《2018届高考生物总复习第十单元现代生物科技专题10-35基因工程课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2018届高考生物总复习第十单元现代生物科技专题10-35基因工程课件（115页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第35讲 基因工程 考纲导航 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()。,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：_。,目的基因,体外,分子,基因重组,(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_性状。 2DNA重组技术的基本工具 (1)限制性核酸内切酶(限制酶) 来源：主要从_生物中分离纯化而来。,受体,远缘杂交不亲和,遗传,原核,切割后末端的种类：,(2)DNA连接酶 作用：
2、将限制酶切割下来的DNA片段_。 类型,拼接成DNA分子,大肠杆菌,黏性末端,黏性末端和平末端,磷酸二酯键,DNA连接酶和限制酶的关系(3)载体,其他载体：噬菌体衍生物、_等。 具备的条件： a能在宿主细胞内_并大量复制。 b有_切割位点，以便与外源基因连接。 c具有特殊的_，以便进行筛选。 作用： a作为_，将目的基因转移到宿主细胞内。 b利用它在宿主细胞内对目的基因进行大量_。,动植物病毒,稳定保存,一个至多个限制酶,标记基因,运载工具,复制,【判断与思考】 1判断下列说法的正误。 (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
3、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根据题图，回答问题。 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】 EcoR限制酶识别的碱基序列是GAATTC，切割位点在G和A之间；Sma限制酶识别的碱基序列是CCCGGG，切割位点在C和G之间。 (2)以上实例说明限制酶具有_。
4、 (3)要将图2中的末端再连接起来，需要_连接酶。,专一性,T4DNA,考法1 限制性核酸内切酶、DNA连接酶等酶的作用 1(2018北京海淀区海淀实验中学高三月考)下图甲、乙中的箭头表示三种限制性核酸内切酶的酶切位点，Ampr表示氨苄青霉素抗性基因，neo表示新霉素抗性基因。下列叙述正确的是( ),A图甲中的质粒用BamH切割后，含有4个游离的磷酸基团 B用Pst和Hind酶切，可以保证重组DNA序列的唯一性 C在构建重组质粒时，可用Pst和BamH切割质粒和外源DNA D导入目的基因的大肠杆菌可在含氨苄青霉素的培养基中生长,【解析】 图甲中的质粒只有一个BamH切割位点，切割后形成一个直链
5、DNA，含2个游离的磷酸基团，A错误；用Pst和Hind酶切质粒切成两个片段，用Pst和Hind酶能将外源DNA切成三段，只有含目的基因的片段通过DNA连接酶与质粒连接形成的重组质粒符合要求，而另一个重组质粒无目的基因，不符合要求，从而保证重组DNA序列的唯一性，B正确；BamH切割位点在目的基因上，不能用该酶切割外源DNA，C错误；导入目的基因的大肠杆菌，其重组质粒是用Pst和Hind酶切割的，其中的Ampr(氨苄青霉素抗性基因)已被破坏，D错误。 【答案】 B,2(2016课标全国卷)图(a)中的三个DNA片段上依次表示出了EcoR、BamH和Sau3A三种限制性内切酶的识别序列与切割位点
6、，图(b)为某种表达载体的示意图(载体上的EcoR、Sau3A的切点是唯一的)。,根据基因工程的有关知识，回答下列问题： (1)经BamH酶切后得到的目的基因可以与上述表达载体被_酶切后的产物连接，理由是_ _。 (2)若某人利用图(b)所示的表达载体获得了甲、乙、丙三种含有目的基因的重组子，如图(c)所示。这三种重组子中，不能在宿主细胞中表达目的基因产物的有_，不能表达的原因是_ _。,(3)DNA连接酶是将两个DNA片段连接起来的酶，常见的有_和_，其中既能连接黏性末端又能连接平末端的是_。,【解析】 (1)分析图(a)可知，限制酶Sau3A与BamH切割DNA后形成的黏性末端相同，故经这
7、两种酶切割得到的产物可以用DNA连接酶进行连接。(2)构建基因表达载体时，为保证目的基因能在宿主细胞中成功表达，目的基因应插入在启动子和终止子之间，据此可判断甲、丙均不符合要求，目的基因均不能被转录。,(3)常见的DNA连接酶有EcoliDNA连接酶和T4DNA连接酶，其中T4DNA连接酶既能连接黏性末端又能连接平末端。 【答案】 (1)Sau3A 两种酶切割后产生的片段具有相同的黏性末端 (2)甲和丙 甲中目的基因插入在启动子的上游，丙中目的基因插入在终止子的下游，二者的目的基因均不能被转录 (3)EcoliDNA连接酶 T4DNA连接酶 T4DNA连接酶,【总结归纳】 与DNA相关的五种酶
