版高中生物多媒體同步授課課件第四章第四節(jié)第二課時(shí)基因重組·重組DNA技術(shù)(蘇教版必修)

1、1第二課時(shí)第二課時(shí) 基因重組基因重組重組重組DNADNA技術(shù)技術(shù)21.1.理解基因重組的概念和意義；理解基因重組的概念和意義；2.2.了解重組了解重組DNADNA技術(shù)的一般過(guò)程和應(yīng)用。技術(shù)的一般過(guò)程和應(yīng)用。34思考：思考：（1 1）獲得轉(zhuǎn)基因生物的核心技術(shù)是什么？）獲得轉(zhuǎn)基因生物的核心技術(shù)是什么？（2 2）“龍生龍，鳳生鳳，老鼠生來(lái)會(huì)打洞龍生龍，鳳生鳳，老鼠生來(lái)會(huì)打洞”，諺語(yǔ)中，諺語(yǔ)中體現(xiàn)了生物界存在什么現(xiàn)象？導(dǎo)致這種現(xiàn)象發(fā)生的主體現(xiàn)了生物界存在什么現(xiàn)象？導(dǎo)致這種現(xiàn)象發(fā)生的主要原因是什么？要原因是什么？5一、一、 基因重組基因重組1.1.概念：概念：基因重組是指生物體在進(jìn)行有性生殖的過(guò)程中，基

2、因重組是指生物體在進(jìn)行有性生殖的過(guò)程中，控制不同性狀的基因重新組合的過(guò)程。控制不同性狀的基因重新組合的過(guò)程。積極思維：積極思維： 為什么會(huì)出現(xiàn)親代沒(méi)有的性狀？為什么會(huì)出現(xiàn)親代沒(méi)有的性狀？事實(shí)：事實(shí)： 研究發(fā)現(xiàn)，雞冠的形態(tài)是由兩對(duì)基因決定的。若玫瑰研究發(fā)現(xiàn)，雞冠的形態(tài)是由兩對(duì)基因決定的。若玫瑰冠雞和豆冠雞交配，則子一代全部是胡桃冠雞。如果子一代冠雞和豆冠雞交配，則子一代全部是胡桃冠雞。如果子一代胡桃冠雞相互交配，子二代出現(xiàn)了胡桃冠雞相互交配，子二代出現(xiàn)了4種不同的性狀。種不同的性狀。6雞冠形態(tài)遺傳示意圖雞冠形態(tài)遺傳示意圖7雞冠形態(tài)遺傳雞冠形態(tài)遺傳基因型決定雞冠形基因型決定雞冠形（基因相互作用導(dǎo)致

3、新（基因相互作用導(dǎo)致新性狀）性狀）P PRRppRRpp( (玫瑰冠玫瑰冠) ) rrPPrrPP( (豆冠豆冠) )F F1 1RrPpRrPp( (胡桃冠胡桃冠)()(相互交配相互交配) )胡桃冠胡桃冠R R、P P基因相互基因相互作用作用F F2 2R_P_R_P_ R_ppR_pprrPrrP_ _ rrpprrpp單冠單冠r r、p p基因相互基因相互作用作用胡桃冠胡桃冠 玫瑰冠玫瑰冠豆冠豆冠單冠單冠玫瑰冠玫瑰冠R_ppR_pp（R R存在）存在）9/169/163/163/163/163/161/161/16豆冠豆冠rrPrrP （P P存在）存在）分析：分析：8 F F2 2出現(xiàn)

4、親代沒(méi)有的性狀出現(xiàn)親代沒(méi)有的性狀胡桃冠（胡桃冠（R R、P P基因相互作基因相互作用）、單冠（用）、單冠（r r、p p基因相互作用）基因相互作用） F F2 2性狀分離比為性狀分離比為9 93 33 31 1，形成原因是基因自由組合。，形成原因是基因自由組合。（1 1）在生物體通過(guò)減數(shù)分裂形成配子時(shí)，隨著非同源染色）在生物體通過(guò)減數(shù)分裂形成配子時(shí)，隨著非同源染色體的自由組合，位于這些染色體上的基因也自由組合。體的自由組合，位于這些染色體上的基因也自由組合。（2 2）同源染色體之間遺傳物質(zhì)的交換導(dǎo)致基因重組。）同源染色體之間遺傳物質(zhì)的交換導(dǎo)致基因重組。2.2.類型：類型：9同源染色體之間的交換

