2015高三生物一轮复习从杂交育种到基因工程概述.ppt

从杂交育种到基因工程 G A A T T C C T T A A G G A A T T C C T T A A G G C T T A A A A T T C G G C T T A A A A T T C G G C T T A A A A T T C G 用同种限制酶切割 生成磷酸二酯键 DNA连接酶 【思维拓展】 酶与磷酸二酯键 (1)形成磷酸二酯键的酶:DNA连接酶、DNA聚合酶、RNA聚合酶、逆转录酶。 (2)断裂磷酸二酯键的酶:限制性核酸内切酶(限制酶)、DNA酶、RNA酶。 (3)解旋酶作用于氢键,不作用于磷酸二酯键。 1.工具之三：基因的运载体 “基因的运载体”指的是将外源基因送入到受体细胞的一种运输工具。目前常用的运载体有：质粒（存在于细菌、酵母菌等细胞中，是一种能自我复制的很小的环状DNA分子）、噬菌体和动植物病毒。 质粒 DNA 大肠杆菌细胞 抗生素抗性基因 控制质粒DNA转移的基因 2.基因工程的操作步骤 第一步 提取目的 基因 第二步 目的基因 与运载体结合 第三步 将目的基 因导入受体细胞 目的基因的检测与鉴定 第四步 细菌 细胞 质粒 DNA 用限 制酶切 断DNA 用连接酶连 接目的基因 将重组DNA 导入受体细胞 增 殖 目的基因的产物 3.基因工程的应用: (1)作物 育种 (3)环境保护:利用___________降解有毒有害的化合物,吸收环 境中的重金属,分解泄漏的石油,处理工业废水等。 目的：培育出具有各种_______的作物新品种 实例:抗棉铃虫的_____________ 意义:减少了_____用量,保护环境 抗逆性 转基因抗虫棉 农药 大肠杆菌 转基因细菌 4.基因工程的安全性: 严格控制 大范围推广 1.基因工程操作工具 （1）基因的“剪刀”——限制性核酸内切酶（简称限制酶） ①分布：主要在微生物体内。 ②特性：一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并在特定的切点上切割DNA分子。 ③实例：EcoRⅠ限制酶能专一识别GAATTC序列，并在G和A之间将这段序列切开。 ④切割结果：产生两个带有黏性末端的DNA片段。 ⑤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。 ?　考点二　基因工程 (2)基因的“针线”——DNA连接酶 ①催化对象：两个具有相同黏性末端的DNA片段。 ②催化位置：脱氧核糖与磷酸之间的缺口。 ③催化结果：形成重组DNA。 (3)常用的运载体——质粒 ①本质：小型环状DNA分子。 ②作用：a.作为运载工具，将目的基因送到宿主细胞中去； b.用它在宿主细胞内对目的基因进行大量复制。 ③条件：a.能在宿主细胞内稳定保存并大量复制； b.有多个限制酶切点； c.有标记基因。 2.基因工程操作步骤图解 提醒 （1）微生物常做受体细胞的原因是因其繁殖速度快、代谢旺盛、目的产物多。 （2）目的基因表达的标志：通过转录翻译合成出相应的蛋白质。 (1)限制性核酸内切酶和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(不是氢键)，一个切开，一个连接。 (2)限制性核酸内切酶在第一步和第二步操作中都用到，且要求同一种酶，目的是产生相同的黏性末端；第二步中两种工具酶都用到。 (3)DNA酶即DNA水解酶，是将DNA水解的酶；DNA聚合酶是在DNA复制过程中催化形成新DNA分子的酶；DNA连接酶是将两个DNA片段的两个缺口同时连接。DNA聚合酶和DNA连接酶作用的化学键相同，都是磷酸二酯键。 3.关于基因工程易错问题 (4)质粒是最常用的运载体，不要把质粒同运载体等同，除质粒之外，噬菌体和动植物病毒也可作为运载体。运载体的化学本质为DNA，其基本单位为脱氧核苷酸。 (5)原核生物(如含抗虫基因的苏云金芽孢杆菌)可为真核生物(如棉花)提供目的基因。 (6)基因工程可按照人们的意愿定向培育新品种，且可打破生殖隔离，实现不同物种间的基因重组。 比较基因重组和基因工程 比较项目 基因重组 基因工程 不同点 重组基因 同一物种的不同基因 一般是不同物种间的不同基因 意义 是生物变异的来源之一，对生物进化有重要意义 使人类有可能按自己的意愿直接定向地改造生物的遗传性状，培育出新品种 相同点 都实现了不同基因间的重新组合，都能使生物产生变异 1.(2013·新课标全国卷ⅡT5C)将含抗病基因的重组DNA导入玉米细胞,经组织培养获得抗