单元37时基因工程与转基因安全性和生物武器.pptx
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1、第第3737课时基因工程与转基因的安全性和生物武器课时基因工程与转基因的安全性和生物武器 第十单元现代生物科技专题第十单元现代生物科技专题第十单元现代生物科技专题第十单元现代生物科技专题 步步高步步高 1 1/53/53/53/531 1 1 1涵盖范围涵盖范围涵盖范围涵盖范围 本单元包括选修本单元包括选修3 3全部内容全部内容基因工程、细胞工程、胚胎基因工程、细胞工程、胚胎工程、生物技术的安全性和伦理问题以及生态工程。工程、生物技术的安全性和伦理问题以及生态工程。单元教学分析单元教学分析单元教学分析单元教学分析2 2 2 2考情分析考情分析考情分析考情分析 (1)(1)考查力度:考查力度:占
2、占分比重相对稳定,如山东理综只出一个分比重相对稳定,如山东理综只出一个8 8分的简答题。分的简答题。(2)(2)考查内容考查内容 基因工程中三种工具。基因工程中三种工具。基因工程操作四步曲。基因工程操作四步曲。基因工程成果基因工程成果转基因生物实例及安全性讨论。转基因生物实例及安全性讨论。细胞工程中植物组织培养、植物体细胞杂交。细胞工程中植物组织培养、植物体细胞杂交。第1页/共51页第第3737课时基因工程与转基因的安全性和生物武器课时基因工程与转基因的安全性和生物武器 第十单元现代生物科技专题第十单元现代生物科技专题第十单元现代生物科技专题第十单元现代生物科技专题 步步高步步高 2 2/53
3、/53/53/53 动物细胞培养和单克隆抗体的制备及应用。动物细胞培养和单克隆抗体的制备及应用。核移植技术。核移植技术。胚胎工程中胚胎移植和胚胎分割。胚胎工程中胚胎移植和胚胎分割。干细胞的研究。干细胞的研究。(3)(3)考查形式考查形式 有的省将选修与必修有机结合,既可出简答题也可出选有的省将选修与必修有机结合,既可出简答题也可出选择题。择题。有的省如山东省全部以简答题形式呈现,且不与必修联有的省如山东省全部以简答题形式呈现,且不与必修联系。系。第2页/共51页第第3737课时基因工程与转基因的安全性和生物武器课时基因工程与转基因的安全性和生物武器 第十单元现代生物科技专题第十单元现代生物科技
4、专题第十单元现代生物科技专题第十单元现代生物科技专题 步步高步步高 3 3/53/53/53/533 3 3 3复习指导复习指导复习指导复习指导 (1)(1)复习线索复习线索 以基因工程的具体成果以基因工程的具体成果(如抗虫棉如抗虫棉)为主线,系统复习基为主线,系统复习基因工程的操作工具和操作步骤等知识点。因工程的操作工具和操作步骤等知识点。以植物的组织培养和动物细胞培养为基础,系统复习其以植物的组织培养和动物细胞培养为基础,系统复习其他细胞工程技术手段。他细胞工程技术手段。以体内受精作用和个体发育过程为基础,系统复习胚胎以体内受精作用和个体发育过程为基础,系统复习胚胎工程的流程。工程的流程。
5、(2)(2)复习方法复习方法 图解法复习基因工程和胚胎工程。图解法复习基因工程和胚胎工程。比较法复习植物组织培养和动物细胞培养;植物体细胞比较法复习植物组织培养和动物细胞培养;植物体细胞杂交和动物细胞融合及单克隆抗体制备。杂交和动物细胞融合及单克隆抗体制备。关注热点科研成果,注意知识的实践应用。关注热点科研成果,注意知识的实践应用。第3页/共51页第第3737课时基因工程与转基因的安全性和生物武器课时基因工程与转基因的安全性和生物武器 第十单元现代生物科技专题第十单元现代生物科技专题第十单元现代生物科技专题第十单元现代生物科技专题 步步高步步高 4 4/53/53/53/53第第 3737 课
