《2019版高考生物一轮复习 第32讲 基因工程课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2019版高考生物一轮复习 第32讲 基因工程课件（33页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第32讲基因工程,考点基因工程,1.基因工程,(1)广义概念：把一种生物的(细胞核、染色体脱氧核糖核酸等)移到另外一种生物的细胞中去，并使这种遗传物质所带的遗传信息在受体细胞中。 (2)核心：构建。 (3)基因工程原理：基因重组。 (4)理论基础：是生物遗传物质的发现，DNA双螺旋结构的确立以及遗传信息传递方式的认定。 (5)技术保障：、DNA连接酶和质粒载体的发现和运用。,遗传物质,表达,重组DNA分子,DNA,限制性核酸内切酶,2.基因工程的工具,(1)限制性核酸内切酶 来源：主要从中分离纯化出来。 作用 a.特异性识别双链DNA分子的某种。 b.切割相应两个核苷酸之间的。 结果：产生或平
2、末端。,原核生物,特定核苷酸序列,磷酸二酯键,粘性末端,(2)DNA连接酶 作用：将具有相同的两个DNA片段连接在一起，形成。 (3)载体 常用载体质粒：在细菌中独立于之外，为DNA分子，能，常含有特殊的作为标记基因，以供目的基因筛选。 其他载体：噬菌体、等。,粘性末端或平末端,磷酸二酯键,拟核,双链环状,自主复制和稳定存在,抗生素抗性基因,动植物病毒,3.基因工程的基本操作步骤,基因文库,未知,PCR技术,已知,稳定存在,遗传,农杆菌转化法,显微注射,感受态,抗生素,DNA分子杂交,个体生物学水平,4.基因工程的应用,(1)用于遗传育种：定向变异，强；克服远缘杂交的障碍。 (2)用于疾病治疗
3、： 生产基因工程，如胰岛素、乙肝疫苗等。 基因治疗：向目标细胞中引入的基因，或基因缺陷，达到治疗的目的。如对B型血友病治疗获得成功。 (3)用于生态环境保护,目的性,不亲和,药物,正常功能,纠正,补偿,1.(201510月浙江选考节选)科研人员拟将已知的花色基因(目的基因)转入矮牵牛的核基因组中，培育新花色的矮牵牛。请回答：,(1)为了获得大量的目的基因，将其与含有抗生素抗性基因的质粒DNA形成重组DNA，再与经_(A.氯化钙B.氯化钠C.蔗糖D.葡萄糖)处理的大肠杆菌液混合，使重组DNA进入大肠杆菌。,(2)从扩大培养的大肠杆菌中提取含有目的基因的DNA，用_分别切割含目的基因的DNA和农杆
4、菌的Ti质粒，然后用DNA连接酶连接，形成重组DNA并导入农杆菌。 (3)提取叶片组织的DNA，采用PCR技术_目的基因，鉴定目的基因是否成功导入。 (4)为判断本研究是否达到预期目的，可比较转基因植株和非转基因植株的_性状。,解析(1)用氯化钙处理大肠杆菌，使大肠杆菌处于感受态，使重组DNA能够进入大肠杆菌，完成重组DNA的导入。(2)用限制性核酸内切酶分别切割含目的基因的DNA和农杆菌的Ti质粒，然后用DNA连接酶连接，形成重组DNA分子。(3)采用PCR技术可对特定DNA片段进行扩增。(4)检测转基因植物中目的基因的表达情况，可以对转基因植物个体的相应性状变化进行鉴定，本研究中可以比较转
5、基因植株和非转基因植株的花色来鉴定。 答案(1)A(2)限制性核酸内切酶(3)扩增(4)花色,2.(20164月浙江选考节选)兔肝细胞中的基因E编码代谢甲醛的酶，拟利用基因工程技术将基因E转入矮牵牛中，以提高矮牵牛对甲醛的代谢能力，请回答：,从兔肝细胞中提取mRNA，在_酶的作用下形成互补DNA，然后以此DNA为模板扩增得到基因E。在相关酶的作用下，将基因E与Ti质粒连接在一起，形成_，再导入用氯化钙处理的_，侵染矮牵牛叶片。,解析mRNA在逆转录酶的作用下形成互补DNA。将基因E与Ti质粒连接在一起，形成重组DNA分子。重组DNA分子可导入用氯化钙处理的农杆菌细胞，再用处理的农杆菌侵染矮牵牛
6、叶片，从而使基因E整合到矮牵牛细胞的染色体DNA上。 答案逆转录重组DNA分子(重组质粒)农杆菌,本题组对应选修三P1P12，基因工程,1.限制性核酸内切酶和DNA连接酶为基因的和_提供了必要手段，而能够将外源基因运送到细胞中实现基因工程的目的。 2.质粒是能够的双链环状DNA分子，独立于之外存在，是一种特殊的遗传物质。 3.基因工程的基本操作步骤有：目的基因的、重组DNA的、重组DNA受体细胞、含有目的基因的受体细胞和的表达五个方面，其中核心是。,分离,重组,载体,自主复制,拟核,获得,形成,导入,筛选,目的基因,构建重组DNA分子,4.基因治疗是向中引入正常功能的基因，以纠正或补偿基因的，