5、示意圖同源染色體之間的交換示意圖 這種類型的交換導(dǎo)致了染色單體上基因的組成和排列次這種類型的交換導(dǎo)致了染色單體上基因的組成和排列次序的改變，從而可能出現(xiàn)新的性狀。序的改變，從而可能出現(xiàn)新的性狀。 103.3.意義：意義： 通過(guò)有性生殖過(guò)程實(shí)現(xiàn)的基因重組和基因突變與染通過(guò)有性生殖過(guò)程實(shí)現(xiàn)的基因重組和基因突變與染色體變異一樣，既是生物進(jìn)化的源泉，也是形成生物多色體變異一樣，既是生物進(jìn)化的源泉，也是形成生物多樣性的重要原因之一。樣性的重要原因之一。11二、重組二、重組DNADNA技術(shù)技術(shù)1. 1. 什么叫重組什么叫重組DNADNA技術(shù)：技術(shù)： 重組重組DNADNA技術(shù)是指將從一個(gè)生物體內(nèi)分離得到或人

6、工技術(shù)是指將從一個(gè)生物體內(nèi)分離得到或人工合成的目的基因?qū)肓硪粋€(gè)生物體中，使后者獲得新的合成的目的基因?qū)肓硪粋€(gè)生物體中，使后者獲得新的遺傳性狀或表達(dá)所需要的產(chǎn)物的技術(shù)。遺傳性狀或表達(dá)所需要的產(chǎn)物的技術(shù)。12 1973 1973年，美國(guó)科學(xué)家科恩等將兩種不同生物的年，美國(guó)科學(xué)家科恩等將兩種不同生物的DNADNA分子分子進(jìn)行體外重組，并首次在大腸桿菌中得到表達(dá)。進(jìn)行體外重組，并首次在大腸桿菌中得到表達(dá)。重組重組DNADNA，需要有能在特定位置上切割，需要有能在特定位置上切割DNADNA分子的限制性內(nèi)分子的限制性內(nèi)切酶和能將切酶和能將DNADNA片段連接起來(lái)的片段連接起來(lái)的DNADNA連接酶。連接

7、酶。13分離目的基因：從生物細(xì)胞內(nèi)直接分離或人工合成，獲分離目的基因：從生物細(xì)胞內(nèi)直接分離或人工合成，獲得目的基因。得目的基因。選擇基因工程載體：運(yùn)載目的基因需要載體，常用的載選擇基因工程載體：運(yùn)載目的基因需要載體，常用的載體有質(zhì)粒、噬菌體等。體有質(zhì)粒、噬菌體等。體外重組體外重組DNADNA：用同一種限制性內(nèi)切酶切割的目的基因和：用同一種限制性內(nèi)切酶切割的目的基因和載體，在載體，在DNADNA連接酶的作用下形成重組連接酶的作用下形成重組DNADNA。 重組重組DNADNA技術(shù)的一般過(guò)程（重組技術(shù)的一般過(guò)程（重組DNADNA技術(shù)是基因工程的核技術(shù)是基因工程的核心技術(shù)）心技術(shù)）14 導(dǎo)入目的基因：

8、將帶有目的基因的重組導(dǎo)入目的基因：將帶有目的基因的重組DNADNA導(dǎo)入受體細(xì)導(dǎo)入受體細(xì)胞，基因工程中常用的受體細(xì)胞有大腸桿菌、酵母菌和動(dòng)胞，基因工程中常用的受體細(xì)胞有大腸桿菌、酵母菌和動(dòng)植物細(xì)胞等。植物細(xì)胞等。 篩選、培養(yǎng)受體細(xì)胞：篩選并大量培養(yǎng)已獲得重組篩選、培養(yǎng)受體細(xì)胞：篩選并大量培養(yǎng)已獲得重組DNADNA分子的受體細(xì)胞。分子的受體細(xì)胞。 目的基因表達(dá)：目的基因在受體細(xì)胞中表達(dá)產(chǎn)生蛋白質(zhì)。目的基因表達(dá)：目的基因在受體細(xì)胞中表達(dá)產(chǎn)生蛋白質(zhì)。15 16 基因工程的應(yīng)用價(jià)值基因工程的應(yīng)用價(jià)值 例如，治療糖尿病的胰島素、治療侏儒癥的人的生長(zhǎng)激例如，治療糖尿病的胰島素、治療侏儒癥的人的生長(zhǎng)激素等基因

9、工程藥物和防治乙肝的疫苗等基因工程疫苗已廣素等基因工程藥物和防治乙肝的疫苗等基因工程疫苗已廣泛應(yīng)用。泛應(yīng)用。 基因工程中的轉(zhuǎn)基因技術(shù)可使人類按照自己的愿望基因工程中的轉(zhuǎn)基因技術(shù)可使人類按照自己的愿望定向地改造生物，特別是改造高等動(dòng)植物。定向地改造生物，特別是改造高等動(dòng)植物。17 轉(zhuǎn)基因作物已經(jīng)在我國(guó)和美國(guó)、阿根廷、加拿大等轉(zhuǎn)基因作物已經(jīng)在我國(guó)和美國(guó)、阿根廷、加拿大等許多國(guó)家大面積種植。許多國(guó)家大面積種植。 轉(zhuǎn)基因微生物已經(jīng)被用于生產(chǎn)各種藥品等。轉(zhuǎn)基因微生物已經(jīng)被用于生產(chǎn)各種藥品等。 轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的研究也取得了令人矚目的進(jìn)展。轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的研究也取得了令人矚目的進(jìn)展。181.1.生物界是千姿百態(tài)，多

