欢迎来到七七文库! | 帮助中心 分享价值,成长自我!
七七文库
全部分类
  • 幼教>
  • 小学>
  • 初中>
  • 高中>
  • 职教>
  • 高教>
  • 办公>
  • 资格考试>
  • 行业>
  • ImageVerifierCode 换一换
    首页 七七文库 > 资源分类 > PPTX文档下载
    分享到微信 分享到微博 分享到QQ空间

    苏教版高中生物选修三精品课件:1.1.1 基因工程的发展历程和工具

    • 资源ID:54418       资源大小:1.34MB        全文页数:52页
    • 资源格式: PPTX        下载积分:5积分
    快捷下载 游客一键下载
    账号登录下载
    微信登录下载
    三方登录下载: QQ登录 微博登录
    二维码
    微信扫一扫登录
    下载资源需要5积分
    邮箱/手机:
    温馨提示:
    快捷下载时,用户名和密码都是您填写的邮箱或者手机号,方便查询和重复下载(系统自动生成)。
    如填写123,账号就是123,密码也是123。
    支付说明:
    本站最低充值10积分,下载本资源后余额将会存入您的账户,您可在我的个人中心查看。
    支付方式: 支付宝    微信支付   
    验证码:   换一换

    加入VIP,更优惠
     
    账号:
    密码:
    验证码:   换一换
      忘记密码?
        
    友情提示
    2、PDF文件下载后,可能会被浏览器默认打开,此种情况可以点击浏览器菜单,保存网页到桌面,就可以正常下载了。
    3、本站不支持迅雷下载,请使用电脑自带的IE浏览器,或者360浏览器、谷歌浏览器下载即可。
    4、本站资源下载后的文档和图纸-无水印,预览文档经过压缩,下载后原文更清晰。
    5、试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓。

    苏教版高中生物选修三精品课件:1.1.1 基因工程的发展历程和工具

    1、第1课时 基因工程的发展历程和工具,第一章 第一节 基因工程概述,学习导航 1.结合教材P79,简述基因工程的发展历程。 2.结合教材P912,举例说出限制性核酸内切酶和DNA连接酶的作用、特点。 3.概述质粒的含义、特性及其在基因工程中的作用。 重难点击 基因工程的基本工具的作用和特点。,课堂导入 方式一 抗虫棉的研究开发是我国发展农业转基因技术,打破跨国公司垄断,抢占国际生物技术制高点的成功事例。抗虫棉的应用使棉铃虫得到了有效控制,使杀虫剂用量降低了70%80%,有效保护了农业生态环境,减少了农民喷药中毒事故,为棉花生产和农业的可持续发展做出了巨大贡献。 师:要实现抗虫基因在棉花中的表达,

    2、提前要做哪些关键工作? 生:要将抗虫基因切割下来;要将抗虫基因整合到棉花的DNA上。 师:这里存在一个基因转移的实际问题,就是如何将控制抗虫的基因转入棉花细胞的问题。,师:中国有句俗语叫“没有金刚钻儿,不揽瓷器活儿”。科学家们在实施基因工程之前,苦苦求索,终于找到了实施基因工程的三种“金刚钻儿”,使基因工程的设想成为了现实。这三种“金刚钻儿”是什么?有什么特点和具体作用?下面我们就来学习这方面的内容。 方式二 科学设想,能否让禾本科植物也能固定空气中的氮?能否让细菌“吐出”蚕丝?能否让微生物产生人的胰岛素、干扰素等珍贵的药物?经过多年努力,科学家于20世纪70年代创立了可以定向改造生物的新技术

    3、基因工程。这一技术是在DNA分子水平上进行的,在微小的DNA分子上进行的操作,需要专用的工具。这些工具是什么?各自的作用是什么?让我们一起来了解一下吧!,一、基因工程的发展历程,二、基因工程操作的两种工具酶,内容索引,当堂检测,三、基因工程中的工具载体,一、基因工程的发展历程,基础梳理,1.理论与技术基础的发展 1953年:沃森和克里克建立 结构模型。 1957年:科恩伯格等首次发现 。 1958年:梅塞尔森和斯塔尔发现 的机理。克里克提出。,DNA聚合酶,DNA分子双螺旋,DNA半保留复制,中心法则,19611966年:尼伦伯格等破译 。 1967年:罗思和赫林斯基等发现运转工具 和 。 1

