《2013届高考生物一轮复习 第33讲 基因工程课件 浙科版》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2013届高考生物一轮复习 第33讲 基因工程课件 浙科版（80页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、选修A,选修3 现代生物科技专题,选修3 现代生物科技专题,选修3 现代生物科技专题,第33讲 基因工程,高考点击 1.基因工程的诞生() 2.基因工程的原理和技术() 3.基因工程的应用(),考纲解读 1.说出基因工程的含义并指出基因工程的主要内容；说出限制性核酸内切酶的含义及作用特点；说出DNA连接酶的作用；简述质粒的含义、特性及其在基因工程中的作用。,2.说明基因工程的原理；举例说明基因工程的基本步骤；举例说明筛选含有目的基因的受体细胞的原理。 3.举例说出基因工程在遗传育种、疾病治疗与生态环境保护方面的应用；说出基因治疗的基本原理；关注基因工程新进展。,一、基因工程的核心及操作工具 1
2、基因工程的核心是 _。 2基因工程的操作工具有 _、_ 和载体。,构建重组DNA分子,限制性核酸内切酶,DNA连接酶,(1)限制性核酸内切酶能够识别特定的 _，并在特定的_ 上进行切割。 (2)DNA连接酶可以将_ 和_连接在一起。,核苷酸序列,位点,外源基因,载体DNA,(3)质粒是能够_的双链环状DNA分子，最常用的质粒是_ 的质粒，含有_基因，是重组基因导入受体细胞的标志。,自主复制,大肠杆菌,抗生素抗性,思考感悟 1处理目的基因和载体的限制酶一般是同一种，你知道是什么原因吗？ 【提示】 因为用同一种限制酶处理目的基因和载体可以得到相同的粘性末端，用DNA连接酶才可以将它们连接在一起。,
3、二、基因工程的操作步骤,化学方法,基因文库,相同的限制性核酸内切酶,DNA连接酶,重组DNA分子,枯草杆菌,酵母菌,动植物细胞,标记基因,四环素,功能物质,思考感悟 2.如何检测目的基因是否导入受体细胞并得以表达？ 【提示】 通过检测受体细胞中是否有标记基因(载体上的某些基因如抗生素抗性基因)表达的产物，可以确定目的基因是否导入受体细胞。,通过检测受体细胞中是否有目的基因的表达产物(如胰岛素基因可以表达出胰岛素)，可以确定目的基因在受体细胞中是否表达。,三、基因工程的应用 1基因工程与遗传育种 (1)转基因植物：如图为转基因植物育种的操作流程图。,(2)转基因动物：指转入_ 的动物。 2基因工
4、程与疾病治疗 (1)常见的通过基因工程生产的药品有_、干扰素和_等。 (2)基因治疗指的是向目标细胞中引入 _的基因，以纠正或补偿基因的缺陷，达到治病的目的。,外源基因,胰岛素,乙型肝炎疫苗,正常功能,3基因工程与生态环境保护 通过基因工程，可以培育出能降解污染物的植物或_。,细菌,易误警示 (1)一般来说，天然载体往往不能满足人类的所有要求，因此，人们根据不同的目的和需要，对某些天然的载体进行人工改造。 (2)限制性核酸内切酶酶切位点所处的位置必须是在所需的标记基因之外，这样才能有利于目的基因的检测。,即时应用 1(2012金华十校联考)下列有关基因工程的叙述错误的是( ) A最常用的载体是
5、大肠杆菌的质粒 B工具酶主要有限制性核酸内切酶和DNA连接酶 C该技术人为地增加了生物变异的范 围，实现种间遗传物质的交换,D基本原理是DNA具有双螺旋结构以及遗传信息传递和表达方式相同 解析：选D。基因的载体可以是质粒、病毒，大肠杆菌的质粒是最常用的基因载体，A正确；基因工程的工具主要有三种，其中属于酶的是限制酶和连接 酶，不属于酶的是载体，B正确；,基因工程可以克服自然状态下远缘杂交的不亲和性，人为实现种间遗传物质的交换，C正确；基因工程的基本原理是DNA重组，D错。,2下表是关于基因工程中有关基因操作的名词及对应的内容，正确的组合是( ),解析：选C。本题考查基因工程中的基本工具与对应名