6、时课时基因工程与转基因的基因工程与转基因的安全性和生物武器安全性和生物武器 第4页/共51页第第3737课时基因工程与转基因的安全性和生物武器课时基因工程与转基因的安全性和生物武器 第十单元现代生物科技专题第十单元现代生物科技专题第十单元现代生物科技专题第十单元现代生物科技专题 步步高步步高 5 5/53/53/53/53突破考点突破考点提炼方法提炼方法第5页/共51页第第3737课时基因工程与转基因的安全性和生物武器课时基因工程与转基因的安全性和生物武器 第十单元现代生物科技专题第十单元现代生物科技专题第十单元现代生物科技专题第十单元现代生物科技专题 步步高步步高 6 6/53/53/53/
7、53 1 1基因工程的概念理解基因工程的概念理解 操作环境:体外操作环境:体外关键步骤关键步骤“基因表达载体的构建基因表达载体的构建”的环境。的环境。优点优点 与杂交育种相比:克服了远缘杂交不亲和的障碍。与杂交育种相比:克服了远缘杂交不亲和的障碍。与诱变育种相比:定向改造生物遗传性状。与诱变育种相比:定向改造生物遗传性状。操作水平:分子水平。操作水平:分子水平。原理:基因重组。原理:基因重组。本质:甲本质:甲(供体:提供目的基因供体:提供目的基因)乙乙(受体:表达目的基受体:表达目的基因因),即基因未变,合成蛋白质未变,只是合成场所的转移。,即基因未变,合成蛋白质未变,只是合成场所的转移。考点
8、考点考点考点112 112 112 112 核心概念核心概念核心概念核心概念基因工程的概念及工具基因工程的概念及工具基因工程的概念及工具基因工程的概念及工具 第6页/共51页第第3737课时基因工程与转基因的安全性和生物武器课时基因工程与转基因的安全性和生物武器 第十单元现代生物科技专题第十单元现代生物科技专题第十单元现代生物科技专题第十单元现代生物科技专题 步步高步步高 7 7/53/53/53/53 2 2基因工程的基本原理和理论基础概括如下图基因工程的基本原理和理论基础概括如下图 提醒提醒若题目强调若题目强调“目的基因目的基因”的表达过程,则只包括的表达过程,则只包括“转录和翻译转录和翻
9、译”两个过程,不包括目的基因的复制。两个过程,不包括目的基因的复制。第7页/共51页第第3737课时基因工程与转基因的安全性和生物武器课时基因工程与转基因的安全性和生物武器 第十单元现代生物科技专题第十单元现代生物科技专题第十单元现代生物科技专题第十单元现代生物科技专题 步步高步步高 8 8/53/53/53/53 3 3操作工具操作工具 限制性核酸内切酶限制性核酸内切酶“分子手术刀分子手术刀”来源:主要是从原核生物中分离纯化出来的。来源:主要是从原核生物中分离纯化出来的。化学本质:蛋白质。化学本质:蛋白质。催化作用:所以可重复利用催化作用:所以可重复利用 可用于目的基因的切割和在台的切割可用
10、于目的基因的切割和在台的切割 作用特点:特异性,即限制酶可识别特定的脱氧核苷酸作用特点:特异性,即限制酶可识别特定的脱氧核苷酸序列,切割特定位点。序列,切割特定位点。错位切:产生两个相同的粘性末端错位切:产生两个相同的粘性末端 平切:形成平末端平切:形成平末端切割方式切割方式作用作用第8页/共51页第第3737课时基因工程与转基因的安全性和生物武器课时基因工程与转基因的安全性和生物武器 第十单元现代生物科技专题第十单元现代生物科技专题第十单元现代生物科技专题第十单元现代生物科技专题 步步高步步高 9 9/53/53/53/53第9页/共51页第第3737课时基因工程与转基因的安全性和生物武器课
