《2016届高考生物专题复习课件（18）基因工程（共25张PPT）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2016届高考生物专题复习课件（18）基因工程（共25张PPT）（25页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、考点 55 基因工程的工具及操作程序 考点 56 基因工程的应用及蛋白质工程 理想树出品 高考考法突破 考法 1 基因工程的概念与操作工具分析 应试基础必备 考点 55 基因工程的工具及操作程序 考点 55 基因工程的工具及操作程序 考法 2 基因工程的基本操作程序 应试基础必备 1基因工程的概念理解 (1)操作环境：体外 关键步骤 “表达载体的构建 ”的环境。 (2)优点：与杂交育种相比，能克服远缘杂交不亲和障碍；与诱变育种相比，能定向改造生物性状。 (3)操作水平： 分子水平 。 (4)原理： 基因重组 。 (5)本质：甲 (供体提供目的基因 )导入乙 (受体表达目的基因 )，即基因未变、
2、合成蛋白质未变，只是合成场所 的转移。 考点 55 基因工程的工具及操作程序 2基因工程的基本工具 (1)限制性核酸内切酶 “分子手术刀 ” 来源及化学本质：主要是从 原核生物 中分离纯化出来的 蛋白质 。 作用：催化作用，可重复利用；可用于 获取目的基因 )和载体的切割。 作用特点：特异性，即限制酶可识别特定的脱氧核苷酸序列，切割 特定位点 。 切割方式：包括错位切和平切，错位切产生两个相同的 黏性末端 ；平切形成 平末端 。 应试基础必备 (2)“分子缝合针 ” 功能：将双链 缝合 ”起来，恢复被限制酶切开的两个核苷酸间的 磷酸二酯键 。 种类： E4 (3)基因进入受体细胞的载体 “分子
3、运输车 ” 作用：携带外源基因进入 受体细胞 ，并在受体细胞内对目的基因进行大量复制。 必须具备的条件： a能在受体细胞中稳定保存并复制。载体可在细胞中自我复制或整合到染色体 染色体 b具有一个至多个 限制酶的切割位点 ，以便与外源基因连接。 c具有特殊的 标记基因 ，供重组 种类：最常用的载体是 质粒 ，其他载体有 噬菌体的衍生物 、 动植物病毒 等。 3基因工程的基本操作程序 (1)目的基因的获取 获取目的基因的途径主要有以下三种： 从自然界中已有的物种中分离出来，如从 基因组文库 或 获取。 通过 a原理： b前提条件：要有一段已知目的基因的核苷酸序列，以便合成引物。 c其他条件：一对引
4、物、四种游离的脱氧核苷酸、热稳定的 量等。 考点 55 基因工程的工具及操作程序 应试基础必备 人工合成：常用的方法有化学合成法和反转录法。 考点 55 基因工程的工具及操作程序 (2)基因表达载体的构建 构建 基因表达载体 是基因工程中最核心、最关键的一步，在体外进行。其目的是使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传给下一代，同时使目的基因能够表达和发挥作用。 基因表达载体的组成： 启动子、目的基因、终止子以及标记基因 等， 如图所示。 a启动子：一段有特殊结构的 于基因的首端，是 驱动基因转录出 b终止子：一段有特殊结构的 于基因的尾端。 c标记基因：筛选、鉴别受体细胞是否含有目的基因
5、。 应试基础必备 基因表达载体的构建方法 考点 55 基因工程的工具及操作程序 (3)将目的基因导入受体细胞 转化的概念：目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程。 应试基础必备 常用的转化方法和过程 返回考点目录 转化的实质：目的基因整合到受体细胞 基因组 中，从而使受体生物获得新的遗传特性。 (4)目的基因的检测和表达 考点 55 基因工程的工具及操作程序 细胞类型 常用方法 受体细胞 转化过程 植物细胞 农杆菌转化法 体细胞 将目的基因插入 转入农杆菌 导入植物细胞 整合到受体细胞的 动物细胞 显微注射法 受精卵 将含有目的基因的表达载体提纯 取卵 获得受精卵 显微注
6、射 早期胚胎培养 胚胎移植 发育成为具有新性状的动物 微生物 细胞 处理增大细胞壁通透性 原核细胞或酵母菌 用 处理细胞 感受态细胞 重组表达载体 感受态细胞吸收 高考考法突破 角度 1 基因工程的概念分析 考法 1 基因工程的概念与操作工具分析 考点 55 基因工程的工具及操作程序 基因工程的别名 基因拼接技术或 操作环境 生物体外 操作对象 基因 操作水平 基本过程 剪切 拼接 导入 表达 结果 人类需要的基因产物 角度 2 几组概念的辨析 1 E4常用类型 E来源 大肠杆菌 功能 只能将双链 连接黏性末端或平末端，但连接平末 端的效率低 相同点 恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯
