2021学年第2节 染色体变异教学课件ppt

这是一份2021学年第2节 染色体变异教学课件ppt，共34页。PPT课件主要包含了DNA分子水平，某种基因提取出来，另一种生物的细胞里，限制性核酸内切酶，核苷酸序列，特定的切点上，DNA连接酶，脱氧核糖，动植物病毒，外源基因等内容，欢迎下载使用。

一、基因工程的原理 1．基因工程的概念 按照人们的意愿，把一种生物的 ，加以修饰改造，然后放到 ，定向地改造生物的遗传性状。操作水平为 。
2．基因工程的操作工具 (1)基因的“剪刀”： ，其作用特点是一种限制酶只能识别一种特定的 ，并在 切割DNA分子。 (2)基因的“针线”： ，其作用是连接DNA骨架上的 和 之间的缺口。
自主复制 环状DNA
3．基因工程的操作步骤 提取目的基因→ 结合→将目的基因导入 →目的基因的 。
二、基因工程的应用及安全性 1．基因工程的应用 (1)基因工程与作物育种： ①目的：获得高产、稳产和具有优良品质的农作物，培育出具有各种 的作物新品种。 ②实例： 的转基因抗虫棉。 ③意义：抗虫基因作物的使用，不仅减少了 、大大降低了生产成本，而且还减少了农药对环境的污染。
(2)基因工程与药物研制： ①实例：用基因工程方法生产胰岛素。 ②过程：胰岛素基因与大肠杆菌的DNA分子 ，并且在大肠杆菌内获得成功地 。 (3)基因工程与环境保护： 实例：利用转基因细菌降解 ，吸收环境中的重金属，分解泄漏的石油、处理工业废水等。
2．转基因产物的安全性的两种观点(1)转基因生物与转基因食品不安全，要 。(2)转基因生物与转基因食品是安全的，应该 。
一、基因工程的原理1．阅读教材P102～103内容，仔细观察分析图6－6，探究下列问题。(1)基因工程中工具酶的作用：①DNA解旋酶和限制酶都作用于DNA，试分析这两种酶的作用部位相同吗？提示：不相同。DNA解旋酶作用于碱基之间的氢键，而限制酶作用于磷酸与脱氧核糖之间的化学键，即磷酸二酯键。
②切割运载体和目的基因用同一种限制酶的原因。提示：因为只有用同一种限制酶才能切割出相同的黏性末端，利于目的基因与运载体结合。③限制酶和DNA连接酶作用的位点相同吗？提示：相同，均作用于磷酸二酯键。④若用DNA连接酶将目的基因与运载体两两结合时，可能有哪些产物？提示：产物可能有三种：目的基因与目的基因结合、运载体与运载体结合、目的基因与运载体结合。
(2)运载体的特点及其作用：①运载体与物质跨膜运输中的载体化学本质相同吗？提示：不相同。运载体是小的DNA分子，载体是蛋白质。②基因工程中的运载体具有怎样的特点？提示：a.能够在宿主细胞中稳定保存并大量复制，以保证外源基因在宿主细胞内长期稳定存在并复制；b．具有多个限制酶切点，以便与外源基因连接；c．具有某些标记基因，便于检测运载体是否进入受体细胞。
2．判断下列说法的正误：(1)基因工程能够实现不同物种之间基因的重新组合。 ( )(2)基因工程的运载体与物质跨膜运输所需要的载体化学本质 相同，都是蛋白质。 ( )(3)所有的限制酶都只能识别同一种特定的核苷酸序列。 ( )
二、基因工程的应用及其安全性1．转基因技术已经实现了将人的胰岛素基因转入细菌体内，利用细菌生产人的胰岛素，分析讨论下列问题：(1)试从基本单位、空间结构和碱基配对方式三个方面分析运载体与目的基因结合成功的基础。
提示：①基本单位相同：不同生物的DNA分子都是由脱氧核苷酸构成的。②空间结构相同：不同生物的DNA分子都是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链形成的规则的双螺旋结构。③碱基配对方式相同：不同生物的DNA分子中两条链之间的碱基配对方式都是A与T配对，G与C配对。
(2)目的基因能够在受体细胞中表达的基础是什么？提示：所有生物共用一套遗传密码。2．与杂交育种、诱变育种相比，基因工程育种原理是什么？主要优点有哪点？提示：其原理与杂交育种相同，是基因重组。与杂交育种相比，基因工程育种的育种周期短并产生了新性状；与诱变育种相比，基因工程育种能定向改造生物的遗传性状。
