《2020年高考生物一轮复习课件：选修3 专题1、4 基因工程、生物技术的安全性和伦理问题》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2020年高考生物一轮复习课件：选修3 专题1、4 基因工程、生物技术的安全性和伦理问题（88页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、选修 3,现代生物科技专题,思维网络,专题 1、4 基因工程、生物技术的安全性,和伦理问题,考纲导读,考点一 1.限制性核酸内切酶,DNA 重组技术的基本工具 考点梳理 ,(1)来源：多数来自_。 (2)作用特点 主要切割外源 DNA，而对自身的 DNA 不起作用，达到 保护自身的目的。 专一性：只能识别 DNA 分子中特定的核苷酸序列，且 只能在每一条链中特定的部位进行切割。,原核生物,(3) 识 别 序 列 的 特 点 ： 限 制 酶 识 别 的 序 列 大 多 数 为 _结构，切割位点在 DNA 两条链相对称的位置。,(4)作用结果黏性末端和平末端。,回文对称,黏性末端：是限制酶在它识别
2、序列的中轴线两侧将 DNA 的两条链分别切开时形成的(错位切)，如下图所示：,平末端：是限制酶在识别序列的中轴线切开时形成的(平 切)，如下图所示： (5) 作 用 实 质 ： 使 特 定 部 位 的 两 个 核 苷 酸 之 间 的,_断开。,磷酸二酯键,限制酶选择的注意事项,(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
3、粒上也有这两种酶的切点)。,(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；如果所选酶的切点不是一个，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，则切割重组后的片段进 入受体细胞后不能自主复制。,2.DNA 连接酶,磷酸二酯,(1) 作用实质：恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的 _键，使两个 DNA 分子连接成一个 DNA。 (2)常用种类及作用 Ecoli DNA 连接酶：来源于大肠杆菌，连接黏性末端。
4、T4 DNA 连接酶：来源于 T4 噬菌体，连接黏性末端和平 末端(效率较低)。,3.基因的运输工具载体,(1)作用,限制酶切位点,标记基因,作为运载工具，将目的基因运入宿主细胞中。 利用它在宿主细胞内对目的基因进行大量复制。 (2)载体必须具备以下三个条件,(3)种类,细菌质粒：细菌拟核 DNA 以外的小型环状 DNA。 噬菌体的衍生物和某些病毒的 DNA。,4.基因工程的基本原理和理论基础概括(如下图),基因工程操作基本工具的几个易错点 (1)限制酶是一类酶，而不是一种酶。,(2)限制酶的本质为蛋白质，其作用的发挥需要适宜的理化,条件，高温、强酸或强碱均易使之变性失活。,(3)在切割目的基
5、因和载体时一般要用同一种限制酶，目的,是产生相同的黏性末端。,(4)将一个基因从 DNA 分子上切割下来，需要切两处，同,时产生 4 个黏性末端。,(5)不同 DNA 分子用同一种限制酶切割产生的黏性末端都 相同，同一个 DNA 分子用不同的限制酶切割，产生的黏性末 端一般不相同。,(6)限制酶切割位点应位于标记基因之外，不能破坏标记基,因，以便进行检测。,(7)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 DNA 分子，能将目的基因导入受体细胞内； 膜载体是蛋白质，与细胞膜的通透性有关。,基础测评,1.下列属于“分子缝合针”的是(,),DNA 聚合酶,DNA 连接酶 B