7、键 高考考法突破 2 3限制酶、 考点 55 基因工程的工具及操作程序 作用实质 都是催化两个脱氧核苷酸之间形成磷酸二酯键 是否需模板 不需要 需要 连接 双链 单链 作用过程 在两个 将单个核苷酸加到已存在的核酸片段 的 3端的羟基上，形成磷酸二酯键 作用结果 将两个 合成新的 名称 作用部位 作用底物 作用结果 限制酶 磷酸二酯键 磷酸二酯键 将两个 磷酸二酯键 脱氧核苷酸 将单个脱氧核苷酸依次连接到单链末端 水解 )酶 磷酸二酯键 解旋酶 碱基对之间的氢键 双链 成两条长 链 磷酸二酯键 核糖核苷酸 将单个核糖核苷酸依次连接到单链末端 高考考法突破 工具酶本质为蛋白质，载体本质为小型 不
8、一定是环状。 5基因工程中的载体与细胞膜上载体的区别 基因工程中的载体是人为地将基因运载到细胞中的工具，其本质是 胞膜上的载体是细胞自身控制物质出入细胞的工具，本质是蛋白质。 考点 55 基因工程的工具及操作程序 角度 3 关于限制酶的分析 (1)切割目的基因和载体时要求用同一种限制酶的原因：目的是产生相同的黏性末端。也可用不同的限制酶切割，但必须能产生相同的黏性末端。 (2)作为载体必须具有多个限制酶切点，而且每种酶的切点最好只有一个的原因：因为某种限制酶只能识别单一切点，若载体上有一个以上的酶切点，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，则进入受体细胞后便不能自主复制。一个
9、载体若只有某种限制酶的一个切点，则酶切后既能把环打开接纳外源 不会丢失自己的片段。 (3)获取一个目的基因需限制酶剪切目的基因的两端，共产生 4个黏性末端或平末端。 (4)限制酶的选择依据 高考考法突破 根据目的基因两端的限制酶切点确定限制酶的种类 a应选择切点位于目的基因两端的限制酶，如图甲可选择 。 b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 。 c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 和 两种限制酶 (但要确保质粒上也有这两种酶的切点 )。 根据质粒的特点确定限制酶的种类 a所选限制酶要与切割目的基因的限制酶相一致
10、，以确保具有相同的黏性末端。 b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 会破坏标记基因。 (5)不同限制酶切出的黏性末端未必不同，如 和 识别的序列不同，但经限制酶处理后形成的黏性末端相同。 考点 55 基因工程的工具及操作程序 返回考法 考点 55 基因工程的工具及操作程序 高考考法突破 角度 1 获取目的基因的方法 1已知 可以用分离法和 2已知某种蛋白质时目的基因的获取方法 可以用化学合成法或反转录法，二者都属于人工合成。 3基因组文库和 考点 55 基因工程的工具及操作程序 考法 2 基因工程的基本操作程序 文库类型 基因组文库 文库大小
11、 小 大 基因中启动子 无 有 基因中内含子 无 有 基因多少 某种生物的部分基因 某种生物的全部基因 物种之间的基因交流 可以 部分基因可以 说明 基因文库的组建过程包含基因工程的基本操作步骤 。 从基因文库中获取目的基因的优点是操作简便 ， 缺点是工作量大 ， 具有一定的盲目性 角度 2 基因表达载体的构建 (1)载体与基因表达载体的区别：与载体相比较，基因表达载体增加了启动子、目的基因和终止子三个基因片段，其功能各不相同。 (2)构建基因表达载体应用限制酶对目的基因和载体同时进行切割。 (3)常见的标记基因：抗生素抗性基因、产生特定颜色的表达产物基因、发光基因等。 (4)易混概念辨析：启
12、动子 (起始密码子 (终止子 (终止密码子 ( 角度 3 将目的基因导入受体细胞 1常用的受体细胞的种类 植物：常用体细胞或受精卵。 动物：常用受精卵，一般不用体细胞。 微生物：常用大肠杆菌、酵母菌等，一般以大肠杆菌作为受体细胞时，为了使大肠杆菌处于能吸收周围环境中 要合成如糖蛋白、有生物活性的胰岛素时则必须用真核生物酵母菌，主要原因是需内质网、高尔基体的加工、分泌。 2微生物作受体细胞的原因 主要是个体微小，代谢旺盛，繁殖速度快，获得目的基因产物多。 3目的基因导入受体细胞的方法 将目的基因导入植物细胞的方法：可用农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法，其中农杆菌转化法是最常用的方法。 将目的基因导入动物细胞最常用、最有效的方法是显微注射法。 4唯一不涉及碱基互补配对的操作步骤 将目的基因导入受体细胞。 高考考法突破 考点 55 基因工程的工具及操作程序 角度 4 目的基因的检测和鉴定 高考考法突破 考点 55 基因工程的工具及操作程序 类型 步骤 检测内容 方法 结果 分子 检测 第一步 目的基因是否进入受体细胞 是否出现杂交带 第二步 目的基因是否转录出 子杂交技术 ( 第三步 目的基因是否翻译出蛋白质 蛋白质分子杂交 (抗原和抗体之间 ) 返回考法 本考点结束 考点
