2）下列不是基因载体具备的条件的是
A、能自我 复制 （ ）
B、有多个限制酶切点
C、具有标记基因
D、它是环状DNAD巩固练习3）有关基因工程的叙述中，错误的是（ ）
A、DNA连接酶将黏性末端的碱基对连接起来
B、 限制性核酸内切酶用于目的基因的获得
C、目的基因须由载体导入受体细胞
D、 人工合成目的基因不用限制性内切酶A巩固练习4）有关基因工程的叙述正确的是 （ ）
A、限制酶只在获得目的基因时才用
B、重组质粒的形成在细胞内完成
C、质粒都可作为载体
D、蛋白质的结构可为合成目的基因提供资料D巩固练习5）基因工程是在DNA分子水平上进行设计施工的。在基因操作的基本步骤中，不进行碱基互补配对的步骤是 （ ）
A、人工合成目的基因
B、目的基因与载体结合
C、将目的基因导入受体细胞
D、目的基因的检测和表达C巩固练习6。下列关于质粒的叙述，正确的是
A、质粒是广泛存在于细菌细胞中的一种颗粒状细胞器
B、质粒是细菌细胞质中能够自主复制的小型环状DNA分子
C、质粒只有在导入宿主细胞后才能在宿主细胞内复制
D、细菌质粒的复制过程一定是在宿主细胞外独立进行的
7科学家将含人的α-抗胰蛋白酶基因的DNA片段，注射到羊的受精卵中，该受精卵发育的羊能分泌含α-抗胰蛋白酶的奶。这一过程涉及（）
A DNA按照碱基互补配对原则自我复制
B DNA以其一条链为模板合成RNA
C 按照RNA密码子的排列顺序合成蛋白质
D RNA以自身为模板自我复制
8在基因工程中，科学家所用的“剪刀”、“针线”和“运载体”分别是指( )
A.大肠杆菌病毒、质粒、DNA连接酶
B.噬菌体、质粒、DNA连接酶
C.DNA限制酶、RNA连接酶、质粒
D.DNA限制酶、DNA连接酶、质粒 9人们常选用的细菌质粒分子往往带有一个抗菌素抗性基因，该抗性基因的主要作用是
A.提高受体细胞在自然环境中的耐药性
B.有利于对目的基因是否导入进行检测
C.增加质粒分子的分子量
D.便于与外源基因连接
10有关基因工程的叙述正确的是 （ ）
A.限制性内切酶只在获得目的基因时才用
B.重组质粒的形成在细胞内完成
C.质粒都可作运载体
D.蛋白质的结构可为合成目的基因提供资料 11生物细胞中含有细胞质基因的结构是 ( )
A. 细胞核和染色体
B．染色体和核糖体
C．线粒体和质粒
D．线粒体和叶绿体 12目前常被使用的基因载体有（ ）
A．质粒 B．噬菌体
C．染色体 D．动、植物病毒 13。1997年，科学家将动物体内的能够合成胰岛素的基因与大肠杆菌的DNA分子重组，并且在大肠杆菌中表达成功。如右图，请据图回答问题。 (1)此图表示的是采取______________方法
获取___基因的过程。 (2)图中①DNA是以____________为模板，_____________形成单链DNA，在酶的作用下合成双链DNA，从而获得了所需要的____________________________。 (3)图中②代表的是_________________酶，在它的作用下将质粒切出_____末端。 (4)图中③代表重组DNA，含______基因。 (5)图中④表示的过程是_________________________。