    4、970年:特明和巴尔的摩各自在RNA病毒中发现 酶。史密斯等人分离到 。 1977年:桑格首次完成基因组的测序工作。,遗传密码,质粒,DNA连接酶,逆转录,限制性核酸内切酶,猿猴病毒SV40的DNA 同一种限制性核酸内切酶 噬菌体的DNA,DNA连接酶,重组的 分子,成就:世界上首次DNA分子 。,2.重组DNA技术的发展 (1)1972年科学家伯格等实验 过程,杂种DNA,体外重组,大肠杆菌质粒DNA(含卡那霉素抗性基因) 同一种限制性核酸内切酶 另一种大肠杆菌质粒DNA(含四环素抗性基因),DNA连接酶,_,(2)1973年科学家科恩等实验,重组DNA分子,大肠杆菌,转化,子代大肠杆菌(双

    5、重抗性),(3)不同物种间DNA重组实验 过程:非洲爪蟾核糖体蛋白基因的DNA片段大肠杆菌质粒 重组DNA 大肠杆菌 转录出相应 。 成就:打破了传统的种间遗传物质不能交换的重重壁垒,开创了。,mRNA,基因工程,3.基因工程的概念,剪切,拼接,重新组合,基因,基因产物,体外,遗传性状,问题探究,1.有性生殖中的基因重组是随机的,且只能在同一物种间进行。基因工程操作导致的基因重组与前述基因重组有何区别?,答案,答案 基因工程可以在不同物种间进行基因重组,并且方向性强,可以定向地改变生物的性状。,2.基因工程的理论基础 (1)不同生物的DNA分子能拼接起来的原因分析 基本组成单位相同:都是四种

    6、。 双链DNA分子的空间结构相同:都是规则的 。 DNA碱基对之间的关系相同:均遵循严格的 原则。 (2)外源基因能够在受体内表达,并使受体表现出相应的性状的原因分析 基因的功能特点:控制生物体性状的 单位,具有相对独立性。 遗传信息的传递方向都遵循 。 生物界共用一套 。,脱氧核苷酸,双螺旋结构,碱基互补配对,结构和功能,中心法则,遗传密码,拓展应用,1.科学家们经过多年的努力,创立了一种新兴生物技术基因工程,实施该工程的最终目的是 A.定向提取生物体内的DNA分子 B.定向地对DNA分子进行人工“剪切” C.在生物体外对DNA分子进行改造 D.定向地改造生物的遗传性状,解析 基因工程能按照

    7、人们的意愿通过相关技术操作赋予生物以新的遗传特性。,答案,解析,2.目前,科学家把兔子血红蛋白基因导入大肠杆菌细胞中,在大肠杆菌细胞中合成了兔子的血红蛋白。下列不是这一先进技术的理论依据的是 A.所有生物共用一套遗传密码 B.基因能控制蛋白质的合成 C.兔子血红蛋白基因与大肠杆菌的DNA都是由四种脱氧核苷酸构成,都遵循相同的碱基互补配对原则 D.兔子与大肠杆菌有共同的原始祖先,答案,解析,解析 题干表述的是目的基因导入受体细胞并得以表达的过程,目的基因在不同生物细胞中能够表达出相同的蛋白质,说明控制其合成的信使RNA上的密码子是共用的,相同的密码子决定相同的氨基酸,A正确; 基因是通过转录出信

    8、使RNA,进而控制蛋白质的合成,B正确; 基因是有遗传效应的DNA片段,只要是双链DNA都遵循碱基互补配对原则,其组成原料都是四种脱氧核苷酸,C正确; 生物之间是否有共同的原始祖先与转基因技术之间没有必然关系,D错误。,二、基因工程操作的两种工具酶,基础梳理,1.“分子手术刀”限制性核酸内切酶(又称限制酶) (1)来源:主要从原核生物中分离出来。 (2)特点:具有 。 识别DNA分子上特定的 序列。 断开每条链中特定部位的两个脱氧核苷酸之间的 。,脱氧核苷酸,特异性(专一性),磷酸二酯键,(3)识别序列 组成:大多数由 组成。 特点:一般具有 。 (4)作用结果:产生 末端或 末端。 2.“分