7、达到治疗的目的。 5.利用农杆菌质粒介导，可以将目的基因导入植物受体细胞中，并整合到中，实现稳定表达。,目标细胞,缺陷,Ti,染色体DNA,角度1基因工程工具 1.已知一双链DNA分子，用限制性核酸内切酶切割得到长度为120 kb(kb：千碱基对)片段；用限制性核酸内切酶切割得到40 kb和80 kb两个片段；同时用限制性核酸内切酶和限制性核酸内切酶切割时，得到10 kb、80 kb和30 kb 3个片段。据此分析该双链DNA分子结构及酶切位点情况为(),解析根据题意，该DNA用限制性核酸内切酶切割后得1条片段，故为环状DNA，根据两酶的作用特点，可知酶切图谱为D。 答案D,2.如图为DNA分
8、子在不同酶的作用下所发生的变化，图中依次表示限制性核酸内切酶、DNA聚合酶、DNA连接酶、解旋酶作用的正确顺序是(),A. B. C. D.,解析限制性核酸内切酶可在特定位点对DNA分子进行切割，为限制性核酸内切酶。DNA聚合酶在DNA分子复制时将脱氧核苷酸连接成脱氧核苷酸链，为DNA聚合酶。DNA连接酶可将限制性核酸内切酶切开的磷酸二酯键连接在一起，为DNA连接酶。解旋酶的作用是将DNA双链解开螺旋，为复制或转录提供模板，为解旋酶。 答案C,1.限制性核酸内切酶,(2)切割后产生末端的种类粘性末端和平末端：当限制性核酸内切酶在它识别序列的中轴线两侧将DNA的两条链分别切开时，产生的是粘性末端
9、，而当限制性核酸内切酶在它识别序列的中轴线处切开时，产生的是平末端。,2.限制性核酸内切酶与DNA连接酶的关系,3.与DNA有关的酶的比较,角度2基因工程原理和技术、应用 1.天然的玫瑰没有蓝色花，这是由于缺少控制蓝色色素合成的基因B，而开蓝色花的矮牵牛中存在序列已知的基因B。现用基因工程技术培育蓝玫瑰，下列操作正确的是(),A.提取矮牵牛蓝色花的mRNA，经逆转录获得互补的DNA，再扩增基因B B.利用限制性核酸内切酶从开蓝色花矮牵牛的基因文库中获取基因B C.利用DNA聚合酶将基因B与质粒连接后导入玫瑰细胞 D.将基因B直接导入大肠杆菌，然后感染并转入玫瑰细胞,解析获取目的基因B，可先提取
10、矮牵牛蓝色花的mRNA，经逆转录获得互补的DNA，再经PCR扩增，A正确；题干中已指明基因B序列已知，故常用化学方法人工合成和PCR技术扩增基因，而从基因文库中获取序列未知的目的基因，B错误；连接目的基因与质粒的酶是DNA连接酶，C错误；将目的基因导入植物细胞，常用农杆菌转化法，不使用大肠杆菌，D错误。 答案A,2.科学家将外源目的基因与大肠杆菌的质粒进行重组，并在大肠杆菌中成功表达。下图表示构建重组质粒和筛选含目的基因的大肠杆菌的过程。请据图回答问题：,(1)步骤和中常用的工具酶是_和_。 (2)图中质粒上有抗氨苄青霉素和抗四环素两个标记基因，经过和步骤后，有些质粒上的_基因内插入了外源目的
11、基因，形成重组质粒，由于目的基因的分隔使得该抗性基因失活。 (3)步骤是_的过程，为了促进该过程，应该用_处理大肠杆菌。 (4)步骤将三角瓶内的大肠杆菌接种到含四环素的培养基C上培养，目的是筛选_，能在C中生长的大肠杆菌有_种。,(5)步骤：用无菌牙签挑取C上的单个菌落，分别接种到D(含氨苄青霉素和四环素)和E(含四环素)两个培养基的相同位置上，一段时间后，菌落的生长状况如图所示。含目的基因的菌落位于_(D、E)上，请在图中相应的位置上圈出来。,解析(1)形成重组DNA分子需要用到限制性核酸内切酶和DNA连接酶两种工具酶。(2)由图可知，有些质粒上的氨苄青霉素抗性基因被切开并接入了外源目的基因
12、。(3)步骤是将重组质粒(目的基因)导入大肠杆菌(受体细胞)的过程；应用CaCl2溶液处理大肠杆菌增加大肠杆菌细胞壁的通透性，利于重组质粒进入大肠杆菌。(4)步骤的目的是筛选含四环素抗性基因的大肠杆菌，能在C中生长的大肠杆菌有2种，一种是只含有四环素抗性基因的大肠杆菌，另一种是含有四环素抗性基因和目的基因的大肠杆菌。(5)含有目的基因的大肠杆菌不抗氨苄青霉素，不能在含有氨苄青霉素的培养基中生长，因此含有目的基因的菌落存在于E上。,答案(1)限制性核酸内切酶DNA连接酶(2)氨苄青霉素抗性(3)将重组质粒(目的基因)导入大肠杆菌(受体细胞)CaCl2溶液(4)含四环素抗性基因的大肠杆菌2(5)E,1.受体细胞与导入方法,2.基因工程中的几种检测方法,