6、词：供体指的是提供特殊目的基因的生物；“剪刀”指的是限制性核酸内切酶；“针线”指的是DNA连接酶；常见的载体有质粒、噬菌体、动物病毒和植物病毒；受体指的是有待定向改造的大肠杆菌等微生物或者动植物体。,1获取目的基因 目的基因的获取途径如下： (1)若目的基因的序列是已知的。 用化学方法合成目的基因，如胰岛素基因。,用聚合酶链式反应(PCR)扩增目的基因。 (2)若目的基因的核苷酸序列是未知的建立一个包括目的基因在内的基因文库，把DNA分子的所有基因都包括在这个基因文库里面，再从基因文库中找到目的基因。,2形成重组DNA分子,一般采用同一种限制性核酸内切酶切割质粒和目的基因，以获得相同的粘性末
7、端，以利于形成重组DNA分子；但用不同的限制性核酸内切酶处理也可以获得相同的粘性末端；甚至用不同限制性核酸内切酶处理获得的不同粘性末端也可形成重组DNA分子。,3将重组DNA分子导入受体细胞 (1)常用的受体细胞：大肠杆菌、枯草杆菌、酵母菌和动植物细胞等。 (2)导入方法,易误警示 (1)以植物细胞作为受体细胞可采用体细 胞，经植物组织培养获得转基因植物，原理是植物细胞的全能性。,(2)要获得转基因动物一般只能以动物受精卵作为受体细胞，因为动物体细胞不能表达全能性。但也可采用核移植后获得的重组细胞作为受体细胞，培养获得转基因克隆动物。 (3)原核细胞作为受体细胞不能对分泌蛋白(如人胰岛素等)进
8、行加工，可以考虑以酵母菌等作为受体细胞。,4筛选含有目的基因的受体细胞 (1)筛选原因：由于并非所有的细胞都接纳了重组DNA分子，因此为了获得含目的基因的受体细胞有必要进行筛选。,(2)筛选方法：使用选择培养基培养受体细胞由于载体上含有标记基因(如抗生素抗性基因)，故可依此制备特定选择培养基(如加入相应抗生素)以筛选含目的基因的受体细胞。如质粒上有四环素的抗性基因，含这种重组质粒的受体细胞就能够在有四环素的培养基上,生长，而没有接纳重组DNA分子的细胞，则不能在这种培养基上生长，如此，便可筛选到含重组DNA分子的受体细胞。,易误警示 一般通过标记基因筛选含有目的基因的受体细胞，还可以通过以下方
9、法检测和筛选： (1)对转基因生物的染色体DNA上是否插入目的基因进行检测筛选，方法是采用DNA分子杂交技术。,(2)对目的基因是否转录形成mRNA进行检测筛选，方法是用标记的目的基因作探针与mRNA杂交(核酸分子杂交法)。 (3)对目的基因是否翻译成蛋白质进行检测筛选，方法是从转基因生物中提取蛋白质，用相应的抗体进行抗原抗体杂交法或在个体水平检测是否产生相应性 状。,5目的基因的表达 目的基因在宿主细胞中表达，产生人们需要的功能物质，如转入了人胰岛素原基因的大肠杆菌，可以合成人胰岛素原。经进一步加工后可获得具生物活性的胰岛素。,易误警示 由于不同生物间密码子具通用性，故目的基因在受体细胞中表
10、达产生的蛋白质，仍属天然蛋白质，并不是新蛋白质。,即时应用 3甲、乙两图表示从细菌细胞中获取目的基因的两种方法。下列叙述错误的是( ),A甲方法可建立该细菌的基因文库 B乙方法可用于人工合成基因 C甲方法要以脱氧核苷酸为原料 D乙方法需要逆转录酶参与 解析：选C。获取目的基因的方法有从基因文库中获取目的基因、利用PCR技术扩增目的基因以及人工合成目的基因。,“基因文库是一个生物体的基因组DNA用限制性内切酶部分酶切后，将酶切片段插入到载体DNA分子中，所有这些插入了基因组DNA片段的载体分子的集合体，将包含这个生物体的整个基因组，也就是构成了这个生物体的基因文库”由此可知甲方法可建立该细,菌的