6、. D.,E.coil DNA 连接酶 解旋酶 RNA 聚合酶 A. C. 答案：B,2.用基因工程技术可使大肠杆菌合成人的蛋白质。下列叙,述不正确的是(,),A.常用相同的限制性内切酶处理目的基因和质粒 B.DNA 连接酶和 RNA 聚合酶是构建重组质粒必需的工具 酶 C.可用含抗生素的培养基检测大肠杆菌中是否导入了重组 质粒 D.导入大肠杆菌的目的基因不一定能成功表达 答案：B,考点二,基因工程的基本操作程序, 考点梳理 1.目的基因的获取 (1)目的基因：主要是编码蛋白质的结构基因(人类所需的)。 (2)获取方法 说明：基因文库相当于某种生物的基因仓库，储备着大量 该物种的基因。,2.基
7、因表达载体的构建重组质粒的构建 (1)构建步骤 (2)构建载体主要考虑的因素 具有选择性_：如抗生素抗性基因，以便选,择出真正的转基因生物。,启动子,用作载体的质粒的插入部位前须有 _ ，后须有 _。 使用与获取目的基因相同的限制酶，这样形成的黏性末 端碱基之间互补，便于连接。,标记基因,终止子,3.将目的基因导入受体细胞的方法,农杆菌转化,显微注射,感受态细胞,4.目的基因的检测与鉴定,基础测评 1.某蔬菜地栽种了一种抗虫大白菜，是运用转基因技术把 苏云金芽孢杆菌的抗虫基因 DXT 转移到大白菜细胞中培育而 成的，在这一过程中要进行基因表达载体的构建。根据所学知,识推断，作为重组载体应具备的
8、结构有(,),A.目的基因、启动子 B.目的基因、终止子 C.目的基因、启动子、终止子 D.目的基因、启动子、终止子、标记基因 答案：D,2.下图为基因表达载体的模式图，若结构 a 是基因表达载,),B.启动子 D.DNA 连接酶,体所必需的，则 a 最可能是( A.氨苄青霉素抗性基因 C.限制酶 答案：B,3. 从浩瀚的“基因海洋”中获得特定目的基因的方法有,(,),从基因文库中获取目的基因,PCR 扩增技术扩增,RNA 复制,B. D.,人工合成基因 A. C. 答案：D,考点三 基因工程的应用、生物技术的安全性及蛋白质,工程, 考点梳理 ,1.基因工程的应用,(1)基因工程的应用举例,(
9、2)基因工程药物,来源：主要来自转基因的工程菌，也可来自各类生物反,应器。,成果：细胞因子、抗体、疫苗、激素等。,作用：预防和治疗人类肿瘤、心血管疾病、遗传病、各,种传染病、糖尿病、类风湿等疾病。,2.生物技术的安全性和伦理问题 (1)转基因生物的优缺点,(2)试管婴儿与克隆人,试管婴儿和设计试管婴儿的比较,a.不同点：设计试管婴儿在胚胎移植前需进行遗传学诊断 或基因诊断，试管婴儿不需进行遗传学诊断或基因诊断。图中 是试管婴儿的培育过程，是设计试管婴儿的培 育过程。,应用：试管婴儿主要是解决不孕夫妇的生育问题，设计试,管婴儿主要用于白血病、贫血症等疾病的治疗。,b.相同点：都是体外受精，并进行
10、体外早期胚胎培养，都,要经过胚胎移植，都属于有性生殖。 治疗性克隆和生殖性克隆的比较,(3)生物武器的特点及传播途径 特点：a.传染性强；b.污染面广，危害时间长；c.难以防 治；d.具有一定的潜伏期；e.受自然条件影响大。 传播途径：a.经食物和水传播；b.空气传播；c.接触传播； d.虫媒传播；e.病原体直接传播。,3.蛋白质工程,修饰,改造,(1)概念：以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系 作为基础，通过基因_或基因合成，对现有蛋白质进行 _，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活 的需求。,(2)蛋白质工程的流程图,(3)基因工程和蛋白质工程的比较,（续表）,基础测评,1.
