3.1基因工程及其技術(shù)第1課時課件高二下學(xué)期生物選擇性必修3

第一節(jié)

基因工程及其技術(shù)第1課時

基因工程的發(fā)展歷程及基本工具學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)科核心素養(yǎng)1.掌握

重組技術(shù)所需的三種基本工具的作用。2.了解基因工程載體所需要具備的條件。1.生命觀念——熟練說出

重組技術(shù)的基本工具及其特點。2.科學(xué)思維——掌握限制酶及

連接酶的作用；理解載體需具備的條件。教材預(yù)習(xí)·必備知識全過關(guān)一、基因工程是在多學(xué)科基礎(chǔ)上發(fā)展而來的時間科學(xué)家發(fā)現(xiàn)1957科恩伯格首次在大腸桿菌中發(fā)現(xiàn)了

聚合酶1967羅思和海林斯基發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)運工具——______（細(xì)菌擬核之外一種具有___________能力的__________分子）；其他科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了__________1970特明和巴爾的摩在

“腫瘤”病毒中發(fā)現(xiàn)了逆轉(zhuǎn)錄酶史密斯從流感嗜血桿菌中分離到一種特異性很強的__________________1972伯格首次實現(xiàn)了

分子______重組質(zhì)粒

自我復(fù)制

限制性內(nèi)切核酸酶體外時間科學(xué)家發(fā)現(xiàn)1973科恩將大腸桿菌不同的質(zhì)粒重組，并轉(zhuǎn)化大腸桿菌，獲得了成功1973科恩和博耶將非洲爪蟾核糖體蛋白基因的

片段與大腸桿菌的質(zhì)粒進(jìn)行重組，再用重組質(zhì)粒轉(zhuǎn)化大腸桿菌，成功轉(zhuǎn)錄出相應(yīng)的

，這說明_________________________________________1976—科學(xué)家用質(zhì)粒為載體，將生長激素釋放抑制因子基因轉(zhuǎn)入大腸桿菌，并于1977年首次生產(chǎn)出生長激素釋放抑制因子1977桑格測定了一種噬菌體的基因組序列，人類首次對____________的核苷酸排列順序進(jìn)行測定

真核生物的基因可以在原核生物中進(jìn)行表達(dá)完整基因組續(xù)表二、基因工程的基本工具1.

基因工程的概念操作環(huán)境______操作方法人工“______”和“______”操作過程將外源目的基因與載體

進(jìn)行組合形成__________，然后導(dǎo)入__________，并使其在受體細(xì)胞中______操作原理基因重組目的產(chǎn)生人類需要的__________體外剪切拼接

受體細(xì)胞表達(dá)基因產(chǎn)物2.

基因工程的工具（1）

“分子剪刀”——限制性內(nèi)切核酸酶（又稱限制酶）特點及作用________（專一性）很強，能識別___________上特定的脫氧核苷酸序列，并使每條鏈中特定部位的兩個脫氧核苷酸之間的____________斷開切割方式①錯位切：在

分子兩條鏈的______部位進(jìn)行切割，切割后形成的兩個

分子片段的末端均留下一段游離的______，這種單鏈稱為___________。②平切：在

分子兩條鏈上______的部位進(jìn)行切割，切割后形成_________特異性

磷酸二酯鍵不同單鏈

黏性末端相同平末端

堿基互補配對磷酸二酯鍵修復(fù)④種類種類來源作用_

__________連接酶大腸桿菌可以用于連接具有__________的

分子

連接酶

噬菌體可以用于連接具有黏性末端或________的

分子

黏性末端平末端3.

“分子搬運工”——載體（1）

概念：將外源基因?qū)隷_________，并使其在受體細(xì)胞中穩(wěn)定____________，還需要一定的“分子搬運工”，基因工程上將它們稱為載體。受體細(xì)胞遺傳和表達(dá)

序列原因__________使外源基因在受體細(xì)胞中穩(wěn)定復(fù)制和遺傳標(biāo)記基因用于____________重組

分子多種________的切割位點供外源基因的插入復(fù)制原點鑒定和選擇限制酶核心要點·能力素養(yǎng)全提升要點一

基因工程的工具酶

2.對限制酶切割位點的三點要求（1）位置要求：限制酶的切割位點所處的位置必須在標(biāo)記基因外，只有這樣才能保證標(biāo)記基因的完整性。（2）數(shù)量要求：選擇限制酶切割目的基因時，被選擇的限制酶在目的基因的兩側(cè)都要有識別序列，這樣才能切割出完整的目的基因。

比較項目

連接酶限制酶

聚合酶解旋酶作用部位磷酸二酯鍵磷酸二酯鍵磷酸二酯鍵氫鍵作用對象

片段

單個的脫氧核苷酸

作用結(jié)果將兩個

片段連接成完整的

分子切割

分子將單個的脫氧核苷酸連接到

單鏈末端將雙鏈

分子局部解旋為單鏈典例1

對下圖所示黏性末端的相關(guān)說法，不正確的是(

)

C

B

BCD

要點二

基因工程的載體1.質(zhì)粒作為載體所具備的條件條件原因穩(wěn)定存在并能自我復(fù)制（有復(fù)制原點）目的基因穩(wěn)定存在且數(shù)量可擴大有多種限制酶切割位點可攜帶多個或多種外源基因具有特殊的標(biāo)記基因便于重組

分子的鑒定和選擇無毒害作用避免受體細(xì)胞受到損傷2.標(biāo)記基因的篩選原理載體上的標(biāo)記基因一般是某種抗生素的抗性基因，而受體細(xì)胞沒有抵抗該抗生素的能力。將含有某抗生素抗性基因的載體導(dǎo)入受體細(xì)胞，抗性基因在受體細(xì)胞內(nèi)表達(dá)，受體細(xì)胞對該抗生素產(chǎn)生抗性。在含有該抗生素的培養(yǎng)基上，能夠生存的是被導(dǎo)入了載體的受體細(xì)胞。如圖所示：典例2

［多選］[2022江蘇淮安高二期中]作為基因的運輸工具——載體，其必須具備的條件之一及理由是(

)

ABA.能夠在宿主細(xì)胞中穩(wěn)定地保存下來并大量復(fù)制，以便提供大量的目的基因B.具有多個限制酶切點，以便于目的基因的插入C.具有某些標(biāo)記基因，以便目的基因能夠與其結(jié)合D.載體的參與一定能夠使目的基因在宿主細(xì)胞中成功表達(dá)[解析]

作為載體必須具備的條件之一是具有某些標(biāo)記基因，以便檢測目的基因是否導(dǎo)入了受體細(xì)胞，C項錯誤；基因是選擇性表達(dá)的，所以目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞后不一