人教版选修高中生物基因工程简介教案.docVIP

基因工程简介 【基础知识回扣】 一、基因工程的基本内容： ⑴、基因工程：按照人们的意愿，把一种生物的个别基因复制出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里，______改造生物的遗传性状。又叫______技术或______技术 ⑵、基因操作的工具 A、限制性内切酶（基因剪刀） ①分布：主要存在于______中 ②作用与特性：一种限制酶只能识别______的核苷酸序列，并且能在______上切割DNA分子 ③结果：产生黏性末端 ④种类：200多种 B、DNA连结酶（基因针线）把两条DNA黏性末端之间的缝隙“缝合”起来运载体（基因的运输工具）。 具备条件： ①够在宿主细胞中______并______保存 ②具有多个______切点，以便与外源基因连接 ③具有某些______，便于进行筛选______ 常用运载体：______、噬菌体、动植物病毒 ⑶、基因操作的基本步骤 A、提取目的基因 概念：取得人们所需要的特定基因 途径：直接分离基因，如______ 人工合成基因 ①mRNA 单链DNA双链DNA ②根据已知的氨基酸序列，推测出核 苷酸序列，通过化学方法合成 B、目的基因与运载体结合 用一定的______切割质粒 用______限制酶切割目的基因 加入DNA连接酶 二者的黏性末端因碱基互补配对而结合成重组DNA分子 C、将目的基因导人受体细胞；主要是借鉴______或______侵染细胞的途径 D、目的基因的检测和表达 检测：根据______是否具有某些______，判断目的基因导人与否表达：受体细胞表现出______ 二、基因工程的成果与发展前景 ⑴、基因工程与医药卫生 ①、生产基因工程药品：如胰岛素、干扰素等 ②、基因诊断：用放射性同位素、荧光分子等标记的做探针，应用______原理，鉴定被检测标本上的遗传信息 ③、基因治疗：把______导人有基因缺陷的细胞中，达到治疗疾病的目的 ⑵、基因工程与农牧业及食品工业： A、农业 获得高产、稳产和具有______的农作物 培育具有各种______的作物新品种 B、畜牧养殖业 培育人们所需要的具有各种优良品质的______动物 利用某些特定的______在哺乳动物体内______表达 C、食品业：为人类开辟新的食物来源 ⑶、基因工程与环境保护 环境监测：用______检测______的含量 环境净化：获得能同时分解四种烃类的“超级细菌” 【核心要点突破】 一、基因的的操作工具 1．限制性内切酶 (1)分布：该酶主要分布于微生物中。 (2)作用：基因工程中重要的切割工具，能将外来的DNA切断，对自己的DNA无损害。 (3)作用部位：在DNA分子内部进行。 (4)特点：具特异性，即识别特定的核苷酸序列，并在特定切点切割。该酶识别的切割部位一般都具有反向重复序列，即一条链正向读的碱基顺序与另一条链反向读的顺序完全一致。 切割方式举例如下： 思考：要想获得某个特定性状的基因必须要用限制性内切酶切几个切口?可产生几个黏性末端? 2．DNA连接酶：该酶的作用是将两个相同的黏性末端连接起来，连接的部位是磷酸二酯键(梯子的扶手)，不是氢键(梯子的横档)。 3．运载体 (1)在基因操作中，使用运载体的目的有两个： ①作为运载工具，将目的基因运送到宿主细胞中去。 ②利用它在宿主细胞内对目的基因进行大量复制。 (2)作为运载体必须具备三个条件： ①能在宿主细胞内稳定地保存并大量复制。 ②具有多个限制酶切点，以便与外源基因连接。 ③具有某些标记基因，以便进行筛选。 【特别提醒】①限制性内切酶和DNA连接酶的作用部位都是脱氧核苷酸之间形成的磷酸二酯键，只是一个切开，一个连接。②质粒是最常用的运载体，不要把质粒同运载体等同，除此之外，噬菌体和动植物病毒也可作为运载体。 二、提取目的基因的方法比较 过程 优点 缺点 直接分离法（鸟枪法） 供体细胞的DNA DNA片段 不同的受体细胞DNA片段扩增含目的基因的细胞 基因 操作简便 工作量大，有盲目性，目的基因含不表达的内含子 人工合成的方法 反转录法 ①mRNA 单链DNA双链DNA 专一性强，目的基因不含内含子 操作麻烦，mRNA存在的时间短，技术要求高 据已知氨基酸序列合成 通过测出的核苷酸序列，通过化学方法合成 专一性最强，目的基因不含内含子，可以可以自然界中不存在的基因 目前，复杂的尚不知核苷酸序列的基因不能合成 【特别提醒】由于一种氨基酸可对应多种密码子，因此根据蛋白质中已知的氨基酸序列合成出的目的基因可能有多种，但这并不影响目的基因表达的产物。 三、目的基因与运载体的结合与导入过程 1．过程(以质粒作运载体，以细菌作受体细胞) 2．问题分析 (1)目的基因与运载体的结合可能出现三种情况：①目的基因与目的基因结合。②质粒与质粒结