11、蛋白质工程的基本途径是(,),预期蛋白质功能,推测应有的氨基酸序列,表达,(转录和翻译),形成预期功能的蛋白质,合成相对应的脱,设计预期的蛋白质结构 B. D.,氧核苷酸序列(基因) A. C. 答案：C,2.科学家已能运用基因工程技术，让羊的乳腺合成并分泌,人体某些种类的抗体，以下叙述不正确的是(,),A.该技术可导致定向变异 B.表达载体中需要加入乳腺蛋白的特异性启动子 C.目的基因是抗原合成基因 D.受精卵是理想的受体细胞 答案：C,3.基因工程与蛋白质工程的区别是(,),A.基因工程需对基因进行分子水平操作，蛋白质工程不需 对基因进行操作 B.基因工程合成的是天然存在的蛋白质，蛋白质工
12、程合成 的可以是自然界不存在的蛋白质 C.基因工程是分子水平操作，蛋白质工程是细胞水平(或性 状水平)操作 D.基因工程完全不同于蛋白质工程 答案：B,考向 1,限制性核酸内切酶,典例 1(2018 年北京卷)用 Xho和 Sal两种限制性核酸 内切酶分别处理同一 DNA 片段，酶切位点及酶切产物分离结,果如图。以下叙述错误的是( 图 1,) 酶切位点图,图 2,电泳结果示意图,A.图 1 中两种酶识别的核苷酸序列不同 B.图 2 中酶切产物可用于构建重组 DNA C.泳道中是用 Sal处理得到的酶切产物 D.图中被酶切的 DNA 片段是单链 DNA,解析限制酶识别特定的脱氧核苷酸序列，不同的
13、限制酶 能识别不同的核苷酸序列，由电泳图可知 Xho和 Sal两种酶 分别切割时，识别的序列不同，A 正确；同种限制酶切割出的 DNA 片段，具有相同的黏性末端，再用 DNA 连接酶进行连接， 可以构成重组 DNA，B 正确；Sal将 DNA 片段切成 4 段，Xho 将 DNA 片段切成 3 段，根据电泳结果可知泳道为 Sal，泳 道为 Xho，C 正确；限制酶切割双链 DNA，酶切后的 DNA 片段仍然是双链 DNA，D 错误。,答案D,与 DNA 技术有关的酶的比较,复制、,(续表),(1)DNA 连接酶连接两个 DNA 片段，而 DNA 聚合酶只能,将单个脱氧核苷酸添加到脱氧核苷酸链上
14、。,(2)限制性核酸内切酶的作用是识别、切割某种特定的脱氧 核苷酸序列，使两条链在特定的位置断开，而解旋酶是将连接 DNA 的两条链的氢键打开形成单链。,(3)基因工程中目的基因的获取和质粒的切割都由相同的,限制性核酸内切酶切割。,(4)DNA 聚合酶、RNA 聚合酶、逆转录酶分别以 DNA 单链 或 RNA 单链为模板，形成磷酸二酯键；而 DNA 连接酶不需要 模板。,(5)上述酶的化学本质都是蛋白质。,考向预测 1.以下是两种限制酶切割后形成的 DNA 片段，分析回答问 题：,GC CG,AATTC G,GC CG,CTTAA G,(1) 其 中 和 _ 是 由 同 一 种 限 制 酶 切
15、 割 形 成 的 _末端，两者要重组成一个 DNA 分子，所用 DNA 连接 酶通常是_。 (2)_ 和 _ 是 由 另 一 种 限 制 酶 切 割 形 成 的 _末端，两者要形成重组 DNA 片段，所用 DNA 连接酶 通常是_。,解析：(1)根据题意和图示分析可知：和是由同一种限 制酶切割形成的平末端。两者要重组成一个 DNA 分子，所用 DNA 连 接 酶 通 常 是 T4 DNA 连 接 酶 ， 形 成 磷 酸 二 酯 键 。 (2)和是由另一种限制酶切割形成的黏性末端，两者要形成 重组 DNA 片段，所用 DNA 连接酶通常是 Ecoli DNA 连接酶。,答案：(1),平,T4 DNA 连接酶,(2),黏性,Ecoli DNA 连接酶,考向 2,基因工程的原理及工具,典例 2(2018 年宁夏石嘴山月考)如图是利用基因工程技术 生产人胰岛素的操作过程示意图，请据图作答。 (1) 基 因 工 程 的 基 本 操 作 程 序 主 要 包 括 四 个 步 骤 是 ： _、_、_、_。,(