    9、子针线”DNA连接酶 (1)作用:连接DNA分子基本骨架之间的 。 (2)结果:形成重组DNA分子。,6个核苷酸,黏性,平口,回文序列,磷酸二酯键,问题探究,1.仔细观察下列两种限制酶作用示意图,尝试回答下列问题:(1)两种限制酶的识别序列和切割位点分别是什么?,答案,答案 EcoR的识别序列为GAATTC,切割位点是在G和A之间。Hae的识别序列有AGGCCT,切割位点在G和C之间。,(2)由以上分析可知限制酶的作用是什么?有何作用特点?,答案,答案 限制酶的作用是: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。特点是特异性地识别和切割

    10、双链DNA分子。,答案 DNA连接酶的作用部位为,形成了磷酸二酯键。DNA连接酶和限制性核酸内切酶作用部位都是磷酸二酯键,但作用结果不同,前者是断裂磷酸二酯键,形成DNA片段,后者是形成磷酸二酯键,连接DNA片段。,2.如图1所示,EcoliDNA连接酶和T4DNA连接酶均可把黏性末端之间的缝隙“缝合”起来,相当于把梯子两边的扶手的断口连接起来。DNA连接酶和限制性核酸内切酶的关系如图2所示:由图可知DNA连接酶的作用部位是“”还是“”,形成了什么化学键?与限制性核酸内切酶相比作用部位和作用结果有何异同?,答案,答案 不相同。DNA连接酶是将两个DNA片段连接起来,而DNA聚合酶是将单个的脱氧

    11、核苷酸加到已有的DNA片段上。,3.DNA连接酶和DNA聚合酶的异同 (1)DNA连接酶和DNA聚合酶均能形成磷酸二酯键,二者的作用对象相同吗?为什么?,答案,(2)比较DNA连接酶和DNA聚合酶的异同点,脱氧核苷酸,不需要,DNA的一条链,脱氧核苷酸,4.在右图中标出限制酶、DNA连接酶、DNA聚合酶和DNA解旋酶的作用部位。,答案 如图所示,答案,限制酶、DNA连接酶和DNA聚合酶作用于a处化学键,而解旋酶作用于b处化学键。,拓展应用,3.下表为常用的限制性核酸内切酶(限制酶)及其识别序列和切割位点,由此推断以下说法中,正确的是注:Y表示C或T,R表示A或G A.一种限制酶只能识别一种核苷

    12、酸序列 B.限制酶切割后一定形成黏性末端 C.不同的限制酶可以形成相同的黏性末端 D.限制酶的切割位点在识别序列内部,答案,解析,解析 根据表格内容可以推知,每种限制酶都能识别特定的核苷酸序列,但不一定只能识别一种序列,如限制酶Hind,A项错误; 限制酶切割后能形成黏性末端或平口末端,如限制酶Hind切割后露出平口末端,B项错误; 不同的限制酶切割后可能形成相同的黏性末端,如限制酶BamH和Sau3A切割后露出的黏性末端相同,C项正确; 限制酶的切割位点可以位于识别序列的外侧,如Sau3A,D项错误。,一题多变 判断正误: (1)一种限制性核酸内切酶只能识别一种特定的核糖核苷酸序列( )(2

    13、)限制性核酸内切酶的活性受温度、pH的影响,总有一个最合适的条件( ),解析 限制性核酸内切酶只能够识别双链DNA分子的某种特定的脱氧核苷酸序列,不能识别RNA分子的核糖核苷酸序列,错误。,答案,解析,解析 同其他的酶一样,限制性核酸内切酶同样受温度和pH的影响,而且具有发挥最大催化效率的最适温度和最适pH,正确。,(3)限制性核酸内切酶能破坏相邻脱氧核苷酸之间的化学键( )(4)限制性核酸内切酶不只存在于原核生物中,其合成场所是核糖体( ),解析 限制性核酸内切酶催化的是特定部位磷酸二酯键的断裂,属于水解反应,正确。,答案,解析,解析 限制性核酸内切酶主要从原核生物中分离纯化,也有来自真核细

    14、胞的,其本质是蛋白质,在核糖体上合成,正确。,解析 DNA连接酶和DNA聚合酶都是催化2个脱氧核苷酸分子之间形成磷酸二酯键。但DNA连接酶是在2个DNA片段之间形成磷酸二酯键,将2个DNA片段连接成重组DNA分子;DNA聚合酶是将单个的脱氧核苷酸分子加到已存在的DNA片段上形成磷酸二酯键,合成新的DNA分子。,4.下列关于DNA连接酶作用的叙述,正确的是 A.将单个核苷酸加到某个DNA片段的末端,形成磷酸二酯键 B.将断开的2个DNA片段的骨架连接起来,重新形成磷酸二酯键 C.连接2条DNA链上碱基之间的氢键 D.只能将双链DNA片段互补的黏性末端连接起来,而不能将两者之间的平口末端进行连接,