11、基因文库，需限制性内切酶，而不需要脱氧核苷酸为原料；乙方法用于人工合成基因，属于逆转录法，需要逆转录酶参与。,4基因工程的基本原理是让目的基因在宿主细胞中稳定和高效地表达。下列关于基因工程的基本操作中，错误的是( ) A用化学方法合成目的基因的条件是知道目的基因的核苷酸序列,B目的基因与载体DNA连接必须利用的工具酶是DNA聚合酶 C若用大肠杆菌作为宿主细胞，通常用氯化钙处理大肠杆菌，目的是使重组质粒顺利进入 D筛选含有目的基因的受体细胞，必须根据载体DNA上的特定基因来确定培养基,解析：选B。化学合成法合成目的基因主要适用于已知核苷酸序列的、分子量较小的目的基因；目的基因与载体结合必须用同种
12、限制性内切酶切割目的基因，然后用DNA连接酶连接；用氯化钙处理细菌，增大了细胞的通透性，以促进重组质粒顺利进入细胞；根据质粒上的标记基因来检测目的基因是否进入受体细胞。,特别提醒 (1)筛选含目的基因的受体细胞时，根据载体上的标记基因进行筛选。 (2)动物基因工程主要是为了改善畜产品的品质，而不是为了产生体型巨大的个体。,即时应用 5如图是用基因工程技术培育抗棉铃虫的转基因棉花过程，下列有关该过程叙述错误的是( ),A抗虫基因的表达产物为多肽 B抗虫基因的插入一般不会改变受体细胞的染色体结构 C受体细胞除去细胞壁更利于基因的导入 D通过Ti质粒上的抗性基因筛选试管苗,解析：选D。抗虫基因表达产
13、物为多肽；抗虫基因插入受体细胞后，染色体结构一般不变；植物细胞壁的存在对目的基因进入受体细胞起一定阻碍作用；Ti质粒上的抗性基因用于检测目的基因是否导入受体细胞，用于筛选含目的基因的受体细胞。,6如图表示一种转基因鼠的培育过程，下列有关叙述正确的是(多选)( ),A该过程中目的基因的受体细胞是胚胎干细胞 B转基因细胞导入的部位应该是内细胞团 C该项技术不会引起伦理、道德、安全性等方面的问题 D转基因鼠通过自由交配后可以获得纯种转基因鼠,解析：选ABD。从题图中可以看出，转基因细胞被直接注射到囊胚中，由此可以联想到“转基因细胞”应该取自囊胚时期的细胞，故A正确；内细胞团将来能发育成胎儿的各种组织
14、，故转基因细胞导入的部位应该是内细胞团，这样转基因细胞可以随内细胞团一起分裂、分化，故B正确；,若此项技术运用于人类，则会引起伦 理、道德、安全性等方面的问题，故C错；转基因鼠自由交配时，不同个体中的外源基因集中到一个个体，从而形成纯种转基因鼠，故D正确。,基因工程的操作过程 (2011高考海南卷)回答有关基因工程的问题： (1)构建基因工程表达载体时，用不同类型的限制酶切割DNA后，可能产生粘性末端，也可能产生_末端。,若要在限制酶切割目的基因和质粒后使其直接进行连接，则应选择能使二者产生_(相同、不同)粘性末端的限制酶。 (2)利用大肠杆菌生产人胰岛素时，构建的表达载体含有人胰岛素基因及其
15、启动子等，其中启动子的作用是_。,在用表达载体转化大肠杆菌时，常用_处理大肠杆菌，以利于表达载体进入；为了检测胰岛素基因是否转录出了mRNA，可用标记的胰岛素基因片段作探针与mRNA杂交，该杂交技术称为_。为了检测胰岛素基因转录的mRNA是否翻译成_，常用抗原抗体杂交技术。,(3)如果要将某目的基因通过农杆菌转化法导入植物细胞，先要将目的基因插入农杆菌Ti质粒的_中，然后用该农杆菌感染植物细胞，通过DNA重组将目的基因插入植物细胞的_ 上。,【解析】 (1)DNA分子经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式：粘性末端和平末端。当限制酶在它识别序列的中心轴两侧将DNA切开时，产生的是粘性末端，而当限制酶在它识别序列的中心轴线切开时，产生的是平末端。,要使目的基因和质粒直接进行连接，应使用同种限制酶切割目的基因和质粒，使二者产生相同的粘性末端。 (2)一个基因表达载体的组成，除含有目的基因 外，还必须有启动子、终止子和标记基 因。启动子是一段有特殊结构的DNA片段，位于基因首端，是RNA聚合酶识别和结合部位，,可以驱动目的基因转录出mRNA。在用表达载体转化大肠杆菌时，为便于表达载体进入