11、时基因工程与转基因的安全性和生物武器 第十单元现代生物科技专题第十单元现代生物科技专题第十单元现代生物科技专题第十单元现代生物科技专题 步步高步步高 1010/53/53/53/53 提醒提醒切割的化学键为磷酸二酯键。切割的化学键为磷酸二酯键。在切割目的基因和载体时要求用同一种限制酶,目的是在切割目的基因和载体时要求用同一种限制酶,目的是产生相同的黏性末端。产生相同的黏性末端。将一个基因从将一个基因从DNADNA分子上切割下来,需要切两处,同时分子上切割下来,需要切两处,同时产生产生4 4个黏性末端。个黏性末端。不同不同DNADNA分子用同一种限制酶切割产生的黏性末端都相分子用同一种限制酶切割
12、产生的黏性末端都相同,同一个同,同一个DNADNA分子用不同的限制酶切割,产生的黏性末端一分子用不同的限制酶切割,产生的黏性末端一般不相同。般不相同。第10页/共51页第第3737课时基因工程与转基因的安全性和生物武器课时基因工程与转基因的安全性和生物武器 第十单元现代生物科技专题第十单元现代生物科技专题第十单元现代生物科技专题第十单元现代生物科技专题 步步高步步高 11 11/53/53/53/53 (2)DNA (2)DNA连接酶连接酶“分子缝合针分子缝合针”常用类型常用类型E Ecolicoli DNA DNA连接酶连接酶T T4 4 DNA DNA连接酶连接酶来源来源大肠杆菌大肠杆菌T
13、 T4 4噬菌体噬菌体功能功能连接黏性末端连接黏性末端连接黏性末端或平末端连接黏性末端或平末端结果结果恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键 拓展提升拓展提升DNADNA连接酶与连接酶与DNADNA聚合酶的比较聚合酶的比较 DNADNA连接酶连接酶DNADNA聚合酶聚合酶作用实质作用实质都是催化两个脱氧核苷酸之间形成磷酸二酯键都是催化两个脱氧核苷酸之间形成磷酸二酯键是否需要模板是否需要模板不需要不需要需要需要连接连接DNADNA链链双链双链单链单链作用过程作用过程在两个在两个DNADNA片段之间片段之间形成磷酸二酯键形成磷酸二酯键将单个核苷酸加
14、到已存在的核将单个核苷酸加到已存在的核酸片段的酸片段的33端的羟基上,形端的羟基上,形成磷酸二酯键成磷酸二酯键作用结果作用结果将两个将两个DNADNA片段连接片段连接成重组成重组DNADNA分子分子合成新的合成新的DNADNA分子分子第11页/共51页第第3737课时基因工程与转基因的安全性和生物武器课时基因工程与转基因的安全性和生物武器 第十单元现代生物科技专题第十单元现代生物科技专题第十单元现代生物科技专题第十单元现代生物科技专题 步步高步步高 1212/53/53/53/53第12页/共51页第第3737课时基因工程与转基因的安全性和生物武器课时基因工程与转基因的安全性和生物武器 第十单
15、元现代生物科技专题第十单元现代生物科技专题第十单元现代生物科技专题第十单元现代生物科技专题 步步高步步高 1313/53/53/53/53 (3)(3)基因进入受体细胞的载体基因进入受体细胞的载体“分子运输车分子运输车”功能:将目的基因导入受体细胞。功能:将目的基因导入受体细胞。应具备条件应具备条件 a a能在宿主细胞内稳定保存并大量复制;能在宿主细胞内稳定保存并大量复制;b.b.有一个至多有一个至多个限制酶的切割位点,以便于与外源基因连接;个限制酶的切割位点,以便于与外源基因连接;c.c.有特殊的遗有特殊的遗传标记基因,供重组传标记基因,供重组DNADNA的检测和鉴定。的检测和鉴定。最常用载