    15、答案,解析,三、基因工程中的工具载体,1.常用的载体:质粒、噬菌体的衍生物、 等。 是最早应用的载体,它是细菌细胞中的一类 的、结构简单、独立于细菌_之外,并具有 能力的 状DNA分子。 2.质粒的基本结构 (1)重组质粒进入受体细胞后要扩增产生更多的带有目 的基因的质粒,因此应具备 。 (2)重组质粒进入受体细胞后要进行鉴定和筛选,一般 利用质粒上特殊的 。 (3)为了便于外源DNA分子的插入,要求质粒必须有一个至多个_的切割位点。,基础梳理,质粒,动、植物病毒,拟核,祼露,DNA,自我复制,复制原点,环,标记基因,限制性核,酸内切酶,问题探究,右图为大肠杆菌及质粒载体的结构模式图,据图探究

    16、以下问题: 1.a代表的物质和质粒都能进行自我复制, 它们的化学本质都是什么?2.某目的基因切割末端为 , 为使质粒和目的基因连接在一起,质粒 应有的一段核苷酸序列及被限制酶切割 的末端分别是什么?,答案 DNA。,答案 ACGCGT CGCGTTGCGCA; A,答案,3.氨苄青霉素抗性基因,能控制某物质的合成,该物质能抵抗氨苄青霉素,使含有该基因的生物能在含氨苄青霉素的环境中存活。因此,氨苄青霉素抗性基因在基因工程载体上能起什么作用?4.由以上分析总结作为载体必须具备哪些条件?,答案 用作标记基因,供重组DNA的鉴定与选择。,答案,答案 作为载体必须具备的条件: (1)必须有一个至多个限制

    17、酶切割位点; (2)必须具备自我复制的能力; (3)必须有标记基因。,标记基因的筛选原理 (1)前提:载体上的标记基因一般是一些抗生素的抗性基因。目的基因要转入的受体细胞没有抵抗相关抗生素的能力。 (2)过程:含有某抗生素抗性基因的载体导入受体细胞,抗性基因在受体细胞内表达,受体细胞对该抗生素产生抗性,然后在培养基中加入该抗生素。,拓展提升,(3)结果:在培养基上,被抗生素杀死的是没有抗性的受体细胞,没被杀死的具有抗性的受体细胞得以筛选。如下图:,拓展应用,5.质粒是基因工程中最常用的载体,它存在于许多细菌体内。某细菌质粒上有标记基因如图所示,通过标记基因可以推知外源基因(目的基因)是否转入成

    18、功。外源基因插入的位置不同,细菌在培养基上的生长情况也不同,如图所示是外源基因插入位置(插入点有a、b、c),请根据表中提供的细菌生长情况,推测三种重组后细菌的外源基因插入点,,正确的一组是 A.是c;是b;是a B.是a和b;是a;是b C.是a和b;是b;是a D.是c;是a;是b,答案,解析,解析 细菌能在含氨苄青霉素和四环素的培养基上生长,说明抗氨苄青霉素基因和抗四环素基因没有被破坏,所以插入点是c。 对细菌来说,能在含氨苄青霉素的培养基上生长,而不能在含四环素的培养基上生长,说明其抗氨苄青霉素基因正常而抗四环素基因被破坏,插入点为b。 细菌不能在含氨苄青霉素的培养基上生长,说明其抗氨

    19、苄青霉素基因被插入而破坏,故插入点为a。,一题多变 判断正误: (1)为供外源DNA插入质粒,质粒DNA分子上有一个至多个限制酶切割位点( ) (2)质粒上的特殊标记基因可以供外源DNA片段插入质粒( ) (3)细菌核区的DNA也常被用做载体( ),答案,课堂小结,受体细胞,核苷酸,磷酸二酯键,当堂检测,1.下列有关基因工程诞生的说法,不正确的是 A.基因工程是在生物化学、分子生物学和微生物学等学科的基础上发展起来的 B.工具酶和载体的发现使基因工程的实施成为可能 C.遗传密码的破译为基因的分离和合成提供了理论依据 D.基因工程必须在同物种间进行,2,3,4,5,1,解析 基因工程可在不同物种

