《2018高考生物一轮复习 第10单元 现代生物科技专题 第36讲 基因工程(1)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2018高考生物一轮复习 第10单元 现代生物科技专题 第36讲 基因工程(1)（92页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第36讲 基因工程,单元现代生物科技专题,考纲要求 1.基因工程的诞生()。 2.基因工程的原理及技术(含PCR技术)()。 3.基因工程的应用()。 4.蛋白质工程()。 5.实验：DNA的粗提取和鉴定。,考点一 基因工程的操作工具,考点二 基因工程的操作过程与应用,内容索引,考点三 DNA的粗提取与鉴定,重温高考 演练模拟,知识网络 答题语句,课时作业,考点一,基因工程的操作工具,1.基因工程的概念 (1)供体：提供 。 (2)操作环境： 。 (3)操作水平： 水平。 (4)原理： 。 (5)受体：表达目的基因。 (6)本质：性状在 体内的表达。 (7)优点：克服 的障碍，定向改造生物的
2、。,梳理知识要点,目的基因,体外,分子,基因重组,受体,远缘杂交不亲和,遗传性状,2.DNA重组技术的基本工具 (1)限制性核酸内切酶(简称：限制酶) 来源：主要是从 生物中分离纯化出来的。 作用：识别特定的 并切开特定部位的两个核苷酸之间的_。 结果：产生 或平末端。 (2)DNA连接酶 作用：将限制酶切割下来的DNA片段 。,原核,核苷酸序列,磷酸二酯键,黏性末端,拼接成DNA分子,类型,DNA连接酶和限制酶的关系,大肠杆菌,黏性末端,黏性末端和平末端,磷酸二酯键,(3)载体 种类： 、噬菌体的衍生物、动植物病毒等。,质粒的特点,能自我复制 有一个至多个_ 有特殊的_,质粒,限制酶切割位点
3、,标记基因,易混辨析 载体和膜载体 基因工程中的载体与细胞膜上物质运输的载体不同。基因工程中的载体是质粒或动植物病毒等，能将目的基因导入受体细胞内；膜载体是蛋白质，与细胞膜的选择透过性有关。,1.判断常考语句，澄清易混易错 (1)限制性核酸内切酶、DNA连接酶和质粒是基因工程中常用的三种工具酶( ) (2)切割质粒的限制性核酸内切酶均能特异性地识别6个核苷酸序列( ) (3)DNA连接酶能将两碱基间通过形成的氢键连接起来( ) (4)Ecoli DNA连接酶既可连接平末端，又可连接黏性末端( ) (5)载体的作用是携带目的基因导入受体细胞中，使之稳定存在并表达( ),2.分析命题热图，明确答题
4、要点 下图中的图1和图2分别表示的是EcoR限制酶和Sma限制酶的作用示意图。请据图回答：,(1)EcoR限制酶和Sma限制酶识别的碱基序列及切割的位点分别是什么？,提示,(2)以上实例说明限制酶具有 。 (3)要将图2中的末端再连接起来，需要 连接酶。,专一性,T4 DNA,命题点一 限制性核酸内切酶、DNA连接酶等酶的作用 1.如图为DNA分子在不同酶的作用下所发生的变化，下面选项中能依次表示限制酶、DNA聚合酶、DNA连接酶、解旋酶作用顺序的是,探究命题方向,A. B. C. D.,答案,解析,命题点一 限制性核酸内切酶、DNA连接酶等酶的作用 2.如图是表达新基因用的质粒的示意图，若要
5、将目的基因插入到质粒上的A处，则切割基因时可用的是,A.Hind B.EcoR C.EcoB D.Pst,答案,解析,与DNA相关的五种酶的比较,命题点二 载体的作用及特点分析 3.下列关于载体的叙述中，错误的是 A.载体与目的基因结合后，实质上就是一个重组DNA分子 B.对某种限制酶而言，载体最好只有一个切点，但还要有其他多种酶的切点 C.目前常用的载体有质粒、噬菌体的衍生物和动植物病毒 D.载体具有某些标记基因，便于对其进行切割,答案,解析,命题点二 载体的作用及特点分析 4.下面为大肠杆菌及质粒载体的结构模式图，据图回答下列问题：,(1)a代表的物质和质粒的化学本质都是_，二者还具有其他