1．限制酶与DNA解旋酶的比较 (1)相同点：作用机理都是破坏化学键。 (2)不同点： ①作用部位：限制酶作用于磷酸二酯键，DNA解旋酶作用于氢键。 ②作用范围：限制酶作用于特定的核苷酸序列和特定的切点，DNA解旋酶作用于所有的DNA分子。
2．基因工程操作中的两个注意点 (1)切割目的基因和运载体时，一般用同一种限制酶，使目的基因和运载体产生相同的黏性末端，达到目的基因与运载体结合的目的。 (2)目的基因导入受体细胞并非标志着基因工程的成功，只有目的基因在受体细胞中表达才说明基因工程的成功。
[例1]　某科学家从细菌中分离出耐高温淀粉酶(Amy)基因a，通过基因工程的方法，将基因a与运载体结合后导入马铃薯植株中，经检测发现Amy在成熟块茎细胞中存在。结合图形分析下列有关这一过程的叙述，不正确的是 (　　)
A．获取基因a的限制酶其作用部位是图中的① B．连接基因a与运载体的DNA连接酶其作用部位是图中的② C．基因a进入马铃薯细胞后，可随马铃薯DNA分子的复制而复制，传给子代细胞 D．通过该技术人类实现了定向改造马铃薯的遗传性状
[解析]　限制酶和DNA连接酶均作用于磷酸二酯键，即①处，二者作用相反，分别是打开和连接该化学键；目的基因进入受体细胞后，会随着马铃薯DNA分子的复制而复制，传给子代细胞，使之产生定向变异，从而改变其遗传性状。 [答案]　B
限制酶、DNA连接酶和DNA聚合酶的区别
[例2]　右图为某种质粒表达载体简图，小箭头所指分别为限制酶EcRI、BamHI的酶切位点，ampR为青霉素抗性基因，tetR为四环素抗性基因，P为启动子，T为终止子，ri为复制原点。已知目的基因的两端分别有包括EcRⅠ、BamHⅠ在内的多种酶的酶切位点。据图回答：
(1)将含有目的基因的DNA与质粒表达载体分别用EcRⅠ酶切，酶切产物用DNA连接酶进行连接后，其中由两个DNA片段之间连接形成的产物有____________、____________、____________三种。若要从这些连接产物中分离出重组质粒，需要对这些连接产物进行____________。
(2)用上述3种连接产物与无任何抗药性的原核宿主细胞进行转化实验。之后将这些宿主细胞接种到含四环素的培养基中，能生长的原核宿主细胞所含有的连接产物是________________；若接种到含青霉素的培养基中，能生长的原核宿主细胞所含有的连接产物是____________。
(3)目的基因表达时，RNA聚合酶识别和结合的位点是启动子，其合成的产物是________。 (4)在上述实验中，为了防止目的基因和质粒表达载体在酶切后产生的末端发生任意连接，酶切时应选用的酶是________________。
[解析]　(1)用EcRI酶切出的目的基因和质粒具有相同的黏性末端，如果放在一起加入DNA连接酶，则可出现三种连接结果，即目的基因自身形成的连接物，载体自身形成的连接物和重组质粒，要通过筛选、纯化才能选出符合要求的重组DNA。(2)载体自身形成的连接物能重新形成完整的tetR基因，具有抗四环素的特点，其他连接物中tetR基因均被限制酶破坏，不再具有抗四环素的特点；在整个操作过程中，ampR基因均保持完整，质粒自身形成的连接物和重组质粒都具有抗青霉素的特性。(3)RNA聚合酶与相关
基因的启动子结合，完成转录过程。(4)将含有目的基因的靶DNA片段和载体分别用两种不同的限制酶切割，使两种DNA片段自身的5′和3′黏性末端不同，但二者相同末端又互补，这明显减少了靶DNA片段和载体自身的环化与串连，使外源DNA片段能正确插入载体启动子下游。在本题中目的基因两端有EcRⅠ和BamHⅠ的切点，在质粒载体上也有这两种酶的切点，所以可以用这两种酶切出非同源互补末端来阻止其他方式的连接。
[答案]　(1)目的基因—载体连接物　载体—载体连接物　目的基因—目的基因连接物　分离纯化　(2)载体—载体连接物　目的基因—载体连接物、载体—载体连接物　(3)mRNA　(4)EcRⅠ和BamHⅠ
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