    20、间进行,它可打破生殖隔离的界限,定向改造生物的遗传性状。,答案,解析,2.下列关于限制酶和DNA连接酶的说法中,正确的是 A.其化学本质都是蛋白质 B.DNA连接酶可恢复DNA分子中的氢键 C.在基因工程中DNA聚合酶可以替代DNA连接酶 D.限制酶切割后一定能产生黏性末端,答案,2,3,4,1,5,解析 限制酶和DNA连接酶的化学本质都是蛋白质。,解析,2,3,4,1,5,3.已知某种限制酶在一线性DNA分子上有3个酶切位点,如图中箭头所指。如果该线性DNA分子在3个酶切位点上都被该酶切断,则会产生a、b、c、d四种不同长度的DNA片段。现有多个上述线性DNA分子,若在每个DNA分子上至少有

    21、1个酶切位点被酶切断,则从理论上讲,经该酶酶切后,这些线性DNA分子最多能产生长度不同的DNA片段种类数是A.3 B.4 C.9 D.12,答案,解析,解析 解本题的关键是要理解“在每个DNA分子上至少有1个酶切位点被该酶切断”,即一个DNA分子可能被切了一个位点,也可能被切了两个或三个位点,要分开考虑,不要遗漏和重复。切一个位点情况下可得到a和bcd、ab和cd、abc和d;切两个位点情况下可得到a、b和cd;a、bc和d;ab、c和d;切三个位点情况下可得到a、b、c、d。一共可以得到九种片段,分别是a、b、c、d、ab、abc、bc、bcd、cd。,2,3,4,1,5,4.下列有关细菌质

    22、粒的叙述,正确的是 A.质粒是存在于细菌细胞中的一种颗粒状的细胞器 B.质粒是细菌细胞中能自我复制的小型环状DNA分子 C.质粒只有在侵入宿主细胞后在宿主细胞内才能复制 D.细菌质粒的复制过程一定是在宿主细胞外独立进行,2,3,4,1,答案,5,解析 质粒是细菌细胞质中能自我复制的小型环状DNA分子,可以在细菌细胞内或宿主细胞内复制。,解析,5.通过DNA重组技术使原有基因得以改造的动物称为转基因动物。运用这一技术使羊奶中含有人体蛋白质,如图表示了这一技术的基本过程,在该工程中所用的基因“剪刀”能识别的序列和切点是GGATCC,请回答下列问题:,2,3,4,1,5,(1)从羊染色体中“剪下”羊

    23、蛋白质基因的酶是_。人体蛋白质基因“插入”后连接在羊体细胞染色体中时需要的酶是_。,限制酶,DNA连接酶,答案,2,3,4,1,5,解析,2,3,4,1,5,解析 基因工程所用的工具酶是限制酶和DNA连接酶。不同生物的基因之所以能整合在一起,是因为基因的组成、碱基配对方式和空间结构是相同的。将目的基因导入受体细胞,离不开载体的协助,基因工程中用的载体除质粒外,还有动植物病毒、噬菌体的衍生物等。,(2)请画出质粒被切割形成黏性末端的过程图。(3)人体蛋白质基因之所以能“插入”到羊的染色体内,原因是_ _,“插入”时用的工具是_,其种类有_。,答案,碱基配对方式和空间结构是相同的,载体,基因的组成、,答案,2,3,4,1,5,质粒、动植物病毒、噬菌体的衍生物等,


    注意事项

    本文(苏教版高中生物选修三精品课件:1.1.1 基因工程的发展历程和工具)为本站会员(可**)主动上传,七七文库仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容本身不做任何修改或编辑。 若此文所含内容侵犯了您的版权或隐私,请立即通知七七文库(点击联系客服),我们立即给予删除!




    关于我们 - 网站声明 - 网站地图 - 资源地图 - 友情链接 - 网站客服 - 联系我们

    工信部备案编号:浙ICP备05049582号-2     公安备案图标。浙公网安备33030202001339号

    本站为“文档C2C交易模式”,即用户上传的文档直接卖给(下载)用户,本站只是网络服务平台,本站所有文档下载所得的收益归上传人(含作者)所有。本站仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容本身不做任何修改或编辑。如您发现文档所含内容侵犯了您的版权或隐私,请立刻联系我们并提供证据,我们将立即给予删除!

    收起
    展开