8、的比较,考法2 载体的作用及特点分析 3(2016课标全国卷)某一质粒载体如图所示，外源DNA插入到Ampr或Tetr中会导致相应的基因失活(Ampr表示氨苄青霉素抗性基因，Tetr表示四环素抗性基因)。有人将此质粒载体用BamH酶切后，与用BamH酶切获得的目的基因混合，加入DNA连接酶进行连接反应，用得到的混合物直接转化大肠杆菌。结果大肠杆菌有的未被转化，有的被转化。被转化的大肠杆菌有三种，分别是含有环状目的基因、含有质粒载体、含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌。回答下列问题：,(1)质粒载体作为基因工程的工具，应具备的基本条件有_(答出两点即可)，而作为基因表达载体，除满足上述基本条
9、件外，还需具有启动子和终止子。 (2)如果用含有氨苄青霉素的培养基进行筛选，在上述四种大肠杆菌细胞中，未被转化的和仅含环状目的基因的细胞是不能区分的，其原因是_；并且_和_的细胞也是不能区分的，其原因是_。在上述筛选的基础上，若要筛选含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌单菌落，还需使用含有_的固体培养基。,(3)基因工程中，某些噬菌体经改造后可以作为载体，其DNA复制所需的原料来自于_。 【解析】 (1)质粒作为载体应具备的基本条件有：能自我复制、具有标记基因、含有一至多个限制酶切割位点等。(2)由题意可知，未被转化的和仅含环状目的基因的细胞中均不含有氨苄青霉素抗性基因，所以在含有氨苄青霉素
10、的培养基上均不能生长。,质粒载体上含有氨苄青霉素抗性基因和四环素抗性基因，插入了目的基因的重组质粒中仅含有氨苄青霉素抗性基因，所以含有质粒载体和含有插入了目的基因的重组质粒的细胞均能在含有氨苄青霉素的培养基上生长，但前者可以在含有四环素的培养基上生长而后者不能，所以可用含有四环素的培养基，筛选出含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌单菌落。(3)噬菌体属于病毒，病毒增殖过程中所需的原料、酶等均来自于受体细胞。,【答案】 (1)能自我复制、具有标记基因 (2)二者均不含有氨苄青霉素抗性基因，在该培养基上均不生长 含有质粒载体 含有插入了目的基因的重组质粒(或答含有重组质粒) 二者均含有氨苄青霉素
11、抗性基因，在该培养基上均能生长 四环素 (3)受体细胞,【总结归纳】 载体上标记基因的标记原理 载体上的标记基因一般是一些抗生素的抗性基因。目的基因要转入的受体细胞没有抵抗相关抗生素的能力。当含有抗生素抗性基因的载体进入受体细胞后，抗性基因在受体细胞内表达，使受体细胞能够抵抗相应抗生素，所以在受体细胞的培养体系中加入该种抗生素就可以只保留转入载体的受体细胞，原理如下图所示：,考点二 基因工程的基本操作程序1.目的基因的获取 (1)从基因文库中获取 基因文库包括：_和_ (其中的cDNA文库是利用_法获取的)。 (2)利用PCR技术扩增 变性(_)：双链DNA模板在热作用下，_断裂，形成单链。,
12、基因组文库,部分基因文库,反转录,氢键,复性(_)：_与DNA模板结合，形成局部双链。 延伸(_)：在_酶的作用下，合成与模板互补的子链。 循环重复上述过程， n次循环后，目的基因的量将被扩增_倍。 (3)利用化学方法人工合成：基因比较小，_已知时，选择该方法。,5560,7075,引物,Taq,2n,核苷酸序列,2基因表达载体的构建 (1)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。 (2)组成：目的基因、_基因、_子、终止子和_原点。 【知识拓展】 基因表达载体中启动子、终止子的来源 (1)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
13、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。,同一种限制,DNA连接,标记,启动,复制,(2)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 (1)分子水平的检测 利用_技术检测目的基因是否插入。 利用_技术检测目的基因的转录。 利用_技术检测目的基因的翻译。 (2)个体水平的鉴定，如抗虫、抗病的接种实验等。,DNA分子杂交,分子杂交,抗原
14、抗体杂交,【判断与思考】 1判断下列说法的正误。 (1)基因表达载体中含有启动子和密码子。() (2)如果某种生物的cDNA文库中的某个基因与该生物的基因组文库中的某个基因控制的性状相同，则这两个基因的结构也完全相同。() (3)Taq酶是用PCR仪对DNA分子扩增过程中常用的一种耐高温的DNA连接酶。(),(4)表达载体的复制和胰岛素基因的表达均启动于复制原点。() (5)用PCR方法扩增目的基因时不必知道基因的全部序列。() (6)PCR体系中一定要添加从受体细胞中提取的DNA聚合酶。() (7)外源DNA必须位于重组质粒的启动子和终止子之间才能进行复制。(),2根据题图，回答问题。 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】 目的基因是Bt毒蛋白基因，载体是Ti质粒。用同一种限制酶处理目的基因和载体，可以获得相同的黏性末端，便于构建基因表达载体。,