16、体:质粒(其本质是小型最常用载体:质粒(其本质是小型DNADNA分子,不分子,不是细胞器)是细胞器)其他载体:其他载体:噬菌体的衍生物、动植物病毒等噬菌体的衍生物、动植物病毒等类型类型第13页/共51页第第3737课时基因工程与转基因的安全性和生物武器课时基因工程与转基因的安全性和生物武器 第十单元现代生物科技专题第十单元现代生物科技专题第十单元现代生物科技专题第十单元现代生物科技专题 步步高步步高 1414/53/53/53/53第14页/共51页第第3737课时基因工程与转基因的安全性和生物武器课时基因工程与转基因的安全性和生物武器 第十单元现代生物科技专题第十单元现代生物科技专题第十单元
17、现代生物科技专题第十单元现代生物科技专题 步步高步步高 1515/53/53/53/53第15页/共51页第第3737课时基因工程与转基因的安全性和生物武器课时基因工程与转基因的安全性和生物武器 第十单元现代生物科技专题第十单元现代生物科技专题第十单元现代生物科技专题第十单元现代生物科技专题 步步高步步高 1616/53/53/53/53 提醒提醒一般来说,天然载体往往不能满足人类的所有要一般来说,天然载体往往不能满足人类的所有要求,因此人们根据不同的目的和需要,对某些天然的载体进行求,因此人们根据不同的目的和需要,对某些天然的载体进行人工改造。人工改造。常见的标记基因有抗生素抗性基因、产生特
18、定颜色的表常见的标记基因有抗生素抗性基因、产生特定颜色的表达产物基因、发光基因等。达产物基因、发光基因等。作为载体必须具有一个至多个限制酶切点,而且每种酶作为载体必须具有一个至多个限制酶切点,而且每种酶的切点最好只有一个。因为某种限制酶只能识别单一切点,若的切点最好只有一个。因为某种限制酶只能识别单一切点,若载体上有一个以上的酶切点,则切割重组后可能丢失某些片段,载体上有一个以上的酶切点,则切割重组后可能丢失某些片段,若丢失的片段含复制起点区,则进入受体细胞后便不能自主复若丢失的片段含复制起点区,则进入受体细胞后便不能自主复制。一个载体若只有某种限制酶的一个切点,则酶切后既能把制。一个载体若只
19、有某种限制酶的一个切点,则酶切后既能把环打开接纳外源环打开接纳外源DNADNA片段,又不会丢失自己的片段。片段,又不会丢失自己的片段。注意与细胞膜上载体的区别,两者的化学本质和作用都注意与细胞膜上载体的区别,两者的化学本质和作用都不相同。不相同。质粒能自我复制,既可在自身细胞、受体细胞内,也可质粒能自我复制,既可在自身细胞、受体细胞内,也可在体外。在体外。第16页/共51页第第3737课时基因工程与转基因的安全性和生物武器课时基因工程与转基因的安全性和生物武器 第十单元现代生物科技专题第十单元现代生物科技专题第十单元现代生物科技专题第十单元现代生物科技专题 步步高步步高 1717/53/53/
20、53/53 1 1(2010(2010浙江卷,浙江卷,2)2)在用基因工程技术构建抗除草剂的在用基因工程技术构建抗除草剂的转基因烟草过程中,如下操作错误的是转基因烟草过程中,如下操作错误的是()A A用限制性核酸内切酶切割烟草花叶病毒的核酸用限制性核酸内切酶切割烟草花叶病毒的核酸 B B用用DNADNA连接酶连接经切割的抗除草剂基因和载体连接酶连接经切割的抗除草剂基因和载体 C C将重组将重组DNADNA分子导入烟草原生质体分子导入烟草原生质体 D D用含除草剂的培养基筛选转基因烟草细胞用含除草剂的培养基筛选转基因烟草细胞 对位训练对位训练对位训练对位训练第17页/共51页第第3737课时基因
