选择性必修3 第十单元 第36讲 基因工程及生物技术的安全性与伦理问题-【导与练】2024高考生物一轮复习高中总复习第1轮教学课件PPT（新教材，人教版）

第36讲　基因工程及生物 技术的安全性与伦理问题 [新课标要求] 1.概述基因工程是在遗传学、微生物学、生物化学和分子生物学等学科基础上发展而来的。 2.阐明DNA重组技术的实现需要利用限制性内切核酸酶、DNA连接酶和载体三种基本工具。 3.阐明基因工程的基本操作程序主要包括目的基因的获取、基因表达载体的构建、目的基因导入受体细胞和目的基因及其表达产物的检测鉴定等步骤。 4.举例说明基因工程在农牧、食品及医药等行业的广泛应用改善了人类的生活品质。 5.概述人们根据基因工程原理,进行蛋白质设计和改造,可以获得性状和功能更符合人类需求的蛋白质。 6.举例说明依据人类需要对原有蛋白质结构进行基因改造、生产目标蛋白的过程。 7.活动:DNA的提取和鉴定。 8.生物技术在造福人类社会的同时也可能会带来安全与伦理问题。 考点一　重组DNA技术的基本工具 1.基因工程 (1)手段:按照人们的愿望,通过 等技术,赋予生物新的遗传特性。 (2)目的:创造出更符合人们需要的新的 和 。 (3)水平: 水平。 (4)原理:基因重组。 转基因 生物类型 生物产品 分子 2.基本工具 (1)限制性内切核酸酶(简称限制酶)。 原核生物 特定核苷酸序列 磷酸二酯键 一种特定的脱氧核苷 酸序列 黏性末端 (2)DNA连接酶。 ①作用:将限制酶切割下来的DNA片段拼接成新的DNA分子,恢复被限制酶切开的两个脱氧核苷酸之间的 。 ②类型。 磷酸二酯键 常用类型 E.coli DNA连接酶 T4 DNA连接酶 来源 大肠杆菌 T4噬菌体 特点 只缝合 . 缝合 . 黏性末端 黏性末端或平末端 (3)载体。 质粒 限制酶切割位点 标记基因 外源DNA片段 [易错辨析] 1.切割质粒的限制性内切核酸酶均能特异性地识别6个核苷酸序列。(　　) 提示:大多数限制酶的识别序列由6个核苷酸组成,也有少数限制酶的识别序列由4个、 8个或其他数量的核苷酸组成。 2.限制性内切核酸酶、DNA连接酶和质粒是基因工程中常用的三种工具酶。(　　) 提示:质粒不是工具酶,是工具。 3.E.coli DNA连接酶既可连接平末端,又可连接黏性末端。(　　) 提示:E.coli DNA连接酶只能连接黏性末端,而T4 DNA连接酶能连接平末端和黏性末端。 4.DNA聚合酶和DNA连接酶都能催化磷酸二酯键的形成。(　　) 5.载体质粒通常采用抗生素合成基因作为筛选的标记基因。(　　) 提示:质粒上常有抗生素抗性基因等特殊的基因作为标记基因,而非抗生素合成基因。 × × × √ × [链接教材·发展思维] 1.(选择性必修3 教材P71“正文”拓展)限制酶主要来源于原核生物,为什么 不能切割自身的DNA分子? 提示:限制酶具有特异性,即一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列,并在特定位点进行切割。原核生物DNA分子中不存在自身限制酶的识别序列,或其识别序列已被修饰。 2.(选择性必修3 教材P72“正文”拓展)DNA连接酶和DNA聚合酶功能上有何 不同? 提示:DNA连接酶连接的是两个DNA片段,而DNA聚合酶是把单个的脱氧核苷酸连接到已有的DNA片段上;DNA聚合酶起作用时需要以一条DNA链为模板,而DNA连接酶不需要模板。 1.与DNA有关的酶的比较 名称 作用部位 作用底物 作用结果 限制酶 磷酸二酯键 DNA 将DNA切成两个片段 DNA连接酶 磷酸二酯键 DNA片段 将两个DNA片段连接为一个DNA分子 DNA聚合酶 磷酸二酯键 脱氧核苷酸 将单个脱氧核苷酸依次连接到DNA单链末端 DNA(水解)酶 磷酸二酯键 DNA 将DNA片段水解为单个脱氧核苷酸 解旋酶 碱基对之间的氢键 DNA 将双链DNA分子局部解旋为单链,形成两条长链 RNA聚合酶 磷酸二酯键 核糖核苷酸 将单个核糖核苷酸依次连接到RNA单链末端 2.标记基因的作用 标记基因可用于检测目的基因是否导入受体细胞。 3.限制酶的选择方法 根据目的基因两端的限制酶切割位点、质粒上的限制酶切割位点以及是否破坏目的基因和标记基因等来确定限制酶的种类。 (1)应选择酶切位点位于目的基因两端的限制酶,如图甲可选择Pst Ⅰ;不能选择酶切位点位于目的基因内部的限制酶,如图甲不能选择Sma Ⅰ。 (2)为避免目的基因及质粒的自身环化、反向连接,也可使用不同的限制酶(非同尾酶) 切割目的基因所在片段和质粒(双酶切),如图甲可选择用Pst Ⅰ和EcoR Ⅰ两种限制酶 (但要确保质粒上也有这两种酶的切割位点)。 (3)切割质粒的限制酶不能同时切开质粒上的所有标记基因,即至少要保留一个