6、共同点，如：_，_(写出两条即可)。,答案,解析,DNA,能够自我复制,具有遗传特性,(2)若质粒DNA分子的切割末端为 则与之连接的目的基因切割末端应为_；可使用_把质粒和目的基因连接 在一起。,(3)氨苄青霉素抗性基因在质粒DNA上称为_，其作用是_ _。,答案,解析,DNA连接酶,标记基因,供重组,DNA的鉴定和选择,答案,解析,(4)下列常在基因工程中用作载体的是 A.苏云金芽孢杆菌抗虫基因 B.土壤农杆菌环状RNA分子 C.大肠杆菌的质粒 D.动物细胞的染色体,答案,解析,考点二,基因工程的操作过程与应用,1.基因工程的操作过程 (1)目的基因的获取 从基因文库中获取 基因文库包括：
7、 和 (其中的cDNA文库是利用_法获取的)。 利用PCR技术扩增 a.变性( )：双链DNA模板在热作用下， 断裂，形成单链。 b.复性( )： 与DNA模板结合，形成局部双链。 c.延伸( )：在 酶的作用下，合成与模板互补的子链。 d.循环重复上述过程， n次循环后，目的基因的量将被扩增 倍。,梳理知识要点,基因组文库,部分基因文库,反转录,9095,氢键,5560,7075,2n,引物,Taq,利用化学方法人工合成：基因比较小，_已知时，选择该方法。 (2)基因表达载体的构建 通常用 酶切割目的基因和质粒，然后用 酶将二者连接，改造后成为基因表达载体。 组成：目的基因、 基因、 子、终
8、止子和 原点。,核苷酸序列,同一种限制,DNA连接,标记,启动,复制,知识拓展 基因表达载体中启动子、终止子的来源 如果目的基因是从自然界中已有的物种中分离出来的，目的基因中已含有启动子、终止子。在构建基因表达载体时，不需要在质粒上接上特定的启动子、终止子， 如果目的基因是通过人工方法合成的，或通过cDNA文库获得的，则目的基因是不含启动子和终止子的。因此，在构建基因表达载体时，需要在与质粒结合之前，在目的基因的前后端接上特定的启动子、终止子。,(3)将目的基因导入受体细胞,体细胞或受精卵,受精卵,原核细胞,(4)目的基因的检测与鉴定 分子水平的检测 a.利用 技术检测目的基因的有无。 b.利
9、用 技术检测目的基因的转录。 c.利用 技术检测目的基因的翻译。 个体生物学水平的鉴定，如抗虫、抗病的接种实验等。,DNA分子杂交,分子杂交,抗原抗体杂交,2.基因工程的应用 (1)动物基因工程：用于提高动物 从而提高产品产量；用于改善畜产品品质；用转基因动物生产 ；用转基因动物作器官移植的_等。 (2)植物基因工程：培育抗虫转基因植物、抗病转基因植物和 转基因植物；利用转基因改良植物的 。,生长速度,药物,供体,抗逆,品质,(3)比较基因治疗与基因诊断,基因表达,正常基因,碱基互补配对,DNA探针,3.蛋白质工程 (1)流程图,A. ，B. ，C. ，D. ，E. 。 (2)结果：改造了现有
10、蛋白质或制造出 。 (3)应用：主要集中应用于对 进行改造，改良生物性状。,转录,翻译,分子设计,多肽链,预期功能,新的蛋白质,现有蛋白质,1.判断常考语句，澄清易混易错 (1)抗虫基因即使成功地插入到植物细胞染色体上也未必能正常表达( ) (2)将人的干扰素基因重组到质粒后导入大肠杆菌，获得能产生人干扰素的菌株( ) (3)利用乳腺生物反应器能够获得一些重要的医药产品，如人的血清白蛋白，这是因为将人的血清白蛋白基因导入了动物的乳腺细胞中( ),(4)应用DNA探针技术，可以检测转基因抗冻番茄植株中目的基因的存在及其完全表达( ) (5)蛋白质工程是在分子水平上对蛋白质分子直接进行操作，定向改