21、工程与转基因的安全性和生物武器课时基因工程与转基因的安全性和生物武器 第十单元现代生物科技专题第十单元现代生物科技专题第十单元现代生物科技专题第十单元现代生物科技专题 步步高步步高 1818/53/53/53/53 解析解析限制性核酸内切酶用于提取目的基因和切割载体,限制性核酸内切酶用于提取目的基因和切割载体,烟草花叶病毒的遗传物质是烟草花叶病毒的遗传物质是RNARNA,不能用限制性核酸内切酶切割,不能用限制性核酸内切酶切割,A A项错误;项错误;DNADNA连接酶可以连接具有相同黏性末端的目的基因和连接酶可以连接具有相同黏性末端的目的基因和载体,载体,B B项正确;受体细胞可以是受精卵或体细
22、胞,也可以是去项正确;受体细胞可以是受精卵或体细胞,也可以是去除细胞壁的原生质体,除细胞壁的原生质体,C C项正确;目的基因为抗除草剂基因,所项正确;目的基因为抗除草剂基因,所以未成功导入目的基因的细胞不具有抗除草剂的能力,筛选时以未成功导入目的基因的细胞不具有抗除草剂的能力,筛选时应该用含除草剂的培养基筛选转基因细胞,应该用含除草剂的培养基筛选转基因细胞,D D项正确。项正确。答案答案A A 排雷排雷质粒是基因工程中最常用的载体。大肠杆菌、枯草质粒是基因工程中最常用的载体。大肠杆菌、枯草杆菌、土壤农杆菌等细菌中都有质粒,质粒上面一般含几个到杆菌、土壤农杆菌等细菌中都有质粒,质粒上面一般含几个
23、到几百个基因,控制着细菌的抗药性、固氮、抗生素合成等性状。几百个基因,控制着细菌的抗药性、固氮、抗生素合成等性状。由于土壤农杆菌很容易感染植物细胞,使细胞生有瘤状物,所由于土壤农杆菌很容易感染植物细胞,使细胞生有瘤状物,所以科学家培育转基因植物时,常常用土壤农杆菌中的质粒作载以科学家培育转基因植物时,常常用土壤农杆菌中的质粒作载体。体。第18页/共51页第第3737课时基因工程与转基因的安全性和生物武器课时基因工程与转基因的安全性和生物武器 第十单元现代生物科技专题第十单元现代生物科技专题第十单元现代生物科技专题第十单元现代生物科技专题 步步高步步高 1919/53/53/53/53考点考点考
24、点考点113113113113 以流程图解决知识内在联系以流程图解决知识内在联系以流程图解决知识内在联系以流程图解决知识内在联系基因工程的操作步骤基因工程的操作步骤基因工程的操作步骤基因工程的操作步骤 1 1基因工程的图解基因工程的图解 抗虫棉的培育过程抗虫棉的培育过程 第19页/共51页第第3737课时基因工程与转基因的安全性和生物武器课时基因工程与转基因的安全性和生物武器 第十单元现代生物科技专题第十单元现代生物科技专题第十单元现代生物科技专题第十单元现代生物科技专题 步步高步步高 2020/53/53/53/53 基因工程技术生产凝乳酶的过程基因工程技术生产凝乳酶的过程 第20页/共51
25、页第第3737课时基因工程与转基因的安全性和生物武器课时基因工程与转基因的安全性和生物武器 第十单元现代生物科技专题第十单元现代生物科技专题第十单元现代生物科技专题第十单元现代生物科技专题 步步高步步高 2121/53/53/53/53 2 2基因工程的操作程序分析基因工程的操作程序分析 目的基因的获取途径目的基因的获取途径 从自然界已有的物种中分离出来,如从基因组文库或从自然界已有的物种中分离出来,如从基因组文库或cDNAcDNA文库中获取。文库中获取。提醒提醒cDNAcDNA文库只含某种生物的部分基因,相当于地方图文库只含某种生物的部分基因,相当于地方图书馆;基因组文库含该种生物的全部基因
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