10、種多樣的，這都要建立在生物生物界是千姿百態(tài)，多種多樣的，這都要建立在生物豐富變異的基礎(chǔ)上。生物豐富的變異主要來(lái)源于（豐富變異的基礎(chǔ)上。生物豐富的變異主要來(lái)源于（ ）A.A.基因重組基因重組 B.B.基因突變基因突變C.C.染色體變異染色體變異 D.D.環(huán)境變化環(huán)境變化解析：解析：基因突變是生物變異的根本來(lái)源，但是突變率很低?；蛲蛔兪巧镒儺惖母緛?lái)源，但是突變率很低。基因重組會(huì)導(dǎo)致后代產(chǎn)生多種基因型和表現(xiàn)型?；蛑亟M會(huì)導(dǎo)致后代產(chǎn)生多種基因型和表現(xiàn)型。A A192.2.基因重組發(fā)生在（基因重組發(fā)生在（ ）A.A.減數(shù)分裂形成配子的過(guò)程中減數(shù)分裂形成配子的過(guò)程中B.B.受精作用形成受精卵的過(guò)程中

11、受精作用形成受精卵的過(guò)程中C.C.有絲分裂形成子細(xì)胞的過(guò)程中有絲分裂形成子細(xì)胞的過(guò)程中D.D.通過(guò)嫁接、砧木和接穗愈合的過(guò)程中通過(guò)嫁接、砧木和接穗愈合的過(guò)程中解析：解析：基因重組是指在減數(shù)分裂形成配子的過(guò)程中，控基因重組是指在減數(shù)分裂形成配子的過(guò)程中，控制生物不同性狀的基因在配子中重新組合，配子一旦形制生物不同性狀的基因在配子中重新組合，配子一旦形成，基因重組就結(jié)束了。成，基因重組就結(jié)束了。A A203.19933.1993年，我國(guó)科學(xué)工作者培育成的抗棉鈴蟲(chóng)的轉(zhuǎn)基年，我國(guó)科學(xué)工作者培育成的抗棉鈴蟲(chóng)的轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉，其抗蟲(chóng)基因來(lái)源于（因抗蟲(chóng)棉，其抗蟲(chóng)基因來(lái)源于（ ）A.A.普通棉花的基因突變普通棉

12、花的基因突變 B.B.棉鈴蟲(chóng)變異形成的致死基因棉鈴蟲(chóng)變異形成的致死基因C.C.寄生在棉鈴蟲(chóng)體內(nèi)的線蟲(chóng)寄生在棉鈴蟲(chóng)體內(nèi)的線蟲(chóng) D.D.蘇云金芽孢桿菌體內(nèi)的抗蟲(chóng)基因蘇云金芽孢桿菌體內(nèi)的抗蟲(chóng)基因D D214.4.基因工程是在基因工程是在DNADNA分子水平上進(jìn)行設(shè)計(jì)施工的。在基因分子水平上進(jìn)行設(shè)計(jì)施工的。在基因操作的基本步驟中，不進(jìn)行堿基互補(bǔ)配對(duì)的是（操作的基本步驟中，不進(jìn)行堿基互補(bǔ)配對(duì)的是（ ）A.A.人工合成目的基因人工合成目的基因B.B.目的基因與運(yùn)載體結(jié)合目的基因與運(yùn)載體結(jié)合C.C.將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞D.D.目的基因的檢測(cè)和表達(dá)目的基因的檢測(cè)和表達(dá)解析：解析：合成目的基因及其與運(yùn)載體的結(jié)合都有堿基互補(bǔ)配合成目的基因及其與運(yùn)載體的結(jié)合都有堿基互補(bǔ)配對(duì)；目的基因的檢測(cè)實(shí)質(zhì)是標(biāo)記基因的表達(dá)，也有堿基互對(duì)；目的基因的檢測(cè)實(shí)質(zhì)是標(biāo)記基因的表達(dá)，也有堿基互補(bǔ)配對(duì)，與目的基因的表達(dá)原理一樣。補(bǔ)配對(duì)，與目的基因的表達(dá)原理一樣。C C225.5.圖為一種限制酶切割圖為一種限制酶切割DNADNA分子示意圖。分子示意圖。請(qǐng)據(jù)圖回答：請(qǐng)據(jù)圖回答：（1 1）這種限制酶的切點(diǎn)是）這種限制酶的切點(diǎn)是_，形成，形成_個(gè)個(gè)_末末端，特點(diǎn)是端，特點(diǎn)是_。（2 2）從上述題中可知限制性內(nèi)）從上述題中可知