11、变分子的结构( ),2.分析命题热图，明确答题要点 如图为抗虫棉的培育过程，请据图回答下列问题：,(1)该基因工程中的目的基因和载体分别是什么？一般情况下，为什么要用同一种限制酶处理目的基因和载体？,提示,(2)该实例中，采用何种方法导入目的基因？为什么目的基因可以整合到染色体的DNA上？,提示,(3)该实例中，检测目的基因是否成功表达的常见方法有哪两种？,提示,命题点一 基因表达载体构建时限制酶的选择 1.若要利用某目的基因(见图甲)和P1噬菌体载体(见图乙)构建重组DNA(见图丙)，限制性核酸内切酶的酶切位点分别是Bgl (AGATCT)、EcoR (GAATTC)和Sau3A (GATC
12、)。下列分析合理的是,答案,解析,探究命题方向,A.用EcoR切割目的基因和P1噬菌体载体 B.用Bgl和EcoR切割目的基因和P1噬菌体载体 C.用Bgl和Sau3A切割目的基因和P1噬菌体载体 D.用EcoR和Sau3A切割目的基因和P1噬菌体载体,解答本题的关键是要看清切割后目的基因插入的方向，只有用EcoR和Sau3A切割目的基因和P1噬菌体载体，构建的重组DNA中RNA聚合酶在插入的目的基因上的移动方向才一定与图丙相同。,命题点一 基因表达载体构建时限制酶的选择 2.右图是利用基因工程技术生产可食用疫苗的部分过程，其中Pst、Sma、EcoR、Apa为四种限制性核酸内切酶。下列有关说
13、法中正确的是,答案,解析,A.图示过程是基因工程的核心步骤，所需的限制性核酸内切酶均来自原 核生物 B.图示中构建基因表达载体时，需要用到一种限制性核酸内切酶 C.一种限制性核酸内切酶只能识别一种特定的核糖核苷酸序列 D.抗卡那霉素基因的存在有利于将含有抗原基因的细胞筛选出来,图示表示基因表达载体的构建过程，这是基因工程的核心步骤，所需的限制性核酸内切酶一般来自原核生物，A错误； 此表达载体构建时需要用到EcoR、Pst限制性核酸内切酶，B错误； 限制酶具有特异性，即一种限制性核酸内切酶只能识别一种特定的脱氧核苷酸序列并在特定的位点切割，C错误； 抗卡那霉素基因作为标记基因，主要作用是筛选含有
14、目的基因的受体细胞，D正确。,(1)根据目的基因两端的限制酶切点确定限制酶的种类 应选择切点位于目的基因两端的限制酶，如图甲可选择Pst。 不能选择切点位于目的基因内部的限制酶，如图甲不能选择Sma。 为避免目的基因和质粒的自身环化和随意连接，也可使用不同的限制酶切割目的基因和质粒，如图甲也可选择用Pst和EcoR两种限制酶(但要确保质粒上也有这两种酶的切点)。,选择限制酶的方法,(2)根据质粒的特点确定限制酶的种类 所选限制酶要与切割目的基因的限制酶相一致，以确保具有相同的黏性末端。 质粒作为载体必须具备标记基因等，所以所选择的限制酶尽量不要破坏这些结构，如图乙中限制酶Sma会破坏标记基因；
15、如果所选酶的切点不止一个，则切割重组后可能会丢失某些片段，若丢失的片段含复制起点区，则切割重组后的片段进入受体细胞后将不能自主复制。,命题点二 基因工程和蛋白质工程的实例分析 3.下面图1为某植物育种流程，图2表示利用农杆菌转化法获得某种转基因植物的部分操作步骤。下列相关叙述错误的是,A.图1子代与原种保持遗传稳定性，子代和子代选育原理相同 B.图1子代选育显性性状需自交多代，子代可能发生基因突变和 染色体变异 C.图2中过程的完成需要限制酶和DNA连接酶的参与 D.图2中可与多个核糖体结合，并可以同时翻译出多种蛋白质,答案,解析,子代是体细胞培养产生的，利用的原理是植物细胞的全能性，属于无性繁殖，所以与原种保持着遗传稳定性；子代为基因工程育种产生的，子代为杂交育种产生的，选
